JP3071810B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3071810B2
JP3071810B2 JP2242515A JP24251590A JP3071810B2 JP 3071810 B2 JP3071810 B2 JP 3071810B2 JP 2242515 A JP2242515 A JP 2242515A JP 24251590 A JP24251590 A JP 24251590A JP 3071810 B2 JP3071810 B2 JP 3071810B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に金属配
線の形成方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of forming a metal wiring.

(従来の技術) 半導体装置の微細化、大規模化に伴い、コンタクト孔
による拡散層と金属配線、あるいは金属配線層の相互接
続を信頼性良く形成することが半導体装置の歩留りや信
頼性に大きく影響するようになっている。
(Prior Art) With the miniaturization and large scale of semiconductor devices, it is important to form the interconnection between the diffusion layer and the metal wiring or the metal wiring layer with contact holes with high reliability in the yield and reliability of the semiconductor device. It has been affected.

第7図は、従来例の金属配線形成の工程断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view showing a conventional process of forming a metal wiring.

半導体基板101上に形成された絶縁膜1021上に例えばA
lを厚さ8000Å程度堆積する。次にフォトリソグラフィ
工程により所望のレジストパターンを得た後、これをマ
スクにリアクティブイオンエッチング(RIE法)によりA
lを加工し、Al配線103を形成し続いてレジストを除去す
る(第7図(a))。
Insulating formed on the semiconductor substrate 101 on film 102 1 on, for example, A
l is deposited to a thickness of about 8000 mm. Next, after a desired resist pattern is obtained by a photolithography process, the resist pattern is used as a mask by reactive ion etching (RIE method).
1 is processed to form an Al wiring 103, and then the resist is removed (FIG. 7A).

次に、半導体基板101上に例えばSiO2膜1022から成る
絶縁膜を、CVD法により、300℃程度の温度で厚さ約1μ
m堆積する(第7図(b))。
Next, an insulating film made on the semiconductor substrate 101 for example of SiO 2 film 102 2, by CVD, about the thickness in the order of 300 ° C. temperature 1μ
m (FIG. 7 (b)).

以上に示す様な金属配線の形成方法においては、第2
図(a)に示す様にAlをRIEする際に、Alにアンダーカ
ットが入り逆テーパ状になり配線の細りが生じるという
問題点があった。また、第7図(b)に示す様に、CVD
法により、Al配線上にSiO2膜を形成する際に、Al配線に
対してオーバハング状にSiO2膜が形成され、SiO2膜中に
空洞104(ボイドと呼ぶ)が生じ平坦化できないという
問題点があった。
In the method of forming a metal wiring as described above, the second method
As shown in FIG. 2A, when RIEing Al, there is a problem in that Al is undercut and becomes reverse-tapered, resulting in thinning of the wiring. Also, as shown in FIG.
By law, when forming the SiO 2 film on the Al wiring, SiO 2 film is formed on the overhanging manner with respect to the Al wiring, a problem that the cavity 104 (referred to as voids) can not be flattened occur during SiO 2 film There was a point.

第8図は、従来例のビアホール形成の工程断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view showing a conventional process of forming a via hole.

半導体基板105上に形成された絶縁膜106上に第1層配
線としてAl配線107を形成する。次に、この半導体基板1
05上にSiO2膜108から成る絶縁膜を、CVD法を用いて形成
する。次に、フォトリソングラフィ工程により形成した
レジストパターンをマスクにSiO2膜108をRIEにより除去
し接続孔109を形成する。次にレジストを除去後、この
接続孔109にW(タングステン)110をCVD法を用いて選
択的に形成する(第8図(a))。
An Al wiring 107 is formed as a first layer wiring on an insulating film 106 formed on a semiconductor substrate 105. Next, this semiconductor substrate 1
An insulating film made of the SiO 2 film 108 is formed on 05 by using the CVD method. Next, using the resist pattern formed by the photolithography step as a mask, the SiO 2 film 108 is removed by RIE to form a connection hole 109. Next, after removing the resist, W (tungsten) 110 is selectively formed in the connection hole 109 by using the CVD method (FIG. 8A).

以上に示す様なビアホールの形成方法においては、W
の選択成長をSiO2膜108の表面で止めることは難しく、S
iO2膜108の表面以上にWが形成された場合はストレスが
開放されるため、接続孔109の外部に広がりWの結晶を
粒状になり表面が荒らくなる。更にこの半導体基板105
上にレジストを塗布した後にエッチバックを行なうと、
SiO2膜108表面に形成されたWは除去されるものの、接
続孔109に露出したWの表面の荒れは小さくならない。
(第8図(b))。
In the method of forming a via hole as described above, W
Is difficult to stop at the surface of the SiO 2 film 108,
When W is formed on the surface of the iO 2 film 108 or more, the stress is released, so that the W spreads out of the connection hole 109, and the W crystal becomes granular and the surface becomes rough. Further, the semiconductor substrate 105
When etch back is performed after applying resist on top,
Although the W formed on the surface of the SiO 2 film 108 is removed, the surface roughness of the W exposed in the connection hole 109 is not reduced.
(FIG. 8 (b)).

また、Wの表面の荒れを防ぐ為、SiO2膜108の表面以
下でWの選択成長を止めた場合(第9図(a))は、続
いて第2層目の配線としてAlをスパッタ法で厚さ1μm
程度堆積させる(第9図(b))とこの接続孔109の段
差部分で突起111や深い溝112が生ずる。これは、配線の
信頼性に問題を残すと共に、第2層目の配線の上層の絶
縁膜の被覆形状も平坦化できないという問題点があっ
た。
In the case where the selective growth of W is stopped below the surface of the SiO 2 film 108 in order to prevent the roughening of the surface of W (FIG. 9A), Al is then sputtered as the second layer wiring. 1μm thick
When the layers are deposited to a certain extent (FIG. 9 (b)), projections 111 and deep grooves 112 are formed at the step portions of the connection holes 109. This leaves a problem in the reliability of the wiring and has a problem that the covering shape of the insulating film in the upper layer of the second wiring cannot be flattened.

(発明が解決しようとする課題) 以上の様に従来の金属配線の形成方法においては、Al
をRIEする際に、Alにアンダーカットが入り逆テーパ状
になり配線の細りが生じるという問題点があった。ま
た、更にこのAl配線上にCVD法によりSiO2膜を形成する
際に、Al配線に対してオーバハング状にSiO2膜が形成さ
れ、SiO2膜中に空洞が生じ平坦化できないという問題点
があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional method for forming a metal wiring,
When RIE is performed, there is a problem in that Al is undercut to form an inversely tapered shape, resulting in thinning of wiring. Also, further in forming the SiO 2 film by a CVD method on the Al wiring are SiO 2 film is formed on the overhang shape with respect to the Al wiring, a problem that a cavity in the SiO 2 film can not be flattened occur there were.

また、従来の接続孔の形成方法においては、選択的に
接続孔へ金属を埋め込む際にその制御が難しく、接続孔
に金属を完全に埋め込み平坦化することができす、SiO2
膜の表面以上に金属を堆積しすぎると、ストレスが開放
されるため金属の粒径のみだれが生じ、SiO2膜の表面以
下で金属の堆積を止めると、続いて第2層目の金属を形
成する際、接続孔の段差部分で突起や深い溝が生じ、配
線の信頼性に問題を残すと共に第2層目の配線の上層の
絶縁膜の被覆形状も平坦化できないという問題点があっ
た。
Further, in the conventional method of forming a contact hole, selectively connect its control is difficult when embedding the metal into the pores, to be planarized completely embedded metal connection hole, SiO 2
If the metal is deposited too much on the surface of the film, the stress is released and only the particle size of the metal occurs, and if the deposition of the metal is stopped below the surface of the SiO 2 film, the metal of the second layer is subsequently removed. At the time of formation, a projection or a deep groove is formed at a step portion of the connection hole, leaving a problem in the reliability of the wiring, and also has a problem that the covering shape of the insulating film on the upper layer of the second wiring cannot be flattened. .

本発明は、この様な課題を解決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。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device which solves such a problem.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、第1の
発明は、半導体基板上の絶縁膜に溝を形成する工程と、
この溝に溝の深さ以下に導電膜を埋め込む工程と、前記
溝に埋め込まれた導電膜の深さまで前記絶縁膜をエッチ
ング除去する工程とを備えたことを特徴とする半導体装
置の製造方法を提供する。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first invention is a step of forming a groove in an insulating film on a semiconductor substrate,
A method of embedding a conductive film in the groove to a depth equal to or less than the depth of the groove; and a step of etching and removing the insulating film to a depth of the conductive film embedded in the groove. provide.

また、第2の発明は、半導体基板上の第1の絶縁膜上
に第1の配線金属を形成する工程と、この第1の絶縁膜
及び第1の配線金属上に第2の絶縁膜を形成する工程
と、前記第1の配線金属上の前記第2の絶縁膜にコンタ
クト孔を形成する工程と、このコンタクト孔にコンタク
ト孔の深さ以下に第2の配線金属を埋め込む工程と、前
記コンタクト孔上部の前記第2の絶縁膜をスパッタエッ
チングする工程と、前記第2の絶縁膜上及び前記コンタ
クト孔上に第3の配線金属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を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a step of forming a first wiring metal on a first insulating film on a semiconductor substrate, and forming a second insulating film on the first insulating film and the first wiring metal. Forming a contact hole in the second insulating film on the first wiring metal, embedding a second wiring metal in the contact hole at a depth equal to or less than the depth of the contact hole, A semiconductor device comprising: a step of sputter etching the second insulating film above the contact hole; and a step of forming a third wiring metal on the second insulating film and the contact hole. And a method for producing the same.

(作用) この様に本発明によれば、絶縁膜に溝を形成し、この
溝に溝の深さ以下に導電膜を埋め込み、の埋め込まれた
導電膜の深さまで絶縁膜をエッチング除去することによ
り平坦な形状の配線を形成することができる。また、金
属をRIEして配線を形成していないため配線にアンダー
カットが入り逆テーパ状になり配線の細りが生じること
はない。また、金属をRIEして配線を形成しその周囲に
絶縁膜を形成していないため、ボイドの発生を防ぐこと
ができる。更に、溝の深さより浅く金属を埋め込んでい
る為金属の粒径のみだれを防ぐことができる。
(Function) According to the present invention, as described above, a groove is formed in an insulating film, a conductive film is buried in the groove at a depth equal to or less than the depth of the groove, and the insulating film is etched and removed to a depth of the buried conductive film. Thereby, a wiring having a flat shape can be formed. Further, since the wiring is not formed by RIE of the metal, the wiring is undercut and has an inversely tapered shape, and the wiring does not become thin. Further, since a wiring is formed by RIE of a metal and an insulating film is not formed around the wiring, generation of voids can be prevented. Further, since the metal is buried shallower than the depth of the groove, it is possible to prevent the metal particle from dripping.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例の半導体装置の製造方
法の工程断面図である。
FIG. 1 is a process sectional view of a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

半導体基板1上にSiO2膜2をCVD法により厚さ約1.5μ
m形成する(第1図(a))。
An SiO 2 film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 to a thickness of about 1.5 μm by a CVD method.
m (FIG. 1A).

次に、SiO2膜2上にレジストを形成し、フォトリソグ
ラフィ法を用いて配線形成予定域以外にレジストを残置
する。次に、このレジストをマスクとしてSiO2膜2をリ
アクティブイオンエッチング(RIE)により、深さ約0.5
μmエッチングし溝3を形成した後レジストを剥離する
(第1図(b))。
Next, a resist is formed on the SiO 2 film 2, and the resist is left by using a photolithography method in a region other than a region where a wiring is to be formed. Next, using the resist as a mask, the SiO 2 film 2 is subjected to a reactive ion etching (RIE) to a depth of about 0.5.
After the groove 3 is formed by the etching of μm, the resist is removed (FIG. 1B).

次に、溝3を含めたSiO2膜2上にスパッタ法を用いて
Al4を厚さ約0.4μm形成した後、続いてこのAl4上にフ
ォトレジスト5を厚さ約1μm形成する(第1図
(c))。
Next, on the SiO 2 film 2 including the groove 3 by using the sputtering method
After forming Al4 to a thickness of about 0.4 μm, subsequently, a photoresist 5 is formed to a thickness of about 1 μm on the Al4 (FIG. 1C).

次に、Alとフォトレジスト5のエッチング速度がほぼ
等しい条件で、溝3以外の部分のAl4がなくなるまでRIE
を行なう。これにより深さ0.5μmの溝3中の深さ0.4μ
m迄Al4が埋め込まれ、SiO2膜2の最上部とAl4の最上部
には約0.1μmの段差が生じることになる。次に、フォ
トレジスト5を剥離する(第1図(d))。
Next, under the condition that the etching rates of Al and the photoresist 5 are almost equal, RIE is performed until Al4 in portions other than the groove 3 is eliminated.
Perform As a result, a depth of 0.4 μm in the groove 3 having a depth of 0.5 μm
Al4 is buried up to m, and a step of about 0.1 μm occurs between the uppermost portion of the SiO 2 film 2 and the uppermost portion of Al4. Next, the photoresist 5 is stripped (FIG. 1 (d)).

次に、SiO2膜2をRIEにより厚さ約0.1μmエッチング
し埋め込まれたAl4とSiO2膜2の段差がなくなり平坦な
構造の配線層を得ることができる(第1図(e))。
Next, the SiO 2 film 2 is etched by RIE to a thickness of about 0.1 μm to eliminate the step between the buried Al 4 and the SiO 2 film 2 and obtain a wiring layer having a flat structure (FIG. 1E).

第2図は、本発明の第2の実施例の半導体装置の製造
方法を工程順に断面図で示したものである。
FIG. 2 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.

半導体基板6上に、SiO2膜7をCVD法により厚さ約1
μm形成する。次に、スパッタ法によりAlを厚さ0.4μ
m形成する(第2図(a))。
An SiO 2 film 7 is formed on a semiconductor substrate 6 to a thickness of about 1 by a CVD method.
μm is formed. Next, by sputtering, Al
m (FIG. 2A).

次に、このAl上にレジストを形成しフォトリソグラフ
ィ法を用いて、配線形成予定域にレジストを残置する。
次に、このレジストをマスクにしてAlをRIEしAl配線8
を形成した後、レジストを剥離する。次にSiO2膜9をCV
D法により厚さ約1μm形成し、続いてこのSiO2膜9上
にレジストを形成し、フォトリソグラフィ法を用いて、
Al配線8上以外の部分にレジストを残す。次にこのレジ
ストをマスクとしてSiO2膜9をRIEにより除去しコンタ
クト孔10を形成し、Al配線を露出させる。次にタングス
テン(W)111をCVD法によりAl配線8上に設けられたコ
ンタクト孔10内に深さ約0.8μm選択的に埋め込む。コ
ンタクト孔10の深さは約1μmであるため、SiO2膜9と
W111の最上部とは約0.2μmの断差12が存在している
(第2図(b))。
Next, a resist is formed on this Al, and the resist is left in the area where the wiring is to be formed by using a photolithography method.
Next, using this resist as a mask, RIE is performed on Al to form an Al wiring 8.
After forming the resist, the resist is peeled off. Next, the SiO 2 film 9 is
A thickness of about 1 μm is formed by the D method, a resist is subsequently formed on the SiO 2 film 9, and a photolithography method is used to form a resist.
The resist is left in portions other than on the Al wiring 8. Next, using this resist as a mask, the SiO 2 film 9 is removed by RIE to form a contact hole 10 to expose the Al wiring. Then tungsten (W) 11 embedded in a depth of about 0.8μm selectively in the contact hole 10 provided on the Al wiring 8 by 1 by CVD. Because the depth of the contact hole 10 is about 1 [mu] m, and the SiO 2 film 9
The W11 1 at the top are present cross-sectional difference 12 of about 0.2 [mu] m (FIG. 2 (b)).

次に、スパッタエッチングを行なうとこの断差12の角
部121が特にエッチングされるため、SiO2膜9の角部が
面取りされた形状になる(第2図(c))。
Then, since the corner portion 12 1 of the sectional difference 12 is particularly etched when performing sputter etching, a shape in which corner portions of the SiO 2 film 9 is chamfered (FIG. 2 (c)).

次に、Al112をスパッタ法により、厚さ約0.4μm形成
する(第2図(d))。
Next, Al11 by 2 sputtering to about 0.4μm formation thickness (Fig. 2 (d)).

以上に示した様な半導体装置の製造方法によれば、コ
ンタクト孔上のAlは突起や溝のない平坦な膜となって堆
積される。
According to the method of manufacturing a semiconductor device as described above, Al on the contact hole is deposited as a flat film having no protrusions or grooves.

第3図は本発明の第1の実施例において、溝を形成す
る方法についての他の実施例を工程順に断面図で示した
ものである。
FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the method of forming a groove in the order of steps in the first embodiment of the present invention.

半導体基板13上にSiO2膜14をCVD法により形成する。
次に、このSiO2膜14上にレジスト15を形成し、フォトリ
ソグラフィ法を用いて配線形成予定域にレジスト15を残
置する。ここでは、例えばポジ型のレジスト15を使用す
る。ボジ型のレジストは疎水性を示すがフッ素を含むプ
ラズマ中にさらし更に疎水性を増してもよい。(第3図
(a))。
An SiO 2 film 14 is formed on a semiconductor substrate 13 by a CVD method.
Next, a resist 15 is formed on the SiO 2 film 14, and the resist 15 is left in a region where a wiring is to be formed by using a photolithography method. Here, for example, a positive resist 15 is used. The body type resist shows hydrophobicity, but may be exposed to plasma containing fluorine to further increase the hydrophobicity. (FIG. 3 (a)).

次に、ケイフッ化水素酸(H2SiF6)水溶液にシリカ
(SiO2)を飽和させた溶液にウェハーを浸しAlを用いて
平衡をずらしてやるとSiO2膜14上に更にSiO2膜16を形成
することができる。この時、レジスト15は疎水性である
為レジスト15上にはSiO2膜16は形成されない(第3図
(b))。
Next, silicic hydrofluoric acid (H 2 SiF 6) solution to a silica (SiO 2) When the'll shifting the equilibrium with Al immersed wafers in a solution of saturated further on SiO 2 film 14 SiO 2 film 16 Can be formed. At this time, since the resist 15 is hydrophobic, the SiO 2 film 16 is not formed on the resist 15 (FIG. 3B).

次に、レジスト15を剥離することにより半導体基板13
上のSiO2膜16に溝17を形成することができる(第3図
(c))。
Next, the semiconductor substrate 13 is removed by removing the resist 15.
A groove 17 can be formed in the upper SiO 2 film 16 (FIG. 3C).

第4図は本発明の第3の実施例の半導体装置の製造方
法を工程順に断面図で示したものである。
FIG. 4 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention in the order of steps.

半導体基板18上にSiO2膜19をCVD法により厚さ約2μ
m形成する。次に、SiO2膜19上にレジストを形成し、フ
ォトリソグラフィ法を用いて配線形成予定域以外にレジ
ストを残置する。次に、このレジストをマスクとしてSi
O2膜19をRIEにより深さ約1μmエッチングし溝20を形
成し、レジストを剥離する。次に、スパッタ法を用いて
厚さ約500Åのパラジウム層21を形成する(第4図
(a))。
An SiO 2 film 19 is formed on a semiconductor substrate 18 to a thickness of about 2 μm by a CVD method.
m. Next, a resist is formed on the SiO 2 film 19, and the resist is left in a region other than a region where a wiring is to be formed by using a photolithography method. Next, using this resist as a mask,
The O 2 film 19 is etched by RIE to a depth of about 1 μm to form a groove 20 and the resist is stripped. Next, a palladium layer 21 having a thickness of about 500 ° is formed by sputtering (FIG. 4A).

次に、このパラジウム層21上にフォトレジスト22を塗
布後、現像を行ない溝20内にフォトレジスト22を深さ約
0.8μm残置する(第4図(b))。
Next, after applying a photoresist 22 on the palladium layer 21, development is performed and the photoresist 22 is
0.8 μm is left (FIG. 4 (b)).

次に、硝酸、塩酸、酢酸の混合溶液中にこの半導体基
板18を浸すことによりSiO2膜19上及び溝20表面に露出し
たパラジウム層21を除去する。次にフォトレジスト22を
プラズマ中で灰化し除去する(第4図(c))。
Next, the palladium layer 21 exposed on the SiO 2 film 19 and the surface of the groove 20 is removed by immersing the semiconductor substrate 18 in a mixed solution of nitric acid, hydrochloric acid, and acetic acid. Next, the photoresist 22 is ashed in plasma and removed (FIG. 4 (c)).

次に、半導体基板18を硫酸銅中に浸すことにより、パ
ラジウム層21上にのみ選択的に銅23を埋め込む。ここで
SiO2膜19上部と銅23配線上部の間には約0.2μmの段差
が生じている(第4図(d))。
Next, copper 23 is selectively embedded only on palladium layer 21 by immersing semiconductor substrate 18 in copper sulfate. here
There is a step of about 0.2 μm between the upper part of the SiO 2 film 19 and the upper part of the copper 23 wiring (FIG. 4D).

次に、RIEによりSiO2膜19を約0.2μmエッチング除去
し、埋め込まれた銅23とSiO2膜19の段差がなくなり平坦
な構造の配線層を得ることができる(第4図(e))。
Next, the SiO 2 film 19 is etched away by about 0.2 μm by RIE, so that a step between the embedded copper 23 and the SiO 2 film 19 is eliminated, and a wiring layer having a flat structure can be obtained (FIG. 4E). .

第5図は本発明の第4の実施例の半導体装置の製造方
法を工程順に断面図で示したものである。
FIG. 5 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention in the order of steps.

半導体基板24上にSiO2膜25をCVD法により厚さ約1μ
m形成する。次にスパッタ法により厚さ約500Åのパラ
ジウム層26を形成する。次にパラジウム層26上にレジス
トを形成し、フォトリソグラフィ法を用いて配線形成予
定域にのみレジスト27を残置する(第5図(a))。
An SiO 2 film 25 is deposited on a semiconductor substrate 24 to a thickness of about 1 μm by a CVD method.
m. Next, a palladium layer 26 having a thickness of about 500 ° is formed by a sputtering method. Next, a resist is formed on the palladium layer 26, and the resist 27 is left only in the area where the wiring is to be formed by using the photolithography method (FIG. 5A).

次に、硝酸、塩酸、酢酸の混合溶液中にこの半導体基
板24を浸すことによりSiO2膜25上に露出したパラジウム
層26を除去する(第5図(b))。
Next, the palladium layer 26 exposed on the SiO 2 film 25 is removed by immersing the semiconductor substrate 24 in a mixed solution of nitric acid, hydrochloric acid, and acetic acid (FIG. 5B).

次に、第3図に示した方法によりSiO2膜25上に更に厚
さ約1μmのSiO228を形成し、続いてレジスト27を除去
する。以上により底部にパラジウム層26が残置した溝29
が形成されることになる(第5図(c))。
Next, by the method shown in FIG. 3 to form a SiO 2 28 further thickness of about 1μm on the SiO 2 film 25, followed by resist 27 is removed. The groove 29 in which the palladium layer 26 was left at the bottom
Is formed (FIG. 5 (c)).

次に、第4図に示した方法によりこの溝29内部に深さ
0.6μmの銅30を選択的に埋め込む。この後、銅30の酸
化を防ぐ為に厚さ約0.2μmの金31を銅30上に無電解メ
ッキ法により選択的に形成してもよい。この際SiO2膜28
上部と金31上部の間には約0.2μmの段差が生じている
(第5図(d))。
Next, the depth shown in FIG.
0.6 μm copper 30 is selectively embedded. Thereafter, gold 31 having a thickness of about 0.2 μm may be selectively formed on copper 30 by electroless plating in order to prevent oxidation of copper 30. At this time, the SiO 2 film 28
There is a step of about 0.2 μm between the upper part and the upper part of the gold 31 (FIG. 5 (d)).

次に、RIEによりSiO2膜28を約0.2μmエッチング除去
し、金31上部とSiO2膜28上部の段差がなくなり平坦な構
造の配線層を得ることができる(第5図(e))。
Next, the SiO 2 film 28 is etched away by about 0.2 μm by RIE, so that a level difference between the upper portion of the gold 31 and the upper portion of the SiO 2 film 28 is eliminated, and a wiring layer having a flat structure can be obtained (FIG. 5E).

第6図は、本発明の第4の実施例の半導体装置の製造
方法を工程順に断面図で示したものである。
FIG. 6 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention in the order of steps.

半導体基板32上にSiO2膜33をCVD法により厚さ約2μ
m形成する。次にSiO2膜33上にレジスト34を形成し、フ
ォトリソグラフィ法を用いて配線形成予定域以外にレジ
スト34を残置する。次に、このレジスト34をマスクにし
てSiO2膜33をRIEにより深さ約1μmエッチングし溝35
を形成する。この際、レジスト34はフッ素を含むプラズ
マ中にさらされるため十分疎水性になる(第6図
(a))。
An SiO 2 film 33 is formed on a semiconductor substrate 32 to a thickness of about 2 μm by a CVD method.
m. Next, a resist 34 is formed on the SiO 2 film 33, and the resist 34 is left using a photolithography method in a region other than a region where a wiring is to be formed. Next, using the resist 34 as a mask, the SiO 2 film 33 is etched by about 1 μm
To form At this time, the resist 34 becomes sufficiently hydrophobic because it is exposed to the plasma containing fluorine (FIG. 6A).

次に、この半導体基板32を約0.1%の塩化パラジウム
溶液に室温で約5分間浸すことによりSiO2膜33が露出し
た溝35底部にパラジウム36を形成する(第6図
(b))。
Next, the semiconductor substrate 32 is immersed in an approximately 0.1% palladium chloride solution at room temperature for approximately 5 minutes to form palladium 36 at the bottom of the groove 35 where the SiO 2 film 33 is exposed (FIG. 6B).

次に、この半導体基板32を水洗した後、硫酸銅溶液に
浸すとパラジウム36が堆積した部分にのみ銅37を堆積す
ることができる(第6図(c))。
Next, after the semiconductor substrate 32 is washed with water and immersed in a copper sulfate solution, copper 37 can be deposited only on the portion where palladium 36 has been deposited (FIG. 6 (c)).

次にレジストを剥離しRIEによりSiO2膜33をエッチン
グ除去することにより埋め込まれた銅37とSiO2膜33の段
差がなくなり、平坦な構造の配線層を得ることができる
(第6図(d))。
Next, by removing the resist and etching away the SiO 2 film 33 by RIE, the step between the buried copper 37 and the SiO 2 film 33 is eliminated, and a wiring layer having a flat structure can be obtained (FIG. 6 (d)). )).

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べた様に本発明によれば絶縁膜に溝を形成し、
この溝に溝の深さ以下に導電膜を埋め込み、この埋め込
まれた導電膜の深さまで絶縁膜をエッチング除去するこ
とにより、平坦な形状の配線を形成することができる。
As described above, according to the present invention, a groove is formed in an insulating film,
A conductive film is buried in the groove at a depth equal to or less than the depth of the groove, and the insulating film is removed by etching to a depth of the buried conductive film, whereby a wiring having a flat shape can be formed.

また、金属をエッチングして配線を形成していないた
め配線にアンダーカットが入り逆テーパ状になったりし
て配線の細りが生じることはない。更に、金属をエッチ
ングして配線を形成しその周囲に絶縁膜を形成する工程
ではなくボイドの発生を防ぐことができる。更に、溝の
深さより浅く金属を埋め込んでいる為、金属の粒径のみ
だれを防ぐことができる。
Further, since the wiring is not formed by etching the metal, the wiring does not have an undercut and has a reverse tapered shape, and thus the wiring does not become thin. Further, voids can be prevented instead of forming a wiring by etching a metal and forming an insulating film around the wiring. Further, since the metal is buried shallower than the depth of the groove, it is possible to prevent the metal particle diameter from drooping.

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

第1図は本発明の第1の実施例の半導体装置の製造方法
を示す工程断面図、第2図は本発明の第2の実施例の半
導体装置の製造方法を示す工程断面図、第3図は本発明
の第1の実施例の変形例の半導体装置の製造方法を示す
工程断面図、第4図は本発明の第3の実施例の半導体装
置の製造方法を示す工程断面図、第5図は本発明の第4
の実施例の半導体装置の製造方法を示す工程断面図、第
6図は本発明の第5の実施例の半導体装置の製造方法を
示す工程断面図である。第7図、第8図、第9図は従来
例の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。 図において、 1……半導体基板、2……SiO2膜、3……溝、4……A
l、5……フォトレジスト、6……半導体基板、7……S
iO2膜、8……Al配線、9……SiO2膜、10……コンタク
ト孔、111……W、112……Al、12……断差。
FIG. 1 is a process sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a process sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a modification of the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a process sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment. FIG. 6 is a process sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. 7, 8 and 9 are process sectional views showing a method for manufacturing a conventional semiconductor device. In FIG, 1 ...... semiconductor substrate, 2 ...... SiO 2 film, 3 ...... groove, 4 ...... A
l, 5 ... photoresist, 6 ... semiconductor substrate, 7 ... S
iO 2 film, 8... Al wiring, 9... SiO 2 film, 10... contact hole, 11 1 ... W, 11 2 ... Al, 12.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上の絶縁膜に溝を形成する工程
と、 この溝に溝の深さ以下に導電膜を埋め込む工程と、 前記溝に埋め込まれた導電膜の深さまで前記絶縁膜をエ
ッチング除去する工程とを備え、 前記溝を形成する工程は、 前記半導体基板上に設けられた第1の絶縁膜上の前記溝
の形成予定域にレジストパターンを形成する工程と、 このレジストパターン以外の部分に第2の絶縁膜を形成
する工程と、 前記レジストパターンを除去する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 groove in an insulating film on a semiconductor substrate; a step of embedding a conductive film in the groove to a depth equal to or less than the depth of the groove; Forming a groove on the first insulating film provided on the semiconductor substrate, a step of forming a resist pattern in an area where the groove is to be formed on the first insulating film provided on the semiconductor substrate, and a step other than the resist pattern Forming a second insulating film in a portion of the semiconductor device, and removing the resist pattern.
【請求項2】半導体基板上の絶縁膜に溝を形成する工程
と、 この溝に溝の深さ以下の導電膜を埋め込む工程と、 前記溝に埋め込まれた導電膜の深さまで前記絶縁膜をエ
ッチング除去する工程とを備え、 前記導電膜は2層から成り、 前記導電膜を埋め込む工程は、前記溝及び前記絶縁膜表
面に第1の導電膜を形成する工程と、前記溝に前記溝の
深さ以下にレジストを埋め込む工程と、 露出している前記第1の導電膜を除去する工程と、 前記レジストを除去した後このレジストの除去された部
分に選択的に第2の導電膜を埋め込む工程とから成るこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法、
2. A step of forming a groove in an insulating film on a semiconductor substrate, a step of embedding a conductive film having a depth equal to or less than the depth of the groove, and forming the insulating film to a depth of the conductive film embedded in the groove. A step of forming a first conductive film on the surface of the groove and the insulating film; and a step of embedding the groove in the groove. Embedding a resist below the depth, removing the exposed first conductive film, and selectively embedding a second conductive film in the removed portion of the resist after removing the resist. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項3】半導体基板上の絶縁膜に溝を形成する工程
と、 前記溝の底面及び側面に前記溝を埋め込まないように第
1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜内部に第2の導電膜を埋め込む工程と
を備え、 前記溝の側面に形成された前記第1の導電膜の頂部と前
記第2の導電膜表面とは何れも前記絶縁膜表面よりも低
いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a groove in an insulating film on a semiconductor substrate; a step of forming a first conductive film on the bottom and side surfaces of the groove so as not to bury the groove; A step of burying a second conductive film therein, wherein both the top of the first conductive film formed on the side surface of the groove and the surface of the second conductive film are lower than the surface of the insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項4】前記第2の導電膜を埋め込む工程は、 銅を選択的に埋め込む工程であることを特徴とする請求
項3に記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the step of burying the second conductive film is a step of selectively burying copper.
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