(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流量を有し酸化性雰囲気を組成する酸化性ガス、第２流量を有し、ホウ素を含む第１不純物質を運搬する第１キャリアガス、ならびに第３流量で供給され、リンを含む第２不純物質を運搬する第２キャリアガスを使用し、第１流動性絶縁膜を形成するためにチャンバ内部をガス雰囲気に組成する段階と、
第４流量を有する前記酸化性ガス、第５流量を有する前記第１キャリアガス、第６流量で供給される前記第２キャリアガスを使用し、前記チャンバ内部が基準圧力以上になるように圧力雰囲気を組成する段階と、
第７流量を有する前記酸化性ガス、第８流量を有する前記第１キャリアガス、第９流量で供給される前記第２キャリアガスを使用し、前記チャンバ内部に組成された圧力雰囲気を安定化させる段階と、
第１０流量を有する前記酸化性ガス、第１１流量を有する前記第１キャリアガス、第１２流量で供給される前記第２キャリアガス、前記第１流動性絶縁膜を形成するときシリコンソースを提供するためのシリコンソース物質、前記第１流動性絶縁膜を形成するとき前記第１流動性絶縁膜に前記ホウ素をドーピングするための第１不純物質、ならびに前記第１流動性絶縁膜を形成するとき前記第１流動性絶縁膜に前記リンをドーピングするための第２不純物質を使用して前記第１流動性絶縁膜を形成する段階と、
を含み、
前記第１流量、前記第２流量および前記第３流量は、４５００：３０００：４０００の比率を有し、
前記第４流量、前記第５流量および前記第６流量は、９５００：３０００：４０００の比率を有し、
前記第７流量、前記第８流量および前記第９流量は、９５００：３０００：４０００の比率を有し、
前記第１０流量、前記第１１流量、前記第１２流量、前記シリコンソース物質、前記第１不純物質および前記第２不純物質は、９５００：３０００：４０００：８００：１７０：５５の比率を有し、
前記第３流量と前記第６流量と前記第９流量と前記第１２流量とは同一流量であることを特徴とする絶縁膜の製造方法。
【請求項２】
前記酸化性ガスは酸素ガス、オゾンガス、または酸素ガスおよびオゾンガスの混合ガスのいずれかであり、前記第１キャリアガスは窒素ガスであり、前記第２キャリアガスはヘリウムガスであり、前記シリコンソース物質はテトラエチルオルトシリケートであり、前記第１不純物質はトリエチルボレート、トリメチルボレート、またはトリエチルボレートおよびトリメチルボレートの混合物質のいずれかであり、前記第２不純物質はトリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、またはトリエチルホスフェートおよびトリメチルホスフェートの混合物質のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項３】
前記第３流量、前記第６流量、前記第９流量および前記第１２流量は、４，０００ｓｃｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項４】
前記第１流動性絶縁膜が形成される基板は、エッチングにより前記基板が損傷されることを防止するエッチング阻止膜を有することを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項５】
前記第１流動性絶縁膜を形成する以前に、前記第１０流量と同一流量の酸化性ガス、前記第１１流量と同一流量の第１キャリアガス、前記第１２流量と同一流量の第２キャリアガスおよび前記シリコンソース物質と同一量のシリコンソース物質を使用し、不純物がドーピングされない第２流動性絶縁膜を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項６】
前記第２流動性絶縁膜は、３秒以内に形成されることを特徴とする請求項５に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項７】
前記第１流動性絶縁膜を形成した後に、前記第１流動性絶縁膜を高温雰囲気でリフローさせる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項８】
前記ガス雰囲気は５秒以内に組成され、前記圧力雰囲気は２１．３ｋＰａ以上の圧力が６０秒以内に組成され、前記安定化は１５秒以内に実施されることを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項９】
前記第１流動性絶縁膜を形成する段階は、前記第１流動性絶縁膜を１５秒以内に形成することを特徴とする請求項１に記載の絶縁膜の製造方法。
【請求項１０】
エッチングにより基板が損傷されることを防止するためのエッチング阻止膜を基板上に形成する段階と、
第１流量を有し酸化性雰囲気を組成する酸化性ガス、第２流量を有し、ホウ素を含む第１不純物質を運搬する第１キャリアガス、ならびに第３流量で供給され、リンを含む第２不純物質を運搬する第２キャリアガスを使用し、エッチング阻止膜上に第１流動性絶縁膜を形成するためにチャンバ内部をガス雰囲気に組成する段階と、
第４流量を有する前記酸化性ガス、第５流量を有する前記第１キャリアガス、第６流量で供給される前記第２キャリアガスを使用し、前記チャンバ内部が基準圧力以上になるように圧力雰囲気を組成する段階と、
第７流量を有する前記酸化性ガス、第８流量を有する前記第１キャリアガス、第９流量で供給される前記第２キャリアガスを使用し、前記チャンバ内部に組成された圧力雰囲気を安定化させる段階と、
第１０流量を有する前記酸化性ガス、第１１流量を有する前記第１キャリアガス、第１２流量で供給される前記第２キャリアガス、前記第１流動性絶縁膜を形成するときシリコンソースを提供するためのシリコンソース物質、前記第１流動性絶縁膜を形成するとき前記第１流動性絶縁膜に前記ホウ素をドーピングするための第１不純物質、ならびに前記第１流動性絶縁膜を形成するとき前記第１流動性絶縁膜に前記リンをドーピングするための第２不純物質を使用して前記エッチング阻止膜上に前記第１流動性絶縁膜を形成する段階と、
前記第１流動性絶縁膜を酸素ガスおよび水素ガスを使用する高温雰囲気でリフローさせ、前記第１流動性絶縁膜の表面を平坦に形成すると同時に、前記基板上の凹凸部位のうちの凹部位を前記第１流動性絶縁膜で十分に充填する段階と、
前記第１流動性絶縁膜の所定部位をエッチングし、前記所定部位の下部にあるエッチング阻止膜が露出する開口部を有するパターンを形成する段階と、
を含み、
前記第１流量、前記第２流量および前記第３流量は、４５００：３０００：４０００の比率を有し、
前記第４流量、前記第５流量および前記第６流量は、９５００：３０００：４０００の比率を有し、
前記第７流量、前記第８流量および前記第９流量は、９５００：３０００：４０００の比率を有し、
前記第１０流量、前記第１１流量、前記第１２流量、前記シリコンソース物質、前記第１不純物質および前記第２不純物質は、９５００：３０００：４０００：８００：１７０：５５の比率を有し、
前記第３流量と前記第６流量と前記第９流量と前記第１２流量とは同一流量であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記エッチング阻止膜は、窒化珪素を使用して６０から１５０Å程度の厚さに形成されることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第３流量、前記第６流量、前記第９流量および前記第１２流量は、４，０００ｓｃｃｍであることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記ガス雰囲気は５秒以内に組成され、前記圧力雰囲気は６０秒以内に２１．３ｋＰａ以上の圧力に組成され、前記安定化は１５秒以内に実施されることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記酸化性ガスは酸素ガス、オゾンガス、または酸素ガスおよびオゾンガスの混合ガスのいずれかであり、前記第１キャリアガスは窒素ガスであり、前記第２キャリアガスはヘリウムガスであり、前記シリコンソース物質はテトラエチルオルトシリケートであり、前記第１不純物質はトリエチルボレート、トリメチルボレート、またはトリエチルボレートおよびトリメチルボレートの混合物質のいずれかであり、前記第２不純物質はトリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、またはトリエチルホスフェートおよびトリメチルホスフェートの混合物質のいずれかであることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１流動性絶縁膜は、１５秒以内に８，０００から１０，０００Å程度の厚さを有するように形成されることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記開口部を有するパターンは、ＣＦｘガスを含むエッチングガスを使用して前記第１流動性絶縁膜をエッチングすることで、形成されることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記工程雰囲気を組成した後かつ前記第１流動性絶縁膜を形成する以前に、前記第１０流量と同一流量の酸化性ガス、前記第１１流量と同一流量の第１キャリアガス、前記第１２流量と同一流量の第２キャリアガスおよび前記シリコンソース物質と同一量のシリコンソース物質を使用し、不純物がドーピングされない第２流動性絶縁膜を前記エッチング阻止膜上に形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第２流動性絶縁膜は、３秒以内に３０から５０Å程度の厚さを有するように形成されることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁膜の製造方法および半導体装置の製造方法に関するものであり、より詳細には、酸素ガス、窒素ガス、窒素ガスより多い流量で供給されるヘリウムガス、テトラエチルオルトシリケート、トリエチルボレートならびにトリエチルホスフェートを用いてＢＰＳＧ膜を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造において、膜形成のための工程技術は、物理気相蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と化学気相蒸着（ｃｈｅｍｉａｃｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）とに大きく区分することができる。このうち化学気相蒸着は、形成しようとする対象物質の元素を含む気体ソースと反応気体とを基板上に供給し、基板を加熱して化学反応が起こるようにし、基板上に膜を形成する加工技術である。
【０００３】
膜を形成するための工程の特性は、その膜だけでなく膜の下部に形成されている下部膜と、膜の上部に形成する上部膜などに影響を及ぼす。したがって、膜を形成するとき、膜形成以前または以後の工程特性による膜の化学的、物理的特性が十分に考慮されなければならない。
【０００４】
膜のうち、金属配線の電気的絶縁または表面保護などのための絶縁膜は、酸化物にリンをドーピングしたＰＳＧ膜（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ  ｌａｙｅｒ）、または酸化物にホウ素およびリンをドーピングしたＢＰＳＧ膜（ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｌａｓｓ  ｌａｙｅｒ）などが主に選択される。これは、ＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜がステップカバーレージ（ｓｔｅｐ  ｃｏｖｅｒａｇｅ）に優れ、水分に対する拡散障壁に作用してアルカリイオン（ａｌｋａｌｉ  ｉｏｎ）をゲッターリング（ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）し、膜を形成するための工程を低温で実施することができるためである。
【０００５】
しかし、膜を形成した後に膜をリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）させるとき、膜が拡散障壁に作用し、十分な流動性を有するために、膜は下部に水分を伝達する媒介として作用する。したがって、膜の下部に、水分により損傷される材質により構成される膜、またはシリコン材質の基板などがある場合には、厳しい問題を招来する可能性がある。それゆえ、膜を形成するとき、水分による影響を最小化するための方法が考慮されなければならない。
【０００６】
水分による影響を最少化するＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜の形成に関する発明が、ダウスン（Ｄａｗｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）らに許与された米国特許第４，６６８，９７３号、日本特開昭５９−２２２９４５号、日本特開平１−１２２１３９号および日本特開平８−１７９２６号などに開示されている。
【０００７】
米国特許第４，６６８，９７３号によると、基板上に窒化珪素膜を形成した後に、窒化珪素膜上に、リンが７０％以下に添加されるＰＳＧ膜を形成する。これによって、ＰＳＧ膜をリフローさせても、窒化珪素膜により水分の基板への浸透が阻止される。また、ＰＳＧ膜に開口部を形成しても窒化珪素膜により基板が直接露出しないために、基板の酸化が阻止される。
【０００８】
日本特開昭５９−２２２９４５号によると、基板上に窒化珪素膜を形成した後に窒化珪素膜上にＢＰＳＧ膜を形成する。これによって、ＢＰＳＧ膜をリフローさせても、窒化珪素膜により、水分が基板に浸透することを阻止し、基板が直接露出し酸化されることを阻止する。
【０００９】
日本特開平１−１２２１３９号によると、基板およびゲート電極上に連続的に窒化珪素膜を形成した後に、ホウ素を含有するＰＳＧ膜を形成する。これによって、ＰＳＧ膜をリフローさせても、窒化珪素膜により、水分が基板だけでなくゲート電極に浸透することを阻止する。
【００１０】
日本特開平８−１７９２６号によると、ポリシリコン膜上に酸化珪素膜を形成した後に、酸化珪素膜上にＢＰＳＧ膜を形成する。これによって、ＢＰＳＧ膜をリフローさせても、酸化珪素膜により、水分がポリシリコン膜または基板に浸透することを阻止する。
【００１１】
このように、ＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜などを形成するとき、膜を窒化珪素膜上に形成することにより、水分などによる影響を最小化することができる。また、ＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜の所定部位をエッチングして、開口部を有する絶縁膜パターンを形成するとき、窒化珪素膜は、エッチングにより下部膜または基板が損傷されることを阻止する。
【００１２】
また、微細な開口部またはゲート電極により構成される凹凸部を有する最近の半導体装置の製造では、開口部またはゲート電極との間の凹部位における十分な充填のための特性も考慮しなければならない。充填特性を考慮する場合、ＢＰＳＧ膜が主に選択される。ＢＰＳＧ膜はテトラエチルオルトシリケート、トリエチルボレート、トリエチルホスフェート、酸素ガス、オゾンガス、窒素ガスおよびヘリウムガスなどを使用して化学気相蒸着を実施し形成する。
【００１３】
このように、水分の浸透、ならびにエッチングによる損傷を阻止し、十分な充填特性を有するためには、主に窒化珪素膜を形成した後に窒化珪素膜上にＢＰＳＧ膜を形成する。
ＢＰＳＧ膜の形成に対する一実施例を挙げると次のとおりである。まず、酸素ガスを用いてＢＰＳＧ膜の容易な形成のための酸化性雰囲気を組成する。また、テトラエチルオルトシリケートおよび酸素ガスを用いて、窒化珪素膜により構成されるエッチング阻止膜上に第１シード層を形成した後に、トリエチルボレート、トリエチルホスフェート、テトラエチルオルトシリケートおよび酸素ガスを使用して第１シード層上に第２シード層を形成する。第１シード層および第２シード層は、ＢＰＳＧ膜に添加されるホウ素およびリンの含量決定に寄与する。続いて、トリエチルボレート、トリエチルホスフェート、テトラエチルオルトシリケートおよびオゾンガスを使用して第１シード層および第２シード層を含むエッチング阻止膜上にＢＰＳＧ膜を形成する。このとき、ＢＰＳＧ膜はリンの含量が相対的に豊富に形成される。これは、第２シード層を形成するとき、トリエチルホスフェートを使用するために、十分な流動性を確保して後続のリフローでＢＰＳＧ膜を凹部位内に容易に充填させるためである。
【００１４】
そして、ＢＰＳＧ膜を窒素ガスを使用してリフローさせ、ＢＰＳＧ膜の表面を平坦に形成すると同時に凹凸部位のうち、凹部位内を絶縁膜で十分に充填する。しかし、凹部位内には、ＢＰＳＧ膜が十分に充填されずに、ボイド（ｖｏｉｄ）が頻繁に形成される。これは、ＢＰＳＧ膜を窒素ガスを使用してリフローさせるためである。このため、窒素ガスの代わりに最近では酸素ガスおよび水素ガスを使用してＢＰＳＧ膜をリフローさせ、ボイドの形成を最少化している。
【００１５】
しかし、酸素ガスおよび水素ガスを使用してＢＰＳＧ膜をリフローさせるとき、ＢＰＳＧ膜下部にあるエッチング阻止膜の厚さが減少する。これはリンの含量を決定するトリエチルホスフェートがリフローを実施するとき、酸素ガスおよび水素ガスと反応してリン酸（ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ  ａｃｉｄ：Ｈ3ＰＯ4）に生成され、リン酸がエッチング阻止膜をエッチングするためである。
【００１６】
リフロー以前と以後のエッチング阻止膜の厚さを透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＴＥＭ）を使用して分析した結果、リフロー以後のエッチング阻止膜の厚さが以前より約３０％減少することを確認することができた。また、オージェ電子分析器（ａｕｇｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＥＳ）を使用し、リフロー以後のエッチング阻止膜を分析した結果、エッチング阻止膜を構成する酸化物がリフロー以前より約０．２倍程度増加することを確認することができた。すなわち、リフローを通じてエッチング阻止膜の厚さが減少し、酸化が進行中であることを確認することができた。
【００１７】
これにより、リフローを実施した後に、ＢＰＳＧ膜に、開口部を有するＢＰＳＧ膜パターン形成のためのエッチングをするとき、エッチング阻止膜によるエッチング制御が適切とならない。それゆえ、エッチング阻止膜の下部にある基板が露出し、または激しい場合には、基板自体がエッチングされる場合も発生する。また、自己整合コンタクト（ｓｅｌｆ  ａｌｉｇｎ  ｃｏｎｔａｃｔ）などのような微細パターンが要求される最近の半導体装置の製造では、エッチング阻止膜の厚さ減少はゲート電極間のショルダマージン（ｓｈｏｕｌｄｅｒ  ｍａｒｇｉｎ）を十分に確保しない原因として作用する。
【００１８】
一方、ホウ素含量が相対的に豊富なＢＰＳＧ膜を形成する場合、十分な流動性が確保されないので、凹部位内にＢＰＳＧ膜が充填されずに、ボイドが生成される。また、ホウ素含量が豊富なＢＰＳＧ膜は等方性エッチング特性を有するために、開口部の形成のためのエッチングをする場合、開口部が設定された直径（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ：ＣＤ）より大きく形成される。したがって、開口部の充填のための後続工程を実施するとき、開口部内が完全に充填されずに、ボイドが形成される。これは、設定された直径より大きい開口部が形成されるが、充填は設定された直径を基準するためである。
【００１９】
このように、ＢＰＳＧ膜に添加されるリンおよびホウ素の含量を適切に調節しないために、下部のエッチング阻止膜の厚さが減少し、または等方性エッチング特性を有する。
この問題点を解決するために、本出願人はリンおよびホウ素の含量を適切に調節し、特性変化が実質的に殆どないＢＰＳＧ膜を形成する方法に関する発明を２０００年６月１５日付に韓国特許第２０００−３２８９３号に出願したことがある。
【００２０】
韓国特許第２０００−３２８９３号によると、水素ガスおよび酸素ガスを使用してＢＰＳＧ膜をリフローさせても、下部にあるエッチング阻止膜の厚さの減少を最少化すると同時に、十分な充填効果と異方性エッチング特性を確保することができる。
【００２１】
しかし、韓国特許第２０００−３２８９３号に開示された工程条件により形成されるＢＰＳＧ膜は、エッチング阻止膜の厚さ減少に対する再現性がない。すなわち、同一な工程条件でＢＰＳＧ膜を形成しても、ＢＰＳＧ膜を形成する装置によりその差異が発生する。装置は化学気相蒸着装置として、同一の構成を有する。
【００２２】
図１は、韓国特許第２０００−３２８９３号に開示された工程条件で５．２５から５．７５重量％のホウ素、ならびに２．７５から４．２５重量％のリンが添加されるＢＰＳＧ膜を形成した結果を示す。ＢＰＳＧ膜は同一の構成を有する１５台の装置各々を使用し形成される。
【００２３】
ＢＰＳＧ膜をリフローさせた後に、エッチング阻止膜の厚さ減少に対する偏差が激しく発生することを確認することができる。すなわち、前記の装置によっては２０Å以上の厚さ偏差があった可能性がある。ゆえに、ＢＰＳＧ膜はエッチング阻止膜の厚さ減少に対する再現性を確保しないという結論を得た。
また、流動性絶縁膜として形成されるＢＰＳＧ膜はシード層を形成する段階を実施しなければならないために、製造工程が簡単ではない問題点がある。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１目的は、同一の構成を有する多数台の装置各々を使用して絶縁膜を形成しても、その絶縁膜が実質的に同一の特性を示す絶縁膜の製造方法を提供することにある。
本発明の第２目的は、半導体を製造するにおいて、多数台の装置各々を使用して絶縁膜を形成しても、下部膜に及ぼす影響が実質的に同一な特性を有する絶縁膜を含む半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１目的を達成するための本発明の絶縁膜の製造方法は、第１流量を有し酸化性雰囲気を組成する酸化性ガス、第２流量を有し第１不純物質を運搬する第１キャリアガス、ならびに第３流量で供給され、リンを含む第２不純物質を運搬する第２キャリアガスを使用して、第１流動性絶縁膜を形成するためにチャンバ内部をガス雰囲気に組成する段階と、第４流量を有する前記酸化性ガス、第５流量を有する前記第１キャリアガス、第６流量で供給される前記第２キャリアガスを使用し、前記チャンバ内部が基準圧力以上になるように圧力雰囲気を組成する段階と、第７流量を有する前記酸化性ガス、第８流量を有する前記第１キャリアガス、第９流量で供給される前記第２キャリアガスを使用し、前記チャンバ内部に組成された圧力雰囲気を安定化させる段階と、第１０流量を有する前記酸化性ガス、第１１流量を有する前記第１キャリアガス、第１２流量で供給される第２キャリアガス、第１流動性絶縁膜を形成するときシリコンソースを提供するためのシリコンソース物質、第１流動性絶縁膜を形成するとき第１流動性絶縁膜に前記ホウ素をドーピングするための第１不純物質、ならびに第１流動性絶縁膜を形成するとき第１流動性絶縁膜にリンをドーピングするための第２不純物質を使用して、第１流動性絶縁膜を形成する段階とを含む。
そして、第１流量、第２流量および第３流量は、４５００：３０００：４０００の比率を有し、第４流量、第５流量および第６流量は、９５００：３０００：４０００の比率を有し、第７流量、第８流量および第９流量は、９５００：３０００：４０００の比率を有し、第１０流量、第１１流量、第１２流量、シリコンソース物質、第１不純物質および第２不純物質は、９５００：３０００：４０００：８００：１７０：５５の比率を有し、第３流量と第６流量と第９流量と第１２流量とは同一流量である。
【００２６】
ガス雰囲気組成および圧力雰囲気組成に使用される酸化性ガスは酸素ガス、オゾンガス、または酸素ガスおよびオゾンガスの混合ガスのいずれかであり、第１キャリアガスは窒素ガスであり、第２キャリアガスはヘリウムガスであり、シリコンソース物質はテトラエチルオルトシリケートであり、第１不純物質はトリエチルボレート、トリメチルボレート、またはトリエチルボレートおよびトリメチルボレートの混合物質のいずれかであり、第２不純物質はトリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、またはトリエチルホスフェートおよびトリメチルホスフェートの混合物質のいずれかである。望ましい第２不純物質としては、トリエチルホスフェートを使用することが望ましい。
【００２７】
第３流量、第６流量、第９流量および第１２流量は、４，０００ｓｃｃｍであることが望ましい。
また、第１流動性絶縁膜が形成される基板は、エッチングにより基板が損傷されることを防止するエッチング阻止膜を有することが望ましい。
【００２８】
第１流動性絶縁膜を形成する以前に、第１０流量と同一流量の酸化性ガス、第１１流量と同一流量の第１キャリアガス、第１２流量と同一流量の第２キャリアガスおよびシリコンソース物質と同一量のシリコンソース物質を使用し、不純物がドーピングされない第２流動性絶縁膜を形成する段階をさらに含むことが望ましい。そして、この第２流動性絶縁膜は、３秒以内に形成されることが望ましい。
また、第１流動性絶縁膜を形成した後に、第１流動性絶縁膜を高温雰囲気でリフローさせる段階をさらに含むことが望ましい。
【００２９】
ガス雰囲気は５秒以内に組成され、圧力雰囲気は２１．３ｋＰａ以上の圧力が６０秒以内に組成され、安定化は１５秒以内に実施されることが望ましい。
また、第１流動性絶縁膜を形成する段階は、第１流動性絶縁膜を１５秒以内に形成することが望ましい。
【００３０】
このように、第１キャリアガスより第２キャリアガスが多い流量を有するように供給され、４，０００ｓｃｃｍ以上に供給される。したがって、同一の構成を有する多数個台の装置各々を使用して絶縁膜を製造しても、実質的に同一の特性を有する絶縁膜を製造することができる。ゆえに、再現性が確保された絶縁膜を製造するに伴って、工程の安定性を一定に維持することができる。
【００３１】
本発明の第２目的を達成するための本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に、エッチングにより基板が損傷されることを阻止するためのエッチング阻止膜を形成する段階と、第１流量を有し酸化性雰囲気を組成する酸化性ガス、第２流量を有し、ホウ素を含む第１不純物質を運搬（ｃａｒｒｙｉｎｇ）する第１キャリアガス、ならびに第３流量で供給され、リンを含む第２不純物質を運搬する第２キャリアガスを使用して、エッチング阻止膜に第１流動性絶縁膜を形成するためにチャンバ内部をガス雰囲気に組成する段階と、第４流量を有する前記酸化性ガス、第５流量を有する前記第１キャリアガス、第６流量で供給される前記第２キャリアガスを使用し、前記チャンバ内部が基準圧力以上になるように圧力雰囲気を組成する段階と、第７流量を有する前記酸化性ガス、第８流量を有する前記第１キャリアガス、第９流量で供給される前記第２キャリアガスを使用し、前記チャンバ内部に組成された圧力雰囲気を安定化させる段階と、第１０流量を有する酸化性ガス、第１１流量を有する第１キャリアガス、第１２流量で供給される第２キャリアガス、第１流動性絶縁膜を形成するときシリコンソースを提供するためのシリコンソース物質、第１流動性絶縁膜を形成するとき前記第１流動性絶縁膜に前記ホウ素をドーピングするための第１不純物質、ならびに第１流動性絶縁膜を形成するとき前記第１流動性絶縁膜にリンをドーピングするための第２不純物質を使用して、エッチング阻止膜上に第１流動性絶縁膜を形成する段階と、第１流動性絶縁膜を酸素ガスおよび水素ガスを使用する高温雰囲気でリフローさせ、第１流動性絶縁膜の表面を平坦に形成すると同時に、基板上の凹凸部位のうち凹部位を第１流動性絶縁膜で十分に充填する段階と、第１流動性絶縁膜の所定部位をエッチングして、所定部位の下部にあるエッチング阻止膜が露出する開口部を有するパターンを形成する段階とを含む。
そして、第１流量、第２流量および第３流量は、４５００：３０００：４０００の比率を有し、第４流量、第５流量および第６流量は、９５００：３０００：４０００の比率を有し、第７流量、第８流量および第９流量は、９５００：３０００：４０００の比率を有し、第１０流量、第１１流量、第１２流量、シリコンソース物質、第１不純物質および第２不純物質は、９５００：３０００：４０００：８００：１７０：５５の比率を有し、第３流量と第６流量と第９流量と第１２流量とは同一流量である。
【００３２】
エッチング阻止膜は、窒化珪素を使用して６０から１５０Å程度の厚さに形成されることが望ましい。
また、第３流量、第６流量、第９流量および第１２流量は、４，０００ｓｃｃｍであることが望ましい。
また、ガス雰囲気は５秒以内に組成され、圧力雰囲気は６０秒以内に２１．３ｋＰａ以上の圧力に組成され、安定化は１５秒以内に実施されることが望ましい。
【００３３】
ガス雰囲気組成および圧力雰囲気組成に使用される酸化性ガスは酸素ガス、オゾンガス、または酸素ガスおよびオゾンガスの混合ガスのいずれかであり、第１キャリアガスは窒素ガスであり、第２キャリアガスはヘリウムガスであり、シリコンソース物質はテトラエチルオルトシリケートであり、第１不純物質はトリエチルボレート、トリメチルボレート、またはトリエチルボレートおよびトリメチルボレートの混合物質のいずれかであり、第２不純物質はトリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、またはトリエチルホスフェートおよびトリメチルホスフェートの混合物質のいずれかであることが望ましい。
【００３４】
第１流動性絶縁膜は、１５秒以内に８，０００から１０，０００Å程度の厚さを有するように形成されることが望ましい。
また、開口部を有するパターンは、ＣＦｘガスを含むエッチングガスを使用して第１流動性絶縁膜をエッチングすることで、形成されることが望ましい。
【００３５】
工程雰囲気を組成した後かつ第１流動性絶縁膜を形成する以前に、第１０流量と同一流量の酸化性ガス、第１１流量と同一流量の第１キャリアガス、第１２流量と同一流量の第２キャリアガスおよびシリコンソース物質と同一量のシリコンソース物質を使用し、不純物がドーピングされない第２流動性絶縁膜をエッチング阻止膜上に形成する段階をさらに含むことが望ましい。
また、第２流動性絶縁膜は、３秒以内に３０から５０Å程度の厚さを有するように形成されることが望ましい。
【００３６】
これにより、０．１５μｍ以下のデザイン−ルールが要求される自己整合コンタクトなどのような微細パターンを形成するときに適切に応用することができる絶縁膜を形成することができる。それだけでなく、同一の構成を有する多数台の装置各々を使用して絶縁膜を形成しても、実質的に同一の特性を有する絶縁膜を形成することができる。ゆえに、半導体装置の製造において工程再現性が十分に確保された絶縁膜を製造することができる。したがって、半導体装置の製造に安定性を確保することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
図２から図４は本発明の第１実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
図２は、シリコン材質により構成される基板２０が用意された状態を示す。また、図３は、基板２０上に流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜２２が形成されている状態を示す。
【００３８】
図５は本発明の第１実施例による絶縁膜を製造するための製造装置を示す模式図である。
図５に示すように、基板２０が置かれるステージ（ｓｔａｇｅ）２００が備えられている。ステージ２００には基板２０を加熱するための部材が設けられ、絶縁膜を形成するとき基板２０を加熱する。また、ステージ２００には基板２０を上、下にリフティングさせるための部材が設けられ、絶縁膜を形成するときに基板２０を上、下にリフティングさせる。ここで、基板２０のリフティングは絶縁膜のＢＰＳＧ膜２２の均一度に影響を及ぼすので、各段階ごとにリフティングの間隔を制御する。基板２０が置かれるステージ２００を含むチャンバ３０内に各段階ごとに反応ガスを供給するためのガス供給ライン２１０ａ、２１０ｂ、ならびに供給ライン２１０ａ、２１０ｂを通じて供給される反応ガスを混合するためのガス混合ボックス２２０が備えられる。
【００３９】
図６は反応ガスが混合される過程を説明するための模式図である。
図６に示すように、ガス供給ライン２１０ａ、２１０ｂが連結されるガス混合ボックス２２０が備えられている。反応ガスはガス混合ボックス２２０に各々供給され、ガス混合ボックス２２０内で混合され、チャンバ３０内に供給される。
【００４０】
ガス混合ボックス２２０を通じて提供される反応ガスをチャンバ３０内にある基板２０上に均一に供給するためのプレート２３０が備えられている。プレート２３０の全面にはガスを供給するためのホールが形成され、ガスはホールを通じて基板２０上に均一に供給される。
【００４１】
チャンバ３０を含む装置を使用した絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２２の形成は次のとおりである。
図５から図７に示すように、基板２０をチャンバ３０内に配置する。また、チャンバ３０内に４，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。したがって、チャンバ３０内部はガス雰囲気に組成される。ガス雰囲気は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大３秒である。万一、ガス雰囲気組成が３秒以上実施される場合には、工程エラーと判断する。また、基板２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する（１ミル＝２５μｍ）。ガス雰囲気組成は基板２０上に形成する流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２２の均一度を確保するためである。
【００４２】
続いて、ガス雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、チャンバ３０と連結されるポンピング部材（図示せず）を使用してチャンバ３０内部を圧力雰囲気に組成する。ここで、圧力雰囲気は工程段階が時間および設定圧力により制御されるが、制御時間は最大６０秒であり、設定圧力は最小１６０Ｔｏｒｒ（２１．３ｋＰａ）である。万一、圧力雰囲気組成が６０秒以上実施され、または１６０Ｔｏｒｒ（２１．３ｋＰａ）以下の圧力を示す場合には、工程エラーと判断する。また、基板２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００４３】
続けて、圧力雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、ポンピング部材の稼動は停止される。ゆえに、チャンバ３０に組成された圧力雰囲気が安定化される。ここで、安定化は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。万一、安定化が１５秒以上実施される場合には、工程エラーと判断する。また、基板２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００４４】
ガス雰囲気、圧力雰囲気ならびに安定化を含む工程雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。これと共に、チャンバ３０内に８００ｓｃｃｍ程度の流量を有するテトラエチルオルトシリケート、１７０ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルボレート、ならびに５５ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルホスフェートを供給する。ゆえに、基板２０上に流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜２２が形成される。ここで、ＢＰＳＧ膜２２の形成は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。万一、工程段階が１５秒以上実施される場合には、工程エラーと判断する。また、基板２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。また、１０，０００Å程度の厚さを有するＢＰＳＧ膜２２を形成するように、工程は制御される。
【００４５】
ここで、テトラエチルオルトシリケートはＢＰＳＧ膜２２を形成するとき、シリコンソース物質に使用される。そして、トリエチルボレートはＢＰＳＧ膜２２を形成するとき、ホウ素の原料として使用されるが、副産物の生成なしにテトラエチルオルトシリケートと混合され、熱に安定的である。ゆえに、最近では、ＢＰＳＧ膜２２を生成するとき、トリエチルボレートが使用される。ホウ素の原料としてトリメチルボレート（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｏｒａｔｅ：ＴＭＢ）を使用することもでき、トリエチルボレートおよびトリメチルボレートの混合物質を使用することもできる。トリエチルホスフェートはＢＰＳＧ膜２２を形成するとき、リンの原料として使用される。リンの原料としてトリメチルホスフェート（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈａｔｅ：ＴＭＰＯ）を使用することもでき、トリエチルホスフェートおよびトリメチルホスフェートの混合物質を使用することもできる。また、ホウ素の原料に提供されるトリエチルボレートを運搬するガスとしては窒素ガスを使用し、リンの材料に提供されるトリエチルホスフェートを運搬するガスとしては、ヘリウムガスを使用する。そして、窒素ガスはトリエチルボレートの濃度調節用に使用され、ヘリウムガスはトリエチルホスフェートの濃度調節用に使用される。また、窒素ガスおよびヘリウムガスは圧力雰囲気組成にも使用される。
【００４６】
また、流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２２の形成に使用される物質の特性を具体的に説明すると、次のとおりである。
まず、テトラエチルオルトシリケート（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ：ＴＥＯＳ）は化学気相蒸着で形成される酸化膜のシリコンソースとして、シラン（ｓｉｌａｎｅ）よりパーティクルの生成率が低く、取扱が容易である。ゆえに、最近の流動性絶縁膜の製造に主に使用される。
【００４７】
トリエチルボレート（ＴＥＢ）は流動性絶縁膜としてＢＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜を形成するとき、ホウ素の原料に使用される。また、反応副産物の生成なしにテトラエチルオルトシリケートと混合されるために、最近の流動性絶縁膜の製造に主に使用される。
【００４８】
トリエチルホスフェート（ＴＥＰＯ）は流動性絶縁膜としてＰＳＧ膜またはＢＰＳＧ膜を形成するとき、リンの原料に使用される。また、最近ではホスフィンの（ＰＨ3）代わりに主に使用される。
図７は、本発明の第１実施例による流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２２を形成するとき提供されるガスおよび物質を各段階別に分類するためのグラフである。
【００４９】
ガス雰囲気を組成する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。圧力雰囲気を組成する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。
【００５０】
安定化を実施する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。
絶縁膜を形成する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。また、前記の段階では、テトラエチルオルトシリケート、トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェートを使用する。
【００５１】
このように、ホウ素の原料として供給されるトリエチルボレート、ならびにリンの原料として供給されるトリエチルホスフェートの流量を制御することにより、５．５重量％程度のホウ素、ならびに３．０重量％程度のリンを有するＢＰＳＧ膜２２を形成することができる。また、キャリアガスとして窒素ガスおよびヘリウムガスを使用し、その流量を制御することにより、流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜２２を形成する工程再現性を十分に確保することができる。すなわち、同一の構成を有する多数台の装置を使用してＢＰＳＧ膜２２を形成しても、実質的に同一の特性を有するＢＰＳＧ膜２２を形成することができる。
【００５２】
図４に示すように、ＢＰＳＧ膜２２に酸素ガスおよび水素ガスが供給され、高温の雰囲気でリフローさせ、その表面２２ａを平坦に形成する。ここで、同一の構成を有する多数台の装置を使用してＢＰＳＧ膜２２を形成しても、リフローによるＢＰＳＧ膜２２の特性変化が実質的に同一である。したがって、条件により工程を実施して形成される流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜２２は十分な再現性を確保することができる。
【００５３】
図８から図１１は、本発明の第２実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
前記第２実施例による絶縁膜の製造は、前述した図５および図６と同一の構成を有する装置を使用する。
【００５４】
図８に示すように、基板６０をチャンバ３０内に配置する。また、チャンバ３０内に４，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。したがって、チャンバ３０内部はガス雰囲気に組成される。ガス雰囲気は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大３秒である。また、基板６０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。
【００５５】
続いて、ガス雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、チャンバ３０と連結されるポンピング部材（図示せず）を使用してチャンバ３０内部を圧力雰囲気に組成する。ここで、圧力雰囲気は工程段階が時間および設定圧力により制御されるが、制御時間は最大６０秒であり、設定圧力は最小１６０Ｔｏｒｒ（２１．３ｋＰａ）である。また、基板６０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００５６】
続けて、圧力雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、ポンピング部材の稼動は停止される。したがって、チャンバ３０に組成された圧力雰囲気が安定化される。ここで、安定化は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。また、基板６０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００５７】
図９に示すように、ガス雰囲気、圧力雰囲気および安定化雰囲気を含む工程雰囲気を組成した後に、基板６０上に、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜６４を形成する。不純物がドーピングされない流動性絶縁膜６３は、図５および図６と同一の構成を有する装置を使用し、インサイチュ（ｉｎｓｉｔｕ）で形成される。前記の形成は次のとおりである。
【００５８】
工程雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。これと共に、チャンバ３０内に８００ｓｃｃｍ程度の流量を有するテトラエチルオルトシリケートを提供する。したがって、テトラエチルオルトシリケートがシリコンソース物質に作用して、基板６０上に不純物がドーピングされない流動性絶縁膜６４が形成される。ここで、流動性絶縁膜６４の形成は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大３秒である。万一、工程段階が３秒以上実施される場合には、工程エラーと判断する。また、基板６０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。また、４０Å程度の厚さを有する流動性絶縁膜６４を形成するように、工程は制御される。
【００５９】
図１０に示すように、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜６４上にＢＰＳＧ膜６２を形成する。前記の形成は次のとおりである。まず、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。これと共に、チャンバ３０内に８００ｓｃｃｍ程度の流量を有するテトラエチルオルトシリケート、１７０ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルボレート、ならびに５５ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルホスフェートを供給する。だから、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜６４上に流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜６２が形成される。このとき、ＢＰＳＧ膜６２の形成は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。また、基板６０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。また、１０，０００Å程度の厚さを有するＢＰＳＧ膜６２を形成するように、工程は制御される。
【００６０】
ここで、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガス、テトラエチルオルトシリケート、トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェート各々の機能および作用は第１実施例で説明したことと実質的に同一である。トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェートに代わる物質も同一である。
【００６１】
また、第２実施例ではＢＰＳＧ膜６２の特性変化に対するバッファ（ｂｕｆｆｅｒ）機能を有する不純物がドーピングされない流動性絶縁膜６４をさらに形成する。したがって、流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜６２の特性変化を最少化することができる。
【００６２】
図１２は本発明の第２実施例による絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜６２を形成するときに供給されるガスおよび物質を各段階別に分類するためのグラフである。
ガス雰囲気を組成する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。
【００６３】
圧力雰囲気を組成する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。安定化を実施する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。
【００６４】
第２流動性絶縁膜として、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜６４を形成する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスおよびテトラエチルオルトシリケートを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。
【００６５】
第１流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜６２を形成する段階では、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを使用する。ここで、ヘリウムガスは窒素ガスより多い流量を有するように供給される。また、前記の段階では、テトラエチルオルトシリケート、トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェートを使用する。
【００６６】
このように、ホウ素の原料に供給されるトリエチルボレート、ならびにリンの原料に供給されるトリエチルホスフェートの流量を制御することにより、５．５重量％程度のホウ素、ならびに３．０重量％程度のリンを有するＢＰＳＧ膜６２を形成することができる。また、キャリアガスとして窒素ガスおよびヘリウムガスを使用し、その流量を制御することにより、流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜６２を形成する工程再現性を十分に確保することができる。すなわち、同一の構成を有する多数台の装置を使用し、ＢＰＳＧ膜６２を形成しても、実質的に同一の特性を有するＢＰＳＧ膜６２を形成することができる。
【００６７】
図１１に示すように、ＢＰＳＧ膜６２に酸素ガスおよび水素ガスが供給され、高温の雰囲気でリフローさせ、その表面６２ａを平坦に形成する。ここで、同一の構成を有する多数台の装置を使用し、ＢＰＳＧ膜６２を形成しても、リフローによるＢＰＳＧ膜６２の特性変化が実質的に同一である。したがって、条件により工程を実施し形成される流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜６２は十分な再現性を確保することができる。
【００６８】
また、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜６４をバッファ機能を有するように形成することにより、再現性を十分に確保することができるだけでなく、後続工程での特性変化を最少化することができる。
図１３から図１６は、本発明の第３実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【００６９】
図１３に示すように、シリコン材質により構成される基板８０を用意する。また、図１４に示すように、基板８０上にエッチング阻止膜８４を形成する。エッチング阻止膜８４はエッチングにより基板８０が損傷されることを防止する。また、エッチング阻止膜８４は以後にパターンを形成することにより、基板が露出し酸化されることを防止する。また、エッチング阻止膜８４は、以後に形成する流動性絶縁膜をリフローさせるときに生成される水分が流動性絶縁膜を媒介に、基板上に浸透することを阻止する。エッチング阻止膜８４は１３５Å程度の厚さを有するように形成し、主に窒化珪素を使用する。したがって、エッチング阻止膜８４は窒化珪素膜により構成される。そして、エッチング阻止膜８４は主に化学気相蒸着を実施して形成する。
【００７０】
図１５に示すように、エッチング阻止膜８４上に流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜８２を形成する。ＢＰＳＧ膜８２の形成を具体的に説明すると、次のとおりである。
まず、エッチング阻止膜８４が形成された基板８０をチャンバ３０内に配置する。また、チャンバ３０内に４，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。したがって、チャンバ３０内部はガス雰囲気に組成される。ガス雰囲気は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大３秒である。また、基板８０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。
【００７１】
続いて、ガス雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、チャンバ３０と連結されるポンピング部材（図示せず）を使用してチャンバ３０内部を圧力雰囲気に組成する。ここで、圧力雰囲気は工程段階が時間および設定圧力により制御されるが、制御時間は最大６０秒であり、設定圧力は最小１６０Ｔｏｒｒ（２１．３ｋＰａ）である。また、基板８０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００７２】
続けて、圧力雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、ポンピング部材の稼動は停止される。ゆえに、チャンバ３０に組成された圧力雰囲気が安定化される。ここで、安定化は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。また、基板８０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００７３】
ガス雰囲気、圧力雰囲気および安定化を含む工程雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。これと共に、チャンバ３０内に８００ｓｃｃｍ程度の流量を有するテトラエチルオルトシリケート、１７０ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルボレート、ならびに５５ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルホスフェートを供給する。したがって、エッチング阻止膜８４上に流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜８２が形成される。このとき、ＢＰＳＧ膜８２の形成は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。万一、工程段階が１５秒以上実施される場合には、工程エラーと判断する。そして、基板８０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。また、１０，０００Å程度の厚さを有するＢＰＳＧ膜８２を形成するように、工程は制御される。
【００７４】
第３実施例の絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜８２を形成するときに供給されるガスおよび物質に対する各段階別分類は第１実施例と実質的に同一の構成を有する。ここで、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガス、テトラエチルオルトシリケート、トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェート各々の機能および作用は第１実施例で説明したものと実質的に同一である。トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェートに代わる物質も同一である。
【００７５】
このように、ホウ素の原料として供給されるトリエチルボレート、ならびにリンの原料として供給されるトリエチルホスフェートの流量を制御することにより、５．５重量％程度のホウ素、ならびに３．０重量％程度のリンを有するＢＰＳＧ膜８２を形成することができる。また、キャリアガスとして窒素ガスおよびヘリウムガスを使用し、その流量を制御することにより、流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜８２を形成する工程の再現性を十分に確保することができる。すなわち、同一の構成を有する多数台の装置を使用し、ＢＰＳＧ膜８２を形成しても、実質的に同一の特性を有するＢＰＳＧ膜８２を形成することができる。
【００７６】
図１６に示すように、ＢＰＳＧ膜８２に酸素ガスおよび水素ガスが供給され、高温の雰囲気でリフローさせ、その表面８２ａを平坦に形成する。ここで、同一の構成を有する多数台の装置を使用し、ＢＰＳＧ膜８２を形成しても、リフローによるＢＰＳＧ膜８２の特性変化が実質的に同一である。したがって、条件により工程を実施し形成される流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜８２は十分な再現性を確保することができる。
【００７７】
図１７および図１８は、本発明の第３実施例によりリフロー以後のエッチング阻止膜の厚さが変化する結果を示すグラフである。
図１７は、ホウ素の濃度を調節するキャリアガスとして、窒素ガスを２，０００ｓｃｃｍ供給し、リンの濃度を調節するキャリアガスとしてヘリウムガスの流量を可変したときに、エッチング阻止膜の厚さが減少される結果を示す。すなわち、ＢＰＳＧ膜をリフローさせる以前と以後のエッチング阻止膜が減少した厚さを示す。また、ＢＰＳＧ膜は同一の構成を有する装置を使用して第３実施例での同一の工程条件により形成した。
【００７８】
ここで、「■」は第１装置を使用してＢＰＳＧ膜を形成した場合であり、「●」は第２装置を使用してＢＰＳＧ膜を形成した場合である。
「■」、「●」を確認した結果、前記の装置各々によりエッチング阻止膜が減少する厚さの偏差があることを確認することができた。
【００７９】
図１８は、ホウ素の濃度を調節するキャリアガスとして、窒素ガスを３，０００ｓｃｃｍ供給し、リンの濃度を調節するキャリアガスとしてヘリウムガスの流量を可変したときに、エッチング阻止膜の厚さが減少する結果を示す。すなわち、ＢＰＳＧ膜をリフローさせる以前と以後のエッチング阻止膜が減少した厚さを示す。また、ＢＰＳＧ膜は同一の構成を有する装置を使用して第３実施例での同一な工程条件により形成した。
【００８０】
「■」、「●」を確認した結果、前記の装置各々によりエッチング阻止膜が減少する厚さの偏差があることを確認することができた。しかし、ヘリウムガスが４，０００ｓｃｃｍであるとき、エッチング阻止膜が減少する厚さの偏差がないことが確認された。
【００８１】
このように、３，０００ｓｃｃｍの窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍのヘリウムガスを供給する条件により、ＢＰＳＧ膜を形成する場合に製造装置を別にしても、実質的に同一な特性を有するＢＰＳＧ膜を形成することができる。したがって、ＢＰＳＧ膜に対する再現性を十分に確保することができる。
【００８２】
３，０００ｓｃｃｍの窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍのヘリウムガスを供給する条件は、前述した第１及び第２実施例でも実質的に同一な特性を有するＢＰＳＧ膜を形成することができる。
したがって、十分な充填効果および異方性エッチング特性を有すると同時に、リフロー以後に下部にあるエッチング阻止膜の厚さ減少が２５Å以内である流動性絶縁膜を形成することができる。また、同一の構成を有する多数台の装置を使用しても、実質的に同一な特性を有する流動性絶縁膜を容易に形成することができる。
【００８３】
図１９から図２３は、本発明の第４実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
図１９に示すように、シリコン材質により構成される基板１１０を用意する。また、図１９に示すように、基板１１０上にエッチング阻止膜１１３を形成する。エッチング阻止膜１１３は１３５Å程度の厚さを有するように形成し、主に窒化珪素を使用する。したがって、エッチング阻止膜１１３は窒化珪素膜により構成される。また、エッチング阻止膜１１３は主に化学気相蒸着を実施して形成する。
【００８４】
前記第４実施例による絶縁膜の製造は、前述した図５および図６と同一の構成を有する装置を使用する。
図２１に示すように、エッチング阻止膜１１３が形成された基板１１０をチャンバ３０内に配置する。また、チャンバ３０内に４，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。したがって、チャンバ３０内部はガス雰囲気に組成される。ガス雰囲気は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大３秒である。また、基板１１０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。
【００８５】
続いて、ガス雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、チャンバ３０と連結されるポンピング部材（図示せず）を使用して、チャンバ３０内部を圧力雰囲気に組成する。ここで、圧力雰囲気は工程段階が時間および設定圧力により制御されるが、制御時間は最大６０秒であり、設定圧力は最小１６０Ｔｏｒｒ（２１．３ｋＰａ）である。また、基板１１０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００８６】
続けて、圧力雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、ポンピング部材の稼動は停止される。したがって、チャンバ３０に組成された圧力雰囲気が安定化される。ここで、安定化は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。また、基板１１０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００８７】
前記ガス雰囲気、圧力雰囲気および安定化雰囲気を含む工程雰囲気を組成した後に、エッチング阻止膜１１３上に、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１１５を形成する。不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１１５は、装置を使用してインサイチュ（ｉｎｓｉｔｕ）に形成する。前記の形成は次のとおりである。
【００８８】
工程雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。これと共に、チャンバ３０内に８００ｓｃｃｍ程度の流量を有するテトラエチルオルトシリケートを提供する。したがって、テトラエチルオルトシリケートがシリコンソース物質に作用してエッチング阻止膜１１３上に不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１１５が形成される。ここで、流動性絶縁膜１１５の形成は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大３秒である。万一、工程段階が３秒以上実施される場合には、工程エラーと判断する。また、基板１１０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。また、４０Å程度の厚さを有する流動性絶縁膜１１５を形成するように、工程は制御される。
【００８９】
図２２に示すように、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１１５上にＢＰＳＧ膜１１２を形成する。前記の形成は次のとおりである。まず、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。これと共に、チャンバ３０内に８００ｓｃｃｍ程度の流量を有するテトラエチルオルトシリケート、１７０ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルボレート、ならびに５５ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルホスフェートを供給する。したがって、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１１５上に流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜１１２が形成される。このとき、ＢＰＳＧ膜１１２の形成は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。また、基板１１０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。そして、１０，０００Å程度の厚さを有するＢＰＳＧ膜１１２を形成するように、工程は制御される。
【００９０】
ここで、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガス、テトラエチルオルトシリケート、トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェート各々の機能および作用は第１実施例で説明したことと実質的に同一である。トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェートに代わる物質も同一である。
【００９１】
図２３に示すように、ＢＰＳＧ膜１１２に酸素ガスおよび水素ガスが供給され、高温の雰囲気でリフローさせ、その表面１１２ａを平坦に形成する。ここで、同一の構成を有する多数台の装置を使用し、ＢＰＳＧ膜１１２を形成しても、リフローによるＢＰＳＧ膜１１２の特性変化が実質的に同一である。したがって、条件により工程を実施し形成される流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜１１２は十分な再現性を確保することができる。
【００９２】
このように、前記実施例により形成する絶縁膜は前述した特性に起因するために、０．１５μｍ以下のデザイン−ルールが要求される最近の半導体装置の製造に積極的に応用することができる。すなわち、流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜は自己整合コンタクトの形成、ＩＭＤ（ｉｎｔｅｒ  ｍｅｔａｌ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）またはＩＬＤ（ｉｎｔｅｒ  ｌａｙｅｒ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）などのような層間絶縁膜の形成に積極的に応用することができる。
【００９３】
図２４から図２８は本発明の第５実施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
図２４に示すように、ソースおよびドレーン１２２が形成された基板１２０上にトランジスターを構成するゲート電極１２４を形成する。ソースおよびドレーン１２２は基板１２０内に不純物を注入して形成し、ゲート電極１２４は主にポリシリコン膜およびタングステン珪素膜（ＷＳｉ  ｌａｙｅｒ）を形成した後に、フォトリソグラフィ工程を通じて形成する。
【００９４】
図２５に示すように、基板１２０およびゲート電極１２４上に窒化珪素を使用して、エッチング阻止膜１２６を連続的に形成する。エッチング阻止膜１２６は化学気相蒸着を通じて１３５Å程度の厚さを有するように形成する。窒化珪素膜は以後、エッチングにより基板１２０が損傷されることを阻止すると同時に基板１２０が露出し酸化されることを防止し、リフローにより生成される水分が基板１２０に浸透することを阻止する。
【００９５】
図２６に示すように、エッチング阻止膜１２６上に流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜１２８を形成する。ここで、ＢＰＳＧ膜１２８は５．５重量％程度のホウ素、ならびに３．０重量％程度のリンが添加されるように形成する。そして、ＢＰＳＧ膜１２８は９，５００Å程度の厚さを有するように形成する。
【００９６】
流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２８の形成を具体的に説明すると、次のとおりである。ここで、流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２８は図５および図６と同一の構成を有する装置を使用し形成する。
まず、エッチング阻止膜１２６が形成された基板１２０をチャンバ３０内に配置する。また、チャンバ３０内に４，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。したがって、チャンバ３０内部はガス雰囲気に組成される。ガス雰囲気は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大３秒である。また、基板１２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。
【００９７】
続いて、ガス雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、チャンバ３０と連結されるポンピング部材（図示せず）を使用してチャンバ３０内部を圧力雰囲気に組成する。ここで、圧力雰囲気は工程段階が時間および設定圧力により制御されるが、制御時間は最大６０秒であり、設定圧力は最小１６０Ｔｏｒｒ（２１．３ｋＰａ）である。また、基板１２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は５００ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持する。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００９８】
続けて、圧力雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。また、ポンピング部材の稼動は停止される。ゆえに、チャンバ３０に組成された圧力雰囲気が安定化される。ここで、安定化は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。また、基板１２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。
【００９９】
前記ガス雰囲気、圧力雰囲気および安定化雰囲気を含む工程雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。これと共に、チャンバ３０内に８００ｓｃｃｍ程度の流量を有するテトラエチルオルトシリケート、１７０ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルボレート、ならびに５５ｓｃｃｍ程度の流量を有するトリエチルホスフェートを提供する。したがって、エッチング阻止膜１２６上に流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜１２８が形成される。ここで、ＢＰＳＧ膜１２８の形成は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大１５秒である。万一、工程段階が１５秒以上実施される場合には、工程エラーと判断する。また、基板１２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。また、９，５００Å程度の厚さを有するＢＰＳＧ膜１２８を形成するように、工程は制御される。
【０１００】
前記第５実施例の流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２８を形成するときに供給されるガスおよび物質に対する各段階別分類は第１実施例と実質的に同一の構成を有する。
ここで、酸素ガス、窒素ガス、ヘリウムガス、テトラエチルオルトシリケート、トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェート各々の機能および作用は第１実施例で説明したことと実質的に同一である。トリエチルボレートおよびトリエチルホスフェートに代わる物質も同一である。
【０１０１】
このように、ホウ素の原料として供給されるトリエチルボレート、ならびにリンの原料として供給されるトリエチルホスフェートの流量を制御することにより、５．５重量％程度のホウ素、ならびに３．０重量％程度のリンを有するＢＰＳＧ膜１２８を形成することができる。また、キャリアガスとして窒素ガスおよびヘリウムガスを使用し、その流量を制御することにより、流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜１２８を形成する工程再現性を十分に確保することができる。すなわち、同一の構成を有する多数台の装置を使用し、ＢＰＳＧ膜１２８を形成しても、実質的に同一の特性を有するＢＰＳＧ膜１２８を形成することができる。
【０１０２】
図２７に示すように、水素ガスおよび酸素ガスを使用して約８５０℃の温度で流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２８をリフローさせる。これにより、ＢＰＳＧ膜１２８の表面１２８ａが平坦に形成されると同時に、ゲート電極１２４との間にＢＰＳＧ膜１２８が十分に充填される。
【０１０３】
これは、５．５重量％程度のホウ素、ならびに３．０重量％程度のリンが添加されるＢＰＳＧ膜１２８を流動性絶縁膜として形成するためである。したがって、十分な充填効果を有すると同時に、下部にあるエッチング阻止膜１２６の厚さが減少することを２５Å以内に阻止することができる。また、キャリアガスとして、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガス、ならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを使用することにより、工程特性の変化が実質的にない流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２８を形成することができる。すなわち、同一の構成を有する多数台の装置を使用しＢＰＳＧ膜１２８を形成しても、実質的に同一の工程特性を確保することができる。だから、以後のリフローによるエッチング阻止膜の厚さ減少偏差を最少化することができる。これは、ＢＰＳＧ膜１２８を形成する工程再現性の確保だけでなく、安定性確保にも寄与する。
【０１０４】
図２８に示すように、自己整合コンタクトを実施し流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２８を開口部１３０を有するパターン１３２に形成する。ここで、開口部１３０はフォトリソグラフィ工程を通じて形成する。そして、ＢＰＳＧ膜１２８のエッチングは、ＣＦｘを含むエッチングガスを使用する。また、エッチングはＢＰＳＧ膜１２８と下部のエッチング阻止膜１２６とのエッチング選択比によりなるが、リフローを実施してもエッチング阻止膜１２６の厚さの変化がないために、エッチング阻止を容易に実施することができる。また、エッチング阻止膜１２６により自己整合コンタクトの実施をするときに十分なマージンを確保することができる。これにより、金属膜などを使用して開口部１３０の充填のための後続工程をするとき、金属膜により開口部１３０を十分に充填することができる。
【０１０５】
このように、最近の半導体装置はゲート電極１２４により形成される凹凸部位の間隔が微細であるために、ゲート電極１２４の間を十分に充填することが容易ではない。これにより、十分な流動性を有する流動性絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜１２８でゲート電極１２４の間を充填する。凹凸部位はゲート電極１２４によるものに限定するが、開口部などのようなパターンにより形成される凹凸部位などを含むことができる。
【０１０６】
前記第５実施例では、エッチング阻止膜を形成した後に、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜を形成する段階をさらに含むことができる。したがって、エッチング阻止膜上に、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜が形成され、不純物がドーピングされないエッチング阻止膜上にＢＰＳＧ膜が形成される。
【０１０７】
図２９は本発明の第６実施例により形成される半導体装置について説明するための断面図である。
図２９に示すように、エッチング阻止膜１２６を形成し、工程雰囲気を阻止した後に、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１２７を形成し、その後にリンおよびドーピングされたＢＰＳＧ膜１２８を形成する。
【０１０８】
不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１２７の形成は次のとおりである。工程雰囲気を組成した後に、チャンバ３０内に９，５００ｓｃｃｍ程度の流量を有する酸素ガス、３，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有する窒素ガスならびに４，０００ｓｃｃｍ程度の流量を有するヘリウムガスを供給する。これと共に、チャンバ３０内に８００ｓｃｃｍ程度の流量を有するテトラエチルオルトシリケートを提供する。したがって、テトラエチルオルトシリケートがシリコンソース物質に作用して、エッチング阻止膜１２６上に不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１２７が形成される。ここで、流動性絶縁膜１２７の形成は工程段階が時間により制御されるが、制御時間は最大３秒である。万一、工程段階が３秒以上実施される場合には、工程エラーと判断する。また、基板１２０が置かれるステージ２００とプレート２３０は２２０ミル（ｍｉｌｓ）程度の間隔を維持するように調節される。また、チャンバ３０内の温度は４８０℃程度を維持するように制御される。また、４０Å程度の厚さを有する不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１２７を形成するように、工程は制御される。
【０１０９】
このように、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜１２７をさらに形成することにより、不純物がドーピングされない流動性絶縁膜が十分なバッファ機能を有する。
以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明の実施例を修正または変更できるであろう。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明によると、ホウ素およびリンの含量条件を制御して、十分な流動性を有する絶縁膜を形成することにより、リフローによる特性変化を最少化することができる。すなわち、流動性絶縁膜をリフローしても、下部にあるエッチング阻止膜の厚さの減少を最少化すると同時に、十分な充填効果と異方性エッチング特性を確保することができる。また、流動性絶縁膜を形成するとき、キャリアガスの流量を適切に制御することにより、工程再現性を十分に確保することができる。すなわち、同一の構成を有する多数台の装置を使用しても特性変化が実質的に同一な流動性絶縁膜を形成することができる。
【０１１１】
したがって、本発明によると、リフローによる特性変化が最少化され、工程再現性を実質的に確保した流動性絶縁膜を容易に形成することができる。だから、流動性絶縁膜を半導体装置に応用する場合、半導体装置の信頼度が向上する効果を期待することができる。
【０１１２】
また、本発明によると、流動性絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を形成するとき、工程雰囲気を組成した後に、シード層の形成なしに流動性絶縁膜を形成するために、製造工程の単純化を図ることができる。したがって、流動性絶縁膜を半導体装置に応用する場合、半導体装置の生産性が向上する効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の工程条件により形成されるＢＰＳＧ膜をリフローさせた後にエッチング阻止膜の厚さが減少した状態を説明するためのグラフである。
【図２】本発明の第１実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の第１実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第１実施例による絶縁膜の製造方法で絶縁膜を製造するための製造装置を示す模式図である。
【図６】本発明の第１実施例による絶縁膜の製造方法において反応ガスが混合される過程を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第１実施例による絶縁膜の製造方法で絶縁膜を形成するとき提供されるガスおよび物質を各段階別に分類するためのグラフである。
【図８】本発明の第２実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の第２実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第２実施例による絶縁膜の製造方法で絶縁膜を形成するとき提供されるガスおよび物質を各段階別に分類するためのグラフである。
【図１３】本発明の第３実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】本発明の第３実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】本発明の第３実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の第３実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】本発明の第３実施例による絶縁膜の製造方法においてキャリアガスの流量条件によりエッチング阻止膜の厚さが減少する状態を説明するためのグラフである。
【図１８】本発明の第３実施例による絶縁膜の製造方法においてキャリアガスの流量条件によりエッチング阻止膜の厚さが減少する状態を説明するためのグラフである。
【図１９】本発明の第４実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】本発明の第４実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】本発明の第４実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】本発明の第４実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】本発明の第４実施例による絶縁膜の製造方法を説明するための断面図である。
【図２４】本発明の第５実施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２５】本発明の第５実施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２６】本発明の第５実施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２７】本発明の第５実施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２８】本発明の第５実施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図２９】本発明の第６実施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
２０、６０、１１０、１２０    基板
２２、６２、８２、１１２、１２８    ＢＰＳＧ膜
６４、１１５、１２７    流動性絶縁膜
３０    チャンバ
８４、１１３、１２６    エッチング阻止膜
１２２    ソースおよびドレーン
１２４    ゲート電極
１３０    開口部
１３２    パターン
２００    ステージ
２１０ａ、２１０ｂ    ガス供給ライン
２２０    ガス混合ボックス
２３０    プレート
【図１】
0004160317.tif 000002
【図２】
0004160317.tif 000003
【図３】
0004160317.tif 000004
【図４】
0004160317.tif 000005
【図５】
0004160317.tif 000006
【図６】
0004160317.tif 000007
【図７】
0004160317.tif 000008
【図８】
0004160317.tif 000009
【図９】
0004160317.tif 000010
【図１０】
0004160317.tif 000011
【図１１】
0004160317.tif 000012
【図１２】
0004160317.tif 000013
【図１３】
0004160317.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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