JPH04275430A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.
【0002】0002
【従来の技術】近年、半導体装置の多層配線技術や微細
配線技術の進歩は著しい。それに伴いフィールド絶縁膜
等の厚いシリコン酸化膜上に高融点金属やその化合物の
配線が用いられるようになった。しかし、高融点金属や
その化合物は堆積した膜の内部応力が大きく、シリコン
酸化膜の0.2μm程度の急な段差によっても断線が生
じる。このため、シリコン酸化膜をエッチングによりパ
ターニングするときに、角度40度以下の低角度のテー
パーをつける必要がある。2. Description of the Related Art In recent years, there has been remarkable progress in multilayer wiring technology and fine wiring technology for semiconductor devices. Along with this, wiring made of high melting point metals or their compounds has come to be used on thick silicon oxide films such as field insulating films. However, high melting point metals and their compounds have a large internal stress in the deposited film, and even a steep step difference of about 0.2 μm in the silicon oxide film causes wire breakage. Therefore, when patterning the silicon oxide film by etching, it is necessary to create a taper with a low angle of 40 degrees or less.
【0003】従来の半導体装置の製造方法によるテーパ
ー・エッチングは、酸化膜表面をイオン注入やCF4
ガスのプラズマで荒らすことによってレジストとの密着
性を制御して行われていた。他には、シリコンの熱酸化
膜の上に、それよりもエッチング速度の速いCVD酸化
膜を堆積してテーパー・エッチングしていた。Taper etching in conventional semiconductor device manufacturing methods involves the oxide film surface being etched by ion implantation or CF4.
This was done by controlling the adhesion to the resist by roughening it with gas plasma. Another method is to deposit a CVD oxide film, which has a faster etching rate, on top of a silicon thermal oxide film and perform taper etching.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法によれば、酸化膜にかなりのダメージを与え耐電
圧不良が発生したり、製造工程数が増加し複雑化すると
いう問題があった。この発明の目的は、酸化膜に与える
ダメージを低減するとともに、製造工程数を増加させる
ことなく、酸化膜に低角度のテーパーをつけて微細加工
する半導体装置の製造方法を提供することである。However, the above-mentioned conventional method has problems such as considerable damage to the oxide film, resulting in poor withstanding voltage, and increased and complicated manufacturing steps. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which the oxide film is microfabricated with a low angle taper without reducing damage to the oxide film and increasing the number of manufacturing steps.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体装
置の製造方法は、酸化膜上にレジストを塗布しパターニ
ングし、50〜100℃でポストベークを行った後、酸
化膜をエッチングするようにしている。請求項2記載の
半導体装置の製造方法は、酸化膜上をヘキサメチルジシ
ラザンで処理した後、酸化膜上にレジストを塗布しパタ
ーニングし、50〜100℃でポストベークを行った後
、酸化膜をエッチングするようにしている。[Means for Solving the Problems] A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 includes coating and patterning a resist on an oxide film, post-baking at 50 to 100°C, and then etching the oxide film. I have to. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2 includes treating the oxide film with hexamethyldisilazane, applying and patterning a resist on the oxide film, post-baking at 50 to 100°C, and then removing the oxide film. I try to etch it.
【0006】請求項3記載の半導体装置の製造方法は、
請求項1記載の半導体装置の製造方法において、界面活
性剤を添加したエッチング液により酸化膜をエッチング
するようにしている。The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3 comprises:
In the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, the oxide film is etched using an etching solution containing a surfactant.
【0007】[0007]
【作用】この発明の方法によれば、ポストベークの温度
を50〜100℃でレジストと酸化膜との密着性を制御
し、酸化膜をエッチングするときにテーパー角度を調整
する。According to the method of the present invention, the adhesion between the resist and the oxide film is controlled at a post-bake temperature of 50 to 100°C, and the taper angle is adjusted when etching the oxide film.
【0008】[0008]
【実施例】〔第1の実施例〕この発明の第1の実施例を
図面に基づいて説明する。図1はこの発明の第1の実施
例の半導体装置の製造方法を示す工程順断面図である。[Embodiments] [First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a step-by-step sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【0009】まず、5Ω・cmのP型(100)シリコ
ン基板1を1100℃のウエット酸化することにより、
膜厚0.2〜1μmの酸化膜(シリコン熱酸化膜)2を
得た(図1(a) )。この酸化膜2の上にノボラック
樹脂とエチルセロソルブアセテートを含有したポジ型レ
ジスト3を膜厚1〜2μmに塗布する(図1(b) )
。First, by wet oxidizing a 5Ω·cm P-type (100) silicon substrate 1 at 1100°C,
An oxide film (silicon thermal oxide film) 2 having a thickness of 0.2 to 1 μm was obtained (FIG. 1(a)). On this oxide film 2, a positive resist 3 containing novolac resin and ethyl cellosolve acetate is applied to a thickness of 1 to 2 μm (Fig. 1(b)).
.
【0010】その後、ポジ型レジスト3をマスク合わせ
して露光し、現像により所望のパターンにパターニング
する(図1(c) )。この後、室温乾燥炉により50
〜100℃で30分間程度の熱処理(ポストベーク)を
行う。つぎに、弗酸(46%)対弗化アンモニウム(4
0%)を1対5に調合した薬液を用いて、酸化膜2のウ
エットエッチングを行いテーパーを形成する(図1(c
) )。このようにして形成されたテーパー部分の斜視
図を図3(a) に示す。[0010] Thereafter, the positive resist 3 is masked, exposed, and developed to form a desired pattern (FIG. 1(c)). After that, it was dried in a drying oven at room temperature for 50
Heat treatment (post-bake) is performed at ~100°C for about 30 minutes. Next, hydrofluoric acid (46%) versus ammonium fluoride (4
The oxide film 2 is wet-etched using a chemical solution prepared at a ratio of 1:5 (0%) to form a taper (see Figure 1(c)).
) ). A perspective view of the tapered portion formed in this manner is shown in FIG. 3(a).
【0011】さらに、このテーパーを形成した酸化膜2
上にスパッタ法によりタングステン膜(図示せず)を0
.3μm堆積して、このタングステン膜を微細加工した
後に400〜1000℃で熱処理しても断線等の発生は
なかった。なお、ポストベークを40〜150℃で30
分間行った場合に得られたポストベーク温度とテーパー
角度αとの関係を図2に示す。テーパー角度αは断面S
EM写真から測定したものである。Furthermore, the oxide film 2 formed with this taper is
A tungsten film (not shown) is deposited on top by sputtering.
.. Even when the tungsten film was deposited to a thickness of 3 .mu.m and subjected to a heat treatment at 400 to 1000.degree. C. after being microfabricated, no disconnection or the like occurred. In addition, post-bake at 40 to 150℃ for 30 minutes.
FIG. 2 shows the relationship between the post-bake temperature and the taper angle α obtained when baking was performed for 1 minute. The taper angle α is the cross section S
This was measured from an EM photograph.
【0012】図2に示すように、ポストベーク温度が通
常行う110〜150℃ではテーパー角度αは40〜6
0度に飽和し、また、50℃より低い温度ではポジ型レ
ジスト3と酸化膜2の密着性が悪く、テーパー角度αの
ばらつきも大きく、ウエットエッチング中にポジ型レジ
スト3が剥離することがあった。すなわちこの実施例で
は、ポストベークを50〜100℃で行うことにより、
所望する低角度(40度以下)のテーパーをつけて微細
加工ができた。また、従来の酸化膜のパターニング工程
と工程数も同じであり、プラズマやイオン注入を用いな
いため酸化膜2に与えるダメージも少ない。As shown in FIG. 2, the taper angle α is 40 to 6 when the post-bake temperature is usually 110 to 150°C.
It is saturated at 0 degrees Celsius, and at temperatures lower than 50 degrees Celsius, the adhesion between the positive resist 3 and the oxide film 2 is poor, and the taper angle α varies widely, so that the positive resist 3 may peel off during wet etching. Ta. That is, in this example, by performing post-baking at 50 to 100°C,
Microfabrication was possible with the desired low angle (40 degrees or less) taper. Furthermore, the number of steps is the same as in the conventional oxide film patterning process, and since plasma and ion implantation are not used, there is less damage to the oxide film 2.
【0013】なお、酸化膜2のウエットエッチングに用
いる薬液は、弗酸(46%)の割合を多くするほどテー
パー角度αは大きくなり、テーパー角度αとエッチング
速度等の工程の時間的問題とを考慮すると、弗酸(46
%)対弗化アンモニウム(40%)は1対1から1対2
0程度の範囲がよい。
〔第2の実施例〕この発明の第2の実施例の半導体装置
の製造方法を説明する。[0013] The taper angle α becomes larger as the proportion of hydrofluoric acid (46%) in the chemical solution used for wet etching the oxide film 2 increases. Taking into consideration, hydrofluoric acid (46
%) Ammonium fluoride (40%) is 1:1 to 1:2
A range of about 0 is preferable. [Second Embodiment] A method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described.
【0014】この第2の実施例の半導体装置の製造方法
は、第1の実施例における酸化膜2の上にポジ型レジス
ト3を塗布する前に、酸化膜2の表面を親水性から疏水
性にするためにヘキサメチルジシラザンで処理し、トリ
メチルシリル化するものであり、その後の工程は第1の
実施例と同じである。このようにこの実施例では、ポジ
型レジスト3を塗布する前に、酸化膜2の表面をヘキサ
メチルジシラザンで処理することにより、酸化膜2とポ
ジ型レジスト3との密着性がより向上し、テーパー角度
αのばらつきも±5度から±3度に減少し、より信頼性
の高いものとなった。その結果、最適なポストベーク温
度が高温側で10℃低下でき90℃になった。低温側は
安定性を考慮して50℃とした。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, before coating the positive resist 3 on the oxide film 2 in the first embodiment, the surface of the oxide film 2 is changed from hydrophilic to hydrophobic. In order to obtain this, it is treated with hexamethyldisilazane and trimethylsilylated, and the subsequent steps are the same as in the first example. In this embodiment, the surface of the oxide film 2 is treated with hexamethyldisilazane before applying the positive resist 3, thereby improving the adhesion between the oxide film 2 and the positive resist 3. The variation in the taper angle α was also reduced from ±5 degrees to ±3 degrees, resulting in higher reliability. As a result, the optimum post-bake temperature was reduced by 10°C on the high temperature side to 90°C. The low temperature side was set at 50°C in consideration of stability.
【0015】〔第3の実施例〕この発明の第3の実施例
の半導体装置の製造方法を説明する。この第3の実施例
の半導体装置の製造方法は、第1の実施例における酸化
膜2をウエットエッチングする工程において、薬液に界
面活性剤を添加するようにしたものであり、界面活性剤
には非イオン性のノイゲン類(ポリオキシエチレンアル
キルエーテル等)を用いて、これを第1の実施例で用い
た薬液に数滴混入した。その他の工程は第1の実施例と
同じである。[Third Embodiment] A method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, a surfactant is added to the chemical solution in the step of wet etching the oxide film 2 in the first embodiment. A few drops of a nonionic compound (such as polyoxyethylene alkyl ether) was mixed into the chemical solution used in the first example. Other steps are the same as in the first embodiment.
【0016】第1の実施例(図3(a) )では酸化膜
2の非テーパー面A1とテーパー面B1との交わりは直
線となるのに対して、この第3の実施例では、図3(b
) に示すように、酸化膜2の非テーパー面A2とテー
パー面B2とが緩やかな曲面で交わる。これは、界面活
性剤により薬液が第1の実施例より速い速度で酸化膜2
とポジ型レジスト3との間に浸透したためである。In the first embodiment (FIG. 3(a)), the intersection of the non-tapered surface A1 and the tapered surface B1 of the oxide film 2 is a straight line, whereas in this third embodiment, the intersection of the non-tapered surface A1 and the tapered surface B1 is a straight line. (b
), the non-tapered surface A2 and the tapered surface B2 of the oxide film 2 intersect at a gently curved surface. This is because the surfactant allows the chemical solution to spread to the oxide film at a faster rate than in the first embodiment.
This is because it penetrated between the positive resist 3 and the positive resist 3.
【0017】このようにこの実施例によれば、非テーパ
ー面A2とテーパー面B2とが緩やかな曲面で交わるた
め、酸化膜2上に形成される配線(図示せず)の断線等
をより防止することができる。特に、微細コンタクト窓
のエッチングやタングステンCVD等によるメタライゼ
ーションの前処理に効果がある。As described above, according to this embodiment, since the non-tapered surface A2 and the tapered surface B2 intersect with each other in a gently curved surface, disconnection of the wiring (not shown) formed on the oxide film 2 can be further prevented. can do. In particular, it is effective for etching fine contact windows and pre-processing metallization by tungsten CVD or the like.
【0018】なお、第1の実施例と比べてテーパー角度
αが10〜15度増加し、条件範囲は狭くなるが所望す
る40度以下には形成できる。上記第1,第2および第
3の実施例では、酸化膜2としてシリコンの熱酸化膜を
用いたが、CVD等による酸化膜を用いてもよい。Although the taper angle α increases by 10 to 15 degrees compared to the first embodiment, and the range of conditions becomes narrower, it can be formed to a desired value of 40 degrees or less. In the first, second and third embodiments described above, a silicon thermal oxide film is used as the oxide film 2, but an oxide film formed by CVD or the like may also be used.
【0019】[0019]
【発明の効果】この発明の半導体装置の製造方法は、ポ
ストベークの温度を50〜100℃でレジストと酸化膜
との密着性を制御し、酸化膜をエッチングするときにテ
ーパー角度を調整するようにしてあるため、酸化膜に与
えるダメージを低減するとともに、製造工程数を増加さ
せることなく、酸化膜に低角度のテーパーをつけて微細
加工することができる。Effects of the Invention The semiconductor device manufacturing method of the present invention controls the adhesion between the resist and the oxide film at a post-bake temperature of 50 to 100°C, and adjusts the taper angle when etching the oxide film. Therefore, damage to the oxide film can be reduced, and the oxide film can be microfabricated with a low angle taper without increasing the number of manufacturing steps.
【0020】また、酸化膜上にレジストを塗布する前に
、酸化膜上をヘキサメチルジシラザンで処理することに
より、レジストと酸化膜との密着性が向上し、テーパー
角度のばらつきもより減少して、より信頼性の高いもの
となる。また、界面活性剤を添加したエッチング液によ
り酸化膜をエッチングすることにより、エッチングされ
たテーパー面と非テーパー面との交わりを緩やかな曲面
とすることができる。[0020] Furthermore, by treating the oxide film with hexamethyldisilazane before applying the resist on the oxide film, the adhesion between the resist and the oxide film is improved, and the variation in the taper angle is further reduced. This makes it more reliable. Furthermore, by etching the oxide film with an etching solution containing a surfactant, the intersection of the etched tapered surface and the non-tapered surface can be made into a gently curved surface.
【図1】この発明の第1の実施例の半導体装置の製造方
法を示す工程順断面図である。FIG. 1 is a step-by-step sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同実施例におけるポストベーク温度とテーパー
角度との関係図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between post-bake temperature and taper angle in the same example.
【図3】(a) は第1の実施例におけるテーパー部分
の斜視図、(b)は第3の実施例におけるテーパー部分
の斜視図である。FIG. 3(a) is a perspective view of a tapered portion in a first embodiment, and FIG. 3(b) is a perspective view of a tapered portion in a third embodiment.
2 酸化膜 3 ポジ型レジスト 2 Oxide film 3. Positive resist
Claims (3)
ングする工程と、50〜100℃でポストベークを行う
工程と、前記酸化膜をエッチングする工程とを含む半導
体装置の製造方法。1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of applying and patterning a resist on an oxide film, post-baking at 50 to 100° C., and etching the oxide film.
処理する工程と、前記酸化膜上にレジストを塗布しパタ
ーニングする工程と、50〜100℃でポストベークを
行う工程と、前記酸化膜をエッチングする工程とを含む
半導体装置の製造方法。2. A step of treating the oxide film with hexamethyldisilazane, a step of applying and patterning a resist on the oxide film, a step of post-baking at 50 to 100° C., and etching the oxide film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of:
、界面活性剤を添加したエッチング液により酸化膜をエ
ッチングす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。3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the step of etching the oxide film, the oxide film is etched using an etching solution to which a surfactant is added.
Priority Applications (1)
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JP3712091A JPH04275430A (en) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | Manufacture of semiconductor device |
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JP3712091A JPH04275430A (en) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04275430A true JPH04275430A (en) | 1992-10-01 |
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JP3712091A Pending JPH04275430A (en) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH04275430A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002033273A (en) * | 2000-05-12 | 2002-01-31 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
JP2019057569A (en) * | 2017-09-20 | 2019-04-11 | 豊田合成株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method for semiconductor device |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3712091A patent/JPH04275430A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP4651851B2 (en) * | 2000-05-12 | 2011-03-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing semiconductor device |
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