JP2001168188A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JP2001168188A
JP2001168188A JP34575499A JP34575499A JP2001168188A JP 2001168188 A JP2001168188 A JP 2001168188A JP 34575499 A JP34575499 A JP 34575499A JP 34575499 A JP34575499 A JP 34575499A JP 2001168188 A JP2001168188 A JP 2001168188A
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JP
Japan
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etching
wiring groove
interlayer insulating
insulating film
forming
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JP34575499A
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Japanese (ja)
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Koji Miyata
幸児 宮田
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to form a fine wiring groove and a connecting hole, by highly accurately machining a wiring groove and a connecting hole of dual damascene structure without machining at the connecting hole with a high aspect ratio and at the position having a high step difference. SOLUTION: A silicon oxide first interlayer insulating film 12, an etching stop layer 13, a silicon oxide second interlayer insulating film 14, and a mask layer 15 are formed in this order. Thereafter, a wiring groove pattern 16 is opened in the mask layer 15, and a via-hole pattern 17 is opened in the second interlayer insulating film 14 and the etching stopper 13 so as to at least extend to the wiring groove 16. A wiring layer 18 is formed in the second interlayer insulating film 14 by means of the mask layer 15 as a mask and, at the same time, a via-hole 19 is formed on the first interlayer insulating film 12 by means of the etching stop layer 13 as an etching mask.

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、半導体装置の製造
方法に関し、詳しくは層間絶縁膜に酸化シリコン系絶縁
膜にデュアルダマシン法により配線構造を形成する半導
体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a wiring structure is formed on a silicon oxide-based insulating film on an interlayer insulating film by a dual damascene method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の動作速度の向上と低消費電
力化のために銅配線を採用したデュアルダマシン配線の
プロセス技術の開発が進んでいる。デュアルダマシン配
線では、層間絶縁膜に配線溝と接続孔(ビアホール)と
を形成しておき、その配線溝とビアホールとに同時に導
電材料を埋め込むため、ビアホールと配線溝とに別々に
導電材料を埋め込むシングルダマシン法に比べて製造コ
ストを低減できる利点がある。層間絶縁膜に配線溝とビ
アホールとを形成するためには、通常、2回のパターニ
ング工程が必要になる。その方法として、数種類の形成
方法が提案されている。
2. Description of the Related Art A process technology for dual damascene wiring using copper wiring has been developed to improve the operating speed of a semiconductor device and reduce power consumption. In the dual damascene wiring, a wiring groove and a connection hole (via hole) are formed in an interlayer insulating film, and a conductive material is buried in the wiring groove and the via hole at the same time. Therefore, a conductive material is buried separately in the via hole and the wiring groove. There is an advantage that the manufacturing cost can be reduced as compared with the single damascene method. To form a wiring groove and a via hole in an interlayer insulating film, two patterning steps are usually required. As the method, several types of forming methods have been proposed.

【0003】まず、従来例1を、図3に示す製造工程断
面図によって説明する。
[0003] First, Conventional Example 1 will be described with reference to a manufacturing process sectional view shown in FIG.

【0004】図3の(1)に示すように、トランジス
タ、配線等が形成された基板110に配線材料を拡散さ
せない材料からなる薄いパッシベーション膜111を窒
化シリコン膜や炭化シリコン膜で形成した後、ビアホー
ルが形成される第1の層間絶縁膜112を500nmの
厚さの酸化シリコン膜で形成する。
As shown in FIG. 3A, after a thin passivation film 111 made of a material that does not diffuse a wiring material is formed of a silicon nitride film or a silicon carbide film on a substrate 110 on which transistors, wirings and the like are formed. First interlayer insulating film 112 in which a via hole is formed is formed of a 500-nm-thick silicon oxide film.

【0005】次いで、図3の(2)に示すように、上記
第1の層間絶縁膜112上にエッチングストッパ層11
3を100nmの厚さの窒化シリコン膜で形成する。次
いで、エッチングストッパ層113にビアホールパター
ンを形成するために用いるレジストマスク(図示せず)
を形成し、それをエッチングマスクに用いたエッチング
によりエッチングストッパ層113に開口部121を形
成する。その後、レジストマスクを除去する。
[0005] Next, as shown in FIG. 3 (2), an etching stopper layer 11 is formed on the first interlayer insulating film 112.
3 is formed of a silicon nitride film having a thickness of 100 nm. Next, a resist mask (not shown) used for forming a via hole pattern in the etching stopper layer 113
Is formed, and an opening 121 is formed in the etching stopper layer 113 by etching using the etching mask as an etching mask. After that, the resist mask is removed.

【0006】次いで図3の(3)に示すように、上記開
口部121内を含む上記エッチングストッパ層113上
に配線が形成される第2の層間絶縁膜114を400n
mの厚さの酸化シリコン膜で形成する。次いで、第2の
層間絶縁膜114上に配線溝を形成するために用いるレ
ジストマスク131を形成する。このレジストマスク1
31には配線溝を形成するための開口部132を形成し
ておく。
Next, as shown in FIG. 3C, a second interlayer insulating film 114 on which a wiring is formed on the etching stopper layer 113 including the inside of the opening 121 is formed to a thickness of 400 n.
It is formed of a silicon oxide film having a thickness of m. Next, a resist mask 131 used for forming a wiring groove is formed over the second interlayer insulating film 114. This resist mask 1
An opening 132 for forming a wiring groove is formed in 31.

【0007】続いて図3の(4)に示すように、上記レ
ジストマスク131を用いて第2の層間絶縁膜114を
エッチングし、配線溝115を形成するとともに、上記
エッチングストッパ層113をエッチングマスクにし
て、第1の層間絶縁膜112をエッチングしてビアホー
ル116を形成する。このエッチングは、窒化シリコン
に対して高選択的な特性を有する条件で行われる。その
後、レジストマスク131を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 3D, the second interlayer insulating film 114 is etched by using the resist mask 131 to form a wiring groove 115 and the etching stopper layer 113 is etched by an etching mask. Then, the first interlayer insulating film 112 is etched to form a via hole 116. This etching is performed under conditions having characteristics highly selective with respect to silicon nitride. After that, the resist mask 131 is removed.

【0008】次に図3の(5)に示すように、上記第
1、第2の層間絶縁膜112,114をマスクにして、
ビアホール116の底部に露出しているパッシベーショ
ン膜111をエッチングする。このとき、同種の材料で
形成されているエッチングストッパ層113も第2の層
間絶縁膜114をエッチングマスクにしてエッチングさ
れる。
Next, as shown in FIG. 3 (5), using the first and second interlayer insulating films 112 and 114 as a mask,
The passivation film 111 exposed at the bottom of the via hole 116 is etched. At this time, the etching stopper layer 113 formed of the same kind of material is also etched using the second interlayer insulating film 114 as an etching mask.

【0009】次に、従来例2を、図4に示す製造工程断
面図によって説明する。
Next, a second conventional example will be described with reference to a sectional view of a manufacturing process shown in FIG.

【0010】図4の(1)に示すように、トランジス
タ、配線等が形成された基板110に配線材料を拡散さ
せない材料からなる薄いパッシベーション膜111を窒
化シリコン膜や炭化シリコン膜で形成した後、ビアホー
ルが形成される第1の層間絶縁膜112を500nmの
厚さの酸化シリコン膜で形成し、エッチングストッパ層
113を50nmの厚さの窒化シリコン膜で形成し、配
線が形成される第2の層間絶縁膜114を450nmの
厚さの酸化シリコン膜で形成する。
As shown in FIG. 4A, after a thin passivation film 111 made of a material that does not diffuse a wiring material is formed of a silicon nitride film or a silicon carbide film on a substrate 110 on which transistors, wirings and the like are formed. A first interlayer insulating film 112 in which a via hole is formed is formed of a 500-nm-thick silicon oxide film, an etching stopper layer 113 is formed of a 50-nm-thick silicon nitride film, and a second in which a wiring is formed. The interlayer insulating film 114 is formed with a 450 nm thick silicon oxide film.

【0011】次いで、図4の(2)に示すように、第2
の層間絶縁膜114、エッチングストッパ層113、第
1の層間絶縁膜112にビアホールを形成するために用
いるレジストマスク(図示せず)を形成する。続いて、
そのレジストマスクをエッチングマスクに用いたエッチ
ングにより第2の層間絶縁膜114、エッチングストッ
パ層113、第1の層間絶縁膜112をエッチングして
ビアホール116を形成する。その後、レジストマスク
を除去する。
Next, as shown in FIG.
A resist mask (not shown) used for forming a via hole is formed in the interlayer insulating film 114, the etching stopper layer 113, and the first interlayer insulating film 112. continue,
The second interlayer insulating film 114, the etching stopper layer 113, and the first interlayer insulating film 112 are etched by etching using the resist mask as an etching mask to form a via hole. After that, the resist mask is removed.

【0012】次いで、図4の(3)に示すように、第2
の層間絶縁膜114に配線溝を形成するために用いるレ
ジストマスク131を形成する。その際、ビアホール1
16の内部にもレジストマスク131が形成される。そ
の後、通常のリソグラフィー技術を用いて、このレジス
トマスク131に配線溝を形成するための開口部132
を形成する。
Next, as shown in FIG.
A resist mask 131 used to form a wiring groove in the interlayer insulating film 114 is formed. At that time, via hole 1
A resist mask 131 is also formed inside 16. Thereafter, an opening 132 for forming a wiring groove in the resist mask 131 is formed using a normal lithography technique.
To form

【0013】図4の(4)に示すように、上記レジスト
マスク131〔前記図4の(3)参照〕を用いて第2の
層間絶縁膜114をエッチングし、配線溝115を形成
する。その後、レジストマスク131を除去する。それ
によって、再びビアホール116が開口される。
As shown in FIG. 4 (4), the second interlayer insulating film 114 is etched using the resist mask 131 (see FIG. 4 (3)) to form a wiring groove 115. After that, the resist mask 131 is removed. Thereby, the via hole 116 is opened again.

【0014】次いで図4の(5)に示すように、第2、
第1の層間絶縁膜114,112をエッチングマスクに
用いて、ビアホール116の底部に露出しているパッシ
ベーション膜111をエッチングする。このとき、同種
の材料である窒化シリコンで形成されているエッチング
ストッパ層113も第2の層間絶縁膜114をエッチン
グマスクにして同時に除去される。
Next, as shown in FIG.
Using the first interlayer insulating films 114 and 112 as an etching mask, the passivation film 111 exposed at the bottom of the via hole 116 is etched. At this time, the etching stopper layer 113 formed of the same kind of material, silicon nitride, is also removed at the same time using the second interlayer insulating film 114 as an etching mask.

【0015】次に、従来例3を、図5に示す製造工程断
面図によって説明する。
Next, a third conventional example will be described with reference to a sectional view of a manufacturing process shown in FIG.

【0016】図5の(1)に示すように、トランジス
タ、配線等が形成された基板110に配線材料を拡散さ
せない材料からなる薄いパッシベーション膜111を窒
化シリコン膜や炭化シリコン膜で形成した後、ビアホー
ルおよび配線溝が形成される層間絶縁膜112を1.0
0μmの厚さの酸化シリコン膜で形成する。
As shown in FIG. 5A, after a thin passivation film 111 made of a material that does not diffuse a wiring material is formed of a silicon nitride film or a silicon carbide film on a substrate 110 on which transistors, wirings and the like are formed. The interlayer insulating film 112 where via holes and wiring grooves are formed is 1.0
It is formed of a silicon oxide film having a thickness of 0 μm.

【0017】次いで図5の(2)に示すように、ビアホ
ールパターンを形成するために用いるレジストマスク
(図示せず)を形成し、それをエッチングマスクに用い
たエッチングにより、層間絶縁膜112をエッチングし
て、ビアホール116を形成する。その後、レジストマ
スクを除去する。
Next, as shown in FIG. 5B, a resist mask (not shown) used for forming a via hole pattern is formed, and the interlayer insulating film 112 is etched by using the resist mask as an etching mask. Thus, a via hole 116 is formed. After that, the resist mask is removed.

【0018】続いて図5の(3)に示すように、層間絶
縁膜112に配線溝を形成するために用いるレジストマ
スク131を形成する。その際、ビアホール116の内
部にもレジストマスク131が形成される。その後、通
常のリソグラフィー技術を用いて、このレジストマスク
131に配線溝を形成するための開口部132を形成す
る。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, a resist mask 131 used for forming a wiring groove in the interlayer insulating film 112 is formed. At this time, a resist mask 131 is also formed inside the via hole 116. Thereafter, an opening 132 for forming a wiring groove is formed in the resist mask 131 by using a normal lithography technique.

【0019】続いて図5の(4)に示すように、上記レ
ジストマスク131〔前記図5の(3)参照〕を用いて
層間絶縁膜112を途中までエッチングし、層間絶縁膜
112の上部に500nmの深さの配線溝115を形成
する。その後、レジストマスク131を除去する。それ
によって、ビアホール116が再び開口される。
Subsequently, as shown in FIG. 5D, the interlayer insulating film 112 is partially etched by using the resist mask 131 (see FIG. 5C). A wiring groove 115 having a depth of 500 nm is formed. After that, the resist mask 131 is removed. Thereby, the via hole 116 is opened again.

【0020】その後図5の(5)に示すように、層間絶
縁膜112をエッチングマスクに用いて、ビアホール1
16の底部に露出しているパッシベーション膜111を
エッチングする。
Thereafter, as shown in FIG. 5 (5), the via hole 1 is formed using the interlayer insulating film 112 as an etching mask.
The passivation film 111 exposed at the bottom of 16 is etched.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記説
明した第1の従来例では、配線溝を形成した後、ビアホ
ールを形成してさらにオーバエッチングを行うので、配
線溝の底部のエッチングストッパ層に加わるオーバエッ
チング量が大きくなる。そのため、そのオーバエッチン
グ量に対してエッチングストッパ層が十分に大きいエッ
チング選択性を得ることが難しくなっている。例えば、
配線溝底にエッチングストッパ層の厚さに換算し500
nm以上のオーバエッチングを加える必要があるのに対
してエッチングストッパ層の厚さは100nmであり、
しかもエッチングストッパ層の選択比は5以上必要であ
り、さらにプロセスマージンを考慮すると10以上が必
要となる。そのため、ビアホールをエッチングしている
ときにエッチングストッパ層を突き抜けてしまい、配線
溝やビアホールを正確に作製することが難しい。そこで
エッチングストッパ層の突き抜けを防止するためにエッ
チングストッパ層を厚く形成すると、窒化シリコン膜の
誘電率が高いために信号伝達遅延が大きくなり、半導体
装置の動作速度が低下することになる。
However, in the first conventional example described above, after the wiring groove is formed, a via hole is formed and further over-etching is performed, so that the etching is applied to the etching stopper layer at the bottom of the wiring groove. The amount of over-etching increases. Therefore, it is difficult to make the etching stopper layer sufficiently large in etching selectivity with respect to the over-etching amount. For example,
500 converted to the thickness of the etching stopper layer at the bottom of the wiring groove
The thickness of the etching stopper layer is 100 nm, while it is necessary to add over-etching of
Moreover, the selectivity of the etching stopper layer needs to be 5 or more, and further needs to be 10 or more in consideration of the process margin. Therefore, when etching the via hole, it penetrates through the etching stopper layer, and it is difficult to accurately form a wiring groove or a via hole. Therefore, if the etching stopper layer is formed thick to prevent the etching stopper layer from penetrating, the signal transmission delay increases due to the high dielectric constant of the silicon nitride film, and the operation speed of the semiconductor device decreases.

【0022】上記説明した第2の従来例では、第2層間
絶縁膜、エッチングストッパ層および第1の層間絶縁膜
にビアホールを形成する工程において、そのビアホール
のアスペクト比が非常に高くなるため、エッチングが難
しくなる。また、配線溝を形成するためのレジストマス
クを形成する工程においては、レジストマスクを形成す
る面に深いビアホールが形成されているため、ビアホー
ルに反射防止材料やレジスト材料が埋まってしまうの
で、レジストマスクを形成することが困難になる。この
ため、加工不良が発生する。さらにレジストマスクが正
常に形成されたとしても、凹凸のある面にリソグラフィ
ーを行う必要があるため、高NAの露光装置を使うこと
が困難となるので、微細な配線溝パターンを形成するこ
とが困難となる。
In the second conventional example described above, in the step of forming a via hole in the second interlayer insulating film, the etching stopper layer and the first interlayer insulating film, the aspect ratio of the via hole becomes extremely high, so that etching is performed. Becomes difficult. In the step of forming a resist mask for forming a wiring groove, since a deep via hole is formed on a surface on which the resist mask is formed, an antireflection material or a resist material is buried in the via hole. Is difficult to form. For this reason, processing defects occur. Furthermore, even if the resist mask is formed normally, it is difficult to use a high NA exposure apparatus because lithography must be performed on the uneven surface, so it is difficult to form a fine wiring groove pattern. Becomes

【0023】上記説明した第3の従来例では、前記第2
の従来例と同様に、層間絶縁膜にビアホールを形成する
工程において、そのビアホールのアスペクト比が非常に
高くなるため、エッチングが難しくなる。また、配線溝
を形成するためのレジストマスクを形成する工程におい
ては、レジストマスクを形成する面に深いビアホールが
形成されているため、ビアホールに反射防止材料やレジ
スト材料が埋まってしまうので、レジストマスクを形成
することが困難になる。このため、加工不良が発生す
る。さらにレジストマスクが正常に形成されたとして
も、凹凸のある面にリソグラフィーを行う必要があるた
め、高NAの露光装置を使うことが困難となるので、微
細な配線溝パターンを形成することが困難となる。
In the third conventional example described above, the second
As in the conventional example, in the step of forming a via hole in the interlayer insulating film, the via hole has an extremely high aspect ratio, so that etching becomes difficult. In the step of forming a resist mask for forming a wiring groove, since a deep via hole is formed on a surface on which the resist mask is formed, an antireflection material or a resist material is buried in the via hole. Is difficult to form. For this reason, processing defects occur. Furthermore, even if the resist mask is formed normally, it is difficult to use a high NA exposure apparatus because lithography must be performed on the uneven surface, so it is difficult to form a fine wiring groove pattern. Becomes

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた半導体装置の製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method for manufacturing a semiconductor device which has been made to solve the above-mentioned problems.

【0025】第1の半導体装置の製造方法は、基板上
に、第1の酸化シリコン系材料からなる第1の層間絶縁
膜と、前記第1の酸化シリコン系材料に対してエッチン
グ選択性を有する材料からなるエッチングストッパ層
と、第2の酸化シリコン系材料からなる第2の層間絶縁
膜と、前記第2の酸化シリコン系材料に対してエッチン
グ選択性を有する材料からなるマスク層とを順に形成す
る工程と、前記マスク層に配線溝を形成するための配線
溝パターンを形成する工程と、前記配線溝パターンに少
なくともかかるように前記第2の層間絶縁膜および前記
エッチングストッパ層に接続孔を開口する工程と、前記
マスク層をエッチングマスクに用いて前記第2の層間絶
縁膜に配線溝を形成するとともに前記エッチングストッ
パ層をエッチングマスクに用いて前記第1の層間絶縁膜
に接続孔を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方
法である。
According to the first method of manufacturing a semiconductor device, a first interlayer insulating film made of a first silicon oxide-based material is formed on a substrate and has an etching selectivity with respect to the first silicon oxide-based material. An etching stopper layer made of a material, a second interlayer insulating film made of a second silicon oxide-based material, and a mask layer made of a material having an etching selectivity with respect to the second silicon oxide-based material are sequentially formed. Forming a wiring groove pattern for forming a wiring groove in the mask layer; and opening a connection hole in the second interlayer insulating film and the etching stopper layer so as to cover at least the wiring groove pattern. Forming a wiring groove in the second interlayer insulating film using the mask layer as an etching mask, and etching the etching stopper layer. A method for manufacturing a semiconductor device comprising the step of forming a connection hole in the first interlayer insulating film by using the.

【0026】上記第1の半導体装置の製造方法では、配
線溝を形成する工程において、配線溝を形成すると同時
に接続孔も形成されるので、配線溝の底部のエッチング
ストッパ層に加わるオーバエッチング量は少なくてす
む。そのため、そのオーバエッチング量に対して、エッ
チングストッパ層は、例えばエッチング選択比が5程度
の膜で形成されていれば100nm程度の薄い膜厚で十
分なエッチング選択性が得られる。
In the first method of manufacturing a semiconductor device, in the step of forming the wiring groove, the connection hole is formed simultaneously with the formation of the wiring groove. Therefore, the amount of overetching applied to the etching stopper layer at the bottom of the wiring groove is reduced. I need less. Therefore, if the etching stopper layer is formed of a film having an etching selectivity of about 5 with respect to the over-etching amount, a sufficient etching selectivity can be obtained with a thin film thickness of about 100 nm.

【0027】また、接続孔を形成する工程においては、
アスペクト比の高い接続孔を形成しないため、接続孔を
形成するためのエッチングが容易になる。また、配線溝
を形成するためのレジストマスクを形成する工程におい
ては、レジストマスクは段差の小さいマスク層上に形成
されるため、レジストマスクは高精度に形成され、さら
に高NAの露光装置を使うことが可能となるので、微細
な配線溝パターンの形成が容易になる。
In the step of forming a connection hole,
Since a connection hole having a high aspect ratio is not formed, etching for forming the connection hole becomes easy. In the step of forming a resist mask for forming a wiring groove, the resist mask is formed on a mask layer having a small step, so that the resist mask is formed with high precision and a high NA exposure apparatus is used. Therefore, it is easy to form a fine wiring groove pattern.

【0028】第2の半導体装置の製造方法では、基板上
に、酸化シリコン系材料からなる層間絶縁膜と、前記酸
化シリコン系材料に対してエッチング選択性を有する材
料からなるマスク層とを順に形成する工程と、前記マス
ク層に配線溝を形成するための配線溝パターンを開口す
る工程と、前記配線溝パターンに少なくともかかるよう
に前記層間絶縁膜の途中まで接続孔パターンを形成する
工程と、前記マスク層をエッチングマスクに用いて前記
層間絶縁膜の上部に配線溝を形成するとともに前記接続
孔パターンを延長形成して前記層間絶縁膜を貫通する接
続孔を形成する工程とを備えた半導体装置の製造方法で
ある。
In the second method of manufacturing a semiconductor device, an interlayer insulating film made of a silicon oxide material and a mask layer made of a material having an etching selectivity with respect to the silicon oxide material are sequentially formed on a substrate. Performing a step of opening a wiring groove pattern for forming a wiring groove in the mask layer; forming a connection hole pattern at least halfway through the interlayer insulating film so as to cover the wiring groove pattern; Forming a wiring groove on the interlayer insulating film using a mask layer as an etching mask and extending the connection hole pattern to form a connection hole penetrating the interlayer insulating film. It is a manufacturing method.

【0029】上記第2の半導体装置の製造方法では、エ
ッチングストッパ層を用いずに、予め層間絶縁膜に接続
孔の上部となる接続孔パターンを形成しておき、その後
配線溝を形成すると同時に接続孔パターンを延長形成し
て接続孔を完成させるので、配線溝の形成時に接続孔の
底部のオーバエッチングが行われる。そのため、配線溝
の突き抜けが起こることはない。
In the second method for manufacturing a semiconductor device, a connection hole pattern which is to be an upper portion of the connection hole is formed in advance in the interlayer insulating film without using the etching stopper layer, and then the wiring groove is formed and the connection is formed simultaneously. Since the connection pattern is completed by extending the hole pattern, the bottom of the connection hole is over-etched when the wiring groove is formed. Therefore, the penetration of the wiring groove does not occur.

【0030】また、接続孔を形成する工程においては、
アスペクト比の高い接続孔を形成しないため、接続孔を
形成するためのエッチングが容易になる。また、配線溝
を形成するためのレジストマスクを形成する工程におい
ては、レジストマスクが段差の小さいマスク層上に形成
されるため、レジストマスクは高精度に形成され、さら
に高NAの露光装置を使うことが可能となるので、微細
な配線溝パターンの形成が容易になる。
In the step of forming the connection hole,
Since a connection hole having a high aspect ratio is not formed, etching for forming the connection hole becomes easy. In the step of forming a resist mask for forming a wiring groove, the resist mask is formed on a mask layer having a small step, so that the resist mask is formed with high precision and a high NA exposure apparatus is used. Therefore, it is easy to form a fine wiring groove pattern.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】本発明の第1の製造方法に係る実
施の形態の一例を、図1の製造工程断面図によって説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of an embodiment according to a first manufacturing method of the present invention will be described with reference to a manufacturing process sectional view of FIG.

【0032】図1の(1)に示すように、一例として、
半導体基板にトランジスタ等の半導体素子を形成し、さ
らに配線、絶縁膜等を形成して基板10が構成されてい
る。この基板10の最上層にはパッシベーション膜11
が、例えば、配線材料を拡散させないような材料である
窒化シリコン膜や炭化シリコン膜で50nm程度の厚さ
に形成されている。
As shown in FIG. 1A, as an example,
A substrate 10 is formed by forming a semiconductor element such as a transistor on a semiconductor substrate and further forming a wiring, an insulating film and the like. A passivation film 11 is formed on the uppermost layer of the substrate 10.
However, for example, a silicon nitride film or a silicon carbide film, which is a material that does not diffuse the wiring material, is formed to a thickness of about 50 nm.

【0033】その後順に、接続孔(以下、ビアホールと
して説明する)が形成される第1の層間絶縁膜12を第
1の酸化シリコン系の材料として例えば酸化シリコン
(SiO2 )膜を500nmの厚さに形成し、エッチン
グストッパ層13を例えば窒化シリコン膜で50nmの
厚さに形成し、配線が形成される第2の層間絶縁膜14
を第2の酸化シリコン系の材料として例えば酸化シリコ
ン(SiO2 )膜で450nmの厚さに形成し、マスク
層15を例えば窒化シリコン膜で100nmの厚さに形
成する。
Thereafter, the first interlayer insulating film 12 in which a connection hole (hereinafter, referred to as a via hole) is formed is used as a first silicon oxide-based material, for example, a silicon oxide (SiO 2 ) film having a thickness of 500 nm. And an etching stopper layer 13 formed of, for example, a silicon nitride film to a thickness of 50 nm, and a second interlayer insulating film 14 on which wiring is formed.
Is formed as a second silicon oxide-based material with a thickness of, for example, 450 nm using a silicon oxide (SiO 2 ) film, and the mask layer 15 is formed with a thickness of, for example, 100 nm with a silicon nitride film.

【0034】次いで、通常のレジスト塗布工程およびリ
ソグラフィー工程を行って、上記マスク層15上に配線
溝を形成するために用いるレジストマスク31を形成す
る。このレジストマスク31には配線溝を形成するため
の開口部32を形成しておく。
Next, a normal resist coating process and a lithography process are performed to form a resist mask 31 used for forming a wiring groove on the mask layer 15. An opening 32 for forming a wiring groove is formed in the resist mask 31.

【0035】続いて、図1の(2)に示すように、上記
レジストマスク31〔図1の(1)参照〕を用いてマス
ク層15をエッチングし、配線溝パターン16を開口す
る。このエッチングでは、通常の平行平板型プラズマエ
ッチング装置を用い、エッチングガスにはトリフルオロ
メタン(CHF3 )とアルゴン(Ar)と酸素(O2
とを用いた。また基板温度は0℃とした。その後、レジ
ストマスク31〔前記図1の(1)参照〕を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 1B, the mask layer 15 is etched using the resist mask 31 [see FIG. 1A] to open the wiring groove pattern 16. In this etching, an ordinary parallel plate type plasma etching apparatus is used, and trifluoromethane (CHF 3 ), argon (Ar), and oxygen (O 2 ) are used as an etching gas.
And were used. The substrate temperature was 0 ° C. After that, the resist mask 31 (see FIG. 1A) is removed.

【0036】次に、図1の(3)に示すように、再び、
通常のレジスト塗布工程およびリソグラフィー工程を行
って、マスク層15および配線溝パターン16上にビア
ホールを形成するために用いるレジストマスク33を形
成する。このレジストマスク33にはビアホールを形成
するための開口部34を配線溝パターン16に少なくと
もかかるように形成しておく。
Next, as shown in FIG.
A normal resist coating step and a lithography step are performed to form a resist mask 33 used to form a via hole on the mask layer 15 and the wiring groove pattern 16. An opening 34 for forming a via hole is formed in the resist mask 33 so as to cover at least the wiring groove pattern 16.

【0037】次いで、図1の(4)に示すように、上記
レジストマスク33〔前記図1の(3)参照〕を用いて
第2の層間絶縁膜14をエッチングし、接続孔パターン
(以下、ビアホールパターンとして説明する)17を形
成する。このエッチングでは、通常の平行平板型プラズ
マエッチング装置を用い、エッチングガスにはオクタフ
ルオロシクロブタン(C4 8 )とアルゴン(Ar)と
酸素(O2 )とを用いた。また基板温度は0℃とした。
Next, as shown in FIG. 1D, the second interlayer insulating film 14 is etched using the resist mask 33 [see FIG. 17 (described as a via hole pattern) is formed. In this etching, an ordinary parallel plate type plasma etching apparatus was used, and octafluorocyclobutane (C 4 F 8 ), argon (Ar), and oxygen (O 2 ) were used as an etching gas. The substrate temperature was 0 ° C.

【0038】続いて、上記エッチングをさらに進めて、
エッチングストッパ層13をエッチングして、ビアホー
ルパターン17を延長する。このエッチングでは、通常
の平行平板型プラズマエッチング装置を用い、エッチン
グガスにはトリフルオロメタン(CHF3 )とアルゴン
(Ar)と酸素(O2 )とを用いた。また基板温度は0
℃に設定した。その後、レジストマスク33〔前記図1
の(3)参照〕を除去する。
Subsequently, the above etching is further advanced,
The via hole pattern 17 is extended by etching the etching stopper layer 13. In this etching, an ordinary parallel plate type plasma etching apparatus was used, and trifluoromethane (CHF 3 ), argon (Ar), and oxygen (O 2 ) were used as an etching gas. The substrate temperature is 0
Set to ° C. Thereafter, a resist mask 33 [see FIG.
(3)) is removed.

【0039】次いで、図1の(5)に示すように、マス
ク層15をエッチングマスクに用いて酸化シリコンから
なる第2の層間絶縁膜14をエッチングして配線溝18
を形成する。さらにエッチングストッパ層13をエッチ
ングマスクに用いて酸化シリコンからなる第1の層間絶
縁膜12をエッチングしてビアホール19を形成する。
このエッチング条件は、前記図1の(4)によって説明
した酸化シリコンのエッチング条件と同様とした。
Next, as shown in FIG. 1 (5), the second interlayer insulating film 14 made of silicon oxide is etched using the mask layer 15 as an etching mask to form a wiring groove 18.
To form Further, using the etching stopper layer 13 as an etching mask, the first interlayer insulating film 12 made of silicon oxide is etched to form a via hole 19.
The etching conditions were the same as the etching conditions for silicon oxide described with reference to FIG.

【0040】その後、図1の(6)に示すように、ビア
ホール19の底部に露出しているパッシベーション膜1
1をエッチングする。このとき、同種の材料で形成され
ているマスク層15〔前記図1の(4)参照〕およびエ
ッチングストッパ層13もエッチングされて除去され
る。このエッチングでは、窒化シリコン膜が選択的に異
方性エッチングされるように、通常の高密度プラズマエ
ッチング装置を用い、エッチングガスにサルファーヘキ
サフルオライド(SF6 )を用いた。また基板温度は0
℃とした。その結果、第2の層間絶縁膜14およびエッ
チングストッパ層13に配線溝18が形成され、その配
線溝18の底部に連続して第1の層間絶縁膜12および
パッシベーション膜11にビアホール19が形成され
る。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (6), the passivation film 1 exposed at the bottom of the via hole 19 is formed.
1 is etched. At this time, the mask layer 15 (see (4) in FIG. 1) and the etching stopper layer 13 made of the same material are also etched and removed. In this etching, an ordinary high-density plasma etching apparatus was used, and sulfur hexafluoride (SF 6 ) was used as an etching gas so that the silicon nitride film was selectively anisotropically etched. The substrate temperature is 0
° C. As a result, a wiring groove 18 is formed in the second interlayer insulating film 14 and the etching stopper layer 13, and a via hole 19 is formed in the first interlayer insulating film 12 and the passivation film 11 continuously at the bottom of the wiring groove 18. You.

【0041】上記第1、第2の層間絶縁膜12,14に
は、酸化シリコン(SiO2 )膜を用いたが、例えば酸
フッ化シリコン(SiOF)を用いることも可能であ
る。
Although a silicon oxide (SiO 2 ) film is used for the first and second interlayer insulating films 12 and 14, for example, silicon oxyfluoride (SiOF) may be used.

【0042】上記マスク層15は、窒化シリコン膜で形
成したが、窒化チタン膜等の高融点金属もしくは高融点
金属化合物膜で形成することも可能である。すなわち、
酸化シリコン系の材料に対してエッチング選択性を有す
る材料であれば、いかなる材料も用いることができる
が、好ましくは光学的アライメントが可能な光透過性の
膜がよい。
Although the mask layer 15 is formed of a silicon nitride film, it may be formed of a high melting point metal such as a titanium nitride film or a high melting point metal compound film. That is,
Any material can be used as long as it has etching selectivity with respect to a silicon oxide-based material, but a light-transmitting film that can be optically aligned is preferable.

【0043】上記第1の半導体装置の製造方法では、配
線溝18を形成する工程において、配線溝18を形成す
ると同時にビアホール19(接続孔)も形成されるの
で、配線溝18の底部のエッチングストッパ層13に加
わるオーバエッチング量は少なくてすむ。そのため、そ
のオーバエッチング量に対してエッチングストッパ層1
3は、例えばエッチング選択比が5程度の膜で形成され
ていれば100nm程度の薄い膜厚で十分なエッチング
選択性が得られる。
In the first method for manufacturing a semiconductor device, in the step of forming the wiring groove 18, the via hole 19 (connection hole) is formed simultaneously with the formation of the wiring groove 18, so that the etching stopper at the bottom of the wiring groove 18 is formed. The amount of over-etching applied to the layer 13 can be small. Therefore, the etching stopper layer 1 is
For example, if the film 3 is formed of a film having an etching selectivity of about 5, a sufficient etching selectivity can be obtained with a thin film thickness of about 100 nm.

【0044】また、ビアホール19を形成する工程にお
いては、アスペクト比の高いビアホール19を形成しな
いため、ビアホール19を形成するためのエッチングが
容易になる。また、配線溝18を形成するためのレジス
トマスク33を形成する工程においては、レジストマス
ク33が段差の小さいマスク層15上に形成されるた
め、レジストマスク33は高精度に形成され、さらに高
NAの露光装置を使うことが可能となるので、微細な配
線溝パターン16の形成が容易になる。
In the step of forming the via hole 19, since the via hole 19 having a high aspect ratio is not formed, the etching for forming the via hole 19 becomes easy. Further, in the step of forming the resist mask 33 for forming the wiring groove 18, the resist mask 33 is formed on the mask layer 15 having a small step, so that the resist mask 33 is formed with high precision and further has a high NA. Therefore, the fine wiring groove pattern 16 can be easily formed.

【0045】上記第1の製造方法では、エッチングスト
ッパ層13が酸化シリコン系材料に対してエッチング選
択性を有する材料で形成されていることから、配線溝1
8を形成した際に、エッチングストッパ層13を突き抜
けるようなエッチングにはならない。また、高アスペク
ト比のビアホールを形成する必要がなく、リソグラフィ
ー工程を段差の小さい面で行うことができる。
In the first manufacturing method, since the etching stopper layer 13 is formed of a material having etching selectivity with respect to the silicon oxide-based material, the wiring trench 1 is formed.
When 8 is formed, the etching does not penetrate the etching stopper layer 13. Further, there is no need to form a via hole having a high aspect ratio, and the lithography step can be performed on a surface having a small step.

【0046】上記マスク層15に配線溝パターン16を
形成した後にレジストマスク33にビアホールパターン
を形成するための開口部34を形成しているので、たと
え配線溝パターン16より開口部34がはみ出して形成
されても、マスク層15がエッチングマスクとなってビ
アホールパターン17は配線溝パターン16よりはみ出
して形成されないので、配線溝18よりビアホール19
がはみ出して形成されることはない。
Since the opening 34 for forming the via hole pattern is formed in the resist mask 33 after the formation of the wiring groove pattern 16 in the mask layer 15, the opening 34 protrudes from the wiring groove pattern 16. However, the via hole pattern 17 does not protrude from the wiring groove pattern 16 because the mask layer 15 serves as an etching mask.
It does not protrude and is not formed.

【0047】次に本発明の第2の製造方法に係る実施の
形態の一例を、図2の製造工程断面図によって説明す
る。なお、図2では、前記図1によって説明した構成部
品と同様のものには同一符号を付与する。
Next, an example of an embodiment according to the second manufacturing method of the present invention will be described with reference to a manufacturing process sectional view of FIG. In FIG. 2, the same components as those described with reference to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0048】図2の(1)に示すように、一例として、
半導体基板にトランジスタ等の半導体素子を形成し、さ
らに配線、絶縁膜等を形成して基板10が構成されてい
る。この基板10の最上層にはパッシベーション膜11
が、例えば、配線材料を拡散させないような材料である
窒化シリコン膜や炭化シリコン膜で50nm程度の厚さ
に形成されている。その後順に、接続孔(以下、ビアホ
ールとして説明する)が形成される層間絶縁膜41を酸
化シリコン系の材料として例えば酸化シリコン(SiO
2 )膜を1000nmの厚さに形成し、マスク層15を
例えば窒化シリコン膜で100nmの厚さに形成する。
As shown in FIG. 2A, as an example,
A substrate 10 is formed by forming a semiconductor element such as a transistor on a semiconductor substrate and further forming a wiring, an insulating film and the like. A passivation film 11 is formed on the uppermost layer of the substrate 10.
However, for example, a silicon nitride film or a silicon carbide film, which is a material that does not diffuse the wiring material, is formed to a thickness of about 50 nm. After that, the interlayer insulating film 41 in which a connection hole (hereinafter, referred to as a via hole) is formed is used as a silicon oxide-based material, for example, silicon oxide (SiO 2).
2 ) A film is formed with a thickness of 1000 nm, and the mask layer 15 is formed of, for example, a silicon nitride film with a thickness of 100 nm.

【0049】次いで、通常のレジスト塗布工程およびリ
ソグラフィー工程を行って、上記マスク層15上に配線
溝を形成するために用いるレジストマスク31を形成す
る。このレジストマスク31には配線溝を形成するため
の開口部32を形成しておく。
Next, a normal resist coating step and a lithography step are performed to form a resist mask 31 used for forming a wiring groove on the mask layer 15. An opening 32 for forming a wiring groove is formed in the resist mask 31.

【0050】続いて、図2の(2)に示すように、上記
レジストマスク31〔図2の(1)参照〕を用いてマス
ク層15をエッチングし、配線溝パターン16を開口す
る。このエッチングでは、通常の平行平板型プラズマエ
ッチング装置を用い、エッチングガスにはトリフルオロ
メタン(CHF3 )とアルゴン(Ar)と酸素(O2
とを用いた。また基板温度は0℃とした。その後、レジ
ストマスク31〔前記図2の(1)参照〕を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, the mask layer 15 is etched using the resist mask 31 (see FIG. 2A) to open the wiring groove pattern 16. In this etching, an ordinary parallel plate type plasma etching apparatus is used, and trifluoromethane (CHF 3 ), argon (Ar), and oxygen (O 2 ) are used as an etching gas.
And were used. The substrate temperature was 0 ° C. After that, the resist mask 31 (see FIG. 2A) is removed.

【0051】次に、図2の(3)に示すように、再び、
通常のレジスト塗布工程およびリソグラフィー工程を行
って、マスク層15および配線溝パターン16上にビア
ホールを形成するために用いるレジストマスク33を形
成する。このレジストマスク33にはビアホールを形成
するための開口部34を少なくとも配線溝パッシベーシ
ョン16にかかるように形成しておく。
Next, as shown in FIG.
A normal resist coating step and a lithography step are performed to form a resist mask 33 used to form a via hole on the mask layer 15 and the wiring groove pattern 16. In the resist mask 33, an opening 34 for forming a via hole is formed so as to cover at least the wiring groove passivation 16.

【0052】次いで、図2の(4)に示すように、上記
レジストマスク33〔図2の(3)参照〕をエッチング
マスク用いて層間絶縁膜41を途中まで、例えば深さが
750nmになるまでエッチングして接続孔パターン
(以下ビアホールパターンとして説明する)17を形成
する。このエッチングでは、エッチング時間によってエ
ッチング深さを制御した。通常の平行平板型プラズマエ
ッチング装置を用い、エッチングガスにはオクタフルオ
ロシクロブタン(C4 8 )とアルゴン(Ar)と酸素
(O2 )とを用いた。また基板温度は0℃とした。その
後、レジストマスク33を除去する。
Then, as shown in FIG. 2 (4), the interlayer insulating film 41 is partially applied, for example, to a depth of 750 nm using the resist mask 33 (see FIG. 2 (3)) as an etching mask. By etching, a connection hole pattern (hereinafter, referred to as a via hole pattern) 17 is formed. In this etching, the etching depth was controlled by the etching time. An ordinary parallel plate type plasma etching apparatus was used, and octafluorocyclobutane (C 4 F 8 ), argon (Ar), and oxygen (O 2 ) were used as an etching gas. The substrate temperature was 0 ° C. After that, the resist mask 33 is removed.

【0053】続いて、図2の(5)に示すように、マス
ク層15をエッチングマスクに用いて層間絶縁膜41の
途中まで、例えば深さが500nmになるまでエッチン
グして配線溝18を形成する。それとともに、ビアホー
ルパターン17〔図2の(4)参照〕を延長するように
エッチングしてビアホール19を形成する。このエッチ
ングでは、前記図2の(4)で説明した酸化シリコンの
エッチング条件と同様なる条件を用いた。
Subsequently, as shown in (5) of FIG. 2, using the mask layer 15 as an etching mask, the wiring groove 18 is formed by etching the interlayer insulating film 41 halfway, for example, to a depth of 500 nm. I do. At the same time, a via hole 19 is formed by etching so as to extend the via hole pattern 17 (see (4) in FIG. 2). In this etching, the same conditions as the etching conditions of silicon oxide described in FIG. 2D were used.

【0054】その後、図1の(6)に示すように、ビア
ホール19の底部に露出しているパッシベーション膜1
1をエッチングする。このとき、同種の材料で形成され
ているマスク層15〔図2の(5)参照〕もエッチング
されて除去される。このエッチングでは、窒化シリコン
膜が選択的に異方性エッチングされるように、通常の高
密度プラズマエッチング装置を用い、エッチングガスに
サルファーヘキサフルオライド(SF6 )を用いた。ま
た基板温度は0℃とした。その結果、層間絶縁膜41の
上部に配線溝18が形成され、その配線溝18の底部に
連続して層間絶縁膜41の下部およびパッシベーション
膜11にビアホール19が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (6), the passivation film 1 exposed at the bottom of the via hole 19 is formed.
1 is etched. At this time, the mask layer 15 (see (5) in FIG. 2) formed of the same kind of material is also removed by etching. In this etching, an ordinary high-density plasma etching apparatus was used, and sulfur hexafluoride (SF 6 ) was used as an etching gas so that the silicon nitride film was selectively anisotropically etched. The substrate temperature was 0 ° C. As a result, the wiring groove 18 is formed above the interlayer insulating film 41, and the via hole 19 is formed below the interlayer insulating film 41 and in the passivation film 11 continuously at the bottom of the wiring groove 18.

【0055】上記層間絶縁膜41には、酸化シリコン
(SiO2 )膜を用いたが、例えば酸フッ化シリコン
(SiOF)を用いることも可能である。
Although the silicon oxide (SiO 2 ) film is used for the interlayer insulating film 41, for example, silicon oxyfluoride (SiOF) can be used.

【0056】上記マスク層15は、窒化シリコン膜で形
成したが、窒化チタン膜等の高融点金属もしくは高融点
金属化合物膜で形成することも可能である。すなわち、
酸化シリコン系の材料に対してエッチング選択性を有す
る材料であれば、いかなる材料も用いることができる
が、好ましくは光学的アライメントが可能な光透過性の
膜がよい。
The mask layer 15 is formed of a silicon nitride film, but may be formed of a high melting point metal such as a titanium nitride film or a high melting point metal compound film. That is,
Any material can be used as long as it has etching selectivity with respect to a silicon oxide-based material, but a light-transmitting film that can be optically aligned is preferable.

【0057】上記第2の半導体装置の製造方法では、エ
ッチングストッパ層を用いずに、予め層間絶縁膜13に
ビアホールパターン17を形成することによりビアホー
ル19の上部を形成しておき、その後配線溝18を形成
すると同時にビアホールパターンを延長形成してビアホ
ール19を完成させるので、配線溝18の形成時にビア
ホール19の底部のオーバエッチングが行われる。その
ため、配線溝18の突き抜けが起こることはない。
In the second method for manufacturing a semiconductor device, the upper portion of the via hole 19 is formed by forming a via hole pattern 17 in the interlayer insulating film 13 in advance without using an etching stopper layer. Is formed at the same time as the via hole pattern is extended to complete the via hole 19, so that the bottom of the via hole 19 is over-etched when the wiring groove 18 is formed. Therefore, the wiring groove 18 does not penetrate.

【0058】また、ビアホール19を形成する工程にお
いては、アスペクト比の高いビアホール19を形成しな
いため、ビアホール19を形成するためのエッチングが
容易になる。また、配線溝18を形成するためのレジス
トマスク33を形成する工程においては、レジストマス
ク33が段差の小さいマスク層15上に形成されるた
め、レジストマスク33は高精度に形成され、さらに高
NAの露光装置を使うことが可能となるので、微細な配
線溝パターン16の形成が容易になる。
In the step of forming the via hole 19, since the via hole 19 having a high aspect ratio is not formed, the etching for forming the via hole 19 becomes easy. Further, in the step of forming the resist mask 33 for forming the wiring groove 18, the resist mask 33 is formed on the mask layer 15 having a small step, so that the resist mask 33 is formed with high precision and further has a high NA. Therefore, the fine wiring groove pattern 16 can be easily formed.

【0059】上記第2の製造方法では、第1の製造方法
で用いた窒化シリコンからなるエッチングストッパ層を
用いないので、第1の製造方法で形成される半導体装置
よりも層間絶縁膜が低誘電率になる。そのため、信号伝
達速度の速い配線が形成される。またリソグラフィー工
程の前では、高アスペクト比のホールを形成する必要が
ないので、リソグラフィー工程をほぼ平坦な面で行うこ
とができる。
In the second manufacturing method, since the etching stopper layer made of silicon nitride used in the first manufacturing method is not used, the interlayer insulating film has a lower dielectric constant than the semiconductor device formed by the first manufacturing method. Rate. Therefore, a wiring with a high signal transmission speed is formed. In addition, since it is not necessary to form a hole having a high aspect ratio before the lithography step, the lithography step can be performed on a substantially flat surface.

【0060】上記マスク層15に配線溝パターン16を
形成した後にレジストマスク33にビアホールパターン
を形成するための開口部34を形成しているので、たと
え配線溝パターン16より開口部34がはみ出して形成
されても、マスク層15がエッチングマスクとなってビ
アホールパターン17は配線溝パターン16よりはみ出
して形成されないので、配線溝18よりビアホール19
がはみ出して形成されることはない。
Since the opening 34 for forming the via hole pattern is formed in the resist mask 33 after the formation of the wiring groove pattern 16 in the mask layer 15, the opening 34 protrudes from the wiring groove pattern 16. However, the via hole pattern 17 does not protrude from the wiring groove pattern 16 because the mask layer 15 serves as an etching mask.
It does not protrude and is not formed.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の第1の製
造方法によれば、配線溝を形成すると同時に接続孔も形
成するので、配線溝の底部のエッチングストッパ層に加
わるオーバエッチング量を少なくすることができる。そ
のため、接続孔を形成するエッチングを行っているとき
に配線溝がエッチングストッパ層を突き抜けることがな
いので、配線溝や接続孔を正確に作製することができ
る。また、エッチングストッパ層を薄く形成することが
できるので、エッチング選択性を有する誘電率の高い材
料を用いても、信号伝達遅延が大きくなることもなく、
半導体装置の動作速度に大きな影響を及ぼすこともな
い。また、アスペクト比の高い接続孔を形成しないた
め、接続孔を形成するためのエッチングが容易になる。
また、配線溝を形成するためのレジストマスクを段差の
小さいマスク層上に形成するため、レジストマスクを高
精度に形成することができ、さらに高NAの露光装置を
使うことが可能となるので、微細な配線溝パターンを容
易に形成することができる。よって、加工不良を防止す
ることができ、歩留まりを向上させることができる。
As described above, according to the first manufacturing method of the present invention, since the connection hole is formed simultaneously with the formation of the wiring groove, the amount of overetching applied to the etching stopper layer at the bottom of the wiring groove can be reduced. Can be reduced. Therefore, since the wiring groove does not penetrate the etching stopper layer during the etching for forming the connection hole, the wiring groove and the connection hole can be accurately manufactured. Further, since the etching stopper layer can be formed thin, a signal transmission delay does not increase even if a material having a high dielectric constant having etching selectivity is used.
There is no significant effect on the operation speed of the semiconductor device. Further, since a connection hole having a high aspect ratio is not formed, etching for forming the connection hole becomes easy.
In addition, since a resist mask for forming a wiring groove is formed on a mask layer having a small step, the resist mask can be formed with high precision, and a high NA exposure apparatus can be used. A fine wiring groove pattern can be easily formed. Therefore, processing defects can be prevented, and the yield can be improved.

【0062】本発明の第2の製造方法によれば、エッチ
ングストッパ層を用いずに、予め層間絶縁膜に接続孔の
上部を形成しておき、その後配線溝を形成すると同時に
接続孔を完成させている。しかも、配線溝の形成時に接
続孔の底部のオーバエッチングが行われるので、配線溝
の突き抜けを起こさずに接続孔を形成することができ
る。また、接続孔を2段階に分けて形成しているので、
高アスペクト比のエッチング加工を行う必要がないの
で、高精度なエッチング加工を行うことができる。さら
に配線溝を形成するためのレジストマスクを段差の小さ
いマスク層上に形成することができるため、レジストマ
スクを高精度に形成することができ、さらに高NAの露
光装置を使うことが可能となるので、微細な配線溝パタ
ーンを容易に形成する形成することができる。よって、
加工不良を防止することができ、歩留まりを向上させる
ことができる。
According to the second manufacturing method of the present invention, the upper portion of the connection hole is previously formed in the interlayer insulating film without using the etching stopper layer, and then the wiring groove is formed and the connection hole is completed at the same time. ing. Moreover, since the bottom of the connection hole is over-etched when the wiring groove is formed, the connection hole can be formed without causing the wiring groove to penetrate. Also, since the connection holes are formed in two stages,
Since there is no need to perform etching with a high aspect ratio, highly accurate etching can be performed. Further, since a resist mask for forming a wiring groove can be formed on a mask layer having a small step, the resist mask can be formed with high precision, and a high NA exposure apparatus can be used. Therefore, a fine wiring groove pattern can be easily formed. Therefore,
Processing defects can be prevented, and the yield can be improved.

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

【図1】本発明の第1の製造方法に係る実施の形態を示
す製造工程断面図である。
FIG. 1 is a manufacturing process sectional view showing an embodiment according to a first manufacturing method of the present invention.

【図2】本発明の第2の製造方法に係る実施の形態を示
す製造工程断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process showing an embodiment according to a second manufacturing method of the present invention.

【図3】第1の従来例を示す製造工程断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a manufacturing process showing a first conventional example.

【図4】第2の従来例を示す製造工程断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a manufacturing process showing a second conventional example.

【図5】第3の従来例を示す製造工程断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a manufacturing process showing a third conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板、12…第1の層間絶縁膜、13…エッチン
グストッパ層、14…第2の層間絶縁膜、15…マスク
層、17…ビアホールパターン、18…配線溝、19…
ビアホール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... board | substrate, 12 ... 1st interlayer insulation film, 13 ... etching stopper layer, 14 ... 2nd interlayer insulation film, 15 ... mask layer, 17 ... via hole pattern, 18 ... wiring groove, 19 ...
Beer hall

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、第1の酸化シリコン系材料か
らなる第1の層間絶縁膜と、前記第1の酸化シリコン系
材料に対してエッチング選択性を有する材料からなるエ
ッチングストッパ層と、第2の酸化シリコン系材料から
なる第2の層間絶縁膜と、前記第2の酸化シリコン系材
料に対してエッチング選択性を有する材料からなるマス
ク層とを順に形成する工程と、 前記マスク層に配線溝を形成するための配線溝パターン
を開口する工程と、 前記配線溝パターンに少なくともかかるように前記第2
の層間絶縁膜および前記エッチングストッパ層に接続孔
を開口する工程と、 前記マスク層をエッチングマスクに用いて前記第2の層
間絶縁膜に配線溝を形成するとともに前記エッチングス
トッパ層をエッチングマスクに用いて前記第1の層間絶
縁膜に接続孔を形成する工程とを備えたことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
A first interlayer insulating film made of a first silicon oxide-based material, an etching stopper layer made of a material having an etching selectivity with respect to the first silicon oxide-based material, and Forming a second interlayer insulating film made of a second silicon oxide-based material and a mask layer made of a material having an etching selectivity with respect to the second silicon oxide-based material, Opening a wiring groove pattern for forming a wiring groove; and forming the second wiring groove pattern so as to cover at least the wiring groove pattern.
Forming a connection hole in the interlayer insulating film and the etching stopper layer, and forming a wiring groove in the second interlayer insulating film using the mask layer as an etching mask and using the etching stopper layer as an etching mask. Forming a connection hole in the first interlayer insulating film.
【請求項2】 基板上に、酸化シリコン系材料からなる
層間絶縁膜と、前記酸化シリコン系材料に対してエッチ
ング選択性を有する材料からなるマスク層とを順に形成
する工程と、 前記マスク層に配線溝を形成するための配線溝パターン
を開口する工程と、 前記配線溝パターンに少なくともかかるように前記層間
絶縁膜の途中まで接続孔パターンを形成する工程と、 前記マスク層をエッチングマスクに用いて前記層間絶縁
膜の上部に配線溝を形成するとともに前記接続孔パター
ンを延長形成して前記層間絶縁膜を貫通する接続孔を形
成する工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
A step of sequentially forming, on a substrate, an interlayer insulating film made of a silicon oxide-based material and a mask layer made of a material having an etching selectivity with respect to the silicon oxide-based material; A step of opening a wiring groove pattern for forming a wiring groove; a step of forming a connection hole pattern at least halfway through the interlayer insulating film so as to cover the wiring groove pattern; and using the mask layer as an etching mask. Forming a wiring groove above the interlayer insulating film and extending the connection hole pattern to form a connection hole penetrating the interlayer insulating film.
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