JPS63275145A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS63275145A JPS63275145A JP11182487A JP11182487A JPS63275145A JP S63275145 A JPS63275145 A JP S63275145A JP 11182487 A JP11182487 A JP 11182487A JP 11182487 A JP11182487 A JP 11182487A JP S63275145 A JPS63275145 A JP S63275145A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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。
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〕
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に多層配線
構造における層間絶縁膜の形成方法に関する。
構造における層間絶縁膜の形成方法に関する。
従来、この種の眉間絶縁膜としては、半導体素子部と金
属配線層間や複数の金属配線層間を電気的に分離させる
ために、ＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成された
各種酸化シリコン膜が用いられている。
属配線層間や複数の金属配線層間を電気的に分離させる
ために、ＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成された
各種酸化シリコン膜が用いられている。
特に高融点金属を用いた多層配線を有した高密度、高性
能の半導体装置の眉間絶縁膜としては、硼素と燐を含む
ＢＰＳＧ膜が用いられている。これは電気的なパッシベ
ーション効果を有し、素子表面を平滑化させるためのり
フロー効果も大であり、かつ耐湿性の点でも問題がない
等の長所を有しているためである。
能の半導体装置の眉間絶縁膜としては、硼素と燐を含む
ＢＰＳＧ膜が用いられている。これは電気的なパッシベ
ーション効果を有し、素子表面を平滑化させるためのり
フロー効果も大であり、かつ耐湿性の点でも問題がない
等の長所を有しているためである。
上述した従来のＢＰＳＧ膜の成長方法は、常圧あるいは
減圧下において４００℃程度に加熱した基板へ、Ｓ ｉ
Ｈ４，ＰＨ３，Ｂ２ Ｈ６，０２のガスを供給し、反応
させてＢＰＳＧ膜を形成している。この方法においては
、４種のガスを反応系で混合しているため、ガス流量の
揺らぎに起因した４つのガスの流量比の変動が生じやす
く、膜厚。
減圧下において４００℃程度に加熱した基板へ、Ｓ ｉ
Ｈ４，ＰＨ３，Ｂ２ Ｈ６，０２のガスを供給し、反応
させてＢＰＳＧ膜を形成している。この方法においては
、４種のガスを反応系で混合しているため、ガス流量の
揺らぎに起因した４つのガスの流量比の変動が生じやす
く、膜厚。
燐及び硼素濃度のばらつきを招き以下に示す問題点があ
る。
る。
すなわち、第３図（’ａ）に示すように、ポリシリコン
電極１１上にＢＰＳＧ膜３４全３４させ、熱処理による
リフローを行う工程で、カス流量の揺らぎにより膜厚が
厚く形成された場合には、リフローにより第３図（ｂ）
に示す様に、ポリシリコン電極１１上のＢＰＳＧ膜３４
全３４を生じてしまう。この様なりＰＳＧ膜の隆起を生
じた状態で金属配線形成を行うと、パターニングのため
のホトレジスト露光時に電極側面部での乱反射が生じ易
くなり、パターニング不良によるデバイス欠陥を招き、
信頼性を著しく損うことになる。
電極１１上にＢＰＳＧ膜３４全３４させ、熱処理による
リフローを行う工程で、カス流量の揺らぎにより膜厚が
厚く形成された場合には、リフローにより第３図（ｂ）
に示す様に、ポリシリコン電極１１上のＢＰＳＧ膜３４
全３４を生じてしまう。この様なりＰＳＧ膜の隆起を生
じた状態で金属配線形成を行うと、パターニングのため
のホトレジスト露光時に電極側面部での乱反射が生じ易
くなり、パターニング不良によるデバイス欠陥を招き、
信頼性を著しく損うことになる。
また第４図（ａ）に示す様にＢＰＳＧＭ３４の膜厚が薄
くなった場合は、リフローにより第４図（ｂ）に示す様
に、ポリシリコン電極１１の角部でのＢＰＳＧ膜厚が非
常に薄くなり、ポリシリコン電極が露出し易い形状とな
る。この様な状態で金属配線を施すと電極の角部と配線
とが接触を生じ易くなり、デバイス欠陥を招き信頼性を
著しく損うことになる。
くなった場合は、リフローにより第４図（ｂ）に示す様
に、ポリシリコン電極１１の角部でのＢＰＳＧ膜厚が非
常に薄くなり、ポリシリコン電極が露出し易い形状とな
る。この様な状態で金属配線を施すと電極の角部と配線
とが接触を生じ易くなり、デバイス欠陥を招き信頼性を
著しく損うことになる。
さらに、ガス流量の揺らぎによるガス流量比の変動によ
り第６図に示す様に、ＢＰＳＧ膜中の燐（Ｐ）及び硼素
（Ｂ）濃度も変動する。そして、燐濃度が著しく高くな
ると耐湿性が悪化し、半導体装置の信頼性を著しく低下
させるという問題点を生ずる。
り第６図に示す様に、ＢＰＳＧ膜中の燐（Ｐ）及び硼素
（Ｂ）濃度も変動する。そして、燐濃度が著しく高くな
ると耐湿性が悪化し、半導体装置の信頼性を著しく低下
させるという問題点を生ずる。
本発明の目的は、不純物分布が均一で平坦化された眉間
絶縁膜を有する信頼性の向上した半導体装置の製造方法
を提供することにある。
絶縁膜を有する信頼性の向上した半導体装置の製造方法
を提供することにある。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成
された配線層上に酸化膜を形成する工程と、前記酸化股
上に少くとも１種類の不純物を含むシリコン化合物溶液
を塗布しシリカ塗布膜を形成する工程と、熱処理を行な
い前記シリカ塗布膜中の前記不純物を前記酸化膜中に拡
散させると共に酸化膜をリフローさせる工程とを含んで
構成される。
された配線層上に酸化膜を形成する工程と、前記酸化股
上に少くとも１種類の不純物を含むシリコン化合物溶液
を塗布しシリカ塗布膜を形成する工程と、熱処理を行な
い前記シリカ塗布膜中の前記不純物を前記酸化膜中に拡
散させると共に酸化膜をリフローさせる工程とを含んで
構成される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するための工程順
に示した半導体チップの断面図である。
に示した半導体チップの断面図である。
まず第１図（ａ＞に示す様にシリコン基板１０上に形成
されたポリシリコン電極１１上に眉間絶縁膜として酸化
シリコ膜１２をＣＶＤ法により５０００人程度０厚さに
成長させる。
されたポリシリコン電極１１上に眉間絶縁膜として酸化
シリコ膜１２をＣＶＤ法により５０００人程度０厚さに
成長させる。
そして、ひき続き、第１図（ｂ）に示す様に、硼素と燐
を含有するシリコ化合物溶液を３０００〜７０００ｒｐ
ｍの回転数にて回転塗布し２０００人程度Ｏ８，Ｐ含有
シリカ塗布膜１３を被着させる。
を含有するシリコ化合物溶液を３０００〜７０００ｒｐ
ｍの回転数にて回転塗布し２０００人程度Ｏ８，Ｐ含有
シリカ塗布膜１３を被着させる。
次に第１図（ｃ）に示すように、窒素又はスチーム雰囲
気による６００〜９００℃程度の熱処理を施すことによ
り、酸化シリコ膜１２中に硼素と燐を拡散させてＢＰＳ
Ｇ膜１４全１４する。同時にこのＢＰＳＧ膜１４全１４
ローし、なだらかな形状となる。
気による６００〜９００℃程度の熱処理を施すことによ
り、酸化シリコ膜１２中に硼素と燐を拡散させてＢＰＳ
Ｇ膜１４全１４する。同時にこのＢＰＳＧ膜１４全１４
ローし、なだらかな形状となる。
このようにして形成された第１の実施例においては、酸
化シリコン膜１２の膜厚の制御が比較的簡単であること
、Ｂ、Ｐ含有シリカ塗布膜１３中の硼素と燐の濃度比と
濃度均一性及び膜厚再現性が非常に良いことにより、形
成されるＢＰＳＧ膜１４全１４均一性に優れ、膜中の燐
、硼素濃度のばらつきも第５図に示す様に少ないものが
得られた。
化シリコン膜１２の膜厚の制御が比較的簡単であること
、Ｂ、Ｐ含有シリカ塗布膜１３中の硼素と燐の濃度比と
濃度均一性及び膜厚再現性が非常に良いことにより、形
成されるＢＰＳＧ膜１４全１４均一性に優れ、膜中の燐
、硼素濃度のばらつきも第５図に示す様に少ないものが
得られた。
第２図は、本発明の第２の実施例を説明するための工程
順に示した半導体チップの断面図である。
順に示した半導体チップの断面図である。
まず第２図（ａ＞に示す様に、Ａ／配線２１上に層間絶
縁膜としてＰＳＧ膜２２をＣＶＤ法により５０００人程
度０厚さに成長させる。
縁膜としてＰＳＧ膜２２をＣＶＤ法により５０００人程
度０厚さに成長させる。
そしてひき続き第２図（ｂ）に示す様に、硼素を含むシ
リコン化合物溶液を３０００〜７０００ｒｐｍの回転数
にて回転塗布し、２０００人程度Ｏ８含有シリカ塗布膜
２３を被着させる。
リコン化合物溶液を３０００〜７０００ｒｐｍの回転数
にて回転塗布し、２０００人程度Ｏ８含有シリカ塗布膜
２３を被着させる。
次に第２図（ｃ）に示すように、窒素又はスチーム雰囲
気による６００〜９ｏｏ℃程度の熱処理を施すことより
、ＰＳＧ膜２膜中２中素を拡散させてＢＰＳＧ膜２４膜
形４する。同時にこのＢＰＳＧ膜２４膜形４ローし、な
たらがな形状となる。
気による６００〜９ｏｏ℃程度の熱処理を施すことより
、ＰＳＧ膜２膜中２中素を拡散させてＢＰＳＧ膜２４膜
形４する。同時にこのＢＰＳＧ膜２４膜形４ローし、な
たらがな形状となる。
このようにして形成された第２の実施例においては、Ｐ
ＳＧ膜２２が燐の濃度及び膜厚均一性に優れ、膜厚制御
も非常に簡単であること、Ｂ含有シリカ塗布膜２３中の
硼素の均−性及び膜厚再現性に優れることにより、形成
されるＢＰＳＧ膜２４膜形４均一性に優れ、膜中の燐、
硼素濃度のばらつきも第５図と同様に少ないものが得ら
れた。
ＳＧ膜２２が燐の濃度及び膜厚均一性に優れ、膜厚制御
も非常に簡単であること、Ｂ含有シリカ塗布膜２３中の
硼素の均−性及び膜厚再現性に優れることにより、形成
されるＢＰＳＧ膜２４膜形４均一性に優れ、膜中の燐、
硼素濃度のばらつきも第５図と同様に少ないものが得ら
れた。
以上説明したように本発明は、眉間絶縁膜を形成するに
際し、初めに膜厚及び不純物濃度の制御し易い酸化膜を
形成した後、ひき続き不純物濃度及び膜厚の均一な少な
くとも１種類の不純物を含むシリカ塗布膜を被着させ、
次に熱処理を施すことにより、酸化膜中に不純物を拡散
し、同時にこの酸化膜をリフローさせることにより、膜
厚及び不純物濃度が均一てがっ形状のなだらがな平坦化
された層間絶縁膜を得ることかで効果がある。従って配
線上の絶縁膜の隆起や電極上部の角部における絶縁膜の
薄層化が防止できるため、信頼性の向上した半導体装置
が得られる。
際し、初めに膜厚及び不純物濃度の制御し易い酸化膜を
形成した後、ひき続き不純物濃度及び膜厚の均一な少な
くとも１種類の不純物を含むシリカ塗布膜を被着させ、
次に熱処理を施すことにより、酸化膜中に不純物を拡散
し、同時にこの酸化膜をリフローさせることにより、膜
厚及び不純物濃度が均一てがっ形状のなだらがな平坦化
された層間絶縁膜を得ることかで効果がある。従って配
線上の絶縁膜の隆起や電極上部の角部における絶縁膜の
薄層化が防止できるため、信頼性の向上した半導体装置
が得られる。
第１図（ａ）〜（Ｃ）及び第２図くａ）〜（Ｃ）は、本
発明の第１及び第２の実施例を説明するための半導体チ
ップの断面図、第３図（ａ）。 （ｂ）及び第４図（ａ）、（ｂ）は、従来の半導体装置
の製造方法を説明するための半導体・チップの断面図、
第５図は、本発明による眉間絶縁膜中の不純物濃度のば
らつきを示す分布図、第６図は、従来方法による層間絶
縁膜中の不純物濃度のばらつきを示す分布図である。 １０・・・シリコン基板、１１・・・ポリシリコン電極
、１２・・・酸化シリコン膜、１３・・・Ｂ−Ｐ含有シ
リカ塗布膜、１４・・・ＢＰＳＧ膜、２１・・・ＡＶｅ
配線、２２・・・ＰＳＧ膜、２３・・・Ｂ含有シリカ塗
布膜、２４．３４・・・ＢＰＳＧ膜。 第５図 □ ペ ／θ Ｘ’ ｑ 歓 簀６５、−え、−−７アｊ（、 〇− ０つ ■ １ バ・ノチ回数 第６図
発明の第１及び第２の実施例を説明するための半導体チ
ップの断面図、第３図（ａ）。 （ｂ）及び第４図（ａ）、（ｂ）は、従来の半導体装置
の製造方法を説明するための半導体・チップの断面図、
第５図は、本発明による眉間絶縁膜中の不純物濃度のば
らつきを示す分布図、第６図は、従来方法による層間絶
縁膜中の不純物濃度のばらつきを示す分布図である。 １０・・・シリコン基板、１１・・・ポリシリコン電極
、１２・・・酸化シリコン膜、１３・・・Ｂ−Ｐ含有シ
リカ塗布膜、１４・・・ＢＰＳＧ膜、２１・・・ＡＶｅ
配線、２２・・・ＰＳＧ膜、２３・・・Ｂ含有シリカ塗
布膜、２４．３４・・・ＢＰＳＧ膜。 第５図 □ ペ ／θ Ｘ’ ｑ 歓 簀６５、−え、−−７アｊ（、 〇− ０つ ■ １ バ・ノチ回数 第６図
Claims (1)
- 半導体基板上に形成された配線層上に酸化膜を形成する
工程と、前記酸化膜上に少くとも１種類の不純物を含む
シリコン化合物溶液を塗布しシリカ塗布膜を形成する工
程と、熱処理を行ない前記シリカ塗布膜中の前記不純物
を前記酸化膜中に拡散させると共に酸化膜をリフローさ
せる工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11182487A JPS63275145A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11182487A JPS63275145A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63275145A true JPS63275145A (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=14571079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11182487A Pending JPS63275145A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63275145A (ja) |
-
1987
- 1987-05-07 JP JP11182487A patent/JPS63275145A/ja active Pending
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