JP3123092B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に配線に形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】MOSICの高集積化によりコンタクト
開口の大きさや配線幅が縮小されてきている。そのため
配線の信頼性、例えばコンタクト段差におけるアルミニ
ウム配線の断線などが問題となっている。
【0003】従来技術による配線の形成方法について、
図6(a)〜(c)を参照して説明する。
【0004】はじめに図6(a)に示すように、拡散層
5が形成された半導体基板1に層間絶縁膜17を形成
し、フォトリソグラフィによりコンタクト9を形成す
る。
【0005】つぎに図6(b)に示すように、スパッタ
法によりアルミニウム12を堆積する。
【0006】つぎに図6(c)に示すように、アルミニ
ウム12をパターニングしてアルミニウム配線を形成し
て素子部が完成する。
【0007】ところがこの方法では、MOSICの集積
度が向上してコンタクト開口のサイズが小さくなりアス
ペクト比が大きくなると、アルミニウム配線が断線しや
すくなる。
【0008】これを解決する手段としてタングステンの
選択成長により微細なコンタクトを埋め込む方法につい
て、図7(a),(b)を参照して説明する。
【0009】はじめに図7(a)に示すように、半導体
基板1に形成された拡散層5上の層間絶縁膜17に異方
性エッチングによりコンタクト9を形成し、選択成長に
よりタングステン10を埋め込む。
【0010】つぎに図7(b)に示すように、スパッタ
法によりアルミニウムを堆積してからパターニングして
アルミニウム配線12を形成する。
【0011】この方法によりコンタクト上面は平坦化さ
れ、コンタクト段部におけるアルミニウム配線の断線を
防止することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来技術による配線の
形成方法では、深さの異なるコンタクトを同時に良好に
埋め込むことはできない。
【0013】図8(a)に示すように、半導体基板1に
フィールド絶縁膜2、ゲート絶縁膜3、拡散層5が形成
されている。フィールド絶縁膜2上にポリシリコン4が
形成され、平坦化された層間絶縁膜17で覆われてい
る。ポリシリコン4および拡散層5に到達する深さの異
なるコンタクト9が形成されている。
【0014】ここでタングステン10を選択成長すると
ポリシリコン4上では充分に埋め込まれるが、拡散層5
上では半分も埋め切れない。
【0015】つぎに図8(b)に示すように、アルミニ
ウム配線12を形成すると拡散層5上でアルミニウムの
段切れが生じる。
【0016】アルミニウム配線の段切れを防ぐにはコン
タクトの開口形成を一部等方性エッチングする方法があ
る。
【0017】ところが図8(c)の点線に示すように、
コンタクト段の浅いところでコンタクトが拡がらないよ
うに等方性エッチングを抑えるとコンタクト段の深いと
ころでは高い垂直段が残る。これをタングステンで充分
埋め込むことができなくて、アルミ配線のカバレッジが
悪くなる。
【0018】例えばポリシリコン上の層間絶縁膜の厚さ
を0.6μm、拡散層上の厚さを1.6μmとすると、
コンタクトの浅いところで拡がらないようにすると等方
性エッチングで開口できる深さは約0.6μmで、拡散
層上に約1.0μmの垂直段が残ってしまう。
【0019】このうち約0.4μmはタングステンで埋
まるが、それでも約0.6μmの垂直段が残る。コンタ
クトサイズが0.6〜0.8μmとなるとアスペクト比
は1に近い。この上に厚さ0.5μmのアルミニウム配
線を形成すると、ステップカバレッジは10%以下にな
ると予想される。
【0020】このように従来技術による配線の形成方法
では、深さの異なるコンタクトに良好なステップカバレ
ッジのアルミニウム配線を形成することは困難である。
【0021】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板の一主面にフィールド絶縁膜および拡散層を形成す
る工程と、前記フィールド絶縁膜上に配線を形成する工
程と、全面に平坦化された第1の層間絶縁膜を形成する
工程と、前記配線に到達する第1の開口群を前記第1の
層間絶縁膜に形成する工程と、前記第1の開口群に第1
の選択成長導体層を埋め込む工程と、全面に第2の層間
絶縁膜を形成する工程と、前記拡散層に到達する第2の
開口群を前記第2の層間絶縁膜および前記第1の層間絶
縁膜に形成する工程と、前記第2の開口群に第2の選択
成長導体層を埋め込む工程とを含んでいる。本発明のも
う1つの半導体装置の製造方法は、半導体基板の一主面
にフィールド絶縁膜および拡散層を形成する工程と、全
面に平坦化された第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の層間絶縁膜上に配線を形成する工程と、全面
に平坦化された第2の層間絶縁膜を形成する工程と、前
記拡散層に到達する第1の開口群を前記第2の層間絶縁
膜および前記第1の層間絶縁膜に形成する工程と、前記
第1の開口群に第1の選択成長導体層を埋め込む工程
と、全面に第3の層間絶縁膜を形成する工程と、前記配
線に到達する第2の開口群を前記第3の層間絶縁膜およ
び前記第2の層間絶縁膜に形成する工程と、前記第2の
開口群に第2の選択成長導体層を埋め込む工程とを含ん
でいる。
【0022】
【実施例】深さの異なるコンタクトの実例として、拡散
層上コンタクトとフィールド絶縁膜上コンタクトとを同
一チップに形成する場合を考える。
【0023】本発明の第1の実施例について、図1
(a)〜(c)、図2(a)〜(c)、図3(a)〜
(c)を参照して説明する。
【0024】はじめに図1(a)に示すように、半導体
基板1上にLOCOS選択酸化法により厚さ0.6μm
のフィールド絶縁膜2を形成し、ゲート絶縁膜3を形成
する。
【0025】つぎに図1(b)に示すように、CVD法
およびフォトリソグラフィにより厚さ4000Aのポリ
シリコン4を形成したのち、基板1と逆導電型の不純物
をイオン注入して拡散層5を形成する。
【0026】つぎに図1(c)に示すように、全面に層
間絶縁膜として例えば厚さ2.0μmのBPSG膜6を
堆積し、フォトレジスト7を塗布する。
【0027】つぎに図2(a)に示すように、フォトレ
ジスト7とBPSG膜6との選択比がほぼ等しいドライ
エッチングにより平坦化された第1の層間絶縁膜8を形
成する。
【0028】平坦化法としてはBPSG膜6の代りにT
EOS膜やSOG膜を用いることができる。
【0029】つぎに図2(b)に示すように、フォトレ
ジスト7をマスクとして第1の層間絶縁膜8を異方性エ
ッチングして、ポリシリコン4に到達する第1のコンタ
クト群9を形成する。
【0030】つぎに図2(c)に示すように、フォトレ
ジスト7を除去したのちタングステン10をポリシリコ
ン4上に選択成長させて第1のコンタクト群9を埋め込
む。
【0031】ここで第1のコンタクト群9の深さがほぼ
等しいので、いずれのコンタクト9も良好に埋め込まれ
る。
【0032】つぎに図3(a)に示すように、プラズマ
気相成長法により全面に比較的薄い例えば厚さ1000
Aの酸化膜からなる第2の層間絶縁膜11を堆積する。
フォトレジスト7をマスクとして異方性エッチングによ
り第2の層間絶縁膜11および第1の層間絶縁膜8を選
択エッチングして拡散層5に到達する第2のコンタクト
群9を形成する。
【0033】つぎに図3(b)に示すように、フォトレ
ジスト7を除去したのち拡散層5上にタングステン10
を選択的に成長させることにより第2のコンタクト群9
を埋め込む。
【0034】ここでも第のコンタクト群9の深さがほ
ぼ等しいので、いずれのコンタクト9も過不足なく埋め
込むことができる。
【0035】最後に図3(c)に示すように、例えばバ
ッファード弗酸により第2の絶縁膜11をウェットエッ
チングにより除去してアルミニウム配線12を形成す
る。
【0036】なおタングステン選択成長でコンタクトを
完全に埋め込まなくても、アルミニウム配線のコンタク
トにおけるステップカバレッジに問題を生じない程度の
段差を残してもよい。例えばコンタクト径1.0μmに
対して埋め込みのあと0.3μm以下の段差があっても
よい。
【0037】また埋め込む材料としてタングステンの代
りにモリブデンなどの選択成長可能な高融点金属材料を
用いることができる。
【0038】さらにポリシリコン上コンタクトを先に形
成する代りに、拡散層上コンタクトを先に形成すること
もできる。
【0039】つぎに本発明の第2の実施例について、図
4(a)〜(c)および図5(a)〜(c)を参照して
説明する。
【0040】ここでは深さの異なるコンタクトの実例と
して、拡散層上コンタクトと下層アルミニウム配線上コ
ンタクトとに上層アルミニウム配線を形成する場合を考
える。
【0041】はじめに図4(a)に示すように、半導体
基板1上にLOCOS選択酸化法により厚さ0.6μm
のフィールド絶縁膜2を形成し、ゲート絶縁膜3を形成
してから基板1と逆導電型の不純物をイオン注入して拡
散層5を形成する。
【0042】つぎに図4(b)に示すように、第1の実
施例と同様にして平坦化された層間絶縁膜13を形成し
たのち、下層配線となるアルミニウム配線12を形成す
る。
【0043】つぎにプラズマ気相成長法により厚さ1.
5μmの酸化シリコン膜14を成長させ、シリカフィル
ム15を回転塗布する。シリカフィルム15の代りにフ
ォトレジストを用いることもできる。
【0044】つぎに図4(c)に示すように、シリカフ
ィルムとプラズマ酸化膜との選択比がほぼ等しいドライ
エッチングを行なって2層膜からなる平坦化された第1
の絶縁膜8を形成する。
【0045】ここでアルミニウム配線12上の絶縁膜8
を形成する方法として、本実施例に述べたほかに例えば
プラズマ気相成長法により厚さ0.6μmの酸化シリコ
ン膜を成長したのち、シリカフィルムを塗布して平坦化
し、厚さ0.3μmの酸化シリコン膜を成長するという
方法も考えられる。
【0046】つぎに図5(a)に示すように、フォトレ
ジスト7をマスクとして平坦化された第1の絶縁膜8を
異方性エッチングして、拡散層5に到達する第1のコン
タクト群9を形成する。
【0047】つぎに図5(b)に示すように、フォトレ
ジスト7を除去したのち、タングステン10を選択成長
させて拡散層5上に埋め込む。つぎに埋め込んだタング
ステン10の表面を被覆するためプラズマ気相成長法に
より全面に厚さ0.1μmの酸化シリコン膜14を成長
し、フォトレジスト7をマスクとして酸化シリコン膜1
4および平坦化された第1の酸化シリコン膜8を異方性
エッチングして、アルミニウム配線12表面に到達する
第2のコンタクト群9を形成する。
【0048】つぎに図5(c)に示すように、第2のコ
ンタクト9により露出したアルミニウム配線表面にタン
グステン10を選択成長させて埋め込む。つぎに酸化シ
リコン膜14を除去してすべてのコンタクト9のタング
ステン10表面を露出させてから、第2のアルミニウム
配線16を形成する。
【0049】なお第1および第2の実施例を通じて深さ
のことなる複数のコンタクトを2つのグループに分けて
開口して埋め込む例を述べたが、3つ以上のグループに
分けて開口して埋め込むことによっても同様の効果を得
ることができる。例えば第1アルミニウム配線と拡散層
とを接続するコンタクト、第1アルミニウム配線とポリ
シリコンとを接続するコンタクト、第2アルミニウム配
線と拡散層とを接続するコンタクトを3つのグループに
分けて開口して埋め込むことができる。
【0050】
【発明の効果】層間絶縁膜に形成された深さの異なる複
数の微細コンタクトを2つ以上のグループに分けて開口
してから導体層を選択成長させて埋め込み完全に平坦化
することができる。そのためチップ上の層間絶縁膜の厚
さに依存することなくコンタクト部でのカバレッジが良
好な安定した配線接続が可能となり信頼性が飛躍的に向
上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図6】従来技術による配線の形成方法を示す断面図で
ある。
【図7】従来技術による配線の形成方法を示す断面図で
ある。
【図8】従来技術による配線の形成方法の問題点を示す
断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 フィールド絶縁膜 3 ゲート絶縁膜 4 ポリシリコン 5 拡散層 6 BPSG膜 7 フォトレジスト 8 平坦化された第1の層間絶縁膜 9 コンタクト 10 タングステン 11 第2の層間絶縁膜 12 アルミニウム配線 13 平坦化された層間絶縁膜 14 酸化シリコン膜 15 シリカフィルム 16 第2のアルミニウム配線 17 層間絶縁膜

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面にフィールド絶縁膜
    および拡散層を形成する工程と、前記フィールド絶縁膜
    上に配線を形成する工程と、全面に平坦化された第1の
    層間絶縁膜を形成する工程と、前記配線に到達する第1
    の開口群を前記第1の層間絶縁膜に形成する工程と、前
    記第1の開口群に第1の選択成長導体層を埋め込む工程
    と、全面に第2の層間絶縁膜を形成する工程と、前記拡
    散層に到達する第2の開口群を前記第2の層間絶縁膜お
    よび前記第1の層間絶縁膜に形成する工程と、前記第2
    の開口群に第2の選択成長導体層を埋め込む工程とを含
    む半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板の一主面にフィールド絶縁膜
    および拡散層を形成する工程と、全面に平坦化された第
    1の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第1の層間絶縁
    膜上に配線を形成する工程と、全面に平坦化された第2
    の層間絶縁膜を形成する工程と、前記拡散層に到達する
    第1の開口群を前記第2の層間絶縁膜および前記第1の
    層間絶縁膜に形成する工程と、前記第1の開口群に第1
    の選択成長導体層を埋め込む工程と、全面に第3の層間
    絶縁膜を形成する工程と、前記配線に到達する第2の開
    口群を前記第3の層間絶縁膜および前記第2の層間絶縁
    膜に形成する工程と、前記第2の開口群に第2の選択成
    長導体層を埋め込む工程とを含む半導体装置の製造方
    法。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE150585T1 (de) * 1990-05-31 1997-04-15 Canon Kk Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung mit einer verdrahtungsstruktur hoher dichte
GB9219268D0 (en) * 1992-09-11 1992-10-28 Inmos Ltd Semiconductor device incorporating a contact and manufacture thereof
KR940010197A (ko) * 1992-10-13 1994-05-24 김광호 반도체 장치의 제조방법
KR950010858B1 (ko) * 1992-10-20 1995-09-25 현대전자산업주식회사 반도체 소자의 금속콘택 형성방법
US5633201A (en) * 1992-11-30 1997-05-27 Hyundai Electronics Industries, Co., Ltd. Method for forming tungsten plugs in contact holes of a semiconductor device
US5595936A (en) * 1993-08-04 1997-01-21 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method for forming contacts in semiconductor device
JPH07297194A (ja) * 1994-04-25 1995-11-10 Sony Corp マルチチャンバー装置及び半導体装置の製造方法
US5571751A (en) * 1994-05-09 1996-11-05 National Semiconductor Corporation Interconnect structures for integrated circuits
KR0138307B1 (ko) * 1994-12-14 1998-06-01 김광호 반도체 장치의 측면콘택 형성방법
JPH08236622A (ja) * 1995-02-28 1996-09-13 Texas Instr Japan Ltd 半導体装置及びその製造方法
US5591673A (en) * 1995-07-05 1997-01-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Tungsten stud process for stacked via applications
JP3344615B2 (ja) * 1995-12-12 2002-11-11 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
US6090700A (en) * 1996-03-15 2000-07-18 Vanguard International Semiconductor Corporation Metallization method for forming interconnects in an integrated circuit
US5950099A (en) * 1996-04-09 1999-09-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of forming an interconnect
JP3068462B2 (ja) * 1996-05-29 2000-07-24 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
US6121129A (en) * 1997-01-15 2000-09-19 International Business Machines Corporation Method of contact structure formation
US6197639B1 (en) * 1998-07-13 2001-03-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for manufacturing NOR-type flash memory device
US6223432B1 (en) * 1999-03-17 2001-05-01 Micron Technology, Inc. Method of forming dual conductive plugs
JP5560595B2 (ja) * 2009-06-18 2014-07-30 富士電機株式会社 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769108A (en) * 1971-12-03 1973-10-30 Bell Telephone Labor Inc Manufacture of beam-crossovers for integrated circuits
US4265935A (en) * 1977-04-28 1981-05-05 Micro Power Systems Inc. High temperature refractory metal contact assembly and multiple layer interconnect structure
US5063175A (en) * 1986-09-30 1991-11-05 North American Philips Corp., Signetics Division Method for manufacturing a planar electrical interconnection utilizing isotropic deposition of conductive material

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Publication number Publication date
JPH04277623A (ja) 1992-10-02
KR960013136B1 (en) 1996-09-30
US5210053A (en) 1993-05-11

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