JPH0831938A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0831938A
JPH0831938A JP16358594A JP16358594A JPH0831938A JP H0831938 A JPH0831938 A JP H0831938A JP 16358594 A JP16358594 A JP 16358594A JP 16358594 A JP16358594 A JP 16358594A JP H0831938 A JPH0831938 A JP H0831938A
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JP
Japan
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film
oxide film
insulating film
teos
pressure
Prior art date
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Withdrawn
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JP16358594A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Takagi
恵行 高木
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体基板上にトランジスタ回
路素子形成後、絶縁膜による平坦化に係わり、特にバル
ク素子部形成によって生ずる段差を緩和するために低温
で平坦化を行い、且つ、長寿命で信頼性の高い半導体装
置および製造方法に関し、バルク素子部形成後の絶縁膜
による平坦化に対して、リフローなる熱処理が従来の約
900℃から850℃以下の低温になっても、充分に平
坦な絶縁膜を形成する。 【構成】 回路素子が形成された半導体基板上にプラ
ズマ酸化膜、常圧オゾン−TEOS酸化膜、オゾン−T
EOS−BPSG膜を順次積層して絶縁膜を形成する工
程と、積層された絶縁膜をリフロー熱処理する工程と、
絶縁膜上に配線形成を行なう工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上にトラン
ジスタ回路素子形成後、絶縁膜による平坦化に係わり、
特にバルク素子部形成によって生ずる段差を緩和するた
めに低温で平坦化を行い、且つ、長寿命で信頼性の高い
半導体装置および製造方法に関する。
【0002】近年、半導体装置の高集積化および高速化
の要求に伴い、半導体基板上にトランジスタ回路形成
後、微細且つ多層の配線形成が要求されており、このた
め、多層配線形成において、より低温で層間絶縁膜の平
坦化を行なう必要がでてきた。
【0003】
【従来の技術】図2は従来例の説明図である。図におい
て、1はシリコン(Si)基板、2 はフィールド酸化(SiO2)
膜、3はゲート酸化膜、4はポリシリコン(ポリSi)ゲ
ート電極、9は熱CVD酸化膜、10は常圧シランBPS
G膜又は常圧O3 −TEOS−BPSG膜である。
【0004】図2に断面図で示すように、従来、Si基板
1上にトランジスタ回路素子形成後の絶縁膜による平坦
化においては、熱CVD酸化膜9と常圧シランBPSG
膜10からなる絶縁膜を形成後、リフローなる900℃前
後の熱処理で絶縁膜の平坦化を行い、配線形成を行なう
方法が用いられていた。
【0005】ところが、半導体装置の微細化および高速
化の要求に伴い、半導体素子の接合の深さを浅くしなけ
ればならないため、熱処理温度を低く、熱処理時間を短
くしなければならなくなってきた。
【0006】そのために、絶縁膜の平坦化の形状が悪く
なり、配線の短絡を招いていた。更に、高速化のため電
極配線に高融点金属、例えば、TiSi2 が用いられる
ようになり、より低温の熱履歴で処理する必要になって
きた。
【0007】よって、前記の成長温度が約800℃の熱
CVD酸化膜9から、より低温処理が可能な成長温度が
250〜350℃のプラズマシラン酸化膜が用いられ、
更に、平坦化形状を良くするために常圧シランBPSG
膜10から、常圧オゾン(O3)−TEOS−BPSG膜
が用いられるようになった。しかし、熱処理が低温化さ
れ、リフローなる熱処理も低温または短時間になったた
め、リフローによる平坦化の処理する割合が少なくなっ
てきた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、バルク素子部
形成後の絶縁膜による平坦化が熱処理の低温化にともな
い悪くなったため、その上に配線を行なった場合、配線
のカバレージ不良となり、配線の断線を起こしていた。
【0009】本発明は、バルク素子部を形成後の絶縁膜
による平坦化に対して、リフローなる熱処理が従来の約
900℃から850℃以下の低温になっても、充分に平
坦な絶縁膜を形成できる方法を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の説明図で
ある。図において、1はSi基板、2はフィールド酸化
膜、3はゲート酸化膜、4はポリSiゲート電極、5は高
融点金属膜、6はプラズマシラン酸化膜、7は常圧O3
−TEOS酸化膜、8は常圧O3 −TEOS−BPSG
膜である。
【0011】本発明では上記問題点を解決するために、
図1(a)に示すように、Si基板上にトランジスタ回路
素子形成後の絶縁膜による平坦化において、図1(b)
に示すように、プラズマシラン酸化膜6と常圧O3 −T
EOS−酸化膜7と常圧O3−TEOS−BPSG膜8
なる絶縁膜を積層して形成後、より低温でリフローなる
熱処理を施し、平坦化を行い、配線形成を行なう工程を
導入したものである。
【0012】また、プラズマシラン酸化膜6の代わりに
プラズマSiON膜なる絶縁膜を使用しても良く、同様
に絶縁膜の平坦化が実現できる。また、常圧O3 −TE
OS酸化膜7および常圧O3 −TEOS−BPSG膜8
の代わりに400〜600Torrの低圧で形成したO
3 −TEOS−酸化膜およびO3 −TEOS−BPSG
膜なる絶縁膜を使用しても良い。
【0013】すなわち、本発明の目的は、回路素子が形
成された半導体基板上にプラズマ酸化膜と、有機シリコ
ン化合物とオゾンを含む酸素ガスとを供給し、常圧もし
くは低圧の化学気相成長手段により形成した珪酸ガラス
からなる絶縁膜と、有機シリコン化合物とオゾンを含む
酸素ガスと硼素ドーパントガス及び燐ドーパントガスを
供給し常圧もしくは低圧の化学気相成長手段によりリフ
ローに適した所定の硼素を加えた燐のドーパンと濃度を
有する硼素燐珪酸ガラスからなる絶縁膜とを順次積層す
る工程と、該積層された絶縁膜をリフロー熱処理する工
程と、該絶縁膜上に配線形成を行なう工程とを含むこと
により、また、前記プラズマ酸化膜に代えてプラズマS
iON膜を用いることにより達成される。
【0014】
【作用】この発明によれば、半導体基板上にトランジス
タ回路素子形成後の絶縁膜による平坦化方法において、
以上のような工程を導入したので絶縁性の優れたプラズ
マシラン酸化膜と、成長直後でリフロー性を有する常圧
3 −TEOS酸化膜である程度平坦化し、更に、常圧
3 −BPSG膜を連続で形成して、リフローなる熱処
理を低温で施し、さらに平坦化することになるから、単
純に一層で低温リフローするよりも平坦性が向上するこ
ととなり、また、常圧O3 −TEOS酸化膜はその特質
を活かすために、有機シリコン化合物とオゾンを含む酸
素ガスとを供給し常圧もしくは低圧の化学気相成長手段
により形成した珪酸ガラスからなる絶縁膜を用い、常圧
3 −BPSG膜もその特質を活かすために、有機シリ
コン化合物とオゾンを含む酸素ガスと硼素ドーパントガ
ス及び燐ドーパントガスを供給し常圧もしくは低圧の化
学気相成長手段によりリフローに適した所定の硼素を加
えた燐のドーパント濃度を有する硼素燐珪酸ガラスから
なる絶縁膜を用いているので一層効果が増す。更に、プ
ラズマ酸化膜に代えてプラズマSiON膜を用いること
により耐湿性の点においても優れたものとなり、従っ
て、前記問題点を解決できる。
【0015】
【実施例】図1は本発明の説明図である。図において、
1はSi基板、2はフィールド酸化膜、3はゲート酸化
膜、4はポリSiゲート電極、5は高融点金属膜、6はプ
ラズマシラン酸化膜、7は常圧O3−TEOS酸化膜、
8は常圧O3 −TEOS−BPSG膜である。
【0016】本発明の一実施例について、図1に基づい
て説明する。図1(a)はSi基板1上にトランジスタ回
路素子形成後の断面構成図であり、本実施例ではトラン
ジスタ回路素子構造は問わないが、典型的なMOSのポ
リSiゲートプロセスを例にとって説明する。
【0017】先ず、図1(a)に示すように、半導体基
板としてのSi基板1上にフィールド酸化膜2を形成し、
ゲート酸化膜3を形成し、高速化のために高融点金属膜
5、例えばTiSi2 膜を形成する。
【0018】次に、図1(b)に示すように、膜が緻密
で絶縁性の優れたプラズマシラン酸化膜6を全面に被覆
を形成する。続いて、常圧CVD法を用い、有機シラン
としてのTEOSとO3 を反応させて常圧O3 −TEO
S酸化膜7を約400℃でプラズマシラン酸化膜6上に
形成し、更に、常圧O3 −TEOS−BPSG膜8を4
00℃で積層し、これら絶縁膜に対してメルトなる熱処
理を約850℃で行ない、絶縁膜表面を平坦化する。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
250〜350℃の低温で絶縁性の優れたプラズマシラ
ン酸化膜と、成長直後でリフロー性を有する常圧O3
TEOS酸化膜を約400℃で形成し、更に、O3 −T
EOS−BPSG膜を約400℃で形成し、850℃の
低温でメルトなる熱処理を行い、平坦化を行なうことに
より、従来の900℃の熱処理が必要であった工程が、
850℃以下で同等なメルト形状が得られ、また、ブラ
ズマシラン酸化膜に代えてブラズマSiON膜を用いる
ことにより耐湿性が増し、半導体デバイスの特性向上に
寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の説明図
【図2】 従来例の説明図
【符号の説明】
図において 1 Si基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 ポリSiゲート電極 5 高融点金属膜 6 プラズマシラン酸化膜 7 常圧O3 −TEOS酸化膜 8 常圧O3 −TEOS−BPSG膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路素子が形成された半導体基板上に、
    プラズマ酸化膜と、O3 −TEOS酸化膜と、O3 −T
    EOS−BPSG膜とを順次積層して絶縁膜を形成する
    工程と、該積層された絶縁膜をリフロー熱処理する工程
    と、該絶縁膜上に配線形成を行なう工程とを含むことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記O3 −TEOS酸化膜は有機シリコ
    ン化合物とオゾンを含む酸素ガスとを供給し常圧もしく
    は低圧の化学気相成長手段により形成した珪酸ガラスか
    らなる絶縁膜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。
  3. 【請求項3】 前記O3 −TEOS−BPSG膜は有機
    シリコン化合物とオゾンを含む酸素ガスと硼素ドーパン
    トガス及び燐ドーパントガスを供給し常圧もしくは低圧
    の化学気相成長手段によりリフローに適した所定の硼素
    を加えた燐のドーパント濃度を有する硼素燐珪酸ガラス
    からなる絶縁膜からなることを特徴とする請求項1また
    は2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記プラズマ酸化膜に代えてプラズマS
    iON膜を用いることを特徴とする請求項1、2または
    3記載の半導体装置の製造方法。
JP16358594A 1994-07-15 1994-07-15 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0831938A (ja)

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