JP2001217250A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2001217250A
JP2001217250A JP2000024415A JP2000024415A JP2001217250A JP 2001217250 A JP2001217250 A JP 2001217250A JP 2000024415 A JP2000024415 A JP 2000024415A JP 2000024415 A JP2000024415 A JP 2000024415A JP 2001217250 A JP2001217250 A JP 2001217250A
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JP
Japan
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etching
film
forming
dielectric
resist pattern
Prior art date
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JP2000024415A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Machida
佳彦 町田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device that can stably form desired groove depth and can simplify a manufacturing process. SOLUTION: In the method for manufacturing a semiconductor device, a plurality of dielectric films 1-9 are formed on a silicon substrate in multiple steps, a resist pattern 13 is formed ion the dielectric film, and plurality of dielectric film 6-9 are subjected to dry etching with the resist pattern 13 as a mask, thus forming a groove in the dielectric films 6-9, peeling off the resist pattern 13, depositing an Al alloy film in grooves 10a and 10b and on a dielectric 10, and removing the Al alloy film at a flat part on the dielectric film 10. The end point of etching in a process for forming the grooves 10a and 10b is detected by stopping etching with specific count (count four) while counting the change in emission of each of the dielectric films 5-9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ダマシン法を用い
て配線を形成する半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a wiring is formed by using a damascene method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5〜図8は、従来の半導体装置の製造
方法の一例を示す断面図である。この半導体装置の製造
方法は、ダマシン法を用いて配線を形成する方法であ
る。
2. Description of the Related Art FIGS. 5 to 8 are sectional views showing an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device. This method of manufacturing a semiconductor device is a method of forming a wiring by using a damascene method.

【0003】まず、図5に示すように、シリコン基板
(図示せず)上に誘電体層としての絶縁層(例えばSi
2層)21を形成した後、この絶縁層21上にエッチ
ングストップ層23を設ける。このエッチングストップ
層23としては、CVD(Chemical Vapor Depositio
n)法により堆積されたSi34層又はSiON層が用
いられる。
[0005] First, as shown in FIG. 5, an insulating layer (for example, Si) as a dielectric layer is formed on a silicon substrate (not shown).
After forming the O 2 layer 21, an etching stop layer 23 is provided on the insulating layer 21. As the etching stop layer 23, a CVD (Chemical Vapor Depositio
An Si 3 N 4 layer or a SiON layer deposited by the method n) is used.

【0004】次に、エッチングストップ層23上にプラ
ズマCVD法によりSiO2膜25を堆積する。このS
iO2膜25の厚さは最終的に形成される配線の厚さと
ほぼ同じ厚さとする。この後、SiO2膜25上にレジ
スト膜を塗布し、このレジスト膜を露光、現像すること
により、後記配線29a,29bのパターンと同じパタ
ーンを有するレジストパターン27が形成される。
Next, an SiO 2 film 25 is deposited on the etching stop layer 23 by a plasma CVD method. This S
The thickness of the iO 2 film 25 is substantially the same as the thickness of the wiring to be finally formed. Thereafter, a resist film is applied on the SiO 2 film 25, and the resist film is exposed and developed to form a resist pattern 27 having the same pattern as the patterns of the wirings 29a and 29b described later.

【0005】この後、図6に示すように、このレジスト
パターン27をマスクとしてSiO 2膜25をドライエ
ッチングする。このとき、エッチングストップ層23が
露出するまでエッチングされ、このエッチングストップ
層23がエッチングストッパーとして作用する。これに
より、SiO2膜25には後記配線29a,29bのパ
ターンと同一のパターンからなる溝25a,25bが形
成される。
After that, as shown in FIG.
SiO2 using pattern 27 as a mask TwoDry film 25
Switch. At this time, the etching stop layer 23
Etching until exposed, this etching stop
Layer 23 acts as an etch stop. to this
From SiOTwoThe film 25 has a pattern of wirings 29a and 29b to be described later.
The grooves 25a and 25b made of the same pattern as the turns are formed.
Is done.

【0006】次に、レジストパターン27を剥離した
後、図7に示すように、溝25a,25b内が完全に埋
め込まれるように、SiO2膜25上にスパッタリング
によりAl合金膜29を堆積する。
Next, after the resist pattern 27 is peeled off, as shown in FIG. 7, an Al alloy film 29 is deposited on the SiO 2 film 25 by sputtering so that the grooves 25a and 25b are completely filled.

【0007】この後、図8に示すように、溝25a,2
5b内のみに選択的にAl合金膜29を形成するため
に、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により
SiO2膜25上の平坦部のAl合金膜29を除去す
る。これにより、溝内にAl合金配線29a,29bが
形成される。
[0007] Thereafter, as shown in FIG.
In order to selectively form the Al alloy film 29 only in the area 5b, the flat Al alloy film 29 on the SiO 2 film 25 is removed by CMP (Chemical Mechanical Polishing). As a result, Al alloy wirings 29a and 29b are formed in the grooves.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の半導体装置の製造方法では、配線を形成するための溝
25a,25bの深さを制御するために、誘電体層中に
エッチングストップ層23を設け、そのエッチングスト
ップ層23でエッチングを止めることにより、所定の深
さの溝25a,25bを形成している。従来の半導体装
置の製造方法では、このようなエッチングストップ層2
3を形成する工程が必ず必要となるため、それだけ工程
数が増え、製造工程が複雑となる。
As described above, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device, in order to control the depth of the trenches 25a and 25b for forming wiring, an etching stop layer is formed in the dielectric layer. A groove 23a, 25b having a predetermined depth is formed by stopping the etching at the etching stop layer 23. In a conventional method for manufacturing a semiconductor device, such an etching stop layer 2
Since the step of forming 3 is necessarily required, the number of steps increases accordingly, and the manufacturing process becomes complicated.

【0009】また、エッチングストップ層23の材料と
しては前述したようにSi34層又はSiON層が用い
られるのが一般的であり、これらの材料は、一般に誘電
体層(絶縁層21)を形成する材料よりも誘電率が高
い。このエッチングストップ層23はAl合金配線29
a,29bを形成した後も残されるため、配線の寄生容
量が増加する原因となる。
As described above, an Si 3 N 4 layer or a SiON layer is generally used as a material for the etching stop layer 23, and these materials generally form a dielectric layer (insulating layer 21). Has a higher dielectric constant than the material to be formed. This etching stop layer 23 is formed of an Al alloy wiring 29
Since these are left even after the formation of a and 29b, the parasitic capacitance of the wiring increases.

【0010】一方、工程を簡略化するために、前述した
エッチングストップ層23を形成することなく配線を形
成することも考えられる。この方法の場合は、誘電体層
中にエッチングストップ層がないため、エッチングレー
トから誘電体層が単位時間当たりにエッチングされる深
さを単純に計算し、その計算値からエッチング時間を設
定して、溝の深さを制御しなければならない。しかし、
この方法では、膜質、エッチング装置の状態やエッチン
グする面積などの要因により実際のエッチングレートが
変化してしまうため、溝の深さの精度を安定して保つの
が困難である。従って、この方法を採用することはでき
ない。
On the other hand, in order to simplify the process, it is conceivable to form a wiring without forming the etching stop layer 23 described above. In the case of this method, since there is no etching stop layer in the dielectric layer, the depth at which the dielectric layer is etched per unit time is simply calculated from the etching rate, and the etching time is set from the calculated value. , The depth of the groove must be controlled. But,
In this method, the actual etching rate changes depending on factors such as the film quality, the state of the etching apparatus, and the area to be etched. Therefore, it is difficult to stably maintain the accuracy of the groove depth. Therefore, this method cannot be adopted.

【0011】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、所望の溝の深さを安定し
て形成でき、且つ、製造工程を簡略化できる半導体装置
の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to manufacture a semiconductor device capable of stably forming a desired groove depth and simplifying a manufacturing process. It is to provide a method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に複数の誘電体膜を多ステ
ップで成膜する工程と、この誘電体膜上にレジストパタ
ーンを形成する工程と、このレジストパターンをマスク
として複数の誘電体膜をドライエッチングすることによ
り、誘電体膜に溝を形成する工程と、レジストパターン
を剥離する工程と、上記溝内及び誘電体膜上に導電膜を
堆積する工程と、誘電体膜上の平坦部の導電膜をCMP
により除去する工程と、を具備し、上記溝を形成する工
程においてエッチングの終点検出は、各誘電体膜の発光
の変化をカウントして所定のカウントでエッチングを停
止させることにより行うことを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of forming a plurality of dielectric films on a semiconductor substrate in multiple steps, and forming a resist pattern on the dielectric films. Forming a groove in the dielectric film by dry-etching the plurality of dielectric films using the resist pattern as a mask, removing the resist pattern, and forming a conductive film in the groove and on the dielectric film. A step of depositing a film and a step of performing CMP on the flat conductive film on the dielectric film.
The step of forming the groove, wherein the detection of the end point of the etching is performed by counting the change in the light emission of each dielectric film and stopping the etching at a predetermined count. I do.

【0013】上記半導体装置の製造方法によれば、従来
技術のようにエッチングストップ層を設ける工程が必要
でないので、それだけ工程数を減少させることができ、
製造工程を簡略化することができる。また、エッチング
の終点検出を、各誘電体膜の発光の変化をカウントして
所定のカウントでエッチングを停止させるため、溝の深
さの精度を安定して保つことができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device described above, the step of providing an etching stop layer as in the prior art is not required, so that the number of steps can be reduced accordingly.
The manufacturing process can be simplified. In addition, since the end point of the etching is detected by counting the change in the light emission of each dielectric film and stopping the etching at a predetermined count, the accuracy of the groove depth can be stably maintained.

【0014】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体基板上に複数の誘電体膜を多ステップで成膜する工
程と、この誘電体膜上にレジストパターンを形成する工
程と、このレジストパターンをマスクとして複数の誘電
体膜をドライエッチングすることにより、誘電体膜に溝
を形成する工程と、レジストパターンを剥離する工程
と、上記溝内及び誘電体膜上に導電膜を堆積する工程
と、誘電体膜上の平坦部の導電膜をCMPにより除去す
る工程と、を具備し、上記溝を形成する工程においてエ
ッチングの終点検出は、各誘電体膜の発光の変化を測定
し、ある発光の変化を測定してからその後の発光の変化
の間隔の平均時間を検出し、エッチング開始から前記平
均時間に比例したある一定時間経過後にエッチングを停
止させることにより行うことを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of forming a plurality of dielectric films on a semiconductor substrate in multiple steps; forming a resist pattern on the dielectric film; Forming a groove in the dielectric film by dry-etching the plurality of dielectric films using the mask as a mask, removing the resist pattern, and depositing a conductive film in the groove and on the dielectric film. Removing the conductive film in the flat portion on the dielectric film by CMP. In the step of forming the groove, the end point of the etching is detected by measuring a change in light emission of each dielectric film, , The average time of the interval between subsequent light emission changes is detected, and the etching is stopped after a certain period of time that is proportional to the average time from the start of etching. It is characterized in.

【0015】上記半導体装置の製造方法によれば、ある
発光の変化を測定してからその後の発光の変化の間隔の
平均時間(即ち1ステップで成膜した誘電体膜の平均エ
ッチング時間)を測定してエッチングの終点を検出して
いる。このため、エッチングレートの変動の影響を少な
くすることができ、所望の溝の深さを安定して形成する
ことができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device described above, a change in light emission is measured, and then the average time between changes in light emission (ie, the average etching time of the dielectric film formed in one step) is measured. To detect the end point of the etching. For this reason, the influence of the fluctuation of the etching rate can be reduced, and the desired groove depth can be formed stably.

【0016】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、前記誘電体膜はプラズマSiO2膜であるこ
とが好ましい。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, it is preferable that the dielectric film is a plasma SiO 2 film.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1〜図4は、本発明の実施の形態による
半導体装置の製造方法を示す断面図である。この半導体
装置の製造方法は、ダマシン法を用いて配線を形成する
方法である。
FIGS. 1 to 4 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. This method of manufacturing a semiconductor device is a method of forming a wiring by using a damascene method.

【0019】まず、図1に示すように、シリコン基板
(図示せず)上に誘電体膜としての絶縁膜(例えばプラ
ズマSiO2膜)10を、多ステップで成膜する装置に
より成膜する。多ステップで成膜する装置とは、例えば
プロセスチャンバー内に複数のステージを有しており、
ウエハーが各ステージを一定時間成膜した毎に移動して
いく方式のプラズマCVD装置などである。すなわち、
シリコン基板上に9つのステップで第1〜第9の絶縁膜
1〜9を順に成膜する。なお、第1〜第9の絶縁膜1〜
9それぞれの厚さはほぼ同じであることが望ましい。
First, as shown in FIG. 1, an insulating film (for example, a plasma SiO 2 film) 10 as a dielectric film is formed on a silicon substrate (not shown) by a multi-step film forming apparatus. An apparatus for forming a film in multiple steps has, for example, a plurality of stages in a process chamber,
For example, a plasma CVD apparatus of a type in which a wafer moves each time a film is formed on each stage for a certain period of time. That is,
First to ninth insulating films 1 to 9 are sequentially formed on a silicon substrate in nine steps. The first to ninth insulating films 1 to
It is desirable that the thickness of each of the nine is substantially the same.

【0020】次に、この絶縁層10上にレジスト膜を塗
布し、このレジスト膜を露光、現像することにより、後
記配線15a,15bのパターンと同じパターンを有す
るレジストパターン13が形成される。
Next, a resist film is applied on the insulating layer 10, and the resist film is exposed and developed to form a resist pattern 13 having the same pattern as the patterns of the wirings 15a and 15b to be described later.

【0021】この後、図2に示すように、このレジスト
パターン13をマスクとして第6〜第9の絶縁膜6〜9
をプラズマエッチング装置(図示せず)によりドライエ
ッチングする。この時、エッチング部分が発光し、多ス
テップで成膜していることにより生じる膜質の変化に起
因するエッチング時の発光の変化が現われる。従って、
その発光の変化を測定・カウントして所定のカウント
(ここでは4カウント)でエッチングを停止する。これ
により、第6〜第9の絶縁膜6〜9をエッチングするこ
とができ、溝の深さを制御でき、その結果、絶縁膜10
には後記配線15a,15bのパターンと同一のパター
ンからなり所望の深さ(即ち第6〜第9の絶縁膜の厚
さ)を有する溝10a,10bが形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 2, the sixth to ninth insulating films 6 to 9 are formed using this resist pattern 13 as a mask.
Is dry-etched by a plasma etching apparatus (not shown). At this time, the etched portion emits light, and a change in light emission during etching appears due to a change in film quality caused by forming the film in multiple steps. Therefore,
The change in the light emission is measured and counted, and the etching is stopped at a predetermined count (here, 4 counts). Thereby, the sixth to ninth insulating films 6 to 9 can be etched, and the depth of the groove can be controlled.
Are formed with the same patterns as the patterns of the wirings 15a and 15b to be described later, and grooves 10a and 10b having a desired depth (that is, the thicknesses of the sixth to ninth insulating films) are formed.

【0022】つまり、第9の絶縁膜9をエッチングして
いる時には、そのエッチング部分から第1光が発せら
れ、第8の絶縁膜8をエッチングしている時には、その
エッチング部分から第1光とは異なる第2光が発せられ
る。従って、第9の絶縁膜9のエッチング終了後第8の
絶縁膜8のエッチング開始時に、発光の変化が現われ
る。これと同様に、第7の絶縁膜7をエッチングしてい
る時には、そのエッチング部分から第3光が発せられ、
第6の絶縁膜6をエッチングしている時には、そのエッ
チング部分から第4光が発せられ、第5の絶縁膜5をエ
ッチングしている時には、そのエッチング部分から第5
光が発せられる。従って、第8の絶縁膜8のエッチング
終了後第7の絶縁膜7のエッチング開始時に、第7の絶
縁膜7のエッチング終了後第6の絶縁膜6のエッチング
開始時に、第6の絶縁膜6のエッチング終了後第5の絶
縁膜5のエッチング開始時に、それぞれ発光の変化が現
われる。よって、4回目の発光の変化をカウントした時
にエッチングを停止することにより、絶縁膜10には所
望の深さを有する溝10a,10bが形成される。
That is, when the ninth insulating film 9 is being etched, the first light is emitted from the etched portion, and when the eighth insulating film 8 is being etched, the first light is emitted from the etched portion. Emits a different second light. Therefore, a change in light emission appears when the etching of the eighth insulating film 8 is started after the etching of the ninth insulating film 9 is completed. Similarly, when the seventh insulating film 7 is being etched, third light is emitted from the etched portion,
When the sixth insulating film 6 is being etched, fourth light is emitted from the etched portion. When the fifth insulating film 5 is being etched, the fifth light is emitted from the etched portion.
Light is emitted. Therefore, after the etching of the eighth insulating film 8 is completed, the etching of the seventh insulating film 7 is started, and after the etching of the seventh insulating film 7 is completed, the etching of the sixth insulating film 6 is started. When the etching of the fifth insulating film 5 is started after the completion of the etching, a change in light emission appears. Therefore, by stopping the etching when the fourth light emission change is counted, grooves 10a and 10b having a desired depth are formed in insulating film 10.

【0023】ここでの発光の変化をカウントする方法と
しては、プラズマエッチング装置に光検出部を配置して
おき、この光検出部によりエッチング部分からの発光及
びその変化を検出してその変化をカウントするものを用
いる。また、前記エッチング時の発光の変化をより感度
良く検出する方法としては、発光を検出したデータを微
分することにより発光の変化を強調することが好まし
い。
As a method of counting a change in light emission, a light detection unit is arranged in a plasma etching apparatus, and the light detection unit detects light emission from an etched portion and its change, and counts the change. Use Further, as a method of detecting the change in light emission at the time of etching with higher sensitivity, it is preferable to emphasize the change in light emission by differentiating data obtained by detecting light emission.

【0024】また、ここでの絶縁膜10の成膜方法は、
多ステップで成膜する装置を用いるだけであるが、発光
の変化を判別しやすいように、第1〜第9の絶縁膜1〜
9それぞれにマーキングとして燐、ホウ素、ヒ素、窒素
などの不純物を導入しておくことも可能である。この様
な膜は、各ステップでの成膜時に一定のタイミングで、
プロセスガス中にホスフィン、ジボラン、アルシン、ア
ンモニア、亜酸化窒素等を0.数%〜数%添加すること
により形成することができる。また、互いに密度の異な
る絶縁膜1〜9を成膜する方法を用いることも可能であ
る。このような膜は、各ステップでの成膜時に印加する
RFパワーを変化することにより形成することができ
る。
The method of forming the insulating film 10 is as follows.
Although it is only necessary to use an apparatus for forming a film in multiple steps, the first to ninth insulating films 1 to 9 are formed so that a change in light emission can be easily determined.
It is also possible to introduce impurities such as phosphorus, boron, arsenic, nitrogen, etc. into each of the markings. Such a film is formed at a certain timing during film formation in each step.
Phosphine, diborane, arsine, ammonia, nitrous oxide, etc. are added to the process gas in an amount of 0. It can be formed by adding several to several percent. Alternatively, a method of forming insulating films 1 to 9 having different densities from each other can be used. Such a film can be formed by changing the RF power applied at the time of film formation in each step.

【0025】次に、レジストパターン13を剥離した
後、図3に示すように、溝10a,10b内が完全に埋
め込まれるように、絶縁膜10上にスパッタリングによ
りAl合金膜15を堆積する。
Next, after the resist pattern 13 is peeled off, as shown in FIG. 3, an Al alloy film 15 is deposited on the insulating film 10 by sputtering so as to completely fill the grooves 10a and 10b.

【0026】この後、図4に示すように、溝10a,1
0b内のみに選択的にAl合金膜15を形成するため
に、CMPにより絶縁膜10上の平坦部のAl合金膜1
5を除去する。これにより、溝内にAl合金配線15
a,15bが形成される。
Then, as shown in FIG. 4, the grooves 10a, 1
In order to selectively form the Al alloy film 15 only in the region 0b, the flat Al alloy film 1 on the insulating film 10 is formed by CMP.
5 is removed. Thereby, the Al alloy wiring 15 is formed in the groove.
a, 15b are formed.

【0027】上記実施の形態によれば、従来の半導体装
置の製造方法のように配線を形成するための溝の深さを
制御する手段としてのエッチングストップ層を設ける工
程が必要でない。従って、それだけ工程数を減少させる
ことができ、製造工程を簡略化することができる。ま
た、エッチングストップ層を用いないので、配線の寄生
容量の増加を抑えることができる。
According to the above-described embodiment, there is no need to provide a step of providing an etching stop layer as a means for controlling the depth of a groove for forming a wiring as in the conventional method of manufacturing a semiconductor device. Therefore, the number of steps can be reduced accordingly, and the manufacturing steps can be simplified. Further, since the etching stop layer is not used, an increase in the parasitic capacitance of the wiring can be suppressed.

【0028】また、本実施の形態では、エッチング時間
を制御して溝の深さを制御する方法に比べて、溝の深さ
の精度を安定して保つことができる。また、フォトリソ
グラフィ工程を繰り返すことで、異なる深さの溝を精度
良く形成することができる。
Further, in this embodiment, the accuracy of the depth of the groove can be stably maintained as compared with the method of controlling the depth of the groove by controlling the etching time. Further, by repeating the photolithography process, grooves having different depths can be formed with high accuracy.

【0029】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
本実施の形態では、絶縁膜10上にスパッタリングによ
りAl合金膜15を堆積することによりAl合金配線1
5a,15bを形成しているが、絶縁膜10上にCu合
金膜を堆積することによりCu合金配線を形成すること
も可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications. For example,
In the present embodiment, the Al alloy film 15 is deposited on the insulating film 10 by sputtering to form the Al alloy wiring 1.
Although 5a and 15b are formed, it is also possible to form a Cu alloy wiring by depositing a Cu alloy film on the insulating film 10.

【0030】また、本実施の形態では、シリコン基板上
に9つのステップで9つの絶縁膜1〜9を成膜している
が、シリコン基板上に8以下又は10以上のステップで
8以下又は10以上の絶縁膜を成膜することも可能であ
る。
In this embodiment, nine insulating films 1 to 9 are formed on the silicon substrate in nine steps, but eight or less or ten or more steps are formed on the silicon substrate in eight or less steps. The above insulating film can be formed.

【0031】また、本実施の形態では、レジストパター
ン13をマスクとして上から4つの絶縁膜(第6〜第9
の絶縁膜6〜9)をドライエッチングしているが、レジ
ストパターンをマスクとして上から3以下又は5以上の
絶縁膜をドライエッチングすることも可能である。
In the present embodiment, the top four insulating films (sixth to ninth) are formed using the resist pattern 13 as a mask.
Although the insulating films 6 to 9) are dry-etched, it is also possible to dry-etch three or less or five or more insulating films from above using the resist pattern as a mask.

【0032】次に、上記実施の形態における誘電体層と
しての絶縁膜をエッチングする際の他の終点検出方法に
ついて説明する。即ち、レジストパターン13をマスク
として第6〜第9の絶縁膜6〜9をプラズマエッチング
装置によりドライエッチングする際の他の終点検出方法
について説明する。
Next, another method of detecting an end point when etching an insulating film as a dielectric layer in the above embodiment will be described. That is, another method of detecting the end point when the sixth to ninth insulating films 6 to 9 are dry-etched by the plasma etching apparatus using the resist pattern 13 as a mask will be described.

【0033】多ステップで成膜していることにより生じ
る膜質の変化に起因するエッチング時の発光の変化を測
定し、ある発光の変化を測定してからその後の発光の変
化の間隔の平均時間を検出し、エッチング開始から前記
平均時間に比例したある一定時間経過後にエッチングを
停止する。
A change in light emission at the time of etching caused by a change in film quality caused by forming a film in multiple steps is measured, and a change in a certain light emission is measured. After the detection, the etching is stopped after a certain period of time that is proportional to the average time from the start of the etching.

【0034】つまり、第9の絶縁膜9のエッチング終了
後第8の絶縁膜8のエッチング開始時に生じる発光の変
化から第7の絶縁膜7のエッチング終了後第6の絶縁膜
6のエッチング開始時に生じる発光の変化までの間の時
間に1/2をかけることにより、1ステップで成膜した
絶縁膜の平均エッチング時間を算出する。ここでは溝1
0a,10bの底部に第5の絶縁膜が露出した状態でエ
ッチングを停止させるので、エッチング開始から上記平
均エッチング時間に4倍した時間経過後にエッチングを
停止する。これにより、第6〜第9の絶縁膜6〜9をエ
ッチングでき、溝の底部に第5の絶縁膜5が露出した状
態でエッチングを停止できる。
That is, from the change in light emission that occurs at the start of the etching of the eighth insulating film 8 after the end of the etching of the ninth insulating film 9, it is determined at the start of the etching of the sixth insulating film 6 after the completion of the etching of the seventh insulating film 7. The average etching time of the insulating film formed in one step is calculated by multiplying the time until the change of the generated light emission by 2. Here, groove 1
Since the etching is stopped in a state where the fifth insulating film is exposed at the bottoms of Oa and 10b, the etching is stopped after a lapse of time four times the average etching time from the start of the etching. Thus, the sixth to ninth insulating films 6 to 9 can be etched, and the etching can be stopped in a state where the fifth insulating film 5 is exposed at the bottom of the groove.

【0035】上記他の終点検出方法によれば、ある発光
の変化を測定してからその後の発光の変化の間隔の平均
時間(即ち1ステップで成膜した絶縁膜の平均エッチン
グ時間)を測定してエッチングの終点を検出している。
このため、エッチングレートの変動の影響を少なくする
ことができ、安定して特定の深さの溝を形成することが
できる。
According to the above-mentioned other end point detection method, a change in a certain light emission is measured, and then the average time between changes in the light emission (ie, the average etching time of the insulating film formed in one step) is measured. To detect the end point of the etching.
For this reason, the influence of the fluctuation of the etching rate can be reduced, and a groove having a specific depth can be formed stably.

【0036】また、上記他の終点検出方法では、誘電体
膜の成膜開始時に不安定な膜質の膜が形成されてしまっ
た場合でも、1ステップで成膜した誘電体膜の平均エッ
チング時間を測定することにより、安定してエッチング
の終点検出が可能となる。
In the other end point detection method, even if an unstable film is formed at the start of the formation of the dielectric film, the average etching time of the dielectric film formed in one step can be reduced. By performing the measurement, the end point of the etching can be stably detected.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ッチングの終点検出は、各誘電体膜の発光の変化をカウ
ントして所定のカウントでエッチングを停止させること
により行う。また、ある発光の変化を測定してからその
後の発光の変化の間隔の平均時間を測定してエッチング
の終点を検出している。したがって、所望の溝の深さを
安定して形成でき、且つ、製造工程を簡略化できる半導
体装置の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the end point of the etching is detected by counting the change in light emission of each dielectric film and stopping the etching at a predetermined count. In addition, an end point of etching is detected by measuring a change in a certain light emission and then measuring an average time between changes in the light emission thereafter. Therefore, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device in which a desired groove depth can be formed stably and the manufacturing process can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図1の次の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, showing a step subsequent to FIG. 1;

【図3】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図2の次の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, showing a step subsequent to FIG. 2;

【図4】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図3の次の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, which shows the step subsequent to FIG. 3;

【図5】従来の半導体装置の製造方法の一例を示す断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図6】従来の半導体装置の製造方法の一例を示す断面
図であり、図5の次の工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG.

【図7】従来の半導体装置の製造方法の一例を示す断面
図であり、図6の次の工程を示す断面図である。
7 is a cross-sectional view showing an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG.

【図8】従来の半導体装置の製造方法の一例を示す断面
図であり、図7の次の工程を示す断面図である。
8 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and is a cross-sectional view illustrating a step subsequent to that of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜9 第1〜第9の絶縁膜 10 絶縁膜(プラズマSiO2膜) 10a,10b 溝 13 レジストパターン 15 Al合金膜 15a,15b Al合金配線 21 絶縁層(SiO2層) 23 エッチングストップ層 25 SiO2膜 25a,25b 溝 27 レジストパターン 29 Al合金膜 29a,29b Al合金配線1-9 First to Ninth Insulating Film 10 Insulating Film (Plasma SiO 2 Film) 10a, 10b Groove 13 Resist Pattern 15 Al Alloy Film 15a, 15b Al Alloy Wiring 21 Insulating Layer (SiO 2 Layer) 23 Etching Stop Layer 25 SiO 2 film 25a, 25b Groove 27 Resist pattern 29 Al alloy film 29a, 29b Al alloy wiring

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に複数の誘電体膜を多ステ
ップで成膜する工程と、 この誘電体膜上にレジストパターンを形成する工程と、 このレジストパターンをマスクとして複数の誘電体膜を
ドライエッチングすることにより、誘電体膜に溝を形成
する工程と、 レジストパターンを剥離する工程と、 上記溝内及び誘電体膜上に導電膜を堆積する工程と、 誘電体膜上の平坦部の導電膜をCMPにより除去する工
程と、 を具備し、 上記溝を形成する工程においてエッチングの終点検出
は、各誘電体膜の発光の変化をカウントして所定のカウ
ントでエッチングを停止させることにより行うことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a plurality of dielectric films on a semiconductor substrate in multiple steps; a step of forming a resist pattern on the dielectric film; and forming a plurality of dielectric films using the resist pattern as a mask. Forming a groove in the dielectric film by dry etching, removing the resist pattern, depositing a conductive film in the groove and on the dielectric film, and forming a flat portion on the dielectric film. Removing the conductive film by CMP. In the step of forming the groove, the end point of the etching is detected by counting a change in light emission of each dielectric film and stopping the etching at a predetermined count. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 半導体基板上に複数の誘電体膜を多ステ
ップで成膜する工程と、 この誘電体膜上にレジストパターンを形成する工程と、 このレジストパターンをマスクとして複数の誘電体膜を
ドライエッチングすることにより、誘電体膜に溝を形成
する工程と、 レジストパターンを剥離する工程と、 上記溝内及び誘電体膜上に導電膜を堆積する工程と、 誘電体膜上の平坦部の導電膜をCMPにより除去する工
程と、 を具備し、 上記溝を形成する工程においてエッチングの終点検出
は、各誘電体膜の発光の変化を測定し、ある発光の変化
を測定してからその後の発光の変化の間隔の平均時間を
検出し、エッチング開始から前記平均時間に比例したあ
る一定時間経過後にエッチングを停止させることにより
行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a plurality of dielectric films on the semiconductor substrate in multiple steps; a step of forming a resist pattern on the dielectric film; and a step of forming a plurality of dielectric films using the resist pattern as a mask. Forming a groove in the dielectric film by dry etching, removing the resist pattern, depositing a conductive film in the groove and on the dielectric film, and forming a flat portion on the dielectric film. Removing the conductive film by CMP; and detecting the end point of the etching in the step of forming the groove by measuring a change in light emission of each dielectric film, measuring a change in light emission, and thereafter Detecting the average time of the light emission change interval, and stopping the etching after a lapse of a certain time proportional to the average time from the start of the etching. Production method.
【請求項3】 前記誘電体膜はプラズマSiO2膜であ
ることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の
製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said dielectric film is a plasma SiO 2 film.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016152313A (en) * 2015-02-17 2016-08-22 株式会社東芝 Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor device manufacturing method

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