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JPH0456222A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0456222A
JPH0456222A JP16718090A JP16718090A JPH0456222A JP H0456222 A JPH0456222 A JP H0456222A JP 16718090 A JP16718090 A JP 16718090A JP 16718090 A JP16718090 A JP 16718090A JP H0456222 A JPH0456222 A JP H0456222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
oxide film
silicon oxide
insulating film
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16718090A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Murakami
村上 勇雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP16718090A priority Critical patent/JPH0456222A/ja
Publication of JPH0456222A publication Critical patent/JPH0456222A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Formation Of Insulating Films (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体集積回路の形成方法のうち、特に配線間
の層間絶縁膜の形成方法を含む半導体装置の製造方法に
関するものである。
従来の技術 層間絶縁膜としては化学気相成長法による酸化シリコン
膜が用いられている。熱処理による平坦化を容易にする
ため、酸化シリコン膜にリンなどの不純物を混入させ酸
化シリコン膜の融点を下げたものが一般に用いられてい
る。
発明が解決しようとする課題 従来の技術では熱処理による平坦化の後でも酸化シリコ
ン膜中に含まれるリンの量は化学気相成長直後と比べて
もほとんど変化がない。多層配線構造の場合には複数の
層間絶縁膜を用いるため、上層の層間絶縁膜の平坦化を
熱処理により行う場合に下層の層間絶縁膜も変形すると
いう問題点を有していた。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明では、リンを含む酸化
シリコン膜の形成において、化学気相成長法にてリンを
含む酸化シリコン膜を成長し平坦化処理を行った後に、
水素雰囲気にて800℃〜1000℃の熱処理を施した
また、半導体基板上の所定領域に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第1の絶縁膜および前記半導体基板上の
所定領域に耐酸化性被膜を形成する工程と、前記第1の
絶縁膜と前記耐酸化性被膜と前記半導体基板上の所定領
域に第1の導電膜を形成する工程と、前記第1の導電膜
および前記耐酸化性被膜の所定領域に第2の絶縁膜を形
成する工程と、前記第2の絶縁膜および前記耐酸化性被
膜の一部に第2の導電膜を形成する工程を備えている。
また、半導体基板上の所定領域に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第1の絶縁膜および前記半導体基板上の
所定領域に耐酸化性被膜を形成する工程と、前記第1の
絶縁膜と前記耐酸化性被膜と前記半導体基板上の所定領
域に第1の導電膜を形成する工程と、前記第1の導電膜
および前記耐酸化性被膜の所定領域に第2の絶縁膜を形
成する工程と、前記第2の絶縁膜および前記耐酸化性被
膜の一部に第2の導電膜を形成する工程と、前記半導体
基板全面に第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の
絶縁膜の所定領域をエツチングし、前記第2の導電膜を
露出する工程と、露出した前記第2の導電膜を酸化する
工程を備えている。
作用 リンを含む酸化シリコン膜を水素雰囲気にて熱処理した
場合には、800℃、60分の条件で成長直後と比較し
て1割程度のリンが、1000℃。
60分の条件では4割程度のリンが外方向拡散により、
膜中から除かれる。1000℃を越えた温度では膜中に
気泡状のものが発生するため実使用に耐えない。また8
00℃より低い温度では外方向拡散の効果が低くやはり
実使用に耐えない。
本発明によれば、平坦化の効果を上げるために絶縁膜中
のリン濃度を高(しても、平坦化の後にリン濃度を減少
させるため従来の問題点を容易に解決できた。
実施例 本発明の一実施例を第1図および第2図を用いて詳細に
説明する。
第1図<a>は、シリコン基板1上に素子分離用シリコ
ン膜2及び配線材料3を形成した後、化学気相成長法に
てリンを含む酸化シリコン膜を成長した後に900℃の
水蒸気雰囲気中で30分の熱処理を加え平坦化して酸化
シリコン膜4を得たものである。本実施例では、配線材
料として多結晶シリコンを用い、リンを含む酸化シリコ
ン膜4としてはリン濃度7 、0 w t%及びボロン
濃度3.0wt%のBPSG膜を常圧化学気相成長法に
より形成する。この後、900℃、30分の水素雰囲気
中での熱処理を施し第1図(b)が得られる。この処理
後に得られた酸化シリコン膜5のリン濃度は約4wt%
であり、ボロン濃度の変化はほとんどなかった。このよ
うに熱処理によってリンが膜外に放出されていることが
分かる。次いで、高融点材料の配線6を形成する(第1
図((2))。本実施例ではタングステンシリサイドを
高融点材料として用いた。この後、第2のリンを含む酸
化シリコン膜7を成長する(第1図(d))。次いで、
平坦化用熱処理を施し酸化シリコン膜8を得る(第1図
(e))。
このとき第2の酸化シリコン膜の形成条件及び平坦化条
件は第1の酸化シリコン膜4を得たものと同等である。
さらに酸化シリコン膜4を別の酸化シリコン膜5に変化
させて融点を上昇させているため、平坦化熱処理による
酸化シリコン膜5は変形しない。つまり、下地膜である
酸化シリコン膜5の形状に影響されることなく第2の酸
化シリコン膜7が平坦化された酸化シリコン膜8を得る
ことができる。この後、酸化シリコン膜8に900℃、
30分で水素雰囲気中で熱処理し、リン濃度の少ない酸
化シリコン9を形成する(第1図げ))。
多層配線構造では、この後酸化シリコン膜9の上にさら
に配線10を設ける(第1図(g))。このため、第1
図(g)の後工程として配線10上に眉間絶縁膜形成と
その層間絶縁膜の平坦化処理が必要である。このために
第1図げ)において、水素雰囲気にて処理しリン濃度を
さげて酸化シリコン膜9を得た。本実施例では水素雰囲
気中で900℃、30分の処理を施してリン濃度を4割
程度減少させた。
第2図にスタック型キャパシタを有するDRAMのコン
タクトホール形成時の実施例の工程断面図を示す。
シリコン基板11上に素子分離領域12を形成し、ゲー
ト酸化膜13.ゲート電極14および絶縁膜15から成
るトランスファーゲートを形成したものが第2図(a)
である。以後の工程で形成されるキャパシタ下部電極用
コンタクト形成領域近傍以外に耐酸化性被膜16を残す
(第2図(b))。次にキャパシタ下部電極17.キャ
パシタ絶縁膜18およびキャパシタ上部電極19から成
るスタック型キャパシタを形成する(第2図((2))
。この後、リンを含む眉間絶縁膜20を形成したものが
第2図ω)である。
ここで、リンを含む眉間絶縁膜20は、化学気相成長法
によりリン濃度7 、 Ow t%、ボロン濃度3.0
%の酸化シリコン膜を成長した後に900℃、60分の
水蒸気雰囲気による平坦化処理を施すことにより得られ
る。
この後900℃、30分の水素雰囲気中での熱処理を加
えてリン含有量が4.Owt%程度の酸化シリコン膜2
1を形成したものが第2図(e)である。
次いで公知のフォトリソグラフィーとエツチング技術を
用いてホール22を形成した(第2図(r))。
このとき、キャパシタ上部電極19の端部23が露出す
る。このため、熱酸化により端部23を酸化することで
酸化シリコン膜24を形成する(第2図(g))。後の
工程で形成する配線と上部電極19との絶縁を酸化シリ
コン膜24は行う必要がある。このため下地に耐酸化性
被膜16を形成しておかねばならない。
次に、ホール22のシリコン基板上に形成された耐酸化
性被膜16をエツチング除去してコンタクトホール25
を形成する(図2図()t3)。
従来の技術であれば、第2図(d)の直後にコンタクト
形成を行う。第3図に示すような不都合が生じる。第3
図(a)は層間絶縁膜27を形成後、ホール28を形成
し、熱処理した時の断面図である。
このように第3図(a)に示すごと(、酸化工程時の熱
処理によって層間絶縁膜27が変形してしまいコンタク
ト上部が狭くなる。このため第3図(b)に示すように
眉間絶縁膜27上に配線29を成長すると、配線29が
コンタクト内に成長せずボイド30と呼ばれるすき間が
発生してしまう。
本実施例に示すように、化学気相成長法により酸化シリ
コン膜を成長し平坦化処理を施した後に、水素雰囲気中
での熱処理を加えることにより、酸化シリコン膜24を
形成する酸化工程時でも眉間絶縁膜20が変形すること
がない。従って、第2図(g)のように眉間絶縁膜21
の変形を伴わずに端部23の熱酸化が可能となる。これ
により、コンタクト部の耐酸化性被膜16のエツチング
も可能となる。最後に第2図(i)に配線26を堆積す
る。この時コンタクトホール25は変形していないため
良好なコンタクト・配線形成ができた。
発明の効果 本発明により、熱による平坦化が可能な同一種のリンを
含む酸化シリコン膜を下層膜の変形なしに、複数回用い
ることが可能となった。
また、コンタクト形成前に水素処理を施すことにより、
コンタクト形成時の熱処理による変形のない眉間絶縁膜
を形成できた。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の一実施例を説明するため
の図、第3図は従来法の問題を説明するための図である
。 1.11・・・・・・シリコン基板、2,12・・・・
・・酸化シリコン膜、3.6,10.26・・・・・・
配線、7・・・・・・酸化シリコン膜、4,8・・・・
・・酸化シリコン膜、5.9・・・・・・酸化シリコン
膜、13・・・・・・ゲート酸化膜、14・・・・・・
ゲート電極、15・・・・・・絶縁膜、16・・・・・
・耐酸化性被膜、17・・・・・・下部電極、18・・
・・・・絶縁膜、19・・・・・・上部電極、22.2
8・・・・・・ホール、23・・・・・・端部、24・
・・・・・酸化シリコン膜、25・・・・・・コンタク
トホール、26・・・・・・配線、20゜21.27・
・・・・・層間絶縁膜、30・・・・・・ボイド。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名総a−1 Z2 爪−lし 7A2図 & l−2イεジノコンI−1

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上の層間絶縁膜形成の際に、化学気相
    成長法にてリンを含む酸化シリコン膜を成長する工程と
    、前記酸化シリコン膜を平坦化する工程と、水素雰囲気
    にて800℃、1000℃の熱処理を施す工程とを有す
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)半導体基板上の所定領域に第1の絶縁膜を形成す
    る工程と、前記第1の絶縁膜および前記半導体基板上の
    所定領域に耐酸化性被膜を形成する工程と、前記第1の
    絶縁膜と前記耐酸化性被膜と前記半導体基板上の所定領
    域に第1の導電膜を形成する工程と、前記第1の導電膜
    および前記耐酸化性被膜の所定領域に第2の絶縁膜を形
    成する工程と、前記第2の絶縁膜および前記耐酸化性被
    膜の一部に第2の導電膜を形成する工程を備えたことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. (3)半導体基板上の所定領域に第1の絶縁膜を形成す
    る工程と、前記第1の絶縁膜および前記半導体基板上の
    所定領域に耐酸化性被膜を形成する工程と、前記第1の
    絶縁膜と前記耐酸化性被膜と前記半導体基板上の所定領
    域に第1の導電膜を形成する工程と、前記第1の導電膜
    および前記耐酸化性被膜の所定領域に第2の絶縁膜を形
    成する工程と、前記第2の絶縁膜および前記耐酸化性被
    膜の一部に第2の導電膜を形成する工程と、前記半導体
    基板全面に第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の
    絶縁膜の所定領域をエッチングし、前記第2の導電膜を
    露出する工程と、露出した前記第2の導電膜を酸化する
    工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP16718090A 1990-06-25 1990-06-25 半導体装置の製造方法 Pending JPH0456222A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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