JPS63221648A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体装置の製造方法に関し、特に基板表面
の段差部を覆う層間絶縁膜の段差形状の緩和に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来から、半導体装置のＩＩ造方法において最終工程で
形成される電極配線の信頼性を向上させ、かつ製造歩留
りを向上させるという目的で、下地段差を低減する方法
がとられている。この方法としてはＣＶＤ法等で下地段
差上に眉間絶縁膜を形成した後、これを熱処理によって
軟化させて段差を緩和させる技術が一般的である。

第３図は従来の製造方法による概略工程断面図である。

以下、図を参照してこの製造方法について説明する。

たとえばシリコンよりなる半導体基板１上にポリシリコ
ン層を形成した後これを写真製版技術等でバターニング
を行ない、所望のゲート電極２を形成する。次に、ゲー
ト電極２をマスクとしてイオン注入を行なって不純物拡
散領域３を形成し、ざらにゲート電極２を含み、半導体
基板１上全体にＣＶＤ法等によって例えばｌ）　Ｓ　Ｇ
よりなる層間絶縁膜４を形成する。このとき層間絶縁膜
４の表面形状はゲート電極２の段差形状をそのまま反映
しており、平坦化されていない（第３図（ａ）＊照〉。

次に、これを水蒸気中での８５０℃以上の熱処理を約１
０分間行なって加熱７すると層間絶縁膜４１、Ｊ軟化し
てその表面は平坦化され（第３図（ｂ　）参照）、また
高温効果により不純物拡散領１３中の不純物が拡散され
拡散領域が深く形成される（第３図（Ｃ）参照）。

〔発明が解決しようとづる問題点〕

上記のような従来の製造方法では、層間絶縁膜の十分な
段差緩和形状を得るには相当の高温状態が所定時開必要
とされるので、不純物拡散層域が必要以上に拡大してし
、まい、これが高ＩＩ化にとって必須の素子の微細化に
対し大きな妨げとなるという問題点があった。

一方、熱処理方法として従来の電気炉等によるもののほ
かに最近の半導体素子の微細化に伴ない、熱処理制御性
の侵れたラン／／−−ル茂術が採用されでいるがこれに
よっても上記問題点は解決し得ない。

すなわち、ランプアニール技術による加熱源として赤外
線を照射することによって１１１１ｇｌ絶縁膜を昇温し
ようとしても、ＰＳＧ等は一般に赤外線吸収係数が小さ
いため昇温特性が悪くその十分な段差緩和形状を得るに
は相当の高温熱量を必要とするのである。したがって、
ランプアニール技術を用いたとしても究極的には電気炉
等を使用した場合と同程度の熱量が必要となってしまい
、結局不純物拡散層の不必要な拡大を抑制できないので
ある。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、層間絶ａ膜の段差形状は十分に緩和しつつ、不純物
拡散領域の不必要な拡大を防止する半導体装置の製造方
法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る半導体装置の製造方法は、形成された層
間絶縁膜上に高融点金属または高融点金属化合物よりな
る膜を形成する工程を追加し、ざらに赤外線の照射によ
る熱処理を行なうものである。

［作用］ この発明においては、層間絶縁膜上の高融点金属または
高融点金属化合物よりなる躾が効率良く熱処理における
赤外線を吸収して濃度上昇に優れるので、その下部の層
間絶縁膜の上昇温度は半導体基板のそれに比して大きく
、不純物拡散層の不必要な拡大が生じる温度に半導体基
板がなる前に層間絶縁膜の平坦化が終了する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す概略製造工程図であ
る。

以下、図を参照してこの発明の製造方法について説明す
る。

第１図（ａ　）は従来技術における第３図（ａ　）と同
様であるが、たとえばシリコンよりなる半導体基板１上
にポリシリコンよりなるゲート電極２を１１真製版技ｔ
＃等によって形成する。次にゲート電極２をマスクとし
てイオン注入を行なって不純物拡散領１ｉｉ！３ｅ形成
【ノ、さらにゲート電極２上を含み、半導体基板１上全
体にＣＶ　Ｄ法等によってたとえばＰＳＧよりなるｌｌ
Ｊ間絶縁ｆｌｌＩ４を形成する。

次に、平ｉｌｌ化されていない層間絶縁ＩＩ　Ｊ上に高
融点金属ｌＩ５を形成（′：ｇＩ図（１１）＊照）した
後、赤外線ランプアニール装置によって熱処理を行なう
。この熱処理としては窒素′＃囲気中に゛Ｃ半ＩＪ体基
板温ｌ■で６００℃Ｊｘ上の状態で数秒からａ十秒実施
するが赤外線による放射熱６が半導体基板１の両面から
加えられることになる（第１図（Ｃ）参照）。

第２図はこの状態における半導体基板のｌｆｉ度と高融
点ｆＬ属膜の１度との関係を示した図である。

図において、横軸に基板温度を縦軸にａｍ点金属Ｍｆｉ
度をと）でいるが、この結果はたとえば半導体１１が７
００℃のとき高融点金属！Ｊ５は９００℃近くの４１−
なることを示している。

したがって、ヤ嘴作基板１の湿曵が＾温になる前に８ｗ
１点金属膜５下の層間絶縁１１１１４が既に平坦化され
ているので、不純物拡散領域３の必要以上の拡大は生じ
ない。最後に高融点金属膜５を取除くことによって平坦
化された層間絶縁１！！４が露出する（第１図（ｄ　）
参照）。

なお、上記実施例では、１問絶縁膜上に高融点金属膜を
形成しているが高融点金属化合物の膜であっても同様の
効果を奏する。

また、上記実施例では層間絶縁膜としてＰＳＧを例とし
ているが、ＢＳＧであってもよい。

また、上記実施例ではゲート電極部まわりの段差形状の
緩和について説明しているが、他の部品による段差部を
覆う層間絶縁膜の平坦化のすべてにつき適用できること
は言うまでもない。

さらに、上記実施例では、ランプアニールの雰囲気を窒
素雰囲気としているがアルゴン、酸素または水蒸気等よ
りなる雰囲気であっても同様である。

［発明の効果Ｊ この発明は以上説明したとおり、高融点金属または高融
点金属化合物よりなる膜を形成することによって効率良
り１１１問絶縁１１４を平坦化させるので、不純物拡散
領域が必要以上に拡大せず、素子の微細化すなわち高集
積化が容易となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略製造工程図、第
２図はこの発明の一実施例における半導体基板と高融点
金属膜との温度関係を示した図、第３図は従来の製造方
法による概略製造工程図である。 図において、１は半導体基板、２はゲート電極、３は不
純物拡散領域、４は眉間絶縁膜、５は高融点金属膜であ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板表面の段差部を層間絶縁膜で覆う半導
   体装置の製造方法であって、 半導体基板上に前記段差部をもたらす部品を形成する工
   程と、 前記部品をマスクとして、前記半導体基板に不純物を注
   入する工程と、 前記部品を含み、前記不純物が注入された前記半導体基
   板上の全面に前記層間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜上に高融点金属または高融点金属化合物
   よりなる膜を形成する工程と、 赤外線の照射による熱処理を行なう工程とを備え、 前記熱処理によって注入された前記不純物を拡散し、か
   つ前記部品の形状に沿って形成された前記層間絶縁膜を
   平坦化する、半導体装置の製造方法。
2. （２）前記熱処理は、赤外線ランプアニール法である、
   特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。
3. （３）前記層間絶縁膜は、ＣＶＤ法で形成する、特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の半導体装置の製造方
   法。
4. （４）前記層間絶縁膜は、ほう珪酸ガラス （ＢＳＧ）である、特許請求の範囲第１項、第２項また
   は第３項記載の半導体装置の製造方法。
5. （５）前記層間絶縁膜は、りん珪酸ガラス （ＰＳＧ）である、特許請求の範囲第１項、第２項また
   は第３項記載の半導体装置の製造方法。
6. （６）前記熱処理による温度は、前記半導体基板におい
   て少なくとも６００℃である、特許請求の範囲第３項、
   第４項または第５項記載の半導体装置の製造方法。