JPH0774146A - 低融点無機材料を使用する集積回路構造の改良された平坦化方法 - Google Patents
低融点無機材料を使用する集積回路構造の改良された平坦化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
低融点無機平坦化物質を使用してＣＶＤ装置内で集積回
路構造を平坦化する平坦化方法であり、この方法はシリ
コン酸化物の様な絶縁物質層上にホウ酸ガラスの様な低
融点無機平坦化層を堆積し、低融点無機平坦化層をドラ
イエッチングして上記構造を平坦化し、絶縁物質の別の
層を堆積して吸湿性を有する場合がある低融点ガラス平
坦化層の残りの部分を包囲する。この方法は、真空装置
の外で通常行われる有機物質の平坦化層の付与と関連す
る分離したコーティング、乾燥、硬化の工程の必要を除
去する。好適な実施例においては、堆積工程及びエッチ
ング工程の全てが装置から集積回路構造を取り除くこと
なしに実施される。特に好適な実施例においては、工程
の全てが装置の同じチャンバ内で実行される。付加的な
エッチング工程が第１絶縁層を堆積した後で平坦化層を
堆積する前に行われて絶縁層内にボイドが形成されるこ
とを阻止することができる。
路構造を平坦化する平坦化方法であり、この方法はシリ
コン酸化物の様な絶縁物質層上にホウ酸ガラスの様な低
融点無機平坦化層を堆積し、低融点無機平坦化層をドラ
イエッチングして上記構造を平坦化し、絶縁物質の別の
層を堆積して吸湿性を有する場合がある低融点ガラス平
坦化層の残りの部分を包囲する。この方法は、真空装置
の外で通常行われる有機物質の平坦化層の付与と関連す
る分離したコーティング、乾燥、硬化の工程の必要を除
去する。好適な実施例においては、堆積工程及びエッチ
ング工程の全てが装置から集積回路構造を取り除くこと
なしに実施される。特に好適な実施例においては、工程
の全てが装置の同じチャンバ内で実行される。付加的な
エッチング工程が第１絶縁層を堆積した後で平坦化層を
堆積する前に行われて絶縁層内にボイドが形成されるこ
とを阻止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路構造を平坦化
する方法に関する。更に詳しくは、本発明は、絶縁材料
の層の上に堆積され、次いでエッチングされる低融点ガ
ラスを使用して集積回路構造を平坦化する方法に関す
る。好適な実施例に於いて、このエッチング工程は堆積
ステップの後で周囲の雰囲気にこの構造を中間的にさら
すことなく行われ、従って吸湿性の低融点ガラスを平坦
化材料として使用することが可能になる。
する方法に関する。更に詳しくは、本発明は、絶縁材料
の層の上に堆積され、次いでエッチングされる低融点ガ
ラスを使用して集積回路構造を平坦化する方法に関す
る。好適な実施例に於いて、このエッチング工程は堆積
ステップの後で周囲の雰囲気にこの構造を中間的にさら
すことなく行われ、従って吸湿性の低融点ガラスを平坦
化材料として使用することが可能になる。
【０００２】
【従来の技術】集積回路構造の形成において、層にパタ
ーンを設けることによって、基板上にトランジスタのよ
うな能動デバイス、抵抗のような受動デバイス及びこれ
らのデバイスを相互に接続する金属線を形成することが
可能になり、その結果として、平坦でない表面が形成さ
れる。
ーンを設けることによって、基板上にトランジスタのよ
うな能動デバイス、抵抗のような受動デバイス及びこれ
らのデバイスを相互に接続する金属線を形成することが
可能になり、その結果として、平坦でない表面が形成さ
れる。
【０００３】これらの平坦でない表面上に更にパターン
化された層の形成を可能にするため、酸化シリコンのよ
うな絶縁材料の層がこれらの表面上に形成されると、こ
の酸化シリコンは下地の構造的特徴と馴染み、その結
果、平坦でないすなわち段差のある表面が形成される。
標準的なリソグラフィー技術を使用してこのような平坦
でない表面上で別の層をパターン化することは非常に困
難である。
化された層の形成を可能にするため、酸化シリコンのよ
うな絶縁材料の層がこれらの表面上に形成されると、こ
の酸化シリコンは下地の構造的特徴と馴染み、その結
果、平坦でないすなわち段差のある表面が形成される。
標準的なリソグラフィー技術を使用してこのような平坦
でない表面上で別の層をパターン化することは非常に困
難である。
【０００４】従って、フォトレジストまたは「ＳＯＧ」
（スピン・オン・ガラス）等の有機物をベースとするガ
ラス材料の平坦化層を加えることが一般的に実行され、
この材料は下地層である酸化シリコン絶縁層とほぼ同じ
速度でエッチングを行う。この構造は、そこで異方性的
にエッチングされて平坦化層及び下地層である酸化シリ
コンの隆起した部分を取除く。
（スピン・オン・ガラス）等の有機物をベースとするガ
ラス材料の平坦化層を加えることが一般的に実行され、
この材料は下地層である酸化シリコン絶縁層とほぼ同じ
速度でエッチングを行う。この構造は、そこで異方性的
にエッチングされて平坦化層及び下地層である酸化シリ
コンの隆起した部分を取除く。
【０００５】しかし、フォトレジストとＳＯＧのいずれ
もいわゆるローディング効果を有している。このこと
は、これらの材料のエッチング速度が絶縁層、例えば、
酸化シリコン層の露出している程度によって決まること
を意味する。従って、絶縁材料（酸化シリコン）と犠牲
すなわち平坦化材料のいずれに対しても等しいエッチン
グ速度を実現することは極めて困難であり、従って、こ
のエッチング速度は、この構造の形状によって決まる。
更に、隆起部分の間の空間が約1.５ミクロン未満の場
合、これら２つの平坦化材料のいずれかを形成するスピ
ン工程を効率的に行うことができない。
もいわゆるローディング効果を有している。このこと
は、これらの材料のエッチング速度が絶縁層、例えば、
酸化シリコン層の露出している程度によって決まること
を意味する。従って、絶縁材料（酸化シリコン）と犠牲
すなわち平坦化材料のいずれに対しても等しいエッチン
グ速度を実現することは極めて困難であり、従って、こ
のエッチング速度は、この構造の形状によって決まる。
更に、隆起部分の間の空間が約1.５ミクロン未満の場
合、これら２つの平坦化材料のいずれかを形成するスピ
ン工程を効率的に行うことができない。
【０００６】上述した平坦化材料はこれらの材料を堆積
する場合の量又は厚さの合計についても制約がある。更
に、これらの平坦化材料は、塗布の前に有機結合剤と溶
剤中で分散されるため、この構造に平坦化層を塗布する
ためには、半導体構造を、酸化シリコン等の絶縁層が例
えばＣＶＤ法によって堆積される真空槽から取りはずさ
なければならない。このようなコーティングを行った
後、平坦化コーティング内の溶剤は蒸発させられなけれ
ばならず、この平坦化コーティングは、次にエッチング
の工程の前に、なお残存している溶剤を取除きこのコー
ティング硬化させるため、焼成されなければならない。
エッチングは通常ドライ・エッチング工程であり、この
工程もまた通常真空槽の中で行われる。
する場合の量又は厚さの合計についても制約がある。更
に、これらの平坦化材料は、塗布の前に有機結合剤と溶
剤中で分散されるため、この構造に平坦化層を塗布する
ためには、半導体構造を、酸化シリコン等の絶縁層が例
えばＣＶＤ法によって堆積される真空槽から取りはずさ
なければならない。このようなコーティングを行った
後、平坦化コーティング内の溶剤は蒸発させられなけれ
ばならず、この平坦化コーティングは、次にエッチング
の工程の前に、なお残存している溶剤を取除きこのコー
ティング硬化させるため、焼成されなければならない。
エッチングは通常ドライ・エッチング工程であり、この
工程もまた通常真空槽の中で行われる。
【０００７】従って、今回平坦化方法は不満足な結果を
もたらすばかりでなく、また多くの別の時間のかかる中
間工程が必要であり、これらの工程は下地の絶縁層をＣ
ＶＤ法で堆積する先行する工程及びかかる平坦化層の形
成に続いて通常行われるドライ・エッチング工程に対し
て通常使用される真空装置の外部で行われなければなら
ない。このような別の工程は、工程に対して経費を付加
するだけでなく、半導体の構造を外気にさらすことによ
ってこの半導体の構造の表面に望ましくない汚染を与え
る可能があるという危険を生じる。
もたらすばかりでなく、また多くの別の時間のかかる中
間工程が必要であり、これらの工程は下地の絶縁層をＣ
ＶＤ法で堆積する先行する工程及びかかる平坦化層の形
成に続いて通常行われるドライ・エッチング工程に対し
て通常使用される真空装置の外部で行われなければなら
ない。このような別の工程は、工程に対して経費を付加
するだけでなく、半導体の構造を外気にさらすことによ
ってこの半導体の構造の表面に望ましくない汚染を与え
る可能があるという危険を生じる。
【０００８】従って、平坦化層の塗布、乾燥及び焼成の
ために真空システムから集積回路構造を取り出すことを
必要とするこのような有機物をベースとする平坦化材料
を使用することなしに集積回路構造を平坦化することが
できることが極めて望ましい。本出願人による特願平１
年２８９８５０号において、低融点無機平坦化材料を使
用する集積回路構造を平坦化するための方法を開示並び
に特許請求した。この方法は集積回路構造上に絶縁材料
層を堆積し、この被覆された集積回路上に低融点無機平
坦化材料の層を堆積し、無機平坦化層をドライエッチン
グしてこれを下方の絶縁層の隆起部分とともに除去する
工程を含んでいる。上記特願平において、各工程は同じ
真空装置で実施することができ、半導体ウェーハを各工
程間で周囲環境にさらすことがないようにすることがで
きる。平坦化材料は吸湿性を有するのでエッチング工程
は低融点ガラス層のほぼ全てを除去する様実施されると
教示されていた。
ために真空システムから集積回路構造を取り出すことを
必要とするこのような有機物をベースとする平坦化材料
を使用することなしに集積回路構造を平坦化することが
できることが極めて望ましい。本出願人による特願平１
年２８９８５０号において、低融点無機平坦化材料を使
用する集積回路構造を平坦化するための方法を開示並び
に特許請求した。この方法は集積回路構造上に絶縁材料
層を堆積し、この被覆された集積回路上に低融点無機平
坦化材料の層を堆積し、無機平坦化層をドライエッチン
グしてこれを下方の絶縁層の隆起部分とともに除去する
工程を含んでいる。上記特願平において、各工程は同じ
真空装置で実施することができ、半導体ウェーハを各工
程間で周囲環境にさらすことがないようにすることがで
きる。平坦化材料は吸湿性を有するのでエッチング工程
は低融点ガラス層のほぼ全てを除去する様実施されると
教示されていた。
【０００９】
【発明の要約】従って、本発明の目的は低融点無機材料
を使用する集積化回路構造を平坦化するための方法であ
って、集積回路構造上に絶縁材料の層を堆積し、この被
覆された集積回路構造上に低融点無機平坦化材料の層を
堆積し、無機平坦化層の少なくとも一部を除去する様無
機平坦化材料層をドライエッチングし、前記構造上に別
の絶縁層を堆積して低融点無機平坦化層の残りの部分を
包囲する方法を提供することにある。
を使用する集積化回路構造を平坦化するための方法であ
って、集積回路構造上に絶縁材料の層を堆積し、この被
覆された集積回路構造上に低融点無機平坦化材料の層を
堆積し、無機平坦化層の少なくとも一部を除去する様無
機平坦化材料層をドライエッチングし、前記構造上に別
の絶縁層を堆積して低融点無機平坦化層の残りの部分を
包囲する方法を提供することにある。
【００１０】本発明の別の目的は、低融点無機平坦化材
料を使用する集積回路構造を平坦化するための方法であ
って、集積回路構造上に絶縁材料層を堆積し、この被覆
された集積回路構造上に低融点ガラスの平坦化層を堆積
し、この低融点ガラス平坦化層をドライエッチングして
この平坦化層の少なくとも一部を除去し、前記構造上に
別の絶縁層を堆積して低融点ガラス平坦化層の残りの部
分を包囲する方法を提供することにある。
料を使用する集積回路構造を平坦化するための方法であ
って、集積回路構造上に絶縁材料層を堆積し、この被覆
された集積回路構造上に低融点ガラスの平坦化層を堆積
し、この低融点ガラス平坦化層をドライエッチングして
この平坦化層の少なくとも一部を除去し、前記構造上に
別の絶縁層を堆積して低融点ガラス平坦化層の残りの部
分を包囲する方法を提供することにある。
【００１１】本発明の更に別の目的は吸湿性低融点ガラ
ス平坦化材料を使用する集積回路構造を平坦化する方法
であって、集積回路構造上に絶縁材料層をＣＶＤ法によ
り堆積し、この被覆された集積回路構造上に吸湿性低融
点ガラス平坦化材料層をＣＶＤ法により堆積し、この平
坦化層の少なくとも一部を除去する様平坦化層を異方的
にドライエッチングし、この構造上に別の絶縁層を堆積
して吸湿性低融点ガラス平坦化層の残りの部分を包囲す
る方法を提供することにある。
ス平坦化材料を使用する集積回路構造を平坦化する方法
であって、集積回路構造上に絶縁材料層をＣＶＤ法によ
り堆積し、この被覆された集積回路構造上に吸湿性低融
点ガラス平坦化材料層をＣＶＤ法により堆積し、この平
坦化層の少なくとも一部を除去する様平坦化層を異方的
にドライエッチングし、この構造上に別の絶縁層を堆積
して吸湿性低融点ガラス平坦化層の残りの部分を包囲す
る方法を提供することにある。
【００１２】本発明のまた別の目的は低融点ガラス平坦
化材料を使用する集積回路構造を平坦化する方法であっ
て、ＣＶＤ装置の堆積チャンバ内で集積回路構造上に絶
縁材料層をＣＶＤ法により堆積し、同じ装置で被覆され
た集積回路構造上に低融点ガラス平坦化材料層をＣＶＤ
法により堆積し、同じ装置で低融点ガラス平坦化層を異
方的にドライエッチングして平坦化層の少なくとも一部
を除去し、この構造上に別の絶縁層を堆積して吸湿性低
融点ガラス平坦化層の残りの部分を包囲する方法を提供
することにある。
化材料を使用する集積回路構造を平坦化する方法であっ
て、ＣＶＤ装置の堆積チャンバ内で集積回路構造上に絶
縁材料層をＣＶＤ法により堆積し、同じ装置で被覆され
た集積回路構造上に低融点ガラス平坦化材料層をＣＶＤ
法により堆積し、同じ装置で低融点ガラス平坦化層を異
方的にドライエッチングして平坦化層の少なくとも一部
を除去し、この構造上に別の絶縁層を堆積して吸湿性低
融点ガラス平坦化層の残りの部分を包囲する方法を提供
することにある。
【００１３】本発明の他の目的は低融点ガラス平坦化材
料を使用する集積回路構造を平坦化する方法であって、
ＣＶＤ装置のチャンバ内の集積回路構造上に絶縁材料層
をＣＶＤ法により堆積し、上記装置の同じチャンバ内で
この被覆された集積回路構造上に低融点ガラス平坦化材
料層をＣＶＤ法により堆積し、上記装置の同じチャンバ
内で低融点ガラス平坦化層を異方的にドライエッチング
して平坦化層の少なくとも一部を除去する方法を提供す
ることにある。
料を使用する集積回路構造を平坦化する方法であって、
ＣＶＤ装置のチャンバ内の集積回路構造上に絶縁材料層
をＣＶＤ法により堆積し、上記装置の同じチャンバ内で
この被覆された集積回路構造上に低融点ガラス平坦化材
料層をＣＶＤ法により堆積し、上記装置の同じチャンバ
内で低融点ガラス平坦化層を異方的にドライエッチング
して平坦化層の少なくとも一部を除去する方法を提供す
ることにある。
【００１４】本発明の更に別の目的は低融点ガラス平坦
化材料を使用する集積回路構造を平坦化する方法であっ
て、ＣＶＤ装置のチャンバ内で集積回路構造上に絶縁材
料層をＣＶＤ法により堆積し、上記装置の同じチャンバ
内でこの被覆された集積回路構造上に低融点ガラス平坦
化材料層をＣＶＤ法により堆積し、上記平坦化層の少な
くとも一部を除去する様上記装置の同じチャンバ内で低
融点ガラス平坦化層を異方的にドライエッチングし、上
記装置の同じチャンバ内で上記構造に別の絶縁層を堆積
して吸湿性低融点ガラス平坦化層の残りの部分を包囲す
る方法を提供することにある。
化材料を使用する集積回路構造を平坦化する方法であっ
て、ＣＶＤ装置のチャンバ内で集積回路構造上に絶縁材
料層をＣＶＤ法により堆積し、上記装置の同じチャンバ
内でこの被覆された集積回路構造上に低融点ガラス平坦
化材料層をＣＶＤ法により堆積し、上記平坦化層の少な
くとも一部を除去する様上記装置の同じチャンバ内で低
融点ガラス平坦化層を異方的にドライエッチングし、上
記装置の同じチャンバ内で上記構造に別の絶縁層を堆積
して吸湿性低融点ガラス平坦化層の残りの部分を包囲す
る方法を提供することにある。
【００１５】本発明のまた他の目的は低融点ガラス平坦
化材料を使用する集積回路構造を平坦化する方法であっ
て、ＣＶＤ装置のチャンバ内で集積回路構造上に絶縁材
料層をＣＶＤ法により堆積し、隆起部分の側壁から堆積
された絶縁材料の少なくとも一部を除去し、上記装置の
同じチャンバ内で、上記被覆された集積回路構造上に低
融点ガラス平坦化材料層をＣＶＤ法により堆積し、上記
装置の同じチャンバ内で低融点ガラス平坦化層を異方的
にドライエッチングして平坦化層の少なくとも一部を除
去し、上記装置の同じチャンバ内で上記構造上に別の絶
縁層を堆積して吸湿性低融点ガラス平坦化層の残り部分
を包囲する方法を提供することにある。
化材料を使用する集積回路構造を平坦化する方法であっ
て、ＣＶＤ装置のチャンバ内で集積回路構造上に絶縁材
料層をＣＶＤ法により堆積し、隆起部分の側壁から堆積
された絶縁材料の少なくとも一部を除去し、上記装置の
同じチャンバ内で、上記被覆された集積回路構造上に低
融点ガラス平坦化材料層をＣＶＤ法により堆積し、上記
装置の同じチャンバ内で低融点ガラス平坦化層を異方的
にドライエッチングして平坦化層の少なくとも一部を除
去し、上記装置の同じチャンバ内で上記構造上に別の絶
縁層を堆積して吸湿性低融点ガラス平坦化層の残り部分
を包囲する方法を提供することにある。
【００１６】
【実施例】最も幅広く考えた場合、本発明は、集積回路
構造に対する改良した平坦化方法を提供するものであ
り、この場合、低融点無機平坦化材料が酸化シリコンの
ような同質の絶縁層上に堆積され、次にこの平坦化層が
エッチングされる。低融点ガラスのような低融点無機平
坦化材料を使用することによって、中間的な堆積または
コーティング、溶剤の蒸発または焼成の工程がＣＶＤ装
置の外で行われる必要がなくなり、従って下地の絶縁層
を堆積するために使用されるのと同じ装置を低融点無機
平坦化材料の堆積及びエッチするのに使用することがで
きる。
構造に対する改良した平坦化方法を提供するものであ
り、この場合、低融点無機平坦化材料が酸化シリコンの
ような同質の絶縁層上に堆積され、次にこの平坦化層が
エッチングされる。低融点ガラスのような低融点無機平
坦化材料を使用することによって、中間的な堆積または
コーティング、溶剤の蒸発または焼成の工程がＣＶＤ装
置の外で行われる必要がなくなり、従って下地の絶縁層
を堆積するために使用されるのと同じ装置を低融点無機
平坦化材料の堆積及びエッチするのに使用することがで
きる。
【００１７】第１図は、代表的な集積回路構造の部分が
一般的に層１０として示され、この層１０は、シリコン
等の基板、１つ以上のドーピングされたまたはドーピン
グされない埋設層、１つ以上のドーピングされたまたは
ドーピングされないエピタキシャル層、１つ以上のドー
ピングされたまたはドーピングされないポリシリコン
層、酸化隔離すなわち絶縁部等を含むことができる。こ
の図では集積回路構造上に２つの離れて位置して金属線
１４と１６が形成されているが、これは図示されている
だけであってこれによって限定が行われるものではな
い。酸化シリコン等の材料によって構成される絶縁層２
０が集積回路構造１０と金属線１４及び１６上に堆積さ
れ、これによって、例えば、金属線１４及び（または）
１６を構造１０の他の部分と相互に接続する金属配線ハ
ーネスのような別のパターン化された層をこの上に形成
するための準備が行われる。
一般的に層１０として示され、この層１０は、シリコン
等の基板、１つ以上のドーピングされたまたはドーピン
グされない埋設層、１つ以上のドーピングされたまたは
ドーピングされないエピタキシャル層、１つ以上のドー
ピングされたまたはドーピングされないポリシリコン
層、酸化隔離すなわち絶縁部等を含むことができる。こ
の図では集積回路構造上に２つの離れて位置して金属線
１４と１６が形成されているが、これは図示されている
だけであってこれによって限定が行われるものではな
い。酸化シリコン等の材料によって構成される絶縁層２
０が集積回路構造１０と金属線１４及び１６上に堆積さ
れ、これによって、例えば、金属線１４及び（または）
１６を構造１０の他の部分と相互に接続する金属配線ハ
ーネスのような別のパターン化された層をこの上に形成
するための準備が行われる。
【００１８】下地の集積回路構造がシリコンによって構
成される場合、絶縁材料２０はリン酸シリケート等のシ
リコンの酸化物すなわちシリケートによって構成するこ
とができる。下地構造がシリコンによって構成される場
合、シリコンの窒化物または酸窒化物を同様に使用する
ことができる。この絶縁材料はドーピングされた材料で
あってもよいし、またはドーピングされない材料であっ
てもよい。下地構造が例えばゲルルマニューム、ガリウ
ム、ヒ素等のシリコン以外の材料によって構成される場
合には、上記以外の絶縁材料を勿論同様に使用すること
が可能であり、それらは上に列挙したものよりも望まし
い場合もある。
成される場合、絶縁材料２０はリン酸シリケート等のシ
リコンの酸化物すなわちシリケートによって構成するこ
とができる。下地構造がシリコンによって構成される場
合、シリコンの窒化物または酸窒化物を同様に使用する
ことができる。この絶縁材料はドーピングされた材料で
あってもよいし、またはドーピングされない材料であっ
てもよい。下地構造が例えばゲルルマニューム、ガリウ
ム、ヒ素等のシリコン以外の材料によって構成される場
合には、上記以外の絶縁材料を勿論同様に使用すること
が可能であり、それらは上に列挙したものよりも望まし
い場合もある。
【００１９】この点で留意するべきことは、隆起部を有
する集積回路構造のこれらの隆起部の間の構造を平坦化
することが望ましい場合には、いつも本発明の方法を使
用することができることである。従って、この方法は図
示の金属間の平坦化だけでなく、トレンチまたはスロッ
トを埋めるための誘導体の平坦化のような前端部に対す
る用途または上部側の平坦化に使用することができる。
例えば、この方法を前端部の用途に使用する場合、ホウ
素リン酸シリケート・ガラス（ＢＰＳＧ）の使用を排除
して平坦化されるべき絶縁材料としてＢＰＳＧの代わり
にリン酸シリケート・ガラス（ＰＳＧ）を使用すること
ができる。この方法は又タングステンのような他の金属
層をブランケット（一様に）堆積する前に集積回路構造
を平坦化するために使用することができる。
する集積回路構造のこれらの隆起部の間の構造を平坦化
することが望ましい場合には、いつも本発明の方法を使
用することができることである。従って、この方法は図
示の金属間の平坦化だけでなく、トレンチまたはスロッ
トを埋めるための誘導体の平坦化のような前端部に対す
る用途または上部側の平坦化に使用することができる。
例えば、この方法を前端部の用途に使用する場合、ホウ
素リン酸シリケート・ガラス（ＢＰＳＧ）の使用を排除
して平坦化されるべき絶縁材料としてＢＰＳＧの代わり
にリン酸シリケート・ガラス（ＰＳＧ）を使用すること
ができる。この方法は又タングステンのような他の金属
層をブランケット（一様に）堆積する前に集積回路構造
を平坦化するために使用することができる。
【００２０】「隆起部」という用語は、これらの隆起部
の間の面の高さに対して隆起した集積回路構造の部分を
意味するために使用され、従ってこの用語は全体の面に
対して隆起した構造だげでなく、例えばトレンチまたは
このトレンチの底部に対するスロットの隆起した側壁も
含む。例として、絶縁層２０が酸化シリコンによって構
成される場合、これはプラズマＣＶＤ素内で約２０℃か
ら約３５０℃の温度範囲内で集積回路構造１０とこれの
上にある金属線１４及び１６上に約１０００オングスト
ロームから約３ミクロンの範囲の適当な厚さに堆積され
ることができ、一般的にこの厚さは約１ミクロンであ
る。
の間の面の高さに対して隆起した集積回路構造の部分を
意味するために使用され、従ってこの用語は全体の面に
対して隆起した構造だげでなく、例えばトレンチまたは
このトレンチの底部に対するスロットの隆起した側壁も
含む。例として、絶縁層２０が酸化シリコンによって構
成される場合、これはプラズマＣＶＤ素内で約２０℃か
ら約３５０℃の温度範囲内で集積回路構造１０とこれの
上にある金属線１４及び１６上に約１０００オングスト
ロームから約３ミクロンの範囲の適当な厚さに堆積され
ることができ、一般的にこの厚さは約１ミクロンであ
る。
【００２１】図１から容易に分かるように、絶縁層２０
としての酸化シリコンのような絶縁材料を適用した場
合、下部にある隆起した金属線１４及び１６と一致して
低い領域２２を隆起した領域２６とを相互に接続する段
部または肩部２４を有する非常に共形の層を形成するこ
とになる。このように絶縁層２０が集積回路構造の下地
の隆起部と一致しこのため絶縁層２０の形状が平坦でな
いすなわち段差のあるものとなる結果、フォトリソグラ
フィーによってその後形成される層のパターン化が非常
に困難になる。
としての酸化シリコンのような絶縁材料を適用した場
合、下部にある隆起した金属線１４及び１６と一致して
低い領域２２を隆起した領域２６とを相互に接続する段
部または肩部２４を有する非常に共形の層を形成するこ
とになる。このように絶縁層２０が集積回路構造の下地
の隆起部と一致しこのため絶縁層２０の形状が平坦でな
いすなわち段差のあるものとなる結果、フォトリソグラ
フィーによってその後形成される層のパターン化が非常
に困難になる。
【００２２】従って、本発明のこの実施例によれば、低
融点ガラスのような低融点無機材料の平坦化層３０が先
ず絶縁層２０に形成され、次にこのコーティングされた
構造に対して平坦化エッチングの工程が行われ、これに
よって平坦化層３０と下地の絶縁層２０の高くなった領
域２４と２６が除去される。低融点無機平坦化材料３０
は、a)溶剤を使用しないで絶縁層２０の表面に堆積する
ことが可能であり、b)堆積された材料のエッチングを十
分可能にするため、その後堆積された材料を硬化するた
めにキュアリングまたはベーキングを行う必要がなく、
c)下地の絶縁層とほぼ同じ速度でエッチング、好ましく
はドライエッチングを行うことのできる無機材料であれ
ばいずれの材料で構成することも可能である。
融点ガラスのような低融点無機材料の平坦化層３０が先
ず絶縁層２０に形成され、次にこのコーティングされた
構造に対して平坦化エッチングの工程が行われ、これに
よって平坦化層３０と下地の絶縁層２０の高くなった領
域２４と２６が除去される。低融点無機平坦化材料３０
は、a)溶剤を使用しないで絶縁層２０の表面に堆積する
ことが可能であり、b)堆積された材料のエッチングを十
分可能にするため、その後堆積された材料を硬化するた
めにキュアリングまたはベーキングを行う必要がなく、
c)下地の絶縁層とほぼ同じ速度でエッチング、好ましく
はドライエッチングを行うことのできる無機材料であれ
ばいずれの材料で構成することも可能である。
【００２３】好適な実施例では、低融点無機平坦化材料
３０は集積回路構造１０に絶縁層２０を堆積するのと同
じ化学気相成長装置を使用してこの絶縁層２０上に堆積
されることのできる材料によって構成される。「低融
点」とは、約５７５℃以下の融点を有し約５００℃以
下、すなわち約１００ないし約５００℃で流動する材料
を意味する。本発明の方法がアルミのような集積回路構
造内にすでに存在する低融点材料に対して、すなわち例
えばアルミ線または上部側に対して適用される場合に
は、融点は約４８０℃を超えず 390℃以下で流動しなけ
ればならもい。約３９０℃以下で流動する材料を使用す
ると、その結果として、下地の集積回路構造に何等の障
害を与えることなく下地表面上の材料が流動する。
３０は集積回路構造１０に絶縁層２０を堆積するのと同
じ化学気相成長装置を使用してこの絶縁層２０上に堆積
されることのできる材料によって構成される。「低融
点」とは、約５７５℃以下の融点を有し約５００℃以
下、すなわち約１００ないし約５００℃で流動する材料
を意味する。本発明の方法がアルミのような集積回路構
造内にすでに存在する低融点材料に対して、すなわち例
えばアルミ線または上部側に対して適用される場合に
は、融点は約４８０℃を超えず 390℃以下で流動しなけ
ればならもい。約３９０℃以下で流動する材料を使用す
ると、その結果として、下地の集積回路構造に何等の障
害を与えることなく下地表面上の材料が流動する。
【００２４】例として、この低融点無機平坦化材料は、
低融点ガラスによって構成される。このような低融点ガ
ラスの例には、B2O3、B2S6、B2O3とSiO2との混合物、As
2O3、As2S3 、P2O5または上記のいずれの組合わせが含
まれる。低融点ガラスのような低融点平坦化材料を使用
することによって、平坦化材料３０は、例えば、酸化シ
リコンのような絶縁材料２０を堆積するのに同じＣＶＤ
法とＣＶＤ用の装置を使用することによって堆積するこ
とができる。従って、平坦化材料が集積回路構造１０上
の絶縁層２０の段差のある表面上で流動する約３９０℃
ないし約４８０℃で例えばB2C3のような低融点ガラスの
堆積を行うと、その結果、図２に示す層３０上の一般的
に平坦な表面３２が得られる。
低融点ガラスによって構成される。このような低融点ガ
ラスの例には、B2O3、B2S6、B2O3とSiO2との混合物、As
2O3、As2S3 、P2O5または上記のいずれの組合わせが含
まれる。低融点ガラスのような低融点平坦化材料を使用
することによって、平坦化材料３０は、例えば、酸化シ
リコンのような絶縁材料２０を堆積するのに同じＣＶＤ
法とＣＶＤ用の装置を使用することによって堆積するこ
とができる。従って、平坦化材料が集積回路構造１０上
の絶縁層２０の段差のある表面上で流動する約３９０℃
ないし約４８０℃で例えばB2C3のような低融点ガラスの
堆積を行うと、その結果、図２に示す層３０上の一般的
に平坦な表面３２が得られる。
【００２５】もしこの平坦化材料がこの材料を表面上で
流動させるのに十分な程度にその後加熱されれば、より
低い堆積温度を使用することが勿論可能である。しか
し、一般的にもし可能であればこのような別の加熱工程
は回避される。もし低融点平坦化材料が少なくとも堆積
温度と同じくらい低い流動点温度を有し、その結果、こ
の平坦化材料が堆積するに従って流動するものであれ
ば、より低い堆積温度をまた使用してもよい。
流動させるのに十分な程度にその後加熱されれば、より
低い堆積温度を使用することが勿論可能である。しか
し、一般的にもし可能であればこのような別の加熱工程
は回避される。もし低融点平坦化材料が少なくとも堆積
温度と同じくらい低い流動点温度を有し、その結果、こ
の平坦化材料が堆積するに従って流動するものであれ
ば、より低い堆積温度をまた使用してもよい。
【００２６】除去しなければならない溶剤を使用せず、
かつエッチングの前にベーキングまたはキュアリングの
必要のない低融点無機材料を平坦化材料として選択する
と共に、層２０と３０をいずれも同じ装置を使って堆積
することによって、この同じ装置内で優先的に２つの堆
積工程を連続して行い、かつその工程の中間で集積回路
構造を真空堆積装置から取り出す必要がない。これによ
って、従来技術による平均化方法と比較して、工程数を
全体として削減できるだけでなく、更に集積回路構造が
真空装置から取り出されて外気にさらされる場合に常に
発生する可能性のある汚染の危険からこの集積回路構造
を保護することができる。
かつエッチングの前にベーキングまたはキュアリングの
必要のない低融点無機材料を平坦化材料として選択する
と共に、層２０と３０をいずれも同じ装置を使って堆積
することによって、この同じ装置内で優先的に２つの堆
積工程を連続して行い、かつその工程の中間で集積回路
構造を真空堆積装置から取り出す必要がない。これによ
って、従来技術による平均化方法と比較して、工程数を
全体として削減できるだけでなく、更に集積回路構造が
真空装置から取り出されて外気にさらされる場合に常に
発生する可能性のある汚染の危険からこの集積回路構造
を保護することができる。
【００２７】留意すべきことは、これらの２つの堆積を
同じ堆積チャンバまたは同じ装置内の別のチャンバで行
なってもよいことであり、後者の場合、集積回路構造を
外気、特に外気中の水分とその他の汚染物質にさらすこ
となく一方のチャンバから他方のチャンバに移動するこ
とのできる方法でこれらのチャンバが相互に接続されて
いる。
同じ堆積チャンバまたは同じ装置内の別のチャンバで行
なってもよいことであり、後者の場合、集積回路構造を
外気、特に外気中の水分とその他の汚染物質にさらすこ
となく一方のチャンバから他方のチャンバに移動するこ
とのできる方法でこれらのチャンバが相互に接続されて
いる。
【００２８】低融点無機平坦材料は、絶縁層２０の表面
に最も薄い点では約２００ミクロンの厚さに最も厚さが
大きい領域すなわちこの絶縁層の下側の高さが低い領域
を覆う場合には約２ミクロンに堆積され、この場合、温
度の範囲は約１００℃ないし７００℃、望ましくは約３
００℃ないし５００℃であり、圧力は約１０mmTorrない
しおよそ大気圧であり、望ましくは約２ないし３０Torr
である。B2O3を代表的なプラズマＣＶＤ法によって堆積
する場合、堆積温度は約３９０℃ないし約 440℃であ
り、圧力は約９−１０Torrであり、この場合の高周波ブ
ラズマ電力は約４００−５００ワットである。
に最も薄い点では約２００ミクロンの厚さに最も厚さが
大きい領域すなわちこの絶縁層の下側の高さが低い領域
を覆う場合には約２ミクロンに堆積され、この場合、温
度の範囲は約１００℃ないし７００℃、望ましくは約３
００℃ないし５００℃であり、圧力は約１０mmTorrない
しおよそ大気圧であり、望ましくは約２ないし３０Torr
である。B2O3を代表的なプラズマＣＶＤ法によって堆積
する場合、堆積温度は約３９０℃ないし約 440℃であ
り、圧力は約９−１０Torrであり、この場合の高周波ブ
ラズマ電力は約４００−５００ワットである。
【００２９】上で論じたように、下地絶縁層の堆積に使
用するのと同じ堆積工程を使用して低融点無機平坦化材
料を堆積する場合、両方の堆積工程に対して同じ堆積装
置を使用することが可能になる。これには、プロセスの
工程数を削減することと集積回路構造を真空装置の外部
に不必要に露出することによって発生するこの集積回路
構造の汚染の危険を削減することとの２つの利点があ
る。
用するのと同じ堆積工程を使用して低融点無機平坦化材
料を堆積する場合、両方の堆積工程に対して同じ堆積装
置を使用することが可能になる。これには、プロセスの
工程数を削減することと集積回路構造を真空装置の外部
に不必要に露出することによって発生するこの集積回路
構造の汚染の危険を削減することとの２つの利点があ
る。
【００３０】低融点無機平坦化材料の堆積が終了する
と、この実施例ではコーティングされた構造と次に平坦
化層３０の全てが実質的に除去される迄、すなわちこの
層の約９9.９％以上と図３の実線２８によって示す上面
に表わされるように絶縁層２０の高さの高い領域２６と
段差の側部２４が除去され、層２０の最も高さの低い部
分２２の高さとほぼ一致する絶縁層２０の平坦化された
部分２０′が残される。
と、この実施例ではコーティングされた構造と次に平坦
化層３０の全てが実質的に除去される迄、すなわちこの
層の約９9.９％以上と図３の実線２８によって示す上面
に表わされるように絶縁層２０の高さの高い領域２６と
段差の側部２４が除去され、層２０の最も高さの低い部
分２２の高さとほぼ一致する絶縁層２０の平坦化された
部分２０′が残される。
【００３１】この点で留意すべきことは、新たな表面の
線２８は図３において実質的に平坦なものとして示され
ているが、平坦化された面は、例えば線１４と１６の上
部のような集積回路構造の下層の隆起した部分の近傍で
は若干隆起した部分を有している場合がある。しかし、
平坦化されていない絶縁層の段差の４５度以上の勾配
は、本発明の平坦化工程が行われた後、約１０ないし１
５度またはそれ以下に減少する。
線２８は図３において実質的に平坦なものとして示され
ているが、平坦化された面は、例えば線１４と１６の上
部のような集積回路構造の下層の隆起した部分の近傍で
は若干隆起した部分を有している場合がある。しかし、
平坦化されていない絶縁層の段差の４５度以上の勾配
は、本発明の平坦化工程が行われた後、約１０ないし１
５度またはそれ以下に減少する。
【００３２】留意すべきことは、最終的な勾配が膜厚及
び（または）平坦化材料を堆積するために使用する堆積
温度を変化させることによって制御可能なことである。
堆積温度を高くすることによって勾配は低くなるが、そ
の理由は、平坦化材料の流れが良くなるからである。平
坦化材料の厚さを大きくすることによって、また膜を下
層の集積回路構造全体により均一に流すことができる。
び（または）平坦化材料を堆積するために使用する堆積
温度を変化させることによって制御可能なことである。
堆積温度を高くすることによって勾配は低くなるが、そ
の理由は、平坦化材料の流れが良くなるからである。平
坦化材料の厚さを大きくすることによって、また膜を下
層の集積回路構造全体により均一に流すことができる。
【００３３】エッチング工程は、平坦化層３０と下地絶
縁層２０の両方をほぼ同じ速度でエッチングできるエッ
チング・システムであればいずれのシステムで構成され
てもよい。エッチング用試薬は従来の異方性エッチング
のようないずれのドライ・エッチングによって構成する
こともできる。このドライ・エッチングは、CHF3または
CF4 またはアルゴンを使用したプラズマ・エッチングに
よって構成されることが望ましい。本発明を実行する場
合に有用であるこれ以上のドライ・エッチングのシステ
ムの例にはスパッタ・エッチング・システムまたはＲＩ
Ｅシステムがある。
縁層２０の両方をほぼ同じ速度でエッチングできるエッ
チング・システムであればいずれのシステムで構成され
てもよい。エッチング用試薬は従来の異方性エッチング
のようないずれのドライ・エッチングによって構成する
こともできる。このドライ・エッチングは、CHF3または
CF4 またはアルゴンを使用したプラズマ・エッチングに
よって構成されることが望ましい。本発明を実行する場
合に有用であるこれ以上のドライ・エッチングのシステ
ムの例にはスパッタ・エッチング・システムまたはＲＩ
Ｅシステムがある。
【００３４】本発明の好適な実施例の場合、絶縁層と平
坦化層の両方が同じ堆積装置内で堆積された後、集積回
路構造は、この集積回路構造をなお真空中で保持しなが
ら、同じ堆積装置の別の領域でエッチングされる。特定
の好適な実施例においては、同じ装置の同じチャンバ内
で２つの堆積工程及びエッチング工程が行われる。従っ
て、図６のフローチャートに示すように、集積回路構造
は共通の堆積装置内の同一または異なった堆積チャンバ
によって構成されることのできる堆積ゾーン内で絶縁層
２０と平坦化層３０の両方をコーティングされ、次にこ
のコーティングされた構造が真空装置から取外されるこ
となくエッチング・ゾーンに対して移動されるかまたは
コーティングされた構造をそこから移動することのでき
るインタロックまたは中間チャンバを介してこのエッチ
ング・ゾーンに移動されることができる。
坦化層の両方が同じ堆積装置内で堆積された後、集積回
路構造は、この集積回路構造をなお真空中で保持しなが
ら、同じ堆積装置の別の領域でエッチングされる。特定
の好適な実施例においては、同じ装置の同じチャンバ内
で２つの堆積工程及びエッチング工程が行われる。従っ
て、図６のフローチャートに示すように、集積回路構造
は共通の堆積装置内の同一または異なった堆積チャンバ
によって構成されることのできる堆積ゾーン内で絶縁層
２０と平坦化層３０の両方をコーティングされ、次にこ
のコーティングされた構造が真空装置から取外されるこ
となくエッチング・ゾーンに対して移動されるかまたは
コーティングされた構造をそこから移動することのでき
るインタロックまたは中間チャンバを介してこのエッチ
ング・ゾーンに移動されることができる。
【００３５】本発明の平坦化方法のこの実施例に従う
と、平坦化層３０の全てが除去される必要がないことが
わかるであろう。図４の実施例に示される様に、平坦化
層３０の部分が絶縁層２０の低い部分２２及び肩部２４
の上に残る場合がある。点線３６で示される様に、本発
明の方法のこの実施例の範囲内には絶縁層２０の隆起部
分２６上に層３０の薄い部分を残すことさえ含むが、こ
れは好ましいことではない。本発明のこの実施例に従が
うと、低融点ガラス平坦化層３０の部分が絶縁層２０上
に残され、低融点ガラス平坦化層３０のこの様な残りの
部分を包囲する絶縁ガラスの別の層を与えることによ
り、（たとえ低融点ガラスが吸湿性であっても）下方の
集積回路構造上にダメージが与えられない。このような
包囲化によって、この様な吸湿性物質の存在により被む
られる有害な影響が効果的に除かれる。
と、平坦化層３０の全てが除去される必要がないことが
わかるであろう。図４の実施例に示される様に、平坦化
層３０の部分が絶縁層２０の低い部分２２及び肩部２４
の上に残る場合がある。点線３６で示される様に、本発
明の方法のこの実施例の範囲内には絶縁層２０の隆起部
分２６上に層３０の薄い部分を残すことさえ含むが、こ
れは好ましいことではない。本発明のこの実施例に従が
うと、低融点ガラス平坦化層３０の部分が絶縁層２０上
に残され、低融点ガラス平坦化層３０のこの様な残りの
部分を包囲する絶縁ガラスの別の層を与えることによ
り、（たとえ低融点ガラスが吸湿性であっても）下方の
集積回路構造上にダメージが与えられない。このような
包囲化によって、この様な吸湿性物質の存在により被む
られる有害な影響が効果的に除かれる。
【００３６】絶縁層４０は絶縁層２０として使用される
のと同じ物質を同じ方法で設けることができる。本発明
のこの実施例の好適な特徴に従うと、層４０は、層２０
及び３０を堆積し、層３０をエッチングするのに使用さ
れるのと同じ真空装置を使用して構造上に設けることが
でき、ウェーハ又は集積回路構造１０は本方法のいかな
る工程中に真空装置外の大気にさらされることはない。
のと同じ物質を同じ方法で設けることができる。本発明
のこの実施例の好適な特徴に従うと、層４０は、層２０
及び３０を堆積し、層３０をエッチングするのに使用さ
れるのと同じ真空装置を使用して構造上に設けることが
でき、ウェーハ又は集積回路構造１０は本方法のいかな
る工程中に真空装置外の大気にさらされることはない。
【００３７】エッチング工程は層２０及び／又は３０の
堆積に使用される真空装置の同じチャンバ内で行われる
場合、層４０は同じチャンバ内で上記構造上に堆積する
ことができ、従って、層２０及び３０の堆積、層３０の
エッチング及び層４０の堆積の全てを、特定の真空チャ
ンバから集積回路構造１０を含む半導体ウェーハを取り
除くことなしに実行できる。
堆積に使用される真空装置の同じチャンバ内で行われる
場合、層４０は同じチャンバ内で上記構造上に堆積する
ことができ、従って、層２０及び３０の堆積、層３０の
エッチング及び層４０の堆積の全てを、特定の真空チャ
ンバから集積回路構造１０を含む半導体ウェーハを取り
除くことなしに実行できる。
【００３８】図７ないし図１１は本発明の他の実施例の
ステップを順に示すが、この場合、金属線のような集積
回路構造の表面上に位置する幾つかの隣接した隆起形状
または構造の間に接近して水平方向の空間が存在し、そ
の結果、この集積回路構造上に堆積された絶縁層に段差
が形成こされるだけでなく、上部を覆う絶縁材料にボイ
ドが形成される。このホイドの形成は、隆起部分が隣接
して位置する場合に発生する。
ステップを順に示すが、この場合、金属線のような集積
回路構造の表面上に位置する幾つかの隣接した隆起形状
または構造の間に接近して水平方向の空間が存在し、そ
の結果、この集積回路構造上に堆積された絶縁層に段差
が形成こされるだけでなく、上部を覆う絶縁材料にボイ
ドが形成される。このホイドの形成は、隆起部分が隣接
して位置する場合に発生する。
【００３９】「接近して位置する」という用語は、隆起
した部分または構造を有する集積回路構造の場合、隆起
部分の間の間隙に対するこの隆起部分の高さの比率が0.
５以上である場合、例えば高さが１ミクロンでありこの
間隙が２ミクロン以下である場合であると定義すること
ができる。これは、また隆起部分の間の間隙が約１ミク
ロン未満の場合であると定義してもよい。
した部分または構造を有する集積回路構造の場合、隆起
部分の間の間隙に対するこの隆起部分の高さの比率が0.
５以上である場合、例えば高さが１ミクロンでありこの
間隙が２ミクロン以下である場合であると定義すること
ができる。これは、また隆起部分の間の間隙が約１ミク
ロン未満の場合であると定義してもよい。
【００４０】本発明のこの実施例の平均化方法の場合、
絶縁層２０ａは図１に示す堆積と同じ方法で集積回路構
造１０に堆積される。しかし、金属線１４及び１５のよ
うな下地構造の間の間隙が接近しているため、図７に示
すように、金属性１４および１５の相対する側壁の間に
堆積された絶縁層２０ａの部分にボイド２５が形成され
る可能性がある。
絶縁層２０ａは図１に示す堆積と同じ方法で集積回路構
造１０に堆積される。しかし、金属線１４及び１５のよ
うな下地構造の間の間隙が接近しているため、図７に示
すように、金属性１４および１５の相対する側壁の間に
堆積された絶縁層２０ａの部分にボイド２５が形成され
る可能性がある。
【００４１】その後行われる平坦化によってこのボイド
２５の上部が開放される可能性があるから、最終的なこ
の構造の平坦化の前にこのボイド２５を除去することが
重要である。従って、図８に示すように、低融点無機平
坦化層を堆積する前にこの構造に対してエッチング工程
が行われる。このエッチング工程は異方性エッチングで
あることが望ましく、これは例えば酸化シリコン材料の
ような密度のより低い側壁の絶縁材料を優先的にエッチ
ングし、図８で２０ｂによって示す層２０ｂの部分を残
す。このエッチング工程は、側壁の厚さの約９０％が除
去されるまで行われる。
２５の上部が開放される可能性があるから、最終的なこ
の構造の平坦化の前にこのボイド２５を除去することが
重要である。従って、図８に示すように、低融点無機平
坦化層を堆積する前にこの構造に対してエッチング工程
が行われる。このエッチング工程は異方性エッチングで
あることが望ましく、これは例えば酸化シリコン材料の
ような密度のより低い側壁の絶縁材料を優先的にエッチ
ングし、図８で２０ｂによって示す層２０ｂの部分を残
す。このエッチング工程は、側壁の厚さの約９０％が除
去されるまで行われる。
【００４２】HFまたはNH2Fのエッチング等のウェットエ
ッチングをここで使用することもできるが、ドライ・エ
ッチングを使用する方が望ましく、その理由は、これに
よってコーティングされた構造を真空装置から取り外す
ことなしに同じ真空装置の堆積ゾーンからエッチング・
ゾーンに移動することができるからであり、その結果、
汚染の危険が再び最小になる。
ッチングをここで使用することもできるが、ドライ・エ
ッチングを使用する方が望ましく、その理由は、これに
よってコーティングされた構造を真空装置から取り外す
ことなしに同じ真空装置の堆積ゾーンからエッチング・
ゾーンに移動することができるからであり、その結果、
汚染の危険が再び最小になる。
【００４３】本発明の方法のこの工程用の異方性エッチ
ング試薬として使用することのできるドライ・エッチン
グ試薬には、C2F6またはNF3 プラズマ・エッチングが含
まれ、この温度の範囲は約８０℃ないし約５００℃、望
ましくは約３５０℃ないし約４５０℃であり、真空度は
約１００mmTorrないし３０mmTorr、望ましくは約５ない
し１０Torrである。
ング試薬として使用することのできるドライ・エッチン
グ試薬には、C2F6またはNF3 プラズマ・エッチングが含
まれ、この温度の範囲は約８０℃ないし約５００℃、望
ましくは約３５０℃ないし約４５０℃であり、真空度は
約１００mmTorrないし３０mmTorr、望ましくは約５ない
し１０Torrである。
【００４４】エッチングの工程が終了した後、図９に示
すように、エッチングされた層２０ｂに絶縁材料２０ｃ
の別の層を堆積し、これに続いて図１０に示すように低
融点無機平坦化材料３０ａを堆積してもよい。または平
坦化材料３０ａは、エッチングされた絶縁層２０ｂに直
接堆積されてもよい。図１０に示すように第２絶縁層２
０ｃまたはエッチングされた絶縁層２０ｂに直接低融点
無機平坦化層３０ａを堆積した後、図１ないし図３及び
図４ないし図５に示す以前の実施例で説明したようにこ
の構造に対してエッチングの工程が行われ、実質的に全
ての平坦化層３０ａと下地絶縁層の隆起部分を除去し、
その結果、図１１に示す構造が得られ、この場合、集積
回路構造１０と金属線１４及び１５に絶縁材料によって
構成される平坦化層２０ｄが存在するか、あるいは図４
及び図５の実施例に記述される様に、平坦化層３０の少
なくとも１部を除去し、この後別の絶縁層４０が堆積さ
れ、エッチング工程の後に構造上に残る平坦化層３０ａ
が包囲される。
すように、エッチングされた層２０ｂに絶縁材料２０ｃ
の別の層を堆積し、これに続いて図１０に示すように低
融点無機平坦化材料３０ａを堆積してもよい。または平
坦化材料３０ａは、エッチングされた絶縁層２０ｂに直
接堆積されてもよい。図１０に示すように第２絶縁層２
０ｃまたはエッチングされた絶縁層２０ｂに直接低融点
無機平坦化層３０ａを堆積した後、図１ないし図３及び
図４ないし図５に示す以前の実施例で説明したようにこ
の構造に対してエッチングの工程が行われ、実質的に全
ての平坦化層３０ａと下地絶縁層の隆起部分を除去し、
その結果、図１１に示す構造が得られ、この場合、集積
回路構造１０と金属線１４及び１５に絶縁材料によって
構成される平坦化層２０ｄが存在するか、あるいは図４
及び図５の実施例に記述される様に、平坦化層３０の少
なくとも１部を除去し、この後別の絶縁層４０が堆積さ
れ、エッチング工程の後に構造上に残る平坦化層３０ａ
が包囲される。
【００４５】本実施例の変更例において、絶縁層２０ａ
が酸化シリコンによって構成される場合、この層２０ａ
を形成するために堆積される気化物質は、例えばCF4 、
C2F6、またはNF3 ガスのようなフッ素系のエッチング用
試薬と混合されてよく、その結果、より密度の低い層２
０ａの酸化シリコンの側壁の元のエッチングが堆積中に
行われる。相互に狭い間隔で位置する金属線１４と１５
の間にボイドを形成することなく集積回路構造１０に酸
化シリコンの層を形成する堆積用の気化物質の混合物を
得るため、これらのガス状のエッチング試薬、約１：２
０の体積％のエッチング用試薬の比率で酸化シリコンを
堆積するのに使用されるガス状の組成物と混合されても
よい。
が酸化シリコンによって構成される場合、この層２０ａ
を形成するために堆積される気化物質は、例えばCF4 、
C2F6、またはNF3 ガスのようなフッ素系のエッチング用
試薬と混合されてよく、その結果、より密度の低い層２
０ａの酸化シリコンの側壁の元のエッチングが堆積中に
行われる。相互に狭い間隔で位置する金属線１４と１５
の間にボイドを形成することなく集積回路構造１０に酸
化シリコンの層を形成する堆積用の気化物質の混合物を
得るため、これらのガス状のエッチング試薬、約１：２
０の体積％のエッチング用試薬の比率で酸化シリコンを
堆積するのに使用されるガス状の組成物と混合されても
よい。
【００４６】従って、本発明は集積回路構造に堆積され
た絶縁層内に形成された段差を除去する平坦化工程を提
供し、この場合、集積回路構造の汚染に対する危険を最
小にするため望ましくはこの絶縁層を堆積するのに使用
するのと同じ堆積装置、更に好ましくは同じチャンバを
使用して低融点無機平坦化材料がこの絶縁層に堆積され
る。低融点ガラスのような低融点無機平坦材料を使用す
ることによって、従来技術による溶剤を蒸発させる工
程、平坦化用のコーティングを乾燥する工程、及びこの
コーティングを十分硬化するためにこれを焼成する工程
がなくなる。
た絶縁層内に形成された段差を除去する平坦化工程を提
供し、この場合、集積回路構造の汚染に対する危険を最
小にするため望ましくはこの絶縁層を堆積するのに使用
するのと同じ堆積装置、更に好ましくは同じチャンバを
使用して低融点無機平坦化材料がこの絶縁層に堆積され
る。低融点ガラスのような低融点無機平坦材料を使用す
ることによって、従来技術による溶剤を蒸発させる工
程、平坦化用のコーティングを乾燥する工程、及びこの
コーティングを十分硬化するためにこれを焼成する工程
がなくなる。
【００４７】本発明によってその上に堆積された低融点
無機平坦化層を有する集積回路構造は、次に実質的に全
ての平坦化層と下地の絶縁層の高くなった部分または段
差のある部分を除去するためにエッチングされ、実質的
に平坦化された構造を残す。エッチング工程は、再び集
積回路構造の汚染の危険を低下させるため堆積工程で使
用されるのと同じ真空装置内、更に好ましくは１方又は
両堆積に使用されるのと同じチャンバ内でまたおこなわ
れるドライ・エッチング工程であることが望ましい。
無機平坦化層を有する集積回路構造は、次に実質的に全
ての平坦化層と下地の絶縁層の高くなった部分または段
差のある部分を除去するためにエッチングされ、実質的
に平坦化された構造を残す。エッチング工程は、再び集
積回路構造の汚染の危険を低下させるため堆積工程で使
用されるのと同じ真空装置内、更に好ましくは１方又は
両堆積に使用されるのと同じチャンバ内でまたおこなわ
れるドライ・エッチング工程であることが望ましい。
【００４８】低融点ガラス平坦化層の幾分かがエッチン
グ工程で除去されない場合、絶縁物質の別の層が構造上
に形成されて吸湿性の低融点ガラスの残りの部分が包囲
される。後者の堆積工程は１以上の前の工程で使用され
たのと同じ装置で、特に好適には同じチャンバ内で好ま
しくは実施されて、１工程処理部から他の部へ移動する
ことによる構造への塵埃又は他のダメージが最小にされ
る。
グ工程で除去されない場合、絶縁物質の別の層が構造上
に形成されて吸湿性の低融点ガラスの残りの部分が包囲
される。後者の堆積工程は１以上の前の工程で使用され
たのと同じ装置で、特に好適には同じチャンバ内で好ま
しくは実施されて、１工程処理部から他の部へ移動する
ことによる構造への塵埃又は他のダメージが最小にされ
る。
【図１】本発明の方法の一工程を示す部分垂直断面図。
【図２】図１の次の工程を示す部分垂直断面図。
【図３】図２の次の工程を示す部分垂直断面図。
【図４】本発明の方法の他の実施例の一工程を示す部分
垂直断面図。
垂直断面図。
【図５】図４の次の工程を示す部分垂直断面図。
【図６】本発明の工程を図示するフローチャート。
【図７】本発明の工程の他の実施例の一工程を示す部分
垂直断面図。
垂直断面図。
【図８】図７の次の工程を示す部分垂直断面図。
【図９】図８の次の工程を示す部分垂直断面図。
【図１０】図９の次の工程を示す部分垂直断面図。
【図１１】図１０の次の工程を示す部分垂直断面図。
１０ 基板、 １４，１６ 金属線、 ２０ 絶縁層、 ２０′絶縁層の平坦化部分、 ２２ 高さの低い部分、 ２４ 肩部、 ２５ ボイド、 ２６ 隆起部、 ３０ 平坦化層、 ３２ 平坦面。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/316 Ｍ 7352−4Ｍ Ｇ 7352−4Ｍ (72)発明者 カン シン ロウ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94587 ユニオン シティー モナコ ア ベニュー 443 (72)発明者 ディヴィッド ニン コウ ワン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95070 サラトガ ソービー ロード 15230 (72)発明者 ダン メイダン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94022 ロス アルトス ヒルズ マリエ ッタ レーン 12000
Claims (10)
- 【請求項１】(a) 集積回路構造上に絶縁材料の第１層を
堆積し、 (b) 上記絶縁層上に低融点無機平坦化層を堆積し、 (c) 上記無機平坦化層をドライエッチングしてこの層の
少なくとも一部を除去し前記構造を平坦化し、そして (d) 上記構造上に絶縁材料の第２層を堆積して前記平坦
化層の残りの部分を包囲することからなる集積回路構造
の平坦化方法。 - 【請求項２】 上記低融点無機平坦化層を堆積する上記
工程が、５００℃よりも大きくない流動温度を有しB
2O3、B2S6、B2O3とSiO2との混合物、As2O3 、As2S3 、P
2O5及びこれらの組み合わせによって構成される物質の
内から選択された低融点ガラス平坦化層を堆積する工程
によって構成されることを特徴とする請求項２記載の方
法。 - 【請求項３】 上記第１絶縁層を堆積する上記工程が、
シリコンの酸化物、窒化物又は酸化窒化物から主に構成
される物質の内から選択された絶縁物質の層を堆積する
工程からなり、前記絶縁物質の第２層を堆積する工程が
上記第１絶縁層として堆積されたのと同じ物質の別の層
を堆積する工程からなることを特徴とする請求項２記載
の方法。 - 【請求項４】 上記第１絶縁層を堆積する上記工程が、
上記集積回路構造上にシリコン酸化物層を堆積する工程
からなることを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 上記第２層を堆積する上記工程が、同じ
装置内で行われ、上記集積回路構造が上記各工程を通し
て同じ装置内に保持されて上記構造が塵埃にさらされる
ことが避けられることを特徴とする請求項３記載の方
法。 - 【請求項６】 上記各工程が上記装置の同じチャンバ内
で行われることを特徴とする請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 上記絶縁層を堆積する上記工程が、約１
から２０体積％のエッチング剤を含む絶縁材料とエッチ
ング剤とのガス混合物を使用して上記絶縁材料を同時に
堆積且つエッチングする工程からなることを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 ＣＶＤ装置のチャンバ内で集積回路構造
を平坦化する方法であり、 (a) 上記装置の上記チャンバ内で集積回路構造上に絶縁
材料の第１層を堆積し、 (b) 上記装置の上記チャンバ内で上記絶縁層上に低融点
ガラス平坦化層を堆積し、 (c) 上記装置の上記チャンバ内で上記低融点ガラス層を
ドライエッチングしてこの層の少なくとも一部を除去し
て上記構造を平坦化し、 (d) 上記装置の同じチャンバ内で上記構造上に絶縁材料
の第２層を堆積して、上記エッチング工程の後に上記低
融点ガラス平坦化層の残りの部分を包囲し、 上記集積回路構造が上記各工程を通して上記装置の同じ
チャンバ内に保持され、上記構造が塵埃にさらされるこ
とが避けられることを特徴とする上記方法。 - 【請求項９】 上記低融点ガラス平坦化層を堆積する上
記工程が、３９０℃よりも大きくない流動温度を有しB2
O3、B2S6、B2O3とSiO2との混合物、As2O3 、As2S3 、P2
O5及びこれらの組み合わせによって構成される物質の内
から選択された低融点ガラス平坦化層を堆積する工程か
らなり、上記第１絶縁層を堆積する上記工程が、シリコ
ンの酸化物、窒化物又は酸化窒化物から主に構成される
物質の内から選択される絶縁物質の層を堆積する工程か
らなり、絶縁物質の上記第２層を堆積する工程が、上記
第１絶縁層として堆積されたのと同じ物質の別の層を堆
積することからなることを特徴とする請求項８記載の方
法。 - 【請求項１０】 ＣＶＤ装置のチャンバ内で集積回路構
造を平坦化する方法であり、 (a) 上記装置の上記チャンバ内で、集積回路構造上に、
シリコンの酸化物、窒化物又は酸化窒化物から主に構成
される物質の内から選択される絶縁物質の第１層を堆積
し、 (b) 同じ装置の同じチャンバ内で、上記絶縁層上に３９
０℃より大きくない流動温度を有しB2O3、B2S6、B2O3と
SiO2との混合物、As2O3 、As2S3 、P2O5及びこれらの組
み合わせによって構成される物質の内から選択される化
合物を含む低融点ガラス平坦化層を堆積し、 (c) 上記低融点ガラス平坦化層を異方的にドライエッチ
ングしてこの平坦化層の少なくとも一部を除去して上記
装置の同じチャンバ内で上記構造を平坦化し、 (d) 上記装置の同じチャンバ内で上記構造上に絶縁物質
の第２層を堆積し、上記平坦化層の残りの部分を包囲
し、 前記集積回路構造が上記各工程を通して同じ装置の同じ
チャンバ内に保持されて、塵埃に上記構造がさらされる
ことが避けられる上記方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US47818690A | 1990-02-09 | 1990-02-09 | |
| US478186 | 1990-02-09 |
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|---|---|
| JPH0774146A true JPH0774146A (ja) | 1995-03-17 |
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|---|---|---|---|
| JP3013590A Pending JPH0774146A (ja) | 1990-02-09 | 1991-02-04 | 低融点無機材料を使用する集積回路構造の改良された平坦化方法 |
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| JP (1) | JPH0774146A (ja) |
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-
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- 1991-02-04 JP JP3013590A patent/JPH0774146A/ja active Pending
- 1991-02-08 DE DE69117999T patent/DE69117999T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-08 EP EP91301048A patent/EP0441653B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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