JPS61198732A

JPS61198732A - 酸化膜の選択成長方法

Info

Publication number: JPS61198732A
Application number: JP60039122A
Authority: JP
Inventors: Yuji Furumura; 雄二古村; Fumitake Mieno; 文健三重野; Kikuo Ito; 伊藤　喜久雄; Masayuki Takeda; 正行武田; Tsutomu Ogawa; 力小川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1986-09-03

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】〔概要〕成長阻止層として篩等の酸化生成熱が負の値を有し、そ
の絶対値が基板より小さいか、あるいは正の値を有する
物質を用いて、酸化膜の選択成長を行う。

〔産業上の利用分野〕

本発明は酸化膜を、例えば基板上に被着された酸化膜上
のみ選択的に成長させ、アルミニウム（Ａ１）等その他
の物質上には成長させない酸化膜の選択成長方法に関す
る。

近年半導体装置の微細化の要請より、製造工程の途中の
基板は平坦であることが望まれる。

基板上に被膜を被着し、この被膜をパターニングしてそ
の１部を除去することにより、基板上に被膜の段差が生
じた上に、さらに次の被膜を被着すると基板表面は凸凹
となる。

凸凹の基板はりソゲラフイエ程で露光の際に焦点ボケを
生じたり、段差の側面乃至斜面に被着したレジストの露
光される厚さは水平面のそれより薄く、従って現像時に
この部分のレジストはエッチオフされて孔が開く等の障
害が発生する。

このような欠点を除去するため、基板の凹部に酸化膜を
埋め込み、基板を平坦化する方法が要望されている。

〔従来の技術〕

第２図（１）、　（２）は従来例による酸化膜酸、長工
程を示す基板断面図である。

第２図（１）において、珪素（Ｓｉ）基板１の上に、第
１の絶縁層として５ｉＯｚ層２を被着し、その上に配線
層としてアルミニウム（ＡＩ）層３を被着し、パターニ
ングして配線パターン３１．３２を形成する。

第２図（２）において、配線パターン３１．３２を覆っ
て、第２の絶縁層になる酸化膜としての気相成長（ＣＶ
Ｄ）による５ｉＯｚ層４を基板全面に被着する。

この際の５ｉｎ２のＣＶＤは、反応ガスとしてモノシラ
ン（ＳｉＨｔ）と笑気ガス（Ｎ２０）　、キャリアガス
として窒素（Ｎ２）、または水素（Ｎ２）を用いて、常
圧、または約Ｉ　Ｔｏｒｒに減圧して反応ガスを約４０
０°Ｃで熱分解、あるいはプラズマ反応させて行う。

以上のように従来例では、ＳｉＯ□は基板全面に成長し
、基板凹部にのみ選択成長ができないため、基板ｌ上に
被着されたＳｉＯ□層４は凸凹状となり、デバイスの微
細化の障害となる。

従って微細化工程では、この後ポリッシング、ドライエ
ツチング等により基板の平坦化工程を追加している場合
がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来は酸化膜を選択的に成長する技術がなかったので、
段差乃至凹部を有する基板に、底部乃至凹部のみ酸化膜
を成長することができず、従って基板は凸凹状となりデ
バイスの微細化の障害となっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点の解決は、酸化生成熱が負の値を有する基板
（１）上に、酸化生成熱が負の値を有し、その絶対値が
基板（１）より小さいか、あるいは正の値を有する物質
よりなる成長阻止層（６）を被着し、成長阻止層（６）
をパターニングしてその１部を除去した後、基板（１）
上に酸化膜（４）を成長する本発明による酸化膜の選択
成長方法により達成される。

Ｓｉデバイスにおいては、前記酸化膜（４）が５ｉＯｚ
、あるいはＰＳＧである場合が多く、また、前記成長阻
止層（６）は実用上、工程中の耐熱性の要求よりＡｕ、
　Ｐｔ、　Ｐｄ等貴金属を用いるとよい。この場合、後
工程の熱処理により肋、Ｐｔ、　Ｐｄ等が下地の物質に
拡散するのを防止するため、前記成長阻止層（６）が高
融点遷移金属層（５）を介して前記基板（１）上に被着
されるようにする。

〔作用〕

酸化膜として、ここではＳｉＯ□を例にとり説明するが
、他の酸化膜についても同様である。

ＣＶＤに用いる反応ガス５ｉｆ１４、ジクロルシラン（
ＳｉｌｌｚＣｈ）　、）ジクロルシラン（ＳｉｌｌＣ１
２）等は成長しようとする基板上に吸着した水（ｕｚＯ
）　、あるいは酸素（０□）と反応してＳｉＯ□を生ず
る。この反応を起こすためには吸着したＮ２０、あるい
は０２のある程度の密度（臨界密度）が必要である。

Ａｕｓ　Ｐｔ、　Ｐｄ等の酸化時に生成熱の絶対値蛾小
さい物質よりなる成長阻止層上は吸着したＮ２０、ある
いは０２の密度は小さく臨界密度以下であり、５ｉ０２
上やＡＩ上では高密度にＮ２０、あるいは０２が吸着し
ており、反応が起こりＳｉＯ□が成長する。

Ｉｈ０１あるいは０□の吸着は、酸化されやすい、また
はすでに酸化された物質の表面において多く行われ、従
ってこのような物質は、その表面にはＳｉＯ□が成長し
やすく成長阻止層とはならない。

以上の理由により、成長阻止層は酸化され難い物質、す
なわち酸化時の生成熱が負の値を有し、その絶対値が基
板より小さいか、あるいは正の値を有する物質、例えば
Ａｕ、　Ｐｔ、　Ｐｄ等を用いる。・このような物質は
Ｈ２Ｏ、あるいは０□の吸着能力が小さく、いわゆる撥
水性を有している。

ＳｉはＳｉＯ□を、ＡＩはＡｌ２Ｏ３を生成するときに
発熱して、エネルギ最小の安定状態になる。この生成熱
は負の値で２００〜４００　Ｋｃａｌ／ｍｏｌであり、
これに対し＾ｕｓ　ｐｔ、　Ｐｄ等では酸化生成熱が負
の値を有し、その絶対値がこの値より小さいか、あるい
は正の値を有する。

〔実施例〕

第１図（１）、　（２１は本発明による酸化膜成長工程
を示す基板断面図である。

承１図（１）において、Ｓｉ基板１の上に、第１の絶縁
層として厚さ４０００人のＳｉＯ□層２を被着し、その
上に配線層として厚さ１００００人の４１層３、拡散阻
止層としてチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等の厚
さ１０００人の高融点遷移金属層５、成長阻止層として
厚さ１０００人のＡｕ層６を順次被着し、バターニング
して配線Ａ１パターン３Ｌ３２　、Ｔｉ、またはＷパタ
ーン５Ｌ５２　、Ａｕパターン６１．６２を形成する。

第１図（２）において、Ａｕパターン６１．６２を覆っ
て、第２の絶縁層になる酸化膜としてのＣＶＤによるＳ
ｉＯ□層４を基板全面に被着する。

この際のＳｉＯ□のＣＶＤは、反応ガスとしてＨ２でバ
ブリングした５ｉＨＣ１３を５００ｃｃ／ｍｉｎ　、０
２を５００ｃｃ　／ｍｉｎ　、キャリアガスとしてＨ２
を２５７！／ｍｉｎを反応炉中に導き、常圧、または約
３　Ｔｏｒｒに減圧して反応ガスを３００℃〜５００℃
（代表値４５０℃）で熱分解して行う。

この際の５ｉＯｚのＣＶＤの他の例は、反応ガスとして
Ｓｉｎ、を１００ｃｃ／ｍｉｎ　、Ｏｚを１００ｃｃ／
ｍｉｎ　、キャリアガスとしてＨ２を１）／ｍｉｎを反
応炉中に導き、約０．５　Ｔｏｒｒに減圧して反応ガス
を４５０℃で熱分解して行う。

以上の本発明による工程では、５ｉＯｚ層４はＡｕパタ
ーン６１．６２の上には成長しないで、基板凹部の５ｉ
（ｈ層２の上にのみ選択的に成長する。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、段差乃至凹
部を有する基板上に、底部乃至凹部のみ選択的に酸化膜
を成長でき、従って基板は平坦化され、デバイスの微細
化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１），（２）は本発明による酸化膜成長工程を
示す基板断面図、第２図（１），（２１は従来例による酸化膜成長工程を
示す基板断面図である。図において、１はＳｉ基板、２は第１のＳｉＯ□層、３は配線層でへ１層３．４は第２の５ｉＯｚ層、５は拡散阻止層でＴｉ、またはＷ層、６は成長阻止層でｉ層である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化生成熱が負の値を有する基板（１）上に、酸
化生成熱が負の値を有し、その絶対値が該基板（１）よ
り小さいか、あるいは正の値を有する物質よりなる成長
阻止層（６）を被着し、該成長阻止層（６）をパターニングしてその１部を除去
した後、該基板（１）上に酸化膜（４）を成長することを特徴とする酸化膜の選択成長方法。
（２）前記酸化膜（４）が二酸化珪素（ＳｉＯ＿２）で
あることを特徴とす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）前記酸化膜（４）が燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体
装置の製造方法。
（４）前記成長阻止層（６）が金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ
）、パラジウム（Ｐｄ）よりなることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。
（５）前記成長阻止層（６）が高融点遷移金属、あるい
はその化合物層（５）を介して前記基板（１）上に被着
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置の製造方法。