JP3156389B2 - 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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Description
関し、特にフォトリソグラフィを利用する絶縁膜の加工
方法に関する。
ウェハーに塗布したフォトレジスト膜を写真と同じ原理
で所望のパターンに形成し、その残された部分をマスク
として露出したウェハー表面をエッチングしたり、そこ
へ不純物を導入したりする。半導体装置のトレンドであ
る微細化の実現には先ず、フォトレジスト・パターンの
精密化が最重要であることは周知であるが、同時にその
マスク性が維持されなければならないことも言う迄もな
いことと思わる。
いて半導体メモリにおけるカバー膜の加工を例にあげて
説明する。
シリコン基板を酸化シリコン膜などの層間絶縁膜で被覆
し、スルーホールなどを形成する。次に、厚さ1μmの
Al−Si合金膜を堆積し、パターニングを行なって、
幅1μm、長さ約1mmの複数のワード線を間隔1.2
μmで並行配置して形成する。次に、パッシベーション
膜として、厚さ1μmの酸窒化シリコン(シリコン オ
キシナイトライド(silicon oxynitri
de))膜をプラズマCVD法で堆積する。このとき、
パッシベーション膜の段差被覆性が十分でないためにワ
ード線の間にボイドが発生し易い。このボイドはワード
線群の終端部に口のある横穴となる。また、ワード線群
が直角に屈曲する部分で天井に窓ができ易い。従って屈
曲部で終端すると大きな口が開く。次に、フォトレジス
ト膜を回転塗布法で形成する。このとき、ボイド、特に
横穴状のボイドにフォトレジストが流入してフォトレジ
スト膜中に気泡が発生する。次に、露光、現像を行な
い、パッシベーション膜のエッチングを行なうと、フォ
ドレジスト膜の厚さが減って気泡が破れ、その部分のパ
ッシベーション膜がエッチングされて損傷される。
置の微細化に伴い、フォトリソグラフィで加工する基板
表面のトポロジーが複雑化すると、CVD法などで絶縁
膜を堆積する際にボイドが発生する。そうすると、絶縁
膜を加工するためのフォトレジスト膜のマスク性が不完
全となり、損傷された層間絶縁膜やカバー膜しか形成さ
れなくなる。層間絶縁膜の場合は絶縁不良を招く危険性
がある。カバー膜の場合は、通常の環境では半導体装置
の動作自体には何の影響がなくても、温度や湿度の高い
過酷な環境での信頼性の低下がひき起こされる原因とな
っている。
の悪影響を回避し信頼性を一層改善できる半導体装置の
製造方法を提供することにある。
製造方法は、半導体基板上に電極配線を選択的に形成し
たのち、電極配線が設けられた前記半導体基板上に第1
の絶縁膜を形成し、第1の絶縁膜の形成に付随して第1
の絶縁膜中にその側面のみが開口したボイドが形成され
る。次に、回転塗布法により第1の絶縁膜上に第2の絶
縁膜を形成して該ボイドが実質的に埋め込まれる。フォ
トリソグラフィを利用して前記第1の絶縁膜を選択的に
エッチングする。
ときは、前記第2の絶縁膜としてポジ型フォトレジスト
膜を使用することができる。ポジ型フォトレジスト膜を
塗布法で形成し、全面露光をした後に現像することによ
り、前記ボイド部以外の箇所から除去する。続いてフォ
トリソグラフィを利用して前記パッシベーション膜をエ
ッチングしてカバー膜とする。
む工程を有しているので、前記フォトリソグラフィ工程
における前記ボイドの悪影響を回避できる。
は、シリコン基板1の表面に選択的にフィールド酸化膜
(図示しない)を形成することにより素子形成領域を区
画し、トランジスタなどの回路素子を形成し、必要な電
極配線の一部を形成した半導体チップを用意する。図1
において、図示の便宜上、シリコン基板1に直接最上層
の層間絶縁膜2が被着されているが、実際にはフィール
ド酸化膜や下層の層間絶縁膜が設けらているのが、普通
である。次に、厚さ1μmのAl−Si合金膜をスパッ
タ法で堆積し、パターニングにより電極配線3a,3b
を形成する。電極配線3bは例えば半導体メモリにおけ
るワード線であり、幅は1μm、長さは約1mm、間隔
は1.2μmである。
ズマCVD法で厚さ約1μmの酸窒化シリコン膜4を堆
積する。酸窒化シリコン膜4の段差被覆性が十分でない
のでボイド5がしばしば発生する。そうして、並行配置
された複数の電極配線3bに終端部があるときは、その
終端部に口のある横穴状のボイド51となり易い。次
に、HMDS(ヘキサメチルディシラザン(hexam
ethyldisilazane))による表面処理を
行なう。次に、波長436nmのg線用で粘度約50c
pのポジ型フォドレジストを回転数約500rpmで塗
布する。
40秒間のベークを行なう。こうして、図4に示すよう
に、平坦部で厚さが約4μmのポジ型フォトレジスト膜
6が形成される。前述したポジ型フォトレジスト膜の形
成工程において、横穴状のボイド51内から空気が出て
きて気泡7が発生する。また、横穴状のボイド51の入
口近傍はポジ型フォトレジスト膜で埋め込まれる。次
に、従来のように、露光、現像を行ない、酸窒化シリコ
ン膜4のエッチングを行なうと、ポジ型フォトレジスト
膜6の膜厚が減少して気泡7が破れ、局所的にマスク性
が失なわれることになる。本実施例ではポジ型フォトレ
ジスト膜6の形成後に、約10秒間の全面露光を行な
う。次に、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイド(tetramethylammoniu
m hydroxide))の希釈水溶液で現像を行な
う。このとき、図5に示すように、横穴状のボイド51
の入口近傍にポジ型フォトレジスト膜6aが残る。これ
は、酸窒化シリコン膜4で覆われているので露光が十分
に行なわれないこと、仮令十分に露光されていたとして
もボイド径が小さく殆んど除去不能と考えられることな
どの理由による。
ジ型フォトレジストの回転塗布および100℃でのベー
キングを行ない、図6に示すようにポジ型フォトレジス
ト膜8を形成する。次に、図示しないポンディングパッ
ド上の酸窒化シリコン膜4を除去するための露光、現像
を行ない120℃、4分のベーキングを行ないエッチン
グ用のマスクを形成する。初めに形成したポジ型フォト
レジスト膜(図4の6)には多数の気泡が観察された
が、このマスクには殆んで見当らなかった。次に、四フ
ッ化炭素CF4 と酸素との混合ガスを使用してプラズマ
エッチングを行ない前述したボンディングパッド上の酸
窒化シリコン膜4を除去し、ポジ型フォトレジスト膜を
剥離液を用いて除去してカバー膜を得る。
および酢酸の混合液(60℃)に10分間浸漬してもカ
バー膜下の電極配線の損傷は見られなかった。従って、
良好なカバー膜が形成でき、半導体装置の信頼性の一層
の改善が可能となる。
か、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜を用いることがで
きる。酸化シリコン膜の場合は紫外線をよく透過する
が、前述の理由によりボイドを実質的に埋め込むことは
可能である。
する。
次に、ポリイミド前駆体を回転塗布法により被着し、1
30℃程度のプリベークを行ない、図7に示すように、
ポリイミド膜9を形成する。ポリイミド膜9の厚さは、
横穴状のボイド51の出口を塞ぐ程度でもよいが、平坦
化処理を兼ねるためボイド51のある酸窒化シリコン膜
4の表面で100nm程度になるようにしてもよい。ポ
リイミド膜9には、気泡7aができる。次に、図8に示
すように、ポジ型フォトレジスト膜10で表面を被覆
し、露光し、現像してエッチング用のマスクを形成す
る。続いて、このマスクで覆われていない部分のポリイ
ミド膜9を除去する。除去液はポジ型フォトレジスト膜
の現像液(TMAHの希釈水溶液)でよい。次に、プラ
ズマエッチングにより酸窒化シリコン膜を選択的に除去
し、ポジ型フォトレジスト膜を剥離液を用いて除去し、
350℃程度の熱処理を行ないポリイミド膜の硬化を行
なってカバー膜を得る。ポリイミド膜9に気泡7aがあ
ってもポジ型フォトレジスト膜のマスク性が損なわれる
ことはない。更に、酸窒化シリコン膜4とポリイミド膜
9との二層構造のカバー膜を形成できるので、より一層
の信頼性の改善が可能となる。
りに窒化シリコン膜や酸化シリコン膜を使用してもよ
い。また、カバー膜の形成ばかりでなく、層間絶縁膜の
形成にも適用できる。
いて説明したが、天井のないあるいは天井に口のある竪
穴状のボイドでも同様の手順で実質的に埋め込むことが
できる。
ップの所定の層間絶縁膜を選択的に電極配線で被覆した
のちボイドを伴なうことある第1の絶縁膜で被覆し、回
転塗布法で第2の絶縁膜を形成しボイドを実質的に埋め
込み、フォトリソグラフィを利用して第1の絶縁膜を加
工するので、第1の絶縁膜のボイドに基づく損傷のない
カバー膜や層間絶縁膜の形成が可能となり半導体装置の
信頼性の改善が可能となる。
導体チップの一部分を示す断面斜視図である。
面斜視図である。
ある。
のための断面図である。
面図である。
面図である。
ある。
面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体基板上に第1の電極配線を選択的
に形成する工程と、前記第1の電極配線が設けられた前
記半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し前記第1の絶縁
膜の形成に付随して前記第1の絶縁膜中にその側面のみ
が開口したボイドが形成された工程と、回転塗布法によ
り前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成して該ボイ
ドが実質的に埋め込まれる工程と、フォトリソグラフィ
ーを利用して前記第1の絶縁膜を選択的にエッチングす
る工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項2】 前記第2の絶縁膜はフォトレジスト膜で
あることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項3】 半導体基板上に形成された層間絶縁膜を
選択的に被覆する電極配線を形成する工程と、前記電極
配線が設けられた層間絶縁膜をパッシベーション膜で被
覆しその被覆に付随して前記パッシベーション膜中にそ
の側面のみが開口したボイドが形成された工程と、回転
塗布法によりポジ型フォトレジスト膜を前記パッシベー
ション膜に被着させ全面露光を行なった後に現像を行な
うことによって該ボイドを実質的に埋め込む工程と、フ
ォトリソグラフィーを利用して前記パッシベーション膜
をエッチングしてカバー膜を形成する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記パッシベーション膜は酸窒化シリコ
ン膜であることを特徴とする請求項3記載の半導体装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25444392A JP3156389B2 (ja) | 1991-10-07 | 1992-09-24 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25900791 | 1991-10-07 | ||
JP3-259007 | 1991-10-07 | ||
JP25444392A JP3156389B2 (ja) | 1991-10-07 | 1992-09-24 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05206119A JPH05206119A (ja) | 1993-08-13 |
JP3156389B2 true JP3156389B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=26541684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3156389B2 (ja) |
-
1992
- 1992-09-24 JP JP25444392A patent/JP3156389B2/ja not_active Expired - Fee Related
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