JPH07201823A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method of manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH07201823A JPH07201823A JP34964693A JP34964693A JPH07201823A JP H07201823 A JPH07201823 A JP H07201823A JP 34964693 A JP34964693 A JP 34964693A JP 34964693 A JP34964693 A JP 34964693A JP H07201823 A JPH07201823 A JP H07201823A
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
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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
法に関し、特に、半導体基板上に形成された表面平坦化
用の膜をエッチバックする工程を有する半導体装置の製
造に適用して好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and is particularly suitable for application to the manufacture of a semiconductor device having a step of etching back a surface flattening film formed on a semiconductor substrate. It is a thing.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造においては、配線が微
細化されてくると、配線交差部などの段差形状が生じる
部分において、上層の配線の短絡や断線などの問題が生
じ、半導体装置の製造歩留まりに重大な影響を及ぼす。
そこで、この問題を解決するために、下層の配線上に形
成される層間絶縁膜の表面を平坦化した後、その平坦化
された表面上に上層の配線を形成する技術が用いられて
いる。2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, as wirings are miniaturized, problems such as short-circuits and disconnections of upper layer wirings occur at portions where stepped shapes such as wiring intersections occur, and semiconductor devices are manufactured. It has a significant impact on yield.
Therefore, in order to solve this problem, a technique of flattening the surface of the interlayer insulating film formed on the lower wiring and then forming the upper wiring on the flattened surface is used.
【0003】すなわち、図7Aに示すように、半導体基
板101上に図示省略した層間絶縁膜を介して下層の配
線102、103を形成した後、これらの配線102、
103を覆うように層間絶縁膜104を形成する。この
とき、配線102、103による段差に起因してこの層
間絶縁膜104の表面に段差が生じる。次に、この層間
絶縁膜104の表面に流動性物質、例えばレジスト膜1
05を塗布して表面の平坦化を行う。次に、異方性エッ
チング法、例えば反応性イオンエッチング(RIE)法
により、レジスト膜105の表面からエッチバックを行
う。これによって、図7Bに示すように、層間絶縁膜1
04の表面が平坦化される。すなわち、レジスト膜10
5の表面の平坦性が下層の層間絶縁膜104に転写され
る。この後、このようにして平坦化された層間絶縁膜1
04の表面上に上層の配線(図示せず)を形成する。That is, as shown in FIG. 7A, after wirings 102 and 103 of lower layers are formed on a semiconductor substrate 101 via an interlayer insulating film (not shown), these wirings 102 and 103 are formed.
An interlayer insulating film 104 is formed so as to cover 103. At this time, a step is formed on the surface of the interlayer insulating film 104 due to the step due to the wirings 102 and 103. Next, a fluid substance such as the resist film 1 is formed on the surface of the interlayer insulating film 104.
05 is applied to flatten the surface. Next, an anisotropic etching method such as a reactive ion etching (RIE) method is used to etch back from the surface of the resist film 105. As a result, as shown in FIG. 7B, the interlayer insulating film 1
The surface of 04 is flattened. That is, the resist film 10
The flatness of the surface of No. 5 is transferred to the lower interlayer insulating film 104. After that, the interlayer insulating film 1 thus flattened
An upper wiring (not shown) is formed on the surface of 04.
【0004】上述のレジスト膜105のような表面平坦
化用の流動性物質のエッチバックを行う場合には、エッ
チバック量を制御する上で、この流動性物質の残り膜厚
をモニターすることが重要である。従来、この残り膜厚
のモニターは、配線などによる凹凸の生じていない平坦
な表面を有するダミー基板上に同一の流動性物質を同一
条件で塗布したものを、実際に半導体装置を製造するた
めの半導体基板とともにエッチング装置内に入れてエッ
チバックを行い、エッチバックの進行に伴うダミー基板
上の流動性物質の残り膜厚の変化による干渉色の変化を
作業者が観察することにより行っていた。When etching back a fluid material for flattening the surface, such as the resist film 105, it is possible to monitor the remaining film thickness of the fluid material in order to control the etch back amount. is important. Conventionally, this remaining film thickness monitor is used to actually manufacture a semiconductor device by applying the same fluid material under the same conditions on a dummy substrate having a flat surface on which no unevenness due to wiring is generated. It has been carried out by putting the semiconductor substrate together with the semiconductor substrate in an etching apparatus to perform etch back, and observing a change in interference color due to a change in the remaining film thickness of the fluid substance on the dummy substrate as the etch back progresses.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように干渉色の変化から流動性物質の残り膜厚を判断す
る場合、その精度は、その判断を行う作業者の熟練度や
主観などによって大きく左右されてしまう。この問題
は、この残り膜厚を定量化することができれば解決可能
であるが、そのためには分光器などの付加設備が必要と
なり、工程も複雑化するという新たな問題が生じてしま
う。However, when the remaining film thickness of the fluid substance is judged from the change of the interference color as described above, its accuracy depends on the skill and subjectivity of the operator who makes the judgment. It will be affected. This problem can be solved if the remaining film thickness can be quantified, but for that purpose, additional equipment such as a spectroscope is required, which causes a new problem that the process is complicated.
【0006】従って、この発明の目的は、半導体基板上
に形成された流動性物質、すなわち表面平坦化用の膜を
エッチバックするときに、その残り膜厚を、作業者の熟
練度や主観などによって左右されることなく、さらに分
光器などの付加設備を用いたり工程を複雑化したりする
こともなく、定量的にモニターすることができ、所望の
深さ位置に表面平坦化用の膜の表面の平坦性を転写する
ことができる半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。Accordingly, an object of the present invention is to determine the remaining film thickness when etching back a fluid material formed on a semiconductor substrate, that is, a film for surface flattening. The surface of the film for surface flattening at the desired depth position can be monitored quantitatively without being affected by the conditions and without using additional equipment such as a spectroscope or complicating the process. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of transferring the flatness of the semiconductor device.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、半導体基板(1)上に形成された表面
平坦化用の膜(7)をエッチバックする工程を有する半
導体装置の製造方法において、段階的に幅が変化してい
る複数の溝状のパターンから成るモニターパターン
(6)を表面平坦化用の膜(7)の下地表面、または、
半導体基板(1)とは別の半導体基板上に形成された表
面平坦化用の膜の下地表面にあらかじめ形成しておき、
表面平坦化用の膜(7)をエッチバックする工程におい
て、モニターパターン(6)上における干渉色が発生す
る領域の位置により表面平坦化用の膜(7)の残り膜厚
をモニターするようにしたことを特徴とするものであ
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device having a step of etching back a surface flattening film (7) formed on a semiconductor substrate (1). In the manufacturing method, a monitor pattern (6) composed of a plurality of groove-shaped patterns whose widths are changed stepwise is used as a base surface of a film (7) for surface flattening, or
Preliminarily formed on a base surface of a film for surface planarization formed on a semiconductor substrate different from the semiconductor substrate (1),
In the step of etching back the surface flattening film (7), the remaining film thickness of the surface flattening film (7) is monitored according to the position of the area where the interference color is generated on the monitor pattern (6). It is characterized by having done.
【0008】ここで、表面平坦化用の膜としては、例え
ばレジスト膜のような流動性物質が用いられる。As the surface flattening film, a fluid substance such as a resist film is used.
【0009】この発明による半導体装置の製造方法の好
適な一実施形態においては、モニターパターンは、同一
群内で互いに幅が同一の複数の溝状のパターンが等間隔
に配置された複数のパターン群から成り、複数のパター
ン群のそれぞれのパターン群内のパターンの幅が複数の
パターン群間で段階的に変化しているモニターパターン
である。In a preferred embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the monitor pattern includes a plurality of pattern groups in which a plurality of groove-shaped patterns having the same width are arranged at equal intervals in the same group. And a width of the pattern in each of the plurality of pattern groups is gradually changed among the plurality of pattern groups.
【0010】この発明による半導体装置の製造方法の好
適な一実施形態においては、表面平坦化用の膜の下地は
ゲート電極形成用の金属膜であり、この金属膜の表面に
モニターパターンを形成する。In a preferred embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the underlayer of the surface planarizing film is a metal film for forming a gate electrode, and a monitor pattern is formed on the surface of this metal film. .
【0011】この発明による半導体装置の製造方法の他
の一実施形態においては、表面平坦化用の膜の下地は層
間絶縁膜であり、この層間絶縁膜の表面にモニターパタ
ーンを形成する。In another embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the underlayer of the surface flattening film is an interlayer insulating film, and a monitor pattern is formed on the surface of this interlayer insulating film.
【0012】[0012]
【作用】上述のように構成されたこの発明による半導体
装置の製造方法によれば、段階的に幅が変化している複
数の溝状のパターンから成るモニターパターン(6)を
例えば半導体基板(1)上にあらかじめ形成しておき、
その上に流動性物質から成る表面平坦化用の膜(7)を
形成すると、この表面平坦化用の膜(7)は、その粘性
により、モニターパターン(6)のうちの幅が狭い溝状
のパターン上ではほぼ平坦に形成されるが、モニターパ
ターン(6)のうちの幅が広い溝状のパターン上ではす
り鉢状にへこんだ形状に形成される。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention configured as described above, a monitor pattern (6) composed of a plurality of groove-shaped patterns whose widths are changed stepwise is provided, for example, on the semiconductor substrate (1). ) Pre-formed on top,
When a film (7) for flattening the surface made of a fluid material is formed thereon, the film (7) for flattening the surface of the monitor pattern (6) has a narrow groove shape due to its viscosity. The pattern is formed substantially flat on the pattern (1), but is formed in a mortar shape on the wide groove-shaped pattern of the monitor pattern (6).
【0013】このため、エッチバックが進行すると、こ
のすり鉢状に形成された膜厚が小さい領域から先に表面
平坦化用の膜(7)が除去され、その領域だけに干渉色
が発生する。そして、このすり鉢状の領域における表面
平坦化用の膜(7)の膜厚はパターンの幅が広いほど小
さくなるため、エッチバックの進行に伴い、干渉色が発
生する領域は、パターンの幅が広い領域上からパターン
の幅が狭い領域上へと徐々に移動していく。従って、モ
ニターパターン(6)上のどの領域に干渉色が発生して
いるかを顕微鏡などで観察することにより、表面平坦化
用の膜(7)の残り膜厚を定量的にモニターすることが
でき、その残り膜厚が適正値に達したかどうかを判断す
ることができる。これは、作業者の熟練度や主観などに
よって左右されることなく、容易に行うことができる。
また、この場合、分光器などの付加設備を必要とするこ
とも、工程が複雑化することもない。Therefore, when the etch back progresses, the surface flattening film (7) is first removed from the mortar-shaped region having a small film thickness, and an interference color is generated only in that region. Since the film thickness of the surface flattening film (7) in the mortar-shaped region becomes smaller as the pattern width becomes wider, the pattern width becomes wider in the region where the interference color is generated as the etching back progresses. The pattern gradually moves from the wide area to the narrow area of the pattern. Therefore, it is possible to quantitatively monitor the remaining film thickness of the surface flattening film (7) by observing in which area on the monitor pattern (6) the interference color is generated with a microscope or the like. , It is possible to judge whether or not the remaining film thickness has reached an appropriate value. This can be easily performed without being influenced by the skill and subjectivity of the operator.
Further, in this case, neither additional equipment such as a spectroscope is required nor the process is complicated.
【0014】[0014]
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。図1〜図5はこの発明を埋め込みゲ
ート電極構造を有する接合型FET(JFET)ICの
製造に適用した一実施例を示す断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 are sectional views showing an embodiment in which the present invention is applied to manufacture of a junction type FET (JFET) IC having a buried gate electrode structure.
【0015】この一実施例においては、まず、図1に示
すように、半絶縁性GaAs基板1中にn型不純物を選
択的にイオン注入し、その後必要に応じて注入不純物の
電気的活性化のためのアニールを行うことにより、JF
ET形成領域にn型のチャネル領域2を形成する。次
に、この半絶縁性GaAs基板1上にCVD法により例
えば窒化シリコン(SiN)膜3を堆積した後、このS
iN膜3上にレジスト膜4を塗布する。ここで、SiN
膜3の膜厚は例えば450nmとする。また、レジスト
膜4としては、例えば粘度が30CP(センチポワズ)
のものを用いる。次に、形成すべきゲート電極およびモ
ニターパターンに対応する形状のマスクパターンを有す
るフォトマスク(またはレティクル)を用いてレジスト
膜4の露光を行った後、このレジスト膜4の現像を行
う。これによって、形成すべきゲート電極およびモニタ
ーパターンに対応する形状にレジスト膜4がパターニン
グされる。In this embodiment, first, as shown in FIG. 1, an n-type impurity is selectively ion-implanted into a semi-insulating GaAs substrate 1 and, thereafter, electrical activation of the implanted impurity is performed as necessary. By annealing for
An n-type channel region 2 is formed in the ET formation region. Then, for example, a silicon nitride (SiN) film 3 is deposited on the semi-insulating GaAs substrate 1 by the CVD method, and then the S
A resist film 4 is applied on the iN film 3. Where SiN
The film thickness of the film 3 is, eg, 450 nm. The resist film 4 has, for example, a viscosity of 30 CP (centipoise).
Use the one. Next, the resist film 4 is exposed using a photomask (or reticle) having a mask pattern having a shape corresponding to the gate electrode to be formed and the monitor pattern, and then the resist film 4 is developed. As a result, the resist film 4 is patterned into a shape corresponding to the gate electrode and monitor pattern to be formed.
【0016】次に、このようにしてパターニングされた
レジスト膜4をマスクとして用いてSiN膜3を異方性
エッチング法、例えばRIE法によりエッチングする。
これによって、図2に示すように、ゲート電極形成領域
のSiN膜3に開口3aが形成されるとともに、モニタ
ーパターン形成領域のSiN膜3がモニターパターンに
対応する形状にパターニングされる。Next, the SiN film 3 is etched by anisotropic etching, for example, RIE, using the resist film 4 thus patterned as a mask.
As a result, as shown in FIG. 2, the opening 3a is formed in the SiN film 3 in the gate electrode formation region, and the SiN film 3 in the monitor pattern formation region is patterned into a shape corresponding to the monitor pattern.
【0017】次に、レジスト膜4を有機溶剤またはO2
プラズマを用いて除去した後、図3に示すように、真空
蒸着法やスパッタリング法などにより、ゲート電極形成
用の金属膜5を全面に堆積する。この金属膜5の膜厚は
例えば0.2μm(200nm)とする。この場合、モ
ニターパターン形成領域における、モニターパターンに
対応する形状にパターニングされたSiN膜3を覆う金
属膜5の表面に、このモニターパターンに対応する形状
を有するSiN膜3の段差形状が転写される結果、この
金属膜5の表面にモニターパターン6が形成される。次
に、この金属膜5上に表面平坦化用のレジスト膜7を塗
布した後、このレジスト膜7のベーキングを行う。この
レジスト膜7としては、例えば膜厚が1.2μmで粘度
が30CPのものを用いる。Next, the resist film 4 is covered with an organic solvent or O 2
After removing using plasma, as shown in FIG. 3, a metal film 5 for forming a gate electrode is deposited on the entire surface by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like. The film thickness of the metal film 5 is, eg, 0.2 μm (200 nm). In this case, the step shape of the SiN film 3 having the shape corresponding to the monitor pattern is transferred to the surface of the metal film 5 covering the SiN film 3 patterned in the shape corresponding to the monitor pattern in the monitor pattern formation region. As a result, the monitor pattern 6 is formed on the surface of the metal film 5. Next, a resist film 7 for surface flattening is applied on the metal film 5, and then the resist film 7 is baked. As the resist film 7, for example, a film having a film thickness of 1.2 μm and a viscosity of 30 CP is used.
【0018】図6はモニターパターン6の一例を示す平
面図である。図6に示すように、このモニターパターン
6は、それぞれ複数の溝状のパターンを有し、それらの
パターンの幅が群間で段階的に変化している合計10個
のパターン群P1 〜P10から成る。それぞれのパターン
群におけるパターンの間隔は等しく、すべて1μmであ
る。また、パターンの長さは300μmである。この場
合、これらのパターン群P1 〜P10におけるパターンの
幅は、形成すべき埋め込みゲート電極の幅の例えば1/
10〜10倍の幅に設定される。具体的には、これらの
パターン群P1〜P10におけるパターンの幅は、パター
ン群P1 からパターン群P10に順番に、0.4μm、
0.6μm、0.8μm、1μm、2μm、3μm、4
μm、6μm、8μm、10μmに設定されている。こ
れらのパターンの深さは、金属膜5の膜厚程度、例えば
300nm程度であればよい。このモニターパターン6
が設けられる場所は、例えば、ウェハー状の半絶縁性G
aAs基板1における実際に半導体装置となるチップ領
域以外の領域に設けられるダミーのチップ領域上であ
る。FIG. 6 is a plan view showing an example of the monitor pattern 6. As shown in FIG. 6, the monitor pattern 6 has a plurality of groove-shaped patterns, and the widths of these patterns change stepwise between the groups, for a total of 10 pattern groups P 1 to P 1. Composed of 10 . The pattern intervals in each pattern group are equal, and all are 1 μm. The pattern length is 300 μm. In this case, the width of the pattern in these pattern groups P 1 to P 10 is, for example, 1 / the width of the embedded gate electrode to be formed.
The width is set to 10 to 10 times. Specifically, the widths of the patterns in these pattern groups P 1 to P 10 are 0.4 μm in order from the pattern group P 1 to the pattern group P 10 .
0.6 μm, 0.8 μm, 1 μm, 2 μm, 3 μm, 4
It is set to μm, 6 μm, 8 μm and 10 μm. The depth of these patterns may be about the thickness of the metal film 5, for example, about 300 nm. This monitor pattern 6
The place where is provided is, for example, a wafer-like semi-insulating G
It is on a dummy chip area provided in an area other than the chip area that actually becomes the semiconductor device in the aAs substrate 1.
【0019】次に、このレジスト膜7を例えばRIE法
により基板表面と垂直方向にエッチバックする。このR
IEは、例えば、反応ガスとしてO2 を用い、その流量
が10sccm、圧力が10Pa、電力が100Wの条
件で行う。このRIE法によるエッチバックは、あらか
じめ調べたエッチング速度をもとに、レジスト膜7の直
下の金属膜5の表面が露出する程度まで行うが、このレ
ジスト膜7の残り膜厚の制御を、上述のモニターパター
ン6を用いて以下のように行う。Next, the resist film 7 is etched back in the direction perpendicular to the substrate surface by, for example, the RIE method. This R
The IE is performed, for example, using O 2 as a reaction gas under the conditions of a flow rate of 10 sccm, a pressure of 10 Pa, and an electric power of 100 W. The etching back by the RIE method is performed until the surface of the metal film 5 immediately below the resist film 7 is exposed based on the etching rate that has been examined in advance, and the remaining film thickness of the resist film 7 is controlled as described above. The following is performed using the monitor pattern 6 of No. 1.
【0020】すなわち、金属膜5に形成されたモニター
パターン6上のパターンの幅が広い領域においては、す
り鉢状にレジスト膜7が塗布されるため(図3参照)、
エッチバック終了間際には、最終の干渉色である茶色の
干渉色が発生する(茶色の干渉色が発生するときのレジ
スト膜7の残り膜厚は30〜50nm程度である)。そ
して、この茶色の干渉色の発生領域は、エッチバックの
進行に伴い、モニターパターン6上を、幅が広いパター
ンから幅が狭いパターンに向かって徐々に移動してい
く。そこで、エッチバックを一定時間行った後、エッチ
バックを一旦中断してモニターパターン6を顕微鏡など
で観察し、このモニターパターン6のどの領域上にこの
茶色の干渉色が発生しているかを確認する。これによっ
て、その時点での埋め込みゲート電極形成領域上のレジ
スト膜7の残り膜厚を、作業者の熟練度や主観などによ
って左右されることなく、容易に定量的にモニターする
ことができる。そして、エッチバックが不十分でエッチ
バックを追加して行うべき場合は、その追加のエッチバ
ックの時間を容易に判断することができる。That is, since the resist film 7 is applied in a mortar shape in the wide area of the pattern on the monitor pattern 6 formed on the metal film 5 (see FIG. 3).
A brown interference color, which is the final interference color, is generated just before the end of the etchback (the remaining film thickness of the resist film 7 when the brown interference color is generated is about 30 to 50 nm). The brown interference color generation region gradually moves on the monitor pattern 6 from the wide pattern to the narrow pattern as the etchback progresses. Therefore, after etching back for a certain period of time, the etching back is temporarily stopped, and the monitor pattern 6 is observed with a microscope or the like to confirm on which area of the monitor pattern 6 the brown interference color is generated. . As a result, the remaining film thickness of the resist film 7 on the buried gate electrode formation region at that time can be easily and quantitatively monitored without being influenced by the skill or subjectivity of the operator. If the etch back is insufficient and additional etch back should be performed, the time for the additional etch back can be easily determined.
【0021】以上のようにしてエッチバックを適正に行
うことができることにより、エッチバック終了後には、
図4に示すように、埋め込みゲート電極形成領域上にレ
ジスト膜7が残される。Since the etch back can be properly performed as described above, after the etch back is completed,
As shown in FIG. 4, the resist film 7 is left on the buried gate electrode formation region.
【0022】そこで、次に、この残されたレジスト膜7
をマスクとして金属膜5を例えばイオンミリング法によ
りドライ加工する。この後、このレジスト膜7を有機溶
剤またはO2 プラズマを用いて除去する。これによっ
て、図5に示すように、ゲート電極8が、SiN膜3の
開口3a内に埋め込まれて形成される。Then, next, the remaining resist film 7 is formed.
The metal film 5 is dry-processed by, for example, an ion milling method using the as a mask. After that, the resist film 7 is removed by using an organic solvent or O 2 plasma. Thereby, as shown in FIG. 5, the gate electrode 8 is formed by being embedded in the opening 3a of the SiN film 3.
【0023】この後、図示は省略するが、SiN膜3へ
のソース電極およびドレイン電極のコンタクト用の開口
の形成、ソース電極およびドレイン電極の形成、配線の
形成などの工程を経て、目的とするJFET ICを完
成させる。After that, although not shown in the drawings, the process is completed through the steps of forming openings for contacting the source electrode and the drain electrode in the SiN film 3, forming the source electrode and the drain electrode, and forming the wiring. Complete the JFET IC.
【0024】以上のように、この一実施例によれば、ゲ
ート電極形成用の金属膜5上に塗布された表面平坦化用
のレジスト膜7をエッチバックする工程において、JF
ET形成領域以外の領域の金属膜5にあらかじめ形成さ
れたモニターパターン6上のどの領域に干渉色が発生し
ているかを観察するようにしているので、レジスト膜7
の残り膜厚を、作業者の熟練度や主観などによって左右
されることなく、さらに分光器などの付加設備を必要と
することも、工程を複雑化することもなく、定量的かつ
高精度でしかも容易にモニターすることができ、これに
よってレジスト膜7の残り膜厚を適正値に設定すること
ができる。そして、このレジスト膜7をマスクとして用
いて金属膜5を加工することにより、SiN膜3の開口
3a内にゲート電極8を最適寸法でしかもほぼ平坦に埋
め込むことができる。この一実施例によれば、従来の方
法を用いた場合のように、レジスト膜7の残り膜厚が正
確に制御されないことによりレジスト膜7が余分な部分
に残ってしまうことからSiN膜3上に金属膜5が残
り、その結果、開口3a内にゲート電極8が平坦に埋め
込まれなかったり、あるいは、これとは逆に、レジスト
膜7が必要以上にエッチバックされてしまうことにより
金属膜5が過剰に除去されてしまったりすることはな
い。これによって、JFET ICの製造歩留まりの向
上を図ることができる。As described above, according to this embodiment, in the step of etching back the resist film 7 for surface flattening applied on the metal film 5 for forming the gate electrode, the JF is used.
Since the area on the monitor pattern 6 formed in advance on the metal film 5 in the area other than the ET formation area is observed, the resist film 7 is formed.
The remaining film thickness of the film does not depend on the skill or subjectivity of the operator, does not require additional equipment such as a spectroscope, does not complicate the process, and is quantitative and highly accurate. Moreover, it can be easily monitored, and the remaining film thickness of the resist film 7 can be set to an appropriate value. By processing the metal film 5 using the resist film 7 as a mask, the gate electrode 8 can be embedded in the opening 3a of the SiN film 3 with an optimum size and almost flatly. According to this embodiment, since the remaining film thickness of the resist film 7 is not accurately controlled as in the case of using the conventional method, the resist film 7 is left in an extra portion, so that it is left on the SiN film 3. The metal film 5 remains on the metal film 5, and as a result, the gate electrode 8 is not flatly embedded in the opening 3a, or conversely, the resist film 7 is etched back more than necessary, so that the metal film 5 is removed. Is never over-removed. This makes it possible to improve the manufacturing yield of JFET ICs.
【0025】次に、この発明の他の実施例について説明
する。この他の実施例においては、まず、図7Aに示す
ように、半導体基板101上に図示省略した層間絶縁膜
を介して例えば膜厚が0.5μmのAu膜のような金属
膜を形成した後、この金属膜をエッチングによりパター
ニングして、配線形成領域に下層の配線102、103
を形成するとともに、モニターパターン形成領域にモニ
ターパターンに対応する形状のパターン(図示せず)を
形成する。この後、CVD法により、これらの上に層間
絶縁膜104を形成する。ここで、この層間絶縁膜10
4の膜厚は例えば0.8μmとする。このとき、配線1
02、103による段差に起因して層間絶縁膜104の
表面に段差が生じるとともに、モニターパターン形成領
域の層間絶縁膜104の表面に例えば図6に示すと同様
な平面形状を有するモニターパターン(図示せず)が形
成される。Next, another embodiment of the present invention will be described. In another embodiment, first, as shown in FIG. 7A, after forming a metal film such as an Au film having a film thickness of 0.5 μm on the semiconductor substrate 101 via an interlayer insulating film (not shown), The metal film is patterned by etching, and the wirings 102 and 103 in the lower layer are formed in the wiring formation region.
And a pattern (not shown) having a shape corresponding to the monitor pattern is formed in the monitor pattern formation region. After that, the interlayer insulating film 104 is formed on them by the CVD method. Here, this interlayer insulating film 10
The film thickness of 4 is, for example, 0.8 μm. At this time, wiring 1
02 and 103 cause a step on the surface of the interlayer insulating film 104, and a monitor pattern (not shown) having a planar shape similar to that shown in FIG. 6 is formed on the surface of the interlayer insulating film 104 in the monitor pattern forming region. ) Is formed.
【0026】次に、この層間絶縁膜104の表面にレジ
スト膜105を塗布して表面の平坦化を行う。このレジ
スト膜105としては、例えば粘度が30CPのものを
用いる。次に、例えば反応ガスとしてO2 を用いたRI
E法により、レジスト膜105の表面からエッチバック
を行う。このとき、先に層間絶縁膜104の表面に形成
されたモニターパターン上のどの領域で干渉色が発生し
ているかを確認することにより、レジスト膜105の残
り膜厚を正確にモニターすることができる。Next, a resist film 105 is applied to the surface of the interlayer insulating film 104 to flatten the surface. The resist film 105 has a viscosity of 30 CP, for example. Next, for example, RI using O 2 as a reaction gas
Etching back is performed from the surface of the resist film 105 by the E method. At this time, the remaining film thickness of the resist film 105 can be accurately monitored by confirming in which area on the monitor pattern formed on the surface of the interlayer insulating film 104 the interference color has occurred. .
【0027】このようにしてエッチバックを適正に行う
ことにより、図7Bに示すように、層間絶縁膜104の
表面を平坦化し、かつその膜厚を所望の膜厚に設定する
ことができる。この後、このようにして平坦化された層
間絶縁膜104の表面上に上層の配線(図示せず)を形
成する。By properly performing the etch back in this way, as shown in FIG. 7B, the surface of the interlayer insulating film 104 can be flattened and the film thickness thereof can be set to a desired film thickness. Thereafter, an upper wiring (not shown) is formed on the surface of the interlayer insulating film 104 thus flattened.
【0028】この他の実施例によれば、上述の一実施例
と同様に、レジスト膜105をエッチバックする工程に
おいて、その残り膜厚を、作業者の熟練度や主観などに
よって左右されることなく、さらに分光器などの付加設
備を必要とすることも、工程を複雑化することもなく、
定量的かつ高精度でしかも容易にモニターすることがで
きることにより、レジスト膜105の表面の平坦性を層
間絶縁膜104に転写することができる。そして、この
層間絶縁膜104の平坦な表面上に上層の配線を形成す
ることにより、その短絡や断線などを防止することがで
き、これによって半導体装置の製造歩留まりの向上を図
ることができる。According to the other embodiment, similarly to the above-described embodiment, in the step of etching back the resist film 105, the remaining film thickness thereof depends on the skill and subjectivity of the operator. Without requiring additional equipment such as a spectroscope and complicating the process,
Since the surface can be quantitatively and highly accurately monitored and easily monitored, the flatness of the surface of the resist film 105 can be transferred to the interlayer insulating film 104. Then, by forming an upper layer wiring on the flat surface of the interlayer insulating film 104, it is possible to prevent the short circuit, the disconnection, and the like, thereby improving the manufacturing yield of the semiconductor device.
【0029】以上、この発明の実施例につき具体的に説
明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるもの
ではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が
可能である。Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.
【0030】例えば、上述の二つの実施例においては、
半導体装置を実際に製造する半導体基板上にモニターパ
ターンを形成しているが、このモニターパターンは、半
導体装置を実際に製造する半導体基板とは別の半導体基
板上に形成し、これらの半導体基板をエッチング装置内
に同時に入れ、これらの半導体基板を同時にエッチバッ
クするようにしてもよい。この場合、表面平坦化用のレ
ジスト膜の塗布は、これらの半導体基板上に同一条件で
同時に行ってもよいし、異なる条件で別々に行ってもよ
い。後者の場合には、これらの半導体基板上のレジスト
膜の残り膜厚の対応関係をあらかじめ求めておく。For example, in the above two embodiments,
The monitor pattern is formed on the semiconductor substrate on which the semiconductor device is actually manufactured. However, this monitor pattern is formed on a semiconductor substrate different from the semiconductor substrate on which the semiconductor device is actually manufactured, and these semiconductor substrates are formed. You may make it put in an etching apparatus simultaneously and etch back these semiconductor substrates simultaneously. In this case, the application of the resist film for surface flattening may be performed simultaneously on these semiconductor substrates under the same conditions or separately under different conditions. In the latter case, the correspondence relationship of the remaining film thickness of the resist film on these semiconductor substrates is obtained in advance.
【0031】また、図6に示すモニターパターンにおけ
るパターン群P1 〜P10の配置は、必要に応じて変更し
てもよい。The arrangement of the pattern groups P 1 to P 10 in the monitor pattern shown in FIG. 6 may be changed if necessary.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、半導体基板上に形成された流動性物質、すなわち表
面平坦化用の膜をエッチバックするときに、その残り膜
厚を、作業者の熟練度や主観などによって左右されるこ
となく、さらに分光器などの付加設備を用いたり工程を
複雑化したりすることもなく、定量的にモニターするこ
とができ、所望の深さ位置に表面平坦化用の膜の表面の
平坦性を転写することができる。As described above, according to the present invention, when the fluid material formed on the semiconductor substrate, that is, the film for surface flattening, is etched back, the remaining film thickness is determined by the operator. It is possible to monitor quantitatively without being influenced by the skill level and subjectivity of the instrument, without using additional equipment such as a spectroscope or complicating the process, and to flatten the surface at the desired depth position. The flatness of the surface of the film for chemical conversion can be transferred.
【図1】この発明の一実施例によるJFET ICの製
造方法を説明するための断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a JFET IC according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施例によるJFET ICの製
造方法を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a JFET IC according to an embodiment of the present invention.
【図3】この発明の一実施例によるJFET ICの製
造方法を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the JFET IC according to the embodiment of the present invention.
【図4】この発明の一実施例によるJFET ICの製
造方法を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the JFET IC according to the embodiment of the present invention.
【図5】この発明の一実施例によるJFET ICの製
造方法を説明するための断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the JFET IC according to the embodiment of the present invention.
【図6】この発明の一実施例によるJFET ICの製
造方法において用いられるモニターパターンを示す平面
図である。FIG. 6 is a plan view showing a monitor pattern used in a method of manufacturing a JFET IC according to an embodiment of the present invention.
【図7】従来の層間絶縁膜の表面平坦化法を説明するた
めの断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a conventional surface flattening method for an interlayer insulating film.
1 半絶縁性GaAs基板 2 チャネル領域 3 SiN膜 3a 開口 4、7 レジスト膜 5 金属膜 6 モニターパターン 8 ゲート電極 P1 〜P10 パターン群1 semi-insulating GaAs substrate 2 channel region 3 SiN film 3a opening 4, 7 resist film 5 metal film 6 monitor pattern 8 gate electrodes P 1 to P 10 pattern group
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/808 21/338 29/812 H01L 21/88 K 9171−4M 29/80 C 9171−4M F Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H01L 29/808 21/338 29/812 H01L 21/88 K 9171-4M 29/80 C 9171-4M F
Claims (5)
の膜をエッチバックする工程を有する半導体装置の製造
方法において、 段階的に幅が変化している複数の溝状のパターンから成
るモニターパターンを上記表面平坦化用の膜の下地表
面、または、上記半導体基板とは別の半導体基板上に形
成された表面平坦化用の膜の下地表面にあらかじめ形成
しておき、 上記表面平坦化用の膜をエッチバックする工程におい
て、上記モニターパターン上における干渉色が発生する
領域の位置により上記表面平坦化用の膜の残り膜厚をモ
ニターするようにしたことを特徴とする半導体装置の製
造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of etching back a surface flattening film formed on a semiconductor substrate, wherein the monitor is composed of a plurality of groove-shaped patterns whose width is changed stepwise. A pattern is formed in advance on the underlying surface of the surface planarizing film or on the underlying surface of the surface planarizing film formed on a semiconductor substrate different from the semiconductor substrate, In the step of etching back the film, the remaining film thickness of the surface flattening film is monitored depending on the position of the region where the interference color is generated on the monitor pattern. .
いに幅が同一の複数の溝状のパターンが等間隔に配置さ
れた複数のパターン群から成り、上記複数のパターン群
のそれぞれのパターン群内の上記パターンの幅が上記複
数のパターン群間で段階的に変化しているモニターパタ
ーン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。2. The monitor pattern is composed of a plurality of pattern groups in which a plurality of groove-shaped patterns having the same width are arranged at equal intervals in the same group. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the width of the pattern is a monitor pattern in which the width of the pattern changes stepwise among the plurality of pattern groups.
ることを特徴とする請求項1または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 the surface planarizing film is a resist film.
極形成用の金属膜であり、上記金属膜の表面に上記モニ
ターパターンを形成するようにしたことを特徴とする請
求項1、2または3記載の半導体装置の製造方法。4. The surface of the film for flattening the surface is a metal film for forming a gate electrode, and the monitor pattern is formed on the surface of the metal film. Alternatively, the method of manufacturing a semiconductor device according to the above item 3.
膜であり、上記層間絶縁膜の表面に上記モニターパター
ンを形成するようにしたことを特徴とする請求項1、2
または3記載の半導体装置の製造方法。5. The underlayer of the film for surface flattening is an interlayer insulating film, and the monitor pattern is formed on the surface of the interlayer insulating film.
Alternatively, the method of manufacturing a semiconductor device according to the above item 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34964693A JPH07201823A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP34964693A JPH07201823A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Method of manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07201823A true JPH07201823A (en) | 1995-08-04 |
Family
ID=18405149
Family Applications (1)
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JP34964693A Pending JPH07201823A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Method of manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07201823A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5792673A (en) * | 1995-01-31 | 1998-08-11 | Yamaha Corporation | Monitoring of eching |
WO2018146981A1 (en) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 東京エレクトロン株式会社 | Film forming system, film forming method, and computer storage medium |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP34964693A patent/JPH07201823A/en active Pending
Cited By (5)
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