(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング対象のシリコン基板上にハードマスク材料としてドープトオキサイド膜を形成する工程と、
前記ドープトオキサイド膜の上にレジストを塗布する工程と、
前記レジストのパターニングを行い、このパターニングされたレジストをエッチングマスクとして前記ドープトオキサイド膜をエッチングしてパターニングされたハードマスクを得る工程と、
前記レジストを剥離する工程と、
１００〜５５０℃の雰囲気中でべ一ク処理を行って前記ドープトオキサイド膜に含まれる水分を除去する工程と、
前記パターニングされたハードマスクを用いて前記基板をエッチングし、凹部を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
エッチング対象のシリコン基板上にハードマスク材料としてドープトオキサイド膜を形成する工程と、
前記ドープトオキサイド層の上に保護キャップ層を形成する工程と、
前記保護キャップ層の上にレジストを塗布する工程と、
前記レジストのパターニングを行い、このパターニングされたレジストをエッチングマスクとして前記保護キャップ層および前記ドープトオキサイド膜をエッチングしてパターニングされたハードマスクを得る工程と、
前記レジストを剥離する工程と、
１００〜５５０℃の雰囲気中でべ一ク処理を行って前記ドープトオキサイド膜に含まれる水分を除去する工程と、
前記パターニングされたハードマスクを用いて前記基板をエッチングし、凹部を形成する工程と、
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記保護キャップ層はノンドープTEOS層であることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記凹部はトレンチであることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記ドープトオキサイドはBSGまたはBPSGであることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記べ一ク処理は酸素雰囲気中で行われることを特徴とする請求項1または2に記載の製造方法。
【請求項７】
シリコン基板上に層間絶縁膜の第1層をなすドープトオキサイド膜を形成する工程と、  前記ドープトオキサイド膜の上に層間絶縁膜の第2層をなすシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記ド−プトオキサイド層および前記シリコン酸化膜をパターニングして前記シリコン基板が露出するようにコンタクトホールを形成する工程と、
１００〜５５０℃の雰囲気中でべ一ク処理を行って前記コンタクトホール内に露出した前記ドープトオキサイド膜に含まれる水分を除去する工程と、
コンタクトホール内にコンタクト材料を埋め込む工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記ドープトオキサイド膜はBPSGであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記シリコン酸化膜はTEOSを熱分解して得られるものであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記べ一ク処理は酸素雰囲気中で行われることを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記コンタクト材料としてタングステンが埋め込まれることを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造方法に関するもので、特にトレンチの形成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体メモリ装置等で少ない面積で大きな容量を得るためにトレンチキャパシタが使用され、このために深いトレンチの形成が要求される。
【０００３】
このような深いトレンチは通常エッチング工程で形成されるが、このエッチングにおけるハードマスクとしては、従来ＴＥＯＳ（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉ１ａｎｅ、Ｓｉ（０Ｃ２Ｈ５）４）を低圧ＣＶＤ（ＬＰ−ＣＶＤ）法で分解して得られるＣＶＤ  ＳｉＯ２膜が多用されている。
【０００４】
しかしながら、この膜ではトレンチ形成後にドライエッチング等により剥離を行う場合、均一性良く除去しにくいという問題がある。このため、ＣＶＤ  ＳｉＯ２膜の剥離のためのドライエッチングが行われた後にシリコン酸化膜上に段差ができ、この段差が後工程に影響を及ぼすという問題がある。また、ＴＥＯＳの場合、トレンチ形成のためのエッチングの後すぐにＣＶＤ  ＳｉＯ２膜の剥離を行うことができないという問題もある。
【０００５】
一方、このようなＣＶＤ−ＳｉＯ２系絶縁膜材料と同様に扱われてきた材料としてＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧなどのドープトオキサイドがある。これらＢＳＧ、ＢＰＳＧ，ＰＳＧは例えばＴＥＯＳ膜と比較してウエットエッチング時のエッチング速度が高く、ハードマスクとして使用した場合、不要になった時点での剥離が容易に出来るという利点がある。
【０００６】
ドープトオキサイドとしてＢＳＧを使用してトレンチを形成する場合の工程別断面図を図１３に示す。
【０００７】
まず、シリコン半導体基板１１の上にＢＳＧ膜１２をＣＶＤ法等により形成する。さらにこのＢＳＧ膜の上にレジスト１３をスピンコート法等で塗布する（図１３（ａ））。
【０００８】
次に、所望のパターンに対応する露光マスクを用いて露光および現像を行い、レジスト１３のパターニングを行う（図１３（ｂ））。
【０００９】
次に、このパターニングされたレジスト１３’をエッチングマスクとしてＢＳＧ膜１２をエッチングする（図１３（ｃ））。
【００１０】
続いて、レジスト１３’を剥離し、エッチングされたＢＳＧ膜１２’をハードマスクとしてシリコン１１をエッチングし、深いトレンチを形成する（図１３（ｄ））。
【００１１】
そして、トレンチ形成後ＢＳＧ膜１２’を除去する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ等のドープトオキサイドをハードマスク材料として用いた場合、他のＣＶＤ  Ｓｉ０２膜をハードマスク材料として用いた場合と比較して、エッチング形状の変化を生じやすいという問題がある。
【００１３】
これは、ＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧが水分を吸収しやすい性質を持っているために、エッチング処理を行った際、ＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ膜が含有する水分が処理中にチャンバ雰囲気へと放出され、この影響によってエッチング特性が変化するものと考えられている。
【００１４】
このＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧの吸湿量は、サンプルの放置雰囲気によっても左右されるため、放置状態の違い等により処理特性が微妙に変化してばらつくことは避けられない。
【００１５】
このため、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ膜を用いた場合には、Ｓｉ０２膜の場合に対してエッチング条件を変更せざるを得ないという問題がある。
【００１６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ等のドープトオキサイド膜本来の特性を損なうことなく、エッチング処理時の特性の向上を図ることが可能な半導体装置の製造方法を提供することを日的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、
エッチング対象のシリコン基板上にハードマスク材料としてドープトオキサイド膜を形成する工程と、
前記ドープトオキサイド膜の上にレジストを塗布する工程と、
前記レジストのパターニングを行い、このパターニングされたレジストをエッチングマスクとして前記ドープトオキサイド膜をエッチングしてパターニングされたハードマスクを得る工程と、
前記レジストを剥離する工程と、
１００〜５５０℃の雰囲気中でべ一ク処理を行って前記ドープトオキサイド膜に含まれる水分を除去する工程と、
前記パターニングされたハードマスクを用いて前記基板をエッチングし、凹部を形成する工程と、を含むことを特徴とするものである。
この場合、ドープトオキサイド層の上に保護キャップ層をさらに形成し、この保護キャップ層の上にレジストを塗布するようにしても良い。
【００１８】
また、本発明にかかる他の半導体装置の製造方法は、
シリコン基板上に層間絶縁膜の第1層をなすドープトオキサイド膜を形成する工程と、
前記ドープトオキサイド膜の上に層間絶縁膜の第2層をなすシリコン酸化膜を形成する工程と、
前記ド−プトオキサイド層および前記シリコン酸化膜をパターニングして前記シリコン基板が露出するようにコンタクトホールを形成する工程と、
１００〜５５０℃の雰囲気中でべ一ク処理を行って前記コンタクトホール内に露出した前記ドープトオキサイド膜に含まれる水分を除去する工程と、
コンタクトホール内にコンタクト材料を埋め込む工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１９】
このように、本発明によれば、ドープトオキサイド膜のパターニング後に１００〜５５０℃の雰囲気中でベーク処理を行っているので、吸湿性の高いドープトオキサイド膜から水分が除去され、エッチング時の特性劣化を招かない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明による深いトレンチを形成する処理プロセスを示す工程別断面図である。
【００２２】
ここで使用するサンプルは、シリコン基板１上に熱酸化膜（８ｎｍ）、ＳｉＮ膜（２００ｎｍ）、ＢＳＧ（７００ｎｍ）を成膜したものである。ただし、図１においては熱酸化膜およびＳｉＮ膜については省略してある。
【００２３】
まず、シリコン半導体基板１を酸化雰囲気中で熱酸化を行うことにより、その表面に熱酸化膜を８ｎｍの厚さで形成する。シリコン窒化膜を２００ｎｍの厚さで形成する。続いてその上にＢＳＧ膜２をＣＶＤ法等により形成する。さらにこのＢＳＧ膜の上にレジスト３をスピンコート法等で塗布する（図１（ａ））。
【００２４】
次に、所望のパターンに対応する露光マスクを用いて露光および現像を行い、レジストのパターニングを行う（図１（ｂ））。
【００２５】
次に、このパターニングされたレジスト３’をエッチングマスクとしてＢＳＧ膜２をエッチングし、ハードマスクとしてのパターンを得る（図１（ｃ））。
【００２６】
続いて、レジストを剥離し、さらに、パターニングされたＢＳＧ膜２’のべ一ク処理を行う（図１（ｄ））。このべ一ク処理としては、Ｏ２ガスを流量３００ｓｃｃｍ、圧力３０Ｐａで流し、ウェーハを載置するプレートの温度を２５０℃として、３００ｓｅｃの処理を行った。このべ一ク処理により、ＢＳＧ膜２’に含まれる水分４が除去される。
【００２７】
そして、べ一キングが終了したＢＳＧ膜２’をハードマスクとしてシリコン基板１をエッチングし、深いトレンチを形成する（図１（ｅ））。このＢＳＧ膜はトレンチ形成後に除去される。
【００２８】
このように、ＢＳＧ膜のエッチング後にべ一ク処理を行うことが本発明の特徴である。
【００２９】
このベーク温度は次のようにして求められた。
【００３０】
図２の上のグラフはベークなしの場合、図２の下のグラフはＮ２ガスを流した雰囲気中で、２５０℃、５分間のベーク処理をＢＳＧ膜に対して行った場合の双方において温度を上昇させたときの脱離ガスの分析結果を示すグラフである。ここで着目したガスはｍ／ｚ＝１８である水である。
【００３１】
このグラフから、ベークを行うことにより、特に１００〜３００℃の温度範囲では水分の放出量が効果的に抑制され、３００〜５５０℃の温度範囲でも軽減されていることがわかる。
【００３２】
このように、ＢＳＧからの水分放出は１００〜５５０℃の範囲にあり、したがって、ＢＳＧのベークについてはこの温度範囲のうち、各材料の酸化を招かず、ＢＳＧの劣化を招かず、かつエッチング時の温度よりも高いという条件を満足しつつできるだけ高い温度で行うことが効果的であることがわかる。
【００３３】
次に本発明を適用した効果について説明する。
【００３４】
図４〜図８はＢＳＧ膜のエッチング後にべ一ク処理を行ったものと行わなかったものについて、実験を行った結果を示すグラフである。各グラフでは、各項日について、エッチング時のマスク材料がＢＳＧの場合とＴＥＯＳの場合とについて比較してある。以下に述べるように、本発明を適用することによりエッチング特性の著しい向上が見られた。なお、各図において、ウェーハ中心（センタ）、ウェーハのエッジから１０ｍｍの位置、２５ｍｍの位置でデータをとってある。
【００３５】
図３は図４〜図８で使用される各寸法項日の内容を説明する図である。図３（ａ）に示すようにトレンチエッチング前にシリコン基板１上にハードマスクとしてのパターニングされたＢＳＧ膜２’が形成された状態でエッチングを行い、図３（ｂ）のようなトレンチ５を得たものにつき諸元を定義している。
【００３６】
すなわち、図４に示すＤＴ深さとはシリコン基板とＢＳＧとの界面からトレンチの底面までの距離、図５に示すＤＴ底径とはトレンチの底面から０．５μｍ上の位置での直径、図６に示す選択比とはマスク材料（ＢＳＧもしくはＴＥＯＳ）に対するＳｉのエッチング速度の比、図７に示す上部テーパはトレンチ上部でのスロープ角度、図８に示す下部テーパはトレンチ下部でのスロープ角度である。
【００３７】
これらのグラフより、ＴＥＯＳ膜でべ一クを行った場合とベ一クを行わなかった場合とではエッチング特性に差がないのに対し、ＢＳＧ膜ではべ一クを行った場合と行わなかったものではエッチング特性が異なり、べ一クを行った場合にはＴＥＯＳ膜と同等の特性を示しているのに対し、べ一クを行わなかった場合にはいくつかの項日で劣化があることがわかる。
【００３８】
すなわち、ＤＴ底径（図５）、選択比（図６）および下部テーパ角（図８）を示したグラフにおいて、ＢＳＧでべ一クなしの場合のみ、小さい値になっている。これらの原因は次のように考えられる。エッチング時にはマスク材料であるＢＳＧ膜も若干ながら削られるが、この時、削られたＢＳＧ膜から、ＢＳＧ中に含まれる水分がチャンバ雰囲気へと放出される。
【００３９】
また、ウェーハが放電にさらされることによってウェーハ表面温度が１５０℃程度にまで上昇するために、これによってもＢＳＧ膜中の水分がチャンバ雰囲気へと放出される。
【００４０】
このようにして水分がチャンバ雰囲気へと放出されることで、水の分子からの酸素の供給がなされるようになる。従って、ＢＳＧ膜から水分が放出されることは、エッチングガスに酸素を添加した場合と同様の影響を与える結果となる。
【００４１】
トレンチのエッチング形状のテーパ角度制御は、通常添加する酸素の量を増減して調節する。これは、テーパ形状が形成されるメカニズムに起因している。すなわち、エッチング時に反応生成物として主にＳｉＢｒ４が生じる。この時、酸素を添加すると、反応生成物として発生したＳｉＢｒ４と酸素が結合し、ＳｉＢｒｘＯｙ（ｘ、ｙは任意の数）を形成する。ＳｉＢｒｘＯｙはＳｉＢｒよりも蒸気圧が低いため、エッチング中にウェーハ表面に堆積する。この結果、トレンチ側壁へと堆積物が堆積して行き、エッチング形状にテーパがつく。
【００４２】
ここで、エッチング時に添加する酸素の量を増加させてやると、ＳｉＢｒ４が酸素と結合する割合も増加し、ＳｉＢｒｘＯｙの量が増加する。この結果、エッチング中のトレンチ側壁への堆積も増加し、よりテーパ角の寝た形状となる。
【００４３】
以上のような理由で、エッチングガスに酸素を添加した場合、添加する酸素の量を増加させるほどテーパ角が緩やかになる形状となる。
【００４４】
次に、水分（Ｈ２Ｏ）を添加した場合を考える。この場合、水分には酸素原子が含まれており、ＳｉＢｒ４が存在すると、酸素を添加した場合と同様に、ＳｉＢｒ４が酸化されてＳｉＢｒｘＯｙを発生させる。
【００４５】
この結果、水分を添加した場合には、酸素を添加した場合と同様の効果を発生し、エッチング形状として、より角度の緩やかなエッチング形状となる。
【００４６】
ＢＳＧに対してベークを行わなかった場合には、ＢＳＧ中に比較的多量の水分が存在するため、前述のとおりエッチング処理中のウェーハ温度の上昇や、ＢＳＧ自身がエッチングされた時に内部に含まれる水分がエッチングに伴って放出されることになる。この結果、エッチングガス雰囲気中の水分濃度が相対的に上昇し、酸素もしくは水を添加したのと同様の効果が生じてしまう。このようにして、エッチング形状はテーパを有する形状となり、トレンチ底での径が小さくなるのである。
【００４７】
これまでの説明ではＢＳＧからの水分の放出により多量のＳｉＢｒｘＯｙが発生し、堆積量が多くなるため、エッチング形状がテーパを有する形状となることを説明した。
【００４８】
以下の説明は、このエッチング形状がテーパを有する形状となり、トレンチ底で細くなった形状についてさらにエッチングを進めた場合について述べる。この場合にはこれまでとは異なる現象が生ずる。
【００４９】
すなわち、エッチング反応はトレンチ底で生じるが、トレンチ底の径が細く小さくなった場合には反応面積が減少する。したがって、エッチング反応によって発生するＳｉＢｒ４の量はトレンチ径が大きかった場合と比較して減少してしまう。
【００５０】
この段階では、ＳｉＢｒｘＯｙのもととなるＳｉＢｒ４自体の量が減少してしまうため、堆積物の量が減少する効果が生ずる。ウェーハ表面への堆積は、マスク材料であるＢＳＧがエッチングされて崩れていくのを抑制する効果も併せ持っていたのであるが、堆積が減少することでこの効果が薄れ、結果としてマスク材料であるＢＳＧの崩れ量が増加する結果となる。
【００５１】
今回の実験結果ではトレンチエッチングを最後まで行った時に、エッチング初期には水分の増加によって堆積が増加してテーパ形状となる効果が現れ、エッチングの後半では反応生成物の発生量が減少してしまったたために堆積が減少し、結果としてマスクのＢＳＧの崩れ量が増加した効果が現れている。
【００５２】
他のエッチング特性であるトレンチ深さ（図４）および上部テーパ（図７）に関しては、ＢＳＧを用いた場合でも、べ一クを施した場合には、ＴＥＯＳを用いた場合のエッチング特性と何等差が見られないことがわかる。なお、トレンチ形成後のＮＨ４Ｆ＋ＨＦ＋Ｈ２０処理によるＢＳＧ膜のエッチング速度は、べ一クを行わなかった場合と同等の速いエッチング速度が維持されていることが確認されている。この点、ＴＥＯＳではトレンチ形成後の剥離が困難であるという問題があることは前述したとおりである。
【００５３】
このように、ＢＳＧ膜にべ一ク処理を行うことにより、べ一ク処理を行わなかった場合に対して、エッチング特性の向上が得られると共に、ＢＳＧ膜の特徴である薬液処理時の高いエッチング速度を維持できることが確認された。
【００５４】
なお、比較例としてのＴＥＯＳ膜の場合には、べ一ク有無の違いによるエッチング特性の差は見られないことから、ＢＳＧ膜であるが故にエッチング特性変化が生じている。このことは、即ち、先に述べたＢＳＧ膜が吸湿しやすい特性を持っているために生じるものであることを証明している。
【００５５】
上述した実施例ではハードマスク材料としてＢＳＧ膜の場合について説明したが、ＢＳＧと同様に吸湿性の高いドープトオキサイドであるＢＰＳＧ，ＰＳＧの場合についても、べ一クの効果が見られることが確認されている。これは、ＢＰＳＧ，ＰＳＧに関しても、ＢＳＧと同様に吸湿性が高いことが原因であると考えられる。
【００５６】
また、本発明のべ一クの効果は、ＢＳＧが吸湿した水分を脱離させてやることが日的であるので、ＢＳＧ膜のべ一クを行ってからエッチング処理を行うまでの時間が重要である。ある実験では、べ一ク後１３日以内の処理であればエッチング特性に影響を与えないという結果も得られているが、このべ一ク後の放置時間に関しては、ＢＳＧの膜質などによって吸湿性が大きく変化することが考えられるため、一義的にべ一ク後の放置時間を決定することはできない。環境条件や膜質を確認して実験を行って許容放置時間を求める必要がある。
【００５７】
以上の実施の形態では深いトレンチを形成する場合を取り上げたが、本発明は、ＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ等の加工を含む他の工程にも適用可能である。
【００５８】
また、例えば、浅いトレンチのエッチングの際のハードマスク材料としてＢＳＧを用いる場合などにも適用可能である。
【００５９】
図９（ａ）〜（ｃ）および図１０（ａ）（ｂ）は浅いトレンチによる素子分離を形成する場合の工程を示す工程別断面図である。
【００６０】
まずシリコン基板２１の表面を酸化雰囲気中で酸化させて６ｎｍ厚の熱酸化膜２２を形成し、その上にシリコン窒化膜２３を１５０ｎｍ、ＢＳＧ膜２４を５００ｎｍ、ノンドープのＴＥＯＳ膜２５を２０ｎｍの厚さで積層成膜し、その上にレジスト２６を塗布し（図９（ａ））、塗布されたレジスト２６をパターニングする（図９（ｂ））。このパターニングされたレジスト  ２６’をマスクとしてノンドープＴＥＯＳ膜２５、ＢＳＧ膜２４、シリコン窒化膜２３、熱酸化膜２２のエッチングを行う（図９（ｃ））。その後、酸素雰囲気中で放電によりウェーハ表面のレジストを剥離して図１０（ａ）の状態を得る。このパターニングされたノンドープＴＥＯＳ膜２５’、ＢＳＧ膜２４’をマスクとしてシリコン基板のエッチングを行い、浅いトレンチ２６形成する（図１０（ｂ））。
【００６１】
図１１は浅いトレンチ形成のためのシリコンエッチング前にＢＳＧのベークを行ったものと行わなかったものについてＳＴＩのテーパ角を比較した結果を示すグラフである。
【００６２】
なお、シリコンのエッチングはＣｌ２／Ｏ２ガスを用いて行った。エッチングの条件は圧力４０ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー５００Ｗ、ガス流量Ｃｌ２＝１００ｓｃｃｍ、Ｏ２＝２０ｓｃｃｍであった。
【００６３】
図１１から明らかなように、シリコンエッチング後にベークを行ったものはテーパ角が８６°であるのに対し、ベークを行わなかったものはテーパ角が８２°程度となっている。
【００６４】
これはエッチング時にエッチング反応の反応生成物として発生したＳｉＣｌ４がＯと結合して蒸気圧の低いＳｉＣｌｘＯｙとなり、これが堆積してエッチング形状にテーパを形成するのに対し、ベークを行わなかった場合にはＢＳＧ中の水分がシリコンのエッチング中に発生し、余分な酸素を供給したのと同等な効果を奏したために、よりテーパ角が急峻となったのである。
【００６５】
なお、本実施の形態の場合には、ＢＳＧの表面にノンドープのＴＥＯＳを成膜している点で第１の実施の形態とは異なる。しかしながら、ＢＳＧ加工の後にはＢＳＧ面が露出しており、この部分のＢＳＧが吸湿する。
【００６６】
これにより、ＢＳＧに対してベークを行った場合には、ＢＳＧ中の水分が除去されるが、ベークを行わなかった場合にはＢＳＧ中の水分が残ったままでのエッチングとなるために、エッチング特性に影響を及ぼしたものと考えられる。
【００６７】
このように、たとえＢＳＧ表面に他の膜が存在した場合でも、ＢＳＧ面が露出する工程を含む場合には、ＢＳＧのベークの効果を得ることが可能である。
【００６８】
一般に、吸湿を防ぐ日的でＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ膜の表面に薄いノンドープのＣＶＤ  ＳｉＯ２膜などの薄膜を堆積させておくことも行われるが、加工等によって表面、もしくは断面にＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧが露出する場合には、その部分から吸湿が生じ、やはりエッチング特性が変化するため、べ一クを行うことでエッチング特性が向上する。
【００６９】
次に、層間絶縁膜の一部としてＢＰＳＧを用いた場合について説明する。
【００７０】
図１２（ａ）（ｂ）はこのような実施の形態を示す工程別断面図であって、まず、シリコン基板３１の上にＢＰＳＧ膜３２およびＴＥＯＳ膜３３を順次積層成膜し、コンタクトホールに対応したパターンを形成したレジスト（図示せず）を用いてＴＥＯＳおよびＢＰＳＧ膜のエッチングを行うと、ＢＰＳＧ膜３２の側面が露出した状態となる（図１２（ａ））。この状態で２５０℃の温度でＢＰＳＧ膜のベーク処理を行い、その後コンタクトホール内にコンタクト配線材料となる金属であるタングステン３４を埋め込むことにより（図１２（ｂ））の状態となる。
【００７１】
このようにして作成したコンタクト配線の信頼性を評価した結果、配線材料の埋込前にベークを行った場合には行わなかった場合に比べ配線の信頼性が向上していることが確認できた。
【００７２】
これは、ベークを行わなかった場合にはＢＰＳＧ中に含まれる水分が徐々に拡散し、配線材料であるタングステンと反応してタングステンオキサイドを生じたために、埋め込んだタングステンが配線材料として機能しなくなったものと考えられる。
【００７３】
一方、配線材料の埋込前にベーク処理を行った場合には、ＢＰＳＧ中の水分が除去されているために、その後の試験においてもＢＰＳＧ中からの水分の拡散がなく、これによって配線の信頼性が維持されたものと考えられる。
【００７４】
以上のように、表面に他の膜が成膜されているがＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧの露出が生じる場合、露出がない場合においても、吸湿を防止する日的でＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ表面に堆積した薄膜の効果が不十分であった場合もあり得ることから、本発明であるべ一ク処理が効果を奏する。
【００７５】
また、べ一クの条件は、上記実施の形態に示した条件だけでなく、他のガス、混合ガス、処理温度、処理時間、処理圧力など、本発明の主旨を外れない範囲で変更可能である。
【００７６】
以上のように、本発明によれば、エッチング等処理前のＢＳＧ，ＢＰＳＧ，ＰＳＧ膜に対して１００〜５５０℃の雰囲気中でベーク処理を行うことにより、吸湿によるエッチング時の形状変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による半導体装置の製造方法の実施の一形態を示す工程別断面図である。
【図２】本発明の特徴をなすベーク温度の選択を示すグラフである。
【図３】本発明の適用の効果を確認する項目であるエッチング後の形状を示す断面図である。
【図４】トレンチ深さについてべ一クの影響を示すグラフである。
【図５】トレンチの底径についてべ一クの影響を示すグラフである。
【図６】マスク材料に対するシリコンのエッチング速度の比である選択比についてべークの影響を示すグラフである。
【図７】トレンチの上部テーパについてべークの影響を示すグラフである。
【図８】トレンチの下部テーパについてべークの影響を示すグラフである。
【図９】浅いトレンチによる素子分離を形成する場合の工程の前半部を示す工程別断面図である。
【図１０】浅いトレンチによる素子分離を形成する場合の工程の後半部を示す工程別断面図である。
【図１１】浅いトレンチ形成のためのシリコンエッチング前にＢＳＧのベークを行ったものと行わなかったものについてＳＴＩのテーパ角を比較した結果を示すグラフである。
【図１２】層間絶縁膜の一部としてＢＰＳＧを用いた場合の工程別断面図である。
【図１３】従来のＢＳＧ膜をハードマスクとしてトレンチを形成する工程を示す工程別断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１、３１  シリコン基板
２，１２，２４  ＢＳＧ膜
３，１３  レジスト
４  水分
５  トレンチ
２２  熱酸化膜
２３  シリコン窒化膜
２５，３３  ＴＥＯＳ膜
２６  浅いトレンチ
３２  ＢＰＳＧ膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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