JPH05275424A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH05275424A JPH05275424A JP7075692A JP7075692A JPH05275424A JP H05275424 A JPH05275424 A JP H05275424A JP 7075692 A JP7075692 A JP 7075692A JP 7075692 A JP7075692 A JP 7075692A JP H05275424 A JPH05275424 A JP H05275424A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- silicon oxide
- oxide film
- forming
- concentration
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- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＢＰＳＧ膜の熱処理温度が減少しても十分な
平坦化が得られると同時に、ＢＰＳＧ膜表面での析出物
の発生を防ぎ、配線の歩留まりを向上させる層間絶縁膜
の形成方法を提供する。 【構成】 半導体基板１に素子分離用酸化膜２及びトラ
ンジスタを形成した後、ＢＰＳＧ膜４内のボロン酸化物
濃度及びリン酸化物濃度がＢＰＳＧ膜の膜厚方向表面に
向かって減少するＢＰＳＧ膜４を堆積して層間絶縁膜を
形成し、熱処理を加えＢＰＳＧ膜を粘性流動させ表面を
平坦化した後、配線を形成する。
平坦化が得られると同時に、ＢＰＳＧ膜表面での析出物
の発生を防ぎ、配線の歩留まりを向上させる層間絶縁膜
の形成方法を提供する。 【構成】 半導体基板１に素子分離用酸化膜２及びトラ
ンジスタを形成した後、ＢＰＳＧ膜４内のボロン酸化物
濃度及びリン酸化物濃度がＢＰＳＧ膜の膜厚方向表面に
向かって減少するＢＰＳＧ膜４を堆積して層間絶縁膜を
形成し、熱処理を加えＢＰＳＧ膜を粘性流動させ表面を
平坦化した後、配線を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法、
特に配線用層間絶縁膜の形成方法に関するものである。
特に配線用層間絶縁膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置は高集積化され、配線
の多層化が進む傾向にある。
の多層化が進む傾向にある。
【０００３】以下図面を参照しながら、上記した従来の
層間絶縁膜の形成方法の一例について説明する。
層間絶縁膜の形成方法の一例について説明する。
【０００４】（図５）は従来の層間絶縁膜の形成方法を
示すものである。（図５（ａ）））に示すように、ｐ型
の半導体基板１に素子分離用酸化膜２及びトランジスタ
３を形成する。次に（図５（ｂ））に示すように、ＢＰ
ＳＧ膜内のボロン濃度が４．０ｗｔ％、リン濃度が７．
０ｗｔ％の第１ＢＰＳＧ膜４を５００ｎｍ堆積する。次
に（図５（ｃ））に示すように、窒素雰囲気中で９００
度Ｃ３０分の熱処理を加え、第１ＢＰＳＧ膜４を粘性流
動させ第１ＢＰＳＧ膜４の表面を平坦化した後、配線６
を形成する。
示すものである。（図５（ａ）））に示すように、ｐ型
の半導体基板１に素子分離用酸化膜２及びトランジスタ
３を形成する。次に（図５（ｂ））に示すように、ＢＰ
ＳＧ膜内のボロン濃度が４．０ｗｔ％、リン濃度が７．
０ｗｔ％の第１ＢＰＳＧ膜４を５００ｎｍ堆積する。次
に（図５（ｃ））に示すように、窒素雰囲気中で９００
度Ｃ３０分の熱処理を加え、第１ＢＰＳＧ膜４を粘性流
動させ第１ＢＰＳＧ膜４の表面を平坦化した後、配線６
を形成する。
【０００５】（図６）は堆積直後のＢＰＳＧ膜４内の不
純物濃度の膜厚方向の分布を示す。ＢＰＳＧ膜内に均一
にボロン及びリンが分布している。
純物濃度の膜厚方向の分布を示す。ＢＰＳＧ膜内に均一
にボロン及びリンが分布している。
【０００６】以上のように構成された層間絶縁膜の形成
方法について、以下その特徴について説明する。ＢＰＳ
Ｇ膜の段差部でのフロー角を小さくするためには、熱処
理温度を高くするか、ＢＰＳＧ膜内のボロン及びリンの
濃度を高くすればよい。
方法について、以下その特徴について説明する。ＢＰＳ
Ｇ膜の段差部でのフロー角を小さくするためには、熱処
理温度を高くするか、ＢＰＳＧ膜内のボロン及びリンの
濃度を高くすればよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、素子の微細化、高集積化に伴って浅いｐ
ｎ接合を有するトランジスタを形成するためには、ＢＰ
ＳＧ膜の熱処理温度を下げなければならないが、十分な
平坦化が起きるようにＢＰＳＧ膜内のボロンとリンの濃
度を高くすると、ＢＰＳＧ膜の表面に析出物が生じるた
め、配線の歩留まりが低下するという問題点を有してい
た。
うな構成では、素子の微細化、高集積化に伴って浅いｐ
ｎ接合を有するトランジスタを形成するためには、ＢＰ
ＳＧ膜の熱処理温度を下げなければならないが、十分な
平坦化が起きるようにＢＰＳＧ膜内のボロンとリンの濃
度を高くすると、ＢＰＳＧ膜の表面に析出物が生じるた
め、配線の歩留まりが低下するという問題点を有してい
た。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、ＢＰＳＧ膜の
熱処理温度が減少しても十分な平坦化が得られると同時
に、ＢＰＳＧ膜表面での析出物の発生を防ぎ、配線の歩
留まりを向上させることを目的とした層間絶縁膜の形成
方法を提供するものである。
熱処理温度が減少しても十分な平坦化が得られると同時
に、ＢＰＳＧ膜表面での析出物の発生を防ぎ、配線の歩
留まりを向上させることを目的とした層間絶縁膜の形成
方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の層間絶縁膜の形成方法は、半導体基板に素
子分離用酸化膜とトランジスタを形成する手段と、ボロ
ン及びリンの濃度がシリコン酸化膜層の上層ほど低濃度
である不純物を含むシリコン酸化膜層を形成する手段
と、熱処理によって不純物を含むシリコン酸化膜を粘性
流動させる手段と、配線を形成する手段により構成され
たものである。
めに本発明の層間絶縁膜の形成方法は、半導体基板に素
子分離用酸化膜とトランジスタを形成する手段と、ボロ
ン及びリンの濃度がシリコン酸化膜層の上層ほど低濃度
である不純物を含むシリコン酸化膜層を形成する手段
と、熱処理によって不純物を含むシリコン酸化膜を粘性
流動させる手段と、配線を形成する手段により構成され
たものである。
【００１０】
【作用】本発明は上記した構成によって、不純物を含む
シリコン酸化膜の上層部のみを析出物が発生しない低い
不純物濃度に設定し、下層部では十分粘性流動の生じる
高い不純物濃度にすることにより、析出物が発生せず十
分な平坦化がえられる層間絶縁膜を形成することが可能
となる。
シリコン酸化膜の上層部のみを析出物が発生しない低い
不純物濃度に設定し、下層部では十分粘性流動の生じる
高い不純物濃度にすることにより、析出物が発生せず十
分な平坦化がえられる層間絶縁膜を形成することが可能
となる。
【００１１】
【実施例】以下本発明の一実施例の層間絶縁膜の形成方
法について、図面を参照しながら説明する。
法について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】（図１）は本発明の実施例における層間絶
縁膜の形成方法を示すものである。（図１（ａ）））に
示すように、ｐ型の半導体基板１に素子分離用酸化膜２
及びトランジスタ３を形成する。次に（図１（ｂ））に
示すように、ＢＰＳＧ膜内のボロン濃度が５．０ｗｔ
％、リン酸化物濃度８．０ｗｔ％の第１ＢＰＳＧ膜４を
３００ｎｍ堆積した後、同様にボロン濃度が４．０ｗｔ
％、リン酸化物濃度が７．０ｍｏｌ％の第２ＢＰＳＧ膜
５を２００ｎｍ堆積して層間絶縁膜を形成する。次に
（図１（ｃ））に示すように、窒素雰囲気中で９００度
Ｃ３０分の熱処理を加え、第１ＢＰＳＧ膜４及び第２Ｂ
ＰＳＧ膜５を粘性流動させＢＰＳＧ膜５の表面を平坦化
した後、配線６を形成する。
縁膜の形成方法を示すものである。（図１（ａ）））に
示すように、ｐ型の半導体基板１に素子分離用酸化膜２
及びトランジスタ３を形成する。次に（図１（ｂ））に
示すように、ＢＰＳＧ膜内のボロン濃度が５．０ｗｔ
％、リン酸化物濃度８．０ｗｔ％の第１ＢＰＳＧ膜４を
３００ｎｍ堆積した後、同様にボロン濃度が４．０ｗｔ
％、リン酸化物濃度が７．０ｍｏｌ％の第２ＢＰＳＧ膜
５を２００ｎｍ堆積して層間絶縁膜を形成する。次に
（図１（ｃ））に示すように、窒素雰囲気中で９００度
Ｃ３０分の熱処理を加え、第１ＢＰＳＧ膜４及び第２Ｂ
ＰＳＧ膜５を粘性流動させＢＰＳＧ膜５の表面を平坦化
した後、配線６を形成する。
【００１３】以上のように構成された層間絶縁膜の形成
方法において（図２）は、層間絶縁膜層のボロン酸化物
及びリン酸化物の濃度分布を示すものである。層間絶縁
膜層の表面（Ａ’点）においてボロン酸化物及びリン酸
化物の濃度を低くすることによって、析出物の発生を抑
制することができる。また下層（Ａ点）のＢＰＳＧ膜内
のボロン酸化物及びリン酸化物の濃度を高くすることに
よって、十分な粘性流動を引き起こし表面を平坦化し配
線歩留まりを向上することが可能である。
方法において（図２）は、層間絶縁膜層のボロン酸化物
及びリン酸化物の濃度分布を示すものである。層間絶縁
膜層の表面（Ａ’点）においてボロン酸化物及びリン酸
化物の濃度を低くすることによって、析出物の発生を抑
制することができる。また下層（Ａ点）のＢＰＳＧ膜内
のボロン酸化物及びリン酸化物の濃度を高くすることに
よって、十分な粘性流動を引き起こし表面を平坦化し配
線歩留まりを向上することが可能である。
【００１４】以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。（図３）は本発明の第２の実施
例を示す層間絶縁膜の形成方法を示す図である。（図３
（ａ）））に示すように、ｐ型の半導体基板１に素子分
離用酸化膜２及びトランジスタ３を形成する。次に（図
３（ｂ））に示すように、ＢＰＳＧ膜内のボロン酸化物
濃度が５．０ｗｔ％から４．０ｗｔ％、リン酸化物濃度
が８．０ｗｔ％から７．０ｗｔ％にＢＰＳＧ膜の膜厚方
向表面に向かって連続的に減少する第１ＢＰＳＧ膜４を
５００ｎｍ堆積して層間絶縁膜を形成する。次に（図３
（ｃ））に示すように、窒素雰囲気中で９００度Ｃ３０
分の熱処理を加え、第１ＢＰＳＧ膜４を粘性流動させ第
１ＢＰＳＧ膜４の表面を平坦化した後、配線６を形成す
る。（図１）と異なるのはＢＰＳＧ膜２層にわたる不純
物濃度変化を単層のＢＰＳＧ膜内に連続的に形成したこ
とである。
参照しながら説明する。（図３）は本発明の第２の実施
例を示す層間絶縁膜の形成方法を示す図である。（図３
（ａ）））に示すように、ｐ型の半導体基板１に素子分
離用酸化膜２及びトランジスタ３を形成する。次に（図
３（ｂ））に示すように、ＢＰＳＧ膜内のボロン酸化物
濃度が５．０ｗｔ％から４．０ｗｔ％、リン酸化物濃度
が８．０ｗｔ％から７．０ｗｔ％にＢＰＳＧ膜の膜厚方
向表面に向かって連続的に減少する第１ＢＰＳＧ膜４を
５００ｎｍ堆積して層間絶縁膜を形成する。次に（図３
（ｃ））に示すように、窒素雰囲気中で９００度Ｃ３０
分の熱処理を加え、第１ＢＰＳＧ膜４を粘性流動させ第
１ＢＰＳＧ膜４の表面を平坦化した後、配線６を形成す
る。（図１）と異なるのはＢＰＳＧ膜２層にわたる不純
物濃度変化を単層のＢＰＳＧ膜内に連続的に形成したこ
とである。
【００１５】以上のように構成された層間絶縁膜の形成
方法において（図４）は、層間絶縁膜層のボロン酸化物
及びリン酸化物の濃度分布を示すものである。層間絶縁
膜層の表面（Ａ’点）においてボロン酸化物及びリン酸
化物の濃度を低くすることによって、析出物の発生を抑
制することができる。また下層（Ａ点）のＢＰＳＧ膜内
のボロン酸化物及びリン酸化物の濃度を高くすることに
よって、十分な粘性流動を引き起こし表面を平坦化し配
線歩留まりを向上することが可能である。ＳＧ膜内に連
続的に設けた点である。
方法において（図４）は、層間絶縁膜層のボロン酸化物
及びリン酸化物の濃度分布を示すものである。層間絶縁
膜層の表面（Ａ’点）においてボロン酸化物及びリン酸
化物の濃度を低くすることによって、析出物の発生を抑
制することができる。また下層（Ａ点）のＢＰＳＧ膜内
のボロン酸化物及びリン酸化物の濃度を高くすることに
よって、十分な粘性流動を引き起こし表面を平坦化し配
線歩留まりを向上することが可能である。ＳＧ膜内に連
続的に設けた点である。
【００１６】以上のように、単層のＢＰＳＧ膜内に不純
物濃度変化を設けることにより、第１の実施例と同様の
効果を得られる上に、層間絶縁膜を１回のＢＰＳＧ膜の
堆積で得られるためスループットの向上や不純物濃度の
ばらつきを防止することが期待できる。
物濃度変化を設けることにより、第１の実施例と同様の
効果を得られる上に、層間絶縁膜を１回のＢＰＳＧ膜の
堆積で得られるためスループットの向上や不純物濃度の
ばらつきを防止することが期待できる。
【００１７】なお、第１の実施例において、層間絶縁膜
の堆積数は２層としたが、堆積数は３層以上の複数層と
してもよい。
の堆積数は２層としたが、堆積数は３層以上の複数層と
してもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明は半導体基板上に素
子分離用酸化膜とトランジスタを形成する工程と、素子
分離用酸化膜とトランジスタを形成した半導体基板上に
ボロン及びリンの濃度がシリコン酸化膜層の上層ほど低
濃度である不純物を含むシリコン酸化膜層を形成する工
程と、熱処理により不純物を含むシリコン酸化膜を粘性
流動させる工程と、配線を形成する工程を設けることに
より、ＢＰＳＧ膜の熱処理温度が低下しても十分段差を
緩和することができ、析出物の発生を防ぎ、配線の歩留
まりが低下するという問題点を排除することができる。
子分離用酸化膜とトランジスタを形成する工程と、素子
分離用酸化膜とトランジスタを形成した半導体基板上に
ボロン及びリンの濃度がシリコン酸化膜層の上層ほど低
濃度である不純物を含むシリコン酸化膜層を形成する工
程と、熱処理により不純物を含むシリコン酸化膜を粘性
流動させる工程と、配線を形成する工程を設けることに
より、ＢＰＳＧ膜の熱処理温度が低下しても十分段差を
緩和することができ、析出物の発生を防ぎ、配線の歩留
まりが低下するという問題点を排除することができる。
【図１】本発明の第１の実施例における層間絶縁膜の形
成方法の工程断面図。
成方法の工程断面図。
【図２】同実施例におけるシリコン酸化膜内の膜厚方向
での不純物濃度分布図。
での不純物濃度分布図。
【図３】本発明の第２の実施例における層間絶縁膜の形
成方法の工程断面図。
成方法の工程断面図。
【図４】同実施例におけるシリコン酸化膜内の膜厚方向
での不純物濃度分布図。
での不純物濃度分布図。
【図５】従来の層間絶縁膜の形成方法の工程断面図。
【図６】従来の層間絶縁膜の形成方法によるＢＰＳＧ膜
内の膜厚方向での不純物濃度分布図。
内の膜厚方向での不純物濃度分布図。
１ ｐ型の半導体基板 ２ 素子分離用酸化膜 ３ トランジスタ ４ 第１ＢＰＳＧ膜 ５ 第２ＢＰＳＧ膜 ６ 配線
Claims (4)
- 【請求項１】半導体基板に素子分離用酸化膜とトランジ
スタを形成する工程と、前記素子分離用酸化膜とトラン
ジスタを形成した半導体基板上に、不純物を含むシリコ
ン酸化膜を不純物濃度が高い順に連続して複数層形成す
る工程と、前記不純物を含むシリコン酸化膜を熱処理し
て粘性流動させる工程と、配線を形成する工程を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】半導体基板にトランジスタを形成する工程
と、前記トランジスタを形成した半導体基板上に、不純
物を含むシリコン酸化膜内の不純物濃度を膜厚方向に連
続的に変化させて、前記シリコン酸化膜の表面ほど不純
物濃度が低い前記不純物を含むシリコン酸化膜を形成す
る工程と、前記不純物を含むシリコン酸化膜を熱処理し
て粘性流動させる工程と、配線を形成する工程を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】不純物を含むシリコン酸化膜内の不純物が
ボロン及びリンであり、最上層の不純物を含むシリコン
酸化膜内のボロン濃度が４．０ｗｔ％以下、及び最上層
の不純物を含むシリコン酸化膜内のリン濃度が７．０ｗ
ｔ％以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項４】不純物を含むシリコン酸化膜内の不純物が
ボロン及びリンであり、不純物を含むシリコン酸化膜の
表面ボロン濃度が４．０ｗｔ％以下、及び不純物を含む
シリコン酸化膜の表面リン濃度が７．０ｗｔ％以下であ
ることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7075692A JPH05275424A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7075692A JPH05275424A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05275424A true JPH05275424A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13440676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7075692A Pending JPH05275424A (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05275424A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5716890A (en) * | 1996-10-18 | 1998-02-10 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Structure and method for fabricating an interlayer insulating film |
| JP2010278231A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Yamaha Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US20210313178A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Asm Ip Holding B.V. | Method for forming barrier layer and method for manufacturing semiconductor device |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP7075692A patent/JPH05275424A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5716890A (en) * | 1996-10-18 | 1998-02-10 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Structure and method for fabricating an interlayer insulating film |
| JP2010278231A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Yamaha Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US20210313178A1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-10-07 | Asm Ip Holding B.V. | Method for forming barrier layer and method for manufacturing semiconductor device |
| US11830738B2 (en) * | 2020-04-03 | 2023-11-28 | Asm Ip Holding B.V. | Method for forming barrier layer and method for manufacturing semiconductor device |
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