JP2007311507A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に回路形成領域に配線を形成する際に成膜する金属膜を半導体基板の非回路形成領域に残して、回路形成領域と非回路形成領域との間の段差を低減した半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and in particular, a metal film to be formed when wiring is formed in a circuit formation region is left in a non-circuit formation region of a semiconductor substrate, and the circuit formation region and the non-circuit formation region are separated. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device with a reduced level difference therebetween.
従来の半導体装置の中には、回路形成領域に配線を形成する際に成膜する金属膜を半導体基板の非回路形成領域に残して、回路形成領域と非回路形成領域との間の段差を低減した半導体装置がある(図26参照。)。 In a conventional semiconductor device, a metal film formed when forming a wiring in a circuit formation region is left in the non-circuit formation region of the semiconductor substrate, and a step between the circuit formation region and the non-circuit formation region is formed. There are reduced semiconductor devices (see FIG. 26).
図26は、従来の半導体装置の断面図である。図26において、Iは複数の半導体集積回路104が形成される領域(以下、「回路形成領域I」とする)、Jは回路形成領域Iを囲むように配置され、半導体集積回路104が形成されない領域(以下、「非回路形成領域J」とする)をそれぞれ示している。
FIG. 26 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device. In FIG. 26, I is a region where a plurality of semiconductor integrated
図26を参照するに、従来の半導体装置100は、半導体基板101と、絶縁膜102,103と、複数の半導体集積回路104と、金属膜105とを有する。
Referring to FIG. 26, a
半導体基板101は、複数の半導体集積回路104が形成される回路形成領域Iと、回路形成領域Iを囲むように配置され、半導体集積回路104が形成されない非回路形成領域Jとを有する。絶縁膜102は、回路形成領域I及び非回路形成領域Jに対応する半導体基板101上を覆うように設けられている。絶縁膜103は、絶縁膜102上を覆うように設けられている。
The
複数の半導体集積回路104は、回路形成領域Iに対応する半導体基板101に設けられている。半導体集積回路104は、拡散層106と、絶縁膜102,103と、配線パターン108,111とを有する。拡散層106は、半導体基板101に設けられている。絶縁膜102は、半導体基板101と拡散層106の一部とを覆うように設けられている。絶縁膜102は、拡散層106の一部を露出する開口部102Aを有する。配線パターン108は、開口部102Aを充填すると共に、絶縁膜102上に亘って設けられている。配線パターン108は、拡散層106と電気的に接続されている。
The plurality of semiconductor integrated
絶縁膜103は、絶縁膜102と配線パターン108の一部とを覆うように設けられている。絶縁膜103は、配線パターン108の一部を露出する開口部103Aを有する。配線パターン111は、開口部103Aを充填すると共に、絶縁膜103上に亘って設けられている。配線パターン111は、配線パターン108と電気的に接続されている。配線パターン111は、配線パターン108を介して、拡散層106と電気的に接続されている。
The
金属膜105は、非回路形成領域Jに対応する絶縁膜102上に設けられている。金属膜105は、配線パターン108を形成する際に成膜した金属膜である。
The
このように、半導体基板101の非回路形成領域Jに金属膜105を残して、回路形成領域Iと非回路形成領域Jとの間の段差を低減することにより、回路形成領域Iと非回路形成領域Jとの間における膜剥がれを防止することができる。
In this way, the
図27〜図32は、従来の半導体装置の製造工程を示す図である。図27〜図32において、従来の半導体装置100と同一構成部分には同一符号を付す。
27 to 32 are views showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device. 27 to 32, the same components as those of the
始めに、図27に示す工程では、半導体基板101に拡散層106を形成し、続いて、半導体基板101上を覆うように開口部102Aを有した絶縁膜102を形成する。
First, in the step shown in FIG. 27, a
次いで、図28に示す工程では、絶縁膜102上を覆うと共に、開口部102Aを充填するように金属膜105を形成する。この金属膜105は、図30に示す工程において、パターニングされて配線パターン108となる膜である。次いで、図29に示す工程では、金属膜105上に開口部113Aを有したポジ型レジスト膜113を形成する。
Next, in a step shown in FIG. 28, a
次いで、図30に示す工程では、ドライエッチング装置のクランプ115により、図29に示す構造体の外周部を固定して、ポジ型レジスト膜113をマスクとして金属膜105をエッチングする。これにより、回路形成領域Iに対応する絶縁膜102に配線パターン108が形成されると共に、非回路形成領域Jに対応する絶縁膜102上に金属膜105が残る。図29に示す構造体の外周部を固定する際、ドライエッチング装置のクランプ115は、ポジ型レジスト膜113と接触する。
Next, in the step shown in FIG. 30, the outer peripheral portion of the structure shown in FIG. 29 is fixed by the
次いで、図31に示す工程では、ポジ型レジスト膜113を除去する。次いで、図32に示す工程では、図31に示す構造体上に、開口部103Aを有した絶縁膜103と、配線パターン111とを順次形成する。なお、絶縁膜103を形成する前には、前処理として図31に示す構造体を洗浄する。
Next, in the step shown in FIG. 31, the
これにより、回路形成領域Iに複数の半導体集積回路104が形成され、複数の半導体集積回路104を備えた半導体装置100が製造される(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、ドライエッチングのマスクとして、機械的強度の弱いポジ型レジスト膜113を用いた場合、ドライエッチング装置のクランプ115と接触した部分のポジ型レジスト膜113が剥がれて、半導体集積回路104の歩留まりが低下してしまうという問題があった。具体的には、例えば、剥がれたポジ型レジスト膜113が開口部113Aに露出された金属膜105に付着して、金属膜105をエッチング後に配線パターン108間を接続するように金属膜105が残った場合、配線パターン108間においてショートが発生して、半導体集積回路104の歩留まりが低下する。
However, when a
図33は、図31に示す構造体を平面視した図である。図33において、W1は正常に露光されたポジ型レジスト膜113をマスクにエッチングされた金属膜105の幅(以下、「幅W1」とする)、W2はフォーカスがずれた状態で露光されたポジ型レジスト膜113をマスクにエッチングされた金属膜105の幅(以下、「幅W2」とする)をそれぞれ示している。また、図33において、Kは幅W2の金属膜105が形成された領域(以下、「領域K」とする)を示している。
FIG. 33 is a plan view of the structure shown in FIG. In FIG. 33, W1 is the width (hereinafter referred to as “width W1”) of the
また、半導体基板101の外周部がラウンド形状とされているため、ポジ型レジスト膜113を露光する際、半導体基板101の外周部ではフォーカスが合いにくく、現像後のポジ型レジスト膜113の幅が狭くなる。このため、図33に示すように、領域Kに対応する金属膜105の幅W2が狭くなり(幅W2<幅W1)、絶縁膜103を形成する直前の洗浄工程において、領域Kに対応する部分の金属膜105が剥がれて、半導体集積回路104の歩留まりが低下してしまうという問題があった。
Further, since the outer peripheral portion of the
そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、半導体基板の外周部の膜剥がれを防止して、半導体集積回路の歩留まりを向上させることのできる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and provides a method of manufacturing a semiconductor device that can prevent film peeling at the outer peripheral portion of a semiconductor substrate and improve the yield of a semiconductor integrated circuit. With the goal.
本発明の一観点によれば、半導体集積回路(14)が形成される回路形成領域(A)と、前記回路形成領域(A)を囲むように配置され、前記半導体集積回路(14)が形成されない非回路形成領域(B)とを有する半導体基板(11)に前記半導体集積回路(14)を形成する半導体装置(40)の製造方法であって、前記半導体基板(11)に設けられた被加工物(20)のうち、前記回路形成領域(A)に対応する前記被加工物(20)上を覆うようにポジ型レジスト膜(24)を形成するポジ型レジスト形成工程と、前記非回路形成領域(B)に対応する前記被加工物(20)上に、前記ポジ型レジスト膜(24)と重なるようにネガ型レジスト膜(43)を形成するネガ型レジスト膜形成工程と、前記ポジ型レジスト膜(24)を露光、現像後に、前記ポジ型レジスト膜(24)をマスクとして、前記被加工物(20)をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする半導体装置(40)の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a circuit formation region (A) where a semiconductor integrated circuit (14) is formed, and the semiconductor integrated circuit (14) are formed so as to surround the circuit formation region (A). A method of manufacturing a semiconductor device (40), wherein the semiconductor integrated circuit (14) is formed on a semiconductor substrate (11) having a non-circuit forming region (B) that is not formed, wherein the semiconductor integrated circuit (14) is provided on the semiconductor substrate (11). A positive resist forming step of forming a positive resist film (24) so as to cover the workpiece (20) corresponding to the circuit formation region (A) of the workpiece (20), and the non-circuit A negative resist film forming step of forming a negative resist film (43) on the workpiece (20) corresponding to the formation region (B) so as to overlap the positive resist film (24); Type resist film (24) Light, after development, as the positive resist film mask (24), the method of manufacturing a semiconductor device which comprises an etching step of etching a workpiece (20) (40) is provided.
本発明によれば、被加工物(20)をエッチングするエッチング工程において、エッチング装置のクランプ(31)は機械的強度の強いネガ型レジスト膜(43)と接触するため、機械的強度の弱いポジ型レジスト膜(24)とクランプ(31)とが接触することがなくなる。これにより、ポジ型レジスト膜(24)の膜剥がれを防止することが可能となるため、半導体集積回路(14)の歩留まりを向上させることができる。 According to the present invention, in the etching process for etching the workpiece (20), the clamp (31) of the etching apparatus is in contact with the negative resist film (43) having a high mechanical strength. The mold resist film (24) and the clamp (31) do not come into contact with each other. As a result, it is possible to prevent film peeling of the positive resist film (24), so that the yield of the semiconductor integrated circuit (14) can be improved.
本発明の他の観点によれば、半導体集積回路(14)が形成される回路形成領域(A)と、前記回路形成領域(A)を囲むように配置され、前記半導体集積回路(14)が形成されない非回路形成領域(B)とを有する半導体基板(11)に前記半導体集積回路(14)を形成する半導体装置(10)の製造方法であって、前記半導体基板(11)に設けられた被加工物(20)上を覆うと共に、前記非回路形成領域(B)に対応する前記被加工物(20)のうち、前記半導体基板(11)の外周部に位置する前記被加工物(20)を露出するようにポジ型レジスト膜(24)を形成するポジ型レジスト形成工程と、前記半導体基板(11)の外周部に位置する前記被加工物(20)上に、前記ポジ型レジスト膜(24)と重なるようにネガ型レジスト膜(25)を形成するネガ型レジスト膜形成工程と、前記ポジ型レジスト膜(24)を露光、現像後に、前記ポジ型レジスト膜(24)をマスクとして、前記被加工物(20)をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする半導体装置(10)の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a circuit forming region (A) in which a semiconductor integrated circuit (14) is formed and a circuit forming region (A) are disposed so as to surround the semiconductor integrated circuit (14). A method of manufacturing a semiconductor device (10), wherein the semiconductor integrated circuit (14) is formed on a semiconductor substrate (11) having a non-circuit formation region (B) that is not formed, and is provided on the semiconductor substrate (11). The work piece (20) which covers the work piece (20) and is located on the outer periphery of the semiconductor substrate (11) among the work piece (20) corresponding to the non-circuit formation region (B). And a positive resist film forming step for exposing the positive resist film on the workpiece (20) located on the outer peripheral portion of the semiconductor substrate (11). Negative so as to overlap (24) A negative resist film forming step for forming a resist film (25), and after exposing and developing the positive resist film (24), the workpiece (20) is formed using the positive resist film (24) as a mask. The manufacturing method of the semiconductor device (10) characterized by including the etching process of etching is provided.
本発明によれば、被加工物(20)をエッチングするエッチング工程において、エッチング装置のクランプ(31)は機械的強度の強いネガ型レジスト膜(25)と接触するため、機械的強度の弱いポジ型レジスト膜(24)とクランプ(31)とが接触することがなくなる。これにより、ポジ型レジスト膜(24)の膜剥がれを防止することが可能となるため、半導体集積回路(14)の歩留まりを向上させることができる。 According to the present invention, in the etching process for etching the workpiece (20), the clamp (31) of the etching apparatus is in contact with the negative resist film (25) having a high mechanical strength. The mold resist film (24) and the clamp (31) do not come into contact with each other. As a result, it is possible to prevent film peeling of the positive resist film (24), so that the yield of the semiconductor integrated circuit (14) can be improved.
なお、上記参照符号は、あくまでも参考であり、これによって、本願発明が図示の態様に限定されるものではない。 In addition, the said reference code is a reference to the last, and this invention is not limited to the aspect of illustration by this.
本発明は、半導体基板の外周部の膜剥がれを防止して、半導体集積回路の歩留まりを向上させることができる。 The present invention can prevent the peeling of the outer peripheral portion of the semiconductor substrate and improve the yield of the semiconductor integrated circuit.
次に、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。図1において、Aは複数の半導体集積回路14が形成される領域(以下、「回路形成領域A」とする)、Bは半導体集積回路14が形成されない領域(以下、「非回路形成領域B」とする)をそれぞれ示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, A is a region where a plurality of semiconductor integrated
図1を参照するに、第1の実施の形態の半導体装置10は、半導体基板11と、絶縁膜12,13と、複数の半導体集積回路14と、金属膜15とを有する。
Referring to FIG. 1, the
半導体基板11は、複数の半導体集積回路14が形成される回路形成領域Aと、回路形成領域Aを囲むように配置され、半導体集積回路14が形成されない回路形成領域Bとを有する。半導体基板11としては、例えば、シリコンウエハを用いることができる。
The
絶縁膜12は、回路形成領域A及び非回路形成領域Bに対応する半導体基板11上を覆うように設けられている。絶縁膜13は、絶縁膜12上を覆うように設けられている。絶縁膜12,13としては、例えば、酸化膜を用いることができる。
The insulating
半導体集積回路14は、回路形成領域Aに対応する半導体基板11に複数設けられている。半導体集積回路14は、拡散層16,17と、絶縁膜12,13と、配線パターン18,19,21,22とを有する。拡散層16,17は、半導体基板11の上面側に設けられている。絶縁膜12は、半導体基板11と拡散層16,17の一部とを覆うように設けられている。絶縁膜12は、拡散層16の一部を露出する開口部12Aと、拡散層17の一部を露出する開口部12Bとを有する。
A plurality of semiconductor integrated
配線パターン18は、開口部12Aを充填すると共に、絶縁膜12上に亘って設けられている。配線パターン18は、拡散層16と接触している。配線パターン19は、開口部12Bを充填すると共に、絶縁膜12上に亘って設けられている。配線パターン19は、拡散層17と接触している。配線パターン18,19の材料としては、導電金属を用いることができ、具体的には、例えば、Alを用いることができる。
The
絶縁膜13は、配線パターン18,19の一部を覆うように、絶縁膜12上に設けられている。絶縁膜13は、配線パターン18の一部を露出する開口部13Aと、配線パターン19の一部を露出する開口部13Bとを有する。配線パターン21は、開口部13Aを充填すると共に、絶縁膜13上に亘って設けられている。配線パターン21は、配線パターン18と接触している。配線パターン21は、配線パターン18を介して、拡散層16と電気的に接続されている。
The insulating
配線パターン22は、開口部13Bを充填すると共に、絶縁膜13上に亘って設けられている。配線パターン22は、配線パターン19と接触している。配線パターン22は、配線パターン19を介して、拡散層17と電気的に接続されている。配線パターン21,22の材料としては、導電金属を用いることができ、具体的には、例えば、Alを用いることができる。
The
金属膜15は、非回路形成領域Bに対応する絶縁膜12上に設けられている。金属膜15は、配線パターン18,19を形成する際に成膜する金属膜の一部である。金属膜15は、環状部15Aと、複数の突出部15Bとを有する(図19参照)。環状部15Aは、環状とされており、半導体基板11の外周部に位置する絶縁膜12上に設けられている。複数の突出部15Bは、環状部15Aと一体的に設けられている。複数の突出部15Bは、環状部15Aの内壁側に設けられている。
The
本実施の形態の半導体装置によれば、非回路形成領域Bに対応する絶縁膜12上に環状部15Aを有した金属膜15を設けることにより、従来の金属膜105(図33参照)と比較して金属膜15が剥がれにくくなるため、半導体集積回路14の歩留まりを向上させることができる。また、金属膜15に環状部15Aを設けることにより、金属膜15上に絶縁膜13を形成後の回路形成領域Aと非回路形成領域Bとの間における段差を小さくすることができる。
According to the semiconductor device of the present embodiment, the
図2〜図14は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。また、図15は半導体基板の平面視した図であり、図16は図6に示す構造体を平面視した図である。図17は図7に示す構造体を平面視した図であり、図18は図11に示す構造体を平面視した図であり、図19は図12に示す構造体を平面視した図である。図2〜図19において、第1の実施の形態の半導体装置10と同一構成部分には同一符号を付す。
2 to 14 are views showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 15 is a plan view of the semiconductor substrate, and FIG. 16 is a plan view of the structure shown in FIG. 17 is a plan view of the structure shown in FIG. 7, FIG. 18 is a plan view of the structure shown in FIG. 11, and FIG. 19 is a plan view of the structure shown in FIG. . 2 to 19, the same components as those of the
図2〜図19を参照して、第1の実施の形態の半導体装置10の製造方法について説明する。また、本実施の形態では、被加工物として金属膜15を用いた場合を例に挙げて以下の説明を行う。
A manufacturing method of the
始めに、図2に示す工程では、複数の半導体集積回路14が形成される回路形成領域Aと、回路形成領域Aを囲むように配置され、半導体集積回路14が形成されない回路形成領域Bとを有した半導体基板11を準備する(図15参照)。
First, in the process shown in FIG. 2, a circuit formation region A in which a plurality of semiconductor integrated
次いで、図3に示す工程では、周知の手法により、半導体基板11の上面側に拡散層16,17を形成し、続いて、半導体基板11と拡散層16,17の一部とを覆うように開口部12A,12Bを有した絶縁膜12を形成する。開口部12Aは、拡散層16を露出するように形成し、開口部12Bは、拡散層17を露出するように形成する。絶縁膜12としては、例えば、酸化膜を用いることができる。
Next, in the process shown in FIG. 3, diffusion layers 16 and 17 are formed on the upper surface side of the
次いで、図4に示す工程では、絶縁膜12上を覆うと共に、開口部12A,12Bを充填するように被加工物である金属膜20を形成する。金属膜20としては、例えば、Al膜を用いることができる。金属膜20の厚さM1(絶縁膜12上に形成された金属膜20の厚さ)は、例えば、0.5μmとすることができる。
Next, in the step shown in FIG. 4, the
金属膜20は、後述する図11に示す工程において、エッチングされて金属膜15及び配線パターン18,19となる膜である。
The
次いで、図5に示す工程では、金属膜20の上面を覆うように、ポジ型レジスト膜24を形成する。具体的には、例えば、コータ装置を用いて、図4に示す構造体を回転(例えば、回転数は3000rpm)させながら、ポジ型レジスト液を金属膜20上に滴下することでポジ型レジスト膜24を形成する。このとき、半導体基板11の外周部にもポジ型レジスト膜24が形成される。金属膜20の厚さM1が0.5μmの場合、ポジ型レジスト膜24の厚さM2は、例えば、1.0μmとすることができる。
Next, in the step shown in FIG. 5, a positive resist
次いで、図6に示す工程では、半導体基板11の外周縁、及び半導体基板11の外周部に形成された金属膜20を露出するように、非回路形成領域Bに形成されたポジ型レジスト膜24を環状に除去する(図16参照)。具体的には、図5に示す構造体を回転(例えば、回転数は1000pm)させながら、図5に示す構造体の下方から図5に示す構造体の外周部にシンナーをかけてポジ型レジスト膜24を環状に除去する。
Next, in the step shown in FIG. 6, the positive resist
図6及び図16において、Cは半導体基板11の外周縁を基準としたときのポジ型レジスト膜24の除去幅(以下、「除去幅C」とする)を示している。非回路形成領域Bの幅が3mmの場合、ポジ型レジスト膜24の除去幅Cは、例えば、0.5mmとすることができる。なお、上記説明した図5及び図6に示す工程がポジ型レジスト膜形成工程に相当する。
6 and 16, C represents the removal width of the positive resist film 24 (hereinafter referred to as “removal width C”) when the outer periphery of the
次いで、図7に示す工程では、非回路形成領域Bに対応する金属膜20上に、非回路形成領域Bに配置されたポジ型レジスト膜24と重なるようにネガ型レジスト膜25を環状に形成する(ネガ型レジスト膜形成工程)。このとき、ネガ型レジスト膜25は、図6に示す構造体の外周部を覆うように形成する(図17を参照)。具体的には、コータ装置を用いて、図6に示す構造体を回転(例えば、回転数は500〜1000rpm)させながら、ネガ型レジスト液を図6に示す構造体の外周部に滴下させることで環状のネガ型レジスト膜25を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 7, a negative resist
ネガ型レジスト膜25は、ポジ型レジスト膜24と比較して機械的強度の強いレジスト膜である。ポジ型レジスト膜24上におけるネガ型レジスト膜25の厚さM3は、例えば、0.5μmとすることができる。図7及び図17において、Dは半導体基板11の外周縁を基準としたときのネガ型レジスト膜25の幅(以下、「幅D」とする)を示している。ネガ型レジスト膜25の幅Dは、ドライエッチング装置のクランプ31(図11参照)とポジ型レジスト膜24とが接触しないような値とする。ネガ型レジスト膜25の幅Dは、例えば、2mmとすることができる。
The negative resist
このように、図6に示す構造体の外周部を覆うように環状のネガ型レジスト膜25を形成することにより、後述する図11に示すエッチング工程において、ドライエッチング装置のクランプ31と機械的強度の弱いポジ型レジスト膜24とが接触することがなくなるため、クランプ31が接触することによるポジ型レジスト膜24の剥がれを防止することが可能となるため、半導体装置10の歩留まりを向上させることができる。
Thus, by forming the annular negative resist
次いで、図8に示す工程では、開口部27Aを有したマスク27を介して、ポジ型レジスト膜24を露光する(露光工程)。図8において、Eは露光された部分のポジ型レジスト膜24(以下、「露光領域E」とする)を示している。
Next, in the step shown in FIG. 8, the positive resist
次いで、図9に示す工程では、光ファイバー28からネガ型レジスト膜25に向けて光を照射して、ネガ型レジスト膜25を重合させる(重合工程)。これにより、ネガ型レジスト膜25が硬化するため、ネガ型レジスト膜25は、ポジ型の現像液に溶けなくなる。この重合工程は、必要に応じて行えばよく、必ずしも必要ではない。
Next, in the process shown in FIG. 9, the negative resist
次いで、図10に示す工程では、ポジ型の現像液を用いて、ポジ型レジスト膜24を現像する(現像工程)。これにより、露光領域Eに対応する部分のポジ型レジスト膜24が溶解されて、ポジ型レジスト膜24に開口部24Aが形成される。
Next, in the process shown in FIG. 10, the positive resist
次いで、図11に示す工程では、ドライエッチング装置のクランプ31とネガ型レジスト膜25とを接触させて図10に示す構造体の外周部を固定後(図18参照)、開口部24Aを有したポジ型レジスト膜24をマスクとして、金属膜20をエッチングする(エッチング工程)。これにより、回路形成領域Aに対応する絶縁膜12に配線パターン18,19が形成され、非回路形成領域Bに対応する絶縁膜12上に環状部15A及び突出部15Bを有した金属膜15が形成される。
Next, in the step shown in FIG. 11, the
このように、ドライエッチング装置のクランプ31とネガ型レジスト膜25とを接触させて、図10に示す構造体を固定して、金属膜20をエッチングすることにより、機械的強度の弱いポジ型レジスト膜24とクランプ31とが接触することがなくなるため、ポジ型レジスト膜24の剥がれを防止することが可能となるので、半導体装置10の歩留まりを向上させることができる。
Thus, the positive resist having a low mechanical strength is obtained by contacting the
次いで、図12に示す工程では、ネガ型レジスト膜25を除去し、その後、絶縁膜13を形成するための前処理として、図12に示す構造体の洗浄を行う。このとき、先に説明したように、金属膜15は環状とされているため、図12に示す洗浄工程において、金属膜15は剥がれにくくなるので、半導体装置10の歩留まりを向上させることができる。
Next, in the step shown in FIG. 12, the negative resist
次いで、図13に示す工程では、絶縁膜12上に金属膜15と配線パターン18,19の一部とを覆うように開口部13A,13Bを有した絶縁膜13を形成する。絶縁膜13としては、例えば、酸化膜を用いることができる。
Next, in the process shown in FIG. 13, the insulating
次いで、図14に示す工程では、周知の手法により、開口部13Aを充填すると共に絶縁膜13上に亘る配線パターン21と、開口部13Bを充填すると共に絶縁膜13上に亘る配線パターン22とを同時に形成する。これにより、回路形成領域Aに対応する半導体基板11に複数の半導体集積回路14が形成されて、複数の半導体集積回路14を有した半導体装置10が製造される。
Next, in a process shown in FIG. 14, a
本実施の形態の半導体装置の製造方法によれば、金属膜20上を覆うと共に、非回路形成領域Bに対応する金属膜20のうち、半導体基板11の外周部に位置する金属膜20を露出するようにポジ型レジスト膜24を形成後、非回路形成領域Bに対応する金属膜20上に、ポジ型レジスト膜24と重なるようにネガ型レジスト膜25を形成し、その後、露光及び現像処理されたポジ型レジスト膜24をマスクとして、金属膜20をエッチングすることにより、エッチング装置のクランプ31が機械的強度の強いネガ型レジスト膜25と接触するため、機械的強度の弱いポジ型レジスト膜24とクランプ31とが接触することがなくなる。これにより、エッチング工程におけるポジ型レジスト膜24の剥がれを防止することが可能となるため、半導体集積回路14の歩留まりを向上させることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, the
なお、本実施の形態は、配線パターンが3層以上積層された半導体集積回路を備えた半導体装置にも適用可能である。配線パターンが3層以上積層された半導体集積回路を備えた半導体装置は、最上層に設けられた配線パターン以外の配線パターンを先に説明した図4〜図12に示す工程と同様な手法により形成し、最上層の配線パターンは図14に示す工程と同様な手法により形成することで製造できる。また、このような製造方法においても、本実施の形態の半導体装置10の製造方法と同様な効果を得ることができる。
Note that this embodiment can also be applied to a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit in which three or more wiring patterns are stacked. A semiconductor device including a semiconductor integrated circuit in which three or more wiring patterns are stacked is formed by a method similar to the steps shown in FIGS. 4 to 12 described above except for the wiring pattern provided in the uppermost layer. The uppermost wiring pattern can be manufactured by a method similar to that shown in FIG. Also in such a manufacturing method, the same effect as the manufacturing method of the
(第2の実施の形態)
図20は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の断面図である。図20において、第1の実施の形態の半導体装置10と同一構成部分には同一符号を付す。
(Second Embodiment)
FIG. 20 is a sectional view of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 20, the same components as those of the
図20を参照するに、第2の実施の形態の半導体装置40は、第1の実施の形態の半導体装置10に設けられた金属膜15の代わりに金属膜41を設けた以外は半導体装置10と同様に構成される。
Referring to FIG. 20, the
図21は、金属膜の形状を説明するための図である。図21において、本実施の形態の半導体装置40と同一構成部分には同一符号を付す。
FIG. 21 is a diagram for explaining the shape of the metal film. In FIG. 21, the same components as those of the
図21を参照するに、金属膜41は、非回路形成領域Bに対応する絶縁膜12上を覆うように設けられている。金属膜41は、配線パターン18,19を形成する際に成膜する金属膜の一部である。金属膜41の形状は、環状とされている。
Referring to FIG. 21, the
本実施の形態の半導体装置によれば、非回路形成領域Bに対応する絶縁膜12上に環状とされた金属膜41を設けることにより、金属膜41が剥がれにくくなるため、半導体集積回路14の歩留まりを向上させることができる。また、絶縁膜12上に環状とされた金属膜41を設けることにより、金属膜41上に絶縁膜13を形成後の回路形成領域Aと非回路形成領域Bとの間に形成される段差を小さくすることができる。
According to the semiconductor device of the present embodiment, by providing the
図22〜図25は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す図である。図22〜図25において、第2の実施の形態の半導体装置40と同一構成部分には同一符号を付す。
22 to 25 are views showing manufacturing steps of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. 22 to 25, the same components as those of the
始めに、第1の実施の形態で説明した図2〜図5に示す工程と同様な処理を行って、図5に示す構造体を形成する。次いで、図22に示す工程では、半導体基板11の外周縁と半導体基板11の外周部に形成された金属膜20とを露出するように、非回路形成領域Bに形成されたポジ型レジスト膜24を環状に除去する。具体的には、図5に示す構造体を回転(例えば、回転数は1000pm)させながら、図5に示す構造体の上部側から図5に示す構造体の外周部にシンナーをかけてポジ型レジスト膜24を環状に除去する。また、図22において、Fは半導体基板11の外周縁を基準としたときのポジ型レジスト膜24の除去幅(以下、「除去幅F」とする)を示している。非回路形成領域Bの幅が3mmの場合、ポジ型レジスト膜24の除去幅Fは、例えば、2.5mmとすることができる。なお、本実施の形態では、図5及び図22に示す工程がポジ型レジスト膜形成工程に相当する。
First, a process similar to the process shown in FIGS. 2 to 5 described in the first embodiment is performed to form the structure shown in FIG. Next, in the step shown in FIG. 22, the positive resist
次いで、図23に示す工程では、非回路形成領域Bに対応する金属膜20及びポジ型レジスト膜24を覆うように環状のネガ型レジスト膜43を形成する(ネガ型レジスト膜形成工程)。このとき、ネガ型レジスト膜43は、図23に示す構造体の外周部を覆うように形成する。具体的には、コータ装置を用いて、図6に示す構造体を回転(例えば、回転数は500〜1000rpm)させながら、ネガ型レジスト液を図22に示す構造体の外周部に滴下させることで環状のネガ型レジスト膜43を形成する。
Next, in a step shown in FIG. 23, an annular negative resist
ネガ型レジスト膜43は、ポジ型レジスト膜24と比較して機械的強度の強いレジスト膜である。ポジ型レジスト膜24上におけるネガ型レジスト膜43の厚さM4は、例えば、0.5μmとすることができる。
The negative resist
次いで、図24に示す工程では、第1の実施の形態で説明した図8〜図10に示す工程と同様な処理を行ってポジ型レジスト膜24に開口部24Bを形成する。
Next, in the process shown in FIG. 24, an
次いで、図25に示す工程では、ドライエッチング装置のクランプ31とネガ型レジスト膜43とを接触させて、図24に示す構造体の外周部を固定後、開口部24Bを有したポジ型レジスト膜24をマスクとして、金属膜20をエッチングする(エッチング工程)。これにより、回路形成領域Aに対応する絶縁膜12に配線パターン18,19が形成され、非回路形成領域Bに対応する絶縁膜12上に金属膜41が形成される。
Next, in the process shown in FIG. 25, the positive resist film having the
このように、ドライエッチング装置のクランプ31とネガ型レジスト膜43とを接触させて図24に示す構造体を固定して、金属膜20をエッチングすることにより、機械的強度の弱いポジ型レジスト膜24とクランプ31とが接触することがなくなるため、ポジ型レジスト膜24の剥がれを防止することが可能となるので、半導体装置40の歩留まりを向上させることができる。
In this way, the positive resist film having a low mechanical strength is obtained by contacting the
その後、第1の実施の形態で説明した図12〜図14に示す工程と同様な処理を行うことにより、図20に示す半導体装置40が製造される。
Thereafter, the
なお、本実施の形態は、配線パターンが3層以上積層された半導体集積回路を備えた半導体装置にも適用可能である。配線パターンが3層以上積層された半導体集積回路を備えた半導体装置は、最上層に設けられた配線パターン以外の配線パターンを先に説明した図2〜図5、図22〜図25、及び図12に示す工程と同様な手法により形成し、最上層の配線パターンは図14に示す工程と同様な手法により形成することで製造できる。また、このような製造方法においても、本実施の形態の半導体装置40の製造方法と同様な効果を得ることができる。
Note that this embodiment can also be applied to a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit in which three or more wiring patterns are stacked. In a semiconductor device including a semiconductor integrated circuit in which three or more wiring patterns are stacked, the wiring patterns other than the wiring pattern provided in the uppermost layer are described with reference to FIGS. 2 to 5, 22 to 25, and FIG. The uppermost wiring pattern can be manufactured by a method similar to the step shown in FIG. Also in such a manufacturing method, the same effect as the manufacturing method of the
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.
本発明は、回路形成領域に配線を形成する際に成膜する金属膜を半導体基板の非回路形成領域に残して、回路形成領域と非回路形成領域との間の段差を低減した半導体装置に適用可能である。 The present invention provides a semiconductor device in which a metal film to be formed when a wiring is formed in a circuit formation region is left in the non-circuit formation region of the semiconductor substrate to reduce a step between the circuit formation region and the non-circuit formation region. Applicable.
10,40 半導体装置
11 半導体基板
12,13 絶縁膜
12A,12B,13A,13B,24A,24B,27A 開口部
14 半導体集積回路
15,20,41 金属膜
15A 環状部
15B 突出部
16,17 拡散層
18,19,21,22 配線パターン
24 ポジ型レジスト膜
25,43 ネガ型レジスト膜
27 マスク
28 光ファイバー
31 クランプ
A 回路形成領域
B 非回路形成領域
C,F 除去幅
D 幅
E 露光領域
M1〜M4 厚さ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記半導体基板に設けられた被加工物のうち、前記回路形成領域に対応する前記被加工物上を覆うようにポジ型レジスト膜を形成するポジ型レジスト形成工程と、
前記非回路形成領域に対応する前記被加工物上に、前記ポジ型レジスト膜と重なるようにネガ型レジスト膜を形成するネガ型レジスト膜形成工程と、
前記ポジ型レジスト膜を露光、現像後に、前記ポジ型レジスト膜をマスクとして、前記被加工物をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor device for forming a semiconductor integrated circuit on a semiconductor substrate having a circuit forming region where a semiconductor integrated circuit is formed and a non-circuit forming region which is disposed so as to surround the circuit forming region and where the semiconductor integrated circuit is not formed A manufacturing method comprising:
A positive resist forming step of forming a positive resist film so as to cover the workpiece corresponding to the circuit formation region among the workpieces provided on the semiconductor substrate;
A negative resist film forming step of forming a negative resist film on the workpiece corresponding to the non-circuit forming region so as to overlap the positive resist film;
And a step of etching the workpiece using the positive resist film as a mask after exposing and developing the positive resist film.
前記半導体基板に設けられた被加工物上を覆うと共に、前記非回路形成領域に対応する前記被加工物のうち、前記半導体基板の外周部に位置する前記被加工物を露出するようにポジ型レジスト膜を形成するポジ型レジスト形成工程と、
前記半導体基板の外周部に位置する前記被加工物上に、前記ポジ型レジスト膜と重なるようにネガ型レジスト膜を形成するネガ型レジスト膜形成工程と、
前記ポジ型レジスト膜を露光、現像後に、前記ポジ型レジスト膜をマスクとして、前記被加工物をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor device for forming a semiconductor integrated circuit on a semiconductor substrate having a circuit forming region where a semiconductor integrated circuit is formed and a non-circuit forming region which is disposed so as to surround the circuit forming region and where the semiconductor integrated circuit is not formed A manufacturing method comprising:
A positive type covering the workpiece provided on the semiconductor substrate and exposing the workpiece located on the outer periphery of the semiconductor substrate among the workpiece corresponding to the non-circuit forming region. A positive resist forming step of forming a resist film;
A negative resist film forming step of forming a negative resist film on the workpiece located on the outer periphery of the semiconductor substrate so as to overlap the positive resist film;
And a step of etching the workpiece using the positive resist film as a mask after exposing and developing the positive resist film.
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