JPS6324625A - 半導体装置およびその製造方法 - 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およびその製造方法に関し、特に
、表面の平坦性を改良した半導体装置およびそのｌｌｌ
ｌｌ決方法する。

［従来の技術］ 従来より、絶縁膜の塗布によりウェハ上を平坦化する方
法としてＳＯＧ　（スピン・オン・グラス）法が用いら
れてきた。ＳＯＧ法とは主としてエチルアルコールを溶
媒としたシラノールＳｌ　　（ＯＨ）４をウニ八表面に
塗布し、熱処理を加えることによりガラス化させて、二
酸化硅′Ｓ膜に近い一組成の安定した膜に改変すること
を利用するものである。

第６図は従来の製造方法により得られる半導体装置の断
面を示す図である。第６図において、半導体基板１上に
は酸化１！１２が形成され、酸化膜２上にはスムースコ
ート膜３が形成される。このスムースコート１１１３上
にはアルミニウム配線層４が形成される。そして、この
アルミニウム配線層４による凹凸を緩和するために、上
述のＳＯＧ法により５ＯＧｉ１６２が形成される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、第６図に示す５ＯＧＩＩ６２は、溶媒のエチ
ルアルコールの粘度が低いため、厚膜化することが困難
である。特に、第６図に示すように、アルミニウム配線
層４の設けられていない平坦領域における５ＯＧＩＩ６
２ｂの膜厚は０．１μｍ程度が上限であり、シリコン基
板１上の表面を十分に平坦化することができず、半導体
基板１の表面の段差を低減することができないという問
題点があった。

また、第６図のＳＯＧ膜６２ａで示す段差領域において
は、ガラス化を目的とした熱処理によって応力に起因す
るクラック８が発生するという問題点がある。この原因
は塗布された膜厚が不均一なため、段差部領域で応力集
中が生じるためであると考えられる。

それゆえに、この発明は上述のような問題点を解消する
ためになされたもので、従来のＳＯＧ法を用いて容易に
流動性絶縁膜を厚膜化した半導体装４およびその製造方
法を提供することを目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段］ この発明にかかる半導体装置の製造方法は、平坦な表面
を有する第１の層上の予め定める領域に選択的に予め定
める厚みを有する第２の層を形成した後、第２の層上に
フォトレジスト膜を形成し、次に、露出した全表面に絶
縁膜となるべき流動性絶縁膜を塗布し、次に、フォトレ
ジスト膜をエツチングにより除去するものである。

そして、この発明にかかる半導体装置は、平坦な表面を
有する第１の層と、第１の層上の予め定める領域に選択
的に形成され、予め定める厚みを有する第２の層と、第
１の層上の領域であって、上述の予め定める領域以外に
形成され、第２の層とほぼ等しい厚みを有する絶縁膜と
を備えて構成される。

［作用］ この発明では予め定める厚みを有する第２の層上にフォ
トレジスト膜を形成して凸部の高さを高くしだ後ＳＯＧ
法を用い、流動性絶縁膜を形成することにより、第２の
層が形成された領域以外の領域において流動性絶縁膜を
厚く形成することができるので、該流動性絶縁膜により
表面段差部が補償されて平坦化される。

この発明の半導体装置は、第１の層上の領域であって第
２の層が形成された領域以外の領域に、第２の層とほぼ
等しい厚みを有する絶縁膜を備えているので、露出表面
はほぼ平坦である。

［実施例〕 第１図ないし第５図はこの発明の一実施例の半導体装１
の１造方法を示す工程断面図である。次に、第１図ない
し第５図を参照してこの発明の一実施例の半導体装置の
製造方法について説明する。

第１図において、従来と同様の方法を用いてシリコン基
板１の表面に酸化１１２を形成する。次に、酸化膜２上
にスムースコートｌｌ１３を形成する。

次に、第２図に示すように、スムースコート嘆３上の予
め定める領域に選択的にアルミニウム配Ｉｉ１層４を形
成する。次に、アルミニウム配！ａ層４上にアルミニウ
ムドライエツチング用フォトレジスト膜５を形成する。

このアルミニウムドライエツチング用フ第１・レジスト
説は約１μ国の厚みを有するように形成される。

次に、第３図に示すように、全露出表面にＳＯＧ膜６膜
管０転塗布法（ＳＯＧ法）を用いて形成する。、第３図
に示すように、アルミニウム配Ｉ２層４上にはレジスト
１１５が形成されて、スムースコート１１１３上の凸部
の高さが高くなっているので、スムースコート［１３上
に塗布されるＳＯＧＩＩＷ６０は厚膜化が可能となる。

第３図はＳＯＧ膜６膜厚０ルミニウム配線層４の厚みよ
りも酵く塗布された場合を示し、この５ＯＧＦＩＡがア
ルミニウム配線層４の厚みよりも厚く塗布された例を第
３Ａ図に示す、第３図および第３Ａ図に示すように、５
ＯＧＩＮがアルミニウム配線ｍ４の厚みよりも簿り塗布
された場合には、絶縁膜の液面とアルミニウム配線１１
４の壁部とのなす角が鋭角になり、Ｓ　ＯＧ膜がアルミ
ニウム配１９１１４の膜厚よりも厚り塗布された場合に
は、絶縁膜の液面とレジスト膜５の壁部とのなす角は鈍
角になる。

次に、第４図に示すように、アルミニウムドライエツチ
ング用フォトレジスト１焚５を除去し、引続きガラスを
処理を行なう。ガラス化処理濃度としてはたとえば３０
０℃〜１０００℃までの範囲が許容される。この実施例
のようにアルミニウム配線層の場合には１通常３５０℃
〜５００℃が用いられる。なお、ＳＯＧ膜がアルミニウ
ム配線層４よりも厚く塗布された場合におけるこの工程
に対応する図を第４Ａ図に示す。

第４図および第４Ａ図に示すように、５ＯＧＩＩ６０な
いし６１はそれぞれ全領域においてほぼ均一の厚みを有
して形成されているので、ガラス化のための熱処理を行
なうとき、歪が生じないためにクラックが生じない。

次に、第５図に示すように、アルミニウム配線１４上お
よび５ＯＧＩＩ１６０上に層間絶縁膜７を形成する。こ
こで、１間絶縁膜としてはたとえば二酸化硅素膜あるい
はプラズマ窒化膜が用いられる。

これに引続きスルーホール工程等が行なわれるがここで
はその説明を省略する。なお、５ＯＧＩＩがアルミニウ
ム配ａ層の膜厚よりも厚く形成された場合を第５Ａ図に
示す。このようにして、表面の平坦な半導体装置が供給
される。

なお、この実施例では半導体装置として多層配線に適用
した場合を示したが、金属酸化物半１３体型およびバイ
ポーラ型のデバイスにおいて一層配線を行なうときのス
ムースコート膜の下敷摸としてＳＯＧ膜を用いてもよい
。この場合には、ガラス化温度としてはたとえば９００
’Ｃ前後が用いられる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、第２の層上にレジスト膜を形成して凸部の高さを轟
くした後、ＳＯＧ法を用いて流動性絶１ｔＦＪを形成し
、その後レジスト膜を除去するようにしているので、流
動性絶縁膜を厚膜化することができ、表面のなだらかな
半導体装置を得ることができる。

また、この発明の半導体装置によれば、平坦な表面を有
する第１の層上の予め定める領域には予め定める厚みを
有する第２の１が設けられ、第１の層上の領域であって
、予め定める領域以外の領域には第２の層とほぼ等しい
厚みを有する絶縁膜が設けられるので、半導体装置の表
面をほぼ平坦にすることができ、次の工程で形成される
絶縁膜表面の平坦性を改良することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の一実施例の半導体装置
の製造方法を示す工程断面図である。第３Ａ図ないし第
５Ａ図は第２図に示す工程以降の工程における他の実施
例を示す図である。第６図は従来の半導体装ｐの断面を
示す図である。 図において、１はシリコン基板、２は酸化膜、３はスム
ースコート膜、４はアルミニウム配ａ層、５はアルミニ
ウムドライエツチング用レジスト膜、６０．６１は５Ｏ
ＧＩｌ！Ｉ、７は層間絶縁膜を示す。 なお、図中、同一または相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面を平坦化するための絶縁膜を含む半導体装置
   の製造方法であつて、 平坦な表面を有する第１の層上の予め定める領域に選択
   的に予め定める厚みを有する第２の層を形成するステッ
   プと、 前記第２の層上にフォトレジスト膜を形成するステップ
   と、 露出した全表面に前記絶縁膜となるべき流動性絶縁膜を
   塗布するステップと、 前記フォトレジスト膜をエッチングにより除去するステ
   ップとを含む半導体装置の製造方法。
2. （２）平坦な表面を有する第１の層と、 前記第１の層上の予め定める領域に選択的に形成され、
   予め定める厚みを有する第２の層と、前記第１の層上の
   領域であつて、前記予め定める領域以外に形成され、前
   記第２の層とほぼ等しい厚みを有する絶縁膜とを備えた
   半導体装置。
3. （３）前記第１の層は、半導体層または半導体基板上に
   形成された絶縁層であることを特徴とする、特許請求の
   範囲第２項記載の半導体装置。
4. （４）前記第２の層は、導電性を有する配線層であるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の半導体装
   置。
5. （５）前記絶縁膜は、スピン・オン・グラス膜であるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の半導体装
   置。