JPH03104260A - 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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JPH03104260A
JPH03104260A JP24312589A JP24312589A JPH03104260A JP H03104260 A JPH03104260 A JP H03104260A JP 24312589 A JP24312589 A JP 24312589A JP 24312589 A JP24312589 A JP 24312589A JP H03104260 A JPH03104260 A JP H03104260A
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JP
Japan
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insulation film
insulating film
contact hole
side wall
forming
Prior art date
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Application number
JP24312589A
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English (en)
Inventor
Atsushi Wada
淳 和田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH03104260A publication Critical patent/JPH03104260A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 異なる配線層間を電気的に接続するために用いるコンタ
クトホールの形成方法に関し,形状制御および寸法制御
を良好にすると共にバリアメタルの被覆性を良好にする
ことにより,コンタクトの信頼性を向上させることを目
的とし,下層配線上に下地絶縁膜を形威する工程と,該
下地絶縁膜上に層間絶縁膜を形威する工程と、該層間絶
縁膜上にマスク絶縁膜を形威する工程と.マスク絶縁膜
をマスクとするフォトリソグラフィ技術により層間絶縁
膜を除去して所定の位置および所定の大きさのコンタク
トホール形tc8i域を形成する工程と,表面およびコ
ンタクトホール形威領域の内面にサイドウォール形威用
絶縁膜を堆積する工程と,該サイドウォール形成用絶縁
膜および下地絶縁膜を異方性エッチングして層間絶縁膜
の側壁にサイドウォールを形威する工程とを含むように
構戒する. 〔産業上の利用分野〕 本発明は,半導体装置の製造方法,特に.異なる配線層
間を電気的に接続するために用いるコンタクトホールの
形成方法に関する. 半導体素子の高集積化に伴い,半導体素子上の異なる配
線層間を電気的に接続するためのコンタクトホールもま
すます微細化している.このため,コンタクトホールの
形状および寸法を制御する技術が重要になっている. 〔従来の技術〕 第9図は.従来例を示す図である. 第9図(a)〜(C)において.31は単結晶半導体,
多結晶半導体や金属などから威る下層配線,32は下地
絶縁膜,33は層間絶縁膜,34はマスク絶縁膜,35
はコンタクトホール形成領域.36はコンタクトホール
.37はサイドエッチング,38はエッチング残留物で
ある.以下,第9図を用いて,従来のコンタクトホール
の形成方法を説明する. まず,下層配線31上に下地絶縁膜32,層間絶縁膜3
3およびマスク絶縁膜34を順次堆積する.次いで,マ
スク絶縁11i34をマスクとしてRIE法により層間
絶縁膜33をエッチング除去して所定の位置および所定
の大きさのコンタクトホール形成領域35を形成する.
(第9図(a)参照) 続いて,RIE法により下地絶縁膜32をエッチング除
去してコンタクトホール36を形成する.このとき.層
間絶縁膜33と下地絶縁膜32との選択比が充分にとれ
ないと,層間絶縁膜33にサイドエッチング37が生じ
る.このサイドエッチング37は.層間絶縁膜33の材
料が有機系物質の場合に特に著しく生じる.(第9図(
b)参照) また.エッチング条件によっては,下層配線3lの表面
にエッチング残留物38が生じる.(第9図(c)参照
) 〔発明が解決しようとする課題〕 従来のコンタクトホール形威方法には,■層間絶縁膜に
サイドエッチングが生じ,コンタクトホールを設計値ど
うりの形状および寸法に形威することができない, ■下層配線の表面にエッチング残留物が生じることがあ
るので.上層配線とのコンタクトの信頼性に欠ける, という問題があった. 本発明は.これらの問題点を解決して.形状制御および
寸法制御を良好にすると共にバリアメタルの被覆性を良
好にすることにより,コンタクトの信頼性を向上させた
.半導体装置の製造方法.特に,異なる配線層間を電気
的に接続するために用いるコンタクトホールの形成方法
を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達戒するために.本発明に係る半導体装置
の製造方法,特に,異なる配線層間を電気的に接続する
ために用いるコンタクトホールの形威方法は,下層配線
上に下地絶縁膜を形成する工程と,該下地絶縁膜上に層
間絶縁膜を形成する工程と、該層間絶縁膜上にマスク絶
縁膜を形成する工程と.マスク絶縁膜をマスクとするフ
ォトリソグラフィ技術により層間絶縁膜を除去して所定
の位置および所定の大きさのコンタクトホール形威領域
を形威する工程と,表面およびコンタクトホール形威領
域の内面にサイドウォール形成用絶縁膜を堆積する工程
と.該サイドウォール形成用絶縁膜および下地絶縁膜を
異方性エッチングして層間絶縁膜の側壁にサイドウォー
ルを形成する工程とを含むように構威する. 〔作 用〕 第1図(a)および(b)は.本発明の原理を示す図で
ある。
第1図(a)および(b)において,lは下層配線,2
は下地絶縁膜,3は層間絶縁膜,4はマスク絶縁膜,5
はコンタクトホール形威領域,6はサイドウォール形威
用絶縁膜,7はサイドウォール,8は絶縁膜,9はコン
タクトホールである.以下.第1図(a)および(b)
を用いて,本発明の原理を説明する. ■下層配ml上に下地絶縁膜2を形威する.■下地絶縁
膜2上に層間絶縁膜3を形威する。
■層間絶縁膜3上にマスク絶縁膜4を形威する.■マス
ク絶縁膜4をマスクとするフォトリソグラフィ技術によ
り層間絶縁膜3を除去してコンタクトホール形成領域5
を形成する. ■表面およびコンタクトホール形威領域5の内面にサイ
ドウォール形成用絶録膜6を堆積する.■サイドウォー
ル形成用絶縁膜6および下地絶縁膜2を異方性エッチン
グして層間絶縁膜3の側壁にサイドウォール7を形威す
る. 以上の各工程を経てコンタクトホール9が形成される. 本発明に係る半導体装置の製造方法.特に.異なる配線
層間を電気的に接続するために用いるコンタクトホール
の形成方法によれば,層間絶縁膜の側壁にサイドウォー
ルが形威されているので,従来例のように層間絶緑膜に
サイドエッチングが生じることはない。また,下層配線
の表面にエッチング残留物が生じることもない.したが
って,コンタクトホールの形状制御および寸法制御を良
好にすることが可能になると共にバリアメタルの被覆性
が良好になるので,コンタクトの信頼性が向上する. 〔実 施 例〕 第2図〜第7図は,本発明の一実施例の各工程を示す図
である. 以下.第2図〜第7図を用いて,本発明の一実施例を工
程順に説明する. (工程1,第2図参照) 下層配線としてのAu配線ll上に厚さl000〜20
00人の下地絶縁膜としてstNx膜12を堆積する. S > N x膜12上にポリイξド層13を約1μm
の厚さに形成する. ポリイミド層l3上に厚さiooo〜2000人のマス
ク絶縁膜としてのS i N x膜14を堆積する。
表面にレジスト15を塗布した後,コンタクトホール形
成領域l6の形状にパターニングする.(工程2.第3
図参照) レジストl5をマスクとして, 圧  力:  1 0 −”Torr ガス組tc: CF4 /(h−20/lsecmパワ
ー :200W の条件で,SiN.膜14をドライエッチングして除去
する. レジストl5を剥離する。
(工程3.第4図参照) S iN x膜l4をマスクとして, 圧  力: 0.0 0 8Torr ガス組戒:0冨シ20secm パワー :200W の条件で.ポリイミド層13をドライエッチングして除
去する. (工程4,第5図参照) 表面に, 形成方法:プラズマCVD 威長ガス:SiHn(3%) − 4 5sccmMt
=  1  5  0  0 sccmRF電流:1A 圧  力: 0. 2 0丁orr 温  度:250℃ の条件で,サイドウォール形威用絶縁膜としてのSiN
.膜l7を1000〜2000人の厚さに堆積する. (工程5.第5.6図参照) サイドウォール形成用wA綽膜としてのSiN.膜17
および下地絶縁膜としてのSiNx膜12を.圧  力
:  1 0 −”Torr ガス組tc: CF4 /Ot=20/lsecmバワ
ー :200W の条件で,RIE等の異方性ドライエッチングにより除
去する. この結果,層間絶縁膜としてのポリイミド層13の側壁
にSiN.から或るサイドウォール18が形威されたコ
ンタクトホール20が形成される.(工程6,第6,7
図参照) サイドウォール18により側壁を保護されたコンタクト
ホール20に,上層配線金属のバリアメタル21をスパ
ッタ法により堆積する.本発明により形威したコンタク
トホール20は,形状が良好に制御されているので,バ
リアメタルの被覆性は良好である. 次に.本発明によるコンタクトホールの寸法制御の例を
第8図に示す. サイドウォール形威用SiN,膜を, 形成方法:プラズマCVD 威長ガス: SiH4( 3%) = 4 5sccm
Nz− 1 5 0 0 secm RF電流=lA 圧   力: 0. 2 0 Torr温 度:2so
”c の条件で堆積した場合,同図(a)に示すように堆積膜
厚をd.,最終的に有機系層間絶縁膜の側壁に形成され
たサイドウォール膜厚をdとすると,同図(b)に示す
特性が得られる.これから,堆積膜厚d0とサイドウォ
ール膜厚dとの間には強い相関があることがわかる.こ
の特性を利用すれば,コンタクトホールの寸法制御が可
能となる.〔発明の効果〕 本発明によれば,異なる配線層間を電気的に接続するた
めのコンタクトホールを良好な形状制御および良好な寸
法制御の下に形威することができるので,上層配線金属
のバリアメタルの被覆性が良好となり,配線層間のコン
タクトの信頼性が向上する.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を示す図, 第2図〜第7図は本発明の一実施例の各工程を示す図. 第8図は本発明によるコンタクトホールの寸法制御の例
を示す図, 第9図は従来例を示す図 である. 第1図において 1:下層配線 2:下地絶縁膜 3:層間絶縁膜 4:マスク絶縁膜 5:コンタクトホール形威領域 6:サイドウォール形成用絶縁膜 7:サイドウォール 8:絶縁膜 9:コンタクトホール (a)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 下層配線(1)上に下地絶縁膜(2)を形成する工程と
    、 該下地絶縁膜(2)上に層間絶縁膜(3)を形成する工
    程と、 該層間絶縁膜(3)上にマスク絶縁膜(4)を形成する
    工程と、 該マスク絶縁膜(4)をマスクとするフォトリソグラフ
    ィ技術により層間絶縁膜(3)を除去して所定の位置お
    よび所定の大きさのコンタクトホール形成領域(5)を
    形成する工程と、 表面およびコンタクトホール形成領域(5)の内面にサ
    イドウォール形成用絶縁膜(6)を堆積する工程と、 該サイドウォール形成用絶縁膜(6)および下地絶縁膜
    (2)を異方性エッチングして層間絶縁膜(3)の側壁
    にサイドウォール(7)を形成する工程とを含むことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
JP24312589A 1989-09-19 1989-09-19 半導体装置の製造方法 Pending JPH03104260A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585689A (en) * 1993-12-28 1996-12-17 Nec Corporation Field-emission cathode having integrated electrical interconnects and electron tube using the same
US6624061B2 (en) 1998-05-28 2003-09-23 Nec Electronics Corporation Semiconductor device and method of manufacturing the same capable of reducing deterioration of low dielectric constant film

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585689A (en) * 1993-12-28 1996-12-17 Nec Corporation Field-emission cathode having integrated electrical interconnects and electron tube using the same
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