TW473849B - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Description

473849 A7 B7 五、發明說明（1 ) 【發明之背景】‘ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明，係有關半導體裝置之製造方法，其特徵有：使 用掩膜材用以_型化絕緣jii等之方法。 習知技術，微細模型之形成中，將被模型化後之保護 層做爲掩膜並使絕緣膜或金屬膜被加工。以下，參考圖11 乃至圖1 4，對於絕緣膜之微細加工方法加以說明。 首先，如圖1 1所示，在絕緣膜2 1上使第1保護層膜22 被形成，並在該第1保護層膜22使Spin On Glass ( SOG ) 膜23被形成。在該S〇G膜23上使第2保護層膜24被塗布 ，並使該第2保護層膜24被模型化。 其次，如圖12所示，使第1保護層膜22之表面被露出 爲止使SOG膜被除去，並使SOG膜23被膜型化。又，使第 2保護層膜24之一部分被除去。. 接著，將被模型化後之S〇G膜做爲掩膜，如圖13所示 ，使絕緣膜2 1之表面被露出爲止使第1保護層膜22被除去 ，並使第1保護層膜22被模型化。此時，使第2保護層膜 24也被除去。之後，使被模型化後之SOG膜被除去。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次，如圖14所示，將被模型化後之第1保護層膜22 做爲掩膜，根據乾蝕刻使絕緣膜2 1被除去，並在絕緣膜2 1 內使溝25被形成。 上述習知技術之方法中，被要求微·細的加工之溝25 ， 係將模型化後之第1保護層膜22做爲掩膜被形成。 隨著微細加工之要求爲了提高析象淸晰度，係將成爲 掩膜忒裹j保蠢麗膜1 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 473843 A7 B7 五、發明說明（2) 保護層膜22做爲掩膜根據乾蝕刻用以形成微細之溝25，則 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 避穩趙膜農麗L廣 霉〇 因此’藉由用以崖保敗 g風以屋保掩膜赫之膜厚 |L加工的方法。 【發明之揭示】 本發明係爲了用以解決上述課題而創作，其目的係在 於，提供一種可微細加工的半導體裝置之製造方法，藉由 用以確保充分的平版印刷界限並在乾蝕刻時做爲掩膜用以 確保膜厚。 本發明，係爲了用以達成前述目的使用以下所示之裝 置。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明半導體裝置之製造方法，係含：在絕緣膜上用以 形成第1有機層之工程；在前述第1有機層上用以形成第2 有機層之工程；用以模型化前述第2有機層之工程；在全面藉 由用以形成含有矽氧化膜或金屬之無機膜，將前述第2有 機層覆蓋之工程；根據乾蝕刻，藉由用以除去含前述矽氧化 膜或金屬之無機膜，前述第2有機層，前述第1有機層，用 以模型化含有前述第1有機層及前述矽氧化膜或金屬的無 機膜之工程；將前述被模型化後之第1有機層做爲掩膜，藉 由用以除去含前述矽氧化膜或金屬之無機膜及前述絕緣膜 ，用以露出前述被模型化後之第1有機層的表面同時在前 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 473849

五、發明說明（3) 述絕緣膜內用以形成溝之工程；及用以除去前述第1有機層 之工程。 又’本發明其他半導體裝置之製造方法，係用以形成 前述第1有機層之後，在前述第1有機膜上進而含用以形成 反射防止膜之工程也可。於此，前述反射防止膜，係由絲 類’聚先亞胺’根皮碳，三醋精其中之一所構成之有機系 統反射防止膜。 前述第1有機層，係由保護層膜，塗布型碳膜，噴碳 膜，低電容率膜其中之一膜所構成。 前述矽氧化膜，係SOG膜，塗布型有機矽氧化膜，塗 布型有機矽膜，塗布型無機矽膜其中之一膜爲較佳。 含有前述金屬之無機層，係含有WCh，Al2〇3，Ti〇2， ΤιΝ之中至少1種金屬之塗布型無機層爲較佳。 前述第2有機層，係陰型保護層膜。又，前述第2有機 層之模型化，藉由電子束描畫進行。又，第2有機層之膜 厚，係比前述第1有機層之膜厚更薄。 又，本發明其他半導體裝置之製造方法，係將前述第2 有機層模型化之後，在全面進而含進行紫外線照射之工程 也可。 若依據如以上說明之本發明，則可提供一種可微細加 工的半導體裝置之製造方法，藉由用以確保充分的平版印 刷界限並在乾蝕刻時做爲掩膜用以確保膜厚。 【圖式之簡單說明】 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 473843 A7 _______ Β7____ 五、發明說明（4 ) 圖1係顯示有關本發明半導體裝置之製造工程的剖面 圖。 圖2係顯示連續圖1，有關本發明半導體裝置之製造工 程的剖面圖。 圖3係顯示連續圖2，有關本發明半導體裝置之製造工 程的剖面圖。 圖4係顯示連續圖3，有關本發明半導體裝置之製造工 程的剖面圖。 圖5係顯示連續圖4，有關本發明半導體裝置之製造工 程的剖面圖。 圖6係顯示連續圖5，有關本發明半導體裝置之製造工 程的剖面圖。 圖7係顯示連續圖6，有關本發明半導體裝置之製造工 程的剖面圖。 圖8係顯示連續圖1，使反射防止膜被形成時之半導體 裝置之製造工程的剖面圖。 圖9係顯示連續圖4，使RIE工程2階段時之半導體裝 置之製造工程的剖面圖。 圖1 0係顯示使溝之角部爲圓形狀時之半導體裝置的剖 面圖。 圖1 1係顯示根據先前技術半導體裝置之製造工程的剖 面圖。 圖12係顯示連續圖11，根據前述半導體裝置之製造工 程的剖面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 n n mmmmt ϋ ϋ 一 οπ · ϋ ·ϋ n ϋ 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ”3843 A7 _____B7^__ 五、發明說明（5 ) 圖13係顯示連續圖12，根據先前技術半導體裝置之製 造工程的剖面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖14係顯示連續圖13，根據前述半導體裝置之製造工 程的剖面圖。 【元件編號之說明】 11、21…絕緣膜，12、22…第1保護層膜， 工3 、 24 …第 2 保護層膜， 14 、 23 ··· Spin On Glass ( S〇G )膜，15…溝，16…有機系統反，射防止膜， 25…微細之溝。 【發明之實施形態】 將本發明之實施形態參考以下圖式加以說明。 圖1乃至圖7係顯示有關本發明半導體裝置之製造工程 的剖面圖。以下，參考圖1乃至圖7，對於⑩緣膜微細加) 工的方法加以說明。 首先，如圖1所示，在絕緣膜Π上譬如使具有5 0 0乃 至lOOOnm膜厚之、‘保護層 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 200乃至3 00 ° C程度高溫進行烤乾處理，使甲層禱被形成 。於此，第1保護層膜1 2若係有機膜即可，譬如，塗布型 碳膜，藉由噴鍍被形成之墳碳膜，Silk或氫化碳膜系統的 低電容膜等爲較佳。 其次，如圖2所示，在篇1保護層g 12上譬如使具有 50乃至300nm膜厚之第2保護層膜Π被形成，並使該第2 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNTS)A4規格（210 X 297公釐） 473843 A7 _B7___ _ 五、發明說明（6 ) 保護層膜1 3譬如藉由電子束描畫被模型化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於此，做爲第2保護層膜1 3，係使用適合於微細模型 之形成的陰型保護層爲佳。做爲該陰型保護層，係譬如， 由聚乙烯苯酚及黑素樹脂及光氧產生劑所構成化學放大型 保護層（SUR200，Shiply公司製），由聚乙儲苯酸及雙迭 氮化合物所構成保護層（RD-2000N，日立化成公司製）·等 爲佳。 又，第2保護層膜13之膜厚，係形成比第1保護層膜 12之膜厚更薄。進而，第2保護層膜13之膜厚，係將下層 膜若有尺寸控制性可良好蝕刻的膜厚則愈薄愈好，且，可 小開口之模型化用以確保可確保充分的蝕刻選擇比之厚度 〇 尙有，根據電子束描畫藉由用以模型化第2保護層膜 1 3，比根據雷射光用以模型化第2保護層膜1 3時更可微細 的加工。 其次，如圖3所示，在全面被進行紫外線照射，使第2 保護層膜1 3露出之面的改質被進行。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，如圖4所示，在全面使Spin On Glass ( SOG ) 膜14被形成，並使第2保護層膜13被覆蓋。之後，譬如被 進行200 ° C程度高溫之烘烤處理。於此，取代SOG膜14 ，譬如，使用塗布型有機矽氧化膜，塗布型有機矽膜（聚 矽烷），塗布型無機矽膜，含有W〇3，Al2〇3，Tl〇2，丁lN 至少1種金屬之塗布型無機層也可。 接著，如圖5所示，譬如根據如Reactive Ion Etching ( -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 473849 A7 ____B7__ 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) RIE )之乾蝕刻，使用SOG膜14之蝕刻比率比第1保護層 膜12較慢關係的蝕刻條件1，使SOG膜14，第2保護層膜 1 3，第1保護層膜1 2被除去，並使絕緣膜Π之表面被露出 (以下，稱爲RIE工程）。總之，使SOG膜14之一部分形 成掩膜，在絕緣膜1 1上使被模型化後之第1保護層膜1 2被 形成。 其次，如圖6所示，將被模型後之第1保護層膜12做 爲掩膜，藉由絕緣膜11之蝕刻比率比第1保護層膜1 2較快 關係的蝕刻條件2，使SOG膜14及絕緣膜11被除去。該結 果，使被模型化後之第1保護層膜12的表面被露出同時在 絕緣膜11內使溝被形成。 之後，如圖7所示，藉由氧氣體之等離子氣體處理， 使第1保護層膜1 2被除去。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若依據本發明之實施形態，則使用蝕刻條件1使S〇G 膜14被模型化，之後，將被模型化後之SOG膜14做爲掩膜 使第1保護層膜12被模型化。因此，用以蝕刻第1保護層 膜1 2上之絕緣膜1 1時，第1保護層膜1 2係做爲掩膜材可確 保充分的膜厚。進而，溝15之形成中，藉由將被模型化後 之第2保護層膜1 3的尺寸做爲起點，因爲可提高溝1 5之加 工尺寸的控制性，所以可溝1 5的微細加工。如此，若依據 本發明，則可提供微細加工的半導體裝置之製造方法，藉 由用以確保充分的平版印刷界限並在乾飩刻時做爲掩膜材 用以確保膜厚。 尙有，如圖8所示，用以形成第1保護層膜12之後， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） :1〇二 473843 A7 B7 五、發明說明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在第1保護層膜」2上，係譬如用以形成如絲類，聚先亞胺 ，根皮碳，三醋精等有機系統反射防止膜1 6也可。用以形 成該有機系統反射防止膜1 6時，不僅可取得與上述效果同 樣的效果，而且，第1保護層膜1 2及第2保護層膜1 3之接 觸面中，藉由第1、第2保護層膜12、13中之溶媒的相互 干擾，可防止使第2保護層膜1 3之形狀進行惡化的不良影 響。 又，上述RIE工程，係以2階段工程進行也可。譬如， 圖9所示，藉由第2保護層膜1 3之蝕刻比率比S〇G膜1 4較 慢關係的加工條件，使第2保護層膜1 3之表面露出爲止使 S〇G膜14被反蝕刻，之後，利用乾蝕刻使第2保護層膜13 及第1保護層膜12被除去也可。又，藉由Chemical Mechanical Polish ( CMP )法使第2保護層膜1 3之表面露 出爲止使SOG膜14被除去，之後，利用乾蝕刻使第2保護 層膜13及第1保護層膜12被除去也可。該情形，也可取得 與上述效果同樣的效果。 又，如圖10所示，使溝15之角部17形成圓形狀時也 可適用本發明。該情形，也可取得與上述效果同樣的效果 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〇 又，做爲本發明之實施形態，在絕緣膜11內用以形成 所要之溝1 5情形爲例做了說明，但本發明，係將接觸孔之 形成爲首，將Al，Al_Si-Cu，W，Wsi等之金屬膜做爲掩 摸材使用被適用於應用以形成模型之加工。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 473849 A8 B8 C8 __ D8 六、申請專利範圍 1. 一種半導體裝置之製造方法，係含： 在絕緣膜上用以形成第1有機層之工程； 在前述第1有機層上用以形成第2有機層之工程； 用以模型化前述第2有機層之工程； 在全面藉由用以形成含有矽氧化膜或金屬之無機膜， 將前述第2有機層覆蓋之工程； 利用乾蝕刻，藉由用以除去含前述矽氧化膜或金屬之 無機膜，前述第2有機層，前述第1有機層，用以模型化含 有前述第1有機層及前述矽氧化膜或金屬的無機膜之工程； 將前述被模型化後之第1有機層做爲掩膜，藉由用以 除去含前述矽氧化膜或金屬之無機膜及前述絕緣膜，用以 露出前述被模型化後之第1有機層的表面同時在前述絕緣 膜內用以形成溝之工程；及 用以除去前述第1有機層之工程。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第1有機膜 上進而含用以形成反射防止膜之工程。 3. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第1有機膜 上進而含用以形成反射防止膜之工程， 而前述反射防止膜，係由絲類，聚先亞胺，根皮碳， 三醋精其中之一所構成之有機系統反射防止膜。 4. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，其中前述第1有機層，係由保護層膜，塗布型碳膜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱1 - 12 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·· -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 473843 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ，噴碳膜，低電容率膜其中之一膜所構成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 5. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第丨有機膜 上進而含用以形成反射防止膜之工程， 而前述第1有機層，係由保護層膜，塗布碳膜，噴碳 膜，低電容率膜其中之一膜所構成。 6. 如申請專利範圍第1項所記載έ半導體裝置之製造 方法，前述矽氧化膜，係SOG膜，塗布型有機矽氧化膜， 塗布型有機矽膜，塗布型無機矽膜其中之一膜。 7. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第1有機膜 上進而含用以形成反射防止膜之工程， 而前述矽氧化膜，係SOG膜，塗布型有機矽氧化膜， 塗布型有機矽膜，塗布型無機矽膜其中之一膜。 8. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，其中含有前述金屬之無機層，係含有w〇3，Ah〇3， Ti〇2，TiN其中至少1種金屬之塗布型無機層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第1有機膜 上進而含用以形成反射防止膜之工程’ 而含有前述金屬之無機層，係含有’ Ah〇3 ’ Ti〇2 ，TiN之中至少1種金屬之塗布型無機層。 10. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以模型化前述第2有機層之後’在全面進而含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 473849 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 進行紫外線照射之工程。 1 1 ·如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第1有機膜 上用以形成反射防止膜之工程， 並用以模型化前述第2有機層之後，在全面進而含進 行紫外線照射之工程。 12·如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，其中前述第2有機層，係陰型保護層膜。 13. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第1有機膜 上進而含用以形成反射防止膜之工程。 14. 如申請專利範圍第1項所.記載之半導體裝置之製造 方法，其中前述第2有機層之模型化，藉由電子束描畫進 行。 15. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第1有機膜 上進而含用以形成反射防止膜之工程， 而前述第2有機層之模型化，藉由電子束描畫進行。 16. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，其中前述第2有機層之膜厚，係比前述第1有機層之 膜厚更薄。 · 1 7 .如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置之製造 方法，係用以形成前述第1有機層之後，在前述第1有機膜 上進而含用以形成反射防止膜之工程， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ •線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · 14 - 473843 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 而前述第2有機層之膜厚，係比前述第1有機層之膜厚 更薄。 n n I 1 ϋ I J r n —i ϋ i^i i_l ϋ I > i Λ 言 矣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -# -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）