JP2000133711A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000133711A
JP2000133711A JP11204719A JP20471999A JP2000133711A JP 2000133711 A JP2000133711 A JP 2000133711A JP 11204719 A JP11204719 A JP 11204719A JP 20471999 A JP20471999 A JP 20471999A JP 2000133711 A JP2000133711 A JP 2000133711A
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wiring layer
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etching
insulating layer
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良和 糟谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize multilayer wiring which has high reliability. SOLUTION: This device 100 contains a first wiring layer 20, an interlayer insulating layer 30 formed on the first wiring layer 20, a second wiring layer 60 formed on the interlayer insulating layer 30, a plurality of through-holes 40 for connecting the first wiring layer 20 and the second wiring layer 60, and contact layers 50 formed in the plurality of through-holes 40. At least one of the through-hole 40 is so constituted that at least one part of the first wiring layer 20 is eliminated, and the bottom surface is a continuous surface constituted of a surface 30a of the interlayer insulating layer and a surface 20a of the first wiring layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特に、多層配線層を有する半導体
装置およびその製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a multilayer wiring layer and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【背景技術】近年、半導体装置の微細化および高集積化
の要請に伴い、多層配線化が図られている。多層配線化
を図る技術として、たとえば次の技術がある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the demand for miniaturization and high integration of semiconductor devices, multilayer wiring has been attempted. For example, the following technology is known as a technology for achieving multilayer wiring.

【0003】図7〜図9を用いて、多層配線化を図る技
術を説明する。
A technique for realizing multilayer wiring will be described with reference to FIGS.

【0004】まず、図7を参照しながら説明する。半導
体素子などが形成された半導体基板210上に、第1の
層間絶縁層212を形成する。第1の層間絶縁層212
の上に、たとえば導電層(たとえばアルミニウム合金)
222および反射防止膜(たとえば窒化チタン)224
を順次形成する。次に、フォトリソグラフィおよびドラ
イエッチングにより、導電層222と反射防止膜224
とをパターニングし、下部配線層220を形成する。下
部配線層220および第1の層間絶縁層212の上に、
第2の層間絶縁層230を形成する。
First, a description will be given with reference to FIG. A first interlayer insulating layer 212 is formed over a semiconductor substrate 210 on which a semiconductor element and the like are formed. First interlayer insulating layer 212
On, for example, a conductive layer (eg, aluminum alloy)
222 and an antireflection film (for example, titanium nitride) 224
Are sequentially formed. Next, the conductive layer 222 and the antireflection film 224 are formed by photolithography and dry etching.
Are patterned to form a lower wiring layer 220. On the lower wiring layer 220 and the first interlayer insulating layer 212,
A second interlayer insulating layer 230 is formed.

【0005】図8に示すように、第2の層間絶縁層23
0の上に、フォトリソグラフィにより、所定のパターン
を有するレジスト層R2を形成する。レジスト層R2
は、スルーホールを形成したい領域の上方において開口
部を有している。レジスト層R2をマスクとして、第2
の層間絶縁層230をドライエッチングし、下部配線層
220に達するスルーホール240を形成する。スルー
ホール240は、下部配線層220と、後述の上部配線
層260とを接続する役割を有する。
As shown in FIG. 8, the second interlayer insulating layer 23
On resist 0, a resist layer R2 having a predetermined pattern is formed by photolithography. Resist layer R2
Has an opening above a region where a through hole is to be formed. Using the resist layer R2 as a mask, the second
Is dry-etched to form a through-hole 240 reaching the lower wiring layer 220. The through hole 240 has a role of connecting the lower wiring layer 220 and an upper wiring layer 260 described later.

【0006】図9に示すように、スルーホール240内
に導電材を充填し、コンタクト層250を形成する。第
2の層間絶縁層230およびコンタクト層250の上
に、導電層262および反射防止膜264を順次形成す
る。フォトリソグラフィおよびドライエッチングによ
り、導電層262および反射防止膜264をパターニン
グし、上部配線層260を形成する。以上のようにし
て、多層配線化を図ることができる。
[0009] As shown in FIG. 9, a conductive material is filled in the through-hole 240 to form a contact layer 250. On the second interlayer insulating layer 230 and the contact layer 250, a conductive layer 262 and an antireflection film 264 are sequentially formed. The conductive layer 262 and the antireflection film 264 are patterned by photolithography and dry etching to form the upper wiring layer 260. As described above, multilayer wiring can be achieved.

【0007】また、近年、さらなる微細化および多層化
のため、配線層のパターン幅を、スルーホール240の
幅と同程度に狭くした技術が注目されている。しかし、
配線層のパターン幅が狭くなるにしたがい、レジスト層
R2のパターンの合わせずれによる、配線層の信頼性に
対して悪影響が及ぼされるようになってくる。つまり、
レジスト層R2のパターンの合わせずれが生じた状態
で、スルーホール240を形成するために第2の層間絶
縁層230をエッチングすると、過剰なエッチングによ
り、図8に示すように、第1の配線層220の側壁付近
においてトレンチ232が発生する。トレンチ232が
存在すると、コンタクト層250を構成する導電材をス
ルーホール240に充填する際、次のような問題が生じ
る。すなわち、トレンチ232に導電材を充填するのが
困難なため、図9に示すように、トレンチ232に起因
するボイド270が生じてしまう。このボイド270
は、配線層の信頼性を著しく劣化させる。
In recent years, attention has been paid to a technique in which the pattern width of the wiring layer is made as narrow as the width of the through hole 240 for further miniaturization and multilayering. But,
As the pattern width of the wiring layer becomes narrower, the misalignment of the pattern of the resist layer R2 adversely affects the reliability of the wiring layer. That is,
When the second interlayer insulating layer 230 is etched to form the through hole 240 in a state where the pattern of the resist layer R2 is misaligned, the first wiring layer is over-etched as shown in FIG. A trench 232 occurs near the sidewall of 220. The presence of the trench 232 causes the following problem when filling the through hole 240 with the conductive material forming the contact layer 250. That is, since it is difficult to fill the trench 232 with a conductive material, a void 270 due to the trench 232 is generated as shown in FIG. This void 270
This significantly deteriorates the reliability of the wiring layer.

【0008】レジスト層R2のパターンの合わせずれが
生じたとしても、ボイド270が生じることを防ぐ技術
として、たとえば、特開平9−298239号公報に開
示された技術がある。
As a technique for preventing the void 270 from being generated even when the pattern of the resist layer R2 is misaligned, for example, there is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-298239.

【0009】以下、この技術を簡単に説明する。Hereinafter, this technique will be briefly described.

【0010】この技術は、上述の層間絶縁膜にドライエ
ッチングを施して接続孔(スルーホール)を形成する
際、エッチングガスと反射防止膜との反応生成物を、接
続孔の底部に再付着させて、トレンチの発生を防止して
いる。すなわち、エッチングガスと反射防止膜との反応
生成物を接続孔の底部に再付着させたことにより、レジ
スト層のパターンの合わせずれが生じたとしても、エッ
チングの過剰進行を抑止することができる。そのため、
トレンチの形成を防止することができ、その結果、接続
孔内にボイドが生じない。
According to this technique, when dry etching is performed on the interlayer insulating film to form a connection hole (through hole), a reaction product of an etching gas and an antireflection film is re-adhered to the bottom of the connection hole. Thus, the occurrence of trenches is prevented. That is, by causing the reaction product of the etching gas and the anti-reflection film to adhere again to the bottom of the connection hole, even if the pattern of the resist layer is misaligned, excessive progress of the etching can be suppressed. for that reason,
The formation of the trench can be prevented, and as a result, no void occurs in the connection hole.

【0011】しかし、この技術は、接続孔を形成した
後、発生した反応生成物を除去する工程を必要とする。
また、反応生成物の除去は、困難である。
However, this technique requires a step of removing a generated reaction product after forming a connection hole.
Also, removal of the reaction products is difficult.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、信頼
性の高い配線層を有する半導体装置およびその製造方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a highly reliable wiring layer and a method for manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
第1の配線層と、前記第1の配線層の上に形成された層
間絶縁層と、前記層間絶縁層の上に形成された第2の配
線層と、前記第1の配線層と前記第2の配線層とを接続
するための複数のスルーホールと、前記複数のスルーホ
ール内に形成されたコンタクト層と、を含み、少なくと
も1つのスルーホールは、少なくとも前記第1の配線層
の一部が、除去されて構成され、かつ、その底面は、前
記層間絶縁層の面と前記第1の配線層の面とで構成され
た連続面である。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A first wiring layer, an interlayer insulating layer formed on the first wiring layer, a second wiring layer formed on the interlayer insulating layer, the first wiring layer, A plurality of through holes for connecting the second wiring layer and a contact layer formed in the plurality of through holes, wherein at least one through hole is at least a part of the first wiring layer Is removed, and the bottom surface is a continuous surface formed by the surface of the interlayer insulating layer and the surface of the first wiring layer.

【0014】本発明の半導体装置は、少なくとも1つの
スルーホールにおいて、導電層の面と層間絶縁層の面と
が、連続面を構成している。このため、連続面を構成し
たスルーホール内に、コンタクト層を構成する導電材を
埋め込む際、そのスルーホール内に導電材を良好に埋め
込むことができる。その結果、本発明の半導体装置は、
配線層の信頼性が高い。
In the semiconductor device of the present invention, in at least one through hole, the surface of the conductive layer and the surface of the interlayer insulating layer form a continuous surface. Therefore, when the conductive material forming the contact layer is embedded in the through hole forming the continuous surface, the conductive material can be embedded well in the through hole. As a result, the semiconductor device of the present invention
High reliability of wiring layer.

【0015】前記連続面の態様としては、たとえば、平
面、曲面または曲面を有している態様を挙げることがで
きる。
Examples of the form of the continuous surface include a plane, a curved surface and a form having a curved surface.

【0016】前記第1の配線層は、シリコンおよび金属
層の少なくとも一方からなることができる。
The first wiring layer can be made of at least one of a silicon layer and a metal layer.

【0017】本発明の半導体装置は、たとえば次のよう
な半導体装置の製造方法により製造することができる。
つまり、本発明の半導体装置の製造方法は、(A)第1
の配線層を形成する工程、(B)前記第1の配線層の上
に、層間絶縁層を形成する工程、(C)前記層間絶縁層
の所定の位置に、前記第1の配線層に達する複数のスル
ーホールを形成する工程、および(D)前記複数のスル
ーホール内にコンタクト層を、前記層間絶縁層の上に第
2の配線層を形成する工程、を含み、前記工程(C)に
おいて形成される少なくとも1つのスルーホールは、少
なくとも前記第1の配線層の一部が、除去されて構成さ
れ、その底面が、前記層間絶縁層の面と前記第1の配線
層の面とで構成された連続面である。
The semiconductor device of the present invention can be manufactured, for example, by the following method of manufacturing a semiconductor device.
That is, the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps (A)
Forming a wiring layer, (B) forming an interlayer insulating layer on the first wiring layer, and (C) reaching the first wiring layer at a predetermined position of the interlayer insulating layer. Forming a plurality of through holes; and (D) forming a contact layer in the plurality of through holes and a second wiring layer on the interlayer insulating layer. At least one through hole to be formed is formed by removing at least a part of the first wiring layer, and has a bottom surface formed by a surface of the interlayer insulating layer and a surface of the first wiring layer. It is a continuous surface.

【0018】このように、少なくとも1つのスルーホー
ルの底面において、層間絶縁層の面と、第1の配線層の
面とが連続面を構成していることにより、そのスルーホ
ール内に導電層を構成する導電材を良好に埋め込むこと
ができる。その結果、本発明の製造方法により得られた
半導体装置は、配線層の信頼性が高い。
As described above, since the surface of the interlayer insulating layer and the surface of the first wiring layer form a continuous surface on the bottom surface of at least one through hole, the conductive layer is formed in the through hole. The constituent conductive material can be satisfactorily embedded. As a result, the semiconductor device obtained by the manufacturing method of the present invention has high reliability of the wiring layer.

【0019】前記少なくとも1つのスルーホールは、た
とえば、次の2つのいずれかの方法により形成すること
ができる。
The at least one through hole can be formed, for example, by one of the following two methods.

【0020】(1)第1に、前記少なくとも1つのスル
ーホールは、前記第1の配線層の一部と前記層間絶縁層
の一部とを同時にエッチングして形成される方法であ
る。前記エッチングのエッチング方法としては、たとえ
ばリアクティブイオンエッチング(RIE),誘導結合
型プラズマエッチング(inductively−co
upled plasma eching),ECRプ
ラズマエッチング(electron cyclotr
on resonance plasma echin
g)を挙げることができる。前記エッチングのエッチャ
ントとしては、たとえばCF系のガスを含む混合ガスを
挙げることができる。CF系のガスとしては、たとえば
CF4,CHF3,C26,C48,C58を挙げること
ができる。前記エッチングにおける、前記層間絶縁層に
対する前記第1の配線層の選択比(第1の配線層のエッ
チング速度/層間絶縁層のエッチング速度)は、0.5
〜2.0の範囲にあることで、さらに良好な連続面を形
成することができる。
(1) First, the at least one through hole is formed by simultaneously etching a part of the first wiring layer and a part of the interlayer insulating layer. As an etching method of the etching, for example, reactive ion etching (RIE), inductively coupled plasma etching (inductively-co
coupled plasma etching, ECR plasma etching (electron cyclottr)
on response plasma etchin
g). As an etchant for the etching, for example, a mixed gas containing a CF-based gas can be used. Examples of the CF-based gas include CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 4 F 8 , and C 5 F 8 . In the etching, the selectivity of the first wiring layer to the interlayer insulating layer (the etching rate of the first wiring layer / the etching rate of the interlayer insulating layer) is 0.5
When it is in the range of from 2.0 to 2.0, a better continuous surface can be formed.

【0021】(2)第2に、前記少なくとも1つのスル
ーホールは、前記層間絶縁層の一部をエッチングし、さ
らに前記第1の配線層の一部をエッチングして形成され
る方法である。前記第1の配線層の一部のエッチングに
おけるエッチング方法としては、誘導結合型プラズマエ
ッチング,ダウンフロープラズマエッチング,リアクテ
ィブイオンエッチングを挙げることができる。前記第1
の配線層の一部のエッチングのエッチャントとしては、
塩素系のガスを含む混合ガスを挙げることができる。
(2) Secondly, the at least one through hole is formed by etching a part of the interlayer insulating layer and further etching a part of the first wiring layer. Examples of the etching method for etching a part of the first wiring layer include inductively coupled plasma etching, downflow plasma etching, and reactive ion etching. The first
As an etchant for etching part of the wiring layer,
A mixed gas containing a chlorine-based gas can be used.

【0022】なお、上記の連続面は、スルーホールの底
面において、層間絶縁層の面と第1の配線層の面とが、
微視的な段差を有する凹凸を構成していた場合であって
も、スルーホール内に導電材を良好に充填できる程度の
面も含む。
In the above continuous surface, the surface of the interlayer insulating layer and the surface of the first wiring layer are formed on the bottom surface of the through hole.
Even in the case where unevenness having a microscopic step is formed, it includes a surface that can sufficiently fill the through hole with the conductive material.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】(第1の実施の形態) (デバイスの構造)本実施の形態にかかる半導体装置1
00について説明する。図1は、本実施の形態にかかる
半導体装置100を模式的に示す断面図である。
(First Embodiment) (Structure of Device) Semiconductor device 1 according to the present embodiment
00 will be described. FIG. 1 is a sectional view schematically showing a semiconductor device 100 according to the present embodiment.

【0025】半導体装置100の基板10の表面には、
MOSFETなどの半導体素子、配線層および素子分離
領域(図示せず)が形成されている。基板10上には、
第1の層間絶縁層12が形成されている。第1の層間絶
縁層12の上に、第1の配線層20が形成されている。
第1の配線層20は、導電層22と、導電層22の上に
形成された反射防止膜24とからなり、所定のパターン
でパターニングされている。第1の層間絶縁層12に
は、基板10の表面に形成された半導体素子または配線
層と、第1の配線層20とを接続するコンタクトホール
(図示せず)が形成されている。コンタクトホール内に
は、タングステンプラグ,アルミニウム合金層などのコ
ンタクト層(図示せず)が形成されている。
On the surface of the substrate 10 of the semiconductor device 100,
Semiconductor elements such as MOSFETs, wiring layers, and element isolation regions (not shown) are formed. On the substrate 10,
A first interlayer insulating layer 12 is formed. On the first interlayer insulating layer 12, a first wiring layer 20 is formed.
The first wiring layer 20 includes a conductive layer 22 and an antireflection film 24 formed on the conductive layer 22, and is patterned in a predetermined pattern. In the first interlayer insulating layer 12, a contact hole (not shown) for connecting the semiconductor element or the wiring layer formed on the surface of the substrate 10 to the first wiring layer 20 is formed. In the contact hole, a contact layer (not shown) such as a tungsten plug or an aluminum alloy layer is formed.

【0026】第1の配線層20および第1の層間絶縁層
12の上に、第2の層間絶縁層30が形成されている。
第2の層間絶縁層30の所定の位置には、スルーホール
40が形成されている。スルーホール40の底面におい
て、第1の配線層の上面20aと第2の層間絶縁層の上
面30aとは、連続面を構成している。スルーホール4
0内には、コンタクト層50が形成されている。第2の
層間絶縁層30およびコンタクト層50の上に、第2の
配線層60が形成されている。第2の配線層60は、導
電層62と、導電層62の上に形成された反射防止膜6
4とからなる。また、第2の配線層60は、コンタクト
層50を介して、第1の配線層20に接続されている。
On the first wiring layer 20 and the first interlayer insulating layer 12, a second interlayer insulating layer 30 is formed.
Through holes 40 are formed at predetermined positions of the second interlayer insulating layer 30. On the bottom surface of the through hole 40, the upper surface 20a of the first wiring layer and the upper surface 30a of the second interlayer insulating layer form a continuous surface. Through hole 4
In 0, a contact layer 50 is formed. On the second interlayer insulating layer 30 and the contact layer 50, a second wiring layer 60 is formed. The second wiring layer 60 includes a conductive layer 62 and an antireflection film 6 formed on the conductive layer 62.
4 Further, the second wiring layer 60 is connected to the first wiring layer 20 via the contact layer 50.

【0027】本実施の形態にかかる半導体装置100に
おいて特徴的な点は、たとえば、スルーホール40にお
ける底面において、第1の配線層の上面20aと第2の
層間絶縁層の上面30aとが、連続面を構成しているこ
とである。つまり、第1の配線層20の側壁付近におい
て、第2の層間絶縁層30の過剰なエッチングによって
発生するトレンチ(背景技術参照)が存在していない。
第1の配線層の上面20aと第2の層間絶縁層の上面3
0aとが、連続面を構成していることにより、スルーホ
ール40内に、コンタクト層50を構成する導電材を良
好に埋め込むことができる。つまり、ボイドを発生させ
ることなく、スルーホール40内に導電材を埋め込むこ
とができる。そのため、本実施の形態にかかる半導体装
置100は、配線層の信頼性が高い。また、本実施の形
態にかかる半導体装置100の構成によれば、配線層の
信頼性を確保しつつ、配線構造を微細化して、高集積化
を図ることができる。
The semiconductor device 100 according to the present embodiment is characterized in that, for example, on the bottom surface of the through hole 40, the upper surface 20a of the first wiring layer and the upper surface 30a of the second interlayer insulating layer are continuous. That is, it constitutes a surface. That is, in the vicinity of the side wall of the first wiring layer 20, there is no trench (see Background Art) generated by excessive etching of the second interlayer insulating layer 30.
Upper surface 20a of first wiring layer and upper surface 3 of second interlayer insulating layer
The conductive material forming the contact layer 50 can be satisfactorily buried in the through-hole 40 because 0a forms a continuous surface. That is, the conductive material can be embedded in the through hole 40 without generating a void. Therefore, the semiconductor device 100 according to the present embodiment has high reliability of the wiring layer. Further, according to the configuration of the semiconductor device 100 according to the present embodiment, the wiring structure can be miniaturized and high integration can be achieved while ensuring the reliability of the wiring layer.

【0028】(第2の実施の形態) (第1の半導体装置の製造方法)次に、本実施の形態に
係る半導体装置100の製造方法について説明する。図
2〜図4は、本実施の形態に係る半導体装置100の製
造工程を模式的に示す断面図である。
(Second Embodiment) (First Method of Manufacturing Semiconductor Device) Next, a method of manufacturing a semiconductor device 100 according to the present embodiment will be described. 2 to 4 are cross-sectional views schematically showing manufacturing steps of the semiconductor device 100 according to the present embodiment.

【0029】(1)第1の配線層の形成 まず、図2を参照しながら説明する。一般的な方法によ
り、基板10の表面に、半導体素子(たとえばMOSF
ET)、配線層および素子分離領域(図示せず)を形成
する。基板10上に第1の層間絶縁層12を形成する。
第1の層間絶縁層12の詳細(形成方法、材質、膜厚)
は、後述の第2の層間絶縁層30と同様である。第1の
層間絶縁層12に、異方性のリアクティブイオンエッチ
ング(RIE)によって、コンタクトホール(図示せ
ず)を形成する。公知の方法により、コンタクトホール
内に、タングステンプラグ、アルミニウム合金層などの
コンタクト層(図示せず)を形成する。
(1) Formation of First Wiring Layer First, description will be made with reference to FIG. By a general method, a semiconductor element (for example, MOSF
ET), a wiring layer and an element isolation region (not shown) are formed. A first interlayer insulating layer 12 is formed on a substrate 10.
Details of first interlayer insulating layer 12 (formation method, material, film thickness)
Is the same as that of a second interlayer insulating layer 30 described later. A contact hole (not shown) is formed in the first interlayer insulating layer 12 by anisotropic reactive ion etching (RIE). A contact layer (not shown) such as a tungsten plug or an aluminum alloy layer is formed in the contact hole by a known method.

【0030】第1の層間絶縁層12およびコンタクト層
上に、第1の配線層20を形成する。第1の配線層20
は、導電層22と反射防止膜24とからなり、たとえば
次のようにして形成される。
A first wiring layer 20 is formed on the first interlayer insulating layer 12 and the contact layer. First wiring layer 20
Is composed of a conductive layer 22 and an antireflection film 24, and is formed, for example, as follows.

【0031】まず、第1の層間絶縁層12およびコンタ
クト層上に、導電層22を形成する。導電層22の膜厚
は、デバイスの設計により異なるが、たとえば100〜
1000nmである。導電層22の材質は、特に限定さ
れず、たとえば、アルミニウム,銅,アルミニウム合
金,銅合金,多結晶シリコン,タングステンを挙げるこ
とができる。導電層22の形成方法としては、CVD
法,スパッタ法,蒸着法,塗布法などを挙げることがで
きる。
First, a conductive layer 22 is formed on the first interlayer insulating layer 12 and the contact layer. The thickness of the conductive layer 22 varies depending on the design of the device.
1000 nm. The material of the conductive layer 22 is not particularly limited, and examples thereof include aluminum, copper, an aluminum alloy, a copper alloy, polycrystalline silicon, and tungsten. The conductive layer 22 may be formed by CVD
Method, sputtering method, vapor deposition method, coating method and the like.

【0032】次に、導電層22上に、反射防止膜24を
形成する。反射防止膜24の膜厚は、特に限定されず、
たとえば20〜100nmである。反射防止膜24の材
質は、たとえば窒化チタン,チタンタングステンであ
る。反射防止膜24の形成方法は、特に限定されず、反
射防止膜24が窒化チタンからなる場合には、スパッタ
リングを挙げることができる。導電層22および反射防
止膜24をスパッタリングにより形成する場合には、導
電層22と反射防止膜24とを、真空中で連続的に形成
することが好ましい。
Next, an antireflection film 24 is formed on the conductive layer 22. The thickness of the antireflection film 24 is not particularly limited,
For example, it is 20 to 100 nm. The material of the antireflection film 24 is, for example, titanium nitride or titanium tungsten. The method for forming the anti-reflection film 24 is not particularly limited, and when the anti-reflection film 24 is made of titanium nitride, sputtering can be used. When the conductive layer 22 and the antireflection film 24 are formed by sputtering, it is preferable that the conductive layer 22 and the antireflection film 24 be formed continuously in a vacuum.

【0033】次に、導電層22および反射防止膜24
を、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによっ
てパターニングして、第1の配線層20が形成される。
Next, the conductive layer 22 and the antireflection film 24
Is patterned by photolithography and dry etching to form a first wiring layer 20.

【0034】(2)第2の層間絶縁層の形成 次に、図3に示すように、第1の配線層20および第1
の層間絶縁層12の上に、第2の層間絶縁層30を形成
する。第2の層間絶縁層30の膜厚は、特に限定され
ず、たとえば第1の配線層20の上面を基準として50
0〜1500nmである。第2の層間絶縁層30の材質
としては、たとえば酸化シリコンを挙げることができ
る。第2の層間絶縁層30の材質として、酸化シリコン
を用いた場合には、酸化シリコンにリン,ホウ素などを
含有してもよい。第2の層間絶縁層30の形成方法とし
ては、たとえば高密度プラズマCVD法,熱CVD法,
プラズマCVD法,常圧CVD法,スピンコート法など
の塗布法(SOGを利用した方法),スパッタ法,熱蒸
着法などを挙げることができる。プラズマCVD法によ
り第2の層間絶縁層30を形成する場合は、平行平板の
RFプラズマCVD装置により形成することが好まし
い。平行平板のRFプラズマCVD装置により第2の層
間絶縁層30を形成する場合には、ガスとして、テトラ
エトキシシラン(TEOS)を使用することができる。
(2) Formation of Second Interlayer Insulating Layer Next, as shown in FIG.
A second interlayer insulating layer 30 is formed on the interlayer insulating layer 12 of FIG. The thickness of the second interlayer insulating layer 30 is not particularly limited, and may be, for example, 50 with respect to the upper surface of the first wiring layer 20.
0 to 1500 nm. As a material of the second interlayer insulating layer 30, for example, silicon oxide can be given. When silicon oxide is used as the material of the second interlayer insulating layer 30, the silicon oxide may contain phosphorus, boron, or the like. As a method of forming the second interlayer insulating layer 30, for example, a high-density plasma CVD method, a thermal CVD method,
Examples include a coating method (a method using SOG) such as a plasma CVD method, a normal pressure CVD method, and a spin coating method, a sputtering method, and a thermal evaporation method. When the second interlayer insulating layer 30 is formed by a plasma CVD method, it is preferable to form the second interlayer insulating layer 30 by a parallel plate RF plasma CVD apparatus. When the second interlayer insulating layer 30 is formed by a parallel plate RF plasma CVD apparatus, tetraethoxysilane (TEOS) can be used as a gas.

【0035】次に、必要に応じて、第2の層間絶縁層3
0の膜厚が、たとえば第1の配線層の上面を基準とし
て、500〜1500nmになるまで、CMP法により
第2の層間絶縁層30を平坦化する。
Next, if necessary, the second interlayer insulating layer 3
The second interlayer insulating layer 30 is flattened by the CMP method until the thickness of 0 becomes, for example, 500 to 1500 nm based on the upper surface of the first wiring layer.

【0036】(3)スルーホールの形成 次に、図4に示すように、第2の層間絶縁層30の上
に、フォトリソグラフィにより、所定のパターンを有す
るレジスト層R1を形成する。レジスト層R1は、第1
の配線層20の上方において、開口部を有する。すなわ
ち、レジスト層R1は、スルーホール40を形成したい
第2の層間絶縁層30の領域の上に、開口部を有してい
る。
(3) Formation of Through Hole Next, as shown in FIG. 4, a resist layer R1 having a predetermined pattern is formed on the second interlayer insulating layer 30 by photolithography. The resist layer R1 has the first
Has an opening above the wiring layer 20. That is, the resist layer R1 has an opening above the region of the second interlayer insulating layer 30 where the through hole 40 is to be formed.

【0037】次に、レジスト層R1をマスクとして、第
2の層間絶縁層30をエッチングし、スルーホール40
を形成する。第2の層間絶縁層30のエッチングは、第
2の層間絶縁層30と第1の配線層20とを同時にエッ
チングすることができるような方法、たとえばドライエ
ッチングにより行われる。好ましいドライエッチングの
具体例としては、たとえばリアクティブイオンエッチン
グ,誘導結合型プラズマエッチング,ECRプラズマエ
ッチングを挙げることができる。このエッチングのエッ
チャントは、第2の層間絶縁層30と第1の配線層20
とを同時にエッチングできるものであれば特に限定され
ない。好ましいエッチャントとしては、CF系のガスを
含む混合ガスを挙げることができる。このCF系のガス
としては、CF4,CHF3,C26,C48,C58
ら選択される少なくとも1種であることが好ましい。ま
た、CF系のガスを含む混合ガスは、CO,Ar,
2,N2から選択される少なくとも1種を含むことが好
ましい。第2の層間絶縁層30に対する第1の配線層2
0の選択比(第1の配線層のエッチング速度/第2の層
間絶縁層のエッチング速度)は、0.5〜2.0の範囲
内にあることが好ましい。
Next, using the resist layer R1 as a mask, the second interlayer insulating layer 30 is etched to form a through hole 40.
To form The etching of the second interlayer insulating layer 30 is performed by a method capable of simultaneously etching the second interlayer insulating layer 30 and the first wiring layer 20, for example, by dry etching. Specific examples of preferable dry etching include, for example, reactive ion etching, inductively coupled plasma etching, and ECR plasma etching. The etchant of this etching is performed by using the second interlayer insulating layer 30 and the first wiring layer 20.
Are not particularly limited as long as they can be simultaneously etched. Preferred examples of the etchant include a mixed gas containing a CF-based gas. As the CF-based gas, CF 4, CHF 3, C 2 F 6, C 4 F 8, it is preferable from the C 5 F 8 is at least one selected. Further, the mixed gas containing CF-based gas is CO, Ar,
It is preferable to include at least one selected from O 2 and N 2 . First wiring layer 2 for second interlayer insulating layer 30
The selectivity of 0 (the etching rate of the first wiring layer / the etching rate of the second interlayer insulating layer) is preferably in the range of 0.5 to 2.0.

【0038】このようなエッチング方法によって、第2
の層間絶縁層30をエッチングすることにより、レジス
ト層R1のパターンの合わせずれが生じた場合に、第2
の層間絶縁層30のエッチングの際に、第1の配線層2
0を同時にエッチングすることができる。このため、レ
ジスト層R1のパターンの合わせずれが生じた場合に、
スルーホール40の底面において、第2の層間絶縁層の
上面30aと第1の配線層の上面20aとが、連続面を
構成するようになる。つまり、第1の配線層20の側壁
付近において、トレンチ32が発生しない。また、選択
比などを制御することにより、スルーホール40の底面
をさらに良好な連続面にすることができる。
By such an etching method, the second
When the pattern of the resist layer R1 is misaligned by etching the interlayer insulating layer 30 of
When the first interlayer insulating layer 30 is etched,
0 can be etched simultaneously. For this reason, when the misalignment of the pattern of the resist layer R1 occurs,
On the bottom surface of the through hole 40, the upper surface 30a of the second interlayer insulating layer and the upper surface 20a of the first wiring layer form a continuous surface. That is, the trench 32 does not occur near the side wall of the first wiring layer 20. Further, by controlling the selection ratio and the like, the bottom surface of the through-hole 40 can be made a better continuous surface.

【0039】(4)コンタクト層〜第2の配線層の形成 次に、レジスト層R1をアッシング除去した後、図1に
示すように、スルーホール40内にコンタクト層50を
形成する。コンタクト層50は、たとえば、スルーホー
ル40内に導電材を充填し、導電材をエッチバックする
ことにより形成される。導電材としては、たとえば、タ
ングステン,アルミニウム,アルミニウム合金,銅,銅
合金を挙げることができる。導電材をスルーホール40
内に充填する方法としては、CVD法,PVD法,めっ
き法を挙げることができる。また、第2の層間絶縁層3
0および第2の配線層60と、コンタクト層50との間
に、ウエッティング層およびバリア層の少なくとも一方
を介在させてもよい。
(4) Formation of Contact Layer to Second Wiring Layer Next, after the resist layer R1 is removed by ashing, a contact layer 50 is formed in the through hole 40 as shown in FIG. Contact layer 50 is formed, for example, by filling a conductive material in through hole 40 and etching back the conductive material. Examples of the conductive material include tungsten, aluminum, an aluminum alloy, copper, and a copper alloy. Conductive material through hole 40
As a method of filling the inside, a CVD method, a PVD method, and a plating method can be exemplified. Also, the second interlayer insulating layer 3
At least one of a wetting layer and a barrier layer may be interposed between the zero and second wiring layers 60 and the contact layer 50.

【0040】第2の層間絶縁層30およびコンタクト層
50の上に、第2の配線層60を形成する。第2の配線
層60の詳細(たとえば膜厚,材質,形成方法)は、第
1の配線層20と同様である。こうして、半導体装置1
00が完成する。
The second wiring layer 60 is formed on the second interlayer insulating layer 30 and the contact layer 50. The details (for example, film thickness, material, forming method) of the second wiring layer 60 are the same as those of the first wiring layer 20. Thus, the semiconductor device 1
00 is completed.

【0041】本実施の形態において特徴的な点は、たと
えば次のことである。すなわち、スルーホール40を形
成するための、第2の層間絶縁層30のエッチングの
際、第2の層間絶縁層30と第1の配線層20とを同時
にエッチングできるようなエッチング方法を利用してい
ることである。これにより、レジストパターンの合わせ
ずれが生じた場合において、第2の層間絶縁層30と第
1の配線層20とを同時にエッチングすることができ
る。このため、合わせずれが生じた場合に、スルーホー
ル40の底面において、第2の層間絶縁層の上面30a
と第1の配線層の上面20aとで、連続面を構成させる
ことができる。つまり、第1の配線層20の側壁付近に
おいて、第2の層間絶縁層30の部分的なオーバエッチ
ングによるトレンチが発生しない。
The features of this embodiment are, for example, as follows. That is, when the second interlayer insulating layer 30 is etched to form the through hole 40, an etching method that can simultaneously etch the second interlayer insulating layer 30 and the first wiring layer 20 is used. It is that you are. Thereby, when misalignment of the resist pattern occurs, the second interlayer insulating layer 30 and the first wiring layer 20 can be simultaneously etched. Therefore, when misalignment occurs, the upper surface 30a of the second interlayer insulating layer is formed on the bottom surface of the through hole 40.
And the upper surface 20a of the first wiring layer can form a continuous surface. That is, a trench due to partial overetching of the second interlayer insulating layer 30 does not occur near the side wall of the first wiring layer 20.

【0042】そして、第2の層間絶縁層の上面30aと
第1の配線層の上面20aとが、連続面を構成している
ため、コンタクト層50を形成する際に、スルーホール
40内にコンタクト層50を構成する導電材を良好に埋
め込むことができる。つまり、ボイドを発生させること
なく、スルーホール40内に導電材を埋め込むことがで
きる。
Since the upper surface 30a of the second interlayer insulating layer and the upper surface 20a of the first wiring layer form a continuous surface, when forming the contact layer 50, the contact hole is formed in the through hole 40. The conductive material forming the layer 50 can be satisfactorily embedded. That is, the conductive material can be embedded in the through hole 40 without generating a void.

【0043】そのため、本実施の形態にかかる半導体装
置の製造方法によれば、配線層の信頼性を高めることが
できる。また、この半導体装置の製造方法により得られ
た半導体装置の構成によれば、配線層の信頼性を確保し
つつ、配線構造を微細化して、高集積化を図ることがで
きる。
Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the reliability of the wiring layer can be improved. In addition, according to the configuration of the semiconductor device obtained by this method of manufacturing a semiconductor device, it is possible to miniaturize the wiring structure and achieve high integration while securing the reliability of the wiring layer.

【0044】(第3の実施の形態) (第2の半導体装置の製造方法)第3の実施の形態に係
る半導体装置の製造方法は、スルーホール40の形成方
法の点において、第2の実施の形態に係る半導体装置の
製造方法と異なる。それ以外については、第2の実施の
形態と実質的に同様であるため、詳細な説明を省略す
る。また、同様の機能を有する部分には、同一の符号を
付す。
(Third Embodiment) (Manufacturing Method of Second Semiconductor Device) The manufacturing method of a semiconductor device according to the third embodiment is different from the second embodiment in the method of forming the through hole 40. This is different from the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment. Otherwise, the second embodiment is substantially the same as the second embodiment, and a detailed description thereof will be omitted. Parts having the same functions are denoted by the same reference numerals.

【0045】(1)スルーホールの形成 第2の実施の形態に係る工程(1)および(2)と同様
にして、第2の層間絶縁層30まで形成する。
(1) Formation of Through-hole In the same manner as in the steps (1) and (2) according to the second embodiment, the formation up to the second interlayer insulating layer 30 is performed.

【0046】図5および図6は、スルーホールを形成す
るための工程を模式的に示す断面図である。
FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views schematically showing steps for forming through holes.

【0047】図5に示すように、第2の層間絶縁層30
の上に、フォトリソグラフィにより、第2の実施の形態
と同様のパターンを有するレジスト層R1を形成する。
レジスト層R1をマスクとして、第2の層間絶縁層30
をエッチングする。以下、第2の層間絶縁層30のエッ
チングを、「第1のエッチング」という。第1のエッチ
ングは、第1の配線層20の上面が露出するまで行われ
る。ここで、図5に示すように、レジスト層R1のパタ
ーンに合わせずれが生じていた場合には、第1の配線層
20の側壁付近において、トレンチ32が発生する。第
1のエッチング方法は、特に限定されず、たとえばドラ
イエッチングを挙げることができる。好ましいドライエ
ッチングの具体例としては、リアクティブイオンエッチ
ング,誘導結合型プラズマエッチング,ECRプラズマ
エッチングを挙げることができる。エッチャントとして
は、第2の層間絶縁層30をエッチングすることができ
るものであれば、特に限定されず、CF系のガスを含む
混合ガスを挙げることができる。このCF系のガスとし
ては、CF4,CHF3,C26,C48,C58から選
択される少なくとも1種であることが好ましい。また、
CF系のガスを含む混合ガスは、CO,Ar,O2,N2
から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
As shown in FIG. 5, the second interlayer insulating layer 30
A resist layer R1 having a pattern similar to that of the second embodiment is formed on the substrate by photolithography.
Using the resist layer R1 as a mask, the second interlayer insulating layer 30
Is etched. Hereinafter, the etching of the second interlayer insulating layer 30 is referred to as “first etching”. The first etching is performed until the upper surface of the first wiring layer 20 is exposed. Here, as shown in FIG. 5, when the pattern of the resist layer R1 is misaligned, a trench 32 is formed near the side wall of the first wiring layer 20. The first etching method is not particularly limited, and includes, for example, dry etching. Specific examples of preferable dry etching include reactive ion etching, inductively coupled plasma etching, and ECR plasma etching. The etchant is not particularly limited as long as it can etch the second interlayer insulating layer 30, and a mixed gas containing a CF-based gas can be used. As the CF-based gas, CF 4, CHF 3, C 2 F 6, C 4 F 8, it is preferable from the C 5 F 8 is at least one selected. Also,
The mixed gas containing the CF-based gas is CO, Ar, O 2 , N 2
It is preferable to include at least one selected from

【0048】次に、図6に示すように、レジスト層R1
をアッシング除去した後、第2の層間絶縁層30をマス
クとして、第1の配線層20をエッチングする。第1の
配線層20は、第1のエッチングにおいて発生したトレ
ンチ32の深さだけ、エッチングされる。つまり、スル
ーホール40の底面における、第1の配線層の上面20
aと、第2の層間絶縁層の上面30aとが、連続面を構
成するまで、第1の配線層20をエッチングする。これ
により、レジスト層R1のパターンの合わせずれに起因
したトレンチ32が発生したとしても、トレンチ32を
消失することができる。以下、第1の配線層20のエッ
チングを、「第2のエッチング」という。第2のエッチ
ングが完了した時点で、スルーホール40が形成され
る。第2のエッチングのエッチング方法としては、第1
の配線層20をエッチングできる方法であれば特に限定
されない。好ましいエッチング方法としては、誘導結合
型プラズマエッチング,ダウンフロープラズマエッチン
グ,リアクティブイオンエッチングを挙げることができ
る。エッチャントとしては、第1の配線層20をエッチ
ングできるものであれば特に限定されない。好ましいエ
ッチャントとしては、塩素系のガスを含む混合ガスを挙
げることができる。この塩素系のガスとしては、C
2,BCl3から選択される少なくとも1種であること
が好ましい。また、塩素系のガスを含む混合ガスは、C
O,Ar,O2,N2から選択される少なくとも1種を含
むことが好ましい。第2のエッチングは、第1の配線層
20のサイドエッチングが起こらない条件で行われるこ
とが好ましい。
Next, as shown in FIG.
After the ashing is removed, the first wiring layer 20 is etched using the second interlayer insulating layer 30 as a mask. The first wiring layer 20 is etched by the depth of the trench 32 generated in the first etching. That is, the upper surface 20 of the first wiring layer on the bottom surface of the through hole 40
The first wiring layer 20 is etched until a and the upper surface 30a of the second interlayer insulating layer form a continuous surface. Thus, even if the trench 32 occurs due to misalignment of the pattern of the resist layer R1, the trench 32 can be eliminated. Hereinafter, the etching of the first wiring layer 20 is referred to as “second etching”. When the second etching is completed, a through hole 40 is formed. As the etching method of the second etching, the first method
The method is not particularly limited as long as the method can etch the wiring layer 20. Preferred etching methods include inductively coupled plasma etching, downflow plasma etching, and reactive ion etching. The etchant is not particularly limited as long as it can etch the first wiring layer 20. Preferred examples of the etchant include a mixed gas containing a chlorine-based gas. As this chlorine-based gas, C
It is preferably at least one selected from l 2 and BCl 3 . The mixed gas containing chlorine-based gas is C
It is preferable to include at least one selected from O, Ar, O 2 , and N 2 . The second etching is preferably performed under conditions that do not cause side etching of the first wiring layer 20.

【0049】(2)コンタクト層〜第2の配線層の形成 図1に示すように、スルーホール40内に、第2の実施
の形態と同様に、コンタクト層50が形成される。そし
て、第2の層間絶縁層30およびコンタクト層50の上
に、第2の実施の形態と同様に、第2の配線層60が形
成される。こうして、半導体装置100が完成する。
(2) Formation of Contact Layer to Second Wiring Layer As shown in FIG. 1, a contact layer 50 is formed in the through hole 40, as in the second embodiment. Then, a second wiring layer 60 is formed on the second interlayer insulating layer 30 and the contact layer 50 as in the second embodiment. Thus, the semiconductor device 100 is completed.

【0050】本実施の形態において特徴的な点は、第1
のエッチングを行った後、第2のエッチングを行うこと
である。すなわち、レジスト層R1の合わせずれが生じ
ることによって、第1のエッチングが完了した時点でト
レンチ32が発生したとしても、第2のエッチングをす
ることによって、スルーホール40の底面において、第
2の層間絶縁層の上面30aと第1の配線層の上面20
aとが、連続面を構成することになる。第2の層間絶縁
層の上面30aと第1の配線層の上面20aとが、連続
面を構成しているため、コンタクト層50を形成する際
に、スルーホール40内に、導電材を良好に埋め込むこ
とができる。つまり、ボイドを発生させることなく、ス
ルーホール40内に導電材を埋め込むことができる。そ
のため、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法に
よれば、配線層の信頼性を高めることができる。また、
この半導体装置の製造方法により得られた半導体装置の
構成によれば、配線層の信頼性を確保しつつ、配線構造
を微細化して、高集積化を図ることができる。
The feature of this embodiment is that the first
Is performed, and then the second etching is performed. That is, even if a trench 32 is generated at the time when the first etching is completed due to the misalignment of the resist layer R1, the second etching allows the second interlayer to be formed on the bottom surface of the through hole 40. Upper surface 30a of insulating layer and upper surface 20 of first wiring layer
a constitutes a continuous surface. Since the upper surface 30a of the second interlayer insulating layer and the upper surface 20a of the first wiring layer form a continuous surface, when the contact layer 50 is formed, the conductive material is favorably placed in the through hole 40. Can be embedded. That is, the conductive material can be embedded in the through hole 40 without generating a void. Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the reliability of the wiring layer can be improved. Also,
According to the configuration of the semiconductor device obtained by the method of manufacturing a semiconductor device, the wiring structure can be miniaturized and high integration can be achieved while ensuring the reliability of the wiring layer.

【0051】なお、本実施の形態において、スルーホー
ル40の底面における、第1の配線層の上面20aと、
第2の層間絶縁層の上面30aとが、連続面を構成する
範囲で、第2のエッチングにおいて第2の層間絶縁層3
0がエッチングされてもよい。
In the present embodiment, the upper surface 20a of the first wiring layer on the bottom surface of the through hole 40,
As long as the upper surface 30a of the second interlayer insulating layer forms a continuous surface, the second interlayer insulating layer 3
0 may be etched.

【0052】(実験例) (第1実験例)第2の実施の形態の半導体装置の製造方
法にかかる以下の実験条件により、第2の層間絶縁層を
エッチングして、スルーホールを形成したところ、次の
知見が得られた。すなわち、以下の実験条件により、ス
ルーホールを形成したところ、第1の配線層と第2の層
間絶縁層30とのエッチングレートをほぼ等しくするこ
とができた。そのため、スルーホールの底面において、
第2の層間絶縁層の上面と第1の配線層の上面とが、連
続面(ほぼ水平面)を構成した。すなわち、第1の配線
層の側壁付近において、トレンチが発生しなかった。
(Experimental Example) (First Experimental Example) A through hole was formed by etching the second interlayer insulating layer under the following experimental conditions according to the method of manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. The following findings were obtained. That is, when the through holes were formed under the following experimental conditions, the etching rates of the first wiring layer and the second interlayer insulating layer 30 could be made substantially equal. Therefore, at the bottom of the through hole,
The upper surface of the second interlayer insulating layer and the upper surface of the first wiring layer formed a continuous surface (substantially horizontal plane). That is, no trench was formed near the side wall of the first wiring layer.

【0053】(実験条件) (エッチング条件) エッチング装置:リアクティブイオンエッチング(RI
E)装置 エッチングガス:CHF3/Ar/N2=80sccm/20
0sccm/6sccm RFパワー:1300W 圧力:150mTorr(=19.95Pa) 基板温度:50℃ (第2の層間絶縁層) 材質:酸化シリコン 膜厚:0.8μm (第1の配線層) 導電層の材質:アルミニウム合金 反射防止膜の材質:窒化チタン
(Experimental Conditions) (Etching Conditions) Etching Equipment: Reactive Ion Etching (RI
E) Apparatus Etching gas: CHF 3 / Ar / N 2 = 80 sccm / 20
0 sccm / 6 sccm RF power: 1300 W Pressure: 150 mTorr (= 19.95 Pa) Substrate temperature: 50 ° C. (second interlayer insulating layer) Material: silicon oxide Film thickness: 0.8 μm (first wiring layer) Material of conductive layer : Aluminum alloy Anti-reflective coating material : Titanium nitride

【0054】(第2実験例)第3の実施の形態の半導体
装置の製造方法にかかる以下の実験条件により、スルー
ホールを形成したところ、次の知見が得られた。すなわ
ち、以下の実験条件により、スルーホールを形成するこ
とにより、スルーホールの底面において、第2の層間絶
縁層の上面と第1の配線層の上面とが、連続面(ほぼ水
平面)を構成した。すなわち、第1の配線層の側壁付近
において、トレンチが発生しなかった。
(Second Experimental Example) Through holes were formed under the following experimental conditions according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment. The following findings were obtained. That is, by forming the through hole under the following experimental conditions, the upper surface of the second interlayer insulating layer and the upper surface of the first wiring layer formed a continuous surface (substantially horizontal surface) on the bottom surface of the through hole. . That is, no trench was formed near the side wall of the first wiring layer.

【0055】(実験条件) (第1のエッチングの条件) エッチング装置:リアクティブイオンエッチング(RI
E)装置 エッチングガス:CHF3/Ar/N2=80sccm/50
sccm/10sccm RFパワー:500W 圧力:100mTorr(=13.3Pa) 基板温度:20℃ (第2のエッチングの条件) エッチング装置:誘導結合型プラズマエッチング装置 エッチングガス:Cl2/BCl3/Ar=40sccm/5
0sccm/70sccm 圧力:3mTorr(=0.339Pa) ソースパワー:1000W バイアスパワー:1500W 基板温度:40℃ エッチング時間:10sec (その他の条件) (第2の層間絶縁層) 材質:酸化シリコン 膜厚:0.8μm (第1の配線層) 導電層の材質:アルミニウム合金 反射防止膜の材質:窒化チタン 上記の実施の形態は、本発明の要旨を超えない範囲にお
いて、種々の変更が可能である。たとえば、次のような
変更が可能である。
(Experimental Conditions) (First Etching Conditions) Etching apparatus: Reactive ion etching (RI
E) Apparatus Etching gas: CHF 3 / Ar / N 2 = 80 sccm / 50
sccm / 10 sccm RF power: 500 W Pressure: 100 mTorr (= 13.3 Pa) Substrate temperature: 20 ° C. (second etching condition) Etching apparatus: Inductively coupled plasma etching apparatus Etching gas: Cl 2 / BCl 3 / Ar = 40 sccm / 5
0 sccm / 70 sccm Pressure: 3 mTorr (= 0.339 Pa) Source power: 1000 W Bias power: 1500 W Substrate temperature: 40 ° C. Etching time: 10 sec (Other conditions) (Second interlayer insulating layer) Material: Silicon oxide Film thickness: 0 0.8 μm (first wiring layer) Material of conductive layer: aluminum alloy Material of antireflection film: titanium nitride Various modifications can be made to the above embodiment without departing from the scope of the present invention. For example, the following changes are possible.

【0056】第2および第3の実施の形態において、コ
ンタクト層50と、第2の配線層60を構成する導電層
62とを別々に形成したが、これらを同時に形成しても
よい。この場合のコンタクト層50と第2の配線層との
材質は、たとえばアルミニウム,アルミニウム合金,
銅,銅合金,タングステンなどを挙げることができる。
また、コンタクト層50と導電層62との形成方法とし
ては、CVD法,PVD法,めっき法などを挙げること
ができる。
Although the contact layer 50 and the conductive layer 62 forming the second wiring layer 60 are formed separately in the second and third embodiments, they may be formed simultaneously. The material of the contact layer 50 and the second wiring layer in this case is, for example, aluminum, aluminum alloy,
Copper, copper alloy, tungsten and the like can be mentioned.
In addition, as a method for forming the contact layer 50 and the conductive layer 62, a CVD method, a PVD method, a plating method, and the like can be given.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態に係る半導体装置を模式的に
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法
の工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment.

【図3】第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法
の工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態に係る半導体装置の製造方法
の工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.

【図5】第2の実施の形態に係る半導体装置の製造方法
の工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment.

【図6】従来例に係る半導体装置の製造方法の工程を模
式的に示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【図7】従来例に係る半導体装置の製造方法の工程を模
式的に示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【図8】従来例に係る半導体装置の製造方法の工程を模
式的に示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【図9】従来例に係る半導体装置の製造方法の工程を模
式的に示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 12 第1の層間絶縁層 20 第1の配線層 20a 第1の配線層の上面 30 第2の層間絶縁層 30a 第2の層間絶縁層の上面 32 トレンチ 40 スルーホール 50 コンタクト層 60 第2の配線層 R1 レジスト層 Reference Signs List 10 substrate 12 first interlayer insulating layer 20 first wiring layer 20a upper surface of first wiring layer 30 second interlayer insulating layer 30a upper surface of second interlayer insulating layer 32 trench 40 through hole 50 contact layer 60 second Wiring layer R1 resist layer

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の配線層と、 前記第1の配線層の上に形成された層間絶縁層と、 前記層間絶縁層の上に形成された第2の配線層と、 前記第1の配線層と前記第2の配線層とを接続するため
の複数のスルーホールと、 前記複数のスルーホール内に形成されたコンタクト層
と、を含み、 少なくとも1つのスルーホールは、少なくとも前記第1
の配線層の一部が、除去されて構成され、かつ、その底
面は、前記層間絶縁層の面と前記第1の配線層の面とで
構成された連続面である、半導体装置。
A first wiring layer; an interlayer insulating layer formed on the first wiring layer; a second wiring layer formed on the interlayer insulating layer; A plurality of through holes for connecting a wiring layer and the second wiring layer; and a contact layer formed in the plurality of through holes, wherein at least one through hole includes at least the first
A semiconductor device, wherein a part of the wiring layer is removed and a bottom surface thereof is a continuous surface formed by a surface of the interlayer insulating layer and a surface of the first wiring layer.
【請求項2】 請求項1において、 前記連続面は、平面または曲面である、半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the continuous surface is a flat surface or a curved surface. 【請求項3】 請求項1または2において、 前記連続面は、曲面を有する、半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the continuous surface has a curved surface. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記第1の配線層は、シリコンおよび金属層の少なくと
も一方からなる、半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first wiring layer includes at least one of silicon and a metal layer.
【請求項5】(A)第1の配線層を形成する工程、
(B)前記第1の配線層の上に、層間絶縁層を形成する
工程、(C)前記層間絶縁層の所定の位置に、前記第1
の配線層に達する複数のスルーホールを形成する工程、
および(D)前記複数のスルーホール内にコンタクト層
を、前記層間絶縁層の上に第2の配線層を形成する工
程、を含み、 前記工程(C)において形成される少なくとも1つのス
ルーホールは、 少なくとも前記第1の配線層の一部が、除去されて構成
され、その底面が、前記層間絶縁層の面と前記第1の配
線層の面とで構成された連続面である、半導体装置の製
造方法。
5. A step of forming a first wiring layer.
(B) a step of forming an interlayer insulating layer on the first wiring layer; (C) forming the first insulating layer at a predetermined position of the interlayer insulating layer;
A process of forming a plurality of through holes reaching the wiring layer of
And (D) forming a contact layer in the plurality of through holes and a second wiring layer on the interlayer insulating layer, wherein at least one through hole formed in the step (C) is A semiconductor device, wherein at least a part of the first wiring layer is removed and a bottom surface thereof is a continuous surface formed by a surface of the interlayer insulating layer and a surface of the first wiring layer; Manufacturing method.
【請求項6】 請求項5において、 前記連続面は、平面または曲面である、半導体装置の製
造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the continuous surface is a flat surface or a curved surface.
【請求項7】 請求項5または6において、 前記連続面は、曲面を有する、半導体装置の製造方法。7. The method according to claim 5, wherein the continuous surface has a curved surface. 【請求項8】 請求項5〜7のいずれかにおいて、 前記第1の配線層は、シリコンおよび金属層の少なくと
も一方からなる、半導体装置の製造方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the first wiring layer is made of at least one of a silicon layer and a metal layer.
【請求項9】 請求項5〜8のいずれかにおいて、 前記少なくとも1つのスルーホールは、前記第1の配線
層の一部と前記層間絶縁層の一部とを同時にエッチング
して形成される、半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 5, wherein the at least one through hole is formed by simultaneously etching a part of the first wiring layer and a part of the interlayer insulating layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項10】 請求項9において、 前記エッチングのエッチング方法は、リアクティブイオ
ンエッチング,誘導結合型プラズマエッチング,ECR
プラズマエッチングである、半導体装置の製造方法。
10. The etching method according to claim 9, wherein the etching method includes reactive ion etching, inductively coupled plasma etching, and ECR.
A method for manufacturing a semiconductor device, which is plasma etching.
【請求項11】 請求項9または10において、 前記エッチングのエッチャントは、CF系のガスを含む
混合ガスである、半導体装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein the etchant for etching is a mixed gas containing a CF-based gas.
【請求項12】 請求項9〜11のいずれかにおいて、 前記エッチングにおける、前記層間絶縁層に対する前記
第1の配線層の選択比(第1の配線層のエッチング速度
/層間絶縁層のエッチング速度)は、0.5〜2.0で
ある、半導体装置の製造方法。
12. The selectivity of the first wiring layer with respect to the interlayer insulating layer in the etching according to claim 9, wherein the etching rate of the first wiring layer / the etching rate of the interlayer insulating layer. Is from 0.5 to 2.0.
【請求項13】 請求項5〜8のいずれかにおいて、 前記少なくとも1つのスルーホールは、前記層間絶縁層
の一部をエッチングし、さらに前記第1の配線層の一部
をエッチングして形成される、半導体装置の製造方法。
13. The at least one through hole according to claim 5, wherein the at least one through hole is formed by etching a part of the interlayer insulating layer and further etching a part of the first wiring layer. Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項14】 請求項13において、 前記第1の配線層の一部のエッチングにおけるエッチン
グ方法は、誘導結合型プラズマエッチング,ダウンフロ
ープラズマエッチング,リアクティブイオンエッチング
である、半導体装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein an etching method for etching a part of the first wiring layer is inductively coupled plasma etching, downflow plasma etching, or reactive ion etching.
【請求項15】 請求項13または14において、 前記第1の配線層の一部のエッチングのエッチャント
は、塩素系のガスを含む混合ガスである、半導体装置の
製造方法。
15. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein an etchant for etching part of the first wiring layer is a mixed gas containing a chlorine-based gas.
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