JPH04269853A - 半導体装置のリフロー方法 - Google Patents
半導体装置のリフロー方法Info
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- JPH04269853A JPH04269853A JP3262343A JP26234391A JPH04269853A JP H04269853 A JPH04269853 A JP H04269853A JP 3262343 A JP3262343 A JP 3262343A JP 26234391 A JP26234391 A JP 26234391A JP H04269853 A JPH04269853 A JP H04269853A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の多層配線工
程において配線層間の絶縁膜を平坦化するためのリフロ
ー(reflow)方法に関し、特にプラズマを利用し
て同時に連続(in−situ)状態で積層された配線
層間の絶縁膜である二重構造のBPSG(Boroph
ospho Silicate Glass)膜を
比較的に低い温度でリフローさせた後、非等方性乾式蝕
刻を通じて二重構造のBPSG膜の上部にある高濃度層
を完全に除去し、下部にある低濃度層を一部除去するこ
とにより、配線層間の絶縁膜が効果的に平坦になるよう
にする半導体装置のリフロー方法に関する。
程において配線層間の絶縁膜を平坦化するためのリフロ
ー(reflow)方法に関し、特にプラズマを利用し
て同時に連続(in−situ)状態で積層された配線
層間の絶縁膜である二重構造のBPSG(Boroph
ospho Silicate Glass)膜を
比較的に低い温度でリフローさせた後、非等方性乾式蝕
刻を通じて二重構造のBPSG膜の上部にある高濃度層
を完全に除去し、下部にある低濃度層を一部除去するこ
とにより、配線層間の絶縁膜が効果的に平坦になるよう
にする半導体装置のリフロー方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な従来技術1は、図1の(A)〜
(C)に示す通り、通常の工程で半導体基板1上に絶縁
膜2aを形成させた後、電極物質3を形成させる工程と
、その上に絶縁膜2bを形成させる工程と、シレン(S
iH4 )ガス、ジボラン(B2 H6 )ガス及びホ
スフィン(PH3 )ガスが混合されたガスを利用して
APCVD(Atmospheric Pressu
re Chemical Vapor Depo
sition)装置で硼素の濃度が3〜4wt%、燐の
濃度が5〜7wt%のBPSG膜4を積層させる工程で
なっている。
(C)に示す通り、通常の工程で半導体基板1上に絶縁
膜2aを形成させた後、電極物質3を形成させる工程と
、その上に絶縁膜2bを形成させる工程と、シレン(S
iH4 )ガス、ジボラン(B2 H6 )ガス及びホ
スフィン(PH3 )ガスが混合されたガスを利用して
APCVD(Atmospheric Pressu
re Chemical Vapor Depo
sition)装置で硼素の濃度が3〜4wt%、燐の
濃度が5〜7wt%のBPSG膜4を積層させる工程で
なっている。
【0003】図1の(C)に示す通り、ネガティブ領域
5が生成されてBPSG層4を900℃でリフローさせ
ても効果的な平坦化がなされるに困難が伴う。更に、積
層されたBPSG膜4内の硼素と燐の濃度が増加すると
、BPSG膜4のリフロー温度が低くなる反面、硼素の
濃度が増加すると、BPSG膜4の表面結晶化が生じる
ようになり、燐の濃度が増加すると、BPSG膜4の吸
湿性が強くなって酸を形成することにより、金属配線を
腐蝕させる影響が大きくなって、硼素と燐の使用濃度が
制限を受けることにより、900℃のリフロー温度を低
めることができなくなって、比較的高いリフロー温度を
有する欠点があった。
5が生成されてBPSG層4を900℃でリフローさせ
ても効果的な平坦化がなされるに困難が伴う。更に、積
層されたBPSG膜4内の硼素と燐の濃度が増加すると
、BPSG膜4のリフロー温度が低くなる反面、硼素の
濃度が増加すると、BPSG膜4の表面結晶化が生じる
ようになり、燐の濃度が増加すると、BPSG膜4の吸
湿性が強くなって酸を形成することにより、金属配線を
腐蝕させる影響が大きくなって、硼素と燐の使用濃度が
制限を受けることにより、900℃のリフロー温度を低
めることができなくなって、比較的高いリフロー温度を
有する欠点があった。
【0004】図1の(A)〜(F)に示す通り、従来技
術2は従来技術1の(A)〜(C)の製造工程で形成さ
れているBPSG膜4上に追加する燐の濃度が9wt%
のPSG(Phospho Silicate G
lass)膜6を厚さが1500〜2000Åになるよ
う積層する工程と、900℃で窒素ガス又はPOCl3
雰囲気でリフローする工程と、PSG膜6を稀釈弗酸
(H2 O:HF=100:1)で蝕刻する工程からな
っている。従って、従来技術1で生じるネガティブ領域
5が消滅される長所があるが、リフロー工程によりPS
G膜6内の高濃度の燐が下部のBPSG膜4内に拡散す
ることにより、PSG膜6を完全に蝕刻した後にも金属
配線3を腐蝕させることができ、従来技術1の通りリフ
ロー温度が比較的高い欠点があった。
術2は従来技術1の(A)〜(C)の製造工程で形成さ
れているBPSG膜4上に追加する燐の濃度が9wt%
のPSG(Phospho Silicate G
lass)膜6を厚さが1500〜2000Åになるよ
う積層する工程と、900℃で窒素ガス又はPOCl3
雰囲気でリフローする工程と、PSG膜6を稀釈弗酸
(H2 O:HF=100:1)で蝕刻する工程からな
っている。従って、従来技術1で生じるネガティブ領域
5が消滅される長所があるが、リフロー工程によりPS
G膜6内の高濃度の燐が下部のBPSG膜4内に拡散す
ることにより、PSG膜6を完全に蝕刻した後にも金属
配線3を腐蝕させることができ、従来技術1の通りリフ
ロー温度が比較的高い欠点があった。
【0005】更に、図3に示す通り、従来技術1,2に
より製造された絶縁膜の平坦化程度を示す角度(θ)は
35〜40℃の比較的高い角度を有する欠点が発生した
。
より製造された絶縁膜の平坦化程度を示す角度(θ)は
35〜40℃の比較的高い角度を有する欠点が発生した
。
【0006】
【発明の目的】本発明は上記の従来のリフロー方法が有
する欠点を除去しようと発明したのであって、クラスタ
ー型(cluster type)のPECVD(P
lasma Enhanced Chemical
Vapor Deposition)装置を利用
して硼素と燐の濃度が相違する二重構造のBPSG膜が
積層されることにより、従来技術に比べて比較的低い温
度でリフローされることができ、更に絶縁膜として効果
的であり、良好な平坦化がなされるようにする半導体装
置のリフロー方法を提供するにその目的がある。
する欠点を除去しようと発明したのであって、クラスタ
ー型(cluster type)のPECVD(P
lasma Enhanced Chemical
Vapor Deposition)装置を利用
して硼素と燐の濃度が相違する二重構造のBPSG膜が
積層されることにより、従来技術に比べて比較的低い温
度でリフローされることができ、更に絶縁膜として効果
的であり、良好な平坦化がなされるようにする半導体装
置のリフロー方法を提供するにその目的がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】以下、本発明の半導体装
置のリフロー方法の一実施例を添付図面を参照して詳細
に説明する。
置のリフロー方法の一実施例を添付図面を参照して詳細
に説明する。
【0008】上記の目的を達成するための本発明方法は
、図4の(A)に示す通り、通常の工程でシリコン基板
11上に絶縁物を形成した後、電極物質を形成して絶縁
膜を形成する工程と、図4の(B)の通り、液体である
TEOS(Tetra Ethyl Ortho
Silicate)、TMP(Trimethyl
phosphite)、TMB(Trimethyl
borate)ガスをクラスター型のPECVD装
置内でプラズマ状態で反応させて、硼素の濃度が3〜4
wt%、燐の濃度が5〜7wt%の低濃度のBPSG膜
41を厚さが7000〜9000Åになるよう積層した
後、同時に連続(in−situ)状態で硼素の濃度が
5〜7wt%、燐の濃度が8〜10wt%の高濃度のB
PSG膜71を厚さが2000〜3000Åになるよう
積層する工程と、図4(C)の通り、積層されたBPS
G膜41,71を温度が800〜850℃の拡散炉で3
0分間窒素、又は750〜800℃の拡散炉で水蒸気雰
囲気でリフローする工程と、図4(D)の通り、クラス
ター型のPECVD装置内でCHF3 20SCCMと
CF4 20SCCMガスを利用した非等方性乾式蝕刻
を施して、上部にある高濃度のBPSG膜71を完全に
除去し、下部に拡散されて高濃度の硼素と燐が残ってい
る低濃度のBPSG膜41を同時に連続(in−sit
u)状態で1500〜2000Å程除去する工程からな
っっている。
、図4の(A)に示す通り、通常の工程でシリコン基板
11上に絶縁物を形成した後、電極物質を形成して絶縁
膜を形成する工程と、図4の(B)の通り、液体である
TEOS(Tetra Ethyl Ortho
Silicate)、TMP(Trimethyl
phosphite)、TMB(Trimethyl
borate)ガスをクラスター型のPECVD装
置内でプラズマ状態で反応させて、硼素の濃度が3〜4
wt%、燐の濃度が5〜7wt%の低濃度のBPSG膜
41を厚さが7000〜9000Åになるよう積層した
後、同時に連続(in−situ)状態で硼素の濃度が
5〜7wt%、燐の濃度が8〜10wt%の高濃度のB
PSG膜71を厚さが2000〜3000Åになるよう
積層する工程と、図4(C)の通り、積層されたBPS
G膜41,71を温度が800〜850℃の拡散炉で3
0分間窒素、又は750〜800℃の拡散炉で水蒸気雰
囲気でリフローする工程と、図4(D)の通り、クラス
ター型のPECVD装置内でCHF3 20SCCMと
CF4 20SCCMガスを利用した非等方性乾式蝕刻
を施して、上部にある高濃度のBPSG膜71を完全に
除去し、下部に拡散されて高濃度の硼素と燐が残ってい
る低濃度のBPSG膜41を同時に連続(in−sit
u)状態で1500〜2000Å程除去する工程からな
っっている。
【0009】
【効果】上記の本発明の方法は液体であるTEOS、T
MP、TMBガスを利用して、二重構造のBPSG膜4
1,71を製造することにより、従来技術に比べてリフ
ロー温度を50℃程低めることができ、クラスター型P
ECVD装置を用いてプラズマ状態で高温度と低温度の
二重構造を有するBPSG膜41,71を同時に連続(
in−situ)状態で積層することにより、汚染され
る機会を減少させることができ、更にリフロー温度を一
層低めることができ、プラズマを利用するため、BPS
G膜41の応力は引張応力でなく圧縮応力を有するよう
になって、製品の信頼度を向上させることができるよう
になる。また、雰囲気によって750〜850℃で30
分間リフローした後には、平坦化程度を示す角度(θ)
が10℃以下である優れた平坦化膜を得ることができ、
更にリフローした後、非等方性乾式蝕刻をすることによ
り、上部の高濃度BPSG膜71を完全に除去し、下部
の低濃度BPSG膜41を一部除去するようになって、
BPSG膜41の表面結晶化と酸の形成を防止すること
ができる長所がある。
MP、TMBガスを利用して、二重構造のBPSG膜4
1,71を製造することにより、従来技術に比べてリフ
ロー温度を50℃程低めることができ、クラスター型P
ECVD装置を用いてプラズマ状態で高温度と低温度の
二重構造を有するBPSG膜41,71を同時に連続(
in−situ)状態で積層することにより、汚染され
る機会を減少させることができ、更にリフロー温度を一
層低めることができ、プラズマを利用するため、BPS
G膜41の応力は引張応力でなく圧縮応力を有するよう
になって、製品の信頼度を向上させることができるよう
になる。また、雰囲気によって750〜850℃で30
分間リフローした後には、平坦化程度を示す角度(θ)
が10℃以下である優れた平坦化膜を得ることができ、
更にリフローした後、非等方性乾式蝕刻をすることによ
り、上部の高濃度BPSG膜71を完全に除去し、下部
の低濃度BPSG膜41を一部除去するようになって、
BPSG膜41の表面結晶化と酸の形成を防止すること
ができる長所がある。
【図1】従来技術のリフロー方法に係る半導体装置の製
造工程図であって、(A)〜(C)は従来技術1の製造
工程図。(A)〜(F)は従来技術2の製造工程図。
造工程図であって、(A)〜(C)は従来技術1の製造
工程図。(A)〜(F)は従来技術2の製造工程図。
【図2】従来技術に係るネガティブ領域の拡大図。
【図3】従来の技術により製造されたリフロー後の平坦
化程度を表示する角度(θ)を示す図面。
化程度を表示する角度(θ)を示す図面。
【図4】(A)〜(D)の本発明の半導体装置のリフロ
ー方法に係る半導体装置の製造工程図である。
ー方法に係る半導体装置の製造工程図である。
11 半導体基板
2a,2b 絶縁膜
41 低濃度のBPSG膜
71 高濃度のBPSG膜
Claims (12)
- 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜(2)を形成す
る工程と、上記絶縁膜上部の所定領域に電極物質を形成
する工程と、半導体基板上部にBPSG膜を形成する工
程と、上記BPSG膜をリフローして平坦化させる工程
と、上記のリフローされたBPSG膜を蝕刻する工程を
具備してなることを特徴とする半導体装置のリフロー方
法。 - 【請求項2】 上記BPSG膜はPECVD工程で形
成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置のリ
フロー方法。 - 【請求項3】 上記リフローはN2 雰囲気で800
〜850℃、水蒸気雰囲気では750〜800℃の比較
的低いリフロー温度でなることを特徴とする請求項1記
載の半導体装置のリフロー方法。 - 【請求項4】 上記BPSG膜は下部にBPSG膜(
41)を形成し、上記BPSG膜(41)上部にBPS
G膜(71)を形成することを特徴とする請求項2記載
の半導体装置のリフロー方法。 - 【請求項5】 上記リフローされた半導体素子の平坦
化程度は10°以下であることを特徴とする請求項3記
載の半導体装置のリフロー方法。 - 【請求項6】 上記BPSG膜(41,71)はクラ
スター型PECVD装置内で同時に連続(in−sit
u)状態で形成することを特徴とする請求項2記載の半
導体装置のリフロー方法。 - 【請求項7】 上記BPSG膜(41)は硼素の濃度
が3〜4wt%であり、燐の濃度が5〜7wt%の低濃
度のBPSG膜であることを特徴とする請求項5記載の
半導体装置のリフロー方法。 - 【請求項8】 上記BPSG膜(41)は厚さが60
00〜8000Åになるよう積層することを特徴とする
請求項5記載の半導体装置のリフロー方法。 - 【請求項9】 上記BPSG膜(71)は硼素の濃度
が4〜6wt%であり、燐の濃度が8〜10wt%の高
濃度のBPSG膜であることを特徴とする請求項5記載
の半導体装置のリフロー方法。 - 【請求項10】 上記BPSG膜(71)は厚さが4
000〜6000Åになるよう形成することを特徴とす
る請求項5記載の半導体装置のリフロー方法。 - 【請求項11】 上記BPSG膜(41,71)は非
等方性乾式蝕刻することを特徴とする請求項5記載の半
導体装置のリフロー方法。 - 【請求項12】 上記BPSG膜(41,71)は1
500〜2000Å程度蝕刻することを特徴とする請求
項5記載の半導体装置のリフロー方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR90-21056 | 1990-12-19 | ||
KR900021056 | 1990-12-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04269853A true JPH04269853A (ja) | 1992-09-25 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3262343A Pending JPH04269853A (ja) | 1990-12-19 | 1991-10-09 | 半導体装置のリフロー方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5268333A (ja) |
JP (1) | JPH04269853A (ja) |
DE (1) | DE4133625C2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004304068A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Denso Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
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-
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- 1991-10-08 US US07/772,870 patent/US5268333A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-09 JP JP3262343A patent/JPH04269853A/ja active Pending
- 1991-10-10 DE DE4133625A patent/DE4133625C2/de not_active Expired - Lifetime
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