JPH0221640A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH0221640A JPH0221640A JP14144988A JP14144988A JPH0221640A JP H0221640 A JPH0221640 A JP H0221640A JP 14144988 A JP14144988 A JP 14144988A JP 14144988 A JP14144988 A JP 14144988A JP H0221640 A JPH0221640 A JP H0221640A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31127—Etching organic layers
- H01L21/31133—Etching organic layers by chemical means
- H01L21/31138—Etching organic layers by chemical means by dry-etching
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は一般的には半導体の製造、とくに複合誘電体層
を用いた集積回路装置の製造に関する。
を用いた集積回路装置の製造に関する。
（発明の技術的背景及びその問題点）
ポリイミドのようなスピンオン・ポリマ（重合体）はマ
ルチレベルの相互接続を構成する際に用いるすぐれた誘
電体材料として広く認められている。これらのポリマは
下にある地形を平坦化するというすぐれた作用をなすが
、ポリマ層は、無機質誘電体に比べ降伏強さが低く、ま
た通常用いられるホトリソグラフィマスク材料に対する
ドライエッチ選択性が低い。そのため、高加圧の導体材
料（これらはいくつかの好都合な特徴を有する）がスピ
ンオン・ポリマとともに用いることができない。
ルチレベルの相互接続を構成する際に用いるすぐれた誘
電体材料として広く認められている。これらのポリマは
下にある地形を平坦化するというすぐれた作用をなすが
、ポリマ層は、無機質誘電体に比べ降伏強さが低く、ま
た通常用いられるホトリソグラフィマスク材料に対する
ドライエッチ選択性が低い。そのため、高加圧の導体材
料（これらはいくつかの好都合な特徴を有する）がスピ
ンオン・ポリマとともに用いることができない。
また、スピンオン・ポリマがでこぼこの地形上に置かれ
る場合は、厚さが地形によって変化する。すなわち、ポ
リマ層の上面が平坦化されても、ポリマ層の深さは下に
ある構造の高さによって変化する。これらの変化のため
に、経路（νｉａ） 、すなわち、多層間の導体の接続
を可能にする垂直方向の開口のエツチングが複雑になる
。薄いポリマ領域での経路は、厚いポリマ領域での経路
がエッチされている間、下にある領域に対する望ましく
ない接続を生成することなしに長時間のエツチングに耐
えることが可能でなければならない。一般に、この問題
は、コンタクトが生成される下方金属中に経路形状を置
くようにして避けられる。すなわち、経路すなわち開口
が完全に下の金属構造によって囲まれるようにして、ポ
リマ層のエツチングプロセスの間に、下の構造を損傷し
ないでオーバエッチができるように（ポリマエツチング
剤は金属構造体をエッチしないから）しなければならな
い。
る場合は、厚さが地形によって変化する。すなわち、ポ
リマ層の上面が平坦化されても、ポリマ層の深さは下に
ある構造の高さによって変化する。これらの変化のため
に、経路（νｉａ） 、すなわち、多層間の導体の接続
を可能にする垂直方向の開口のエツチングが複雑になる
。薄いポリマ領域での経路は、厚いポリマ領域での経路
がエッチされている間、下にある領域に対する望ましく
ない接続を生成することなしに長時間のエツチングに耐
えることが可能でなければならない。一般に、この問題
は、コンタクトが生成される下方金属中に経路形状を置
くようにして避けられる。すなわち、経路すなわち開口
が完全に下の金属構造によって囲まれるようにして、ポ
リマ層のエツチングプロセスの間に、下の構造を損傷し
ないでオーバエッチができるように（ポリマエツチング
剤は金属構造体をエッチしないから）しなければならな
い。
このためには、“犬の骨”（ｄｏｇｂｏｎｅ）すなわち
拡大された金属構造を用いて経路の垂直位置を金属構造
体に完全に合わせることが必要である。
拡大された金属構造を用いて経路の垂直位置を金属構造
体に完全に合わせることが必要である。
しかし、“犬の骨”は集積回路装置において達成できる
回路密度を大きく制限することになる。
回路密度を大きく制限することになる。
高密度のマルチレベル相互接続の製造には、サブミクロ
ン（ミクロン以下）のエツチングが高信頼性をもって達
成できるように下の地形を平坦化することが可能でなけ
ればならない。すなわち、半導体層の表面が平らだとサ
ブミクロンレベルで精密なマスクが容易になる。また、
高密度のマルチレベル相互接続の製造には、コンタクト
がなされる下方金属構造に関し、外側に経路が存在でき
ることも必要である。換言すれば、経路（開口）が下方
構造体の端部を超えて延びることができる。これらの特
徴は従来の装置では達成できなかった。
ン（ミクロン以下）のエツチングが高信頼性をもって達
成できるように下の地形を平坦化することが可能でなけ
ればならない。すなわち、半導体層の表面が平らだとサ
ブミクロンレベルで精密なマスクが容易になる。また、
高密度のマルチレベル相互接続の製造には、コンタクト
がなされる下方金属構造に関し、外側に経路が存在でき
ることも必要である。換言すれば、経路（開口）が下方
構造体の端部を超えて延びることができる。これらの特
徴は従来の装置では達成できなかった。
（発明の目的）
本発明は高密度のマルチレベル相互接続を備えた半導体
装置を提供することを目的とする。
装置を提供することを目的とする。
（発明の概要）
本発明は、ポリマおよび無機質材料を含むマルチレベル
の誘電体層を備えることによって従来技術の欠点を除去
する。ポリマ材料は無機質層が被着されるほぼ平らな表
面を与える。無機質層はポリマパターン形成の間、浸食
不可能なエッチマスクとして作用し、ポリマとホトリソ
グラフィマスクとの間のエッチ選択性の問題を除去し、
標準的なドライエッチ技術を用いて小さな形状をポリマ
内に容易に移すことができるようにする。また、ポリマ
、無機質層を含む°複合体をマルチレベル相互接続プロ
セスにおいて用いる場合は、前のレベルからの無機質層
はポリマ経路エッチに対するエッチ阻止体（エッチスト
ップ）となる。これによって、下方金属構造体の下の導
体に対する望ましくない相互接続を不用意に生成するこ
となしに、その金属構造体の外に経路が存在できるよう
になる。また、無機質材料を適当に選ぶことによって、
ポリマ／無機質複合層の合成強度は大きく増大する。
の誘電体層を備えることによって従来技術の欠点を除去
する。ポリマ材料は無機質層が被着されるほぼ平らな表
面を与える。無機質層はポリマパターン形成の間、浸食
不可能なエッチマスクとして作用し、ポリマとホトリソ
グラフィマスクとの間のエッチ選択性の問題を除去し、
標準的なドライエッチ技術を用いて小さな形状をポリマ
内に容易に移すことができるようにする。また、ポリマ
、無機質層を含む°複合体をマルチレベル相互接続プロ
セスにおいて用いる場合は、前のレベルからの無機質層
はポリマ経路エッチに対するエッチ阻止体（エッチスト
ップ）となる。これによって、下方金属構造体の下の導
体に対する望ましくない相互接続を不用意に生成するこ
となしに、その金属構造体の外に経路が存在できるよう
になる。また、無機質材料を適当に選ぶことによって、
ポリマ／無機質複合層の合成強度は大きく増大する。
これによって、タングステンのような高加圧導体材料と
組合せてスピンオン・ポリマを用いることが可能になる
。
組合せてスピンオン・ポリマを用いることが可能になる
。
（発明の実施例）
第１図は、傾斜のある構造として示されるような所定の
地形（トポロジーｔｏｐｏｌｏｇｙ ）を有する下地層
１２を有する半導体装置の概略を示す。
地形（トポロジーｔｏｐｏｌｏｇｙ ）を有する下地層
１２を有する半導体装置の概略を示す。
無機質層１４は、本発明のプロセスの最初の状態におい
て被着された無機質材料、または、本発明に従がって前
もって被着されたマルチレベルプロセスにおける下部構
造の第２無機質マスク層を備えることができる。金属構
造体１６および１８が無機質層１４上で被着、エッチさ
れ、ポリマ層２０が上に被着されほぼ平坦な表面２２が
与えられる。ポリマ２０（これは、多くの標準的なポリ
イミドのいずれでもよい）は溶媒中に懸濁され、半導体
表面上に被着される。集積回路縁のポリイミド製品は、
Ｄｕｐｏｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから発売されて
いるＤｕｐｏｎｔ ＤＰ２５４５ 、叶２５５５、叶２
５６６．１１ｉｔａｃｈｉ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
（日立製作所）から発売されている旧ｔａｃｈｉ Ｐ
ＩＧ−１３、ＰＩＸ−１４００、ＰＩＸ−Ｌｌｏｏ 、
ＰＩＸ−ＬＩＩＯ，ＰＩＸ−Ｌｉ２Ｏなどである。これ
らのポリイミドの化学名は、ｐ−ＰＤ八へ５−ＢＰＤＡ
、 ＤＡＴＰ／ＰＭＤ八 、 ＰＭＤＡｌｏＤＡ。
て被着された無機質材料、または、本発明に従がって前
もって被着されたマルチレベルプロセスにおける下部構
造の第２無機質マスク層を備えることができる。金属構
造体１６および１８が無機質層１４上で被着、エッチさ
れ、ポリマ層２０が上に被着されほぼ平坦な表面２２が
与えられる。ポリマ２０（これは、多くの標準的なポリ
イミドのいずれでもよい）は溶媒中に懸濁され、半導体
表面上に被着される。集積回路縁のポリイミド製品は、
Ｄｕｐｏｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから発売されて
いるＤｕｐｏｎｔ ＤＰ２５４５ 、叶２５５５、叶２
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（日立製作所）から発売されている旧ｔａｃｈｉ Ｐ
ＩＧ−１３、ＰＩＸ−１４００、ＰＩＸ−Ｌｌｏｏ 、
ＰＩＸ−ＬＩＩＯ，ＰＩＸ−Ｌｉ２Ｏなどである。これ
らのポリイミドの化学名は、ｐ−ＰＤ八へ５−ＢＰＤＡ
、 ＤＡＴＰ／ＰＭＤ八 、 ＰＭＤＡｌｏＤＡ。
ＤＤＥ／ＢＴＤＡである。
ＰＭＤＡ、 ＢＴＤＡは、Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎ
ｓｉｏｎ Ｂｅｈａｖ−ｉｏｒ ｏｆ Ｖａｒｉｏｕｓ
Ａｅｒｏｎ＋ａｔｉｃ Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ″Ｐｏ
ｌｙｍｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｖｏｌ、１７．
Ｎｏ、 ８＋ ｐｐ、９８１〜９８３＋１９８５によ
り詳細に開示されている。
ｓｉｏｎ Ｂｅｈａｖ−ｉｏｒ ｏｆ Ｖａｒｉｏｕｓ
Ａｅｒｏｎ＋ａｔｉｃ Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅｓ″Ｐｏ
ｌｙｍｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｖｏｌ、１７．
Ｎｏ、 ８＋ ｐｐ、９８１〜９８３＋１９８５によ
り詳細に開示されている。
半導体を回転して、平らな表面２２を生成する均一態様
で半導体装置１０の表面を横切ってポリマ材料を均一に
分布させる。次に、溶媒は標準的な熱硬化方法を用いて
除去する。たとえば、ウェーハを、８５℃で６０秒間、
クリーンルームの空気流中のホットプレート上に置き、
次に１分間に６リソトル流れる窒素中で３０分間１００
℃のオーブン中に置くことができる。次に、ウェーハを
１分間６リツトルで流れる窒素中で３０分間２００℃で
焼き、さらに、１分間に１２リツトル流れる窒素中で３
０分間４５０℃で焼く。ポリマ被着プロセスが終了した
ら、基板を低温で焼き、ポリマによって吸収された湿気
を放出する。たとえば、ウェーハを２００℃の窒素が流
れるオーブン中に３０分間置くことができる。上記プロ
セスによって達成されたポリマの典型的な厚さは４００
０人である。ポリマの表面は次にざらざらにして次の被
着層の接着度を改善する。これは基板をプラズマ雰囲気
に露出することによって達成される。
で半導体装置１０の表面を横切ってポリマ材料を均一に
分布させる。次に、溶媒は標準的な熱硬化方法を用いて
除去する。たとえば、ウェーハを、８５℃で６０秒間、
クリーンルームの空気流中のホットプレート上に置き、
次に１分間に６リソトル流れる窒素中で３０分間１００
℃のオーブン中に置くことができる。次に、ウェーハを
１分間６リツトルで流れる窒素中で３０分間２００℃で
焼き、さらに、１分間に１２リツトル流れる窒素中で３
０分間４５０℃で焼く。ポリマ被着プロセスが終了した
ら、基板を低温で焼き、ポリマによって吸収された湿気
を放出する。たとえば、ウェーハを２００℃の窒素が流
れるオーブン中に３０分間置くことができる。上記プロ
セスによって達成されたポリマの典型的な厚さは４００
０人である。ポリマの表面は次にざらざらにして次の被
着層の接着度を改善する。これは基板をプラズマ雰囲気
に露出することによって達成される。
次に、第２図に示すように、ポリマ２０の平坦表面２２
上に第２の無機質層２４を被着する。第２図は、金属構
造体１６．１８、第１の無機質層１４および下地層１２
を含む第１図の構造体を示す。無機ＸＮ２４の被着の態
様、厚さ、成分は下のポリマ層２０と融和するように選
択され、無機質層２４の上表面２６に被着されるべき特
定の金属構造体とともに用いたときに無機質層２４、ポ
リマ２０を含む複合誘電体サンドウィッチに対する所要
の強度が得られるようにする。無機質層２４として用い
ることのできる材料の典型例は、ドープされた、および
ドープされない二酸化シリコン、窒化シリコンなどであ
る。二酸化シリコン層を付着する通常の方法は、プラズ
マ増強気相被着法、大気圧被着法を含む。窒化シリコン
層はプラズマ増強化学蒸着法を用いて付加できる。たと
えば、次の条件を用いることができる。
上に第２の無機質層２４を被着する。第２図は、金属構
造体１６．１８、第１の無機質層１４および下地層１２
を含む第１図の構造体を示す。無機ＸＮ２４の被着の態
様、厚さ、成分は下のポリマ層２０と融和するように選
択され、無機質層２４の上表面２６に被着されるべき特
定の金属構造体とともに用いたときに無機質層２４、ポ
リマ２０を含む複合誘電体サンドウィッチに対する所要
の強度が得られるようにする。無機質層２４として用い
ることのできる材料の典型例は、ドープされた、および
ドープされない二酸化シリコン、窒化シリコンなどであ
る。二酸化シリコン層を付着する通常の方法は、プラズ
マ増強気相被着法、大気圧被着法を含む。窒化シリコン
層はプラズマ増強化学蒸着法を用いて付加できる。たと
えば、次の条件を用いることができる。
圧力＝１゜４ Ｔｏｒ。
電力＝ １２０Ｗ
温度＝４００℃
Ｎｌｌ：＋：ＳｉＨ４比＝８
流れ合計＝２３６１ ＳＣＣＭ
大気圧化学蒸着（ＡＰＣＶＤ）酸化物条件は次のとおり
である。
である。
圧力＝１気圧
０□：水素化物比＝２７：１
０□＝４．４８３ＣＣＭ
Ｈｚ＝６．５６５ＣＣＭ
ＳｉＨａ ＝０．０４５ ＳＣＣＭ
Ｐ１１３ 雪０．０６７ ＳＣＣＭ
温度＝４１５℃
誘電体複合体の経路のパターン形成は、通常のホトリソ
グラフィ法および通常のレジストマスク材料を用いて達
成される。第２図に示されるように、レジストマスク２
８はこれらの標準的な方法を用いて形成される。無機質
層２４はレジストマスク２８に対するエツチング剤に対
して耐性がある。
グラフィ法および通常のレジストマスク材料を用いて達
成される。第２図に示されるように、レジストマスク２
８はこれらの標準的な方法を用いて形成される。無機質
層２４はレジストマスク２８に対するエツチング剤に対
して耐性がある。
第３図は無機質層２４およびポリマＮ２０が本発明に従
がってエッチされる態様を示す。エツチングプロセスは
反応性イオンエラチャで実施され、横方向のライン幅損
失を最小にする。また、反応性イオンエラチャはその異
方性のためにポリマ層２０のアンダカットを最小にする
。エツチングプロセスは２相において行なわれる。第１
相においては、無機質Ｎ２４（第２図）は、パターンマ
スクとして、レジストマスク２８（第２図）を用いてエ
ッチする。無機質層２４（第２図）をエッチするのに用
いられるエッチガスの典型例はＣＦ４を含む。エツチン
グプロセスは、ポリマがレジストマスク２８間の開口に
露出された後に停止される。第３図に示すように、次に
、ポリマ層２０をエッチするのに用いることのできる無
機質マスク３０が形成される。これがエッチプロセスの
第２相である。エッチプロセスの第２相の間に反応性イ
オンエラチャ上で用いられるガスは、無機質マスク３０
に対する選択性は問題にならないから構造のライン幅制
御を最大にするように選ばれる。用いられる典型的なエ
ツチングガスはアルゴンのような希ガスとともに０２を
含む。酸素：アルゴン混合体は０〜５０％アルゴンを含
み、１分間当り２００〜４００人のポリイミドのエッチ
速度を与える。
がってエッチされる態様を示す。エツチングプロセスは
反応性イオンエラチャで実施され、横方向のライン幅損
失を最小にする。また、反応性イオンエラチャはその異
方性のためにポリマ層２０のアンダカットを最小にする
。エツチングプロセスは２相において行なわれる。第１
相においては、無機質Ｎ２４（第２図）は、パターンマ
スクとして、レジストマスク２８（第２図）を用いてエ
ッチする。無機質層２４（第２図）をエッチするのに用
いられるエッチガスの典型例はＣＦ４を含む。エツチン
グプロセスは、ポリマがレジストマスク２８間の開口に
露出された後に停止される。第３図に示すように、次に
、ポリマ層２０をエッチするのに用いることのできる無
機質マスク３０が形成される。これがエッチプロセスの
第２相である。エッチプロセスの第２相の間に反応性イ
オンエラチャ上で用いられるガスは、無機質マスク３０
に対する選択性は問題にならないから構造のライン幅制
御を最大にするように選ばれる。用いられる典型的なエ
ツチングガスはアルゴンのような希ガスとともに０２を
含む。酸素：アルゴン混合体は０〜５０％アルゴンを含
み、１分間当り２００〜４００人のポリイミドのエッチ
速度を与える。
ポリマ層２０をエッチするプロセスによって、第３図に
示された経路３２．３４のような経路が形成される。無
機質マスク３０と下の金属構造体１６．１８とは垂直方
向で完全には整合していないから、外部コンタクト３６
．３８のような外部コンタクトが生じる。本発明のプロ
セスの最初に被着できるか、または無機質マスク層（た
とえば、本発明に従がって前もって被着されたマルチレ
ベル構造の下部誘電体層の無機質マスク層３０）を含む
ことができる無機質層１４上にポリマ層２０が常に置か
れるから、外部コンタクト３６．３８が存在しても長時
間のオーバエッチが可能である。設計基準によれば、金
属構造体１６または１８のような金属構造体は、より下
方の経路を超えて置かれてはならないので、無機質マス
クは常に外部コンタクトの下に置かれて下の層１２への
エツチングを防止する。従来技術とは、金属構造体１６
および１８の下の層が、ポリマ層２０の長いオーバエッ
チの間にエッチされてしまうことになる別のポリマＪｉ
２０を通常含む点において異なっている。こうして、無
機質層１４はポリマエッチプロセスに対するエッチスト
ップとして働き、下の導体に対する望ましくない相互接
続を防ぐようにする。
示された経路３２．３４のような経路が形成される。無
機質マスク３０と下の金属構造体１６．１８とは垂直方
向で完全には整合していないから、外部コンタクト３６
．３８のような外部コンタクトが生じる。本発明のプロ
セスの最初に被着できるか、または無機質マスク層（た
とえば、本発明に従がって前もって被着されたマルチレ
ベル構造の下部誘電体層の無機質マスク層３０）を含む
ことができる無機質層１４上にポリマ層２０が常に置か
れるから、外部コンタクト３６．３８が存在しても長時
間のオーバエッチが可能である。設計基準によれば、金
属構造体１６または１８のような金属構造体は、より下
方の経路を超えて置かれてはならないので、無機質マス
クは常に外部コンタクトの下に置かれて下の層１２への
エツチングを防止する。従来技術とは、金属構造体１６
および１８の下の層が、ポリマ層２０の長いオーバエッ
チの間にエッチされてしまうことになる別のポリマＪｉ
２０を通常含む点において異なっている。こうして、無
機質層１４はポリマエッチプロセスに対するエッチスト
ップとして働き、下の導体に対する望ましくない相互接
続を防ぐようにする。
経路エッチに続いて、Ｒ４ｃｈａｒｄｓｏｎ、 Ｔｅｘ
ａｓに設置されたＩｎｄｕｓｔｒｉ−ｃｈｅｍから発売
されているＪｌｏｏおよびＪｌｏｏＮＰのようなポリマ
と融和する通常のレジストはぎ取り溶液を用いて残りの
ホトレジストを装置から除去する。次に、以下に説明す
る過程に従がって装置を低温で焼いて、経路口において
ポリマによって吸収された湿気を全て放出する。
ａｓに設置されたＩｎｄｕｓｔｒｉ−ｃｈｅｍから発売
されているＪｌｏｏおよびＪｌｏｏＮＰのようなポリマ
と融和する通常のレジストはぎ取り溶液を用いて残りの
ホトレジストを装置から除去する。次に、以下に説明す
る過程に従がって装置を低温で焼いて、経路口において
ポリマによって吸収された湿気を全て放出する。
第４図は、金属構造体４０．４２を装置に被着してそれ
ぞれ金属構造体１６．１８との完全な外部コンタクトを
与える態様を示す。金属構造体４０．４２は標準的なス
パッタリングまたは化学蒸着法を用いて被着できる。経
路内の膜被覆が問題の場合は、経路スパッタリング、Ｃ
ＶＤ金属被着および種々のタングステン金属処理法を用
いた金属プラグの形成など、金属で経路を満たす方法を
用いることができる。プラグ法を用いた場合は、タング
ステン、アルミニウムの低圧化学蒸るのに用いられる。
ぞれ金属構造体１６．１８との完全な外部コンタクトを
与える態様を示す。金属構造体４０．４２は標準的なス
パッタリングまたは化学蒸着法を用いて被着できる。経
路内の膜被覆が問題の場合は、経路スパッタリング、Ｃ
ＶＤ金属被着および種々のタングステン金属処理法を用
いた金属プラグの形成など、金属で経路を満たす方法を
用いることができる。プラグ法を用いた場合は、タング
ステン、アルミニウムの低圧化学蒸るのに用いられる。
金属被着の後、金属は標準的なホトリソグラフィ法およ
び適当なマスクを用いてパターン形成する。次に、導体
金属およびマスクと適合するエッチを用いて温体構造を
パターン形成する。これに続いてレジストはぎ取り過程
を実施して残りのマスク材料を除去する。この過程を繰
返して複数の垂直方向に配置された層、および所要の数
の相互接続レベルを生成できる。
び適当なマスクを用いてパターン形成する。次に、導体
金属およびマスクと適合するエッチを用いて温体構造を
パターン形成する。これに続いてレジストはぎ取り過程
を実施して残りのマスク材料を除去する。この過程を繰
返して複数の垂直方向に配置された層、および所要の数
の相互接続レベルを生成できる。
第５図は本発明の方法の概略流れ図である。
第５図に示されるように、工程４４で、ポリマを下地層
上に被着し、次に工程４６でポリマを回転させてウェー
ハの表面上に均一にポリマを分布させる。工程４８でウ
ェーハを焼いてポリマがら湿気を放出する。次に、工程
５０で示されるように、ポリマ層の表面を粗くするため
のプラズマ雰囲気中で第２無機質２４（第２図）をポリ
マ層２０（第２図）に被着する。次に、工程５２で、無
機質層２４（第２図）の上面２６（第２図）にレジスト
マスク２８を形成する。次に工程５４で、無機質層２４
（第２図）をホトレジスト２８をマスクとして用いてＣ
Ｆ、プラズマおよび反応性イオンエッチ中でドライエッ
チしてポリマ層２０ （第２図）を露出して無機質マス
ク３０（第３図）を形成する。工程５８で、ホトレジス
トの残りの部分はレジストはぎ取り溶液を用いて除去す
る。工程６゜で、残りの構造は湿気を除去するために焼
く。
上に被着し、次に工程４６でポリマを回転させてウェー
ハの表面上に均一にポリマを分布させる。工程４８でウ
ェーハを焼いてポリマがら湿気を放出する。次に、工程
５０で示されるように、ポリマ層の表面を粗くするため
のプラズマ雰囲気中で第２無機質２４（第２図）をポリ
マ層２０（第２図）に被着する。次に、工程５２で、無
機質層２４（第２図）の上面２６（第２図）にレジスト
マスク２８を形成する。次に工程５４で、無機質層２４
（第２図）をホトレジスト２８をマスクとして用いてＣ
Ｆ、プラズマおよび反応性イオンエッチ中でドライエッ
チしてポリマ層２０ （第２図）を露出して無機質マス
ク３０（第３図）を形成する。工程５８で、ホトレジス
トの残りの部分はレジストはぎ取り溶液を用いて除去す
る。工程６゜で、残りの構造は湿気を除去するために焼
く。
工程６２．６４で金属層を被着し、ホトレジストを用い
てエッチする。ホトレジストは工程６６でレジストはぎ
取り溶液で除去する。
てエッチする。ホトレジストは工程６６でレジストはぎ
取り溶液で除去する。
本発明は、ポリマのエツチングの間に浸食不可能なマス
クとして働らくスピンオン・ポリマ上の無機質層を用い
る特別の方法を提供する。
クとして働らくスピンオン・ポリマ上の無機質層を用い
る特別の方法を提供する。
この無機質層は多層構造の経路におけるポリマエッチの
間にエッチストップとなって長いオーハーエソチが可能
になるので外部コンタクトを用いて高密度の相互接続シ
ステムが製造できる。
間にエッチストップとなって長いオーハーエソチが可能
になるので外部コンタクトを用いて高密度の相互接続シ
ステムが製造できる。
無機質層はポリマエツチングを受けないから、高いプロ
セスマージン（ｐｒｏｃｅｓｓｍａｒｇｉｎ）が経路エ
ソチエ程で得られる。
セスマージン（ｐｒｏｃｅｓｓｍａｒｇｉｎ）が経路エ
ソチエ程で得られる。
また、ポリマ誘電体の強度を改善するために無機質層を
用いることも本発明の特徴である。
用いることも本発明の特徴である。
無機質層を適当に選ぶことによって、タングステンのよ
うな高加圧導体材料を用いることができるようになる。
うな高加圧導体材料を用いることができるようになる。
タングステンは電気的ミグレーションの問題がないから
タングステンを用いるのが望ましい。タングステンを被
着する低圧化学蒸着法は、この方法が経路および外部コ
ンタクトの均一被覆を与えるから外部コンタクトに対す
る完全な垂直内部接続を可能にする。スピンオン・ポリ
マは簡単で、安価であり、各相互接続レベルで必要な所
望の平坦な表面を生成する優れた低コスト手段を与える
ことができる。
タングステンを用いるのが望ましい。タングステンを被
着する低圧化学蒸着法は、この方法が経路および外部コ
ンタクトの均一被覆を与えるから外部コンタクトに対す
る完全な垂直内部接続を可能にする。スピンオン・ポリ
マは簡単で、安価であり、各相互接続レベルで必要な所
望の平坦な表面を生成する優れた低コスト手段を与える
ことができる。
ポリマ表面上の無機質層は、高密度の相互接続システム
を生成する材料を集積する通路となる。
を生成する材料を集積する通路となる。
本発明の上記説明は単に説明の目的で提供した。開示さ
れたものに限定する趣旨ではな（、上記教示内容に鑑み
て他の修正、変形が可能である。実施例は、本発明の原
理およびその実際の応用を最も良くするために選ばれ、
記述されたものであり、それによって当業者が特定の利
用に適するものとして本発明を種々の実施例およびその
変形に最良に利用できる。
れたものに限定する趣旨ではな（、上記教示内容に鑑み
て他の修正、変形が可能である。実施例は、本発明の原
理およびその実際の応用を最も良くするために選ばれ、
記述されたものであり、それによって当業者が特定の利
用に適するものとして本発明を種々の実施例およびその
変形に最良に利用できる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明を用いることにより、高密
度のマルチレベル相互接続システムを構成することがで
きる。
度のマルチレベル相互接続システムを構成することがで
きる。
第１図は本発明によるデバイス製造の初期段階を示す概
略図、第２図は次の段階でのエツチング前の無機質層を
示す図、第３図は無機質及びポリマ層をエツチングした
後のデバイスを示す図、第４図は金属構造体を被着した
後のデバイスを示す図、第５図は本発明のプロセスの概
略流れ図である。 １２：下地層 １４．２４：無機質層１６．１８：
金属構造体 ２０：ポリマ２８ニレジストマスク
略図、第２図は次の段階でのエツチング前の無機質層を
示す図、第３図は無機質及びポリマ層をエツチングした
後のデバイスを示す図、第４図は金属構造体を被着した
後のデバイスを示す図、第５図は本発明のプロセスの概
略流れ図である。 １２：下地層 １４．２４：無機質層１６．１８：
金属構造体 ２０：ポリマ２８ニレジストマスク
Claims (2)
- （１）無機質層手段と、該無機質層手段の上に設けられ
た導体手段と、該導体手段を覆うポリマ層手段とを備え
、該ポリマ層手段をエッチングするときに前記無機質層
手段および前記導体手段がエッチ阻止体となりうるよう
にしてマルチレベルの相互接続を行なうことを特徴とす
る半導体装置。 - （２）前記ポリマ層手段の上に無機質層手段を設け、そ
の上にレジストマスクを設けることにより該レジストマ
スクに対する該無機質層のエッチ選択性を良くしたこと
を特徴とする請求項（１）記載の半導体装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6185087A | 1987-06-12 | 1987-06-12 | |
| US61850 | 1987-06-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0221640A true JPH0221640A (ja) | 1990-01-24 |
Family
ID=22038550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14144988A Pending JPH0221640A (ja) | 1987-06-12 | 1988-06-08 | 半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0296707A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0221640A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027343A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2012212888A (ja) * | 2005-01-21 | 2012-11-01 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びその作製方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991007775A1 (en) * | 1989-11-16 | 1991-05-30 | Polycon | Hybrid circuit structure and methods of fabrication |
| GB2279804A (en) * | 1993-07-02 | 1995-01-11 | Plessey Semiconductors Ltd | Insulating layers for multilayer wiring |
| US5565384A (en) * | 1994-04-28 | 1996-10-15 | Texas Instruments Inc | Self-aligned via using low permittivity dielectric |
| US5482894A (en) * | 1994-08-23 | 1996-01-09 | Texas Instruments Incorporated | Method of fabricating a self-aligned contact using organic dielectric materials |
| TW505984B (en) | 1997-12-12 | 2002-10-11 | Applied Materials Inc | Method of etching patterned layers useful as masking during subsequent etching or for damascene structures |
| JP2003526897A (ja) * | 1998-10-19 | 2003-09-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 後続のエッチング中のマスキングとして有用な、またはダマシン構造に有用な、パターニングされた層のエッチング方法 |
Citations (5)
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| JPS5268388A (en) * | 1975-12-05 | 1977-06-07 | Nec Corp | Semiconductor integrated circuit |
| JPS5640257A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-16 | Seiko Epson Corp | Field structure of semiconductor device |
| JPS6153730A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS61224439A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6218054A (ja) * | 1985-07-17 | 1987-01-27 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4367119A (en) * | 1980-08-18 | 1983-01-04 | International Business Machines Corporation | Planar multi-level metal process with built-in etch stop |
| DE3234907A1 (de) * | 1982-09-21 | 1984-03-22 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen einer monolithisch integrierten schaltung |
| US4495220A (en) * | 1983-10-07 | 1985-01-22 | Trw Inc. | Polyimide inter-metal dielectric process |
-
1988
- 1988-05-11 EP EP88304254A patent/EP0296707A1/en not_active Ceased
- 1988-06-08 JP JP14144988A patent/JPH0221640A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0296707A1 (en) | 1988-12-28 |
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