JP2737889B2 - 多層配線構造の半導体装置の製造方法 - Google Patents
多層配線構造の半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JP2737889B2 JP2737889B2 JP29109793A JP29109793A JP2737889B2 JP 2737889 B2 JP2737889 B2 JP 2737889B2 JP 29109793 A JP29109793 A JP 29109793A JP 29109793 A JP29109793 A JP 29109793A JP 2737889 B2 JP2737889 B2 JP 2737889B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- insulating film
- film
- interlayer insulating
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
装置の製造方法に関する。
半導体基板表面上では、配線を2層構造として層間に絶
縁膜を介装させ、この絶縁膜にあけたコンタクトホール
を通して上下配線を相互に接続する。ところで、集積度
がさらに高まって素子の微細化が進んでコンタクトホー
ルが1μm 未満にも微細になると、従来のアルミ(Al)
のスパッタでは十分なカバレッジが確保しにくいため、
コンタクトホールをたとえばタングステン(W)などの
プラグで埋め込むことにより、Alのカバレッジを改善す
る手段が用いられている。
程を示したものである。 まず図1(a) に示すように、基板1上に第1の絶縁
膜2を介して下層配線3を施した後、この下層配線3の
上にたとえば8000〜 10000Å以上の膜厚の第2の層間絶
縁膜4を堆積する。この第2の層間絶縁膜4の膜厚はあ
まり薄くすると容量が大きくなるので、ある程度の厚み
を保持する必要がある。 図1(b) に示すように、レジストプロセスを経て第
2の層間絶縁膜4のエッチングにより幅がたとえば8000
Å程度のコンタクトホール5を形成する。 つぎに、図1(c) に示すように、このコンタクトホ
ール5も含めてTi層 200ÅとTiN 層61000Åをスパッタ
法により薄く成膜した後、W膜7をCVD法により堆積
する。 さらに、図1(d) に示すように、W膜7をエッチバ
ックすることによりプラグ7aを形成する。 ついで、図1(e) に示すように、たとえばAl合金を
用いて上層配線8を300℃程度の温度のスパッタ法によ
り成膜する。
7のエッチバックは主としてSF6/Heのガスによるプラズ
マエッチングが用いられる。すなわち、図2に示すよう
に、平行平板の上部電極11と下部電極12が反応室13内に
設置され、これにウェーハ14を装填し、上部電極11また
は下部電極12に高周波電源15で高周波電圧を印加して、
反応室13を10〜500mTorr程度に真空引きしながら反応ガ
スを供給するのであるが、そのエッチング条件は表1の
ように、ステップ1〜3からなる3つのステップを段階
的になされるのである。
のバルクエッチのエッチレートはほぼ6000Å/min 程度
であり、一方、ステップ2,3のそれはほぼ4000Å/mi
n 程度である。
たステップ3でのW膜のエッチ量は、オーバエッチの時
間を3分間とするとほぼ1.2 μm に相当するのである
が、これだけオーバエッチをかけてもWの残渣がとれず
配線間に短絡現象を生じ、製品の歩留りが悪いという問
題がある。なお、W膜の下地である TiN層まで除去する
方法もあるが、工程が複雑になるという問題が発生する
ので、好ましくない。
課題を解決すべくしてなされたものであって、Wの残渣
を確実に除去することが可能な多層配線構造の半導体装
置の製造方法を提供するとを目的とする。
の層間絶縁膜を介して下層配線を施した後、この下層配
線の上に第2の層間絶縁膜を堆積し、レジストプロセス
を経て前記第2の層間絶縁膜をエッチングすることによ
りコンタクトホールを形成し、該コンタクトホールにタ
ングステンの密着性促進層を薄く成膜した後、該密着性
促進層の上にタングステンを堆積してエッチバックし、
前記タングステンのエッチバックするエンドポイントを
とった後のオーバエッチ時に、SF6 に塩素系ガスを添加
した反応ガスを用いて等方性エッチングあるいは異方性
を弱めるエッチング工程を付加したことを特徴とする多
層配線構造の半導体装置の製造方法である。
の等方性エッチングあるいは異方性を弱めるエッチング
工程のあとにSF6 のみの反応ガスによるエッチング工程
を付加するようにしてもよい。
験検討を行った結果、Wの残渣の発生メカニズムを解明
することができ、これによって本発明を完成させること
ができた。以下に、その発生メカニズムについて説明す
る。 平坦化が不十分な場合;図3に示すように、間隔L
で配置される下層配線3間の段差によって深さDが生じ
る。そのときW膜7の設定膜厚をたとえば1μm 堆積す
ると凹部での膜厚Tは設定膜厚より厚くなる場合があ
る。いま、下層配線3の間隔Lを1.0 μm に設定したと
き、凹部における膜厚Tと凹部の深さDとの関係は図4
のようになる。すなわち、もっとも深くなる段差D;0.
6 μm で設定膜厚1μm に対して凹部での膜厚Tは5000
Å程度厚いだけなので、前記条件でオーバエッチを3分
行えば十分のはずである。ところが実際にはこの凹部に
はWが残っているのである。 平坦面上でのWの残渣;Wのエンドポイントをとる
時点からウェーハ上にはWと TiNが共存している状態で
ある。その状態でエッチングガスであるSF6 と TiNが反
応し、 TiFX が生成される。これがまだ残っているW上
に堆積する。これを模式的に示すと、図5のように TiN
層6および微小W7bの上に TiFX 9が最表面にデポジ
ットされる状況であると推測される。この TiFX がWの
エッチングを止めてしまい、オーバエッチを3分かけて
もWが残る原因と思われる。
部のW表面に TiFX 9が堆積し、それがエッチングを止
めることになると考えられる。そこで、この反応生成物
TiF X 9を除去するには、反応ガスSF6 に塩素系ガスを
添加しながらWを除去していくのが効果的であることを
見い出したものである。しかし、塩素系ガスは TiNに対
してエッチャントであるため、通常の異方性エッチング
(RIE)では TiNがエッチングされてしまう。しかし
等方性を強めると、 TiNのエッチングレートは異方性エ
ッチングに比べ、1/20の30Å/min 程度になる。
のエッチバックした後にSF6 に塩素系ガスを添加した反
応ガスを用いて等方性エッチングあるいは異方性エッチ
ングを弱めるエッチング工程を付加するようにしたの
で、TiN 層を除去することなく、また下地段差の平坦度
をさほどに必要とすることなく、Wの残渣を除去するこ
とができる。なお、引き続いてSF6 のみの反応ガスによ
るエッチング工程を付加すると効果的である。
グによってWのCVD膜のエッチバックを行う際に、従
来のエッチング条件ステップ1〜3に引き続き、下記表
2に示すCl2 ガスを添加するステップ4を追加し、合わ
せて4つのステップで行う。
加していたものを、ステップ2で上部電極11への高周波
電圧印加に切り換えて等方性を強めた。ただし、ステッ
プ3の時間は20秒と極端に短くしても効果が十分であ
る。そのため、ステップ1〜4のトータルのエッチング
時間を短縮することができるので、スループットが向上
するという利点がある。
は、条件のうち反応室内圧力、電力を変えることが有効
である。また、高周波電圧を下部電極12に印加していた
ものを上部電極11に切り換えることも有効である。表2
の条件はこれらをすべて考慮した条件である。圧力は15
0 〜500mTorrの範囲、電力は150 〜600 Wの範囲が望ま
しい。ただし、電力は高周波電圧を上部電極11に印加し
た場合であり、下部電極12のままの場合は150 〜300 W
の範囲が適当である。
であったものが、80%以上になったことが確認された。
また、W残渣として残ったパーティクルは、従来は0.5
μm以上で200 個以上であったものが、本発明では30個
以下になった。 〔実施例2〕 上記実施例1の工程にさらに表3に示す
ようにステップ5を追加して、SF6 ガスのみを用いてエ
ッチングするとさらに効果がある。
加する反応ガスはCl2 ガスにかぎるものではなく、たと
えばHCl やBCl3などの塩素系ガスを用いても同様の作用
効果を得ることが可能である。
W膜のエッチバックした後にSF6 に塩素系ガスを添加し
た反応ガスを用いて等方性エッチングあるいは異方性を
弱めるエッチング工程を付加することにより、TiN 層を
除去することなくWの残渣を除去することができるよう
にしたので、配線間の短絡不良を未然に防止することが
でき、製品の歩留り向上に寄与する。
る。
膜) 3 下層配線 4 第2の層間絶縁膜(下層配線と上層配線との層間絶
縁膜) 5 コンタクトホール 6 Ti/TiN 層 7 W膜 7a プラグ 7b 微小W 8 上層配線 9 TiFx 11 上部電極 12 下部電極 13 反応室 14 ウェーハ 15 高周波電源
Claims (2)
- 【請求項1】 基板上に第1の層間絶縁膜を介して下
層配線を施した後、この下層配線の上に第2の層間絶縁
膜を堆積し、レジストプロセスを経て前記第2の層間絶
縁膜をエッチングすることによりコンタクトホールを形
成し、該コンタクトホールにタングステンの密着性促進
層を薄く成膜した後、該密着性促進層の上にタングステ
ンを堆積してエッチバックし、前記タングステンのエッ
チバックするエンドポイントをとった後のオーバエッチ
時に、SF6 に塩素系ガスを添加した反応ガスを用いて等
方性エッチングあるいは異方性を弱めるエッチング工程
を付加したことを特徴とする多層配線構造の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項2】 前記SF6 +塩素系ガスの反応ガスでの
等方性エッチングあるいは異方性を弱めるエッチング工
程のあとにSF6 のみの反応ガスによるエッチング工程を
付加したことを特徴とする請求項1記載の多層配線構造
の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29109793A JP2737889B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 多層配線構造の半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29109793A JP2737889B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 多層配線構造の半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07142494A JPH07142494A (ja) | 1995-06-02 |
JP2737889B2 true JP2737889B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=17764416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29109793A Expired - Fee Related JP2737889B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 多層配線構造の半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2737889B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2012026241A1 (ja) * | 2010-08-26 | 2013-10-28 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、及び基板処理装置 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29109793A patent/JP2737889B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07142494A (ja) | 1995-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2000106396A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US5767015A (en) | Metal plug with adhesion layer | |
JPH0745616A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US6703709B1 (en) | Structures formed using silicide cap as an etch stop in multilayer metal processes | |
JP2000260768A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH065715A (ja) | 配線層の形成方法 | |
JP2737889B2 (ja) | 多層配線構造の半導体装置の製造方法 | |
KR101725152B1 (ko) | 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법 | |
JPH1116914A (ja) | 半導体装置用の相互接続方法及び構成体 | |
JPH10150024A (ja) | 積層配線の形成方法 | |
JP2003124312A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2007251135A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPH09162288A (ja) | 配線構造およびその形成方法 | |
JPH08186120A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3956118B2 (ja) | 半導体装置の製造方法及びその半導体装置 | |
JP3353490B2 (ja) | 積層配線のパターニング方法 | |
US20030067078A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2000133711A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP3353443B2 (ja) | 積層配線のドライエッチング方法 | |
KR100315849B1 (ko) | 다층 배선의 콘택 형성 방법 | |
JP2001015494A (ja) | 半導体装置の製造方法およびエッチング方法 | |
JPH11297699A (ja) | 拡散バリア層およびその製造方法 | |
KR0181969B1 (ko) | 반도체 장치의 비아홀 형성방법 | |
JP3495492B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH10242126A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080116 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 11 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090116 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 Year of fee payment: 12 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100116 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 13 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116 Year of fee payment: 13 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 13 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 13 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110116 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120116 Year of fee payment: 14 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |