JPH0766290A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH0766290A JPH0766290A JP21600793A JP21600793A JPH0766290A JP H0766290 A JPH0766290 A JP H0766290A JP 21600793 A JP21600793 A JP 21600793A JP 21600793 A JP21600793 A JP 21600793A JP H0766290 A JPH0766290 A JP H0766290A
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- film
- insulating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】絶縁層の平坦化工程を有する半導体装置に関
し、絶縁膜を研磨する際に生じる汚染を抑制すること。 【構成】絶縁性下地11の上に配線12を形成する工程と、
前記配線層12の上に直接又は絶縁層13を介して液状絶縁
性材料14を塗布する工程と、前記液状絶縁性材料14を第
一の温度で加熱し、研磨容易な硬さまで固化して第一の
絶縁膜となす工程と、前記第一の絶縁膜の表面を研磨し
て平坦化する工程と、前記第一絶縁膜を前記第一の温度
よりも高い温度で加熱してその硬度をさらに高くする工
程とを含む。
し、絶縁膜を研磨する際に生じる汚染を抑制すること。 【構成】絶縁性下地11の上に配線12を形成する工程と、
前記配線層12の上に直接又は絶縁層13を介して液状絶縁
性材料14を塗布する工程と、前記液状絶縁性材料14を第
一の温度で加熱し、研磨容易な硬さまで固化して第一の
絶縁膜となす工程と、前記第一の絶縁膜の表面を研磨し
て平坦化する工程と、前記第一絶縁膜を前記第一の温度
よりも高い温度で加熱してその硬度をさらに高くする工
程とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関し、より詳しくは、絶縁層の平坦化工程を有
する半導体装置及びその製造方法に関する。
造方法に関し、より詳しくは、絶縁層の平坦化工程を有
する半導体装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置においては、構造の多層化に
伴って、凹凸のある絶縁膜を平坦にした構造が採用され
ている。これは、段差の大きな凹凸が生じると、その上
に塗布されるフォトレジストの露光の際に焦点ズレが生
じたり、その凹凸の境界部分に残渣が残ってしまうから
である。
伴って、凹凸のある絶縁膜を平坦にした構造が採用され
ている。これは、段差の大きな凹凸が生じると、その上
に塗布されるフォトレジストの露光の際に焦点ズレが生
じたり、その凹凸の境界部分に残渣が残ってしまうから
である。
【０００３】現在、ＣＭＰ(chemical mechanical polis
hing) による絶縁膜の平坦化が検討されている。特に、
配線によって凹凸が生じることが多く、その上に形成さ
れる絶縁膜の平坦化技術が開発されている。一般的なＣ
ＭＰの工程を図３に基づいて説明する。まず、図３(a)
に示すように、絶縁膜１の上に配線材料を堆積し、続い
て、その配線材料をリソグラフィー技術によりパターニ
ングして、絶縁膜１の上に配線パターン２を形成する。
hing) による絶縁膜の平坦化が検討されている。特に、
配線によって凹凸が生じることが多く、その上に形成さ
れる絶縁膜の平坦化技術が開発されている。一般的なＣ
ＭＰの工程を図３に基づいて説明する。まず、図３(a)
に示すように、絶縁膜１の上に配線材料を堆積し、続い
て、その配線材料をリソグラフィー技術によりパターニ
ングして、絶縁膜１の上に配線パターン２を形成する。
【０００４】次に、図３(b) に示すように、ＣＶＤ法に
よりSiO2の層間絶縁膜３を形成し、この層間絶縁膜３に
より配線パターン２を覆った後に、図３(c) に示すよう
に、その層間絶縁膜３を研磨してその表面を平坦化す
る。層間絶縁膜３を平坦化する際に使用する研磨剤に
は、コロイダルシリカ（SiO2）とKOH 、NaOHのようなア
ルカリ金属含有物質とを混合したものが使用されてい
る。
よりSiO2の層間絶縁膜３を形成し、この層間絶縁膜３に
より配線パターン２を覆った後に、図３(c) に示すよう
に、その層間絶縁膜３を研磨してその表面を平坦化す
る。層間絶縁膜３を平坦化する際に使用する研磨剤に
は、コロイダルシリカ（SiO2）とKOH 、NaOHのようなア
ルカリ金属含有物質とを混合したものが使用されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シリカは、半
導体装置のパークルとなるので、研磨の後に形成される
膜に欠陥が生じたり、或いは、研磨装置の周囲を汚染す
るためにクリーンルーム内での研磨処理は望めないとい
った不都合がある。一方、研磨剤中のアルカリ金属は半
導体装置を汚染し、例えば半導体素子特性を劣化させる
といった問題がある。
導体装置のパークルとなるので、研磨の後に形成される
膜に欠陥が生じたり、或いは、研磨装置の周囲を汚染す
るためにクリーンルーム内での研磨処理は望めないとい
った不都合がある。一方、研磨剤中のアルカリ金属は半
導体装置を汚染し、例えば半導体素子特性を劣化させる
といった問題がある。
【０００６】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、絶縁膜を研磨する際に生じる汚染を抑制
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
ものであって、絶縁膜を研磨する際に生じる汚染を抑制
することができる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１に
例示するように、絶縁性下地11の上に配線12を形成する
工程と、前記配線層12の上に直接又は絶縁層13を介して
液状絶縁性材料14を塗布する工程と、前記液状絶縁性材
料14を第一の温度で加熱、固化して第一の絶縁膜となす
工程と、前記第一の絶縁膜の表面を研磨して平坦化する
工程と、前記第一絶縁膜を前記第一の温度よりも高い温
度で加熱して固化をさらに促進する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法により達成する。
例示するように、絶縁性下地11の上に配線12を形成する
工程と、前記配線層12の上に直接又は絶縁層13を介して
液状絶縁性材料14を塗布する工程と、前記液状絶縁性材
料14を第一の温度で加熱、固化して第一の絶縁膜となす
工程と、前記第一の絶縁膜の表面を研磨して平坦化する
工程と、前記第一絶縁膜を前記第一の温度よりも高い温
度で加熱して固化をさらに促進する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法により達成する。
【０００８】または、図２に例示するように、絶縁性下
地11の上に配線12を形成する工程と、前記配線12の上に
直接又は絶縁層13を介して第一の液状絶縁性材料16を塗
布する工程と、前記第一の液状絶縁性材料16を第一の温
度で加熱、固化して第一の絶縁膜となす工程と、前記第
一の絶縁膜の上に、前記第一の液状絶縁性材料よりも固
化温度が低い第二の液状絶縁性材料17を塗布する工程
と、前記第二の液状絶縁性材料17を前記第一の温度より
も高い第二の温度で加熱、固化して、前記第二の絶縁膜
よりも研磨速度が小さな第二の絶縁膜となす工程と、前
記第一の絶縁膜と前記第二の絶縁膜を研磨してそれらの
表面を平坦化する工程と、前記第二の温度よりも高い温
度により前記第一の絶縁膜及び前記第二の絶縁膜を加熱
してそれらの固化をさらに促進する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法により達成する。
地11の上に配線12を形成する工程と、前記配線12の上に
直接又は絶縁層13を介して第一の液状絶縁性材料16を塗
布する工程と、前記第一の液状絶縁性材料16を第一の温
度で加熱、固化して第一の絶縁膜となす工程と、前記第
一の絶縁膜の上に、前記第一の液状絶縁性材料よりも固
化温度が低い第二の液状絶縁性材料17を塗布する工程
と、前記第二の液状絶縁性材料17を前記第一の温度より
も高い第二の温度で加熱、固化して、前記第二の絶縁膜
よりも研磨速度が小さな第二の絶縁膜となす工程と、前
記第一の絶縁膜と前記第二の絶縁膜を研磨してそれらの
表面を平坦化する工程と、前記第二の温度よりも高い温
度により前記第一の絶縁膜及び前記第二の絶縁膜を加熱
してそれらの固化をさらに促進する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法により達成する。
【０００９】または、図２に例示するように、絶縁性下
地11の上に配線12を形成する工程と、前記配線12の上に
第一の液状絶縁性材料16を塗布する工程と、前記第一の
液状絶縁性材料16よりも固化温度が低い第二の液状絶縁
性材料17を塗布する工程と、前記第一の液状絶縁性材料
16と前記第二の液状絶縁性材料17を第一の温度で加熱す
ることにより、前記第一の液状絶縁性材料16と前記第二
の液状絶縁性材料17を固化して第一の絶縁膜及び第二の
絶縁膜となす工程と、前記第一の絶縁膜と前記第二の絶
縁膜を研磨してそれらの表面を平坦化する工程と、前記
第一の温度よりも高い温度により前記第一の絶縁膜及び
前記第二の絶縁膜を加熱してそれらの固化をさらに促進
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法により達成する。
地11の上に配線12を形成する工程と、前記配線12の上に
第一の液状絶縁性材料16を塗布する工程と、前記第一の
液状絶縁性材料16よりも固化温度が低い第二の液状絶縁
性材料17を塗布する工程と、前記第一の液状絶縁性材料
16と前記第二の液状絶縁性材料17を第一の温度で加熱す
ることにより、前記第一の液状絶縁性材料16と前記第二
の液状絶縁性材料17を固化して第一の絶縁膜及び第二の
絶縁膜となす工程と、前記第一の絶縁膜と前記第二の絶
縁膜を研磨してそれらの表面を平坦化する工程と、前記
第一の温度よりも高い温度により前記第一の絶縁膜及び
前記第二の絶縁膜を加熱してそれらの固化をさらに促進
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法により達成する。
【００１０】または、研磨された前記絶縁膜の上に、さ
らに別の絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法により達成する。または、図２
に例示するように、凹凸のある下地11の上に２層以上形
成され、かつ該下地の凸部の上の領域では最上層が除去
されているスピンオングラス膜16，17を有することを特
徴とする半導体装置により達成する。
らに別の絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法により達成する。または、図２
に例示するように、凹凸のある下地11の上に２層以上形
成され、かつ該下地の凸部の上の領域では最上層が除去
されているスピンオングラス膜16，17を有することを特
徴とする半導体装置により達成する。
【００１１】
【作 用】本発明によれば、ＳＯＧのような液状絶縁性
材料を凹凸のある面の上に塗布した後に、その液状材料
を熱により固化して研磨容易にした後で、平坦化のため
の研磨を行い、その後に、さらに高い温度でその絶縁膜
を加熱して固化をさらに促進するようにしている。
材料を凹凸のある面の上に塗布した後に、その液状材料
を熱により固化して研磨容易にした後で、平坦化のため
の研磨を行い、その後に、さらに高い温度でその絶縁膜
を加熱して固化をさらに促進するようにしている。
【００１２】これによれば、絶縁膜の研磨がし易くな
り、研磨剤中のコロイダルシリカのシリカ密度を低減で
き、しかも、アルカリ金属含有物質を使用する必要もな
い。この結果、研磨装置からの汚染の発生が抑制され、
しかも、半導体装置の研磨の際のアルカリ金属汚染はな
くなる。また、液状絶縁性材料よりなる絶縁膜を複数層
から構成し、そのうちの最上層が最も研磨速度を遅くな
るように固化すると、凸部の最上層が選択的に研磨され
た後には、その凸部には軟らかい絶縁膜が現れる一方、
凹部の領域は硬い最上層に覆われた状態となるので、そ
れ以降の凸部での研磨の選択性が向上する。これによ
り、研磨後の平坦性がさらに良くなる。
り、研磨剤中のコロイダルシリカのシリカ密度を低減で
き、しかも、アルカリ金属含有物質を使用する必要もな
い。この結果、研磨装置からの汚染の発生が抑制され、
しかも、半導体装置の研磨の際のアルカリ金属汚染はな
くなる。また、液状絶縁性材料よりなる絶縁膜を複数層
から構成し、そのうちの最上層が最も研磨速度を遅くな
るように固化すると、凸部の最上層が選択的に研磨され
た後には、その凸部には軟らかい絶縁膜が現れる一方、
凹部の領域は硬い最上層に覆われた状態となるので、そ
れ以降の凸部での研磨の選択性が向上する。これによ
り、研磨後の平坦性がさらに良くなる。
【００１３】なお、研磨された絶縁膜が傷付いたり、そ
の中に研磨剤や研磨布などが混入して、その上に形成さ
れる配線にリーク電流が発生するおそれがあるときに
は、研磨された絶縁膜の上にさらに別の絶縁膜を形成す
ればその電流リークは生じなくなる。
の中に研磨剤や研磨布などが混入して、その上に形成さ
れる配線にリーク電流が発生するおそれがあるときに
は、研磨された絶縁膜の上にさらに別の絶縁膜を形成す
ればその電流リークは生じなくなる。
【００１４】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例の工程を示す断面図であ
る。まず、図１(a) に示すように、SiO2よりなる絶縁膜
を下地１１として、その上に導電膜を形成した後に、そ
の導電膜をパターニングして配線１２を形成する。その
配線は、例えばAl層、W/Ti/Al 層などの導電膜から構成
される。
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１は、本発明の第１実施例の工程を示す断面図であ
る。まず、図１(a) に示すように、SiO2よりなる絶縁膜
を下地１１として、その上に導電膜を形成した後に、そ
の導電膜をパターニングして配線１２を形成する。その
配線は、例えばAl層、W/Ti/Al 層などの導電膜から構成
される。
【００１５】次に、図１(b) に示すように、ＣＶＤ法に
よるSiO2膜（以下、ＣＶＤSiO2という）１３をＣＶＤ法
により形成して配線１２を覆った後に、層間絶層となる
液状のＳＯＧ（スピンオングラス）膜１４をＣＶＤSiO2
膜１３の上にスピンコーティング法により塗布する。ス
ピンコーティングは回転数４５００r.p.m.で２０秒間と
する。なお、ＳＯＧの材料として、例えば日本触媒化成
工業（株）製の商品名ＢＬＱ５（硬化温度３５０℃以
上）を使用する。
よるSiO2膜（以下、ＣＶＤSiO2という）１３をＣＶＤ法
により形成して配線１２を覆った後に、層間絶層となる
液状のＳＯＧ（スピンオングラス）膜１４をＣＶＤSiO2
膜１３の上にスピンコーティング法により塗布する。ス
ピンコーティングは回転数４５００r.p.m.で２０秒間と
する。なお、ＳＯＧの材料として、例えば日本触媒化成
工業（株）製の商品名ＢＬＱ５（硬化温度３５０℃以
上）を使用する。
【００１６】続いて、ＳＯＧ膜１４を温度３５０℃で１
０分間加熱して固化する。この条件によれば、層間絶縁
膜としては十分に固化されず、次の研磨がし易い状態に
なっている。この後に、Al2O3 粒子を埋め込んだ研磨布
を使用し、水を供給しながらＳＯＧ膜１４に１００ｇ／
cm2 程度の圧力を加え、図１(c) に示すようにＳＯＧ膜
１４を研磨する。その研磨布としては、例えば株式会社
コバックス社の商品名LAPILKA WA#3000 がある。
０分間加熱して固化する。この条件によれば、層間絶縁
膜としては十分に固化されず、次の研磨がし易い状態に
なっている。この後に、Al2O3 粒子を埋め込んだ研磨布
を使用し、水を供給しながらＳＯＧ膜１４に１００ｇ／
cm2 程度の圧力を加え、図１(c) に示すようにＳＯＧ膜
１４を研磨する。その研磨布としては、例えば株式会社
コバックス社の商品名LAPILKA WA#3000 がある。
【００１７】次に、ＳＯＧ膜１４等をスクラバにより洗
浄した後に、温度４５０℃で２０分間加熱すると、その
ＳＯＧ膜１４は層間絶縁膜として十分に固化される。と
ころで、研磨されたＳＯＧ膜１４に傷が入ったり、研磨
剤或いは研磨布等の物質がめり込むと、その上に形成さ
れる配線にリーク電流が生じ易くなる。そこで、図１
(d) に示すように、ＳＯＧ膜１４の研磨処理を終えた後
に、再びＳＯＧ膜１５を塗布し、これをドライ酸素雰囲
気中で温度４５０℃の加熱処理を３０分間行って２つの
ＳＯＧ膜１４，１５を固化させたり、又は、研磨された
ＳＯＧ膜１４の加熱固化後にＣＶＤ法によりSiO2膜１５
を形成してそのＳＯＧ膜１４を覆うようにしてもよい。
浄した後に、温度４５０℃で２０分間加熱すると、その
ＳＯＧ膜１４は層間絶縁膜として十分に固化される。と
ころで、研磨されたＳＯＧ膜１４に傷が入ったり、研磨
剤或いは研磨布等の物質がめり込むと、その上に形成さ
れる配線にリーク電流が生じ易くなる。そこで、図１
(d) に示すように、ＳＯＧ膜１４の研磨処理を終えた後
に、再びＳＯＧ膜１５を塗布し、これをドライ酸素雰囲
気中で温度４５０℃の加熱処理を３０分間行って２つの
ＳＯＧ膜１４，１５を固化させたり、又は、研磨された
ＳＯＧ膜１４の加熱固化後にＣＶＤ法によりSiO2膜１５
を形成してそのＳＯＧ膜１４を覆うようにしてもよい。
【００１８】以上の実施例によれば、研磨対象となるＳ
ＯＧ膜１４は、研磨の際に十分に固化されずに研磨が容
易となるので、コロイダルシリカ及びアルカリ金属含有
溶液を含む研磨剤を使用する必要がなくなる。したがっ
て、研磨装置からシリカが発生したり、半導体装置が研
磨の際にアルカリ金属により汚染されることがなくな
る。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 第１の実施例では、研磨の前にＳＯＧ膜を１層形成した
だけであるが、固化状態と研磨速度の異なるＳＯＧ膜を
複数層形成してもよく、次に、その例を説明する。
ＯＧ膜１４は、研磨の際に十分に固化されずに研磨が容
易となるので、コロイダルシリカ及びアルカリ金属含有
溶液を含む研磨剤を使用する必要がなくなる。したがっ
て、研磨装置からシリカが発生したり、半導体装置が研
磨の際にアルカリ金属により汚染されることがなくな
る。 （ｂ）本発明の第２実施例の説明 第１の実施例では、研磨の前にＳＯＧ膜を１層形成した
だけであるが、固化状態と研磨速度の異なるＳＯＧ膜を
複数層形成してもよく、次に、その例を説明する。
【００１９】図２は、本発明の第１実施例の工程を示す
断面図である。まず、図２(a) に示すように、絶縁性の
下地１１の上に配線１２を形成し、その上にＣＶＤSiO2
膜１３を形成する。次に、図２(b) に示すように、ＣＶ
ＤSiO2膜１３の上に第一のＳＯＧ膜１６をスピンコーテ
ィング法により５００nm〜１．５μｍの厚さに塗布す
る。そのＳＯＧとして、例えば触媒化成工業（株）の商
品名ＢＬＱ５（硬化温度３５０℃以上）がある。スピン
コーティング条件は、回転数４５００rpm 、回転時間２
０秒とする。そして、そのＳＯＧ膜１６を３００℃で５
分間加熱して固化させる。この場合のＳＯＧ膜１６は層
間絶縁膜としては固化が不十分で、研磨し易い状態とな
っている。
断面図である。まず、図２(a) に示すように、絶縁性の
下地１１の上に配線１２を形成し、その上にＣＶＤSiO2
膜１３を形成する。次に、図２(b) に示すように、ＣＶ
ＤSiO2膜１３の上に第一のＳＯＧ膜１６をスピンコーテ
ィング法により５００nm〜１．５μｍの厚さに塗布す
る。そのＳＯＧとして、例えば触媒化成工業（株）の商
品名ＢＬＱ５（硬化温度３５０℃以上）がある。スピン
コーティング条件は、回転数４５００rpm 、回転時間２
０秒とする。そして、そのＳＯＧ膜１６を３００℃で５
分間加熱して固化させる。この場合のＳＯＧ膜１６は層
間絶縁膜としては固化が不十分で、研磨し易い状態とな
っている。
【００２０】この後に、図２(c) に示すように、第一の
ＳＯＧ膜１６の上に第二のＳＯＧ膜１７を２１０nm程度
の厚さに塗布する。第二のＳＯＧ膜１７の硬化温度は、
第一のＳＯＧ膜１６の硬化温度よりも低いものを使用す
る。その材料として、例えば東京応化工業（株）の商品
名２Ｆ７００（硬化温度１７０℃以上）を使用するが、
２１０nm程度の厚さを行うためには、４５００rpm 、２
０秒のスピンコーティングで３回塗布する必要がある。
この場合、スピンコーティング毎にＳＯＧ膜を温度３０
０℃で５分間加熱し、この条件によれば、ＳＯＧ膜１７
は層間絶縁膜として十分に固化される。
ＳＯＧ膜１６の上に第二のＳＯＧ膜１７を２１０nm程度
の厚さに塗布する。第二のＳＯＧ膜１７の硬化温度は、
第一のＳＯＧ膜１６の硬化温度よりも低いものを使用す
る。その材料として、例えば東京応化工業（株）の商品
名２Ｆ７００（硬化温度１７０℃以上）を使用するが、
２１０nm程度の厚さを行うためには、４５００rpm 、２
０秒のスピンコーティングで３回塗布する必要がある。
この場合、スピンコーティング毎にＳＯＧ膜を温度３０
０℃で５分間加熱し、この条件によれば、ＳＯＧ膜１７
は層間絶縁膜として十分に固化される。
【００２１】次に、第一及び第二のＳＯＧ膜１６，１７
を研磨するが、第二のＳＯＧ膜１７は、第一のＳＯＧ膜
１６よりも固化が十分なので、研磨速度が小さい。その
研磨は、研磨布と研磨剤を使用し、かつ、ＳＯＧ膜１
６，１７への加圧力を１５０ｇ／cm2 とする。その研磨
布は、例えばロデールニッタ社のＩＣ１０００を使用
し、また、研磨剤は例えばキャボット社のＳＣ１を用い
る。
を研磨するが、第二のＳＯＧ膜１７は、第一のＳＯＧ膜
１６よりも固化が十分なので、研磨速度が小さい。その
研磨は、研磨布と研磨剤を使用し、かつ、ＳＯＧ膜１
６，１７への加圧力を１５０ｇ／cm2 とする。その研磨
布は、例えばロデールニッタ社のＩＣ１０００を使用
し、また、研磨剤は例えばキャボット社のＳＣ１を用い
る。
【００２２】これらの条件で研磨を行うと、初期の状態
において、第二のＳＯＧ膜１７は硬いので加圧力が高い
凸部が選択的に除去される。そして、第二のＳＯＧ膜１
７は第一のＳＯＧ膜１６よりも薄いために、その凸部が
研磨された後には、第一のＳＯＧ膜１６の凸部が現れる
ことになる。そこで、さらに研磨を進めると、軟らかい
第一のＳＯＧ膜１６の凸部が選択的かつ容易に研磨され
ることになる一方、その凹部には硬い第二のＳＯＧ膜１
７が残存する状態となる。
において、第二のＳＯＧ膜１７は硬いので加圧力が高い
凸部が選択的に除去される。そして、第二のＳＯＧ膜１
７は第一のＳＯＧ膜１６よりも薄いために、その凸部が
研磨された後には、第一のＳＯＧ膜１６の凸部が現れる
ことになる。そこで、さらに研磨を進めると、軟らかい
第一のＳＯＧ膜１６の凸部が選択的かつ容易に研磨され
ることになる一方、その凹部には硬い第二のＳＯＧ膜１
７が残存する状態となる。
【００２３】したがって、その凹部では研磨が進みにく
くなり、第一及び第二のＳＯＧ膜１６，１７が平坦化さ
れたときには、第二のＳＯＧ膜１７は、図２(d) に示す
ように配線１２が形成されていない部分に残存する。次
に、第１実施例と同じように洗浄を行い、ついで、第一
のＳＯＧ膜１６を十分に固化するために、ドライ酸素雰
囲気中、４５０℃、３０分間で加熱する。この後に、第
１実施例と同様に、絶縁性を向上するために、さらにＳ
ＯＧ膜又はＣＶＤによるSiO2膜を形成してもよい。
くなり、第一及び第二のＳＯＧ膜１６，１７が平坦化さ
れたときには、第二のＳＯＧ膜１７は、図２(d) に示す
ように配線１２が形成されていない部分に残存する。次
に、第１実施例と同じように洗浄を行い、ついで、第一
のＳＯＧ膜１６を十分に固化するために、ドライ酸素雰
囲気中、４５０℃、３０分間で加熱する。この後に、第
１実施例と同様に、絶縁性を向上するために、さらにＳ
ＯＧ膜又はＣＶＤによるSiO2膜を形成してもよい。
【００２４】ところで、ＳＯＧ膜１６，１７は、その凸
部が選択的に研磨されるが、その凹部においてもわずか
に進行する。これに対し、本実施例では研磨される絶縁
膜を複数形成し、そのうちの最上層１７を最も研磨速度
を小さくしているので、図２(d) の破線に示すように、
最上層１７の凸部が研磨されて軟らかい層１６が露出し
た場合に、その周辺の凹部は研磨が進みにくい層１７に
覆われた状態となっている。この結果、その凸部の研磨
の選択性がさらに増し、平坦性がより向上する。
部が選択的に研磨されるが、その凹部においてもわずか
に進行する。これに対し、本実施例では研磨される絶縁
膜を複数形成し、そのうちの最上層１７を最も研磨速度
を小さくしているので、図２(d) の破線に示すように、
最上層１７の凸部が研磨されて軟らかい層１６が露出し
た場合に、その周辺の凹部は研磨が進みにくい層１７に
覆われた状態となっている。この結果、その凸部の研磨
の選択性がさらに増し、平坦性がより向上する。
【００２５】しかも、最上のＳＯＧ膜１７の凸部が研磨
により除去された状態では、軟らかいＳＯＧ膜１６が露
出し、研磨が容易となるので、シリコン密度が高いコロ
イダルシリカを使用したり、アルカリ金属含有溶液を使
用する必要はなくなる。 （ｃ）本発明の第３実施例の説明 第２実施例では、研磨布、研磨剤を使用し、ＳＯＧ膜１
６，１７への加圧力を１５０ｇ／cm2 として研磨した
が、研磨剤を使用せずに、研磨布表面にAl2O3 粒子を埋
め込んだラッピングフィルムを使用して、ＳＯＧ膜１
６，１７への加圧力を１００ｇ／cm2 として研磨しても
よい。
により除去された状態では、軟らかいＳＯＧ膜１６が露
出し、研磨が容易となるので、シリコン密度が高いコロ
イダルシリカを使用したり、アルカリ金属含有溶液を使
用する必要はなくなる。 （ｃ）本発明の第３実施例の説明 第２実施例では、研磨布、研磨剤を使用し、ＳＯＧ膜１
６，１７への加圧力を１５０ｇ／cm2 として研磨した
が、研磨剤を使用せずに、研磨布表面にAl2O3 粒子を埋
め込んだラッピングフィルムを使用して、ＳＯＧ膜１
６，１７への加圧力を１００ｇ／cm2 として研磨しても
よい。
【００２６】また、スピンコーティングの回転数につい
て、第一のＳＯＧ膜１６では４０００rpm 、第二のＳＯ
Ｇ膜では５０００rpm としてもよい。これにより、第１
実施例よりも、第一のＳＯＧ膜１６は厚く、第二のＳＯ
Ｇ膜１７は薄くなる。 （ｄ）本発明の第４実施例の説明 第２実施例では、複数のＳＯＧ膜１６，１７を形成する
場合に、各ＳＯＧ膜１６，１７の塗布毎に加熱していた
が、これを一度に行ってもよい。
て、第一のＳＯＧ膜１６では４０００rpm 、第二のＳＯ
Ｇ膜では５０００rpm としてもよい。これにより、第１
実施例よりも、第一のＳＯＧ膜１６は厚く、第二のＳＯ
Ｇ膜１７は薄くなる。 （ｄ）本発明の第４実施例の説明 第２実施例では、複数のＳＯＧ膜１６，１７を形成する
場合に、各ＳＯＧ膜１６，１７の塗布毎に加熱していた
が、これを一度に行ってもよい。
【００２７】例えば、図２(b) ，(c) において、硬化温
度の高い第一のＳＯＧ膜１６を塗布した後に、加熱せず
に、硬化温度の低い第二のＳＯＧ膜１７を塗布し、つい
で、第二のＳＯＧ膜１６の硬化温度で第一及び第二のＳ
ＯＧ膜１６，１７を同時に加熱する。これによっても、
第２実施例と同様な作用と効果が得られる。 （ｅ）本発明のその他の実施例の説明 上記した実施例の研磨の際に使用する研磨布は、実施例
の説明に限定されるものではない。SiC 、SiO2、Al
2O3 、ダイヤモンド等の硬度の高い粒子を埋め込んだラ
ッピングフィルム、或いは、ポリエステル繊維にウレタ
ンをしみ込ませた研磨布のいずれを使用してもよい。 （ｆ）従来例との比較結果の説明 次に、上記実施例と従来方法による研磨後の平坦性を調
べた実験結果を説明する。
度の高い第一のＳＯＧ膜１６を塗布した後に、加熱せず
に、硬化温度の低い第二のＳＯＧ膜１７を塗布し、つい
で、第二のＳＯＧ膜１６の硬化温度で第一及び第二のＳ
ＯＧ膜１６，１７を同時に加熱する。これによっても、
第２実施例と同様な作用と効果が得られる。 （ｅ）本発明のその他の実施例の説明 上記した実施例の研磨の際に使用する研磨布は、実施例
の説明に限定されるものではない。SiC 、SiO2、Al
2O3 、ダイヤモンド等の硬度の高い粒子を埋め込んだラ
ッピングフィルム、或いは、ポリエステル繊維にウレタ
ンをしみ込ませた研磨布のいずれを使用してもよい。 （ｆ）従来例との比較結果の説明 次に、上記実施例と従来方法による研磨後の平坦性を調
べた実験結果を説明する。
【００２８】まず、配線パターンとして、厚さ１μｍの
アルミニウム膜をパターニングすることによりライン＆
スペース（Ｌ＆Ｓ）のパターンを形成し、ラインとスペ
ースの幅を１０μｍ、１００μｍ、１０００μｍ、５０
００μｍと変化させた試料を多数用意した。ただし、ラ
イン幅とスペース幅は同じにする。次に、ライン＆スペ
ースの幅の異なる試料について、第１実施例〜第３実施
例の条件に従って、ＣＶＤSiO2膜とＳＯＧ膜を順に形成
し、ＳＯＧ膜を研磨により平坦化し、ついでその表面を
洗浄した。その平坦化の終点は、ＣＶＤSiO2膜の一部が
表れるところとした。
アルミニウム膜をパターニングすることによりライン＆
スペース（Ｌ＆Ｓ）のパターンを形成し、ラインとスペ
ースの幅を１０μｍ、１００μｍ、１０００μｍ、５０
００μｍと変化させた試料を多数用意した。ただし、ラ
イン幅とスペース幅は同じにする。次に、ライン＆スペ
ースの幅の異なる試料について、第１実施例〜第３実施
例の条件に従って、ＣＶＤSiO2膜とＳＯＧ膜を順に形成
し、ＳＯＧ膜を研磨により平坦化し、ついでその表面を
洗浄した。その平坦化の終点は、ＣＶＤSiO2膜の一部が
表れるところとした。
【００２９】さらに、ライン＆スペースの幅の異なる試
料について、従来方法に従って、ライン＆スペースパタ
ーンを覆う SiN膜を０．２μｍ堆積し、その上にＮＳＧ
（non-doped silicatte glass)膜を１．０μｍの厚さに
形成した後に、研磨布と研磨剤を使用して SiN膜の一部
が表れるまでＮＳＧ膜を研磨し、ついでスクラバにより
これを洗浄した。
料について、従来方法に従って、ライン＆スペースパタ
ーンを覆う SiN膜を０．２μｍ堆積し、その上にＮＳＧ
（non-doped silicatte glass)膜を１．０μｍの厚さに
形成した後に、研磨布と研磨剤を使用して SiN膜の一部
が表れるまでＮＳＧ膜を研磨し、ついでスクラバにより
これを洗浄した。
【００３０】そして各実施例と従来例による平坦性を比
較調査したところ、表１に示す結果が得られた。表１に
おいて示した値は、平坦化後の凹凸の差を示している。
その試験結果によれば、第１〜第３実施例は従来方法に
比べて平坦性が優れていることがわかった。特に、第
２、第３実施例による平坦性の効果は顕著である。ま
た、研磨による平坦性は、配線となるパターンの依存性
が大きく、ライン＆スペースの幅が大きいほど平坦性が
損なわれることがわかった。
較調査したところ、表１に示す結果が得られた。表１に
おいて示した値は、平坦化後の凹凸の差を示している。
その試験結果によれば、第１〜第３実施例は従来方法に
比べて平坦性が優れていることがわかった。特に、第
２、第３実施例による平坦性の効果は顕著である。ま
た、研磨による平坦性は、配線となるパターンの依存性
が大きく、ライン＆スペースの幅が大きいほど平坦性が
損なわれることがわかった。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ＳＯ
Ｇのような液状絶縁性材料を凹凸のある面の上に塗布し
た後に、その液状材料を熱により固化させて研磨容易に
した後で、平坦化のための研磨を行い、その後に、さら
に高い温度でその絶縁膜を加熱して固化をさらに促進す
るようにしているので、平坦化の際の絶縁膜の研磨が容
易になり、この結果、研磨剤中のコロイダルシリカのシ
リカ密度を低減できる。しかも、アルカリ金属含有溶液
を省くことができ、研磨装置からの汚染の発生を抑制
し、しかも、半導体装置の研磨の際のアルカリ金属汚染
を無くすことができる。
Ｇのような液状絶縁性材料を凹凸のある面の上に塗布し
た後に、その液状材料を熱により固化させて研磨容易に
した後で、平坦化のための研磨を行い、その後に、さら
に高い温度でその絶縁膜を加熱して固化をさらに促進す
るようにしているので、平坦化の際の絶縁膜の研磨が容
易になり、この結果、研磨剤中のコロイダルシリカのシ
リカ密度を低減できる。しかも、アルカリ金属含有溶液
を省くことができ、研磨装置からの汚染の発生を抑制
し、しかも、半導体装置の研磨の際のアルカリ金属汚染
を無くすことができる。
【００３３】また、液状絶縁性材料よりなる絶縁膜を複
数層から構成し、そのうちの最上層の研磨速度を小さく
すると、凸部の最上層が選択的に研磨された後には、そ
の凸部には軟らかい絶縁膜が現れる一方、その周囲の凹
部の領域は研磨速度の小さい最上層に覆われた状態とな
るので、凸部での研磨の選択性を向上でき、研磨後の平
坦性をさらに良くできる。
数層から構成し、そのうちの最上層の研磨速度を小さく
すると、凸部の最上層が選択的に研磨された後には、そ
の凸部には軟らかい絶縁膜が現れる一方、その周囲の凹
部の領域は研磨速度の小さい最上層に覆われた状態とな
るので、凸部での研磨の選択性を向上でき、研磨後の平
坦性をさらに良くできる。
【００３４】さらに、研磨された絶縁膜の上にさらに別
の絶縁膜を形成しているので、研磨された絶縁膜が傷付
いたり、その中に研磨剤や研磨布などが混入しても、そ
の上に形成される配線に悪影響を及ぼすことがなくな
る。
の絶縁膜を形成しているので、研磨された絶縁膜が傷付
いたり、その中に研磨剤や研磨布などが混入しても、そ
の上に形成される配線に悪影響を及ぼすことがなくな
る。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図３】従来の絶縁膜平坦化工程の一例を示す断面図で
ある。
ある。
１１ 下地 １２ 配線 １３ ＣＶＤSiO2（絶縁膜） １４ ＳＯＧ膜（液状絶縁性材料） １５ ＳＯＧ膜、SiO2膜 １６、１７ ＳＯＧ膜（液状絶縁性材料）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｋ (72)発明者 大倉 嘉之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 福山 俊一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 原田 秀樹 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】絶縁性下地（11）の上に配線（12）を形成
する工程と、 前記配線層（12）の上に直接又は絶縁層（13）を介して
液状絶縁性材料（14）を塗布する工程と、 前記液状絶縁性材料（14）を第一の温度で加熱、固化し
て第一の絶縁膜となす工程と、 前記第一の絶縁膜の表面を研磨して平坦化する工程と、 前記第一絶縁膜を前記第一の温度よりも高い温度で加熱
して固化をさらに促進する工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】絶縁性下地（11）の上に配線（12）を形成
する工程と、 前記配線（12）の上に直接又は絶縁層（13）を介して第
一の液状絶縁性材料（16）を塗布する工程と、 前記第一の液状絶縁性材料（16）を第一の温度で加熱、
固化して第一の絶縁膜となす工程と、 前記第一の絶縁膜の上に、前記第一の液状絶縁性材料よ
りも固化温度が低い第二の液状絶縁性材料（17）を塗布
する工程と、 前記第二の液状絶縁性材料（17）を前記第一の温度より
も高い第二の温度で加熱、固化して、前記第二の絶縁膜
よりも研磨速度が小さな第二の絶縁膜となす工程と、 前記第一の絶縁膜と前記第二の絶縁膜を研磨してそれら
の表面を平坦化する工程と、 前記第二の温度よりも高い温度により前記第一の絶縁膜
及び前記第二の絶縁膜を加熱してそれらの固化をさらに
促進する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項３】絶縁性下地（11）の上に配線（12）を形成
する工程と、 前記配線（12）の上に第一の液状絶縁性材料（16）を塗
布する工程と、 前記第一の液状絶縁性材料（16）よりも固化温度が低い
第二の液状絶縁性材料（17）を塗布する工程と、 前記第一の液状絶縁性材料（16）と前記第二の液状絶縁
性材料（17）を第一の温度で加熱することにより、前記
第一の液状絶縁性材料（16）と前記第二の液状絶縁性材
料（17）を固化して第一の絶縁膜及び第二の絶縁膜とな
す工程と、 前記第一の絶縁膜と前記第二の絶縁膜を研磨してそれら
の表面を平坦化する工程と、 前記第一の温度よりも高い温度により前記第一の絶縁膜
及び前記第二の絶縁膜を加熱してそれらの固化をさらに
促進する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項４】研磨された前記絶縁膜の上に、さらに別の
絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項
１、２又は３記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】凹凸のある下地（11）の上に２層以上形成
され、かつ該下地の凸部の上の領域では最上層が除去さ
れているスピンオングラス膜（16，17）を有することを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21600793A JPH0766290A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21600793A JPH0766290A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766290A true JPH0766290A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16681852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21600793A Withdrawn JPH0766290A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766290A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09153494A (ja) * | 1995-11-27 | 1997-06-10 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体素子の表面平坦化方法 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21600793A patent/JPH0766290A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09153494A (ja) * | 1995-11-27 | 1997-06-10 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体素子の表面平坦化方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |