JP7020407B2 - 半導体装置、及び、半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
(A)第1の実施形態:
(B)第2の実施形態:
(C)第3の実施形態:
(D)第4の実施形態:
(E)第5の実施形態:
(F)第6の実施形態:
図1は、本実施形態に係る半導体装置100の要部断面を模式的に示す図である。
また、配線層20については、半導体基板10に近い側を下、半導体基板10から遠い側を上と記載する。
Pressure Chemical Vapor Deposition)法、PE-CVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition)法により形成することも可能である。
Appl. Phys. 48 (2009) 126001)。SiOC,SiOCHはALD法又はPE-CVD法により形成され、この場合の前駆ガスは、上述した1MS,2MS,3MS,4MSに加えて、Bistrimethylsilylmethane (BTMSM),methyltrimethoxysilane (MTMS),
tetramethylcyclotelrasiloxane (TMCTS),
octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS), Decamethylcyclopentasiloxane (DMCPS)を用いることができる。なお、本実施形態のように、配線層20を形成した後のプロセスとして絶縁膜30Aの形成を行う場合は、絶縁膜30Aの形成処理を400℃未満の低温で行う。
また、各回のプラズマ成膜処理で形成する炭素含有薄膜50が薄くて済むため、炭素含有薄膜50による貫通孔11Aの開口幅の圧迫が少なくて済み、貫通孔11Aの底の加工が安定する。また、炭素含有薄膜50は除去が容易であり、後のプロセスへの影響を最小限に止めることができる。
以上説明した製造方法により、本実施形態に係る半導体装置100の要部を作成することができる。
次に、第2の実施形態に係る半導体装置200及びその製造方法について説明する。半導体装置200は、上述した半導体装置100と製造方法が異なるものの形状・構造については上述した半導体装置100と略同等であるため、形状・構造についての説明は省略する。また、各部の符号についても、半導体装置100と同じ符号を用いて説明する。
なお、追加絶縁膜32Aは、バリアメタルと金属埋め込みの前に、例えばCMP等の方法で一部又は全部を除去してもよいし、そのまま使用してもよい。
次に、第3の実施形態に係る半導体装置300及びその製造方法について説明する。半導体装置300は、上述した半導体装置100と製造方法が異なるものの形状・構造については上述した半導体装置100と略同等であるため、形状・構造についての説明は省略する。また、各部の符号についても、半導体装置100と同じ符号を用いて説明する。
次に、第4の実施形態に係る半導体装置400及びその製造方法について説明する。半導体装置400は、半導体基板410の上に配線層420を形成した後、半導体基板410の裏面410b側から配線層420を貫通して表面410a近くに設けられた金属電極パッド460に達する貫通電極412を形成する例である。
次に、第5の実施形態に係る半導体装置500及びその製造方法について説明する。半導体装置500は、半導体基板上に配線層等を形成した複数の素子を貼り合せにより積層して形成されており、少なくとも1つの素子を貫通して他の素子の電極と接続された貫通電極と、同じ1つの素子の半導体基板のみを貫通して同じ素子内の配線層中の電極に接続された貫通電極と、の双方を設ける例である。
以下では、第1の素子Xと第2の素子Yの境界を接合面Zと記載する。
次に、第6の実施形態に係る半導体装置600及びその製造方法について説明する。半導体装置600は、半導体基板上に配線層等を形成した複数の素子を貼り合せにより積層して形成されており、少なくとも1つの素子を貫通して他の素子の電極と接続された貫通電極が、その途中で他の電極に対してサイドコンタクトにより接続する例である。
半導体基板の第1面の側から行う異方性エッチングで前記半導体基板に貫通孔を形成する第1工程と、
前記貫通孔の内側面の全体に絶縁膜の薄膜を形成する第2工程と、
前記貫通孔の開口縁部を含む前記第1面に炭素含有薄膜をプラズマ成膜する第3工程と、
前記炭素含有薄膜をマスクとして前記貫通孔の内底を異方性プラズマエッチングにより掘削する第4工程と、
前記炭素含有薄膜をアッシングにより除去する第5工程と、
前記貫通孔の中に貫通電極を形成する第6工程と、を含んで構成される、半導体装置の製造方法。
前記炭素含有薄膜は、ハイドロカーボン、フルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボンの少なくとも1つをプロセスガスとするプラズマ成膜により形成される、前記(1)に記載の半導体装置の製造方法。
前記第4工程の異方性プラズマエッチングは、フルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボンの少なくとも1つをプロセスガスとするプラズマエッチングで行う、前記(1)又は前記(2)に記載の半導体装置の製造方法。
前記炭素含有薄膜は、前記貫通孔の開口付近が前記貫通孔の中央に向けて迫り出す形状に成膜される、前記(1)~前記(3)の何れか1つに記載の半導体装置の製造方法。
前記第6工程の前に、前記貫通孔の開口付近に形成された前記絶縁膜の薄膜の少なくとも一部を覆う追加絶縁膜を形成する、前記(1)~前記(4)の何れか1つに記載の半導体装置の製造方法。
半導体基板と、
前記半導体基板の第1面の上に積層形成された配線層と、
前記配線層の一部を構成する金属膜と、
前記配線層の一部を構成し、前記金属膜の前記半導体基板側に隣接して設けられた第1絶縁膜と、
前記半導体基板の前記第1面と反対側の第2面から前記金属膜へ貫通する貫通電極と、
前記貫通電極と前記半導体基板の間に介設された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記第2面側の端部に付着形成された第3絶縁膜と、を備える、半導体装置。
Claims (6)
- 半導体基板の第1面の側から行う異方性エッチングで前記半導体基板に貫通孔を形成する第1工程と、
前記貫通孔の内側面の全体に絶縁膜の薄膜を形成する第2工程と、
前記貫通孔の開口縁部を含む前記第1面に炭素含有薄膜をプラズマ成膜する第3工程と、
前記炭素含有薄膜をマスクとして前記貫通孔の内底を異方性プラズマエッチングにより掘削する第4工程と、
前記炭素含有薄膜をアッシングにより除去する第5工程と、
前記貫通孔の中に貫通電極を形成する第6工程と、を含んで構成される、半導体装置の製造方法。 - 前記炭素含有薄膜は、ハイドロカーボン、フルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボンの少なくとも1つをプロセスガスとするプラズマ成膜により形成される、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第4工程の異方性プラズマエッチングは、フルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボンの少なくとも1つをプロセスガスとするプラズマエッチングで行う、請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記炭素含有薄膜は、前記貫通孔の開口付近が前記貫通孔の中央に向けて迫り出す形状に成膜される、請求項1~3の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第6工程の前に、前記貫通孔の開口付近に形成された前記絶縁膜の薄膜の少なくとも一部を覆う追加絶縁膜を形成する、請求項1~4の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 半導体基板と、
前記半導体基板の第1面の上に積層形成された配線層と、
前記配線層の一部を構成する金属膜と、
前記配線層の一部を構成し、前記金属膜の前記半導体基板側に隣接して設けられた第1絶縁膜と、
前記半導体基板の前記第1面と反対側の第2面から前記金属膜へ貫通する貫通電極と、
前記貫通電極と前記半導体基板の間に介設された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記第2面側の端部に付着形成された第3絶縁膜と、を備え、
前記第2絶縁膜は、前記第2面を覆う部分を有するとともに、前記第2絶縁膜の前記貫通電極を貫通させる貫通孔の前記第2面側の開口角部に削れた部分を有し、
前記貫通電極は、前記第2面に沿って形成され前記第2絶縁膜の前記覆う部分を覆う部分を有し、
前記第3絶縁膜は、前記第2絶縁膜の前記削れた部分による前記第2絶縁膜と前記貫通電極との間の隙間を補填し、前記開口角部を形成している、半導体装置。
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