JP3225289B2 - Method for forming metal wiring of semiconductor device - Google Patents
Method for forming metal wiring of semiconductor deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の金属配
線形成方法に係り、より詳しくは隣接した金属配線間の
間隔を減少させることのできる半導体素子の金属配線形
成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a metal wiring of a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a metal wiring of a semiconductor device capable of reducing a distance between adjacent metal wirings.
【0002】[0002]
【従来の技術】図1は従来の技術によって形成された半
導体素子の金属配線を示す平面図である。図1に示すよ
うに、半導体基板上に第1及び第2金属配線5,6が形
成されており、第1及び第2金属配線5,6のそれぞれ
は第1及び第2コンタクトホール3,4を通じて半導体
基板の所定部分に連結されている。コンタクト部分に形
成された各金属配線の一部はコンタクトホール3、4と
のオーバーラップマージンを確保するためにコンタクト
部分から離れた部分より広く形成され、第1及び第2金
属配線5,6は図1に示すようにAの間隔で離隔して形
成されている。2. Description of the Related Art FIG. 1 is a plan view showing a metal wiring of a semiconductor device formed by a conventional technique. As shown in FIG. 1, first and second metal wirings 5, 6 are formed on a semiconductor substrate, and the first and second metal wirings 5, 6 are respectively formed in first and second contact holes 3, 4. Through a predetermined portion of the semiconductor substrate. Part of each metal wiring formed in the contact portion is formed wider than a portion away from the contact portion in order to secure an overlap margin with the contact holes 3 and 4, and the first and second metal wirings 5 and 6 are formed. As shown in FIG. 1, they are formed at intervals of A.
【0003】図2は図1のII−II’線に沿って切断した
断面図である。以下、図2を参照して従来の技術による
半導体素子の金属配線形成方法を説明する。図2に示さ
れたように、半導体基板1上に絶縁膜2を形成し、通常
のフォトリソグラフィ工程によって前記絶縁膜2上にそ
の所定部分を露出させる感光膜パターン(図示せず)を
形成する。次に、感光膜パターンをエッチングマスクと
するエッチング工程によって半導体基板1の所定部分を
露出させる第1及び第2コンタクトホール(図示せず)
を形成し、感光膜パターンを除去する。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. Hereinafter, a conventional method for forming a metal wiring of a semiconductor device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, an insulating film 2 is formed on a semiconductor substrate 1, and a photoresist pattern (not shown) is formed on the insulating film 2 by a normal photolithography process to expose a predetermined portion thereof. . Next, first and second contact holes (not shown) for exposing predetermined portions of the semiconductor substrate 1 by an etching process using the photosensitive film pattern as an etching mask.
Is formed, and the photosensitive film pattern is removed.
【0004】その後、基板1の全面上にコンタクトホー
ルを埋め込ませる金属膜を蒸着し、これをパターニング
して第1及び第2コンタクトホール及びそれに隣接した
絶縁膜2上に第1及び第2金属配線5,6を同時に形成
する。しかし、従来の方法は金属配線の形成に際して、
金属配線とコンタクトホール間のオーバーラップマージ
ンを確保するために、コンタクト部分に形成されるそれ
ぞれの金属配線部分は他の部分に比べて広い幅をもつよ
うに形成すべきである。これにより、金属配線間の電気
的絶縁を目的として金属配線間の間隔を保持するために
はさらに広い面積を必要とし、よって、半導体素子の高
集積化達成が難しいという問題点がある。Thereafter, a metal film for filling a contact hole is deposited on the entire surface of the substrate 1 and is patterned to form first and second metal wirings on the first and second contact holes and the insulating film 2 adjacent thereto. 5, 6 are formed simultaneously. However, in the conventional method, when forming the metal wiring,
In order to secure an overlap margin between the metal wiring and the contact hole, each metal wiring part formed in the contact part should be formed to have a wider width than other parts. As a result, a larger area is required to maintain the interval between the metal wirings for the purpose of electrical insulation between the metal wirings, so that it is difficult to achieve high integration of the semiconductor element.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、隣接
した金属配線間の間隔を最大に減少させることにより、
高集積半導体素子を製造し得る半導体素子の金属配線形
成方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to minimize the distance between adjacent metal wirings.
It is an object of the present invention to provide a method for forming a metal wiring of a semiconductor device capable of manufacturing a highly integrated semiconductor device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体素子の金属配線形式方法は、第1及
び第2絶縁膜の積層された半導体基板を提供する段階
と、前記第2絶縁膜上にその所定部分を露出させる感光
膜パターンを形成する段階と、前記感光膜パターンをエ
ッチングマスクとするエッチング工程を施して前記第1
絶縁膜が露出されるように前記第2絶縁膜をエッチング
する段階と、前記露出された第1絶縁膜表面を所定深さ
だけウェットエッチングする段階と、前記上部表面がウ
ェットエッチングされた第1絶縁膜をエッチングして前
記半導体基板を露出させる第1及び第2コンタクトホー
ルを形成する段階と、前記感光膜パターンを除去する段
階と、前記第1及び第2コンタクトホールが埋め込まれ
るように前記第2絶縁膜上に第1金属膜を形成する段階
と、前記第1金属膜をパターニングして前記第1コンタ
クトホール及びこれに隣接した前記第2絶縁膜の一部分
上に第1金属配線を形成するとともに、前記第2コンタ
クトホール内にコンタクトプラグを形成する段階と、前
記第1金属配線を含んだ前記第2絶縁膜上に第3絶縁膜
を形成する段階と、前記第3絶縁膜の所定部分をエッチ
ングして前記コンタクトプラグを露出させる第3コンタ
クトホールを形成する段階と、前記第3コンタクトホー
ルが埋め込まれるように前記第3絶縁膜上に第2金属膜
を形成する段階と、前記第2金属膜をパターニングして
前記第3コンタクトホール及びこれに隣接した前記第3
絶縁膜の一部分上に第2金属配線を形成する段階とで形
成されることを特徴とする。In order to achieve the above object, a method for forming a metal wiring of a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of providing a semiconductor substrate having first and second insulating films stacked thereon, (2) forming a photosensitive film pattern exposing a predetermined portion on the insulating film; and performing an etching process using the photosensitive film pattern as an etching mask.
Etching the second insulating layer so that the insulating layer is exposed; wet-etching the exposed first insulating layer surface to a predetermined depth; and forming the first insulating layer having the upper surface wet-etched. Forming first and second contact holes exposing the semiconductor substrate by etching a film, removing the photoresist pattern, and forming the second contact hole so as to fill the first and second contact holes. Forming a first metal film on the insulating film, forming the first metal film on the first contact hole and a portion of the second insulating film adjacent to the first contact hole by patterning the first metal film; Forming a contact plug in the second contact hole; and forming a third insulating film on the second insulating film including the first metal wiring. Forming a third contact hole exposing the contact plug by etching a predetermined portion of the third insulating film; and forming a second metal film on the third insulating film so as to fill the third contact hole. Forming the third contact hole and the third contact hole adjacent to the third contact hole by patterning the second metal film.
Forming a second metal wiring on a portion of the insulating film.
【0007】また本発明は、前記第2絶縁膜は前記第1
絶縁膜の厚さより薄いことを特徴とする。Further, in the present invention, the second insulating film may be formed in the first insulating film.
It is characterized in that it is thinner than the thickness of the insulating film.
【0008】また本発明は、前記第1絶縁膜はBPSG
膜であることを特徴とする。Further, in the present invention, the first insulating film is formed of BPSG.
It is a film.
【0009】また本発明は、前記第2絶縁膜はTEOS
膜とPSG膜からなるグループから選択されるものであ
ることを特徴とする。In the present invention, the second insulating film is preferably made of TEOS.
And a film selected from the group consisting of a film and a PSG film.
【0010】また本発明は、前記第1絶縁膜はTEOS
膜であることを特徴とする。In the present invention, the first insulating film is preferably made of TEOS.
It is a film.
【0011】また本発明は、前記第2絶縁膜はシリコン
窒化膜であることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the second insulating film is a silicon nitride film.
【0012】また本発明は、前記金属膜らのそれぞれは
タングステン膜とアルミニウム膜からなるグループから
選択されるものであることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that each of the metal films is selected from the group consisting of a tungsten film and an aluminum film.
【0013】また本発明は、前記金属膜らのそれぞれは
バリヤ金属膜とタングステン膜の積層膜であることを特
徴とする。Further, the present invention is characterized in that each of the metal films is a laminated film of a barrier metal film and a tungsten film.
【0014】さらに本発明は、前記第3コンタクトホー
ルは前記コンタクトプラグの上部幅より狭いことを特徴
とする。 Further, in the present invention, the third contact hole is narrower than an upper width of the contact plug.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。図3(A)〜(E)は
本発明の第1の実施の形態による半導体素子の金属配線
形成方法を説明するための工程断面図である。先ず、図
3(A)に示すように、半導体基板11上に第1絶縁膜
12が形成され、通常の工程によって前記第1絶縁膜1
2内に基板11の所定部分を露出させる第1及び第2コ
ンタクトホール13,14が形成される。次に、図3
(B)に示すように、第1絶縁膜12上にタングステン
膜またはアルミニウム膜からなる金属膜15が形成さ
れ、第1及び第2コンタクトホール13,14は前記金
属膜15によって埋め込まれる。次に、図3(C)示す
ように、第1絶縁膜12上に形成された金属膜15は公
知の方法によってパターニングされ、これにより第1コ
ンタクトホール13及びこれに隣接した第1絶縁膜12
の一部分上に第1金属配線16が形成される。第1金属
配線16はコンタクトホールと金属配線間のオーバーラ
ップマージンを確保するためにコンタクト部分が他の部
分に比べて広い幅をもつように形成される。また、第1
金属配線16を形成するためのエッチング工程時に第2
コンタクトホール14内にはコンタクトプラグ17が形
成され、その上部表面は部分的に除去される。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIGS. 3A to 3E are process cross-sectional views illustrating a method for forming a metal wiring of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 3A, a first insulating film 12 is formed on a semiconductor substrate 11, and the first insulating film 1 is formed by a normal process.
First and second contact holes 13 and 14 for exposing predetermined portions of the substrate 11 are formed in the substrate 2. Next, FIG.
As shown in FIG. 1B, a metal film 15 made of a tungsten film or an aluminum film is formed on the first insulating film 12, and the first and second contact holes 13 and 14 are filled with the metal film 15. Next, as shown in FIG. 3C, the metal film 15 formed on the first insulating film 12 is patterned by a known method, thereby forming the first contact hole 13 and the first insulating film 12 adjacent thereto.
The first metal wiring 16 is formed on a portion of the first metal wiring. The first metal wiring 16 is formed such that the contact portion has a wider width than other portions in order to secure an overlap margin between the contact hole and the metal wiring. Also, the first
During the etching process for forming the metal wiring 16, the second
A contact plug 17 is formed in the contact hole 14, and an upper surface thereof is partially removed.
【0016】次に、図3(D)に示すように、コンタク
トプラグ17を露出させるとともに図3(C)の構造の
全面に第2絶縁膜18が形成される。ここで、第2絶縁
膜18の露出された部分は図3(D)に示されたように
第3コンタクトホール19と称する。第3コンタクトホ
ール19の幅は第2コンタクトホール14の幅より広
い。最後に、図3(E)に示すように、図3(D)の構
造の表面上に第3コンタクトホール19を埋め込むタン
グステンまたはアルミニウムからなる金属膜が蒸着さ
れ、金属膜はパターニングされて第3コンタクトホール
19とこれに隣接した第2絶縁膜18上に第2金属配線
20が形成される。ここで、第3コンタクトホール19
と第2コンタクトホール14は互いに連結され、第2コ
ンタクトホール14内に形成されたコンタクトプラグ1
7と第3コンタクトホール19に埋め込まれた金属膜は
電気的に連結される。Next, as shown in FIG. 3D, a second insulating film 18 is formed on the entire surface of the structure shown in FIG. Here, the exposed portion of the second insulating film 18 is referred to as a third contact hole 19 as shown in FIG. The width of the third contact hole 19 is wider than the width of the second contact hole 14. Finally, as shown in FIG. 3E, a metal film made of tungsten or aluminum for filling the third contact hole 19 is deposited on the surface of the structure of FIG. A second metal wiring 20 is formed on the contact hole 19 and the second insulating film 18 adjacent thereto. Here, the third contact hole 19
And the second contact hole 14 are connected to each other, and the contact plug 1 formed in the second contact hole 14 is formed.
7 and the metal film embedded in the third contact hole 19 are electrically connected.
【0017】図4は本発明によって形成された金属配線
を示す平面図である。図4に示すように、各金属配線は
コンタクトホールと金属配線間のオーバーラップマージ
ンを確保するためにコンタクト部分が他の部分より広い
幅をもつように形成されるが、本発明の場合には第1及
び第2金属配線16,20間の間隔Bが図1に示した従
来の方法による金属配線間の間隔Aより狭い。従って、
金属配線間の間隔を従来の方法よりさらに減少させるこ
とができることにより、半導体素子の高集積化を達成す
ることができる。FIG. 4 is a plan view showing a metal wiring formed according to the present invention. As shown in FIG. 4, each metal wiring is formed so that a contact portion has a wider width than other portions in order to secure an overlap margin between the contact hole and the metal wiring. The distance B between the first and second metal wirings 16 and 20 is smaller than the distance A between the metal wirings according to the conventional method shown in FIG. Therefore,
Since the distance between metal wirings can be further reduced as compared with the conventional method, high integration of a semiconductor element can be achieved.
【0018】図5(A)〜(F)は本発明の第2の実施
の形態による半導体素子の金属配線形成方法を示す工程
断面図である。先ず、図5(A)に示すように、半導体
基板21上に第1及び第2絶縁膜22,23が順次形成
され、コンタクトホールを形成するための感光膜パター
ン24が第2絶縁膜上23に形成される。第1絶縁膜2
2はBPSG(Boron Phosphorus S
ilicate Glass:以下、“BPSG”とい
う)で、第2絶縁膜23はTEOS(Tetra Et
hyl OrthoSilicate:以下、“TEO
S”という)またはPSG(Phosphorus S
ilicateGlass:以下、“PSG”という)
で形成されるか、或いは第1絶縁膜22はTEOSで、
第2絶縁膜23はシリコン窒化膜で形成される。FIGS. 5A to 5F are sectional views showing the steps of a method for forming a metal wiring of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 5A, first and second insulating films 22 and 23 are sequentially formed on a semiconductor substrate 21, and a photosensitive film pattern 24 for forming a contact hole is formed on the second insulating film 23. Formed. First insulating film 2
2 is BPSG (Boron Phosphorus S
The second insulating film 23 is made of TEOS (Tetra Et).
hyl OrthoSilicate: “TEO”
S ") or PSG (Phosphorus S
ilicateGlass: Hereinafter, "PSG")
Or the first insulating film 22 is TEOS,
The second insulating film 23 is formed of a silicon nitride film.
【0019】次に、図5(B)に示すように、露出され
た第2絶縁膜23は感光膜パターン24をエッチングマ
スクとするエッチング工程によってエッチングされ、前
記第2絶縁膜23の除去により露出された第1絶縁膜2
2の上部表面は等方性エッチングされる。次に、図5
(C)に示すように、上部表面が等方性エッチングされ
た第1絶縁膜22の部分は非等方性エッチング工程によ
って半導体基板が露出されるようにエッチングされ、こ
れにより第1及び第2コンタクトホール25,26が形
成される。ここで、図示するように、第1及び第2コン
タクトホール25,26の上部幅は下部幅より広い。次
に、図5(D)に示すように、第1及び第2コンタクト
ホール25,26が埋め込まれるように第2絶縁膜23
上にタングステン膜またはアルミニウム膜からなる金属
膜が公知の工程により形成され、公知の工程によって第
1コンタクトホール25及び隣接した第2絶縁膜23上
に第1金属配線27が形成される。この時、金属膜とし
てタングステン膜を使用する場合には、前記タングステ
ン膜の蒸着前にバリヤ金属膜を蒸着する。また、前述し
た本発明の第1実施例にように、第1金属配線27を形
成するための金属膜のエッチング工程時に同時に第2コ
ンタクトホール26内にはコンタクトプラグ28が形成
される。Next, as shown in FIG. 5B, the exposed second insulating film 23 is etched by an etching process using the photoresist pattern 24 as an etching mask, and is exposed by removing the second insulating film 23. First insulating film 2
The upper surface of 2 is isotropically etched. Next, FIG.
As shown in (C), the portion of the first insulating film 22 whose upper surface has been isotropically etched is etched by an anisotropic etching process so that the semiconductor substrate is exposed, whereby the first and second portions are etched. Contact holes 25 and 26 are formed. Here, as illustrated, the upper width of the first and second contact holes 25 and 26 is wider than the lower width. Next, as shown in FIG. 5D, the second insulating film 23 is formed so that the first and second contact holes 25 and 26 are buried.
A metal film made of a tungsten film or an aluminum film is formed thereon by a known process, and a first metal wiring 27 is formed on the first contact hole 25 and the adjacent second insulating film 23 by a known process. At this time, if a tungsten film is used as the metal film, a barrier metal film is deposited before the tungsten film is deposited. Also, as in the first embodiment of the present invention, a contact plug 28 is formed in the second contact hole 26 at the same time as the etching process of the metal film for forming the first metal wiring 27.
【0020】次に、図5(E)に示すように、第1金属
配線27を含んだ第2絶縁膜23上に第3絶縁膜29が
形成され、公知の方法によって第2コンタクトホール2
6に埋め込まれたコンタクトプラグ28を露出させる第
3コンタクトホール30が形成される。最後に、図5
(F)に示すように、第3コンタクトホール30が埋め
込まれるように第3絶縁膜29上に金属膜が形成され、
このような金属膜はパターニングされて前記第3コンタ
クトホール30及びこれに隣接した第3絶縁膜29上に
第2金属配線31が形成される。ここで、第2金属配線
31は第2コンタクトホール26内に形成されたコンタ
クトプラグ28に連結され、半導体基板21の所定部分
に電気的に連結される。Next, as shown in FIG. 5E, a third insulating film 29 is formed on the second insulating film 23 including the first metal wiring 27, and the second contact hole 2 is formed by a known method.
A third contact hole 30 exposing the contact plug 28 buried in 6 is formed. Finally, FIG.
As shown in (F), a metal film is formed on the third insulating film 29 so that the third contact hole 30 is buried,
The metal layer is patterned to form a second metal line 31 on the third contact hole 30 and the third insulating layer 29 adjacent thereto. Here, the second metal wiring 31 is connected to a contact plug 28 formed in the second contact hole 26 and is electrically connected to a predetermined portion of the semiconductor substrate 21.
【0021】本発明の第2の実施の形態によれば、金属
配線間の間隔を減らすことができるので、半導体素子の
高集積化に適するように適用することができる。また、
本発明の第2の実施の形態では第2コンタクトホール2
6に埋め込まれたプラグの上部幅が第3コンタクトホー
ル30の幅より広く形成される。第2金属配線を形成す
るための第3コンタクトホール30の形成時に前記第3
コンタクトホール30がプラグの上部表面に正確に形成
されなくて電気的特性が低下するおそれがあるが、図5
(E)に示すようにここでは第2金属配線31を形成す
るための第3コンタクトホール30の形成時にプラグの
上部幅が広いので、第3コンタクトホール30の整列マ
ージンが大きくなり、これにより半導体素子の電気的特
性低下を防止することができる。According to the second embodiment of the present invention, the distance between metal wirings can be reduced, so that the present invention can be applied to be suitable for high integration of semiconductor elements. Also,
In the second embodiment of the present invention, the second contact hole 2
The upper width of the plug buried in 6 is formed wider than the width of the third contact hole 30. When forming the third contact hole 30 for forming the second metal wiring, the third contact hole 30 is formed.
Although the contact hole 30 may not be accurately formed on the upper surface of the plug, the electrical characteristics may be deteriorated.
As shown in FIG. 7E, since the upper width of the plug is large at the time of forming the third contact hole 30 for forming the second metal wiring 31, the alignment margin of the third contact hole 30 is increased, thereby increasing the semiconductor. It is possible to prevent a decrease in the electrical characteristics of the element.
【0022】図6(A)〜(D)は本発明の第3の実施
の形態による半導体素子の金属配線形成方法を示す工程
断面図である。先ず、図6(A)に示すように、半導体
基板41上に第1、第2及び第3絶縁膜42,43,4
4が順次形成され、第3絶縁膜44上に感光膜パターン
45が形成される。第2絶縁膜43は第1及び第3絶縁
膜42,44に比べてウェットエッチング比の高い絶縁
膜で形成され、ウェットエッチング時に第1及び第3絶
縁膜42,44より容易にエッチングされる特性をもつ
絶縁膜が用いられる。好ましくは、第1及び第3絶縁膜
42,44はBPSG膜、第2絶縁膜43はTEOS膜
またはPSG膜が用いられる。FIGS. 6A to 6D are process sectional views showing a method for forming a metal wiring of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 6A, first, second and third insulating films 42, 43, 4 are formed on a semiconductor substrate 41.
4 are sequentially formed, and a photosensitive film pattern 45 is formed on the third insulating film 44. The second insulating film 43 is formed of an insulating film having a higher wet etching ratio than the first and third insulating films 42 and 44, and is more easily etched during the wet etching than the first and third insulating films 42 and 44. Is used. Preferably, the first and third insulating films 42 and 44 are made of a BPSG film, and the second insulating film 43 is made of a TEOS film or a PSG film.
【0023】次に、図6(B)に示すように、感光膜パ
ターンをエッチングマスクとするエッチング工程によっ
て第3、第2及び第1絶縁膜44,43,42は順次エ
ッチングされ、これにより半導体基板41を露出させる
第1及び第2コンタクトホール46,47が形成され
る。その後、エッチングマスクとして用いられた感光膜
パターン45が除去され、洗浄工程が施される。洗浄工
程時に第2絶縁膜43はコンタクトホール46,47に
よって露出されたその側面一部がエッチングされる。次
に、図6(C)に示すように、第3絶縁膜44上に第1
及び第2コンタクトホール46、47を埋め込む金属膜
が形成され、金属膜は通常の工程によってパターニング
される。この結果、第1コンタクトホール46及びこれ
に隣接した第3絶縁膜44上に第1金属配線48が形成
される。ここで、前述した実施例のように、金属膜はタ
ングステン膜またはアルミニウム膜が用いられ、金属膜
としてタングステン膜が用いられる場合には、金属膜を
形成する前にバリヤ金属膜を蒸着した後形成することも
できる。また、第1金属配線48の形成と同時に第2コ
ンタクトホール47内にはコンタクトプラグ49が形成
される。Next, as shown in FIG. 6B, the third, second, and first insulating films 44, 43, and 42 are sequentially etched by an etching process using the photosensitive film pattern as an etching mask. First and second contact holes 46 and 47 exposing the substrate 41 are formed. Thereafter, the photosensitive film pattern 45 used as the etching mask is removed, and a cleaning process is performed. During the cleaning process, a part of the side surface of the second insulating film 43 exposed by the contact holes 46 and 47 is etched. Next, as shown in FIG. 6C, a first insulating film 44 is formed on the third insulating film 44.
And a metal film filling the second contact holes 46 and 47 is formed, and the metal film is patterned by a normal process. As a result, the first metal wiring 48 is formed on the first contact hole 46 and the third insulating film 44 adjacent thereto. Here, as in the above-described embodiment, a tungsten film or an aluminum film is used as the metal film, and when a tungsten film is used as the metal film, the metal film is formed after the barrier metal film is deposited before the metal film is formed. You can also. A contact plug 49 is formed in the second contact hole 47 simultaneously with the formation of the first metal wiring 48.
【0024】最後に、図6(D)に示すように、第1金
属配線48を含んだ第3絶縁膜44の全面上に第4絶縁
膜50が形成される。通常の工程によって、プラグ49
が露出されるように第4絶縁膜50がエッチングされて
第3コンタクトホールが形成される。次に、全体の上部
に第2金属配線を形成するための金属膜が形成され、パ
ターニング工程によって第3コンタクトホール及びこれ
に隣接した第4絶縁膜50上に第2金属配線51が形成
される。図示したように、第3コンタクトホールを形成
するためのエッチング工程時に第3絶縁膜44の側面一
部が除去されることができる。しかし、第2絶縁膜43
内に埋め込まれている金属膜の幅が第3コンタクトホー
ル幅より広いため、第3コンタクトホールと第2コンタ
クトホール47の整列マージンを確保することができ、
本発明の第2実施例と同様に半導体素子の電気的特性低
下を防止することができる。Finally, as shown in FIG. 6D, a fourth insulating film 50 is formed on the entire surface of the third insulating film 44 including the first metal wiring 48. Plug 49
The fourth insulating film 50 is etched so that the third contact hole is formed, thereby forming a third contact hole. Next, a metal film for forming a second metal wiring is formed on the entire surface, and a second metal wiring 51 is formed on the third contact hole and the fourth insulating film 50 adjacent thereto by a patterning process. . As illustrated, a portion of a side surface of the third insulating layer 44 may be removed during an etching process for forming a third contact hole. However, the second insulating film 43
Since the width of the metal film embedded therein is wider than the width of the third contact hole, an alignment margin between the third contact hole and the second contact hole 47 can be secured,
As in the second embodiment of the present invention, it is possible to prevent a decrease in the electrical characteristics of the semiconductor device.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって形
成される金属配線はそれらの間隔を最小に減少させるこ
とができるため、高集積化半導体素子の製造に容易に適
用することができる。また、整列マージンが確保される
ために、素子の信頼性を向上させることができる。As described above, the distance between the metal wirings formed by the present invention can be reduced to the minimum, so that the metal wirings can be easily applied to the manufacture of highly integrated semiconductor devices. Further, since the alignment margin is ensured, the reliability of the device can be improved.
【0026】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
ない。例えば、前記実施例では基板上にコンタクトホー
ルが形成される場合を説明したが、本発明はワードライ
ンまたはビットライン上にコンタクトホールを形成する
場合にも適用することができる。また、前記実施例では
コンタクトホールを埋め込むための物質として金属膜を
使用したが、ポリシリコンと違う伝導性物質を使用する
こともできる。従って、本発明はその要旨を外れない範
囲内で多様に変更して実施することができる。[0026] The present invention is not limited to these embodiments. For example, in the above embodiment, the case where the contact hole is formed on the substrate has been described, but the present invention can be applied to the case where the contact hole is formed on the word line or the bit line. Further, in the above embodiment, the metal film is used as the material for filling the contact hole, but a conductive material different from polysilicon may be used. Therefore, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.
【図1】従来の技術によって形成された金属配線を示す
平面図。FIG. 1 is a plan view showing a metal wiring formed by a conventional technique.
【図2】従来の技術による半導体素子の金属配線形成方
法を説明するために図1のII−II’に沿って切断した断
面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 1 for explaining a conventional method of forming a metal wiring of a semiconductor device.
【図3】(A)〜(E)は本発明の第1の実施の形態に
よる半導体素子の金属配線形成方法を示す一連の工程断
面図。FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views showing a series of steps showing a method for forming a metal wiring of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明によって形成された金属配線を示す平面
図。FIG. 4 is a plan view showing a metal wiring formed according to the present invention.
【図5】(A)〜(F)は本発明の第2の実施の形態に
よる半導体素子の金属配線形成方法を示す一連の工程断
面図。FIGS. 5A to 5F are a series of cross-sectional views showing a method for forming a metal wiring of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図6】(A)〜(D)は本発明の第3の実施の形態に
よる半導体素子の金属配線形成方法を示す一連の工程断
面図。FIGS. 6A to 6D are cross-sectional views showing a series of steps showing a method for forming a metal wiring of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
11、21、41 半導体基板 12、22、42 第1絶縁膜 13、25、46 第1コンタクトホール 14、26、47 第2コンタクトホール 15 金属膜 16、27、48 第1金属配線 17、28、49 コンタクトプラグ 18、23、43 第2絶縁膜 20、31、51 第2金属配線 24、45 感光膜パターン 29、44 第3絶縁膜 30 第3コンタクトホール 50 第4絶縁膜 11, 21, 41 Semiconductor substrate 12, 22, 42 First insulating film 13, 25, 46 First contact hole 14, 26, 47 Second contact hole 15 Metal film 16, 27, 48 First metal wiring 17, 28, 49 contact plug 18, 23, 43 second insulating film 20, 31, 51 second metal wiring 24, 45 photosensitive film pattern 29, 44 third insulating film 30 third contact hole 50 fourth insulating film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−99194(JP,A) 特開 平8−306781(JP,A) 特開 平8−97279(JP,A) 特開 平2−26020(JP,A) 特開 平5−308056(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/768 H01L 21/28 301 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-99194 (JP, A) JP-A-8-306781 (JP, A) JP-A-8-97279 (JP, A) JP-A-2- 26020 (JP, A) JP-A-5-308056 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/768 H01L 21/28 301
Claims (9)
基板を提供する段階と、前記第2絶縁膜上にその所定部
分を露出させる感光膜パターンを形成する段階と、前記
感光膜パターンをエッチングマスクとするエッチング工
程を施して前記第1絶縁膜が露出されるように前記第2
絶縁膜をエッチングする段階と、前記露出された第1絶
縁膜表面を所定深さだけウェットエッチングする段階
と、前記上部表面がウェットエッチングされた第1絶縁
膜をエッチングして前記半導体基板を露出させる第1及
び第2コンタクトホールを形成する段階と、前記感光膜
パターンを除去する段階と、前記第1及び第2コンタク
トホールが埋め込まれるように前記第2絶縁膜上に第1
金属膜を形成する段階と、前記第1金属膜をパターニン
グして前記第1コンタクトホール及びこれに隣接した前
記第2絶縁膜の一部分上に第1金属配線を形成するとと
もに、前記第2コンタクトホール内にコンタクトプラグ
を形成する段階と、前記第1金属配線を含んだ前記第2
絶縁膜上に第3絶縁膜を形成する段階と、前記第3絶縁
膜の所定部分をエッチングして前記コンタクトプラグを
露出させる第3コンタクトホールを形成する段階と、前
記第3コンタクトホールが埋め込まれるように前記第3
絶縁膜上に第2金属膜を形成する段階と、前記第2金属
膜をパターニングして前記第3コンタクトホール及びこ
れに隣接した前記第3絶縁膜の一部分上に第2金属配線
を形成する段階とを含むことを特徴とする半導体素子の
金属配線形成方法。Providing a semiconductor substrate on which first and second insulating layers are stacked; forming a photosensitive layer pattern exposing a predetermined portion on the second insulating layer; and forming the photosensitive layer pattern on the second insulating layer. Is subjected to an etching step using the first insulating film as an etching mask so that the second insulating film is exposed.
Etching the insulating layer, wet-etching the exposed first insulating layer surface to a predetermined depth, and exposing the semiconductor substrate by etching the first insulating layer having the upper surface wet-etched. Forming first and second contact holes, removing the photoresist pattern, and forming first and second contact holes on the second insulating film so as to fill the first and second contact holes.
Forming a metal film; patterning the first metal film to form a first metal wiring on the first contact hole and a portion of the second insulating film adjacent thereto; Forming a contact plug therein; and forming a second contact plug including the first metal interconnect in the second contact plug.
Forming a third insulating film on the insulating film, etching a predetermined portion of the third insulating film to form a third contact hole exposing the contact plug, and filling the third contact hole. So the third
Forming a second metal layer on the insulating layer; and patterning the second metal layer to form a second metal line on the third contact hole and a portion of the third insulating layer adjacent thereto. A method for forming a metal wiring of a semiconductor device, comprising:
より薄いことを特徴とする請求項1記載の半導体素子の
金属配線形成方法。Wherein said second insulating film metal wiring formation method of a semiconductor device according to claim 1, wherein a thinner than a thickness of the first insulating film.
を特徴とする請求項1記載の半導体素子の金属配線形成
方法。Wherein said first insulating film is a metal wiring formation method of a semiconductor device according to claim 1, characterized in that it is a BPSG film.
からなるグループから選択されるものであることを特徴
とする請求項3記載の半導体素子の金属配線形成方法。Wherein said second insulating film metal wiring formation method of a semiconductor device according to claim 3, wherein a is selected from the group consisting of TEOS film and PSG film.
を特徴とする請求項1記載の半導体素子の金属配線形成
方法。Wherein said first insulating film is a metal wiring formation method of a semiconductor device according to claim 1, characterized in that it is a TEOS film.
ことを特徴とする請求項5記載の半導体素子の金属配線
形成方法。6. The method according to claim 5, wherein the second insulating film is a silicon nitride film.
膜とアルミニウム膜からなるグループから選択されるも
のであることを特徴とする請求項1記載の半導体素子の
金属配線形成方法。7. A method of forming a metal line in a semiconductor device according to claim 1, wherein the each of the metal films et are those selected from the group consisting of a tungsten film and the aluminum film.
とタングステン膜の積層膜であることを特徴とする請求
項1記載の半導体素子の金属配線形成方法。8. A method of forming a metal line in a semiconductor device according to claim 1, wherein the each of the metal films et a laminated film of a barrier metal film and a tungsten film.
クトプラグの上部幅より狭いことを特徴とする請求項1
記載の半導体素子の金属配線形成方法。9. The method of claim wherein the third contact hole is characterized in that narrower than the top width of the contact plug 1
A method for forming a metal wiring of a semiconductor device according to the above.
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