半导体器件的制造方法及其使用的填埋材料和半导体器件技术

提供一种半导体器件的制造方法以及其使用的填埋材料和半导体器件，具有可以均匀地进行填埋而与通孔图形的疏密度无关的良好填埋特性，并且使用腐蚀速度大的有机高分子材料。通过将有机高分子材料多次涂敷在通孔图形上，可以均匀地填埋而与该通孔图形疏密度无关。而且，形成通孔图形填埋用并且除去色素成分来形成提高腐蚀速度的有机高分子材料膜，在该层上涂敷有机防反射膜，可以用多级处理来形成均匀的膜。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件的制造方法、在半导体器件制造方法中所用的填埋材料和半导体器件，特别涉及在绝缘膜内形成在夹置绝缘膜的下层导电膜和上层导电膜之间进行电连接的通孔图形的半导体器件的制造方法、在半导体器件制造方法中所用的填埋材料和半导体器件。随着近年来半导体器件的高集成化和高速化，降低布线材料的电阻变得日益重要。因此，有各种各样的布线材料，但由于存在布线材料难以通过干式腐蚀来加工的情况，所以采用在绝缘膜上预先形成的布线沟图形与电连接该布线沟图形和下层导电层的通孔中填埋布线材料的处理。在上述现有的处理中，一般通过光刻技术在绝缘膜上形成抗蚀剂的通孔图形，通过腐蚀在绝缘膜上形成通孔图形。然后，通过在绝缘膜上涂敷一层具有防反射膜功能的有机高分子材料，用该有机高分子材料来填埋通孔图形。通过该处理来防止对通孔图形底部的下层导电膜进行腐蚀时的损伤。接着，通过光刻技术在通孔图形上形成抗蚀剂的布线沟图形，通过腐蚀在绝缘膜中形成布线沟图形。此时，通过控制腐蚀深度，可以在绝缘膜中形成布线沟图形和下层导电膜进行接合的通孔图形。通过将布线材料填埋在该布线沟图形和通孔图形上来形成布线。对上述现有的向通孔图形中填埋具有防反射膜功能的有机高分子材料的处理依赖于通孔图形的疏密度，所以在密集的通孔图形和孤立的通孔图形中填埋的情况有所不同。而且，由于具有作为防反射膜的功能，所以腐蚀速度低，在布线沟图形的绝缘膜腐蚀时，有在通孔图形深处可能产生栅栏状的腐蚀残渣的问题。因此，本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种半导体器件的制造方法、在半导体器件制造方法中所用的填埋材料和半导体器件，具有可以均匀地进行填埋而与通孔图形的疏密度无关的良好填埋特性，并且使用腐蚀速度高的有机高分子材料。在本专利技术的半导体器件的制造方法中，包括以下步骤在该绝缘膜内形成在夹置绝缘膜所形成的下层导电膜和上层导电膜之间进行电连接的通孔图形；对所述通孔图形多次涂敷均匀填埋的有机高分子的填埋材料；在所述有机高分子的填埋材料的膜上涂敷抗蚀剂；通过曝光在所述抗蚀剂上形成用于布线材料填埋的布线沟的抗蚀剂图形；以所述抗蚀剂图形作为掩模，按规定次数对所述有机高分子的填埋材料的膜和所述绝缘膜进行腐蚀；以及除去所述腐蚀步骤中残留的所述抗蚀剂和所述有机高分子的填埋材料的膜。其中，在本专利技术的半导体器件的制造方法中，所述涂敷步骤包括以下步骤对所述通孔图形涂敷均匀填埋的有机高分子的填埋材料；以及在所述抗蚀剂图形形成步骤中涂敷对形成所述抗蚀剂图形时所用的曝光波长有吸收性的有机防反射膜。在本专利技术的半导体器件的制造方法中，包括以下步骤在该绝缘膜内形成在夹置绝缘膜所形成的下层导电膜和上层导电膜之间进行电连接的通孔图形；对所述通孔图形涂敷均匀填埋的有机高分子的填埋材料；将有机防反射膜涂敷在所述有机高分子的填埋材料上；将抗蚀剂涂敷在所述有机防反射膜上；通过曝光在所述抗蚀剂上形成用于布线材料填埋的布线沟的抗蚀剂图形；以所述抗蚀剂图形作为掩模，按规定次数对所述有机防反射膜、所述有机高分子的填埋材料和所述绝缘膜进行腐蚀；以及除去所述腐蚀步骤中残留的所述抗蚀剂、所述有机防反射膜和所述有机高分子的填埋材料；所述有机高分子的填埋材料对形成所述抗蚀剂图形时所用的曝光波长没有吸收性，而所述有机防反射膜对曝光波长有吸收性。在本专利技术的半导体器件的制造方法中，包括以下步骤将抗蚀剂涂敷在下层导电膜上的绝缘膜上；通过曝光在所述抗蚀剂上形成布线沟的抗蚀剂图形；以所述抗蚀剂图形作为掩模来腐蚀所述绝缘膜，在所述绝缘膜内形成所述布线沟图形；对所述布线沟图形多次涂敷均匀填埋的有机高分子的填埋材料；将抗蚀剂涂敷在所述有机高分子的填埋材料上；通过曝光在所述抗蚀剂上形成在夹置所述绝缘膜所形成的下层导电膜和上层导电膜之间进行电连接的通孔图形；以所述通孔图形作为掩模来腐蚀所述有机高分子的填埋材料和所述绝缘膜；以及除去所述腐蚀步骤中残留的所述抗蚀剂和所述有机高分子的填埋材料。其中，在本专利技术的半导体器件的制造方法中，所述涂敷步骤包括以下步骤对所述布线沟图形涂敷均匀填埋的有机高分子的填埋材料；以及在所述抗蚀剂图形形成步骤中涂敷对形成所述通孔图形时所用的曝光波长有吸收性的有机防反射膜；所述腐蚀步骤以所述通孔图形作为掩模来腐蚀所述有机防反射膜、所述有机高分子的填埋材料和所述绝缘膜；所述除去步骤除去在所述腐蚀步骤中残留的所述抗蚀剂、所述有机防反射膜和所述有机高分子的填埋材料。其中，在本专利技术的半导体器件的制造方法中，所述有机高分子填埋材料涂敷步骤使用不包含芳香族化合物的有机高分子材料。其中，在本专利技术的半导体器件的制造方法中，所述有机高分子的填埋材料涂敷步骤通过旋转涂敷来涂敷所述有机高分子材料后，可以进行多次焙烧。其中，在本专利技术的半导体器件的制造方法中，在所述有机高分子的填埋材料涂敷步骤中使用的有机高分子材料是与所述有机防反射膜互不溶解的材料。其中，在本专利技术的半导体器件的制造方法中，在所述有机高分子的填埋材料涂敷步骤中使用的有机高分子材料可以为加热处理中的交联时的流动性大而分子量小的材料。其中，在本专利技术的半导体器件的制造方法中，在所述有机高分子的填埋材料涂敷步骤中使用的有机高分子材料可以为热固化温度高的材料。本专利技术的半导体器件的制造方法中使用的填埋材料是权利要求1至5中任何一项所述的半导体器件的制造方法中使用的所述有机高分子的填埋材料，对形成所述抗蚀剂图形时使用的曝光波长没有吸收性，与所述有机防反射膜互不溶解。其中，在用于本专利技术的半导体器件的制造方法中的填埋材料中，所述有机高分子的填埋材料可以为加热处理中的交联时的流动性大而分子量小的材料。在用于本专利技术的半导体器件的制造方法的填埋材料中，所述有机高分子的填埋材料可以为热固化温度高的材料。本专利技术的半导体器件是按权利要求1至10的任何一项所述的半导体器件的制造方法制造的半导体器件。附图说明图1是例示本专利技术实施例1的半导体衬底的通孔图形的剖面图。图2是例示本专利技术实施例2的半导体衬底的通孔图形的剖面图。图3是例示本专利技术实施例3的半导体衬底的通孔图形的剖面图。图4是表示本专利技术实施例2的色素成分例的KrF(248nm)的一般色素例(蒽衍生物)的图。图5是表示本专利技术实施例2的色素含量与防反射能力之间关系的图。图6是表示本专利技术实施例2的色素含量与腐蚀率之间关系的图。图7是表示将本专利技术实施例1或3的有机防反射材料用于填埋情况下的栅栏状的残渣的图。以下，参照附图来详细说明本专利技术的实施例。实施例1图1(A)至图1(G)例示本专利技术实施例1的半导体衬底的通孔图形的剖面结构。在图1(A)至图1(G)中，符号10是下层导电膜，12是通孔图形腐蚀时保护下层导电膜10的保护膜，14是在保护膜12上形成的绝缘膜，16是腐蚀布线沟图形时的腐蚀阻挡膜，18是在腐蚀阻挡膜16上形成的绝缘膜。符号I和II之间的虚线表示剖切线。如图1(B)所示，为了对通孔图形进行填埋，多次涂敷有机高分子材料来形成有机高分子材料的膜20。该有机高分子材料的膜20的膜厚最好为约50nm至1500nm。接着，如图1(C)所示，使填埋特性良好，按通孔的密集图形和孤立图形来形成均匀的有机防反射膜22。有机防反射膜22对形成后面的抗蚀剂图形时所用的曝光波长有吸收性。该有机防反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：在绝缘膜内形成在夹置绝缘膜所形成的下层导电膜和上层导电膜之间进行电连接的通孔图形；多次涂敷对所述通孔图形均匀填埋所用的有机高分子的填埋材料；在所述有机高分子的填埋材料的膜上涂敷 抗蚀剂；通过曝光在所述抗蚀剂上形成用于布线材料填埋的布线沟的抗蚀剂图形；以所述抗蚀剂图形作为掩模，按规定次数对所述有机高分子的填埋材料的膜和所述绝缘膜进行腐蚀；以及除去所述腐蚀步骤中残留的所述抗蚀剂和所述有机高分子的填埋材料的膜 。

【技术特征摘要】
JP 2000-6-16 181359/001.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤在绝缘膜内形成在夹置绝缘膜所形成的下层导电膜和上层导电膜之间进行电连接的通孔图形；多次涂敷对所述通孔图形均匀填埋所用的有机高分子的填埋材料；在所述有机高分子的填埋材料的膜上涂敷抗蚀剂；通过曝光在所述抗蚀剂上形成用于布线材料填埋的布线沟的抗蚀剂图形；以所述抗蚀剂图形作为掩模，按规定次数对所述有机高分子的填埋材料的膜和所述绝缘膜进行腐蚀；以及除去所述腐蚀步骤中残留的所述抗蚀剂和所述有机高分子的填埋材料的膜。2.如权利要求1所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，所述涂敷步骤包括以下步骤涂敷对所述通孔图形均匀填埋所用的有机高分子的填埋材料；以及在所述抗蚀剂图形形成步骤中涂敷对形成所述抗蚀剂图形时所使用的曝光波长有吸收性的有机防反射膜。3.一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤在该绝缘膜内形成在夹置绝缘膜所形成的下层导电膜和上层导电膜之间进行电连接的通孔图形；涂敷对所述通孔图形均匀填埋所用的有机高分子的填埋材料；将有机防反射膜涂敷在所述有机高分子的填埋材料上；将抗蚀剂涂敷在所述有机防反射膜上；通过曝光在所述抗蚀剂上形成用于布线材料填埋的布线沟的抗蚀剂图形；以所述抗蚀剂图形作为掩模，按规定次数对所述有机防反射膜、所述有机高分子的填埋材料和所述绝缘膜进行腐蚀；以及除去所述腐蚀步骤中残留的所述抗蚀剂、所述有机防反射膜和所述有机高分子的填埋材料；其特征在于，所述有机高分子的填埋材料对形成所述抗蚀剂图形时所使用的曝光波长没有吸收性，而所述有机防反射膜对曝光波长有吸收性。4.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤将抗蚀剂涂敷在下层导电膜上的绝缘膜上；通过曝光在所述抗蚀剂上形成布线沟的抗蚀剂图形；以所述抗蚀剂图形作为掩模来腐蚀所述绝缘膜，在所述绝缘膜内形成所述布线沟图形；多次涂敷对所述布线沟图形均匀填埋所用的有机高分子的填埋材料；将抗蚀剂涂敷在所述有机高分子的填埋材料上；通过曝光在所述抗蚀剂上形成在夹置所述绝缘膜所形成的下层导电膜和上层导电膜之...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥健夫，冲田刚志，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，菱电半导体系统工程株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]