(57)【要約】【課題】配線上に層間膜を形成し、ウェハ全体に均一に微細な配線間の溝をボイド無く埋めることのできる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板上に配線を形成した後、配線上に流動性を有する層間膜を堆積する工程と、半導体基板を密閉できる容器内に収納した後、容器内を加熱すると同時に密閉した容器内を加圧しながら配線の溝に層間膜を埋め込む工程とを備え、埋め込み工程において加熱と同時に気圧による物理的微細動を与える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に配線を形成した後、前記配線上に流動性を有する層間膜を堆積する工程と、
前記半導体基板を密閉できる容器内に収納した後、前記容器内を加熱すると同時に密閉した前記容器内を加圧しながら前記配線の溝に前記層間膜を埋め込む工程とを備え、
前記埋め込み工程において前記加熱と同時に気圧による物理的微細動を与えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記物理的微細動は前記加圧された容器の気圧を変動させて前記半導体基板に振動を与えることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記層間膜は低温で融解する流動性を有す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に配線上の層間膜の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造における配線工程は、より微細で複雑な構造を要求されるようになってきた。このため、配線上を覆う層間膜はＣＶＤ装置やプラズマ堆積装置などで堆積した後で平坦度を上げるための加工を行っている。しかし、層間膜を堆積する際に配線間の狭い溝では両側から堆積された膜がくっついて袋状になり、ボイドを生じることがある。このボイドの発生を押さえるため、堆積膜に加熱して柔らかくなるような流動性を有する材料を使うだけでなく、加熱と同時に超音波などで物理的振動を与え、ボイドが確実に埋まるようにする方法などが検討されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
以下、従来の半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。図２は従来の配線工程の断面図であり、１は下地となる絶縁膜、２は配線、３は配線上に形成された層間膜、４は配線間の溝に発生するボイドである。
【０００４】
まず、配線２上に流動性を有する層間膜３を堆積する。次に、加熱すると配線２間の溝に柔らかくなった層間膜３が流れ込む。これにより間隔が狭い配線２間でも溝を埋めることができる。また、配線２間の溝にボイド４が形成されないようにするため、加熱時に超音波振動を与えて配線間に生じたボイド４を除去する方法をとっている。
【特許文献１】特開平０５−２９２５１号公報
【特許文献２】特開２０００−１７４０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記の方法では、直接ウェハに機械的振動を与えるため半導体装置が形成されたウェハに対して効率的に振動を与えようとすると、半導体装置に対して損傷を与える可能性がある。また、振動の発生源に対してウェハの周辺と中心で加えられる振動が異なることがあるため、より大口径のウェハになるに従い、ウェハ全体に均一な振動を与えられないという欠点を有していた。
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決するもので、配線上に層間膜を形成し、ウェハ全体に均一に微細な配線間の溝をボイド無く埋めることのできる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に配線を形成した後、配線上に流動性を有する層間膜を堆積する工程と、半導体基板を密閉できる容器内に収納した後、容器内を加熱すると同時に密閉した容器内を加圧しながら配線の溝に層間膜を埋め込む工程とを備え、埋め込み工程において加熱と同時に気圧による物理的微細動を与えることを特徴とする。
【０００８】
上記の半導体装置の製造方法において、物理的微細動は加圧された容器の気圧を変動させて半導体基板に振動を与えることが好ましい。
【０００９】
上記の半導体装置の製造方法において、層間膜は低温で融解する流動性を有することが好ましい。
【００１０】
ウェハを加熱することと、ウェハ全体に大きな気圧をかけることができるように、密閉された容器内にポンプでサイクル化された変動気圧がかかるようにして、超音波による振動では面内で均一にならないウェハへの力の加わり方を均一にすることができる装置の構成を有していることを特徴とする。
【００１１】
この構成によって従来の方法とは異なり、変動気圧による振動が半導体基板全体に対して均一に加わるので、微細な配線間の溝に層間膜の充填を効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明の半導体装置の製造方法によれば、密閉した容器内の気圧変動による振動を半導体基板全体に均一に加えることにより、微細な配線間の溝をボイド無く層間膜を充填することができ、しかも半導体基板に機械的振動を加えないので、半導体装置に対して損傷を与えることがないという優れた半導体装置の製造方法を実現できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明における配線工程の断面図であって、半導体装置の製造方法の概要を示す。図１において、１は下地となる絶縁膜、２は配線、３は層間膜である。
【００１４】
まず、半導体装置の配線工程において、半導体基板上に設けられた絶縁膜１上に配線２を形成し、その配線２上に低温で融解する流動性を有する層間膜３を堆積した後、半導体基板を密閉できる容器内（図示せず）に収納する（図１（ａ））。なお、本実施形態では層間膜３に、例えばＢＰＳＧ膜を用いた。また、半導体基板を収納する容器内は不活性ガス、例えば窒素ガスで充填する。
【００１５】
次に、容器内を加熱（図示せず）して層間膜３の流動性が増すように柔らかくする。このとき同時に、密閉した容器内を加圧（図示せず）し、その気圧を上下に変動させてウェハ全体に振動する力（以下、物理的微細動と言う）を与える（図１（ｂ））。こうすると、柔らかくなった層間膜３は、ある程度の粘性を持ちながらも容器内の気圧変動による物理的微細動の作用により、微細な配線溝の底部に向かって流れ込んで行く。このとき物理的微細動により短時間にかつボイド無く配線溝を埋めることができる。また、層間膜３中に取り込まれた気泡についても層間膜３が柔らかくなったことから外部に抜けやすくなる。
【００１６】
以上のように本発明によれば、密閉した容器内の気圧変動による力の作用により、非接触で物理的微細動をウェハ全体に均一に与えることができる。従って、微細な配線間の溝をボイド無く層間膜を充填することができる。しかも半導体基板に機械的振動を加えないので、半導体装置に対して損傷を与えることがない。
【００１７】
なお、本実施形態では力を与える媒体に不活性ガスからなる気体を用いたが、これに代えて媒体に半導体装置の表面を構成する材料と反応しない液体を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明による半導体装置の製造方法は、微細な配線間の溝をボイド無く埋めることができるものであり、より微細で複雑な構造を有する半導体装置等の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態における配線工程の断面図
【図２】従来例の配線工程の断面図
【符号の説明】
【００２０】
１  絶縁膜
２  配線
３  層間膜
４  ボイド
【図１】
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【図２】
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