JPH0438832A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0438832A JPH0438832A JP14572390A JP14572390A JPH0438832A JP H0438832 A JPH0438832 A JP H0438832A JP 14572390 A JP14572390 A JP 14572390A JP 14572390 A JP14572390 A JP 14572390A JP H0438832 A JPH0438832 A JP H0438832A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に層間絶縁膜
に形成されたコンタクトホールへ金属層を選択的に埋め
込み平坦化する方法に関する。
に形成されたコンタクトホールへ金属層を選択的に埋め
込み平坦化する方法に関する。
従来、半導体装置の製造工程における平坦化技術は第４
図に示すようなプロセスフローを有していた。
図に示すようなプロセスフローを有していた。
まず第４図（Ａ）に示すように、拡散層３及び配線４が
形成された半導体基板１上にポリイミド系樹脂膜５を回
転塗布し焼き締めた後、ドライエツチング法にてコンタ
クトホール６を開孔する。
形成された半導体基板１上にポリイミド系樹脂膜５を回
転塗布し焼き締めた後、ドライエツチング法にてコンタ
クトホール６を開孔する。
次に第４図（Ｂ）に示すように、タングステン膜７を１
０〜１００Ｐａ、２００〜４００℃程度の雰囲気でコン
タクトホール６内に選択成長させる。
０〜１００Ｐａ、２００〜４００℃程度の雰囲気でコン
タクトホール６内に選択成長させる。
次に第４図（Ｃ）に示すように、フォトレジスト膜８を
回転塗布し、リフローして平坦化する。
回転塗布し、リフローして平坦化する。
次に第４図（Ｄ）に示すように、フォトレジストＭ８．
タングステン膜７．ポリイミド系樹脂膜５のエツチング
レートがほぼ等しいエツチング条件でポリイミド系樹脂
膜５の一部までエッチバックする。
タングステン膜７．ポリイミド系樹脂膜５のエツチング
レートがほぼ等しいエツチング条件でポリイミド系樹脂
膜５の一部までエッチバックする。
このエツチングの条件としては一例を掲げると、枚葉形
プラズマ・エツチング装置を用いる場合、高周波電カニ
１７５Ｗ、エツチング圧カニ０．４Ｔｏｒｒ、）−タル
ガス流量： ７５ｓｅｃｍ、ガスとして８０％のＳＦ６
と２０％のＡｒを用いることで、タングステン膜７及び
フォトレジストＷＡ８のエツチングレートは約７５００
人／ｍｉｎとなる。なお第４図において２はフィールド
酸化膜である。
プラズマ・エツチング装置を用いる場合、高周波電カニ
１７５Ｗ、エツチング圧カニ０．４Ｔｏｒｒ、）−タル
ガス流量： ７５ｓｅｃｍ、ガスとして８０％のＳＦ６
と２０％のＡｒを用いることで、タングステン膜７及び
フォトレジストＷＡ８のエツチングレートは約７５００
人／ｍｉｎとなる。なお第４図において２はフィールド
酸化膜である。
従来のこの種の平坦化技術は、眉間絶縁膜であるポリイ
ミド系樹脂膜５と平坦化用のフォトレジスト膜８が、ド
ライエツチングにおいて広範囲のエツチング条件下でほ
ぼ等しいエツチングレートを示す事を利用したものであ
る。しかし、組成的に類似した有機膜である両者は、プ
ラズマ中の発光スペクトルを用いたエツチングの終点検
出法では極めて終点検出が困難である。
ミド系樹脂膜５と平坦化用のフォトレジスト膜８が、ド
ライエツチングにおいて広範囲のエツチング条件下でほ
ぼ等しいエツチングレートを示す事を利用したものであ
る。しかし、組成的に類似した有機膜である両者は、プ
ラズマ中の発光スペクトルを用いたエツチングの終点検
出法では極めて終点検出が困難である。
また、タングステン膜７のエツチングが開始される事に
よって発生する発光スペクトル、−例を掲げると前述の
エツチング条件を用いた場合であればＷＦ６”（＊は励
起状態を示す）等のタングステンとエツチングガスの反
応により生成する物質の発光スペクトルの検出時を終点
の目やすとすることも考えられるが、コンタクトホール
６内へのタングステン膜７等の金属材料の選択成長の場
合、ウェーハ表面でのタングステン膜等の金属材料の占
有面積が微小な為、発光スペクトル強度が弱く検出が困
難である。この為眉間のポリイミド系樹脂膜５をかなり
厚く形成し、エッチバック時に多口のオーバーエツチン
グを行なう必要があるなめ、エツチングチャンバー内の
汚染が急速に進む等の開題点があった。
よって発生する発光スペクトル、−例を掲げると前述の
エツチング条件を用いた場合であればＷＦ６”（＊は励
起状態を示す）等のタングステンとエツチングガスの反
応により生成する物質の発光スペクトルの検出時を終点
の目やすとすることも考えられるが、コンタクトホール
６内へのタングステン膜７等の金属材料の選択成長の場
合、ウェーハ表面でのタングステン膜等の金属材料の占
有面積が微小な為、発光スペクトル強度が弱く検出が困
難である。この為眉間のポリイミド系樹脂膜５をかなり
厚く形成し、エッチバック時に多口のオーバーエツチン
グを行なう必要があるなめ、エツチングチャンバー内の
汚染が急速に進む等の開題点があった。
本発明の半導体装置の製造方法は、配線が形成された半
導体基板上にポリイミド系樹脂膜と無機薄膜とポリイミ
ド系樹脂薄膜とを順次形成する工程と、この三層構造膜
にコンタクトホールを開孔する工程と、このコンタクト
ホール内へ選択的に金属層を成長させる工程と、この金
属層を含む全面に有機塗布膜を形成する工程と、ドライ
エツチング法により上記有機塗布膜及び一部の金属層及
び上記三層構造膜のポリイミド系樹脂薄膜と無機薄膜と
一部のポリイミド系樹脂膜とを除去し平坦化する工程と
を含んで構成される。
導体基板上にポリイミド系樹脂膜と無機薄膜とポリイミ
ド系樹脂薄膜とを順次形成する工程と、この三層構造膜
にコンタクトホールを開孔する工程と、このコンタクト
ホール内へ選択的に金属層を成長させる工程と、この金
属層を含む全面に有機塗布膜を形成する工程と、ドライ
エツチング法により上記有機塗布膜及び一部の金属層及
び上記三層構造膜のポリイミド系樹脂薄膜と無機薄膜と
一部のポリイミド系樹脂膜とを除去し平坦化する工程と
を含んで構成される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の第１の実施例を説明するため
の工程順に示した半導体チップの断面図である。
（Ａ）〜（Ｇ）は本発明の第１の実施例を説明するため
の工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず第１図（Ａ）に示すように、拡散層３．フィールド
酸化！２及び配線４を形成した半導体基板１上に、ポリ
イミド系樹脂膜５を回転塗布し焼き締める０次に第１図
（Ｂ）に示すように、スパッタ法により無機薄膜９とし
てタングステン薄膜を５００〜１０００人の厚さに形成
する。
酸化！２及び配線４を形成した半導体基板１上に、ポリ
イミド系樹脂膜５を回転塗布し焼き締める０次に第１図
（Ｂ）に示すように、スパッタ法により無機薄膜９とし
てタングステン薄膜を５００〜１０００人の厚さに形成
する。
次に第１図（Ｃ）に示すように、ポリイミド系樹脂薄膜
１０を１０００〜２０００人の厚さに回転塗布して焼き
締める。次に第１図＜Ｄ）に示すように、上述のように
して形成した三層膜にドライエツチング法にてコンタク
トホール６を開孔する。
１０を１０００〜２０００人の厚さに回転塗布して焼き
締める。次に第１図＜Ｄ）に示すように、上述のように
して形成した三層膜にドライエツチング法にてコンタク
トホール６を開孔する。
次に第１図（Ｅ）に示すように、タングステン膜７を１
０〜１００Ｐａ、２００〜４００℃の雰囲気で選択成長
する。次に第１図（Ｆ）に示すように、フォトレジスト
ｗＡ８を回転塗布しリフローして平坦化する０次に第１
図（Ｇ）に示すように、フォトレジストＭ８．タングス
テンＭ７及びポリイミド系樹脂膜５のエツチングレート
がほぼ等しいエツチング条件、−例を掲げると、第３図
で説明した条件、すなわち高周波電力；１７５Ｗ、エツ
チング圧カニ０．４Ｔｏｒｒ、 トータルガス流量：
７５ｓｃｃｍ、８０％ＳＦ６と２０％Ａｒガスを用い
る条件で、終点検出機構を動作させてエッチバックする
。
０〜１００Ｐａ、２００〜４００℃の雰囲気で選択成長
する。次に第１図（Ｆ）に示すように、フォトレジスト
ｗＡ８を回転塗布しリフローして平坦化する０次に第１
図（Ｇ）に示すように、フォトレジストＭ８．タングス
テンＭ７及びポリイミド系樹脂膜５のエツチングレート
がほぼ等しいエツチング条件、−例を掲げると、第３図
で説明した条件、すなわち高周波電力；１７５Ｗ、エツ
チング圧カニ０．４Ｔｏｒｒ、 トータルガス流量：
７５ｓｃｃｍ、８０％ＳＦ６と２０％Ａｒガスを用い
る条件で、終点検出機構を動作させてエッチバックする
。
なお無機薄Ｍ９はタングステン薄膜以外にもエッチバッ
クに用いるエツチング条件においてフォトレジスト膜８
とポリイミド系樹脂膜５のエツチングレートと等しいか
又はそれ以上のエツチングレートを有する膜で、ポリイ
ミド系樹脂膜との密着性に問題の無い無機材料、例えば
タングステンシリサイドやＭＯ等であれば何でも良い。
クに用いるエツチング条件においてフォトレジスト膜８
とポリイミド系樹脂膜５のエツチングレートと等しいか
又はそれ以上のエツチングレートを有する膜で、ポリイ
ミド系樹脂膜との密着性に問題の無い無機材料、例えば
タングステンシリサイドやＭＯ等であれば何でも良い。
但し、エッチバック時の終点検出用にモニターする発光
スペクトルは、各々の無機材料とエツチングガスとの反
応により生成される励起種に応じて選択することが必要
である。
スペクトルは、各々の無機材料とエツチングガスとの反
応により生成される励起種に応じて選択することが必要
である。
又第１図（Ｆ）にて有機塗布膜として用いられるフォト
レジスト膜８をポリイミド系樹脂膜に替えることで、エ
ッチバック時のエツチングレートの合わせ込みはより容
易にすることができる。
レジスト膜８をポリイミド系樹脂膜に替えることで、エ
ッチバック時のエツチングレートの合わせ込みはより容
易にすることができる。
無機薄膜つとしてタングステンのような金属材料を使用
した場合、コンタクトホール６内に露出した無機薄膜９
の表面上からもタングステンＷＡ７の選択成長が始まる
為、コンタクトホール６のアスペクト比が極端に大きい
場合、第１の実施例では第２図に示すように、コンタク
トホール６に空洞１１の生じる恐れがある。このような
場合の対策を第２の実施例として第３図を併用して説明
する。
した場合、コンタクトホール６内に露出した無機薄膜９
の表面上からもタングステンＷＡ７の選択成長が始まる
為、コンタクトホール６のアスペクト比が極端に大きい
場合、第１の実施例では第２図に示すように、コンタク
トホール６に空洞１１の生じる恐れがある。このような
場合の対策を第２の実施例として第３図を併用して説明
する。
まず第１図（Ａ）〜（Ｄ）に示したように、第１の実施
例と同様の操作により半導体基板１上にフィールド酸化
膜２．拡散層３．配置！４を形成したのち、ポリイミド
系樹脂Ｍ５．無機膜９及びポリイミド系樹脂薄膜１０を
形成する。次でコンタクトホール６を形成する。
例と同様の操作により半導体基板１上にフィールド酸化
膜２．拡散層３．配置！４を形成したのち、ポリイミド
系樹脂Ｍ５．無機膜９及びポリイミド系樹脂薄膜１０を
形成する。次でコンタクトホール６を形成する。
次に第３図（Ａ）に示すように、コンタクトホールの形
成後、無機薄膜９のエツチングレートがポリイミド系樹
脂膜５のエツチングレートより大きいプラズマエツチン
グ条件、例えば同軸タイプの枚葉形プラズマエツチング
装置においては、高周波電カニ２００Ｗ、エツチング圧
カニ０．４５Ｔｏｒｒ、 トータルガス流量：８５ｓ
ｃｃｍ、ウェーハステージ温度：８０℃、８０％ＣＦ４
と２０％０２ガスで、エツチング選択比が３以上が得ら
れる条件で無機薄膜９に１５００人程度０アンダーカッ
トを発生させる。
成後、無機薄膜９のエツチングレートがポリイミド系樹
脂膜５のエツチングレートより大きいプラズマエツチン
グ条件、例えば同軸タイプの枚葉形プラズマエツチング
装置においては、高周波電カニ２００Ｗ、エツチング圧
カニ０．４５Ｔｏｒｒ、 トータルガス流量：８５ｓ
ｃｃｍ、ウェーハステージ温度：８０℃、８０％ＣＦ４
と２０％０２ガスで、エツチング選択比が３以上が得ら
れる条件で無機薄膜９に１５００人程度０アンダーカッ
トを発生させる。
次に第３図（Ｂ）に示すように、タングステンＷ！Ａ７
の選択成長を行なうと、アスペクト比が極端に大きなコ
ンタクトホール６内にも空洞１１が発生することなくタ
ングステン膜７を選択成長することができる。以下第１
図（Ｆ）、（Ｇ）と同様の操作により平坦化を行なう。
の選択成長を行なうと、アスペクト比が極端に大きなコ
ンタクトホール６内にも空洞１１が発生することなくタ
ングステン膜７を選択成長することができる。以下第１
図（Ｆ）、（Ｇ）と同様の操作により平坦化を行なう。
以上説明したように本発明は、半導体装置の製造方法に
おいて、眉間絶縁膜にポリイミド系樹脂を用い、コンタ
クトホールに金属材料を選択成長させるプロセスでは困
難であったエッチバック時の終点検出を、ポリイミド系
樹脂膜の表面近傍に、エッチバック時のエツチングレー
トが、ポリイミド系樹脂膜及び金属材料とほぼ同等又は
それ以上になる無機薄膜を形成することにより終点検出
が容易になるため、過剰なオーバーエツチングを防止で
きるという効果を有する。このためエツチングチャンバ
ーの汚染を少くできるという効果もある。
おいて、眉間絶縁膜にポリイミド系樹脂を用い、コンタ
クトホールに金属材料を選択成長させるプロセスでは困
難であったエッチバック時の終点検出を、ポリイミド系
樹脂膜の表面近傍に、エッチバック時のエツチングレー
トが、ポリイミド系樹脂膜及び金属材料とほぼ同等又は
それ以上になる無機薄膜を形成することにより終点検出
が容易になるため、過剰なオーバーエツチングを防止で
きるという効果を有する。このためエツチングチャンバ
ーの汚染を少くできるという効果もある。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するための半導体
チップの断面図、第２図及び第３図は本発明の第２の実
施例を説明するための半導体チップの断面図、第４図は
従来例を説明するための半導体チップの断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・フィールド酸化膜、３・
・・拡散層、４・・・配線、５・・・ポリイミド系樹脂
膜、６・・・コンタクトホール、７・・・タングステン
膜、８・・フォトレジスト膜、９・・・無機薄膜、１０
・・・ポリイミド系樹脂薄膜、１１・・・空洞。
チップの断面図、第２図及び第３図は本発明の第２の実
施例を説明するための半導体チップの断面図、第４図は
従来例を説明するための半導体チップの断面図である。 １・・・半導体基板、２・・・フィールド酸化膜、３・
・・拡散層、４・・・配線、５・・・ポリイミド系樹脂
膜、６・・・コンタクトホール、７・・・タングステン
膜、８・・フォトレジスト膜、９・・・無機薄膜、１０
・・・ポリイミド系樹脂薄膜、１１・・・空洞。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、配線が形成された半導体基板上にポリイミド系樹脂
膜と無機薄膜とポリイミド系樹脂薄膜とを順次形成する
工程と、この三層構造膜にコンタクトホールを開孔する
工程と、このコンタクトホール内へ選択的に金属層を成
長させる工程と、この金属層を含む全面に有機塗布膜を
形成する工程と、ドライエッチング法により上記有機塗
布膜及び一部の金属層及び上記三層構造膜のポリイミド
系樹脂薄膜と無機薄膜と一部のポリイミド系樹脂膜とを
除去し平坦化する工程とを含むことを特徴とする半導体
装置の製造方法。 ２、有機塗布膜がフォトレジスト或いはポリイミド系樹
脂からなり又、形成される無機薄膜がフォトレジスト膜
、ポリイミド系樹脂膜と同等又はそれ以上のエッチング
レートを有する請求項１記載の半導体装置の製造方法。 ３、ドライエッチング法による平坦化を有機塗布膜と金
属層とポリイミド系樹脂膜の等速エッチング条件で行な
う請求項１記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14572390A JP2900525B2 (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14572390A JP2900525B2 (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0438832A true JPH0438832A (ja) | 1992-02-10 |
| JP2900525B2 JP2900525B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=15391645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14572390A Expired - Lifetime JP2900525B2 (ja) | 1990-06-04 | 1990-06-04 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2900525B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100505602B1 (ko) * | 1998-05-12 | 2005-09-26 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자 제조에 사용되는 반사방지막 및 이를 포함한 다층막전면식각방법 |
| DE102010003556A1 (de) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Globalfoundries Dresden Module One Llc & Co. Kg | Kontaktelemente eines Halbleiterbauelements, die durch stromloses Plattieren und Entfernung von überschüssigem Material mit geringeren Scherkräften hergestellt sind |
-
1990
- 1990-06-04 JP JP14572390A patent/JP2900525B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100505602B1 (ko) * | 1998-05-12 | 2005-09-26 | 삼성전자주식회사 | 반도체소자 제조에 사용되는 반사방지막 및 이를 포함한 다층막전면식각방법 |
| DE102010003556A1 (de) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Globalfoundries Dresden Module One Llc & Co. Kg | Kontaktelemente eines Halbleiterbauelements, die durch stromloses Plattieren und Entfernung von überschüssigem Material mit geringeren Scherkräften hergestellt sind |
| DE102010003556B4 (de) * | 2010-03-31 | 2012-06-21 | Globalfoundries Dresden Module One Llc & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von Kontaktelementen eines Halbleiterbauelements durch stromloses Plattieren und Entfernung von überschüssigem Material mit geringeren Scherkräften |
| US8450197B2 (en) | 2010-03-31 | 2013-05-28 | Globalfoundries Inc. | Contact elements of a semiconductor device formed by electroless plating and excess material removal with reduced sheer forces |
| US8951900B2 (en) | 2010-03-31 | 2015-02-10 | Globalfoundries Inc. | Contact elements of a semiconductor device formed by electroless plating and excess material removal with reduced sheer forces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2900525B2 (ja) | 1999-06-02 |
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