JP2001326278A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2001326278A JP2001326278A JP2000144249A JP2000144249A JP2001326278A JP 2001326278 A JP2001326278 A JP 2001326278A JP 2000144249 A JP2000144249 A JP 2000144249A JP 2000144249 A JP2000144249 A JP 2000144249A JP 2001326278 A JP2001326278 A JP 2001326278A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デュアルダマシンプロセスにおいて、配線溝
を形成する際に、溝用ストッパー膜のリング状の残渣を
形成することなく、配線材料の良好な埋込みを行うこと
のできる半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 レジストパターン１１をマスクとして、
上部層間絶縁膜７が溝用ストッパー膜６に対して、従来
よりさらに高選択な、エッチング選択比が１０以上の条
件でドライエッチングを行い、上部層間絶縁膜７を溝用
ストッパー膜６までエッチングして配線溝１２を形成す
る。
を形成する際に、溝用ストッパー膜のリング状の残渣を
形成することなく、配線材料の良好な埋込みを行うこと
のできる半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 レジストパターン１１をマスクとして、
上部層間絶縁膜７が溝用ストッパー膜６に対して、従来
よりさらに高選択な、エッチング選択比が１０以上の条
件でドライエッチングを行い、上部層間絶縁膜７を溝用
ストッパー膜６までエッチングして配線溝１２を形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置の製造
方法に関し、特にデュアルダマシンプロセスを用いた配
線の形成方法に関するものである。
方法に関し、特にデュアルダマシンプロセスを用いた配
線の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超大規模集積回路では、一般に三層以上
の金属配線を相互に接続する多層配線が用いられてい
る。多層配線では配線溝に金属膜を埋め込むことにより
配線を形成するデュアルダマシンプロセスが用いられる
場合が多い。
の金属配線を相互に接続する多層配線が用いられてい
る。多層配線では配線溝に金属膜を埋め込むことにより
配線を形成するデュアルダマシンプロセスが用いられる
場合が多い。
【０００３】図１２〜図１９は従来のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す工程断面図で
ある。図に従って順次説明を行う。まず、図１２に示す
ように、半導体基板１上に層間絶縁膜２を形成し、層間
絶縁膜２上に下部配線３を形成する。その後、下部配線
３を覆うように接続孔開口用ストッパー膜４を形成し、
さらに、下部層間絶縁膜５、溝用ストッパー膜６、上部
層間絶縁膜７を順次形成する。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す工程断面図で
ある。図に従って順次説明を行う。まず、図１２に示す
ように、半導体基板１上に層間絶縁膜２を形成し、層間
絶縁膜２上に下部配線３を形成する。その後、下部配線
３を覆うように接続孔開口用ストッパー膜４を形成し、
さらに、下部層間絶縁膜５、溝用ストッパー膜６、上部
層間絶縁膜７を順次形成する。
【０００４】この時、層間絶縁膜２、下部層間絶縁膜
５、上部層間絶縁膜７としてはプラズマＴＥＯＳ、ある
いはＣＶＤ−ＴＥＯＳ等の成膜方法を用いる。また、接
続孔開口用ストッパー膜４および溝用ストッパー膜６は
厚さ５０ｎｍ程度のプラズマ窒化膜を用いている。但
し、これらストッパー膜４、６は、プラズマ窒化膜に限
ることなく、下部層間絶縁膜５および上部層間絶縁膜７
に対して、エッチング選択比が１／５以下の絶縁膜であ
れば良い。
５、上部層間絶縁膜７としてはプラズマＴＥＯＳ、ある
いはＣＶＤ−ＴＥＯＳ等の成膜方法を用いる。また、接
続孔開口用ストッパー膜４および溝用ストッパー膜６は
厚さ５０ｎｍ程度のプラズマ窒化膜を用いている。但
し、これらストッパー膜４、６は、プラズマ窒化膜に限
ることなく、下部層間絶縁膜５および上部層間絶縁膜７
に対して、エッチング選択比が１／５以下の絶縁膜であ
れば良い。
【０００５】次に、図１３に示すように、上部層間絶縁
膜７上にレジストパターン８をパターニングし、レジス
トパターン８をマスクとして上部層間絶縁膜７、溝用ス
トッパー膜６、下部層間絶縁膜５を順次エッチングして
接続孔開口用ストッパー膜４に至る接続孔９を開口す
る。次に、図１４に示すように、レジストパターン８を
除去して接続孔９を完成する。
膜７上にレジストパターン８をパターニングし、レジス
トパターン８をマスクとして上部層間絶縁膜７、溝用ス
トッパー膜６、下部層間絶縁膜５を順次エッチングして
接続孔開口用ストッパー膜４に至る接続孔９を開口す
る。次に、図１４に示すように、レジストパターン８を
除去して接続孔９を完成する。
【０００６】次に、図１５に示すように、全面に有機化
合物１０、例えばフォトレジスト等を塗布した後、エッ
チバックを行って、接続孔９内に有機化合物１０を埋め
込む。この時、有機化合物１０は塗布することにより容
易に埋込むことができ、かつ、除去工程も増やすことな
く容易に除去することのできる物質であり、上部層間絶
縁膜７に対してエッチング選択比が１／２以下のものを
用いる。
合物１０、例えばフォトレジスト等を塗布した後、エッ
チバックを行って、接続孔９内に有機化合物１０を埋め
込む。この時、有機化合物１０は塗布することにより容
易に埋込むことができ、かつ、除去工程も増やすことな
く容易に除去することのできる物質であり、上部層間絶
縁膜７に対してエッチング選択比が１／２以下のものを
用いる。
【０００７】次に、図１６に示すように、上部層間絶縁
膜７上に配線溝を形成するためのレジストパターン１１
をパターニングする。次に、図１７に示すように、レジ
ストパターン１１をマスクとしてドライエッチングによ
り上部層間絶縁膜７を溝用ストッパー膜６までエッチン
グし、配線溝１２を形成する。
膜７上に配線溝を形成するためのレジストパターン１１
をパターニングする。次に、図１７に示すように、レジ
ストパターン１１をマスクとしてドライエッチングによ
り上部層間絶縁膜７を溝用ストッパー膜６までエッチン
グし、配線溝１２を形成する。
【０００８】この時、溝用ストッパー膜６は、上部層間
絶縁膜７に対してエッチング選択比が１／５以下の絶縁
膜であることから、上部層間絶縁膜７の溝用ストッパー
膜６に対するエッチング選択比は５以上となる。また、
有機化合物１０は上部層間絶縁膜７に対してエッチング
選択比が１／２以下であることから、上部層間絶縁膜７
の有機化合物１０に対するエッチング選択比は２以上と
なる。
絶縁膜７に対してエッチング選択比が１／５以下の絶縁
膜であることから、上部層間絶縁膜７の溝用ストッパー
膜６に対するエッチング選択比は５以上となる。また、
有機化合物１０は上部層間絶縁膜７に対してエッチング
選択比が１／２以下であることから、上部層間絶縁膜７
の有機化合物１０に対するエッチング選択比は２以上と
なる。
【０００９】次に、図１８に示すように、レジストパタ
ーン１１と有機化合物１０とを同時に除去する。更に、
溝用ストッパー膜６および接続孔開口用ストッパー膜４
をウエット処理等で除去する。次に、図１９に示すよう
に、上部配線材料１３を接続孔９および配線溝１２内に
埋込んで配線を完成させる。
ーン１１と有機化合物１０とを同時に除去する。更に、
溝用ストッパー膜６および接続孔開口用ストッパー膜４
をウエット処理等で除去する。次に、図１９に示すよう
に、上部配線材料１３を接続孔９および配線溝１２内に
埋込んで配線を完成させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のデュアルダマシ
ンプロセスによる多層配線の形成方法は以上のようであ
ったので、図１７に示すように、配線溝１２形成の際に
は、上部層間絶縁膜７と有機化合物１０とのエッチング
選択比の違いから、有機化合物１０が突出した形でエッ
チングが進むことになる。
ンプロセスによる多層配線の形成方法は以上のようであ
ったので、図１７に示すように、配線溝１２形成の際に
は、上部層間絶縁膜７と有機化合物１０とのエッチング
選択比の違いから、有機化合物１０が突出した形でエッ
チングが進むことになる。
【００１１】その結果、図２０に示すように、溝用スト
ッパー膜６までエッチングが進むと、溝用ストッパー膜
６から突出した有機化合物１０の周囲の側壁にエッチン
グデポ膜１４が付着する。異方性エッチングを施してい
ることから、エッチングデポ膜１４は有機化合物１０の
平面よりは主に側壁に付着する。
ッパー膜６までエッチングが進むと、溝用ストッパー膜
６から突出した有機化合物１０の周囲の側壁にエッチン
グデポ膜１４が付着する。異方性エッチングを施してい
ることから、エッチングデポ膜１４は有機化合物１０の
平面よりは主に側壁に付着する。
【００１２】その後、図２１に示すように、通常、配線
溝１２の形成ためのエッチングは溝用ストッパー膜６の
一部をオーバーエッチングして終了するのが一般的であ
る。この溝用ストッパー膜６のオーバーエッチング時
に、エッチングデポ膜１４がマスクとして働く。その結
果、突出した有機化合物１０の周囲の側壁に溝用ストッ
パー膜６の残渣１５が形成されることになる。
溝１２の形成ためのエッチングは溝用ストッパー膜６の
一部をオーバーエッチングして終了するのが一般的であ
る。この溝用ストッパー膜６のオーバーエッチング時
に、エッチングデポ膜１４がマスクとして働く。その結
果、突出した有機化合物１０の周囲の側壁に溝用ストッ
パー膜６の残渣１５が形成されることになる。
【００１３】その後、図１８に示すように、レジストパ
ターン１１と有機化合物１０とを同時に除去する。更
に、溝用ストッパー膜６および接続孔開口用ストッパー
膜４をウエット処理等で除去する。ところが、図２２に
示すように、レジストパターン１１と有機化合物１０と
を同時に除去する工程において、エッチングデポ膜１４
は除去されるのであるが、溝用ストッパー膜６および接
続孔開口用ストッパー膜４をウエット処理等で除去する
工程において、溝用ストッパー膜６の残渣１５は除去さ
れずにリング状の残渣１５となって残ってしまう。これ
により、残渣１５は溝用ストッパー膜６が変質したもの
と考えられる。
ターン１１と有機化合物１０とを同時に除去する。更
に、溝用ストッパー膜６および接続孔開口用ストッパー
膜４をウエット処理等で除去する。ところが、図２２に
示すように、レジストパターン１１と有機化合物１０と
を同時に除去する工程において、エッチングデポ膜１４
は除去されるのであるが、溝用ストッパー膜６および接
続孔開口用ストッパー膜４をウエット処理等で除去する
工程において、溝用ストッパー膜６の残渣１５は除去さ
れずにリング状の残渣１５となって残ってしまう。これ
により、残渣１５は溝用ストッパー膜６が変質したもの
と考えられる。
【００１４】従って、図１９に示すように、上部配線材
料１３を接続孔９および配線溝１２内に埋込む際に、リ
ング状の残渣１５が障害となって良好な埋込みが行え
ず、断線等の配線不良を引き起こし、デバイスの電気特
性の劣化を招くという問題点があった。
料１３を接続孔９および配線溝１２内に埋込む際に、リ
ング状の残渣１５が障害となって良好な埋込みが行え
ず、断線等の配線不良を引き起こし、デバイスの電気特
性の劣化を招くという問題点があった。
【００１５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、デュアルダマシンプロセスにお
いて、配線溝を形成する際に、溝用ストッパー膜のリン
グ状の残渣が形成されることがなく、配線材料の良好な
埋込みを行うことのできる半導体装置の製造方法を提供
することを目的としている。
ためになされたもので、デュアルダマシンプロセスにお
いて、配線溝を形成する際に、溝用ストッパー膜のリン
グ状の残渣が形成されることがなく、配線材料の良好な
埋込みを行うことのできる半導体装置の製造方法を提供
することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る半導体装置の製造方法は、配線溝を形成する場合に、
上部層間絶縁膜のエッチングを、第２のストッパー膜に
対するエッチング選択比が１０以上の高選択エッチング
で行うようにしたものである。
る半導体装置の製造方法は、配線溝を形成する場合に、
上部層間絶縁膜のエッチングを、第２のストッパー膜に
対するエッチング選択比が１０以上の高選択エッチング
で行うようにしたものである。
【００１７】この発明の請求項２に係る半導体装置の製
造方法は、配線溝を形成する場合に、上部層間絶縁膜の
エッチングが、第２のストッパー膜に対するエッチング
選択比が５以下の低選択エッチングで行う第１段階エッ
チングと、上記第２のストッパー膜に対するエッチング
選択比が１０以上の高選択エッチングで行う第２段階エ
ッチングとからなるようにしたものである。
造方法は、配線溝を形成する場合に、上部層間絶縁膜の
エッチングが、第２のストッパー膜に対するエッチング
選択比が５以下の低選択エッチングで行う第１段階エッ
チングと、上記第２のストッパー膜に対するエッチング
選択比が１０以上の高選択エッチングで行う第２段階エ
ッチングとからなるようにしたものである。
【００１８】この発明の請求項３に係る半導体装置の製
造方法は、第１段階エッチングは第２のストッパー膜の
露出前に行い、第２段階エッチングは上記第２のストッ
パー膜の露出後に行うようにしたものである。
造方法は、第１段階エッチングは第２のストッパー膜の
露出前に行い、第２段階エッチングは上記第２のストッ
パー膜の露出後に行うようにしたものである。
【００１９】この発明の請求項４に係る半導体装置の製
造方法は、エッチングガスの成分を変化させることによ
って、第１段階エッチングと第２段階エッチングとの切
り替えを行うようにしたものである。
造方法は、エッチングガスの成分を変化させることによ
って、第１段階エッチングと第２段階エッチングとの切
り替えを行うようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１〜図８はこの
発明のデュアルダマシンプロセスによる多層配線の形成
方法を示す工程断面図である。図に従って順次説明を行
う。まず、図１に示すように、半導体基板１上に層間絶
縁膜２を形成し、層間絶縁膜２上に下部配線３を形成す
る。その後、下部配線３を覆うように第１のストッパー
膜である接続孔開口用ストッパー膜４を形成し、さら
に、下部層間絶縁膜５、第２のストッパー膜である溝用
ストッパー膜６、上部層間絶縁膜７を順次形成する。
発明のデュアルダマシンプロセスによる多層配線の形成
方法を示す工程断面図である。図に従って順次説明を行
う。まず、図１に示すように、半導体基板１上に層間絶
縁膜２を形成し、層間絶縁膜２上に下部配線３を形成す
る。その後、下部配線３を覆うように第１のストッパー
膜である接続孔開口用ストッパー膜４を形成し、さら
に、下部層間絶縁膜５、第２のストッパー膜である溝用
ストッパー膜６、上部層間絶縁膜７を順次形成する。
【００２１】この時、層間絶縁膜２、下部層間絶縁膜
５、上部層間絶縁膜７としてはプラズマＴＥＯＳ、ある
いはＣＶＤ−ＴＥＯＳ等の成膜方法を用いる。また、接
続孔開口用ストッパー膜４および溝用ストッパー膜６は
厚さ５０ｎｍ程度のプラズマ窒化膜を用いている。
５、上部層間絶縁膜７としてはプラズマＴＥＯＳ、ある
いはＣＶＤ−ＴＥＯＳ等の成膜方法を用いる。また、接
続孔開口用ストッパー膜４および溝用ストッパー膜６は
厚さ５０ｎｍ程度のプラズマ窒化膜を用いている。
【００２２】次に、図２に示すように、上部層間絶縁膜
７上にレジストパターン８をパターニングし、レジスト
パターン８をマスクとして上部層間絶縁膜７、溝用スト
ッパー膜６、下部層間絶縁膜５を順次エッチングして接
続孔開口用ストッパー膜４に至る接続孔９を開口する。
次に、図３に示すように、レジストパターン８を除去し
て接続孔９を完成する。
７上にレジストパターン８をパターニングし、レジスト
パターン８をマスクとして上部層間絶縁膜７、溝用スト
ッパー膜６、下部層間絶縁膜５を順次エッチングして接
続孔開口用ストッパー膜４に至る接続孔９を開口する。
次に、図３に示すように、レジストパターン８を除去し
て接続孔９を完成する。
【００２３】次に、図４に示すように、全面に有機化合
物１０、例えばフォトレジスト等を塗布した後、エッチ
バックを行って、接続孔９内に有機化合物１０を埋め込
む。この時、有機化合物１０は塗布することにより容易
に埋込むことができ、かつ、除去工程も増やすことなく
容易に除去することのできる物質であり、上部層間絶縁
膜７に対してエッチング選択比が１／２以下のものを用
いる。次に、図５に示すように、上部層間絶縁膜７上に
配線溝を形成するためのレジストパターン１１をパター
ニングする。
物１０、例えばフォトレジスト等を塗布した後、エッチ
バックを行って、接続孔９内に有機化合物１０を埋め込
む。この時、有機化合物１０は塗布することにより容易
に埋込むことができ、かつ、除去工程も増やすことなく
容易に除去することのできる物質であり、上部層間絶縁
膜７に対してエッチング選択比が１／２以下のものを用
いる。次に、図５に示すように、上部層間絶縁膜７上に
配線溝を形成するためのレジストパターン１１をパター
ニングする。
【００２４】次に、図６に示すように、レジストパター
ン１１をマスクとして、上部層間絶縁膜７が溝用ストッ
パー膜６に対して、エッチング選択比が１０以上とな
る、従来よりさらに高選択な条件でドライエッチングを
行い、上部層間絶縁膜７を溝用ストッパー膜６までエッ
チングして配線溝１２を形成する。
ン１１をマスクとして、上部層間絶縁膜７が溝用ストッ
パー膜６に対して、エッチング選択比が１０以上とな
る、従来よりさらに高選択な条件でドライエッチングを
行い、上部層間絶縁膜７を溝用ストッパー膜６までエッ
チングして配線溝１２を形成する。
【００２５】この時、エッチングガスとしては、例え
ば、Ｃ4Ｆ8＋Ｏ2＋Ａｒにおいて、Ｃ4Ｆ8／Ｏ2ガス流量
比を上げる、または、Ｏ2の代わりにＣＯを用いる、更
には、ＣＨ2Ｆ2を添加する等の方法を用いる。また、エ
ッチング装置としては、ＥＣＲ型ＲＩＥ装置の他、平行
平板ＲＩＥ装置、マグネトロンＲＩＥ装置等を使用す
る。
ば、Ｃ4Ｆ8＋Ｏ2＋Ａｒにおいて、Ｃ4Ｆ8／Ｏ2ガス流量
比を上げる、または、Ｏ2の代わりにＣＯを用いる、更
には、ＣＨ2Ｆ2を添加する等の方法を用いる。また、エ
ッチング装置としては、ＥＣＲ型ＲＩＥ装置の他、平行
平板ＲＩＥ装置、マグネトロンＲＩＥ装置等を使用す
る。
【００２６】このように配線溝１２を形成するための上
部層間絶縁膜７のエッチングは溝用ストッパー膜６に対
して高選択比条件でエッチングを行っているため、溝用
ストッパー膜６のエッチングは進まなくなる。
部層間絶縁膜７のエッチングは溝用ストッパー膜６に対
して高選択比条件でエッチングを行っているため、溝用
ストッパー膜６のエッチングは進まなくなる。
【００２７】次に、図７に示すように、レジストパター
ン１１と有機化合物１０とを同時に除去する。この工程
において、エッチングデポ膜１４も除去される。更に、
溝用ストッパー膜６および接続孔開口用ストッパー膜４
をウエット処理等で除去する。
ン１１と有機化合物１０とを同時に除去する。この工程
において、エッチングデポ膜１４も除去される。更に、
溝用ストッパー膜６および接続孔開口用ストッパー膜４
をウエット処理等で除去する。
【００２８】また、配線溝１２を形成するための上部層
間絶縁膜７のエッチングを、溝用ストッパー膜６に対し
て高選択比条件で行っていることから、配線溝１２のエ
ッチング後の形状はテーパ形状となる。
間絶縁膜７のエッチングを、溝用ストッパー膜６に対し
て高選択比条件で行っていることから、配線溝１２のエ
ッチング後の形状はテーパ形状となる。
【００２９】次に、図８に示すように、全面に上部配線
材料１３を形成し、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法等に
より上部配線材料１３例えば、タングステン、アルミニ
ウム、銅、Ａｌ／Ｃｕ合金等を接続孔９および配線溝１
２内に埋込んで配線を完成させる。
材料１３を形成し、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法等に
より上部配線材料１３例えば、タングステン、アルミニ
ウム、銅、Ａｌ／Ｃｕ合金等を接続孔９および配線溝１
２内に埋込んで配線を完成させる。
【００３０】このように、上部層間絶縁膜７の溝用スト
ッパー膜６に対するエッチング選択比を、従来は５程度
であったものを、この発明では１０以上の条件でエッチ
ングを行うようにした。従って、突出した有機化合物１
０の周囲の側壁にエッチングデポ膜１４は付着するが、
エッチングデポ膜１４をマスクとして形成される溝用ス
トッパー膜６の残渣１５はほとんど発生しない。
ッパー膜６に対するエッチング選択比を、従来は５程度
であったものを、この発明では１０以上の条件でエッチ
ングを行うようにした。従って、突出した有機化合物１
０の周囲の側壁にエッチングデポ膜１４は付着するが、
エッチングデポ膜１４をマスクとして形成される溝用ス
トッパー膜６の残渣１５はほとんど発生しない。
【００３１】従って、リング状の残渣１５が形成されて
障害となるようなことはなくなり、配線材料１３の良好
な埋込みを行うことができる。さらに、配線溝１２がテ
ーパ形状となっていることから、上部配線材料１３の埋
込み特性を向上させることができる。
障害となるようなことはなくなり、配線材料１３の良好
な埋込みを行うことができる。さらに、配線溝１２がテ
ーパ形状となっていることから、上部配線材料１３の埋
込み特性を向上させることができる。
【００３２】実施の形態２．上記実施の形態１では配線
溝がテーパ形状となるものについて説明を行ったが、こ
こではマスク寸法通りの幅を確保して配線溝を形成する
場合について説明を行う。
溝がテーパ形状となるものについて説明を行ったが、こ
こではマスク寸法通りの幅を確保して配線溝を形成する
場合について説明を行う。
【００３３】図９〜図１１はこの発明の実施の形態２の
デュアルダマシンプロセスによる多層配線の形成方法を
示す工程断面図である。図に従って順次説明を行う。ま
ず、図９について説明するのであるが、図９の工程は上
記実施の形態１の図１〜図５と同様の工程を経たもので
あり、図１〜図５については実施の形態１で説明を行っ
ているので、ここでは省略する。
デュアルダマシンプロセスによる多層配線の形成方法を
示す工程断面図である。図に従って順次説明を行う。ま
ず、図９について説明するのであるが、図９の工程は上
記実施の形態１の図１〜図５と同様の工程を経たもので
あり、図１〜図５については実施の形態１で説明を行っ
ているので、ここでは省略する。
【００３４】図９に示すように、レジストパターン１１
をマスクとして、エッチング条件を途中で変える２段階
のドライエッチングを行って、上部層間絶縁膜７をエッ
チングして配線溝１２を形成する。
をマスクとして、エッチング条件を途中で変える２段階
のドライエッチングを行って、上部層間絶縁膜７をエッ
チングして配線溝１２を形成する。
【００３５】つまり、上部層間絶縁膜７のエッチングの
開始時には溝用ストッパー膜６に対して低選択なエッチ
ング条件の第１段階のドライエッチングを行い、途中で
溝用ストッパー膜６に対して高選択なエッチング条件の
第２段階のドライエッチングに切り替えて、２段階のド
ライエッチングを終了する。
開始時には溝用ストッパー膜６に対して低選択なエッチ
ング条件の第１段階のドライエッチングを行い、途中で
溝用ストッパー膜６に対して高選択なエッチング条件の
第２段階のドライエッチングに切り替えて、２段階のド
ライエッチングを終了する。
【００３６】ここで、第１段階のドライエッチングは従
来よりも更に低選択なエッチングを行うことができる。
つまり、上部層間絶縁膜７の溝用ストッパー膜６に対す
るエッチング選択比は５以下でもよく、エッチング条件
を緩和することができる。
来よりも更に低選択なエッチングを行うことができる。
つまり、上部層間絶縁膜７の溝用ストッパー膜６に対す
るエッチング選択比は５以下でもよく、エッチング条件
を緩和することができる。
【００３７】また、第２段階のドライエッチングは実施
の形態１と同様の高選択なエッチングを行う。つまり、
上部層間絶縁膜７の溝用ストッパー膜６に対するエッチ
ング選択比は１０以上必要である。
の形態１と同様の高選択なエッチングを行う。つまり、
上部層間絶縁膜７の溝用ストッパー膜６に対するエッチ
ング選択比は１０以上必要である。
【００３８】エッチング条件の切り替えは、エッチング
ガスの成分を変化させることによって行う。上記実施の
形態１と同様に、例えばＣ4Ｆ8＋Ｏ2＋Ａｒにおいて、
溝用ストッパー膜６に対して高選択な条件の第２段階の
ドライエッチングでは、Ｃ4Ｆ8／Ｏ2ガスの流量比を上
げる、または、Ｏ2の代わりにＣＯを用いる、更には、
ＣＨ2Ｆ2を添加する等の方法を用いる。
ガスの成分を変化させることによって行う。上記実施の
形態１と同様に、例えばＣ4Ｆ8＋Ｏ2＋Ａｒにおいて、
溝用ストッパー膜６に対して高選択な条件の第２段階の
ドライエッチングでは、Ｃ4Ｆ8／Ｏ2ガスの流量比を上
げる、または、Ｏ2の代わりにＣＯを用いる、更には、
ＣＨ2Ｆ2を添加する等の方法を用いる。
【００３９】反対に、溝用ストッパー膜６に対して低選
択な条件のドライエッチングでは、Ｃ4Ｆ8／Ｏ2ガス流
量比を下げる、または、Ｏ2の流量を上げる等の方法を
用いる。また、エッチング装置としては、実施の形態１
と同様に、ＥＣＲ型ＲＩＥ装置の他、平行平板ＲＩＥ装
置、マグネトロンＲＩＥ装置等を使用する。
択な条件のドライエッチングでは、Ｃ4Ｆ8／Ｏ2ガス流
量比を下げる、または、Ｏ2の流量を上げる等の方法を
用いる。また、エッチング装置としては、実施の形態１
と同様に、ＥＣＲ型ＲＩＥ装置の他、平行平板ＲＩＥ装
置、マグネトロンＲＩＥ装置等を使用する。
【００４０】また、このエッチング条件の切り替え時期
は、溝用ストッパー膜６が露出することのないように注
意し、できるだけ溝用ストッパー膜６の近傍で切り替え
ることができるように、膜厚やエッチングガスなど、エ
ッチングにかかわる数々の要因を考慮して算出した時間
で制御する。
は、溝用ストッパー膜６が露出することのないように注
意し、できるだけ溝用ストッパー膜６の近傍で切り替え
ることができるように、膜厚やエッチングガスなど、エ
ッチングにかかわる数々の要因を考慮して算出した時間
で制御する。
【００４１】次に、図１０に示すように、レジストパタ
ーン１１と有機化合物１０とを同時に除去する。この工
程において、エッチングデポ膜１４も除去される。更
に、溝用ストッパー膜６および接続孔開口用ストッパー
膜４をウエット処理等で除去する。
ーン１１と有機化合物１０とを同時に除去する。この工
程において、エッチングデポ膜１４も除去される。更
に、溝用ストッパー膜６および接続孔開口用ストッパー
膜４をウエット処理等で除去する。
【００４２】上部層間絶縁膜７のエッチングにおいて、
溝用ストッパー膜６が露出した時点で溝用ストッパー膜
６に対して高選択な第２段階のドライエッチングを行っ
ていることから、リング状の残渣１５が残ることはな
い。
溝用ストッパー膜６が露出した時点で溝用ストッパー膜
６に対して高選択な第２段階のドライエッチングを行っ
ていることから、リング状の残渣１５が残ることはな
い。
【００４３】次に、図１１に示すように、全面に上部配
線材料１３を形成し、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法等
により上部配線材料１３を接続孔９および配線溝１２内
に埋込んで配線を完成させる。
線材料１３を形成し、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法等
により上部配線材料１３を接続孔９および配線溝１２内
に埋込んで配線を完成させる。
【００４４】このようにすれば、配線溝１２内にリング
状の残渣１５が形成され障害となるようなことがなくな
り、配線材料１３の良好な埋込みを行うことができる。
さらに、第１段階のドライエッチングにおいて、溝用ス
トッパー膜６が露出する直前まで溝用ストッパー膜６に
対して、低選択なエッチングを行っていることから配線
溝１２の形状は垂直となり、マスク寸法通りの幅を確保
することができるとともに、エッチング条件の緩和もは
かることができる。
状の残渣１５が形成され障害となるようなことがなくな
り、配線材料１３の良好な埋込みを行うことができる。
さらに、第１段階のドライエッチングにおいて、溝用ス
トッパー膜６が露出する直前まで溝用ストッパー膜６に
対して、低選択なエッチングを行っていることから配線
溝１２の形状は垂直となり、マスク寸法通りの幅を確保
することができるとともに、エッチング条件の緩和もは
かることができる。
【００４５】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、配線溝
を形成する場合に、上部層間絶縁膜のエッチングを、第
２のストッパー膜に対するエッチング選択比が１０以上
の高選択エッチングで行うようにしたので、配線溝形成
の際に溝用ストッパー膜がオーバーエッチングされる事
を防止でき、配線溝内にリング状の残渣を形成すること
なく、配線材料の良好な埋込みを行うことができる。さ
らに、配線溝をテーパ形状に形成することができ、上部
配線材料の埋込み特性を向上させることができる。
を形成する場合に、上部層間絶縁膜のエッチングを、第
２のストッパー膜に対するエッチング選択比が１０以上
の高選択エッチングで行うようにしたので、配線溝形成
の際に溝用ストッパー膜がオーバーエッチングされる事
を防止でき、配線溝内にリング状の残渣を形成すること
なく、配線材料の良好な埋込みを行うことができる。さ
らに、配線溝をテーパ形状に形成することができ、上部
配線材料の埋込み特性を向上させることができる。
【００４６】また、配線溝を形成する場合に、上部層間
絶縁膜のエッチングが、第２のストッパー膜に対するエ
ッチング選択比が５以下の低選択エッチングで行う第１
段階エッチングと、上記第２のストッパー膜に対するエ
ッチング選択比が１０以上の高選択エッチングで行う第
２段階エッチングとからなるようにしたので、配線溝内
にリング状の残渣を形成することなく、配線溝を所望の
形状とすることができる。
絶縁膜のエッチングが、第２のストッパー膜に対するエ
ッチング選択比が５以下の低選択エッチングで行う第１
段階エッチングと、上記第２のストッパー膜に対するエ
ッチング選択比が１０以上の高選択エッチングで行う第
２段階エッチングとからなるようにしたので、配線溝内
にリング状の残渣を形成することなく、配線溝を所望の
形状とすることができる。
【００４７】また、第１段階エッチングは第２のストッ
パー膜の露出前に行い、第２段階エッチングは上記第２
のストッパー膜の露出後に行うようにしたので、配線溝
内にリング状の残渣を形成することなく配線溝の形状を
垂直とでき、マスク寸法通りの幅を確保することができ
る。
パー膜の露出前に行い、第２段階エッチングは上記第２
のストッパー膜の露出後に行うようにしたので、配線溝
内にリング状の残渣を形成することなく配線溝の形状を
垂直とでき、マスク寸法通りの幅を確保することができ
る。
【００４８】また、エッチングガスの成分を変化させる
ことによって、第１段階エッチングと第２段階エッチン
グとの切り替えを行うようにしたので、容易にエッチン
グの選択比を変化させることができる。
ことによって、第１段階エッチングと第２段階エッチン
グとの切り替えを行うようにしたので、容易にエッチン
グの選択比を変化させることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図２】 この発明の実施の形態１のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図３】 この発明の実施の形態１のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図４】 この発明の実施の形態１のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図５】 この発明の実施の形態１のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図６】 この発明の実施の形態１のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図７】 この発明の実施の形態１のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図８】 この発明の実施の形態１のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図９】 この発明の実施の形態２のデュアルダマシン
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
プロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面図
である。
【図１０】 この発明の実施の形態２のデュアルダマシ
ンプロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面
図である。
ンプロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面
図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２のデュアルダマシ
ンプロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面
図である。
ンプロセスによる多層配線の形成方法を示す一工程断面
図である。
【図１２】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
【図１３】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
【図１４】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
【図１５】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
【図１６】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
【図１７】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
【図１８】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
【図１９】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法を示す一工程断面図である。
【図２０】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法の問題点を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法の問題点を示す一工程断面図である。
【図２１】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法の問題点を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法の問題点を示す一工程断面図である。
【図２２】 従来のデュアルダマシンプロセスによる多
層配線の形成方法の問題点を示す一工程断面図である。
層配線の形成方法の問題点を示す一工程断面図である。
１ 半導体基板、３ 下部配線、４ 接続孔開口用スト
ッパー膜、５ 下部層間絶縁膜、６ 溝用ストッパー
膜、７ 上部層間絶縁膜、９ 接続孔、１０ 有機化合
物、１１ レジストパターン、１２ 配線溝、１３ 上
部配線材料。
ッパー膜、５ 下部層間絶縁膜、６ 溝用ストッパー
膜、７ 上部層間絶縁膜、９ 接続孔、１０ 有機化合
物、１１ レジストパターン、１２ 配線溝、１３ 上
部配線材料。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA02 BA04 BA14 DA00 DA23 DA26 DA30 DB03 DB23 EB03 5F033 HH08 HH09 HH11 HH19 JJ01 JJ08 JJ09 JJ11 JJ19 MM02 MM19 QQ09 QQ13 QQ19 QQ21 QQ23 QQ25 QQ31 QQ34 QQ37 QQ48 QQ92 QQ96 RR04 RR06 SS04 SS11 SS15 TT02 XX09 XX21
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上の下部配線上に第１のスト
ッパー膜、下部層間絶縁膜、第２のストッパー膜、上部
層間絶縁膜を順次形成する工程と、上記上部層間絶縁
膜、上記第２のストッパー膜、上記下部層間絶縁膜をエ
ッチングして上記第１のストッパー膜上に接続孔を開口
する工程と、上記接続孔内に有機化合物を埋込む工程
と、上記上部層間絶縁膜上に形成したレジストパターン
をマスクとして上記上部層間絶縁膜を上記第２のストッ
パー膜までエッチングして、上記接続孔と連通する配線
溝を形成する工程と、上記有機化合物および上記レジス
トパターンを同時に除去する工程と、上記第１および第
２のストッパー膜を除去する工程と、上記配線溝内と上
記接続孔内とに上部配線材料を埋込む工程と、を備えた
半導体装置の製造方法において、 上記配線溝を形成する場合に、上記上部層間絶縁膜のエ
ッチングを、上記第２のストッパー膜に対するエッチン
グ選択比が１０以上の高選択エッチングで行うようにし
たことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 半導体基板上の下部配線上に第１のスト
ッパー膜、下部層間絶縁膜、第２のストッパー膜、上部
層間絶縁膜を順次形成する工程と、上記上部層間絶縁
膜、上記第２のストッパー膜、上記下部層間絶縁膜をエ
ッチングして上記第１のストッパー膜に至る接続孔を開
口する工程と、上記接続孔内に有機化合物を埋込む工程
と、上記上部層間絶縁膜上に形成したレジストパターン
をマスクとして上記上部層間絶縁膜を上記第２のストッ
パー膜までエッチングして、上記接続孔と連通する配線
溝を形成する工程と、上記有機化合物および上記レジス
トパターンを同時に除去する工程と、上記第１および第
２のストッパー膜を除去する工程と、上記配線溝内と上
記接続孔内とに上部配線材料を埋込む工程と、を備えた
半導体装置の製造方法において、 上記配線溝を形成する場合に、上記上部層間絶縁膜のエ
ッチングが、上記第２のストッパー膜に対するエッチン
グ選択比が５以下の低選択エッチングで行う第１段階エ
ッチングと、上記第２のストッパー膜に対するエッチン
グ選択比が１０以上の高選択エッチングで行う第２段階
エッチングとからなるようにしたことを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項３】 第１段階エッチングは第２のストッパー
膜の露出前に行い、第２段階エッチングは上記第２のス
トッパー膜の露出後に行うことを特徴とする請求項２に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 エッチングガスの成分を変化させること
によって、第１段階エッチングと第２段階エッチングと
の切り替えを行うようにしたことを特徴とする請求項２
および３に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000144249A JP2001326278A (ja) | 2000-05-17 | 2000-05-17 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000144249A JP2001326278A (ja) | 2000-05-17 | 2000-05-17 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001326278A true JP2001326278A (ja) | 2001-11-22 |
Family
ID=18650934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000144249A Pending JP2001326278A (ja) | 2000-05-17 | 2000-05-17 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001326278A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010245543A (ja) * | 2010-05-27 | 2010-10-28 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
-
2000
- 2000-05-17 JP JP2000144249A patent/JP2001326278A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010245543A (ja) * | 2010-05-27 | 2010-10-28 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060123 |