JP2003347402A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device

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JP2003347402A
JP2003347402A JP2002157695A JP2002157695A JP2003347402A JP 2003347402 A JP2003347402 A JP 2003347402A JP 2002157695 A JP2002157695 A JP 2002157695A JP 2002157695 A JP2002157695 A JP 2002157695A JP 2003347402 A JP2003347402 A JP 2003347402A
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JP
Japan
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layer
via hole
forming
interlayer film
film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002157695A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Kusumi
嘉宏 楠見
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method of manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure reducing and inhibiting the indentation of a via hole and having no improper contacts. <P>SOLUTION: A semiconductor-device manufacturing method includes a process opening a via hole comprising: a first process opening a hole halfway of an interlayer film 7 that is flattened by dry etching with a photo resist film 8 as a mask; a second process removing the photo resist film 8 by ashing; a third process removing the polymer residue generated by dry etching and ashing by remover; a fourth process performing wet etching after the third process; a fifth process forming a via hole 10 penetrating through an AL wiring 1 at a first layer by dry etch back; and a sixth process removing the polymer residue generated by dry etch back by the remover. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】この発明は、半導体装置の製
造方法に関し、特に多層配線工程におけるビア(vi
a)ホールの形成に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a via (vi) in a multilayer wiring process.
a) It relates to the formation of holes.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化に伴い、多
層配線工程における微細化が必須であり、ビアホールも
高アスペクト比の微小ホールを形成することが要求され
ている。このような要求に応えるビアホール形成方法の
従来の半導体装置の製造方法を、図3を用いて説明す
る。まず、1層目のAL配線1を形成した後、HDP
(High DensityPlasma:高密度プラズ
マ)等プラズマCVD(Chemical Vapor
Deposition:化学的気相成長)法により層間
酸化膜を成膜後CMP(Chemical Mecha
nical Polishing:化学的機械研磨)に
より平坦化して層間膜2を形成する。次に、レジストを
塗布して写真製版によりビアホールのレジストマスク3
を形成する。ホール径が0.22μm程度の微細ホール
を写真製版する場合、レジストはKrF(クリプトンフ
ロライド)で且つ膜厚は600nm以下が望ましい。レ
ジストマスク形成後ドライエッチングによりビアホール
4を開孔する(図3(a))。ホール径0.22μm、
層間膜厚700nm程度のビアホールを形成する場合、
やC等の高C/F比のフルオロカーボン
ガスのプラズマを用いたエッチングが必要である。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization in a multilayer wiring process is indispensable as semiconductor devices become more highly integrated, and it is required that via holes be formed as minute holes having a high aspect ratio. A conventional method for manufacturing a semiconductor device, which is a method for forming a via hole, which meets such a requirement, will be described with reference to FIG. First, after the first-layer AL wiring 1 is formed, the HDP
(High DensityPlasma: High Density Plasma) Plasma CVD (Chemical Vapor)
After forming an interlayer oxide film by Deposition (Chemical Vapor Deposition) method, CMP (Chemical Mecha)
Then, the interlayer film 2 is formed by flattening by chemical polishing (chemical polishing). Next, a resist is applied, and photolithography is used to form a resist mask 3 for a via hole.
To form When photolithography is performed on a fine hole having a hole diameter of about 0.22 μm, the resist is desirably KrF (krypton fluoride) and the film thickness is preferably 600 nm or less. After forming the resist mask, a via hole 4 is formed by dry etching (FIG. 3A). Hole diameter 0.22 μm,
When forming a via hole with an interlayer thickness of about 700 nm,
Etching using plasma of a fluorocarbon gas having a high C / F ratio such as C 5 F 8 or C 4 F 8 is required.

【0003】ドライエッチングによるビアホール開孔
後、アッシングによりレジストマスク3を除去し、さら
にEKC(登録商標)265等の剥離液によりポリマー
残渣を除去する。その後、スパッタ法等によりTiN等
のバリアメタルを成膜し、さらにCVD法等によりW等
を成膜する。そして、CMP法により層間膜2上のW、
TiNを除去し、プラグ5を形成する(図3(b))。
その上に2層目のAL配線6を形成して多層配線構造を
なす(図3(c))。
After opening the via hole by dry etching, the resist mask 3 is removed by ashing, and the polymer residue is removed by a stripping solution such as EKC (registered trademark) 265. Then, a barrier metal such as TiN is formed by a sputtering method or the like, and W or the like is formed by a CVD method or the like. Then, W on the interlayer film 2 is formed by the CMP method.
The TiN is removed to form a plug 5 (FIG. 3B).
A second-layer AL wiring 6 is formed thereon to form a multilayer wiring structure (FIG. 3C).

【0004】また、他の従来の半導体装置の製造方法と
して、例えば特開平2−213129号公報や特開昭6
2−43133号公報に記されているものが挙げられ
る。ここでは特開平2−213129号公報に示される
製造方法について図4を用いて概略を説明する。
As another conventional method for manufacturing a semiconductor device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 2,43,133. Here, the manufacturing method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-213129 will be briefly described with reference to FIG.

【0005】ビアホールのレジストマスク3を形成後、
異方性ドライエッチにより層間膜2の途中まで開孔する
(図4(a))。次に、ウエットエッチングによりビア
ホールの中間部を半球状に形成する(図4(b))。そ
の後、再び異方性ドライエッチングによりAL配線1に
達するまでエッチングを行う(図4(c))。
After forming the resist mask 3 for the via hole,
A hole is opened halfway through the interlayer film 2 by anisotropic dry etching (FIG. 4A). Next, an intermediate portion of the via hole is formed in a hemispherical shape by wet etching (FIG. 4B). Thereafter, etching is performed again by anisotropic dry etching until reaching the AL wiring 1 (FIG. 4C).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体装置の製造方法では、ビアホールエッチ
ング時においてホール形状がぎざつき、バリアメタルの
形成が不完全となるためW−CMPによりプラグを形成
するときにスラリー除去に用いるフッ酸が1層目のAL
配線を浸食し、コンタクト不良を起こしてしまう。以
下、図5を用いてこの不良発生のメカニズムについて簡
単に述べる。
However, in the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device, a plug is formed by W-CMP because the hole shape is notched at the time of via hole etching and the formation of a barrier metal is incomplete. Sometimes hydrofluoric acid used for slurry removal is the first layer of AL
It erodes the wiring and causes contact failure. Hereinafter, the mechanism of the occurrence of the defect will be briefly described with reference to FIG.

【0007】図5は、従来の製造方法を用いてビアホー
ルを形成した場合に生じる問題発生の様子を示す断面図
である。図5において、図3と同一符号は同一部分を示
す。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing how a problem occurs when a via hole is formed using a conventional manufacturing method. 5, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same parts.

【0008】従来の製造方法において、ホールボトム径
0.22μm、深さ700nmのビアホールを形成する
ものとする。このディメンションのビアホールを形成す
る場合、レジストはKrFレジストを用い、レジスト膜
厚は600nm以下が必要である。次に、C+O
+ArまたはC+O+Arのガスを用いたプ
ラズマによるドライエッチングを行い、上記所望の形状
のビアホール4を形成する。ドライエッチング中におい
てKrFレジスト3は均一にエッチングされるのではな
く、柱状にエッチングが進行する。特に、ホール開ロ近
傍の肩部においては、その傾向が顕著でレジスト膜減り
の速い部分と遅い部分がランダムに現れる(図5
(a))。
In the conventional manufacturing method, it is assumed that a via hole having a hole bottom diameter of 0.22 μm and a depth of 700 nm is formed. When forming a via hole of this dimension, a KrF resist is used as the resist, and the resist film thickness needs to be 600 nm or less. Next, C 5 F 8 + O
Dry etching is performed by plasma using a gas of 2 + Ar or C 4 F 8 + O 2 + Ar to form the via hole 4 having the desired shape. During the dry etching, the KrF resist 3 is not uniformly etched but proceeds in a columnar manner. In particular, at the shoulder near the hole opening, the tendency is remarkable, and a portion where the resist film is reduced rapidly and a portion where the resist film is reduced appear at random (FIG. 5).
(A)).

【0009】そのためビアホール4の上部はぎざついた
形状となる(図5(b))。一方、ビアホール4の下部
においてはオーバーエッチ中に1層目のAL配線1から
の不均一なデポをマスクにしてやはりぎざついた形状と
なる。そして、エッチングが終了した時点では、このホ
ール上部のぎざと下部のぎざが繋がったものがいくつか
存在したビアホール4が形成される。この後、アッシン
グによりレジストを除去し、EKC(登録商標)265
液等の剥離液によりエッチング中に生成されたデポ膜や
アッシング中に形成されたポリマー等の残渣(以後、こ
れらをあわせてポリマー残渣と呼ぶ)を除去する。
Therefore, the upper portion of the via hole 4 has a notched shape (FIG. 5B). On the other hand, the lower portion of the via hole 4 also has a jagged shape during the overetching, using the non-uniform deposition from the first layer AL wiring 1 as a mask. Then, when the etching is completed, a via hole 4 is formed in which some of the ridges at the top and bottom of the hole are connected. Thereafter, the resist is removed by ashing, and EKC (registered trademark) 265 is used.
A residue such as a polymer film formed during the ashing or a deposition film formed during the etching by a stripping solution such as a liquid (hereinafter, these are collectively referred to as a polymer residue) is removed.

【0010】その後、スパッタ法よりバリアメタルのT
iNを成膜するが、ホールぎざつきのため一部成膜され
ない部分が発生する。次に、CVD法によりプラグ材の
Wを成膜し、CMP法により層間膜上のW、TiNを除
去する。このW−CMPでは研磨後にスラリーを除去す
るためにフッ酸洗浄を行うが、このフッ酸が上記のホー
ルぎざつきのためTiNが一部成膜されない部分を通じ
て1層目のAL配線1に染み込みプラグ近傍のALを浸
食し、ビアホール4と1層目のAL配線1の電気的不良
を引き起こす(図5(c))。
Thereafter, the T of the barrier metal is formed by sputtering.
Although iN is deposited, a portion where the film is not deposited occurs due to hole burrs. Next, W of the plug material is formed by the CVD method, and W and TiN on the interlayer film are removed by the CMP method. In this W-CMP, hydrofluoric acid cleaning is performed after polishing to remove the slurry. However, this hydrofluoric acid permeates the first layer AL wiring 1 through the portion where TiN is partially not formed due to the above-mentioned hole jaggedness, and near the plug. In the via hole 4 and the first-layer AL wiring 1 (FIG. 5C).

【0011】また、上述の特開平2−213129号公
報の製造方法や、或いは特開昭63−43133号公報
に記されている製造方法の場合、1回目の異方性ドライ
エッチにより生じるぎざは低減されるが、レジストマス
クに生じているぎざはそのまま残るため、2回目のドラ
イエッチではぎざついた形状のままエッチングされ、1
回目の異方性エッチングで開孔している部分にも再びぎ
ざが転写される。また、1回目の異方性エッチングで開
孔している部分に再びぎざが転写されないようにウエッ
トエッチングで十分なアンダーカットを生じさせるとホ
ールトップ径が大きくなり、隣の2層目のAL配線やビ
アホールとショートしてしまうという新たな問題点が生
じる。
In the case of the manufacturing method described in JP-A-2-213129 or the manufacturing method described in JP-A-63-43133, the jaggedness caused by the first anisotropic dry etching Although it is reduced, the indentation generated in the resist mask remains as it is, so that in the second dry etching, the indented shape is etched, and
The indentation is transferred again to the portion opened by the second anisotropic etching. In addition, if a sufficient undercut is generated by wet etching so that the burrs are not transferred again to the portion opened by the first anisotropic etching, the hole top diameter becomes large, and the AL wiring of the next second layer is formed. Or a short-circuit with a via hole.

【0012】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、ビアホール形成において
ホールのぎざつきを低減、抑制し、コンタクト不良のな
い多層配線構造を有する半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has been made to reduce or suppress the burrs of a hole in forming a via hole and to manufacture a semiconductor device having a multilayer wiring structure free from contact failure. It is intended to provide a method.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る半
導体装置の製造方法は、半導体基板上に設けた絶縁膜上
に第1層目の金属配線を形成する工程と、該金属配線上
に層間酸化膜を堆積し、該層間酸化膜を平坦化して層間
膜を形成する工程と、該平坦化した層間膜上にビアホー
ルをパターニングしたフォトレジスト膜を設ける工程
と、該フォトレジスト膜をマスクとして上記平坦化した
層間膜をドライエッチングしてビアホールを開孔する工
程と、該ビアホール内にプラグを形成する工程と、上記
平坦化した層間膜上に第2層目の金属配線を形成する工
程を含む半導体装置の製造方法であって、上記ビアホー
ルを開孔する工程が、上記フォトレジスト膜をマスクに
してドライエッチングにより上記平坦化した層間膜の途
中まで開孔する第1の工程と、アッシングにより上記フ
ォトレジスト膜を除去する第2の工程と、上記ドライエ
ッチングおよび上記アッシングにより生じるポリマー残
渣を剥離液により除去する第3の工程と、上記第3の工
程後に、ウエットエッチングを行う第4の工程と、ドラ
イエッチバックにより上記第1層目の金属配線まで貫通
するビアホールを形成する第5工程と、上記ドライエッ
チバックにより生じるポリマー残渣を剥離液により除去
する第6の工程とからなるものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first-layer metal wiring on an insulating film provided on a semiconductor substrate; Depositing an interlayer oxide film on the substrate, planarizing the interlayer oxide film to form an interlayer film, providing a photoresist film having via holes patterned on the planarized interlayer film, and masking the photoresist film. Forming a via hole by dry-etching the planarized interlayer film, forming a plug in the via hole, and forming a second-layer metal wiring on the planarized interlayer film. Wherein the step of forming the via hole includes the step of forming a part of the planarized interlayer film by dry etching using the photoresist film as a mask. A second step of removing the photoresist film by ashing, a third step of removing a polymer residue generated by the dry etching and the ashing by a stripping solution, and a wet etching after the third step. A fourth step of performing, a fifth step of forming a via hole penetrating to the first-layer metal wiring by dry etchback, and a sixth step of removing a polymer residue generated by the dry etchback with a stripping solution. It consists of

【0014】請求項2の発明に係る半導体装置の製造方
法は、上記第4の工程では、フッ酸により上記層間膜を
所定量薄くするためのウェットエッチバックを行うもの
である。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, in the fourth step, wet etch-back is performed to reduce the interlayer film by a predetermined amount with hydrofluoric acid.

【0015】請求項3の発明に係る半導体装置の製造方
法は、上記ビアホール内にプラグを形成する工程では、
スパッタ法によりバリアメタルのTiNとCVD法によ
りWを上記平坦化した層間膜上に堆積し、該層間膜上の
上記バリアメタルのTiNおよび上記WをCMP法によ
り除去して上記ビアホール内にWプラグを形成するもの
である。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the step of forming a plug in the via hole includes the steps of:
The barrier metal TiN and the W are deposited on the planarized interlayer film by the CVD method and the barrier metal TiN and the W on the interlayer film are removed by the CMP method to form a W plug in the via hole. Is formed.

【0016】請求項4の発明に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に設けた絶縁膜上に第1層目の金属
配線を形成する工程と、該第1層目の金属配線上に層間
酸化膜を堆積した後、該層間酸化膜を平坦化して第1層
目の層間膜を形成する第1の工程と、該平坦化した第1
層目の層間膜上に第1層目のビアホールをパターニング
したフォトレジスト膜をマスクとして第1層目のビアホ
ールを形成する第2の工程と、上記平坦化した第1層目
の層間膜に形成された上記第1層目のビアホール内に第
1層目のプラグを形成する第3の工程と、該プラグを形
成された上記第1層目の層間膜の上に第2層目の層間膜
を形成する第4の工程と、該第2層目の層間膜上に上記
第1層目のビアホールよりも少し大きい径のホールをパ
ターニングしたフォトレジスト膜をマスクとして第2層
目のビアホールを形成する第5の工程と、上記第2層目
の層間膜に形成された上記第2層目のビアホール内に第
2層目のプラグを形成する第6の工程と、該プラグを形
成された上記第2層目の層間膜の上に第3層目の層間膜
を形成する第7の工程と、該第3層目の層間膜上に上記
第2層目のビアホールよりも少し小さく上記第1層目の
ビアホールと同じ径のホールをパターニングしたフォト
レジスト膜をマスクとして第3層目のビアホールを形成
する第8の工程と、上記第3層目の層間膜に形成された
上記第3層目のビアホール内に第3層目のプラグを形成
する第9の工程とを含むものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first-layer metal wiring on an insulating film provided on a semiconductor substrate; After depositing an interlayer oxide film, a first step of flattening the interlayer oxide film to form a first interlayer film;
A second step of forming a first-layer via hole on the first-layer interlayer film using a photoresist film in which a first-layer via hole is patterned as a mask, and forming the first-layer via hole in the planarized first-layer interlayer film A third step of forming a first-layer plug in the first-layer via hole thus formed, and a second-layer interlayer film on the first-layer interlayer film on which the plug is formed. And forming a second-layer via hole on the second-layer interlayer film using a photoresist film obtained by patterning a hole having a diameter slightly larger than that of the first-layer via hole as a mask. A fifth step of forming a second-layer plug in the second-layer via hole formed in the second-layer interlayer film, and a sixth step of forming the second-layer plug in the second-layer interlayer film. A seventh step of forming a third interlayer film on the second interlayer film The third layer is formed by using a photoresist film in which a hole slightly smaller than the second layer via hole and having the same diameter as the first layer via hole is patterned as a mask on the third layer interlayer film. The method includes an eighth step of forming a via hole and a ninth step of forming a third-layer plug in the third-layer via hole formed in the third-layer interlayer film.

【0017】請求項5の発明に係る半導体装置の製造方
法は、上記第2、第5および第8の工程では、ドライエ
ッチングによりそれぞれ上記各工程に対応して上記第1
層目のビアホール、上記第2層目のビアホールおよび上
記第3層目のビアホールを開孔し、さらにアッシングに
よる上記フォトレジストの除去と剥離液により上記ドラ
イエッチングおよびアッシングにより生じるポリマー残
渣の除去を行うものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the second, fifth, and eighth steps correspond to the first steps by dry etching, respectively, corresponding to the respective steps.
A via hole of the layer, a via hole of the second layer, and a via hole of the third layer are opened, and the photoresist is removed by ashing, and the polymer residue generated by the dry etching and ashing is removed by a stripping solution. Things.

【0018】請求項6の発明に係る半導体装置の製造方
法は、上記第1層目、第2層目および第3層目のビアホ
ール内にそれぞれ対応して上記第1層目、第2層目およ
び第3層目のプラグを形成する工程では、スパッタ法に
よりバリアメタルのTiNとCVD法によりWを上記層
間膜上に堆積し、該層間膜上の上記バリアメタルのTi
Nおよび上記WをCMP法により除去して上記ビアホー
ル内にWプラグを形成するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, the first layer and the second layer correspond to the first layer, the second layer and the third layer via holes, respectively. And in the step of forming a plug of the third layer, TiN of a barrier metal is deposited on the interlayer film by a sputtering method and W is deposited on the interlayer film by a CVD method, and Ti of the barrier metal on the interlayer film is deposited on the interlayer film.
The N plug and the W are removed by a CMP method to form a W plug in the via hole.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図に基づいて説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1による
半導体装置の製造方法を示す断面図および上面図であ
る。図1において、1は第1層目の金属配線としてのA
L配線、2は層間膜、5はプラグ、6は第2層目の金属
配線としてのAL配線、7は層間膜、8はレジストマス
ク、9はホール、10はビアホールである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
Description will be made based on the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a sectional view and a top view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes A as a first-layer metal wiring.
L wiring, 2 is an interlayer film, 5 is a plug, 6 is an AL wiring as a second layer metal wiring, 7 is an interlayer film, 8 is a resist mask, 9 is a hole, and 10 is a via hole.

【0020】次に、この発明の実施の形態1による半導
体装置の製造方法を、図1を参照して説明する。まず、
素子構成された半導体基板(図示せず)上に形成された
プラズマ酸化膜上に1層目のAL配線1を形成する。H
DP等プラズマCVD法により層間酸化膜を成膜後CM
Pにより平坦化して膜厚1000nmの層間膜7を形成
する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First,
A first-layer AL wiring 1 is formed on a plasma oxide film formed on a semiconductor substrate (not shown) having an element structure. H
CM after forming interlayer oxide film by plasma CVD method such as DP
The surface is planarized by P to form an interlayer film 7 having a thickness of 1000 nm.

【0021】次に、KrFレジストを膜厚550nmに
塗布後写真製版によりホール径が0.20μmのビアホ
ールをパターニングしたフォトレジスト膜、即ちレジス
トマスク8を形成する。レジストマスク8の形成後ドラ
イエッチにより深さ約800nmのホール9を開孔する
(図1(a))。
Next, after applying a KrF resist to a film thickness of 550 nm, a photoresist film in which a via hole having a hole diameter of 0.20 μm is patterned by photolithography, that is, a resist mask 8 is formed. After forming the resist mask 8, a hole 9 having a depth of about 800 nm is formed by dry etching (FIG. 1A).

【0022】このドライエッチングはC/O
Ar/COの混合ガスを用いたプラズマにより異方性に
行う。次に、Oガスプラズマを用いたアッシングによ
りレジストマスク8を除去し、さらにEKC(登録商
標)265液によりドライエッチング時およびアッシン
グ時に生成されるポリマー残渣を除去する。この時ホー
ル9の形状はレジストが柱状にエッチングされるため上
部がぎざついた形状になる(図1(b))。
This dry etching is performed by using C 5 F 8 / O 2 /
It is performed anisotropically by plasma using a mixed gas of Ar / CO. Next, the resist mask 8 is removed by ashing using O 2 gas plasma, and a polymer residue generated during dry etching and ashing is removed using EKC (registered trademark) 265 solution. At this time, the shape of the hole 9 becomes jagged at the top because the resist is etched into a columnar shape (FIG. 1B).

【0023】しかし、ホール9の下部ではまだ1層目の
AL配線1に到達しておらずAL配線1からのデポがな
いため滑らかな円形の形状が保たれている。次に、フッ
酸により層間膜7に対して約100nm程度のウェット
エッチバックを行う(図1(c)、(d))。ウェット
エッチングは等方的のためホール9上部のぎざつきは滑
らかになる。また、ホール9内も等方的にエッチングさ
れるためホール径は0.22μmに広がりホール深さは
約800nmを維持する。
However, a smooth circular shape is maintained below the hole 9 because it has not yet reached the first-layer AL wiring 1 and there is no deposit from the AL wiring 1. Next, wet etching back of about 100 nm is performed on the interlayer film 7 with hydrofluoric acid (FIGS. 1C and 1D). Since the wet etching is isotropic, the burrs at the upper part of the hole 9 become smooth. Further, since the inside of the hole 9 is also isotropically etched, the hole diameter increases to 0.22 μm, and the hole depth maintains about 800 nm.

【0024】次に、層間膜7に対して200nm程度の
ドライエッチバックを行った後EKC(登録商標)26
5液によりドライエッチバック時に生成されるポリマー
残渣を除去する。ドライエッチバックはCHF/CF
/Arの混合ガスを用いたプラズマにより異方性に行
う。この結果、膜厚700nmの層間膜2と深さ700
nm、ホール径0.22μmのビアホール10が形成さ
れる(図1(e))。なお、図1(c)、(e)に破線
で示す状態はウエットエッチングを行う前の状態を表し
ている。
Next, after performing dry etching back of about 200 nm on the interlayer film 7, EKC (registered trademark) 26
The polymer residue generated at the time of dry etch back is removed by the five liquids. Dry etch back is CHF 3 / CF
The anisotropy is performed by plasma using a mixed gas of 4 / Ar. As a result, the interlayer film 2 having a thickness of 700 nm and the depth of 700
A via hole 10 having a diameter of 0.22 μm is formed (FIG. 1E). Note that the state shown by the broken line in FIGS. 1C and 1E shows the state before the wet etching is performed.

【0025】100nm相当のオーバーエッチがなさ
れ、ビアホール10の下部は1層目のAL配線1からの
デポのためぎざついた形状となるが、ホール上部は滑ら
かな形状が維持される。その後、スパッタ法によりTi
NのバリアメタルとCVD法によりWをビアホール10
の内部および層間膜2の上に順次成膜する。そして、C
MP法により層間膜2上のW、TiNを除去し、プラグ
5を形成する。この時、ビアホール10の上部は滑らか
なためTiNはビアホール10の上部の内壁に均一に形
成されることにより、W−CMPの研磨後にスラリーを
除去するためのフッ酸洗浄時においてもフッ酸が1層目
のAL配線1にまで染み込むことはない。この上に2層
目のAL配線6を形成する(図1(f))。
An overetch of 100 nm is performed, and the lower portion of the via hole 10 is notched due to the deposition from the first-layer AL wiring 1, but the upper portion of the hole is kept smooth. Then, the Ti
W via hole 10 by N barrier metal and CVD method
Are sequentially formed on the inside and on the interlayer film 2. And C
The plug 5 is formed by removing W and TiN on the interlayer film 2 by the MP method. At this time, since the upper portion of the via hole 10 is smooth, the TiN is uniformly formed on the inner wall of the upper portion of the via hole 10, so that hydrofluoric acid is reduced to 1 even during hydrofluoric acid cleaning for removing slurry after W-CMP polishing. There is no penetration into the AL wiring 1 of the layer. A second-layer AL wiring 6 is formed thereon (FIG. 1F).

【0026】このようにして、本実施の形態では、ビア
ホールのドライエッチングをレジストマスクによる途中
止めの工程と、レジストマスク除去後のウエットエッチ
バック工程を追加することで、レジストマスクを用いた
ドライエッチング時に生じるぎざつきを低減し、その後
ドライエッチバックによりW−CMPのフッ酸洗浄時の
フッ酸の染み込みによるAL消失を抑制し、ビアホール
のコンタクト不良、ぎざつきの低減された多層配線構造
を形成することが可能となる。
As described above, in this embodiment, the dry etching of the via hole is stopped by using a resist mask, and the wet etching back step after removing the resist mask is added. To reduce the jaggedness that occurs at the time, and then to suppress the loss of AL due to the penetration of hydrofluoric acid during hydrofluoric acid cleaning of W-CMP by dry etch back, and to form a multilayer wiring structure with reduced contact failure of via holes and jaggedness. Becomes possible.

【0027】実施の形態2.図2は、この発明の実施の
形態2による半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。なお、図2において、図1と同一または相当する部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。図2にお
いて、11は第1層目の層間膜としての層間膜、12は
第1層目のビアホールとしてのビアホール、13は第1
層目のプラグとしてのプラグ、14は第2層目の層間膜
としての層間膜、15は第2層目のビアホールとしての
ビアホール、16は第2層目のプラグとしてのプラグ、
17は第3層目の層間膜としての層間膜、18は第3層
目のビアホールとしてのビアホール、19は第3層目の
プラグとしてのプラグである。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same or corresponding parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes an interlayer film as a first-layer interlayer film, 12 denotes a via hole as a first-layer via hole, and 13 denotes a first-layer via hole.
A plug as a layer plug, 14 an interlayer film as a second layer interlayer film, 15 a via hole as a second layer via hole, 16 a plug as a second layer plug,
Reference numeral 17 denotes an interlayer film as a third-layer interlayer film, reference numeral 18 denotes a via hole as a third-layer via hole, and reference numeral 19 denotes a plug as a third-layer plug.

【0028】次に、この発明の実施の形態2による半導
体装置の製造方法を、図2を参照して説明する。本実施
の形態では、上記実施の形態1と同様に素子構成された
半導体基板(図示せず)上に形成されたプラズマ酸化膜
上に1層目のAL配線1を形成する。HDP等プラズマ
CVD法により層間酸化膜を成膜後CMPにより平坦化
して膜厚300nmの層間膜11を形成する。次に、K
rFレジストを膜厚500nmに塗布後写真製版により
ホール径が0.22μmのビアホールレジストマスクを
形成後、ドライエッチングにより1層目のAL配線1ま
で貫通するビアホール12を開孔する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a first-layer AL wiring 1 is formed on a plasma oxide film formed on a semiconductor substrate (not shown) configured as in the first embodiment. An interlayer oxide film is formed by a plasma CVD method such as HDP and then planarized by CMP to form an interlayer film 11 having a thickness of 300 nm. Next, K
After applying an rF resist to a thickness of 500 nm, a via hole resist mask having a hole diameter of 0.22 μm is formed by photolithography, and a via hole 12 penetrating to the first-layer AL wiring 1 is formed by dry etching.

【0029】このドライエッチングはC/O
Ar/COの混合ガスを用いたプラズマにより異方性に
行う。次に、Oガスプラズマを用いたアッシングによ
りレジストマスクを除去し、さらにEKC(登録商標)
265液によりドライエッチング時およびアッシング時
に生成されるボリマー残渣を除去する(図2(a))。
この時ビアホール12の形状はレジストが柱状にエッチ
ングされるもののエッチング量が少ないためホール上部
にはぎざは入らない。また、ホールの下部では1層目の
AL配線1からのデポによりぎざついた形状になるが、
ドライエッチングのオーバーエッチング量を小さくでき
るため、ぎざの程度は軽微なものとなる。
This dry etching is performed by C 5 F 8 / O 2 /
It is performed anisotropically by plasma using a mixed gas of Ar / CO. Next, the resist mask is removed by ashing using O 2 gas plasma, and EKC (registered trademark) is further removed.
The Bolimer residue generated during dry etching and ashing is removed with the 265 solution (FIG. 2A).
At this time, the shape of the via hole 12 is such that although the resist is etched in a columnar shape, the etching amount is small, so that the upper portion of the hole is not jagged. In addition, the lower part of the hole becomes jagged due to the deposit from the first layer AL wiring 1,
Since the amount of over-etching in dry etching can be reduced, the degree of burrs is small.

【0030】この後、スパッタ法によりTiNのバリア
メタルとCVD法によりWをビアホール12の内部およ
び層間膜11の上に順次成膜する。そしてCMP法によ
り層間膜11上のW、TiNを除去し、プラグ13を形
成する(図2(b))。この時ビアホール12の上部は
滑らかなためTiNはビアホール12の上部の内壁に均
一に形成されることにより、W−CMPの研磨後にスラ
リーを除去するためのフッ酸洗浄時においてもフッ酸が
1層目のAL配線1にまで染み込むことはない。次に層
間膜11の上にプラズマCVD法により膜厚200nm
の2層目の層間膜14を成膜する。
Thereafter, a barrier metal of TiN is formed by sputtering, and W is sequentially formed inside the via hole 12 and on the interlayer film 11 by CVD. Then, W and TiN on the interlayer film 11 are removed by the CMP method to form the plug 13 (FIG. 2B). At this time, since the upper portion of the via hole 12 is smooth, TiN is uniformly formed on the inner wall of the upper portion of the via hole 12, so that one layer of hydrofluoric acid can be formed even in hydrofluoric acid cleaning for removing slurry after W-CMP polishing. It does not soak into the AL wiring 1 of the eyes. Next, a thickness of 200 nm is formed on the interlayer film 11 by a plasma CVD method.
The second interlayer film 14 is formed.

【0031】次に、KrFレジストを膜厚500nmに
塗布後写真製版により、ビアホール12よりも少し大き
いホール径0.24μmのビアホールレジストマスクを
形成後、ドライエッチングによりプラグ13まで貫通す
るビアホール15を開孔する。ドライエッチングはビア
ホール12形成時と同じ条件で行う。その後プラグ13
を形成した方法と同様にしてプラグ16形成する(図2
(c))。
Next, after applying a KrF resist to a thickness of 500 nm, a via hole resist mask having a hole diameter of 0.24 μm slightly larger than the via hole 12 is formed by photolithography, and the via hole 15 penetrating to the plug 13 is opened by dry etching. Make a hole. Dry etching is performed under the same conditions as when the via hole 12 is formed. Then plug 13
The plug 16 is formed in the same manner as the method of forming the plug (FIG. 2).
(C)).

【0032】さらに、その上に3層目の層間膜17をプ
ラズマCVD法により膜厚200nmで成膜した後、ビ
アホール13の形成と同じ方法によりホール径が0.2
2μmのビアホール18を形成、さらにプラグ13や1
5を形成した方法と同様にしてプラグ19を形成する
(図2(d))。この後上記実施の形態1と同様の工程
により上層のAL配線を形成する。
Further, a third interlayer film 17 is formed thereon with a thickness of 200 nm by a plasma CVD method, and then a hole diameter of 0.2 is formed by the same method as the formation of the via hole 13.
A via hole 18 of 2 μm is formed, and a plug 13 or 1
The plug 19 is formed in the same manner as the method of forming the plug 5 (FIG. 2D). Thereafter, the upper layer AL wiring is formed by the same steps as in the first embodiment.

【0033】このようにして、本実施の形態では、ぎざ
のないビアホール形状を得ることができると共に、ビア
ホールの開孔を3回に分けてレジストマスクの膜厚を薄
くすることでホール径の精度を向上させることが可能と
なり、更に不良の少ない多層配線構造を得ることができ
る。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a via-hole shape without jaggedness, and to reduce the thickness of the resist mask by dividing the opening of the via-hole into three times, thereby reducing the accuracy of the hole diameter. Can be improved, and a multilayer wiring structure with less defects can be obtained.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、半導体基板上に設けた絶縁膜上に第1層目の金属配
線を形成する工程と、該金属配線上に層間酸化膜を堆積
し、該層間酸化膜を平坦化して層間膜を形成する工程
と、該平坦化した層間膜上にビアホールをパターニング
したフォトレジスト膜を設ける工程と、該フォトレジス
ト膜をマスクとして上記平坦化した層間膜をドライエッ
チングしてビアホールを開孔する工程と、該ビアホール
内にプラグを形成する工程と、上記平坦化した層間膜上
に第2層目の金属配線を形成する工程を含む半導体装置
の製造方法であって、上記ビアホールを開孔する工程
が、上記フォトレジスト膜をマスクにしてドライエッチ
ングにより上記平坦化した層間膜の途中まで開孔する第
1の工程と、アッシングにより上記フォトレジスト膜を
除去する第2の工程と、上記ドライエッチングおよび上
記アッシングにより生じるポリマー残渣を剥離液により
除去する第3の工程と、上記第3の工程後に、ウェット
エッチングを行う第4の工程と、ドライエッチバックに
より上記第1層目の金属配線まで貫通するビアホールを
形成する第5工程と、上記ドライエッチバックにより生
じるポリマー残渣を剥離液により除去する第6の工程と
からなるので、ビアホールのぎざつきを低減、抑制し、
コンタクト不良のない多層配線構造を有する半導体装置
を製造できるという効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the step of forming the first-layer metal wiring on the insulating film provided on the semiconductor substrate and the step of forming the interlayer oxide film on the metal wiring Depositing and planarizing the interlayer oxide film to form an interlayer film; providing a photoresist film having via holes patterned on the planarized interlayer film; and performing the planarization using the photoresist film as a mask. Forming a via hole by dry-etching the formed interlayer film, forming a plug in the via hole, and forming a second-layer metal wiring on the planarized interlayer film. Wherein the step of forming the via hole comprises: a first step of forming a part of the planarized interlayer film by dry etching using the photoresist film as a mask; and ashing. A second step of removing the photoresist film, a third step of removing a polymer residue generated by the dry etching and the ashing by a stripping solution, and a fourth step of performing a wet etching after the third step. And a fifth step of forming a via hole penetrating to the first-layer metal wiring by dry etch-back and a sixth step of removing a polymer residue generated by the dry etch-back with a stripper. Reduces and suppresses via hole burrs,
There is an effect that a semiconductor device having a multilayer wiring structure without contact failure can be manufactured.

【0035】また、請求項2の発明によれば、上記第4
の工程では、フッ酸により上記層間膜を所定量薄くする
ためのウェットエッチバックを行うので、ビアホールの
ぎざつきを効率よく低減できるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the fourth
In step (3), wet etching back is performed to reduce the thickness of the interlayer film by a predetermined amount using hydrofluoric acid, so that there is an effect that the burrs of the via holes can be efficiently reduced.

【0036】また、請求項3の発明によれば、上記ビア
ホール内にプラグを形成する工程では、スパッタ法によ
りバリアメタルのTiNとCVD法によりWを上記平坦
化した層間膜上に堆積し、該層間膜上の上記バリアメタ
ルのTiNおよび上記WをCMP法により除去して上記
ビアホール内にWプラグを形成するので、W−CMPの
研磨後にスラリーを除去するためのフッ酸洗浄時におい
てもフッ酸が第1層目の金属配線にまで染み込むことが
なくなり、金属配線の消失を抑制できるという効果があ
る。
According to the third aspect of the present invention, in the step of forming a plug in the via hole, TiN of a barrier metal and W by a CVD method are deposited on the planarized interlayer film by a sputtering method. Since the TiN and the W of the barrier metal on the interlayer film are removed by the CMP method to form a W plug in the via hole, even during the hydrofluoric acid cleaning for removing the slurry after the W-CMP polishing, Is prevented from penetrating into the first-layer metal wiring, and there is an effect that disappearance of the metal wiring can be suppressed.

【0037】また、請求項4の発明によれば、半導体基
板上に設けた絶縁膜上に第1層目の金属配線を形成する
工程と、該第1層目の金属配線上に層間酸化膜を堆積し
た後、該層間酸化膜を平坦化して第1層目の層間膜を形
成する第1の工程と、該平坦化した第1層目の層間膜上
に第1層目のビアホールをパターニングしたフォトレジ
スト膜をマスクとして第1層目のビアホールを形成する
第2の工程と、上記平坦化した第1層目の層間膜に形成
された上記第1層目のビアホール内に第1層目のプラグ
を形成する第3の工程と、該プラグを形成された上記第
1層目の層間膜の上に第2層目の層間膜を形成する第4
の工程と、該第2層目の層間膜上に上記第1層目のビア
ホールよりも少し大きい径のホールをパターニングした
フォトレジスト膜をマスクとして第2層目のビアホール
を形成する第5の工程と、上記第2層目の層間膜に形成
された上記第2層目のビアホール内に第2層目のプラグ
を形成する第6の工程と、該プラグを形成された上記第
2層目の層間膜の上に第3層目の層間膜を形成する第7
の工程と、該第3層目の層間膜上に上記第2層目のビア
ホールよりも少し小さく上記第1層目のビアホールと同
じ径のホールをパターニングしたフォトレジスト膜をマ
スクとして第3層目のビアホールを形成する第8の工程
と、上記第3層目の層間膜に形成された上記第3層目の
ビアホール内に第3層目のプラグを形成する第9の工程
とを含むので、ぎざのないビアホール形状を得ることが
できると共に、ホール径の精度を向上させることが可能
となり、更に不良の少ない多層配線構造を得ることがで
きるという効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, a step of forming a first-layer metal wiring on an insulating film provided on a semiconductor substrate, and a step of forming an interlayer oxide film on the first-layer metal wiring A first step of planarizing the interlayer oxide film to form a first interlayer film, and patterning a first layer via hole on the planarized first interlayer film. A second step of forming a first-layer via hole using the formed photoresist film as a mask, and a first-layer via hole in the first-layer via hole formed in the planarized first-layer interlayer film. And a fourth step of forming a second interlayer film on the first interlayer film on which the plug is formed.
And a fifth step of forming a second-layer via hole on the second-layer interlayer film using a photoresist film obtained by patterning a hole having a diameter slightly larger than that of the first-layer via hole as a mask. A sixth step of forming a second-layer plug in the second-layer via hole formed in the second-layer interlayer film, and the second-layer plug in which the plug is formed. Forming a third interlayer film on the interlayer film;
And a third layer using a photoresist film in which a hole slightly smaller than the second-layer via hole and having the same diameter as the first-layer via hole is patterned as a mask on the third-layer interlayer film. And a ninth step of forming a third-layer plug in the third-layer via hole formed in the third-layer interlayer film. It is possible to obtain a via hole shape without jaggedness, improve the accuracy of the hole diameter, and obtain a multilayer wiring structure with less defects.

【0038】また、請求項5の発明によれば、上記第
2、第5および第8の工程では、ドライエッチングによ
りそれぞれ上記各工程に対応して上記第1層目のビアホ
ール、上記第2層目のビアホールおよび上記第3層目の
ビアホールを開孔し、さらにアッシングによる上記フォ
トレジストの除去と剥離液により上記ドライエッチング
およびアッシングにより生じるポリマー残渣の除去を行
うので、ビアホールの形成の精度を向上できるという効
果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, in the second, fifth and eighth steps, the first-layer via hole and the second-layer The via hole of the third layer and the via hole of the third layer are opened, and the removal of the photoresist by ashing and the removal of the polymer residue generated by the dry etching and the ashing with the stripping solution are performed, thereby improving the precision of the formation of the via hole. There is an effect that can be.

【0039】また、請求項6の発明によれば、上記第1
層目、第2層目および第3層目のビアホール内にそれぞ
れ対応して上記第1層目、第2層目および第3層目のプ
ラグを形成する工程では、スパッタ法によりバリアメタ
ルのTiNとCVD法によりWを上記層間膜上に堆積
し、該層間膜上の上記バリアメタルのTiNおよび上記
WをCMP法により除去して上記ビアホール内にWプラ
グを形成するので、W−CMPの研磨後にスラリーを除
去するためのフッ酸洗浄時においてもフッ酸が第1層目
の金属配線にまで染み込むことがなくなり、金属配線の
消失を抑制できるという効果がある。
According to the sixth aspect of the present invention, the first
In the step of forming the first-layer, second-layer, and third-layer plugs corresponding to the insides of the first, second, and third-layer via holes, respectively, the barrier metal TiN is formed by sputtering. Then, W is deposited on the interlayer film by CVD and the barrier metal TiN and W on the interlayer film are removed by CMP to form a W plug in the via hole. Even during the hydrofluoric acid cleaning for removing the slurry later, the hydrofluoric acid does not penetrate to the first-layer metal wiring, and thus the effect of suppressing the disappearance of the metal wiring can be obtained.

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

【図1】 この発明の実施の形態1に係わる半導体装置
の製造方法を示す断面図および上面図である。
1A and 1B are a cross-sectional view and a top view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態2に係わる半導体装置
の製造方法を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;

【図3】 従来の半導体装置の製造方法を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図4】 従来の他の半導体装置の製造方法を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing another conventional semiconductor device.

【図5】 従来の他の半導体装置の製造方法により生じ
る問題発生の様子を表す断面図および上面図である。
5A and 5B are a cross-sectional view and a top view illustrating a state of occurrence of a problem caused by another conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】 1,6 AL配線、 2,7,11,14,17 層間
膜、 8 レジストマスク、 9 ホール、 10,1
2,15,18 ビアホール、 5,13,16,19
プラグ。
[Explanation of Signs] 1,6 AL wiring, 2, 7, 11, 14, 17 interlayer film, 8 resist mask, 9 hole, 10, 1
2,15,18 via holes, 5,13,16,19
plug.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 BB02 BB30 CC01 DD08 DD09 DD10 DD16 DD22 DD23 DD37 DD43 DD75 FF18 FF22 HH12 HH14 HH20 5F004 BD01 DA00 DA01 DA16 DA23 DA26 DB03 DB26 EA10 EA27 EA28 EB01 EB03 FA08 5F033 HH08 JJ19 JJ33 KK08 NN06 NN07 NN37 PP06 PP15 QQ08 QQ09 QQ11 QQ16 QQ18 QQ19 QQ31 QQ37 QQ48 QQ94 QQ96 RR04 SS15 XX01 XX03 XX18 XX21    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    F-term (reference) 4M104 BB02 BB30 CC01 DD08 DD09                       DD10 DD16 DD22 DD23 DD37                       DD43 DD75 FF18 FF22 HH12                       HH14 HH20                 5F004 BD01 DA00 DA01 DA16 DA23                       DA26 DB03 DB26 EA10 EA27                       EA28 EB01 EB03 FA08                 5F033 HH08 JJ19 JJ33 KK08 NN06                       NN07 NN37 PP06 PP15 QQ08                       QQ09 QQ11 QQ16 QQ18 QQ19                       QQ31 QQ37 QQ48 QQ94 QQ96                       RR04 SS15 XX01 XX03 XX18                       XX21

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に設けた絶縁膜上に第1層
目の金属配線を形成する工程と、該金属配線上に層間酸
化膜を堆積し、該層間酸化膜を平坦化して層間膜を形成
する工程と、該平坦化した層間膜上にビアホールをパタ
ーニングしたフォトレジスト膜を設ける工程と、該フォ
トレジスト膜をマスクとして上記平坦化した層間膜をド
ライエッチングしてビアホールを開孔する工程と、該ビ
アホール内にプラグを形成する工程と、上記平坦化した
層間膜上に第2層目の金属配線を形成する工程を含む半
導体装置の製造方法であって、 上記ビアホールを開孔する工程が、 上記フォトレジスト膜をマスクにしてドライエッチング
により上記平坦化した層間膜の途中まで開孔する第1の
工程と、 アッシングにより上記フォトレジスト膜を除去する第2
の工程と、 上記ドライエッチングおよび上記アッシングにより生じ
るポリマー残渣を剥離液により除去する第3の工程と、 上記第3の工程後に、ウエットエッチングを行う第4の
工程と、 ドライエッチバックにより上記第1層目の金属配線まで
貫通するビアホールを形成する第5工程と、 上記ドライエッチバックにより生じるポリマー残渣を剥
離液により除去する第6の工程とからなることを特徴と
する半導体装置の製造方法。
A step of forming a first-layer metal wiring on an insulating film provided on a semiconductor substrate; depositing an interlayer oxide film on the metal wiring; planarizing the interlayer oxide film to form an interlayer film; Forming, forming a via hole patterned photoresist film on the planarized interlayer film, and dry etching the planarized interlayer film using the photoresist film as a mask to form a via hole. Forming a plug in the via hole; and forming a second-layer metal wiring on the planarized interlayer film, wherein the via hole is formed. A first step of forming a hole in the flattened interlayer film by dry etching using the photoresist film as a mask, and a step of removing the photoresist film by ashing. 2
A third step of removing a polymer residue generated by the dry etching and the ashing with a stripping solution; a fourth step of performing a wet etching after the third step; and a first step of performing a dry etch back. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a fifth step of forming a via hole penetrating to a metal wiring of a layer; and a sixth step of removing a polymer residue generated by the dry etch back with a stripping solution.
【請求項2】 上記第4の工程では、フッ酸により上記
層間膜を所定量薄くするためのウェットエッチバックを
行うことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造
方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the fourth step, wet etch-back is performed by using hydrofluoric acid to reduce the interlayer film by a predetermined amount.
【請求項3】 上記ビアホール内にプラグを形成する工
程では、スパッタ法によりバリアメタルのTiNとCV
D法によりWを上記平坦化した層間膜上に堆積し、該層
間膜上の上記バリアメタルのTiNおよび上記WをCM
P法により除去して上記ビアホール内にWプラグを形成
することを特徴とする請求項1または2記載の半導体装
置の製造方法。
3. The step of forming a plug in the via hole, wherein TiN and CV of a barrier metal are formed by a sputtering method.
W is deposited on the flattened interlayer film by the D method, and TiN of the barrier metal and W on the interlayer film are CM
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a W plug is formed in the via hole by removing by a P method.
【請求項4】 半導体基板上に設けた絶縁膜上に第1層
目の金属配線を形成する工程と、 該第1層目の金属配線上に層間酸化膜を堆積した後、該
層間酸化膜を平坦化して第1層目の層間膜を形成する第
1の工程と、 該平坦化した第1層目の層間膜上に第1層目のビアホー
ルをパターニングしたフォトレジスト膜をマスクとして
第1層目のビアホールを形成する第2の工程と、 上記平坦化した第1層目の層間膜に形成された上記第1
層目のビアホール内に第1層目のプラグを形成する第3
の工程と、 該プラグを形成された上記第1層目の層間膜の上に第2
層目の層間膜を形成する第4の工程と、 該第2層目の層間膜上に上記第1層目のビアホールより
も少し大きい径のホールをパターニングしたフォトレジ
スト膜をマスクとして第2層目のビアホールを形成する
第5の工程と、 上記第2層目の層間膜に形成された上記第2層目のビア
ホール内に第2層目のプラグを形成する第6の工程と、 該プラグを形成された上記第2層目の層間膜の上に第3
層目の層間膜を形成する第7の工程と、 該第3層目の層間膜上に上記第2層目のビアホールより
も少し小さく上記第1層目のビアホールと同じ径のホー
ルをパターニングしたフォトレジスト膜をマスクとして
第3層目のビアホールを形成する第8の工程と、 上記第3層目の層間膜に形成された上記第3層目のビア
ホール内に第3層目のプラグを形成する第9の工程とを
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a first-layer metal wiring on an insulating film provided on a semiconductor substrate; and depositing an interlayer oxide film on the first-layer metal wiring, and then forming the interlayer oxide film. A first step of flattening the first layer to form a first layer interlayer film, and a first step of using a photoresist film in which a first layer via hole is patterned on the flattened first layer interlayer film as a mask. A second step of forming a via hole of the first layer, and the first step formed in the planarized first interlayer film.
Forming a first-layer plug in a first-layer via hole;
And a second step on the first interlayer film on which the plug is formed.
A fourth step of forming an interlayer film of a second layer, and a second layer using a photoresist film in which a hole having a diameter slightly larger than the via hole of the first layer is patterned on the interlayer film of the second layer as a mask. A fifth step of forming a second-layer via hole, a sixth step of forming a second-layer plug in the second-layer via hole formed in the second-layer interlayer film, A third layer is formed on the second interlayer film on which the
A seventh step of forming an interlayer film of the layer, and a hole having a diameter slightly smaller than the via hole of the second layer and having the same diameter as the via hole of the first layer is patterned on the interlayer film of the third layer. An eighth step of forming a third-layer via hole using the photoresist film as a mask, and forming a third-layer plug in the third-layer via hole formed in the third-layer interlayer film 9. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】 上記第2、第5および第8の工程では、
ドライエッチングによりそれぞれ上記各工程に対応して
上記第1層目のビアホール、上記第2層目のビアホール
および上記第3層目のビアホールを開孔し、さらにアッ
シングによる上記フォトレジストの除去と剥離液により
上記ドライエッチングおよびアッシングにより生じるポ
リマー残渣の除去を行うことを特徴とする請求項4記載
の半導体装置の製造方法。
5. In the second, fifth and eighth steps,
The first-layer via hole, the second-layer via hole, and the third-layer via hole are opened corresponding to the respective steps by dry etching, and the photoresist is removed by ashing and the stripping solution is removed. 5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the polymer residue generated by the dry etching and the ashing is removed.
【請求項6】 上記第1層目、第2層目および第3層目
のビアホール内にそれぞれ対応して上記第1層目、第2
層目および第3層目のプラグを形成する工程では、スパ
ッタ法によりバリアメタルのTiNとCVD法によりW
を上記層間膜上に堆積し、該層間膜上の上記バリアメタ
ルのTiNおよび上記WをCMP法により除去して上記
ビアホール内にWプラグを形成することを特徴とする請
求項4または5記載の半導体装置の製造方法。
6. The first layer, the second layer, and the second layer corresponding to the via holes of the first layer, the second layer, and the third layer, respectively.
In the step of forming the plugs of the third layer and the third layer, TiN of a barrier metal is formed by sputtering and W is formed by CVD.
6. A W plug is formed in the via hole by depositing Ti on the interlayer film and removing TiN and the W of the barrier metal on the interlayer film by a CMP method. A method for manufacturing a semiconductor device.
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JP2009194087A (en) * 2008-02-13 2009-08-27 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Polymer removing method

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