JPH07211714A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPH07211714A JPH07211714A JP156994A JP156994A JPH07211714A JP H07211714 A JPH07211714 A JP H07211714A JP 156994 A JP156994 A JP 156994A JP 156994 A JP156994 A JP 156994A JP H07211714 A JPH07211714 A JP H07211714A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ICやLSIデバイ
スなどの半導体装置の製造方法に関するものであり、特
に半導体基板上の回路素子を覆って形成された絶縁層の
表面の凹凸を平坦化する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as an IC or an LSI device, and particularly to flatten the surface irregularities of an insulating layer formed to cover a circuit element on a semiconductor substrate. It is about the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造は、電子回路を構成す
るシリコン基板1の表面に均一な絶縁層、配線層等の各
種の層(膜)を選択的に形成することにより行われる。2. Description of the Related Art A semiconductor device is manufactured by selectively forming various layers (films) such as a uniform insulating layer and a wiring layer on the surface of a silicon substrate 1 which constitutes an electronic circuit.
【0003】しかし、このような配線層は所定の厚みを
もつから、その上に形成される絶縁層等に凹凸が生じ
る。この凹凸が著しいものであると、絶縁層等に重ねて
形成される層のパターン形成に支障が生じたり、配線層
の配線が切断されたりする等の不具合を生じ、半導体装
置の歩留まりの低下を招く。そこで、この凹凸をできる
だけ少なくして平坦化する必要がある。However, since such a wiring layer has a predetermined thickness, irregularities are formed in the insulating layer and the like formed thereon. If the unevenness is significant, it causes troubles such as pattern formation of a layer formed over the insulating layer or the like, disconnection of wiring of a wiring layer, and the like, which leads to a reduction in yield of semiconductor devices. Invite. Therefore, it is necessary to reduce this unevenness as much as possible and flatten it.
【0004】そのための従来の平坦化技術として、流動
性のある物質を回転塗布することにより、絶縁膜である
SOG(Spin-on-Glass)膜を形成する方法がある。図3
に、この従来技術を用いた半導体装置の製造方法を示
す。As a conventional flattening technique therefor, there is a method of forming a SOG (Spin-on-Glass) film which is an insulating film by spin-coating a fluid material. Figure 3
A method of manufacturing a semiconductor device using this conventional technique is shown in FIG.
【0005】図3(a)は、SOG膜が形成された半導体
装置の断面図である。同図において、1は電子回路が形
成されるシリコン等の半導体基板、2は半導体基板1上
に形成されたSiO2等の下地絶縁膜であり、3は下地
絶縁膜2上に形成され、シリコンあるいはメタル等によ
り形成されるメモリーセルあるいは配線層等の回路素
子、4は下地絶縁膜2及び回路素子3上に形成され、電
子回路を構成する素子、配線を相互に絶縁するSiO2
等のCVD(Chemical Vapor Deposition)酸化膜である
絶縁層、5は回路素子3が形成されたことにより生じる
絶縁層4の表面の凹凸を平坦化するSOG(塗布ガラ
ス)膜である。FIG. 3A is a sectional view of a semiconductor device having an SOG film formed thereon. In the figure, 1 is a semiconductor substrate such as silicon on which an electronic circuit is formed, 2 is a base insulating film such as SiO 2 formed on the semiconductor substrate 1, and 3 is formed on the base insulating film 2 and is made of silicon. Alternatively, a circuit element 4 such as a memory cell or a wiring layer formed of metal or the like is formed on the base insulating film 2 and the circuit element 3, and SiO 2 which insulates the elements and wirings forming the electronic circuit from each other.
Insulating layers 5, which are CVD (Chemical Vapor Deposition) oxide films, are SOG (coated glass) films that flatten the surface irregularities of the insulating layer 4 caused by the formation of the circuit element 3.
【0006】図3(b)は、図4(a)に於いてSOG膜5の
凹凸表面から一点鎖線Pまでエッチバックを行って、S
OG膜5と共に絶縁層4の一部を除去して絶縁層4を平
坦化した半導体装置の断面図である。エッチバックと
は、平坦化技術のひとつであり、配線層上に形成された
凹凸がある絶縁層に、さらに重ねてSOGやホトレジス
ト等を塗布し表面を平坦にした後、エッチングにより表
面を均一な深さで除去することにより、絶縁層を平坦化
するものである。このように表面の平坦化された半導体
装置にはまた、この後図3(c)に示す如く絶縁層4の表
面上に第2の配線層等の回路素子7が形成される。In FIG. 3B, etch back is performed from the uneven surface of the SOG film 5 to the alternate long and short dash line P in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor device in which a part of the insulating layer 4 is removed together with the OG film 5 to flatten the insulating layer 4. Etchback is one of the flattening techniques, in which an uneven insulating layer formed on a wiring layer is further overlaid with SOG or photoresist to make the surface flat, and then the surface is made uniform by etching. By removing at the depth, the insulating layer is flattened. In the semiconductor device whose surface is thus flattened, the circuit element 7 such as the second wiring layer is then formed on the surface of the insulating layer 4 as shown in FIG. 3C.
【0007】次に従来の半導体装置の製造方法につい
て、メモリセルの場合を例にとり説明する。まず、図3
(a)の構造を得るために、半導体基板1の下地絶縁層2
上に、シリコンあるいはメタル等の層を形成し、写真製
版技術により所定のパターンを形成して所定の配線層等
の回路素子3を形成する。次いで、この回路素子3上に
CVD法などにより絶縁層4であるシリコン酸化膜を形
成する。この状態では、絶縁層4は下層の回路素子3の
厚さのために回路素子3のパターンに対応した凹凸(突
出部)をもつ表面となる。Next, a conventional method of manufacturing a semiconductor device will be described by taking a memory cell as an example. First, FIG.
In order to obtain the structure of (a), the base insulating layer 2 of the semiconductor substrate 1
A layer of silicon, metal, or the like is formed thereon, and a predetermined pattern is formed by a photolithography technique to form a circuit element 3 such as a predetermined wiring layer. Then, a silicon oxide film which is the insulating layer 4 is formed on the circuit element 3 by the CVD method or the like. In this state, the insulating layer 4 becomes a surface having irregularities (protrusions) corresponding to the pattern of the circuit element 3 due to the thickness of the circuit element 3 in the lower layer.
【0008】そして、CVD酸化膜4の上に、塗布絶縁
膜である有機系のSOG膜5を形成する。SOG膜と
は、例えばケイ素化合物を有機溶剤に溶解した溶液を回
転塗布し、焼成することによって形成される平坦化膜の
総称である。SOG膜5は、回転塗布すると、凹部に深
く溜まり凸部には僅かしか残らないという平坦化能力を
もつため、SOG材料が回転塗布されると、基板上の凹
部21に厚く、凸部22に薄く、段差を緩和するように
皮膜が形成される。このため、回路素子3による凹凸を
減少させることができ、凹凸表面を平坦にすることがで
きる。図3(a)は、このようにして形成された半導体装
置の断面図である。Then, an organic SOG film 5 which is a coating insulating film is formed on the CVD oxide film 4. The SOG film is a general term for a flattening film formed by spin coating a solution of a silicon compound dissolved in an organic solvent and baking the solution. Since the SOG film 5 has a flattening ability that, when spin-coated, it deeply accumulates in the recesses and remains only slightly on the projections, so when the SOG material is spin-coated, the SOG film 5 is thick on the recesses 21 on the substrate and on the projections 22. A thin film is formed so as to reduce the step. Therefore, the unevenness due to the circuit element 3 can be reduced, and the uneven surface can be made flat. FIG. 3A is a sectional view of the semiconductor device thus formed.
【0009】しかし、SOG膜5のウエットエッチング
(液相中で行うエッチング)のエッチング速度は非常に
大きいため、SOG膜5を残したまま半導体装置の製造
工程を進めると、SOG膜5が他の部分より多く侵食さ
れ、陥没し、後に形成される回路素子である配線層の配
線が断線する等の種々の不具合が生じる。そこで、SO
G膜5は減圧中の活性プラズマ等によるドライエッチン
グにより取り除く(エッチバック)。ここでSOG膜5
は、いわゆる犠牲層である。However, since the etching rate of the wet etching of the SOG film 5 (etching performed in a liquid phase) is very high, if the manufacturing process of the semiconductor device is advanced with the SOG film 5 left, the SOG film 5 will be changed to another one. Various problems occur such that the wiring is eroded more than the portion and is depressed, and the wiring of the wiring layer, which is a circuit element to be formed later, is broken. So SO
The G film 5 is removed by dry etching using active plasma or the like under reduced pressure (etch back). Here, SOG film 5
Is a so-called sacrificial layer.
【0010】エッチバックは、CVD酸化膜である絶縁
層4とあわせて全面について行われる。すなわち、平坦
化膜であるSOG膜5とCVD膜4とをあわせてこれを
全面エッチングし、半導体ウエハ表面を平坦化する。こ
れにより、先に述べた通りCVD酸化膜4を残存させつ
つ、回路素子3のパターンに起因して生じた凹凸を軽減
でき、全面エッチバックにより、半導体装置の断面は図
3(b)のようになる。Etchback is performed on the entire surface including the insulating layer 4 which is a CVD oxide film. That is, the SOG film 5, which is a flattening film, and the CVD film 4 are combined and completely etched to flatten the surface of the semiconductor wafer. As a result, as described above, the CVD oxide film 4 is left, while the unevenness caused by the pattern of the circuit element 3 can be reduced, and the entire surface is etched back so that the cross section of the semiconductor device is as shown in FIG. become.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の製
造方法において、例えばメモリセル中央部のように回路
素子3が互いに接近している部分において、SOG膜5
は厚く堆積し比較的平坦になる。例えば図3(a)におい
て21、22の部分は平坦である。他方、メモリセルの
端部のように回路素子3間の間隔が広い部分において
は、SOG膜5は配線の厚みに応じて堆積し、段差を完
全になくすことができないで、図3(a)の23で示す部
分のようになる。したがって、メモリセルの端部23の
CVD酸化膜4とSOG膜5とをあわせた合計の膜厚t
1は、メモリセル中央部21、22の膜厚t2よりも薄く
なってしまう(t1<t2)。In the conventional method of manufacturing a semiconductor device, the SOG film 5 is formed in a portion where the circuit elements 3 are close to each other, such as the central portion of the memory cell.
Is thick and relatively flat. For example, portions 21 and 22 in FIG. 3A are flat. On the other hand, in the portion where the distance between the circuit elements 3 is wide, such as the end portion of the memory cell, the SOG film 5 is deposited according to the thickness of the wiring, and the step cannot be completely eliminated. It becomes like the part shown by 23. Therefore, the total film thickness t of the CVD oxide film 4 and the SOG film 5 at the end 23 of the memory cell is combined.
1 becomes thinner than the film thickness t 2 of the memory cell central portions 21 and 22 (t 1 <t 2 ).
【0012】このように、SOG膜5は段差の埋め込み
に効果があるが、メモリセル端部23のように段差が著
しいところでは、一度の塗布により、段差を解消するに
十分な膜厚が得られない。As described above, the SOG film 5 is effective in embedding a step difference, but in a place where the step difference is significant, such as the memory cell end portion 23, a single coating provides a sufficient film thickness to eliminate the step difference. I can't.
【0013】したがって、エッチバックにより、メモリ
セル中央部21のSOG膜5を完全に除去するまでエッ
チングすると、メモリセル端部23において、SOG膜
5が除去された後もエッチングが続けられ、CVD酸化
膜4も除去される。したがって、メモリセル端部23に
おける膜厚t3はメモリセル中央部21のCVD酸化膜
4の膜厚t4よりも薄くなる(図3(b)のA部)。する
と、図3(c)のようにCVD酸化膜4に重ねて配線層7
が形成された場合、同図のA部において配線層7とその
下層の回路素子3との間の絶縁層(CVD酸化膜4)の
厚みt5が薄くなるため(図3(c)のA部)、回路素子と
配線等が接触し、あるいは間に電気的リークが生じてし
まうという問題点があった。Therefore, by etching back until the SOG film 5 in the central portion 21 of the memory cell is completely removed, the etching is continued at the end 23 of the memory cell even after the SOG film 5 is removed, and the CVD oxidation is performed. The film 4 is also removed. Therefore, the film thickness t 3 at the memory cell end portion 23 becomes smaller than the film thickness t 4 of the CVD oxide film 4 at the memory cell center portion 21 (A portion in FIG. 3B). Then, as shown in FIG. 3 (c), the wiring layer 7 is overlaid on the CVD oxide film 4.
Is formed, the thickness t 5 of the insulating layer (the CVD oxide film 4) between the wiring layer 7 and the circuit element 3 below the wiring layer 7 becomes thin in the portion A in FIG. Part), the circuit element and the wiring or the like are in contact with each other, or there is a problem that an electrical leak occurs between them.
【0014】この発明は、上述の課題を解消するため、
十分な平坦化ができると共にエッチバックの際のメモリ
セル端部23におけるCVD酸化膜等の絶縁層4の膜厚
の減少を軽減できる半導体装置の製造方法を得ることを
目的とする。In order to solve the above problems, the present invention provides
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can be sufficiently flattened and can reduce the reduction in the film thickness of the insulating layer 4 such as the CVD oxide film at the memory cell end 23 at the time of etch back.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の半
導体装置の製造方法によれば、半導体基板上に回路素子
を形成し、半導体基板上に回路素子を覆う絶縁層を形成
し、回路素子を覆ってできた絶縁層の凹凸表面上に、絶
縁層のエッチング速度と等しい第1のエッチング速度を
持つ第1の回転塗布層を形成し、第1の回転塗布層上に
第1のエッチング速度よりも小さい第2のエッチング速
度を持つ第2の回転塗布層を形成し、第1および第2の
回転塗布層がエッチバックされる。According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a circuit element is formed on a semiconductor substrate, an insulating layer covering the circuit element is formed on the semiconductor substrate, and a circuit is formed. A first spin coating layer having a first etching rate equal to the etching rate of the insulating layer is formed on the uneven surface of the insulating layer covering the device, and the first etching is performed on the first spin coating layer. A second spin coat layer having a second etch rate less than the rate is formed and the first and second spin coat layers are etched back.
【0016】請求項2記載の発明の半導体装置の製造方
法によれば、第1の回転塗布層と第2の回転塗布層とを
異なる塗布材料で形成する。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the second aspect of the present invention, the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed of different coating materials.
【0017】請求項3記載の発明の半導体装置の製造方
法によれば、第1の回転塗布層と第2の回転塗布層とを
同じ塗布材料で形成する。According to the semiconductor device manufacturing method of the third aspect of the present invention, the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed of the same coating material.
【0018】請求項4記載の発明の半導体装置の製造方
法によれば、第1の回転塗布層と第2の回転塗布層と
を、異なるあるいは同じ塗布材料を用いて異なる焼成条
件で形成する。According to the semiconductor device manufacturing method of the fourth aspect of the present invention, the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed using different or the same coating material under different firing conditions.
【0019】[0019]
【作用】請求項1の発明に於いては、第1の回転塗布層
と第2の回転塗布層とのエッチング速度の相違のため
に、エッチバックの際に平坦化が促進されると共に絶縁
層の厚さが確保できる。According to the invention of claim 1, flattening is promoted at the time of etch back and the insulating layer is promoted due to the difference in etching rate between the first spin coating layer and the second spin coating layer. The thickness of can be secured.
【0020】請求項2の発明に於いては、第1の回転塗
布層と第2の回転塗布層とが異なる塗布材料であるの
で、同じエッチング条件を使用してもエッチング速度を
変えることができ、製造が容易である。In the invention of claim 2, since the first spin coating layer and the second spin coating layer are different coating materials, the etching rate can be changed even under the same etching conditions. , Easy to manufacture.
【0021】請求項3の発明に於いては、第1の回転塗
布層と第2の回転塗布層とを同じ塗布材料で形成するの
で、塗布工程が簡略化される。In the third aspect of the invention, the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed of the same coating material, so that the coating step is simplified.
【0022】請求項4の発明に於いては、第1の回転塗
布層と第2の回転塗布層とを、異なるあるいは同じ塗布
材料を用いて異なる焼成条件で形成するので、塗布工程
が簡略化でき、エッチング速度の微細な調整ができる。In the invention of claim 4, since the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed by using different or the same coating material under different firing conditions, the coating process is simplified. The etching rate can be finely adjusted.
【0023】[0023]
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は、この実施例の半導体装置の製造方法を示
す半導体装置の部分断面図である。図1(a)に於いて、
電子回路が形成されるシリコン等の半導体基板1の上に
は、電子回路を構成する素子、配線を相互に絶縁するS
iO2等の下地絶縁膜2が形成されている。下地絶縁膜
2上には、シリコンあるいはメタル等により形成され所
定の厚さを持つメモリーセルあるいは配線層等の回路素
子3が形成されており、その上には更に、回路素子3を
相互に絶縁するSiO2等のCVD酸化膜である絶縁層
4が形成されている。図から明らかな通り回路素子3上
の絶縁層4の表面には、回路素子3の間隔が比較的小さ
い部分では、回路素子3の高さに対応して凹部11と、
凸部12とができ、回路素子3の間隔が広く高さの低い
部分では平坦面14が形成され、凸部および平坦面14
間には傾斜表面部13が形成されている。Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a semiconductor device showing a method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment. In Figure 1 (a),
On the semiconductor substrate 1 made of silicon or the like on which the electronic circuit is formed, an element that constitutes the electronic circuit and an S that mutually insulates the wiring are formed.
A base insulating film 2 such as iO 2 is formed. A circuit element 3 such as a memory cell or a wiring layer formed of silicon or metal or the like and having a predetermined thickness is formed on the underlying insulating film 2, and the circuit element 3 is further insulated from each other. An insulating layer 4 which is a CVD oxide film such as SiO 2 is formed. As is apparent from the drawing, on the surface of the insulating layer 4 on the circuit element 3, in a portion where the distance between the circuit elements 3 is relatively small, a concave portion 11 is formed corresponding to the height of the circuit element 3,
A flat surface 14 is formed at a portion where the convex portion 12 is formed and the circuit element 3 has a wide interval and a low height, and the convex portion and the flat surface 14 are formed.
An inclined surface portion 13 is formed between them.
【0024】次に、このようにして形成された絶縁層4
の凹凸表面上には、図1(b)に示す如く、SOG(Spin-O
n-Glass)と呼ばれる回転塗布により形成される有機系あ
るいは無機系のSOG膜である第1の回転塗布層5を回
転塗布により形成する。この第1の回転塗布層5は、絶
縁層4の凹凸を埋め、段差を軽減するためであり、回転
塗布は、所望の膜厚を得るため適当な回転数において行
う。第1の回転塗布層5のエッチング速度はCVD酸化
膜である絶縁層4のエッチング速度と略々等しくしてあ
る。回転塗布後、塗布装置内にあるホットプレートで焼
成する。しかしながら、図1(b)から明らかな通り、第
1の回転塗布層5だけでは、配線によるメモリーセル等
の回路素子3による傾斜表面部13に堆積する回転塗布
層5の厚さは図1(b)のB部で示す如く十分ではなく、
満足すべき表面平坦化が得られない。Next, the insulating layer 4 thus formed
As shown in Fig. 1 (b), the SOG (Spin-O
The first spin coating layer 5 which is an organic or inorganic SOG film formed by spin coating called n-Glass) is formed by spin coating. This first spin coating layer 5 is for filling the unevenness of the insulating layer 4 and reducing the step difference, and the spin coating is performed at an appropriate number of rotations to obtain a desired film thickness. The etching rate of the first spin coating layer 5 is substantially equal to the etching rate of the insulating layer 4 which is a CVD oxide film. After spin coating, baking is performed with a hot plate in the coating device. However, as is apparent from FIG. 1B, the thickness of the spin coating layer 5 deposited on the inclined surface portion 13 of the circuit element 3 such as the memory cell formed by the wiring is only the first spin coating layer 5 as shown in FIG. Not sufficient as shown in part B of b),
Satisfactory surface flatness cannot be obtained.
【0025】次に、第1の回転塗布層5の上に、エッチ
ング速度が第1のSOG膜よりも小さくなる塗布液を回
転塗布して焼成して第2の回転塗布層6を形成する。S
OG膜は、図1(c)に示す如く凸部には厚く付かずに凹
凸部や凹部に厚く付く性質があるから、回路素子3の傾
斜表面部13を含む平坦面14を埋めるように付着し、
傾斜表面部13に於いても充分な膜厚が得られる。この
ように、第1の回転塗布層5と第2の回転塗布層6とが
形成されると、半導体装置の表面は十分平坦になる。回
転塗布層は、その材料が有機成分CH3などカーボンC
の含有量が多いものほどエッチング速度が遅くなるた
め、塗布材料中のカーボンCの含有量の調整により形成
された回転塗布層のエッチング速度を調整することがで
きる。この実施例に於いては、第1の回転塗布層5は−
CH3:−OH=1:1.8〜2.2の割合の塗布材料
であり、第2の回転塗布層6は−CH3:−OH=1:
0.8〜1.2の割合の塗布材料である。Next, a second spin coating layer 6 is formed on the first spin coating layer 5 by spin coating a coating solution having an etching rate smaller than that of the first SOG film and baking it. S
As shown in FIG. 1 (c), the OG film has a property of not thickening on the convex portion but thickening on the concave-convex portion or the concave portion, so that it is attached so as to fill the flat surface 14 including the inclined surface portion 13 of the circuit element 3. Then
A sufficient film thickness can be obtained even on the inclined surface portion 13. Thus, when the first spin coating layer 5 and the second spin coating layer 6 are formed, the surface of the semiconductor device becomes sufficiently flat. The material of the spin coating layer is carbon C such as organic component CH 3.
Since the etching rate becomes slower as the content of C increases, the etching rate of the spin coating layer formed by adjusting the content of carbon C in the coating material can be adjusted. In this embodiment, the first spin coating layer 5 is-
CH 3 : -OH = 1: 1.8 to 2.2 is a coating material, and the second spin coating layer 6 has -CH 3 : -OH = 1 :.
The coating material has a ratio of 0.8 to 1.2.
【0026】次に、CHF3/CF4/Arの混合ガス
を使用したドライエッチングにより図1(c)の第2の回
転塗布層6の表面からのエッチバックを行うと、やがて
図2(d)に示す如く、半導体基板の凹凸部11、12上
では第2の回転塗布層6が完全に除去されて第2の回転
塗布層5が表面を形成しており、傾斜部13および平坦
面部14では第2の回転塗布層6が残っている状態に至
る。この状態からのエッチバックは、第1の回転塗布層
5のエッチング速度が、第2の回転塗布層6のエッチン
グ速度よりも大きいために、メモリーセルの上方にある
第1の回転塗布層5(凹凸部11、12)のエッチバッ
クが第2の回転塗布層6(傾斜部13、平坦部14)の
エッチバックよりも早く進む。Next, dry etching using a mixed gas of CHF3 / CF4 / Ar is performed to etch back from the surface of the second spin coating layer 6 of FIG. 1 (c). Eventually, FIG. 2 (d) will be obtained. As shown, the second spin coating layer 6 is completely removed on the uneven portions 11 and 12 of the semiconductor substrate to form the surface of the second spin coating layer 5, and the inclined portion 13 and the flat surface portion 14 have the first surface. The state where the spin coating layer 6 of No. 2 remains is reached. The etchback from this state is because the etching rate of the first spin coating layer 5 is higher than the etching rate of the second spin coating layer 6, so that the first spin coating layer 5 ( The etchback of the uneven portions 11 and 12 advances faster than the etchback of the second spin coating layer 6 (the inclined portion 13 and the flat portion 14).
【0027】従って、やがて図2(e)に示す如く、第2
の回転塗布層6が総て除去され、残されている第1の回
転塗布層5からCVD酸化膜の絶縁層4が露出した状態
となる。この図で、図2(d)の実線により示す状態から
図2(e)の状態までの間にエッチバックされた第1の回
転塗布層5の厚さをt13で示し、第2の回転塗布層6の
厚さをt14で示してある。Therefore, as shown in FIG. 2 (e), the second
The spin coating layer 6 is completely removed, and the insulating layer 4 of the CVD oxide film is exposed from the remaining first spin coating layer 5. In this figure, the thicknesses of the first rotary coating layer 5 which is etched back during the period from the state shown by the solid line shown in FIG. 2 (d) to the state shown in FIG. 2 (e) at t 13, the second rotation The thickness of the coating layer 6 is indicated by t 14 .
【0028】図2(e)の状態から更にエッチバックされ
るが、このとき第1の回転塗布層5のエッチング速度と
絶縁層4のエッチング速度とは略々等しいので、それぞ
れの層は略々等しい厚さt15およびt16だけエッチング
され、図2(f)に示す如く極めて平坦な状態となる。こ
の状態に於いては、従来技術ではメモリーセル等の回路
素子3を覆う絶縁層4の厚さが十分でなかった(図3
(b)のA部参照)のに対して、図にCで示す如く回路素
子3の端部13に於いても十分な絶縁層4の厚さが得ら
れると共に、その表面が平坦になり、その上の配線層等
の形成を完全に行うことができる。The layer is further etched back from the state shown in FIG. 2 (e). At this time, since the etching rate of the first spin coating layer 5 and the etching rate of the insulating layer 4 are substantially equal to each other, the respective layers are substantially equal to each other. It is etched by an equal thickness t 15 and t 16, resulting in a very flat state as shown in FIG. In this state, the thickness of the insulating layer 4 covering the circuit element 3 such as the memory cell is not sufficient in the conventional technique (see FIG. 3).
In contrast to (a) of (b)), a sufficient thickness of the insulating layer 4 can be obtained even at the end 13 of the circuit element 3 as shown by C in the figure, and its surface becomes flat, It is possible to completely form the wiring layer and the like thereon.
【0029】このように、エッチング速度の異なる第1
の回転塗布層5と第2の回転塗布層6との2つの層を形
成して、これを異なるエッチング速度でエッチバックす
るので、回路素子3の端部13の絶縁層4の膜厚の過度
の減少を防ぐことができ絶縁層4の上に重ねて形成され
る配線層と回路素子3との接触、あるいは電気的なリー
ク等の不具合を防ぐことができる。As described above, the first etching rate is different.
Since the two layers of the spin coating layer 5 and the second spin coating layer 6 are formed and etched back at different etching rates, the film thickness of the insulating layer 4 at the end portion 13 of the circuit element 3 becomes excessive. It is possible to prevent a decrease in the number of contacts, and it is possible to prevent problems such as contact between the wiring layer formed on the insulating layer 4 and the circuit element 3 or electrical leakage.
【0030】実施例2.以上説明した実施例に於いて
は、異なる塗布材料を用いてエッチング速度が異なる第
1の回転塗布層5と第2の回転塗布層6とを形成した
が、塗布材料が同じものか否かに拘わらず焼成条件を異
ならせることにより、エッチング速度が異なる第1の回
転塗布層5と第2の回転塗布層6とを形成してもよい。Example 2. In the embodiment described above, the first spin coating layer 5 and the second spin coating layer 6 having different etching rates were formed by using different coating materials, but whether the coating materials are the same or not. Regardless, the firing conditions may be different to form the first spin coating layer 5 and the second spin coating layer 6 having different etching rates.
【0031】有機系のSOG膜に於いては、焼成温度
(ホットプレート温度)が低温の場合には、膜中のカー
ボンCが分解されずに残るのでエッチングされにくく、
焼成された回転塗布層のエッチング速度が小さく、焼成
温度を高温にするとカーボンCの分解が進むのでエッチ
ング速度が大きくなる。従って、同じ塗布材料を用いて
も焼成温度を調整することにより、エッチング速度が異
なる回転塗布層を得ることができ、第1の回転塗布層5
のエッチング速度が第2の回転塗布層6のエッチング速
度よりも大きくなるようにすることが容易にできる。In the organic SOG film, when the firing temperature (hot plate temperature) is low, the carbon C in the film remains without being decomposed, so that etching is difficult.
The etching rate of the fired spin coating layer is low, and when the firing temperature is high, the decomposition of carbon C proceeds, so the etching rate increases. Therefore, even if the same coating material is used, the spin coating layers having different etching rates can be obtained by adjusting the firing temperature, and the first spin coating layer 5 can be obtained.
It is possible to easily make the etching rate of 2) higher than the etching rate of the second spin coating layer 6.
【0032】また、無機系のSOG膜に於いては、逆に
焼成温度が低温の場合にSOG膜中に水分が多くなるた
めエッチングされやすく、エッチング速度が大きい。焼
成温度が高温になるにつれ、完全な酸化膜(SiO2)
に近づき、エッチング速度が小さくなる。On the contrary, in the case of an inorganic SOG film, when the baking temperature is low, the SOG film contains a large amount of water, so that the SOG film is easily etched and the etching rate is high. Complete oxide film (SiO 2 ) with increasing firing temperature
And the etching rate decreases.
【0033】従って、塗布材料の性質にかかわらず、焼
成条件を調整することにより第1の回転塗布層5と第2
の回転塗布層6のエッチング速度を調整できる。このこ
とにより、実施例1の半導体装置の製造方法に於いて、
第1の回転塗布層5および第2の回転塗布層6を形成す
る工程で、例えば同じ塗布材料を用いて回転第1のSO
G膜8のエッチレートがCVD膜4のエッチレートと同
一になるように、また、第2のSOG膜9のエッチレー
トが第1のSOG膜8のエッチレートよりも小さくなる
ように形成することができる。また、塗布材料の選択と
焼成条件の選択とを適当に組み合わせてエッチング速度
を微調整することもできる。Therefore, the first spin coating layer 5 and the second spin coating layer 5 can be formed by adjusting the firing conditions regardless of the properties of the coating material.
The etching rate of the spin coating layer 6 can be adjusted. Accordingly, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment,
In the step of forming the first spin coating layer 5 and the second spin coating layer 6, for example, the spin first SO using the same coating material.
The etching rate of the G film 8 should be the same as that of the CVD film 4, and the etching rate of the second SOG film 9 should be smaller than that of the first SOG film 8. You can Further, the etching rate can be finely adjusted by appropriately combining the selection of the coating material and the selection of the firing conditions.
【0034】なお、上記実施例では、2層配線の場合に
ついて説明したが、3層以上の多層配線の場合にも絶縁
層の平坦化ができるのは、言うまでもない。In the above embodiment, the case of the two-layer wiring has been described, but it goes without saying that the insulating layer can be flattened even in the case of the multi-layer wiring having three or more layers.
【0035】[0035]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、半導体基
板上に回路素子を形成し、半導体基板上に回路素子を覆
う絶縁層を形成し、回路素子を覆ってできた絶縁層の凹
凸表面上に、絶縁層のエッチング速度と等しい第1のエ
ッチング速度を持つ第1の回転塗布層を形成し、第1の
回転塗布層上に第1のエッチング速度よりも小さい第2
のエッチング速度を持つ第2の回転塗布層を形成し、第
1および第2の回転塗布層をエッチバックするので、2
つの回転塗布層により平坦化された層表面がエッチバッ
クの際に更に平坦化され、平坦でなおかつ十分な厚さの
絶縁層を持つ半導体装置が得られる。According to the present invention, the circuit element is formed on the semiconductor substrate, the insulating layer covering the circuit element is formed on the semiconductor substrate, and the unevenness of the insulating layer formed by covering the circuit element is formed. A first spin coating layer having a first etching rate equal to the etching rate of the insulating layer is formed on the surface, and a second spin coating layer having a first etching rate lower than the first etching rate is formed on the first spin coating layer.
Forming a second spin coat layer having an etching rate of 1 and etching back the first and second spin coat layers.
The surface of the layer planarized by the two spin coating layers is further planarized during the etch back, and a semiconductor device having a flat and sufficiently thick insulating layer can be obtained.
【0036】請求項2記載の発明によれば、第1の回転
塗布層と第2の回転塗布層とを異なる塗布材料で形成す
るので、同じエッチング条件を使用してもエッチング速
度を変えることができ、製造が容易である。According to the second aspect of the invention, since the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed of different coating materials, the etching rate can be changed even if the same etching conditions are used. It is possible and easy to manufacture.
【0037】請求項3記載の発明の半導体装置の製造方
法によれば、第1の回転塗布層と第2の回転塗布層を同
じ塗布材料で形成するので、塗布工程が簡略化できる。According to the semiconductor device manufacturing method of the third aspect of the present invention, since the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed of the same coating material, the coating process can be simplified.
【0038】請求項4記載の発明の半導体装置の製造方
法によれば、第1の回転塗布層と第2の回転塗布層と
を、異なるあるいは同じ塗布材料を用いて異なる焼成条
件で形成するので、塗布工程が簡略化でき、エッチング
速度の微調整ができる。According to the semiconductor device manufacturing method of the fourth aspect of the present invention, the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed under different firing conditions using different or the same coating material. The coating process can be simplified and the etching rate can be finely adjusted.
【図1】この発明の実施例1による半導体装置の製造方
法を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の実施例2による半導体装置の製造方
法を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】この発明の実施例2による半導体装置の製造方
法を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the invention.
1 半導体基板 3 回路素子 4 絶縁層 5 第1の回転塗布層 6 第2の回転塗布層 1 Semiconductor Substrate 3 Circuit Element 4 Insulating Layer 5 First Spin Coating Layer 6 Second Spin Coating Layer
Claims (4)
半導体基板上に上記回路素子を覆う絶縁層を形成し、上
記回路素子を覆ってできた上記絶縁層の凹凸表面上に、
上記絶縁層のエッチング速度と等しい第1のエッチング
速度を持つ第1の回転塗布層を形成し、上記第1の回転
塗布層上に上記第1のエッチング速度よりも小さい第2
のエッチング速度を持つ第2の回転塗布層を形成し、上
記第1および第2の回転塗布層をエッチバックする半導
体装置の製造方法。1. A circuit element is formed on a semiconductor substrate, an insulating layer covering the circuit element is formed on the semiconductor substrate, and an uneven surface of the insulating layer formed covering the circuit element is formed.
A first spin coating layer having a first etching rate equal to the etching rate of the insulating layer is formed, and a second spin coating layer having a first etching rate lower than the first etching rate is formed on the first spin coating layer.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a second spin coating layer having an etching rate of 1 is formed, and the first and second spin coating layers are etched back.
塗布層とを異なる塗布材料で形成す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。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed of different coating materials.
塗布層とを同じ塗布材料で形成す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. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed of the same coating material.
塗布層とを異なる焼成条件で形成することを特徴とする
請求項2あるいは3記載の半導体装置の製造方法。4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the first spin coating layer and the second spin coating layer are formed under different firing conditions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP156994A JPH07211714A (en) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP156994A JPH07211714A (en) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07211714A true JPH07211714A (en) | 1995-08-11 |
Family
ID=11505160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP156994A Pending JPH07211714A (en) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07211714A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1174269A (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JP2016149576A (en) * | 2016-05-09 | 2016-08-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Film formation method, program, computer storage medium, and film formation system |
-
1994
- 1994-01-12 JP JP156994A patent/JPH07211714A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1174269A (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-16 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JP2016149576A (en) * | 2016-05-09 | 2016-08-18 | 東京エレクトロン株式会社 | Film formation method, program, computer storage medium, and film formation system |
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