DE4218495A1 - Semiconductor device suitable for LSI - has 2nd metal wiring layer formed on metal film electrically connected to photoresist, selectively coated on 1st metal wiring above insulating layer - Google Patents

Semiconductor device suitable for LSI - has 2nd metal wiring layer formed on metal film electrically connected to photoresist, selectively coated on 1st metal wiring above insulating layer

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DE4218495A1
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Etsushi Adachi
Shintaro Minami
Hideo Kotani
Yoshio Hayashide
Toshiaki Tsutsumi
Masazumi Matsuura
Atsushi Ishii
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Abstract

Semiconductor device has a semiconductor substrate (I) with an insulating upper main surface (IA); a 1st. metal wiring layer (II) on (IA); an intermediate insulating film (III), with a photoresist film (IIIA) at least on top, which is coated selectively on (II) and has a defined opening; a metal film (IV) at least in the opening and connected electrically with (II); and a 2nd. metal wiring layer (V) formed on (III) and (IV) and connected electrically with (IV). (IA) Is an oxide film. (IV) is produced by CVD. (III) consists of an insulating film esp. an oxide film, covered with (IIIA); or of (IIIA) only. (IIIA) is hardened film of a silicone ladder polymer of formula (IIIA-1), esp. a photopolymer. In (IIIA-1), R1-2 are phenyl, lower alkyl or photosensitive gps., pref. at least 3 mole-% being photopolymerisable unsatd. gps.; R3-6 are H, lower alkyl or photosensitive gps.; and n is 5-1000 (pref. 20-1000). USE/ADVANTAGE - The device is suitable for LSI. A tungsten film with very low electrical resistance can be formed in the contact hole only, since no tungsten is deposited on (III) under suitable CVD conditions, which saves etching. (V) adheres very well to the silicone ladder polymer film pref. used as (IIIA) and is extremely level. If (III) is a silicone ladder photopolymer, no other (IIIA) is needed, which simplifies prodn..

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiter- Vorrichtung und bezieht sich insbesondere auf eine Halblei­ ter-Vorrichtung mit einem Zwischenschicht-Isolierfilm für die Erleichterung der Bildung von Verdrahtungsschichten über ein Kontaktloch, und bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung einer derartigen Halbleiter-Vorrichtung.The present invention relates to a semiconductor Device and relates in particular to a half lead ter device with an interlayer insulating film for the Facilitate the formation of wiring layers over one Contact hole, and refers to a method of manufacture development of such a semiconductor device.

Mit der Erhöhung der Integrationsdichte und der Verfeinerung der Strukturen bei LSI ist der Durchmesser eines Kontaktlo­ ches für die Zwischenschicht-Verbindung von Verdrahtungen derart reduziert worden, daß die Stufenbedeckung der Verdrah­ tungen verschlechtert worden ist, so daß der Kontaktwider­ stand nachteiligerweise vergrößert wurde. Demzufolge wird ein derartiges Kontaktloch im allgemeinen mit einem Metall aufge­ füllt.With increasing integration density and refinement the structure at LSI is the diameter of a contact hole ches for the interlayer connection of wiring have been reduced so that the step coverage of the wiring lines has deteriorated, so that the contact resistance was disadvantageously enlarged. As a result, a such contact hole generally opened with a metal fills.

Beispielsweise zeigen die Fig. 23A bis 23F in schematischen Schnittansichten aufeinanderfolgende Schritte des Auffüllens eines Kontaktloches bei einer Halbleiter-Vorrichtung mit Wolfram (W). Unter Bezugnahme auf diese Figuren weist die Halbleiter-Vorrichtung ein mit elektronischen Bauelementen ausgestattetes Halbleiter-Substrat 1, auf einen als Isolier­ film dienenden Siliziumoxid-Film 2, eine erste Metallverdrah­ tungsschicht 3 aus einer Al-Legierung, wie beispielsweise eine AlSi-Legierung, beispielsweise einen Zwischenschicht- Isolierfilm 4, der aus einem Siliziumoxid-Film gebildet ist, beispielsweise einen Photolack-Film 6, der als Maske für die Bildung eines Kontaktloches dient, beispielsweise eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 aus einer Al-Legierung, wie bei­ spielsweise einer AlSi-Legierung, welche mit der ersten Me­ tallverdrahtungsschicht 3 über das Kontaktloch verbunden ist.For example, FIGS. 23A to 23F show schematic sectional views of successive steps of filling a contact hole in a semiconductor device with tungsten (W). Referring to these figures, the semiconductor device has a semiconductor substrate 1 equipped with electronic components, a silicon oxide film 2 serving as an insulating film, a first metal wiring layer 3 made of an Al alloy, such as an AlSi alloy, for example an interlayer insulating film 4 which is formed from a silicon oxide film, for example a photoresist film 6 which serves as a mask for the formation of a contact hole, for example a second metal wiring layer 8 made of an Al alloy, such as an AlSi alloy , which is connected to the first metal wiring layer 3 via the contact hole.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer derar­ tigen Halbleiter-Vorrichtung beschrieben. Wie es in Fig. 23A dargestellt ist, wird der Siliziumoxid-Film 2, der als Iso­ lierfilm dient, auf dem Halbleiter-Substrat 1 durch CVD ge­ bildet, und anschließend wird die erste Metallverdrahtungs- Schicht 3 aus einer Al-Legierung, wie beispielsweise einer AlSi-Legierung, darauf durch Sputtern und Photolithographie gebildet. Aktive Bauelemente, wie beispielsweise ein Transi­ stor, die mit der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 verbun­ den werden sollen, sind der Einfachheit halber weggelassen.A method of manufacturing such a semiconductor device will be described below. As shown in FIG. 23A, the silicon oxide film 2 serving as an insulating film is formed on the semiconductor substrate 1 by CVD, and then the first metal wiring layer 3 is made of an Al alloy such as an AlSi alloy, formed on it by sputtering and photolithography. Active components, such as a transistor, which are to be connected to the first metal wiring layer 3 , are omitted for the sake of simplicity.

Daran anschließend wird der als Zwischenschicht-Isolierfilm dienende Siliziumoxid-Film 4 auf dem Siliziumoxid-Film 2 und der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 durch CVD gebildet (Fig. 23B). Daran anschließend wird der Photolack-Film 6 ge­ bildet, so daß ein Abschnitt des Siliziumoxid-Filmes 4 zur Definition eines Kontaktloches durch Belichten und Entwickeln freigelegt wird (Fig. 23C). Der Photolack-Film 6 wird ent­ fernt, so daß das Kontaktloch gebildet wird (Fig. 23D).Subsequently, the silicon oxide film 4 serving as an interlayer insulating film is formed on the silicon oxide film 2 and the first metal wiring layer 3 by CVD ( Fig. 23B). Thereafter, the photoresist film 6 is formed so that a portion of the silicon oxide film 4 for defining a contact hole is exposed by exposure and development ( Fig. 23C). The photoresist film 6 is removed so that the contact hole is formed ( Fig. 23D).

Daran anschließend wird die Wolfram-Schicht 7 durch CVD mit einem Rohmaterialgas, enthaltend ein Metallfluorid wie bei­ spielsweise WF6, zur Auffüllung des Kontaktloches gebildet (Fig. 23E). Dabei werden die CVD-Bedingungen derart auf ge­ eignete Weise eingestellt, daß die Wolfram-Schicht 7 ledig­ lich auf der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 gebildet wird und in dem Kontaktloch auf eine selbstjustierende Weise auf­ gefüllt wird. Beispielsweise kann das Rohmaterialgas aus ei­ nem solchen mit WF6, und SiH4, mit Teildrücken von einigen mTorr, und jeweils bei einem Flußverhältnis von SiH4/WF6<0,6, und unterhalb einer Bildungstemperatur von etwa 300°C zusammengesetzt sein.Subsequently, the tungsten layer 7 is formed by CVD with a raw material gas containing a metal fluoride such as WF 6 , for filling the contact hole ( FIG. 23E). The CVD conditions are set in such a suitable manner that the tungsten layer 7 is formed only on the first metal wiring layer 3 and is filled in the contact hole in a self-adjusting manner. For example, the raw material gas can be composed of one with WF 6 , and SiH 4 , with partial pressures of a few mTorr, and in each case at a flow ratio of SiH 4 / WF 6 <0.6, and below a formation temperature of approximately 300 ° C.

Schließlich wird die zweite Metallverdrahtungsschicht 8 aus einer AlSi-Legierung durch Sputtern und Photolithographie derart gebildet, daß sie in Kontakt mit der Wolfram- Schicht 7. Somit berührt die erste Metallverdrahtungsschicht 3 die zweite Metallverdrahtungsschicht 8 über die in dem Kon­ taktloch vorgesehene Metallschicht (Wolfram-Schicht 7), wel­ che in dem Siliziumoxid-Film 4 gebildet ist (Fig. 23F).Finally, the second metal wiring layer 8 made of an AlSi alloy is formed by sputtering and photolithography so as to be in contact with the tungsten layer 7 . Thus, the first metal wiring layer 3 contacts the second metal wiring layer 8 via the metal layer (tungsten layer 7 ) provided in the contact hole, which is formed in the silicon oxide film 4 ( FIG. 23F).

Bei dieser Halbleiter-Vorrichtung mit einer derartigen Anord­ nung wird der Zwischenschicht-Isolierfilm durch den Silizi­ umoxid-Film durch CVD gebildet. Es ist an sich bekannt, daß die Wachstumsrate einer Wolfram-Schicht, die zur Auffüllung des Kontaktloches mit CVD gebildet wird, von dem Substratma­ terial abhängt. Beispielsweise wurde in einer Veröffentli­ chung (Nikkei Microdevices, Februar 1991, S. 48) dargestellt, daß Wolfram leichter auf einem Substratmaterial eines Metal­ les wächst als im Vergleich hierzu etwa auf einem Isolierma­ terial. Es ist offenbar so, daß das Wachstum von Wolfram auf einem Material mit niedriger Elektronegativität, welches so­ mit leichter Elektronen liefert, leichter vonstatten geht.In this semiconductor device with such an arrangement The interlayer insulation film is made by the silicon Umoxid film formed by CVD. It is known per se that the growth rate of a tungsten layer that is used to fill up of the contact hole with CVD is formed from the substrate material depends on the material. For example, in a publication chung (Nikkei Microdevices, February 1991, p. 48), that tungsten lighter on a substrate material of a metal compared to this, les grows on an insulation mat material. It is evident that the growth of tungsten is based on a material with low electronegativity, which is so with easier electrons, easier to do.

Es wurde ebenfalls gefunden, daß die Wachstumsrate der Wolf­ ram-Schicht 7 mit der Art des Siliziumoxid-Filmes 4 variiert, welcher ganz allgemein als Isolierfilm verwendet wird. Ein durch thermische Oxidation von Silizium gebildeter Film wächst extrem schlecht entsprechend dem Wolfram-CVD, während dieser Film auf einem Plasma-CVD-Film leicht wächst. Obwohl es daher durchaus wirkungsvoll erscheint, einen Zwischen­ schicht-Isolierfilm aus einem thermischen Oxidationsfilm vom Silizium herzustellen, wurde der vorstehend genannten Zwi­ schenschicht-Isolierfilm im allgemeinen aus einem Siliziumo­ xid-Film hergestellt, welcher durch das zuvor erwähnte CVD- Verfahren gebildet wird, aufgrund der begrenzten Wärmebestän­ digkeit der ersten Metallverdrahtungsschicht.It has also been found that the growth rate of the wolf ram layer 7 varies with the type of silicon oxide film 4 which is generally used as an insulating film. A film formed by thermal oxidation of silicon grows extremely poorly according to the tungsten CVD, while this film grows easily on a plasma CVD film. Therefore, although it seems quite effective to make an interlayer insulating film from a thermal oxidation film of silicon, the above-mentioned interlayer insulating film has generally been made from a silicon oxide film formed by the aforementioned CVD method the limited heat resistance of the first metal wiring layer.

Es wurde ferner ein Verfahren der Dotierung eines durch CVD gebildeteten Zwischenschicht-Isolierfilmes mit Phosphor vorgeschlagen, so daß kein Wolfram auf einem Siliziumoxid- Film (Zwischenschicht-Isolierfilm) wachsen wird, wie es bei­ spielsweise in einer Veröffentlichung (J. Electrochem. Soc.:
Solid-State Science and Technology, Band 133, Nr. 6, Juni 1986) dargestellt worden ist. Jedoch wird die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit des Filmes mit der Erhöhung der Menge des dotierten Phosphors verringert, so daß die Zuverlässigkeit der Halbleiter-Vorrichtung verschlechtert wird.A method of doping a CVD-formed interlayer insulating film with phosphorus has also been proposed so that no tungsten will grow on a silicon oxide film (interlayer insulating film), as described for example in a publication (J. Electrochem. Soc .:
Solid-State Science and Technology, Volume 133, No. 6, June 1986). However, the moisture resistance of the film is reduced with the increase in the amount of the doped phosphorus, so that the reliability of the semiconductor device is deteriorated.

Bei der Bildung einer Wolfram-Schicht durch CVD in einem Kontaktloch eines durch CVD gebildeten Siliziumoxid-Filmes sind die Bedingungen für das Ermöglichen der Bildung dessel­ ben lediglich auf einer ersten Metallverdrahtungsschicht der­ art eingeschränkt, daß Wolfram unvermeidlicherweise bei den meisten Bedingungen auch auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm abgeschieden wird. Eine derartige Abscheidung von Wolfram verursacht nachteiligerweise einen Kurzschluß über die Ver­ drahtungen und damit eine Beeinträchtigung oder Zerstörung der Funktionsweise der Halbleiter-Vorrichtung. Um derart ab­ geschiedenes Wolfram zu entfernen, ist es notwendig, großflä­ chig Rückätzmaßnahmen mit komplizierten Prozeßschritten durchzuführen, wodurch jedoch die in dem Kontaktloch aufge­ füllte Wolframschicht ebenfalls unerwünschterweise verringert wird.When a tungsten layer is formed by CVD in one Contact hole of a silicon oxide film formed by CVD are the conditions for enabling the formation of this ben only on a first metal wiring layer art limited that tungsten inevitably with the most conditions also on the interlayer insulating film is deposited. Such a deposition of tungsten disadvantageously causes a short circuit across the ver wiring and thus impairment or destruction the operation of the semiconductor device. To start like this to remove separated tungsten, it is necessary to etch-back measures with complicated process steps perform, however, which caused the up in the contact hole filled tungsten layer also undesirably reduced becomes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Halblei­ ter-Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der eine durch CVD gebildete Wolfram-Schicht lediglich in einem Kontaktloch aufgefüllt werden kann, wobei unter keinen Umständen ein Wachstum auf einem Zwischenschicht-Isolierfilm auftritt, wo­ durch die Auswahl der Wolfram-CVD-Bedingungen im Hinblick auf geringen elektrischen Widerstand ermöglicht werden soll, so daß keine Maßnahmen zur Rückätzung erforderlich sind, da kein Wolfram auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm abgeschieden wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Halbleiter-Vorrichtung anzugeben.The invention is therefore based on the object, a half lead to provide the device in which a through CVD-formed tungsten layer only in one contact hole Can be replenished, under no circumstances Growth occurs on an interlayer insulating film where by selecting the tungsten CVD conditions with regard to low electrical resistance should be made possible that no measures are necessary for the etching back, since none Tungsten deposited on the interlayer insulating film is, as well as a method for producing such Specify semiconductor device.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen 1, 12 und 15 angegebenen Merkmale. This object is achieved according to the invention by features specified in claims 1, 12 and 15.  

Die vorliegende Erfindung beruht auf experimentellen Erkenntnissen der Erfinder bei den Versuchen zur Vermeidung des Entstehens eines Wachstumskeims aus Wolfram auf einem Photolack-Film. Es fand die Tatsache Berücksichtigung, daß die Zusammensetzung eines Plasma-CVD-Filmes dermaßen von ei­ nem stöchiometrischen Verhältnis abweicht, daß ungepaarte Elektronen auf der Filmoberfläche für die Erleichterung des Keimwachstums zur Verfügung gestellt werden. Somit ermittel­ ten die Erfinder ein Verfahren zur Verwendung eines Photo­ lack-Filmes mit einer Zusammensetzung im Bereich eines stö­ chiometrischen Verhältnisses ohne vorhandene ungepaarte Elek­ tronen als Maskierungsmaterial, und vervollständigten hiermit die vorliegende Erfindung.The present invention is based on experimental Findings of the inventors in the attempts to avoid them the emergence of a tungsten growth nucleus on a Photoresist film. The fact that the composition of a plasma CVD film so of egg nem stoichiometric ratio deviates that unpaired Electrons on the film surface for relief Germ growth will be provided. So determine the inventors proposed a method of using a photo lacquer film with a composition in the range of a stö chiometric ratio without existing unpaired elec tronen as masking material, and hereby complete the present invention.

Eine Halbleiter-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Halbleitersubstrat mit einer isolierenden obe­ ren Hauptoberfläche, eine auf der oberen Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates gebildete erste Metallverdrahtungs­ schicht, einen Zwischenschicht-Isolierfilm, der selektiv die erste Metallverdrahtungsschicht mit einer Öffnung bedeckt, welche definiert ist auf der ersten Metallverdrahtungs­ schicht, und einen Photolack-Film zumindest auf dem zuober­ sten Teil aufweist, eine zumindest in der Öffnung gebildete und elektrisch mit der ersten Metallverdrahtungsschicht zu verbindende Metallschicht, und eine auf dem Zwischenschicht- Isolierfilm und der Metallschicht gebildete und elektrisch mit der Metallschicht zu verbindende zweite Metallver­ drahtungsschicht.A semiconductor device according to the present invention has: a semiconductor substrate with an insulating top main surface, one on the upper main surface of the Semiconductor substrate formed first metal wiring layer, an interlayer insulating film that selectively first metal wiring layer covered with an opening, which is defined on the first metal wiring layer, and a photoresist film at least on the top most part, one formed at least in the opening and electrically with the first metal wiring layer connecting metal layer, and one on the interlayer Insulating film and the metal layer formed and electrical with the metal layer to be connected second metall wire layer.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Halbleiter-Vorrichtung auf: ein Halbleitersubstrat mit einer isolierenden oberen Hauptoberfläche, eine auf der oberen Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates gebildete er­ ste Metallverdrahtungsschicht, einen Zwischenschicht-Isolier­ film, der selektiv die erste Metallverdrahtungsschicht mit einer Öffnung bedeckt, die definiert ist auf der ersten Me­ tallverdrahtungsschicht, und die im wesentlichen aus einem Photolack-Film besteht, eine Metallschicht, die in der Öff­ nung gebildet ist unterhalb des Zwischenschicht-Isolier­ filmes auf der ersten Metallverdrahtungsschicht hervorsteht und elektrisch mit der ersten Metallverdrahtungsschicht ver­ bunden ist, und eine auf den Zwischenschicht-Isolierfilm und der Metallschicht gebildete und mit der Metallschicht elek­ trisch zu verbindende zweite Metallverdrahtungsschicht.In another embodiment of the present invention the semiconductor device includes: a semiconductor substrate with an insulating upper main surface, one on the he formed the upper main surface of the semiconductor substrate Most metal wiring layer, an interlayer insulation film that selectively includes the first metal wiring layer covered an opening that is defined on the first me tallwirungsschicht, and the essentially of one Photoresist film consists of a metal layer that is in the public  voltage is formed below the interlayer insulation film protrudes on the first metal wiring layer and electrically ver with the first metal wiring layer is bound, and one on the interlayer insulating film and the metal layer formed and with the metal layer elek second metal wiring layer to be connected.

Der Photolack-Film ist aus einem gehärteten Film eines Silikonleiter-Polymers gebildet, welcher durch die folgende Formel ausgedrückt wird:The photoresist film is made of a hardened film Silicone conductor polymer formed by the following Formula is expressed:

wobei R1 und R2 Phenyl-, untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, R3, R4, R5 und R6 Wasserstoffatome oder untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, und n eine ganze Zahl von 5 bis 1000 darstellt.wherein R 1 and R 2 represent phenyl, lower alkyl or photosensitive groups, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen atoms or lower alkyl or photosensitive groups, and n represents an integer from 5 to 1000.

Bevorzugterweise ist das Silikonleiter-Polymer photopolyme­ risch. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vor­ richtung entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf: (a) Bilden eines Halbleitersubstrates mit einer isolierenden oberen Hauptoberfläche, (b) Bilden ei­ ner ersten Metallverdrahtungsschicht auf der oberen Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates, (c) Bilden eines Zwischenschicht-Isolierfilmes mit einem Photolack-Film auf zumindest dem zuobersten Teil einer aufgrund der Schritte (a) und (b) erhaltenen Anordnung, (d) selektives Entfernen des Zwischenschicht-Isolierfilmes zur Bildung einer Öffnung auf der ersten Metallverdrahtungsschicht, (e) Bilden einer Me­ tallschicht, die elektrisch mit der ersten Metallverdrah­ tungsschicht verbunden wird, zumindest in der Öffnung, und (f) Bilden einer zweiten Metallverdrahtungsschicht, die elek­ trisch mit der Metallschicht verbunden wird, auf dem Zwi­ schenschicht-Isolierfilm und der Metallschicht.The silicone conductor polymer is preferably photopolyme risch. A method of making a semiconductor pre direction according to the present invention following steps: (a) forming a semiconductor substrate with an insulating top major surface, (b) forming an egg ner first metal wiring layer on the top Main surface of the semiconductor substrate, (c) forming one Interlayer insulating film with a photoresist film at least the uppermost part of one due to steps (a) and (b) arrangement obtained, (d) selectively removing the Interlayer insulating film to form an opening the first metal wiring layer, (e) forming a me tallschicht that electrically with the first metal tion layer is connected, at least in the opening, and  (f) forming a second metal wiring layer, the elec is connected to the metal layer on the intermediate layer insulation film and the metal layer.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist zumindest die zuoberste Schicht des Zwischenschicht-Isolierfilmes aus einem Photolack-Film hergestellt, wodurch die Selektivität be­ trächtlich verbessert wird, wenn eine Metallschicht aus Wolf­ ram oder dergleichen selektiv in einem Kontaktloch gebildet wird, welches in dem Zwischenschicht-Isolierfilm gebildet wird, im Vergleich zu einem Fall des direkten Bildens einer derartigen Metallschicht auf einem Siliziumoxid-Film oder ei­ nem Nitrid-Film, welcher als Zwischenschicht-Isolierfilm dient. Somit kann die Metallschicht aus Wolfram oder derglei­ chen tatsächlich lediglich in dem Kontaktloch aufgefüllt wer­ den, wobei keinerlei Wachstum auf dem Zwischenschicht-Iso­ lierfilm bei solchen Bedingungen auftritt, daß die Selektivi­ tät bei der Bildung des Zwischenschicht-Isolierfilmes auf­ grund eines Siliziumoxid-Filmes oder eines Nitrid-Filmes ver­ lorengeht. Es ist somit möglich, die Wolfram-CVD-Bedingungen optimal im Hinblick auf einen geringen elektrischen Wider­ stand einzustellen. Des weiteren wird keine Maßnahme zur Rückätzung benötigt, da keinerlei Metall, wie beispielsweise Wolfram auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm abgeschieden wird.According to the present invention, at least that is top layer of the interlayer insulating film from one Photoresist film made, which increases the selectivity is improved dramatically when a metal layer of wolf ram or the like selectively formed in a contact hole which is formed in the interlayer insulating film becomes, compared to a case of directly forming one such metal layer on a silicon oxide film or egg Nem nitride film, which as an interlayer insulating film serves. Thus, the metal layer can be made of tungsten or the like Chen actually only filled in the contact hole with no growth on the interlayer iso lierfilm occurs under such conditions that the selective acts on the formation of the interlayer insulating film due to a silicon oxide film or a nitride film lore goes. It is thus possible to use the tungsten CVD conditions optimal with regard to a low electrical resistance stand to adjust. Furthermore, no measure is taken Etching-back required, since no metal, such as Tungsten deposited on the interlayer insulating film becomes.

Es ist möglich, eine Metallverdrahtungsschicht zu bilden, die eine hervorragende Haftung auf dem Silikonleiter-Polymer-Film zeigt, und der eine außerordentlich gute Ebenheit aufweist.It is possible to form a metal wiring layer that excellent adhesion to the silicone conductor polymer film shows, and has an extremely good flatness.

Des weiteren wird der photopolymerische Silikonleiter-Polymer- Film derart verwendet, daß kein Photolack-Film benötigt wird und demzufolge die Herstellungsschritte vereinfacht werden können.Furthermore, the photopolymeric silicone conductor polymer Film used so that no photoresist film is required and consequently the manufacturing steps are simplified can.

Der durch die vorstehend beschriebene chemische Formel (1) dargestellte Silikonleiter-Polymer-Film wird als Maskenmate­ rial zur Bedeckung des Zwischenschicht-Isolierfilmes verwen­ det, wodurch die durch CVD gebildete Wolfram-Schicht ledig­ lich in dem Kontaktloch unter beliebigen Bedingungen aufge­ füllt werden kann, wobei tatsächlich kein Wachstum auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm auftritt. Es ist somit möglich, die Wolfram-CVD-Bedingungen im Hinblick auf einen geringen elektrischen Widerstand auszuwählen. Des weiteren ist keine Maßnahme zur Rückätzung notwendig, da keinerlei Wolfram auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm abgeschieden wird.The chemical formula (1) described above The illustrated silicone conductor polymer film is called a mask mat rial to cover the interlayer insulating film  det, whereby the tungsten layer formed by CVD single Lich in the contact hole under any conditions can be filled, with actually no growth on the Interlayer insulation film occurs. It is therefore possible the tungsten CVD conditions in view of a low electrical resistance. Furthermore, there is none Measure necessary for etching back, since no tungsten on the interlayer insulating film is deposited.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist, wie nachstehend noch ausführlich beschrieben wird, zumindest die zuoberste Schicht des zwischen den ersten und zweiten Metallverdrah­ tungsschichten gebildeten Zwischenschicht-Isolierfilmes auf dem Halbleitersubstrat gebildet, wodurch die durch CVD gebil­ dete Metallschicht in Kontakt mit den ersten und zweiten Me­ tallverdrahtungsschichten lediglich in dem in dem Zwischen­ schicht-Isolierfilm gebildeten Kontaktloch unter beliebigen Bedingungen aufgefüllt wird, wobei tatsächlich weder ein Wachstum, noch eine Abscheidung von Metall auf dem Zwischen­ schicht-Isolierfilm auftritt. Somit wird kein Kurzschluß zwi­ schen den Verdrahtungsschichten verursacht, und die Metall- CVD-Bedingungen können im Hinblick auf geringen elektrischen Widerstand ausgewählt werden, wodurch es ermöglicht wird, eine Halbleiter-Vorrichtung mit qualitativ hochwertigen Eigenschaften mit einem geringen Verdrahtungswiderstand zu erhalten. Des weiteren können die Kosten verringert werden, da es nicht notwendig ist, Rückätzungsmaßnahmen durchzuführen.According to the present invention is as follows is still described in detail, at least the top one Layer of between the first and second metal wire tion layers formed interlayer insulating film the semiconductor substrate formed, whereby the gebil by CVD metal layer in contact with the first and second me tall wiring layers only in the in the intermediate Layer insulating film formed under any contact hole Conditions being replenished, actually neither Growth, yet a deposition of metal on the intermediate Layer insulation film occurs. Thus, no short circuit between wiring layers, and the metal CVD conditions can be low in terms of electrical Resistance can be selected, which enables a semiconductor device with high quality Properties with a low wiring resistance too receive. Furthermore, the cost can be reduced because it is not necessary to carry out recalculation measures.

Der Photolack-Film wird durch den gehärteten Film eines Silikonleiter-Polymers mit außergewöhnlich guten Ebenheitsei­ genschaften gebildet, wodurch die darauf gebildete zweite Metallverdrahtungsschicht keine Ablösung verursacht und es demzufolge ermöglicht wird, eine äußerst zuverlässige Halb­ leiter-Vorrichtung zu erhalten.The photoresist film is made of a hardened film Silicone conductor polymers with exceptionally good flatness properties formed, whereby the second formed thereon Metal wiring layer does not cause detachment and it consequently, an extremely reliable half is enabled Obtain ladder device.

Aufgrund der weiteren Ausgestaltung des photopolymerischen Silikonleiter-Polymer-Filmes wird kein Photolack-Film benö­ tigt, so daß die Herstellungsschritte weiter vereinfacht wer­ den können.Due to the further design of the photopolymer Silicon conductor polymer film does not require a photoresist film  Tigt, so that the manufacturing steps further simplified that can.

Die in Kontakt mit den ersten und zweiten Metallverdrahtungs­ schichten befindliche Metallschicht wird durch Auffüllen des Metalles in dem Kontaktloch, das in dem Zwischenschicht-Iso­ lierfilm gebildet ist, durch CVD gebildet, wobei der Silikon­ leiter-Polymer-Film als ein Maskierungsmaterial dient, wo­ durch das Metall lediglich in dem Kontaktloch wächst und tatsächlich kein Wachstum auf dem Silikonleiter-Polymer-Film auftritt. Somit wird es ermöglicht, eine Halbleiter-Vorrich­ tung mit hervorragenden Eigenschaften und einem geringen Ver­ drahtungswiderstand herzustellen. Da absolut keinerlei Metall auf einem Abschnitt außerhalb des Kontaktloches aufwächst, ist es unnötig, irgendwelche Rückätzmaßnahmen zur Entfernung derartiger Metallreste durchzuführen, wodurch die Kosten wei­ ter verringert werden können.The in contact with the first and second metal wiring layer is located by filling the metal layer Metal in the contact hole that is in the interlayer iso lier film is formed by CVD, the silicone conductor polymer film serves as a masking material where through the metal only grows in the contact hole and actually no growth on the silicone conductor polymer film occurs. This enables a semiconductor device processing with excellent properties and low ver to produce wire resistance. Since absolutely no metal growing up on a section outside the contact hole, it is unnecessary to take any removal measures to carry out such metal residues, whereby the costs ter can be reduced.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the invention result from the subclaims.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further details, aspects and advantages of the present Invention result from the following description un ter reference to the drawing.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a schematic sectional view of a step of an exemplary method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 2 is a schematic sectional view of a step of an exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 3 is a schematic sectional view of a step of an exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 is a schematic sectional view of a step of an exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 5 is a schematic sectional view of a step of an exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 6 is a schematic sectional view of a step of an exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines zweiten beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 is a schematic sectional view of a step of a second exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines zweiten beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 8 is a schematic sectional view of a step of a second exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

Fig. 9 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines zweiten beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 9 is a schematic sectional view of a step of a second exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines zweiten beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 10 is a schematic sectional view of a step of a second exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

Fig. 11 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines zweiten beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 11 is a schematic sectional view of a step of a second exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

Fig. 12 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines zweiten beispielhaften Verfahrens zur Herstellung der Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 12 is a schematic sectional view of a step of a second exemplary method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

Fig. 13 eine schematische Schnittansicht einer Halbleiter- Vorrichtung, entsprechend einem zweiten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 13 is a schematic sectional view of a semiconductor device according to a second Ausführungsbei game of the present invention;

Fig. 14A bis 14C schematische Schnittansichten von aufeinanderfolgenden Schritten eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung; FIG. 14A to 14C are schematic sectional views of successive steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention;

Fig. 15 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vor­ richtung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 15 is a schematic sectional view of a step towards a method of manufacturing a semiconductor ago, according to an embodiment of the present invention;

Fig. 16 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vor­ richtung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 16 is a schematic sectional view of the direction of a step of a method for manufacturing a semiconductor ago, according to an embodiment of the present invention;

Fig. 17 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vor­ richtung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 17 is a schematic sectional view of a step of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

Fig. 18 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vor­ richtung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 18 is a schematic sectional view of the direction of a step of a method for manufacturing a semiconductor ago, according to an embodiment of the present invention;

Fig. 19 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vor­ richtung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 19 is a schematic sectional view of a step towards a method of manufacturing a semiconductor ago, according to an embodiment of the present invention;

Fig. 20 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vor­ richtung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 20 is a schematic sectional view of the direction of a step of a method for manufacturing a semiconductor ago, according to an embodiment of the present invention;

Fig. 21 eine schematische Schnittansicht eines Schrittes eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vor­ richtung, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 21 is a schematic sectional view of the direction of a step of a method for manufacturing a semiconductor ago, according to an embodiment of the present invention;

Fig. 22A und 22B schematische Schnittansichten von aufeinanderfolgenden Schritten eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung, entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung; und FIG. 22A and 22B are schematic sectional views of successive steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention; and

Fig. 23A bis 23F schematische Schnittansichten von Schritten zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung. FIG. 23A to 23F are schematic sectional views of steps for producing a semiconductor device.

Beispiel 1example 1

Die Fig. 1 bis 6 zeigen in schematischen Schnittansichten Prozeßschritte eines beispielhaften Verfahrens zur Herstel­ lung einer Halbleiter-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf diese Figuren weist die Halbleiter-Vorrichtung Elemente 1 bis 3 und 6 bis 8 auf, die denen der an sich bekannten Halb­ leiter-Vorrichtung ähnlich sind. Ein Zwischenschicht-Isolier­ film 5 ist zwischen zwischen zwei Schichten eines Siliziumoxid-Filmes 5a und eines Polyimid-Filmes (Photolack-Filmes) 5b gebildet, wobei letzterer auf dem Siliziumoxid-Film 5a gebildet ist. Figs. 1 to 6 are schematic sectional views of process steps of an exemplary method for manufacture development of a semiconductor device according to the present invention, for example approximately a first exporting. With reference to these figures, the semiconductor device has elements 1 to 3 and 6 to 8 , which are similar to those of the semiconductor device known per se. An interlayer insulating film 5 is formed between two layers of a silicon oxide film 5 a and a polyimide film (photoresist film) 5 b, the latter being formed on the silicon oxide film 5 a.

Es wird nun das Verfahren zur Herstellung dieser Halbleiter- Vorrichtung beschrieben. Ähnlich wie bei der an sich bekann­ ten Halbleiter-Vorrichtung wurde ein Siliziumoxid-Film 2 auf einem Halbleitersubstrat 1 und eine erste Metallverdrahtungs­ schicht 3 auf dem Siliziumoxid-Film 2 gebildet. Daran an­ schließend wurde der Siliziumoxid-Film 5a auf dem Siliziumo­ xid-Film 2 und der ersten Metallverdrahtungsschicht durch CVD und dergleichen gebildet (Fig. 1).The method of manufacturing this semiconductor device will now be described. Similar to the semiconductor device known per se, a silicon oxide film 2 was formed on a semiconductor substrate 1 and a first metal wiring layer 3 on the silicon oxide film 2 . Thereafter, the silicon oxide film 5 a was formed on the silicon oxide film 2 and the first metal wiring layer by CVD and the like ( Fig. 1).

Daran anschließend wurde ein allgemein erhältlicher Polyimid- Photolack (PIQ von Hitachi Chemical Co., Ltd.) für elektroni­ sche Bauelemente mit einer Dicke von 0,8 µm auf dem Silizi­ umoxid-Film 5a als ein hochhitzebeständiges Polymer im Schleuderverfahren aufgetragen und bei 150°C für 30 min und bei 350°C für 60 min zur Ausbildung des Polyimid-Photolack- Filmes 5b wärmebehandelt (Fig. 2). Dann wurde auf an sich be­ kannte Weise ein Photolack-Film 6 aufgetragen und zur Defi­ nierung eines Kontaktloches strukturiert (Fig. 3). Dann wurde zur Ausbildung einer vorbestimmten Strukturierung in dem Po­ lyimid-Photolack-Film 5b Hydrazin angewendet. Daran an­ schließend wurde der Siliziumoxid-Film 5a auf an sich be­ kannte Weise geätzt, und der Photolack-Film 6 wurde mittels eines Sauerstoffplasmas entfernt (Fig. 4). Da hierbei auch der Polyimid-Photolack (PIQ) ebenfalls bis zu einem gewissen Grad geätzt wurde, wurde die ursprüngliche Filmdicke des Po­ lyimid-Photolack-Filmes 5b zuvor größer ausgebildet. Daran anschließend wurde eine Wolfram-Schicht 7 durch CVD unter Verwendung eines Rohmaterialgases mit WF6 auf an sich be­ kannte Weise ausgebildet. Hierbei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 unter beliebigen CVD-Bedingungen gebildet, wobei tatsächlich kei­ nerlei Wachstum von Wolfram auf dem Polyimid-Film 5b auftrat (Fig. 5). Des weiteren wurde eine zweite Me­ tallverdrahtungsschicht 8 aus einer AlSi-Legierung durch Sputtern und Photolithographie auf an sich bekannte Art und Weise derart gebildet, daß die Schicht 8 in Kontakt ist mit der Wolfram-Schicht 7 (Fig. 6).Subsequently, a generally available polyimide photoresist (PIQ from Hitachi Chemical Co., Ltd.) for electronic components with a thickness of 0.8 μm was applied to the silicon oxide film 5 a as a highly heat-resistant polymer by spin coating and at 150 ° C for 30 min and at 350 ° C for 60 min to form the polyimide photoresist film 5 b heat-treated ( Fig. 2). Then, in a manner known per se, a photoresist film 6 was applied and structured to define a contact hole ( FIG. 3). Then, 5 b hydrazine was used to form a predetermined pattern in the polyimide photoresist film. Then the silicon oxide film 5 a was etched in a manner known per se, and the photoresist film 6 was removed by means of an oxygen plasma ( FIG. 4). Since the polyimide photoresist (PIQ) was also etched to a certain extent, the original film thickness of the polyimide photoresist film 5 b was previously made larger. Subsequently, a tungsten layer 7 was formed by CVD using a raw material gas with WF 6 in a manner known per se. Here, the tungsten layer 7 was formed only on the first metal wiring layer 3 under any CVD conditions, and there was actually no growth of tungsten on the polyimide film 5 b ( Fig. 5). Furthermore, a second metal wiring layer 8 made of an AlSi alloy was formed by sputtering and photolithography in a manner known per se in such a way that the layer 8 is in contact with the tungsten layer 7 ( FIG. 6).

Bei der Halbleiter-Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel ist die zuoberste Schicht des Zwischenschicht-Isolier­ filmes 5 durch den Polyimid-Film 5b gebildet, so daß keiner­ lei Wolfram auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm, d. h. dem Polyimid-Film 5b, unter beliebigen CVD-Bedingungen zum Auf­ füllen des Kontaktloches mit Wolfram wächst, so daß die Wolf­ ram-Schicht 7 lediglich in dem Kontaktloch gebildet werden kann. Im Zusammenhang mit der Auswahl der CVD-Bedingungen zur Bildung der Wolfram-Schicht 7 wird demzufolge die Anzahl der Freiheitsgerade derart verbessert, daß die Wolfram-CVD-Bedin­ gungen im Hinblick auf geringen elektrischen Widerstand aus­ gewählt werden können, so daß es beispielsweise ermöglicht wird, eine stabile Halbleiter-Vorrichtung mit einem geringen Kontaktwiderstand zu erhalten. Des weiteren wird kein Metall, wie beispielsweise Wolfram, auf dem Zwischenschicht-Iso­ lierfilm 5 abgeschieden, so daß keine Kurzschlußgefahr zwi­ schen den Metallverdrahtungsschichten 3 und 8 auftreten kann. Des weiteren können die Kosten verringert werden, da der Schritt des Rückätzens von abgeschiedenem Metall, wie bei­ spielsweise Wolfram, entfallen kann.In the semiconductor device according to play this Ausführungsbei the zuoberste layer of the interlayer insulating film 5 is formed b by the polyimide film 5, so that none lei tungsten on the interlayer insulating film, that is, the polyimide film 5 b, under any CVD -Conditions to fill up the contact hole with tungsten grows so that the wolf ram layer 7 can only be formed in the contact hole. In connection with the selection of the CVD conditions for forming the tungsten layer 7 , the number of straight lines of freedom is consequently improved in such a way that the tungsten CVD conditions can be selected with regard to low electrical resistance, so that it is possible, for example to obtain a stable semiconductor device with a low contact resistance. Furthermore, no metal, such as tungsten, is deposited on the interlayer insulating film 5 , so that there is no risk of short-circuiting between the metal wiring layers 3 and 8 . Furthermore, the cost can be reduced because the step of etching back deposited metal, such as tungsten, can be eliminated.

Beispiel 2Example 2

Anstelle des Polyimid-Photolackes wurde ein Fluorocarbon- Photolack (Cytop(TM) von Asahi Glass Co., Ltd.) zur Bildung eines Fluorocarbon-Photolack-Filmes 5b mit einer Dicke von 0,6 µm als eine obere Schicht auf einem Zwischenschicht-Iso­ lierfilm verwendet. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 wurde eine Wolfram-Schicht gebildet, außer daß dieser Photo­ lack-Film 5b mit CF4 geätzt wurde. Dabei wurde die Wolfram- Schicht lediglich auf einer ersten Metallverdrahtungsschicht 3 unter beliebigen Bedingungen gebildet, wobei ebenfalls tatsächlich keinerlei Wachstum von Wolfram auf dem Photolack- Film 5b auftrat. Instead of the polyimide photoresist, a fluorocarbon photoresist (Cytop (TM) from Asahi Glass Co., Ltd.) was used to form a fluorocarbon photoresist film 5 b with a thickness of 0.6 μm as an upper layer on an intermediate layer Insulating film used. Similar to the embodiment 1, a tungsten layer was formed, except that this photo lacquer film 5 b was etched with CF 4 . In this case, the tungsten layer was only formed on a first metal wiring layer 3 under any conditions, and likewise no growth of tungsten actually occurred on the photoresist film 5 b.

Beispiel 3Example 3

Anstelle des Polyimid-Photolackes wurde ein Cyclobuten-Photo­ lack (BCB von Dow Chemical Co., Ltd.) zur Bildung eines Cy­ clobuten-Photolack-Filmes 5b mit einer Dicke von 0,6 µm als obere Schicht auf einen Zwischenschicht-Isolierfilm verwen­ det. Ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 wurde eine Wolfram-Schicht gebildet, außer daß der genannten Photolack- Film 5b mit O2/SF6 geätzt wurde. Dabei wurde ebenfalls die Wolfram-Schicht lediglich auf einer ersten Metallverdrah­ tungsschicht 3 unter beliebigen Bedingungen gebildet, wobei keinerlei Wachstum von Wolfram auf dem Cyclobuten-Photolack 5b auftrat.Instead of the polyimide photoresist, a cyclobutene photoresist (BCB from Dow Chemical Co., Ltd.) was used to form a cyclobutene photoresist film 5 b with a thickness of 0.6 μm as the upper layer on an interlayer insulating film det. Similar to the embodiment 1, a tungsten layer was formed, except that the mentioned photoresist film 5 b was etched with O 2 / SF 6 . The tungsten layer was also formed only on a first metal wiring layer 3 under any conditions, with no growth of tungsten occurring on the cyclobutene photoresist 5 b.

Beispiel 4Example 4

Nachstehend wird ein viertes Beispiel erläutert, welches durch Verwenden eines gehärteten Filmes aus einem Silikon­ leiter-Polymer hergestellt worden ist, welches durch die fol­ gende Gleichung (2) ausgedrückt wird, anstelle des Polyimid- Photolackes als eine obere Schicht eines Zwischenschicht-Iso­ lierfilmes:A fourth example is explained below, which by using a hardened silicone film conductor polymer has been produced, which by the fol equation (2) is expressed instead of the polyimide Photoresists as an upper layer of an interlayer iso film:

wobei Ph eine Phenyl-Gruppe darstellt und n eine ganze Zahl von 20 bis 1000 darstellt.where Ph is a phenyl group and n is an integer from 20 to 1000.

Ähnlich wie bei den Ausführungsbeispiel 1 wurde ein Silizi­ umoxid-Film 5a gebildet (Fig. 1). Daran anschließend wurde eine Anisol-Lösung (eingestellt in der Konzentration von 5 Gew.-%) des durch die vorstehende chemische Formel (2) ausge­ drückten Silikonleiter-Polymers mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 100 000 zur Bildung eines Silikonleiter- Polymer-Filmes der Dicke von 0,2 µm auf dem Siliziumoxid-Film 5a im Schleuderverfahren aufgetragen. Dann wurde eine Wärme­ behandlung bei 150°C für 30 min und bei 350°C für 60 min zur Wärmeausheilung des Silikonleiter-Polymers durchgeführt, wo­ durch ein Silikonleiter-Polymer-Film 5b (Fig. 2) gebildet wurde. Das in der chemischen Formel (2) ausgedrückte Silikon­ leiter-Polymer mit Hydroxyl-Gruppen an seinen Enden wurde durch ein Verfahren hergestellt, welches in der japanischen Patentveröffentlichungs-Gazette Nr. 1-92 224 (1989) offenbart ist.Similar to the embodiment 1, a silicon oxide film 5 a was formed ( Fig. 1). Thereafter, an anisole solution (adjusted in the concentration of 5% by weight) of the silicone conductor polymer having an average molecular weight of 100,000 expressed by the above chemical formula (2) was formed to form a silicone conductor polymer film of the thickness of 0.2 microns on the silicon oxide film 5 a applied by spin coating. Then a heat treatment was carried out at 150 ° C for 30 min and at 350 ° C for 60 min to heat-cure the silicone conductor polymer, where 5 b ( Fig. 2) was formed by a silicone conductor polymer film. The silicone conductor polymer having hydroxyl groups at its ends expressed in the chemical formula (2) was prepared by a method disclosed in Japanese Patent Publication Gazette No. 1-92 224 (1989).

Daran anschließend wurde ein Photolack-Film 6 für die Defini­ tion eines Kontaktloches auf ähnliche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 strukturiert (Fig. 3), und es wurde ein Siliziumoxid-Film 5a auf an sich bekannte Weise mit einer Gasmischung, bestehend beispielsweise aus CHF3 und Sauer­ stoff, zur Ausbildung des Kontaktloches plasmageätzt. Dabei war es möglich, das Kontaktloch gleichzeitig über einen Zwi­ schenschicht-Isolierfilm 5, der durch die zwei Schichten des Siliziumoxid-Filmes 5a und des Silikonleiter-Polymer-Filmes 5b gebildet ist, über einen einzigen Ätzprozeß auszubilden (Fig. 4).Subsequently, a photoresist film 6 for the definition of a contact hole was structured in a similar manner to that in exemplary embodiment 1 ( FIG. 3), and it was a silicon oxide film 5 a in a manner known per se with a gas mixture consisting, for example, of CHF 3 and oxygen, plasma-etched to form the contact hole. It was possible to form the contact hole at the same time via an inter mediate layer insulating film 5 , which is formed by the two layers of silicon oxide film 5 a and silicon conductor polymer film 5 b, via a single etching process ( FIG. 4).

Daran anschließend wurde eine Wolfram-Schicht 7 in dem Kontaktloch durch CVD unter Verwendung eines Rohmaterialgases mit WF6 auf ähnliche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 1 aufgefüllt. Dabei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf einer ersten Metallverdrahtungsschicht 3 unter beliebigen CVD-Bedingungen gebildet, wobei tatsächlich keinerlei Wachs­ tum von Wolfram auf dem Silikonleiter-Polymer-Film 5b auftrat (Fig. 5).Subsequently, a tungsten layer 7 was filled in the contact hole by CVD using a raw material gas with WF 6 in a similar manner as in the embodiment 1. The tungsten layer 7 was only formed on a first metal wiring layer 3 under any CVD conditions, with no growth of tungsten actually occurring on the silicone conductor polymer film 5 b ( FIG. 5).

Dann wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 aus einer AlSi-Legierung durch Sputtern und Photolithographie derart gebildet, daß die Schicht in Berührung mit der Wolfram- Schicht 7 war (Fig. 6).Then, a second metal wiring layer 8 made of an AlSi alloy was formed by sputtering and photolithography so that the layer was in contact with the tungsten layer 7 ( Fig. 6).

Entsprechend diesem Beispiel wird das Silikonleiter-Polymer 5b derart verwendet, daß das Kontaktloch gleichzeitig über den Siliziumoxid-Film 5a und den Silikonleiter-Polymer-Film 5b in einem einzigen Ätzprozeß als Zusatzvorteil zu der Wir­ kung gemäß Beispiel 1 gebildet wird, so daß die Herstel­ lungsschritte weiter in der Anzahl verringert und vereinfacht werden können. Des weiteren zeigt ein derartiger Silikonlei­ ter-Polymer-Film 5b hervorragende Eigenschaften bezüglich der Wärmebeständigkeit bei etwa 50°C und des weiteren ausge­ zeichnete Eigenschaften im Hinblick auf Unlöslichkeit im Ver­ gleich zu beispielsweise einem Polyimid-Photolack-Film auf. Zusätzlich weist der Silikonleiter-Polymer-Film einen dielektrischen Dissipationsfaktor (tan δ) mit einem dielek­ trischen Verlustverhältnis auf, welches kleiner ist um eine Größenordnung als dasjenige des Polyimid-Photolack-Filmes beispielsweise, als auch eine geringere interne Spannungsnei­ gung, welche etwa halb so groß ist wie bei dem Polyimid-Pho­ tolack-Film. Folglich ist die Halbleiter-Vorrichtung gemäß Beispiel 4 hinsichtlich der Zuverlässigkeit im Vergleich zum Beispiel 1 verbessert. Der dielektrische Dissipationsfaktor (tan δ) stellt ein Verhältnis einer Leckstromkomponente I2 zu einem Verschiebungsstrom I1(=I-I2) eines Wechselstromes I dar, der nach Anlegen einer Spannung E fließt. Des weiteren ist der Silikonleiter-Polymer-Film 5b in der Ebenheit derart ausgezeichnet, daß es möglich ist, eine zweite Metallverdrah­ tungsschicht 8, die leicht zur Ablösung neigt, auf dem Sili­ konleiter-Polymer-Film 5b zu bilden. Zusätzlich kann der Si­ likonleiter-Polymer-Film 5b bei wesentlich milderen Niedrigtemperaturbedingungen im Vergleich zu einem thermi­ schen Oxidationsfilm aus Silizium gebildet werden, um der be­ grenzten Wärmebeständigkeit der ersten Verdrahtungsschicht 3, welche die untere Schicht bildet, Rechnung zu tragen.According to this example, the silicone conductor polymer 5 b is used in such a way that the contact hole is simultaneously formed via the silicon oxide film 5 a and the silicon conductor polymer film 5 b in a single etching process as an additional advantage to the effect according to example 1, so that the manufacturing steps can be further reduced and simplified in number. Furthermore, such a Siliclei ter-polymer film 5 b shows excellent properties with regard to heat resistance at about 50 ° C and further excellent properties in terms of insolubility compared to, for example, a polyimide photoresist film. In addition, the silicone conductor polymer film has a dielectric dissipation factor (tan δ) with a dielectric loss ratio which is smaller by an order of magnitude than that of the polyimide photoresist film, for example, as well as a lower internal voltage tendency, which is about half as much is as large as the polyimide photoresist film. As a result, the semiconductor device according to Example 4 is improved in reliability compared to Example 1. The dielectric dissipation factor (tan δ) represents a ratio of a leakage current component I 2 to a displacement current I 1 (= II 2 ) of an alternating current I which flows after a voltage E is applied. Furthermore, the silicone conductor polymer film 5 b is excellent in flatness in such a way that it is possible to form a second metal wiring layer 8 , which tends to detach easily, on the silicon conductor polymer film 5 b. In addition, the silicon conductor polymer film 5 b can be formed under much milder low-temperature conditions compared to a thermal oxidation film made of silicon to take into account the limited heat resistance of the first wiring layer 3 , which forms the lower layer.

Beispiel 5Example 5

Die Fig. 7 bis 12 zeigen in schematischen Schnittansichten aufeinanderfolgende Schritte zur Herstellung einer Halblei­ ter-Vorrichtung unter Verwendung eines gehärteten Filmes ei­ nes photopolymerischen Silikonleiter-Polymers, wie beispiels­ weise eines Photolack-Filmes 5c, der auf einer oberen Schicht eines Zwischenschicht-Isolierfilmes 5 gebildet wird. Wie es in Fig. 7 dargestellt ist, wurde ein Siliziumoxid-Film 5a auf einem Halbleitersubstrat 1 und einem Siliziumoxid-Film 2 auf an sich bekannte Weise gebildet. Dann wurde eine Anisol-Lö­ sung (mit einer Konzentration von 10,0 Gew.-% und etwa 3 Gew.-% eines Bisazid-Bestandteiles als Sensibilisierer ent­ haltend) auf einem Silikonleiter-Polymer, welches durch die folgende chemische Formel (3) ausgedrückt ist und ein mitt­ leres Molekulargewicht von 100 000 aufweist, zur Bildung des photopolymerischen Silikonleiter-Polymer-Filmes 5c mit einer Dicke von 1,0 µm im Schleuderverfahren aufgetragen und daran anschließend bei 150°C für 30 min einer Wärmebehandlung un­ terzogen (Fig. 8). Daran anschließend wurde eine Belichtung über eine Maske mit einer vorbestimmten Strukturierung durch­ geführt, und das Silikonleiter-Polymer wurde von einem unbe­ lichteten Abschnitt mit einem organischen Lösungsmittel ent­ fernt (Fig. 9). Daran anschließend wurde eine Wärmebehandlung bei 350°C durchgeführt. FIGS. 7 to 12 are schematic sectional views of successive steps for producing a semiconducting ter-device using a cured film ei nes photopolymerischen silicone ladder polymer as example as a photoresist film 5 c, which on an upper layer of an interlayer insulating film 5 is formed. As shown in Fig. 7, a silicon oxide film 5 a was formed on a semiconductor substrate 1 and a silicon oxide film 2 in a manner known per se. Then, an anisole solution (containing a concentration of 10.0% by weight and about 3% by weight of a bisazide component as a sensitizer) was placed on a silicone conductor polymer which is represented by the following chemical formula (3) is expressed and has an average molecular weight of 100,000, applied to form the photopolymeric silicone conductor polymer film 5 c with a thickness of 1.0 μm in a centrifugal process and then subjected to a heat treatment at 150 ° C. for 30 min ( FIG . 8). Subsequently, exposure was carried out through a mask with a predetermined patterning, and the silicone conductor polymer was removed from an unexposed section with an organic solvent ( FIG. 9). Subsequently, a heat treatment was carried out at 350 ° C.

wobei R eine Phenyl-Gruppe oder eine Vinyl-Gruppe mit 37,5 Mol-% darstellt. n stellt eine ganze Zahl dar, so daß ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 100 000 erreicht wird. where R is a phenyl group or a vinyl group with 37.5 Represents mol%. n represents an integer, so that a weight average molecular weight of 100,000 reached becomes.  

Daran anschließend wurde ein Kontaktloch in dem Siliziumoxid- Film 5a auf an sich bekannte Art und Weise durch Plasmaätzen mit einem gemischten Gas, beispielsweise aus CHF3 und Sauerstoff, über eine Maske des Silikonleiter-Polymer-Filmes 5c gebildet (Fig. 10). Obwohl der Silikonleiter-Polymer-Film 5c hierbei ebenfalls geätzt wurde, ergab sich kein Problem, da die Ätzrate hierfür kleiner war als 1/3 der Ätzrate für den Siliziumoxid-Film 5a.Subsequently, a contact hole was formed in the silicon oxide film 5 a in a manner known per se by plasma etching with a mixed gas, for example from CHF 3 and oxygen, over a mask of the silicon conductor polymer film 5 c ( FIG. 10) . Although the silicon conductor polymer film 5 c was also etched here, there was no problem since the etching rate for this was less than 1/3 of the etching rate for the silicon oxide film 5 a.

Daran anschließend wurde eine Wolfram-Schicht 7 durch CVD un­ ter Verwendung eines Rohmaterialgases mit WF6 auf ähnliche Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel gebildet. Dabei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf einer ersten Metallverdrahtungsschicht unter beliebigen CVD-Bedingungen gebildet, wobei tatsächlich keinerlei Wachstum von Wolfram auf dem Silikonleiter-Polymer-Film 5c stattfand (Fig. 11). Des weiteren wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 als Verbindung mit der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 über das Kontaktloch gebildet (Fig. 12).Subsequently, a tungsten layer 7 was formed by CVD using a raw material gas with WF 6 in a similar manner to the example described above. The tungsten layer 7 was formed only on a first metal wiring layer under any CVD conditions where actually no growth of tungsten on the silicone ladder polymer film 5 c held (Fig. 11). Furthermore, a second metal wiring layer 8 was formed as a connection to the first metal wiring layer 3 via the contact hole ( FIG. 12).

Entsprechend diesem Beispiel wird im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel kein Photolack-Film 6 benö­ tigt, wodurch die Herstellungsschritte weiter in der Anzahl verringert und vereinfacht werden können.In accordance with this example, in contrast to the exemplary embodiment described above, no photoresist film 6 is required, whereby the number of manufacturing steps can be further reduced and simplified.

Das photopolymerische Silikonleiter-Polymer mit Hydroxyl- Gruppen wird wie folgt synthetisiert:
Beispielsweise werden 52,9 g Phenyltrichlorsilan und 24,2 g Vinyltrichlorsilan in Methylisobutylketon hydrolysiert. Dann wird die somit gebildete Säure durch Auswaschen für die Neutralisierung entfernt, und daran anschließend wird 0,25 g Kaliumhydroxid als Katalysator zur Durchführung einer Dehydrations/Kondensationsreaktion unter einer Rektifikation für 20 h verwendet. Das somit erhaltene Reagenz wird durch eine Fusions/Reprezipitations-Methode gereinigt.The photopolymeric silicone conductor polymer with hydroxyl groups is synthesized as follows:
For example, 52.9 g phenyltrichlorosilane and 24.2 g vinyltrichlorosilane are hydrolyzed in methyl isobutyl ketone. Then, the acid thus formed is removed by washing for neutralization, and then 0.25 g of potassium hydroxide is used as a catalyst to carry out a dehydration / condensation reaction under a rectification for 20 hours. The reagent thus obtained is purified by a fusion / reprecipitation method.

Beispiel 6Example 6

Eine Wolfram-Schicht 7 wurde durch CVD unter Verwendung eines Rohmaterialgases mit WF6 ähnlich wie bei dem Beispiel 5 ge­ bildet, mit der Ausnahme, daß ein photopolymerisches Silikon­ leiter-Polymer ausgehend von der nachstehenden chemischen Formel (4) hergestellt wurde, welches photosensitive Gruppen an seinen Enden aufweist (und welches eine Konzentration von 20,0 Gew.-% aufweist und etwa 3% einer Bisazid-Zusammenset­ zung als Sensibilisierer enthält). Dabei wurde die Wolfram- Schicht 7 lediglich auf einer ersten Metallverdrahtungs­ schicht 3 unter beliebigen Bedingungen gebildet, wobei tatsächlich keinerlei Wachstum von Wolfram auf einem Silikon­ leiter-Polymer-Film 5c auftrat.A tungsten layer 7 was formed by CVD using a raw material gas with WF 6 similar to that of Example 5, except that a photopolymeric silicone conductor polymer was prepared from the chemical formula (4) below, which had photosensitive groups has at its ends (and which has a concentration of 20.0% by weight and contains about 3% of a bisazide composition as a sensitizer). The tungsten layer 7 was only formed on a first metal wiring layer 3 under any conditions, with no growth of tungsten actually occurring on a silicone conductor polymer film 5 c.

wobei Ph eine Phenyl-Gruppe darstellt und n eine ganz Zahl zur Erzielung eines gewichtsgemittelten Molekulargewichtes von etwa 3000 bezeichnet.where Ph is a phenyl group and n is an integer to achieve a weight average molecular weight designated by about 3000.

Das bei dieser Ausführungsform verwendete photopolymerische Silikonleiter-Polymer wurde durch ein Verfahren syntheti­ siert, welches beispielsweise in der japanischen Patentveröf­ fentlichungs-Gazette Nr. 2-15 864 (1990) offenbart ist.The photopolymeric used in this embodiment Silicone conductor polymer was synthesized by a method siert, which, for example, in the Japanese patent Publication Gazette No. 2-15 864 (1990).

Beispiel 7Example 7

Fig. 13 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Halblei­ ter-Vorrichtung entsprechend einem zweiten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung. Während der Zwischen­ schicht-Isolierfilm 5 durch die beiden Schichten des Silizi­ umoxid-Filmes 5a und des Photolack-Filmes 5b oder 5c, wie beispielsweise in Form eines Silikonleiter-Polymer-Filmes, bei den jeweiligen Beispielen des ersten Ausführungsbeispie­ les gebildet ist, ist nunmehr ein Zwischenschicht-Isolierfilm 5 durch lediglich einen Photolack-Film 5b oder 5c, wie bei­ spielsweise einen Silikonleiter-Polymer-Film, entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel, gebildet. Fig. 13 shows a schematic sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. During the intermediate layer insulating film 5 through the two layers of silicon oxide film 5 a and the photoresist film 5 b or 5 c, such as in the form of a silicone conductor polymer film, is formed in the respective examples of the first exemplary embodiment , Now an interlayer insulating film 5 is formed by only one photoresist film 5 b or 5 c, such as in a silicone conductor polymer film, according to the second embodiment.

Ein Beispiel des Verfahrens gemäß dem zweiten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf einen Silikonleiter-Polymer-Film beschrieben. Eine erste Metallverdrahtungsschicht 3 wurde auf ähnliche Weise wie bei jedem Beispiel des ersten Ausführungsbeispieles gebildet. Dann wurde die Silikonleiter-Polymer-Lösung (eingestellt in einer Konzentration von 15 Gew.-%), die durch die obige che­ mische Gleichung (2) ausgedrückt ist, im Schleuderverfahren auf der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 zur Bildung eines Filmes mit einer Dicke von 1 µm abgeschieden, und daran an­ schließend wurde eine Wärmebehandlung auf ähnliche Art und Weise wie bei dem Beispiel 4 zur Bildung eines Silikonleiter- Polymer-Filmes 5b durchgeführt.An example of the method according to the second embodiment of the present invention will now be described with reference to a silicone conductor polymer film. A first metal wiring layer 3 was formed in a similar manner to each example of the first embodiment. Then, the silicone conductor polymer solution (adjusted in a concentration of 15% by weight) expressed by the above chemical equation (2) was spun on the first metal wiring layer 3 to form a film having a thickness of 1 µm deposited, and then heat treatment was carried out in a similar manner as in Example 4 to form a silicone conductor polymer film 5 b.

Daran anschließend wurde ein Kontaktloch auf ähnliche Weise wie bei jedem der vorstehenden Beispiele gebildet, und es wurde eine Wolfram-Schicht 7 in dem Kontaktloch durch CVD un­ ter Verwendung eines Rohmaterials, enthaltend WF6, aufge­ füllt. Dabei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 unter beliebigen CVD-Be­ dingungen auf ähnliche Weise wie bei den vorstehenden Bei­ spielen gebildet, wobei tatsächlich keinerlei Wachstum von Wolfram auf dem Silikonleiter-Polymer-Film 5b auftrat. Des weiteren wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 in Verbindung mit der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 über das Kontaktloch (Wolfram-Schicht 7) gebildet. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wurden ähnliche Wirkungen wie bei dem er­ sten Ausführungsbeispiel erzielt.Thereafter, a contact hole was formed in a similar manner to each of the above examples, and a tungsten layer 7 was filled in the contact hole by CVD using a raw material containing WF 6 . Here, the tungsten layer 7 was formed only on the first metal wiring layer 3 under any CVD conditions in a similar manner to that in the above examples, with no growth of tungsten actually occurring on the silicone conductor polymer film 5 b. Furthermore, a second metal wiring layer 8 was formed in connection with the first metal wiring layer 3 via the contact hole (tungsten layer 7 ). In the second embodiment, effects similar to those in the first embodiment were obtained.

Beispiel 8Example 8

Die photopolymerische Silikonleiter-Polymer-Lösung (in der Konzentration eingestellt mit 15 Gew.-% und enthaltend etwa 3% einer Bisazid-Zusammensetzung als einen Sensibilisierer), die durch die chemische Formel (3) ausgedrückt ist, wurde im Schleuderverfahren auf eine erste Metallverdrahtungsschicht 3 auf ähnliche Weise wie bei dem Beispiel 5 aufgetragen, zur Ausbildung eines photopolymerischen Silikonleiter-Polymer- Filmes 5c als ein einzelner Zwischenschicht-Isolierfilm. Daran anschließend wurde eine vorbestimmte Strukturierung auf ähnliche Weise wie bei dem Beispiel 5 in dem Silikonleiter- Polymer-Film 5c gebildet. Hieran anschließend wurde eine Wolfram-Schicht 7 in einem Kontaktloch durch CVD in Verwen­ dung eines Rohmaterialgases, enthaltend WF6, aufgefüllt. Da­ bei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf der ersten Me­ tallverdrahtungsschicht 3 unter beliebigen CVD-Bedingungen gebildet, auf ähnliche Weise wie bei den vorstehend beschrie­ benen Beispielen, wobei absolut keinerlei Wachstum von Wolf­ ram auf dem Silikonleiter-Polymer-Film 5c auftrat. Des weite­ ren wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 gebildet und über das Kontaktloch (Wolfram-Schicht 7) mit der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 verbunden.The photopolymeric silicone conductor polymer solution (adjusted in the concentration of 15% by weight and containing about 3% of a bisazide composition as a sensitizer), which is expressed by the chemical formula (3), was spin-coated on a first metal wiring layer 3 applied in a similar manner as in Example 5, to form a photopolymeric silicone conductor polymer film 5 c as a single interlayer insulating film. Thereafter, a predetermined patterning in a similar manner as in Example 5 in the Silikonleiter- polymer film 5 was formed c. Subsequently, a tungsten layer 7 was filled in a contact hole by CVD using a raw material gas containing WF 6 . Since the tungsten layer 7 was formed only on the first metal wiring layer 3 under any CVD conditions, in a similar manner as in the examples described above, with absolutely no growth of tungsten on the silicone conductor polymer film 5 c . Furthermore, a second metal wiring layer 8 was formed and connected to the first metal wiring layer 3 via the contact hole (tungsten layer 7 ).

Beispiel 9Example 9

Die Fig. 14A bis 14C zeigen in schematischen Schnittansichten aufeinanderfolgende Schritte des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIGS. 14A to 14C are schematic sectional views of successive steps of the method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

Ein Silikonleiter-Polymer-Film 5d wird durch Ätzen der Ober­ fläche eines Filmes 5b derart gebildet, daß die Wolfram- Schicht 7 hervorsteht.A silicone conductor polymer film 5 d is formed by etching the upper surface of a film 5 b such that the tungsten layer 7 protrudes.

Im folgenden wird ein Beispiel des Verfahrens entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Eine Wolfram-Schicht 7 wurde in ein Kontaktloch auf ähnliche Weise wie das erste Ausführungsbeispiel aufge­ füllt (Fig. 14A). Daran anschließend wurde die Oberfläche des Silikonleiter-Polymer-Filmes 5b unter denselben Ätzbedingun­ gen wie bei der Bildung des Kontaktloches geätzt, beispiels­ weise zur Verringerung der Dicke des Silikonleiter-Polymer- Filmes 5b (Silikonleiter-Polymer-Film 5d). Somit steht die Wolfram-Schicht 7 oberhalb des Silikonleiter-Polymer-Filmes 5d hervor (Fig. 14B). Daran anschließend wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 durch Sputtern und Photolithographie gebildet (Fig. 14C).An example of the method according to the third embodiment of the present invention will now be described. A tungsten layer 7 was filled in a contact hole in a similar manner to the first embodiment ( Fig. 14A). Then the surface of the silicone conductor polymer film 5 b was etched under the same etching conditions as when the contact hole was formed, for example to reduce the thickness of the silicone conductor polymer film 5 b (silicone conductor polymer film 5 d). The tungsten layer 7 thus protrudes above the silicon conductor polymer film 5 d ( FIG. 14B). Subsequently, a second metal wiring layer 8 was formed by sputtering and photolithography ( Fig. 14C).

Entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel wurden ähnliche Wirkungen wie bei dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel erzielt, während die Wolfram-Schicht 7 vollständig mit der zweiten Metallverdrahtungsschicht 8 verbunden werden kann, da erstere in letztere eingesetzt wird, wobei die Kontaktober­ fläche zur Verringerung des Widerstandes vergrößert ist. So­ mit ist es möglich, eine Halbleiter-Vorrichtung mit weiterhin in der Zuverlässigkeit verbesserten Verdrahtungsschichten zu erhalten.According to the third embodiment, effects similar to those of the first or second embodiment have been achieved, while the tungsten layer 7 can be fully connected to the second metal wiring layer 8 since the former is used in the latter, and the contact surface is increased to reduce the resistance. Thus, it is possible to obtain a semiconductor device with wiring layers further improved in reliability.

Beispiel 10Example 10

Die Fig. 15 bis 21 zeigen in schematischen Schnittansichten aufeinanderfolgende Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung entsprechend einem Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf diese Figuren bezeichnen identische Bezugsziffern dieselben Elemente. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Silikonleiter- Polymer-Film eines Maskierungsmaterials. Figs. 15 to 21 are schematic sectional views of successive steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an execution example of the present invention. With reference to these figures, identical reference numerals designate the same elements. Reference numeral 9 denotes a silicone conductor polymer film of a masking material.

Ein Siliziumoxid-Film 4 wurde auf an sich bekannte Art und Weise gebildet (Fig. 15). Daran anschließend wurde eine An­ isol-Lösung (eingestellt in der Konzentration zu 5 Gew.-%) eines Silikonleiter-Polymers, welches durch die vorstehend bezeichnete chemische Formel (2) dargestellt ist und ein ge­ wichtsgemitteltes Molekulargewicht von 100 000 aufweist im Schleuderverfahren zur Bildung des Silikonleiter-Polymer- Filmes 9 mit einer Dicke von 0,2 µm abgeschieden und darauf­ folgend einer Wärmebehandlung bei 150°C für 30 min und bei 350°C für 60 min zur Hitzeaushärtung unterzogen (Fig. 16).A silicon oxide film 4 was formed in a manner known per se ( FIG. 15). This was followed by an isol solution (adjusted to a concentration of 5% by weight) of a silicone conductor polymer which is represented by the chemical formula (2) described above and has a weight-average molecular weight of 100,000 in the centrifugal process for formation the silicone conductor polymer film 9 deposited with a thickness of 0.2 microns and then subjected to a heat treatment at 150 ° C for 30 min and at 350 ° C for 60 min for heat curing ( Fig. 16).

Daran anschließend wurde ein Photolack-Film 6 zur Definierung eines Kontaktloches auf an sich bekannte Art und Weise strukturiert (Fig. 17) und auf ebenso an sich bekannte Art und Weise entfernt. Der Siliziumoxid-Film 4 wurde durch Plas­ maätzen mit einer Gasmischung, beispielsweise aus CHF3 und Sauerstoff, zur Bildung des Kontaktloches geätzt. Dabei war es möglich, gleichzeitig den Isolierfilm 4 und den Silikon­ leiter-Polymer-Film 9 über einen einzigen Ätzprozeß zu bear­ beiten bzw. zu strukturieren.Subsequently, a photoresist film 6 for defining a contact hole was structured in a manner known per se ( FIG. 17) and removed in a manner known per se. The silicon oxide film 4 was etched by plasma etching with a gas mixture, for example from CHF 3 and oxygen, to form the contact hole. It was possible to simultaneously process or structure the insulating film 4 and the silicon conductor-polymer film 9 using a single etching process.

Daran anschließend wurde eine Wolfram-Schicht 7 auf an sich bekannte Art und Weise durch CVD unter Verwendung eines Rohmaterialgases mit beispielsweise WF6 bündig mit dem Sili­ ziumoxid-Film 4 gebildet. Hierbei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf einer ersten Metallverdrahtungsschicht unter beliebigen CVD-Bedingungen gebildet, wobei absolut keinerlei Wachstum von Wolfram auf dem Silikonleiter-Polymer-Film 9 auftrat (Fig. 19).Subsequently, a tungsten layer 7 was formed in a manner known per se by CVD using a raw material gas, for example WF 6, flush with the silicon oxide film 4 . Here, the tungsten layer 7 was only formed on a first metal wiring layer under any CVD conditions, with absolutely no growth of tungsten occurring on the silicone conductor polymer film 9 ( FIG. 19).

Daran anschließend wurde der Siliziumoxid-Film 4 auf an sich bekannte Art und Weise durch Plasmaätzen mit einer Gasmi­ schung, aus CHF3 und Sauerstoff beispielsweise, geätzt, um den Silikonleiter-Polymer-Film 9 zu entfernen (Fig. 20).Subsequently, the silicon oxide film 4 was etched in a manner known per se by plasma etching with a gas mixture, for example from CHF 3 and oxygen, in order to remove the silicon conductor polymer film 9 ( FIG. 20).

Dann wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 aus einer AlSi-Legierung durch Sputtern und Photolithographie in Berüh­ rung mit der Wolfram-Schicht 7 auf ebenfalls an sich bekannte Art und Weise vorbereitet (Fig. 21).Then a second metal wiring layer 8 made of an AlSi alloy was prepared by sputtering and photolithography in contact with the tungsten layer 7 in a manner known per se ( FIG. 21).

Ferner wurde bei dem Verfahren gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel der Silikonleiter-Polymer-Film 9 als Maskenmaterial zur Bedeckung des Siliziumoxid-Filmes 4 verwendet, wodurch die Wolfram-Schicht 7 lediglich in dem Kontaktloch unter beliebi­ gen Bedingungen aufgefüllt werden kann, um die Auswahl der Wolfram-CVD-Bedingungen im Hinblick auf geringen elektrischen Widerstand zu ermöglichen. Ferner wurde keine Maßnahme zur Rückätzung benötigt, da keinerlei Wolfram auf dem Zwischen­ schicht-Isolierfilm abgeschieden wurde, ähnlich wie bei den zuvor erwähnten Beispielen.Furthermore, in the method according to this embodiment, the silicone conductor polymer film 9 was used as a mask material for covering the silicon oxide film 4 , as a result of which the tungsten layer 7 can only be filled in the contact hole under any conditions in order to select the tungsten Allow CVD conditions in terms of low electrical resistance. Furthermore, no measure for the etching back was required since no tungsten was deposited on the interlayer insulating film, similarly to the examples mentioned above.

Beispiel 11Example 11

Unter Bezugnahme auf die Fig. 22A und 22B wird ein weiteres Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Ein Silikonleiter-Polymer-Film 9 wurde auf einem Siliziumoxid- Film 4 gebildet, und ein Kontaktloch wurde auf ähnliche Weise wie bei dem Beispiel 10 gebildet. Obwohl die Wolfram-Schicht 7 in bündiger Form mit dem Siliziumoxid-Film 4 gemäß dem Bei­ spiel 10 gebildet worden ist, wurde gemäß dem Beispiel 11 eine Wolfram-Schicht 7 in bündiger Form mit dem Silikonlei­ ter-Polymer-Film 9 gebildet. Dabei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf einer ersten Metallverdrahtungsschicht 3 un­ ter beliebigen CVD-Bedingungen gebildet, wobei absolut kei­ nerlei Wachstum von Wolfram auf dem Silikonleiter-Polymer- Film 9 auftrat.A further example of the method according to the invention is explained with reference to FIGS. 22A and 22B. A silicon conductor polymer film 9 was formed on a silicon oxide film 4 , and a contact hole was formed in a similar manner to that in Example 10. Although the tungsten layer 7 was formed in a flush form with the silicon oxide film 4 according to the example 10 , according to Example 11, a tungsten layer 7 was formed in a flush form with the Silicon conductor polymer film 9 . The tungsten layer 7 was only formed on a first metal wiring layer 3 under any CVD conditions, absolutely no growth of tungsten occurring on the silicon conductor polymer film 9 .

Ähnlich wie bei dem Beispiel 10 wurde der Silikonleiter-Poly­ mer-Film 9 gemäß Fig. 22A entfernt, und es wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 gemäß Fig. 22B gebildet, die in Kontakt war mit der ersten Metallverdrahtungsschicht 3 über das Kontaktloch (Wolfram-Schicht 7).Similar to Example 10, the silicone conductor polymer film 9 shown in FIG. 22A was removed, and a second metal wiring layer 8 shown in FIG. 22B was formed, which was in contact with the first metal wiring layer 3 via the contact hole (tungsten layer 7 ).

Entsprechend diesem Beispiel ist die Wolfram-Schicht 7 derart gebildet, daß sie über den Zwischenschicht-Isolierfilm 4 hervortritt, wodurch die Schicht in noch zuverlässigerer Weise in Kontakt mit der zweiten Metallverdrahtungsschicht gebracht werden kann, so daß sich zusätzlich zu den genannten Wirkungen des Beispieles 10 ein weiterer Vorteil ergibt.According to this example, the tungsten layer 7 is formed so that it protrudes through the interlayer insulating film 4 , whereby the layer can be brought into contact with the second metal wiring layer in a more reliable manner, so that in addition to the aforementioned effects of Example 10 gives another advantage.

Beispiel 12Example 12

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 21 wird nun ein Beispiel 12 gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Ein Siliziumo­ xid-Film 4 wurde gemäß Fig. 15 auf ähnliche Weise wie bei den zuvor beschriebenen Beispielen gebildet.Referring to FIGS. 15 to 21, an example will now be explained according to the 12 present invention. A silicon oxide film 4 was formed as shown in FIG. 15 in a similar manner as in the examples described above.

Daran anschließend wurde eine Anisol-Lösung (eingestellt in der Konzentration zu 5 Gew.-%) des durch die vorstehend ge­ nannte chemische Formel (3) ausgedrückten Silikonleiter-Poly­ mers mit einem gewichtsgemitteltem Molekulargewicht von 100 000 im Schleuderverfahren abgeschieden, zur Bildung eines Silikonleiter-Polymer-Filmes mit einer Dicke von 0,2 µm als ein Maskenmaterial. Daran anschließend wurde dieser Film bei 150°C für 30 min getrocknet (Fig. 16).Then, an anisole solution (adjusted in the concentration of 5% by weight) of the silicone conductor polymer expressed by the above-mentioned chemical formula (3) with a weight-average molecular weight of 100,000 was spin-deposited to form a silicone conductor -Polymer film with a thickness of 0.2 µm as a mask material. This film was then dried at 150 ° C. for 30 minutes ( FIG. 16).

Daran anschließend wurde ein Photolack-Film 6 zur Definierung eines Kontaktloches (Fig. 17) auf ähnliche Weise wie bei dem Beispiel 10 strukturiert und anschließend entfernt. Der Siliziumoxid-Film 4 wurde durch Plasmaätzen mit einer Gasmi­ schung von beispielsweise CHF3 und Sauerstoff zur Bildung des Kontaktloches geätzt. Dabei war es möglich, den Isolierfilm 4 und den Silikonleiter-Polymer-Film 9 durch einen einzigen Ätzprozeß zu verarbeiten bzw. zu strukturieren (Fig. 18).Subsequently, a photoresist film 6 for defining a contact hole ( FIG. 17) was structured in a similar manner to that in Example 10 and then removed. The silicon oxide film 4 was etched by plasma etching with a gas mixture of, for example, CHF 3 and oxygen to form the contact hole. It was possible to process or structure the insulating film 4 and the silicon conductor-polymer film 9 by means of a single etching process ( FIG. 18).

Daran anschließend wurde eine Wolfram-Schicht 7 durch CVD un­ ter Verwendung eines Rohmaterialgases, enthaltend WF6, in bündiger Form mit dem Isolierfilm 4 gebildet. Hierbei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf einer ersten Metallver­ drahtungsschicht 3 unter beliebigen CVD-Bedingungen gebildet, wobei absolut keinerlei Wachstum von Wolfram auf dem Silikon­ leiter-Polymer-Film 9 auftrat (Fig. 19).Subsequently, a tungsten layer 7 was formed by CVD using a raw material gas containing WF 6 in a flush form with the insulating film 4 . Here, the tungsten layer 7 was only formed on a first metal wiring layer 3 under any CVD conditions, with absolutely no growth of tungsten on the silicon conductor polymer film 9 ( FIG. 19).

Daran anschließend wurde der Silikonleiter-Polymer-Film 9 durch Naßätzen mit einem Anisol, beispielsweise auf die an sich bekannte Art und Weise, entfernt (Fig. 20).Subsequently, the silicone conductor polymer film 9 was removed by wet etching with an anisole, for example in the manner known per se ( FIG. 20).

Des weiteren wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 aus einer AlSi-Legierung durch Sputtern und Photolithographie in Kontakt mit der Wolfram-Schicht 7 auf ähnliche Weise der an sich bekannten Art gebildet (Fig. 21). Furthermore, a second metal wiring layer 8 made of an AlSi alloy was formed by sputtering and photolithography in contact with the tungsten layer 7 in a manner similar to that known per se ( FIG. 21).

Entsprechend diesem Beispiel wird ein ungehärteter Film als im Schleuderverfahren aufgetragener Silikonleiter-Polymer- Film 9 verwendet, wodurch der Silikonleiter-Polymer-Film 9 auf leichte Weise durch Naßätzen entfernt werden kann, so daß sich zu den Wirkungen des Beispieles 10 ein weiterer Vorteil ergibt.According to this example, an uncured film is used as the spin-coated silicone conductor polymer film 9 , whereby the silicone conductor polymer film 9 can be easily removed by wet etching, so that there is another advantage to the effects of Example 10.

Beispiel 13Example 13

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 21 wird nun ein Beispiel 13 der vorliegenden Erfindung erläutert. Ein Siliziumoxid- Film 4 wurde gemäß Fig. 15 auf absolut ähnliche Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel 10 gebildet.An example 13 of the present invention will now be explained with reference to Figs . A silicon oxide film 4 was formed in FIG. 15 in an absolutely similar manner to that in the embodiment 10.

Daran anschließend wurde eine Anisol-Lösung (eingestellt in der Konzentration zu 5 Gew.-%) des durch die vorstehend be­ schriebene chemische Formel (1) ausgedrückten Silikonleiter- Polymers mit photosensitiven Gruppen an seinen Enden mit ei­ nem gewichtsgemittelten Molekulargewicht von 100 000 im Schleuderverfahren zur Bildung eines photopolymerischen Sili­ konleiter-Polymer-Filmes 9 mit einer Dicke von 0,2 µm als ein Maskenmaterial abgeschieden und anschließend bei 150°C für 30 min getrocknet (Fig. 18).Subsequently, an anisole solution (adjusted in concentration to 5% by weight) of the silicone conductor polymer expressed by the chemical formula (1) described above having photosensitive groups at its ends and having a weight-average molecular weight of 100,000 was spin-coated deposited to form a photopolymeric silicon polymer film 9 with a thickness of 0.2 µm as a mask material and then dried at 150 ° C for 30 min ( Fig. 18).

Daran anschließend wurde der Silikonleiter-Polymer-Film 9 zur Definierung eines Kontaktloches strukturiert, und der Siliziumoxid-Film 4 wurde durch Plasmaätzen mit einer Gasmi­ schung von beispielsweise CHF3 und Sauerstoff auf ähnliche Weise wie bei dem Beispiel 10 zur Bildung des Kontaktloches geätzt (Fig. 18).Thereafter, the silicon conductor polymer film 9 was patterned to define a contact hole, and the silicon oxide film 4 was etched by plasma etching with a gas mixture of, for example, CHF 3 and oxygen in a similar manner to that of Example 10 to form the contact hole ( Fig . 18).

Daran anschließend wurde eine Wolfram-Schicht 7 auf ähnliche Weise wie an sich bekannt durch CVD unter Verwendung eines Rohmaterialgases, enthaltend WF6 beispielsweise, derart ge­ bildet, daß der Siliziumoxid-Film 4 hiermit bündig ist. Dabei wurde die Wolfram-Schicht 7 lediglich auf einer ersten Metallverdrahtungsschicht 3 unter beliebigen CVD-Bedingungen gebildet, wobei absolut keinerlei Wachstum von Wolfram auf dem Silikonleiter-Polymer-Film 8 (Fig. 19) auftrat.Subsequently, a tungsten layer 7 was formed in a similar manner as known per se by CVD using a raw material gas containing WF 6, for example, in such a way that the silicon oxide film 4 is flush with it. In this case, the tungsten layer 7 was only formed on a first metal wiring layer 3 under any CVD conditions, with absolutely no growth of tungsten occurring on the silicone conductor polymer film 8 ( FIG. 19).

Daran anschließend wurde der Silikonleiter-Polymer-Film 9 ge­ mäß Fig. 20 auf ähnliche Weise wie bei dem Beispiel 10 ent­ fernt, und es wurde eine zweite Metallverdrahtungsschicht 8 in Kontakt mit der Wolfram-Schicht 7 gebildet (Fig. 21).Subsequently, the silicone conductor polymer film 9 was removed as shown in FIG. 20 in a similar manner to that in Example 10, and a second metal wiring layer 8 was formed in contact with the tungsten layer 7 ( FIG. 21).

Entsprechend diesem Beispiel wird ein photopolymerischer Silikonleiter-Polymer-Film verwendet, wodurch kein Photolack- Film benötigt wird, und die Herstellungsschritte somit in der Anzahl verringert werden können, zusätzlich zu den vorteil­ haften Wirkungen gemäß dem Beispiel 10.According to this example, a photopolymer Silicone conductor polymer film used, which means no photoresist Film is needed, and thus the manufacturing steps in the Number can be reduced in addition to the advantage adhere effects according to Example 10.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

Während der Silikonleiter-Polymer-Film 9 als zuoberste Schicht des Zwischenschicht-Isolierfilmes 4 als Maskenmate­ rial entsprechend der vorliegenden Erfindung gebildet wird, wird bei dem Vergleichsbeispiel ein Film einer organischen Substanz, wie beispielsweise Photolack-Material, als zuober­ ste Schicht eines Zwischenschicht-Isolierfilmes 4 beschrie­ ben, um die hierbei entstehenden Nachteile im Vergleich zu den vorherigen Beispielen zu erläutern. Als erstes ist die Wärmebeständigkeit des bei diesem Vergleichsbeispiel verwen­ deten Filmes außerordentlich verschlechtert im Vergleich zur Verwendung des Polymers gemäß der vorliegenden Erfindung. Demzufolge ergibt sich ein bemerkenswerter Nachteil, insbe­ sondere dann, wenn ein Kontaktloch in dem Verfahren gebildet wird. Es ergibt sich nämlich ein ernstes Problem dann, wenn eine Metallschicht 7 durch CVD für die Verbindung der ersten und zweiten Metallverdrahtungsschichten 3 und 8 gebildet wird. Da das Kontaktloch durch CVD bei einer Temperatur von etwa 300°C aufgefüllt wird, wird die weniger wärmebeständige organische Substanz, wie beispielsweise Photolack-Material, verdampft oder aufgrund der Hitze zersetzt, wobei die Kammer der CVD-Vorrichtung oder die Halbleiter-Vorrichtung selbst kontaminiert werden kann. While the silicone conductor polymer film 9 is formed as the uppermost layer of the interlayer insulating film 4 as a mask material according to the present invention, in the comparative example, a film of an organic substance such as photoresist material is used as the uppermost layer of an interlayer insulating film 4 described to explain the disadvantages arising in comparison to the previous examples. First, the heat resistance of the film used in this comparative example is extremely deteriorated compared to the use of the polymer according to the present invention. As a result, there is a remarkable disadvantage, particularly when a contact hole is formed in the process. Namely, there is a serious problem when a metal layer 7 is formed by CVD for connecting the first and second metal wiring layers 3 and 8 . Since the contact hole is filled by CVD at a temperature of about 300 ° C, the less heat-resistant organic substance, such as photoresist material, is evaporated or decomposed due to the heat, contaminating the chamber of the CVD device or the semiconductor device itself can be.

Der Photolack-Film entsprechend der vorliegenden Erfindung kann von einem beliebigen Photolack, wie beispielsweise Sili­ konleiter-Polymer, Polyimid-Photolack, Fluoro-Photolack, Cy­ clobuten-Photolack oder dergleichen, hergestellt sein, so­ lange der Photolack-Film eine geringe Verunreinigungs-Ionen­ konzentration und eine hohe Reinheit aufweist, und hitzebe­ ständig ist gegen die beim Herstellungsverfahren auftretenden Temperaturen der Wärmebehandlungen.The photoresist film according to the present invention can be from any photoresist, such as Sili conductor polymer, polyimide photoresist, fluoro photoresist, Cy clobutene photoresist or the like long the photoresist film has a low impurity ion concentration and high purity, and heat is constantly against those occurring in the manufacturing process Heat treatment temperatures.

Obwohl der Silikonleiter-Polymer-Film auf der Grundlage des durch die vorstehend beschriebene chemische Formel (1) ausge­ drückten Silikonleiter-Polymers bei jedem der vorstehenden Beispiele hergestellt ist, kann zumindest einer der durch die vorstehend beschriebene chemische Formel (1) ausgedrückten Silikonleiter-Polymere, wie beispielsweise Polyphenylsilses­ quioxan, Polyphenylmethylsilsesquioxan, Polyvinylsilsesqui­ oxan, Polyarylsilsesquioxan und dergleichen, beispielsweise verwendet sein.Although the silicone conductor polymer film is based on the by the chemical formula (1) described above pressed silicone conductor polymer in each of the above Examples made can be at least one of those by the chemical formula (1) described above Silicone conductor polymers, such as polyphenylsilses quioxane, polyphenylmethylsilsesquioxane, polyvinylsilsesqui oxane, polyarylsilsesquioxane and the like, for example be used.

Während das photopolymerische Silikonleiter-Polymer auf der Grundlage der chemischen Formel (3) oder (4) hergestellt wurde bei jeden der vorstehenden Beispiele, kann zumindest eines derjenigen, die durch die obige chemische Formel (1) ausgedrückt sind, wie beispielsweise Polyphenylvinylsilses­ quioxan, Polymethylvinylsilsesquioxan, Polyisobutylvinylsil­ sesquioxan, Polyphenylarylsilsesquioxan, Polymethylarylsil­ sesquioxan, Polyisobutylarylsilsesquioxan und dergleichen, verwendet sein. Jedoch kann das Silikonleiter-Polymer nicht unbedingt auf die vorstehend beschriebenen beschränkt, son­ dern kann auch von einem beliebigen anderen photosensitiven Polymer hergestellt sein.While the photopolymer silicone polymer on the Based on chemical formula (3) or (4) was in each of the above examples, at least one of those represented by the above chemical formula (1) are expressed, such as polyphenylvinylsilses quioxane, polymethylvinylsilsesquioxane, polyisobutylvinylsil sesquioxane, polyphenylarylsilsesquioxane, polymethylarylsil sesquioxane, polyisobutylarylsilsesquioxane and the like, be used. However, the silicone conductor polymer cannot strictly limited to those described above, son it can also be from any other photosensitive Be made of polymer.

Der Polyimid-Photolack wird aus einem allgemein erhältlichen Photolack, wie beispielsweise PIX oder PIQ von Hitachi Chemi­ cal Co., Ltd., hergestellt. The polyimide photoresist is made from a commonly available Photoresist, such as PIX or PIQ from Hitachi Chemi cal Co., Ltd.  

Der Fluorocarbon-Photolack wird aus einem allgemein erhältli­ chen Photolack, wie beispielsweise Cytop (TM) von Asahi Glass Co., Ltd., hergestellt.The fluorocarbon photoresist is commonly available Chen photoresist, such as Cytop (TM) from Asahi Glass Co., Ltd.

Der Cyclobuten-Photolack wird aus einem allgemein erhältli­ chen Photolack, wie beispielsweise BCB von Dow Chemical Co., Ltd., hergestellt.The cyclobutene photoresist is generally available from a Chen photoresist, such as BCB from Dow Chemical Co., Ltd. manufactured.

Obwohl die Metallschicht 7 aus Wolfram zur Auffüllung des Kontaktloches in jedem der vorstehend beschriebenen Beispiele hergestellt ist, ist das Material für diese Schicht nicht auf Wolfram beschränkt, sondern es kann alternativ auch ein an­ deres Metall, wie beispielsweise Molybdän, Titan, Iridium, Vanadium, Chrom oder Osmium oder eine Legierung oder ein Si­ lizid hiervon verwendet werden.Although the metal layer 7 is made of tungsten for filling the contact hole in each of the examples described above, the material for this layer is not limited to tungsten, but it can alternatively be another metal, such as molybdenum, titanium, iridium, vanadium, Chromium or osmium or an alloy or a silicide thereof can be used.

Obwohl jedes der vorstehend beschriebenen Beispiele zwei Ver­ drahtungsschichten aufweist, ist die vorliegende Erfindung auch selbstverständlich für drei oder mehrere Verdrahtungs­ schichten verwendbar.Although each of the examples described above has two ver has wire layers, the present invention also of course for three or more wiring layers can be used.

Claims (30)

1. Halbleiter-Vorrichtung, welche aufweist:
ein Halbleitersubstrat mit einer isolierenden oberen Hauptoberfläche;
eine auf der oberen Hauptoberfläche gebildete erste Metallverdrahtungsschicht;
einen Zwischenschicht-Isolierfilm, der selektiv die erste Metallverdrahtungsschicht mit einer Öffnung definiert auf der ersten Metallverdrahtungsschicht bedeckt, wobei der Zwischenschicht-Isolierfilm einen Photolack-Film zumindest auf seinem zuobersten Teil aufweist;
eine Metallschicht, die zumindest in der Öffnung gebildet ist und elektrisch verbunden ist mit der ersten Metallverdrahtungsschicht; und
eine zweite Metallverdrahtungsschicht, die auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm und der Metallschicht gebildet ist und elektrisch verbunden ist mit der Metallschicht.1. A semiconductor device comprising:
a semiconductor substrate with an insulating upper major surface;
a first metal wiring layer formed on the upper major surface;
an interlayer insulating film selectively covering the first metal wiring layer with an opening defined on the first metal wiring layer, the interlayer insulating film having a photoresist film at least on its uppermost part;
a metal layer formed at least in the opening and electrically connected to the first metal wiring layer; and
a second metal wiring layer formed on the interlayer insulating film and the metal layer and electrically connected to the metal layer. 2. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersubstrat auf seiner oberen Hauptoberfläche einen Isolierfilm aufweist.2. Semiconductor device according to claim 1, characterized characterized in that the semiconductor substrate on its has an insulating film on the upper main surface. 3. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierfilm im wesentlichen aus einem Oxidfilm besteht. 3. A semiconductor device according to claim 2, characterized characterized in that the insulating film consists essentially of an oxide film.   4. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht durch CVD (Chemische Dampfabscheidung) gebildet ist.4. A semiconductor device according to claim 1, characterized characterized in that the metal layer by CVD (Chemical vapor deposition) is formed. 5. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenschicht-Isolierfilm aufweist:
einen Isolierfilm, und
wobei der Photolack-Film auf dem Isolierfilm gebildet ist.5. Semiconductor device according to claim 1, characterized in that the interlayer insulating film comprises:
an insulating film, and
the photoresist film being formed on the insulating film. 6. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierfilm im wesentlichen aus einem Oxidfilm besteht.6. A semiconductor device according to claim 5, characterized characterized in that the insulating film consists essentially of an oxide film. 7. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenschicht-Isolierfilm im wesentlichen aus dem Photolack-Film besteht.7. A semiconductor device according to claim 1, characterized characterized in that the interlayer insulating film in consists essentially of the photoresist film. 8. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack-Film im wesentlichen aus einem gehärteten Film aus einem Silikonleiter- Polymer besteht, welches durch die folgende Formel ausgedrückt ist: wobei R1 und R2 Phenyl-, untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, R3, R4, R5 und R6 Wasserstoffatome oder untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, und n eine ganze Zahl von 20 bis 1000 darstellt.8. A semiconductor device according to claim 1, characterized in that the photoresist film consists essentially of a hardened film made of a silicone conductor polymer, which is expressed by the following formula: wherein R 1 and R 2 represent phenyl, lower alkyl or photosensitive groups, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen atoms or lower alkyl or photosensitive groups, and n represents an integer from 20 to 1000. 9. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonleiter-Polymer photopolymerisch ist.9. A semiconductor device according to claim 8, characterized characterized in that the silicone conductor polymer is photopolymeric. 10. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durch R1 und R2 in der Formel (1) dargestellten Gruppen photopolymerische ungesättigte Gruppen darstellen, die zumindest 3 Mol-% von photopolymerischen Gruppen aufweisen.10. A semiconductor device according to claim 9, characterized in that the groups represented by R 1 and R 2 in the formula (1) represent photopolymeric unsaturated groups which have at least 3 mol% of photopolymeric groups. 11. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht in der Öffnung über die obere Oberfläche des Zwischenschicht- Isolierfilmes vorsteht.11. A semiconductor device according to claim 1, characterized characterized in that the metal layer in the opening over the top surface of the interlayer Protective film protrudes. 12. Halbleiter-Vorrichtung, welche aufweist:
ein Halbleitersubstrat mit einer isolierenden oberen Hauptoberfläche;
eine auf der oberen Hauptoberfläche gebildete erste Metallverdrahtungsschicht;
einen Zwischenschicht-Isolierfilm, der selektiv die erste Metallverdrahtungsschicht mit einer Öffnung definiert auf der ersten Metallverdrahtungsschicht bedeckt, wobei der Zwischenschicht-Isolierfilm im wesentlichen aus einem Photolack-Film besteht;
eine Metallschicht, die in der Öffnung gebildet ist und über den Zwischenschicht-Isolierfilm hinaus auf der ersten Metallverdrahtungsschicht vorsteht, wobei die Metallschicht elektrisch verbunden ist mit der ersten Metallverdrahtungsschicht; und
eine zweite Metallverdrahtungsschicht, die auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm mit der Metallschicht gebildet ist und mit der Metallschicht elektrisch verbunden ist.12. A semiconductor device comprising:
a semiconductor substrate with an insulating upper major surface;
a first metal wiring layer formed on the upper major surface;
an interlayer insulating film selectively covering the first metal wiring layer with an opening defined on the first metal wiring layer, the interlayer insulating film consisting essentially of a photoresist film;
a metal layer formed in the opening and protruding beyond the interlayer insulating film on the first metal wiring layer, the metal layer being electrically connected to the first metal wiring layer; and
a second metal wiring layer formed on the interlayer insulating film with the metal layer and electrically connected to the metal layer. 13. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack-Film im wesentlichen aus einem gehärteten Film aus einem Silikonleiter- Polymer besteht, welches durch die folgende Formel ausgedrückt ist: wobei R1 und R2 Phenyl-, untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, R3, R4, R5 und R6 Wasserstoffatome oder untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, und n eine ganze Zahl von 20 bis 1000 darstellt.13. A semiconductor device according to claim 12, characterized in that the photoresist film consists essentially of a hardened film made of a silicone conductor polymer, which is expressed by the following formula: wherein R 1 and R 2 represent phenyl, lower alkyl or photosensitive groups, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen atoms or lower alkyl or photosensitive groups, and n represents an integer from 20 to 1000. 14. Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonleiter-Polymer photopolymerisch ist.14. A semiconductor device according to claim 13, characterized characterized in that the silicone conductor polymer is photopolymeric. 15. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung mit den Schritten:
  • a) Bilden eines Halbleitersubstrates mit einer isolierenden oberen Hauptoberfläche;
  • b) Bilden einer ersten Metallverdrahtungsschicht auf der oberen Hauptoberfläche;
  • c) Bilden eines Zwischenschicht-Isolierfilmes mit einem Photolack-Film auf zumindest seinem zuobersten Teil auf einer Struktur, die durch die Schritte (a) und (b) er­ halten wird;
  • d) selektives Entfernen des Zwischenschicht-Isolierfilmes zur Bildung einer Öffnung auf der ersten Metallverdrahtungsschicht;
  • e) Bilden einer Metallschicht zumindest in der Öffnung, wobei die Metallschicht elektrisch verbunden ist mit der ersten Metallverdrahtungsschicht; und
  • f) Bilden einer zweiten Metallverdrahtungsschicht auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm und der Metallschicht, und die elektrisch verbunden ist mit der Metallschicht.
15. A method of manufacturing a semiconductor device comprising the steps of:
  • a) forming a semiconductor substrate with an insulating upper main surface;
  • b) forming a first metal wiring layer on the upper major surface;
  • c) forming an interlayer insulating film with a photoresist film on at least its uppermost part on a structure which it will hold through steps (a) and (b);
  • d) selectively removing the interlayer insulating film to form an opening on the first metal wiring layer;
  • e) forming a metal layer at least in the opening, the metal layer being electrically connected to the first metal wiring layer; and
  • f) forming a second metal wiring layer on the interlayer insulating film and the metal layer, and which is electrically connected to the metal layer.
16. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) den Schritt aufweist:
a-1) Bilden eines Oxidfilmes auf der oberen Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates.16. A method for producing a semiconductor device according to claim 15, characterized in that step (a) comprises the step:
a-1) Forming an oxide film on the upper major surface of the semiconductor substrate. 17. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e) den Schritt aufweist:
e-1) Bilden der Metallschicht durch CVD (Chemische Dampfabscheidung.17. A method for producing a semiconductor device according to claim 15, characterized in that step (e) comprises the step:
e-1) Forming the metal layer by CVD (chemical vapor deposition. 18. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) die Schritte aufweist:
c-1) Bilden eines Oxidfilmes auf einer Struktur, die durch die Schritte (a) und (b) erhalten wird, und
c-2) Bilden des Photolack-Filmes auf dem Oxidfilm.18. A method for producing a semiconductor device according to claim 17, characterized in that step (c) comprises the steps:
c-1) forming an oxide film on a structure obtained by steps (a) and (b), and
c-2) Forming the photoresist film on the oxide film. 19. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e) des weiteren den Schritt aufweist:
e-3) Ätzen der oberen Oberfläche des Photolack-Filmes zur Reduzierung seiner Dicke.19. A method for producing a semiconductor device according to claim 18, characterized in that step (e) further comprises the step:
e-3) Etching the top surface of the photoresist film to reduce its thickness. 20. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) den Schritt aufweist:
c-3) Bilden des Photolack-Filmes auf einer Struktur, welche durch die Schritte (a) und (b) erhalten wird.20. A method for producing a semiconductor device according to claim 17, characterized in that step (c) comprises the step:
c-3) Forming the photoresist film on a structure obtained by steps (a) and (b). 21. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e) den Schritt aufweist:
e-3) Bilden der Metallschicht derart, daß sie über die obere Oberfläche des Photolack-Filmes vorsteht.21. A method for producing a semiconductor device according to claim 20, characterized in that step (e) comprises the step:
e-3) Form the metal layer so that it protrudes over the top surface of the photoresist film. 22. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) die Schritte aufweist:
d-1) Bilden eines weiteren Photolack-Filmes auf dem Photolack-Film und Strukturieren desselben, dadurch Bilden einer Maske, und
d-2) selektives Entfernen des Zwischenschicht- Isolierfilmes durch die Maske zur Bildung der Öffnung. 22. A method for producing a semiconductor device according to claim 18, characterized in that step (d) comprises the steps:
d-1) forming another photoresist film on the photoresist film and patterning it, thereby forming a mask, and
d-2) selectively removing the interlayer insulating film through the mask to form the opening. 23. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d-2) die Schritte aufweist:
d-2-1) selektives Entfernen des Photolack-Filmes und
d-2-2) selektives Entfernen des Oxidfilmes.23. A method for producing a semiconductor device according to claim 22, characterized in that step (d-2) comprises the steps:
d-2-1) selective removal of the photoresist film and
d-2-2) selective removal of the oxide film. 24. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack-Film im wesentlichen aus einem gehärteten Film eines Silikonleiter-Polymers gebildet ist, und der Schritt (d-2) den Schritt aufweist:
d-2-3) Ätzen des Photolack-Filmes und des Oxidfilmes durch dieselbe Verarbeitung.24. A method for producing a semiconductor device according to claim 22, characterized in that the photoresist film is essentially formed from a hardened film of a silicone conductor polymer, and step (d-2) comprises the step:
d-2-3) Etching the photoresist film and the oxide film by the same processing. 25. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonleiter-Polymer durch die folgende Formel ausgedrückt ist: wobei R1 und R2 Phenyl-, untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, R3, R4, R5 und R6 Wasserstoffatome und untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, und n eine ganze Zahl zwischen 5 und 1000 darstellt.25. A method for producing a semiconductor device according to claim 24, characterized in that the silicone conductor polymer is expressed by the following formula: wherein R 1 and R 2 represent phenyl, lower alkyl or photosensitive groups, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen atoms and lower alkyl or photosensitive groups, and n represents an integer between 5 and 1000. 26. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack-Film photopolymerisch ist und der Schritt (d) die Schritte aufweist:
d-3) selektives Belichten des Photolack-Filmes,
d-4) selektives Entfernen eines unbelichteten Teiles des Photolack-Filmes zur Bildung einer Maske, und
d-5) selektives Entfernen des Oxidfilmes durch die Maske zur Bildung der Öffnung.26. A method for producing a semiconductor device according to claim 18, characterized in that the photoresist film is photopolymeric and step (d) comprises the steps:
d-3) selective exposure of the photoresist film,
d-4) selectively removing an unexposed portion of the photoresist film to form a mask, and
d-5) selective removal of the oxide film through the mask to form the opening. 27. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack-Film im wesentlichen aus einem Silikonleiter- Polymer besteht, welches durch die folgende Formel dargestellt ist: wobei R₁ und R2 Phenyl-, untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, R3, R4, R5 und R6 Wasserstoffatome oder untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, und n eine ganze Zahl von 5 bis 1000 darstellt.27. A method for producing a semiconductor device according to claim 26, characterized in that the photoresist film consists essentially of a silicone conductor polymer, which is represented by the following formula: wherein R₁ and R 2 represent phenyl, lower alkyl or photosensitive groups, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen atoms or lower alkyl or photosensitive groups, and n represents an integer from 5 to 1000. 28. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Photolack-Film im wesentlichen aus einem Silikonleiter- Polymer besteht, der durch die folgende Formel dargestellt ist: wobei R1 und R2 Phenyl-, untere Alykl- oder photosensitive Gruppen darstellen, R3, R4, R5 und R6 Wasserstoffatome oder untere Alkyl- oder photosensitive Gruppen darstellen, und n eine ganze Zahl von 5 bis 1000 darstellt.28. A method for producing a semiconductor device according to claim 20, characterized in that the photoresist film consists essentially of a silicone conductor polymer, which is represented by the following formula: wherein R 1 and R 2 represent phenyl, lower alkyl or photosensitive groups, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 represent hydrogen atoms or lower alkyl or photosensitive groups, and n represents an integer from 5 to 1000. 29. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (d) die Schritte aufweist:
d-6) Bilden eines weiteren Photolack-Filmes auf dem Photolack-Film und Strukturieren desselben, dadurch Bilden einer Maske, und
d-7) selektives Entfernen des Zwischenschicht- Isolierfilmes durch die Maske zur Bildung der Öffnung.29. A method for producing a semiconductor device according to claim 28, characterized in that step (d) comprises the steps:
d-6) forming another photoresist film on the photoresist film and patterning it, thereby forming a mask, and
d-7) selectively removing the interlayer insulating film through the mask to form the opening. 30. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonleiter-Polymer photopolymerisch ist, und der Schritt (d) die Schritte aufweist:
d-8) selektives Belichten des Photolack-Filmes, und
d-9) selektives Entfernen eines unbelichteten Teiles des Photolack-Filmes zur Bildung der Öffnung.30. A method for producing a semiconductor device according to claim 28, characterized in that the silicone conductor polymer is photopolymeric, and step (d) comprises the steps:
d-8) selectively exposing the photoresist film, and
d-9) selectively removing an unexposed portion of the photoresist film to form the opening.
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