JPH03237720A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03237720A
JPH03237720A JP3235490A JP3235490A JPH03237720A JP H03237720 A JPH03237720 A JP H03237720A JP 3235490 A JP3235490 A JP 3235490A JP 3235490 A JP3235490 A JP 3235490A JP H03237720 A JPH03237720 A JP H03237720A
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JP
Japan
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wiring
layer
plasma
substrate
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP3235490A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoe Ishizaka
石坂 直惠
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the collection and storage of charges in an element from plasma during treatment by a plasma process, and to improve the reliability of the element by forming a wiring during a wiring forming process so as not to be brought to an insulated state with a substrate. CONSTITUTION:The layer 9 of polysilicon as the wiring material of a lower layer and the layer 10 of a tungsten silicide as the wiring material of an upper layer are deposited onto a semiconductor substrate under the state, in which a gate oxide film 2, a gate electrode 3, a field oxide film 4, a P<+> region 5, an N<+> region 5, a P well 7 and a PSG film 8 are formed onto an N-type Si substrate 1, through CVD, and a positive resist pattern 11 is further formed onto the layer 9. The tungsten silicide layer 10 is etched, and the resist layer 11 is peeled through plasma ashing. Since the wiring layer of the lower layer remains on the whole surface of a wafer at that time, there is no wiring under the state insulated from the substrate, thus preventing the collection and storage of charges to an element from plasma during treatment by a plasma process.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は、半導体装置の製造方法、より詳しくは、素子
の配線をエツチングにより形成する工程を改良した半導
体装置の製造方法に関し、配線形成工程中に配線を基板
と絶縁状態にしないように形成することにより、プラズ
マプロセスによる処理中にプラズマから素子に電荷が収
集・蓄積されることを防止して素子の信頼性を確保した
半導体装置の製造方法を提供することを目的とし、 半導体基板上に形成された素子に層間絶縁膜を介して導
電膜を全面に被着させ、該導電膜をエツチングによりバ
ターニングして配線を形成する際に、該導電膜を複数の
異なる材料からなる多層膜として形成し、該多層膜中の
上層をドライエツチングした後、このドライエツチング
された上層をマスクとして用いて該多層膜中の最下層を
ウェットエツチングすることにより配線を形成するよう
に構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more specifically, to a method for manufacturing a semiconductor device that improves the process of forming element wiring by etching. Provided is a method for manufacturing a semiconductor device that ensures reliability of the device by preventing charge from being collected and accumulated in the device from plasma during plasma processing by forming the device so as not to be insulated from the substrate. With the purpose of is formed as a multilayer film made of a plurality of different materials, the upper layer of the multilayer film is dry etched, and the lowermost layer of the multilayer film is wet etched using the dry etched upper layer as a mask to form wiring. Configure to form.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、半導体装置の製造方法、より詳しくは、素子
の配線をエツチングにより形成する工程を改良した半導
体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device in which the process of forming element wiring by etching is improved.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体装置の高密度化に伴い、素子自体および素子の配
線も微細化するため、現在では配線を形成するエツチン
グ工程も殆どがドライエツチングにより行われており、
ドライエツチング法としてはプラズマエツチング法が最
も広く用いられている。プラズマプロセスは、素子の配
線を形成する工程中で配線自体のエツチングの他、レジ
ストのアッシング、層間絶縁膜のデポジション等の多く
の処理で用いられている。
As the density of semiconductor devices increases, the elements themselves and the wiring of the elements become finer, so today, most of the etching processes for forming wiring are performed by dry etching.
Plasma etching is the most widely used dry etching method. Plasma processes are used in many processes during the process of forming device wiring, such as etching the wiring itself, resist ashing, and interlayer insulating film deposition.

上記のようなプラズマを用いた処理を行う際には、既に
形成されている素子のプラズマによる損傷を最小限に抑
える必要がある。特に、多層配線を有する集積回路を形
成する際、下層の配線の形成が完了した状態でMOS)
ランジスタのゲーしのみに接続されている配線層が形成
されている場合には、プラズマによる素子の損傷が重大
な問題となる。すなわち、配線層のエツチングやレジス
トアッシングの際に、設計上基板とアイソレートされて
絶縁状態になっている配線がプラズマに晒されると、こ
の配線がいわば「アンテナ」として作用してプラズマか
ら電荷を収集し、MOS)ランジスタのゲートに蓄積さ
せる。過剰に蓄積された電荷はゲート酸化膜あるいはゲ
ート酸化膜/基板界面に損傷を与え、素子の信頼性を劣
化させるという問題があった。
When performing processing using plasma as described above, it is necessary to minimize damage to already formed elements due to the plasma. In particular, when forming an integrated circuit with multilayer wiring, MOS)
If a wiring layer is formed that is connected only to the gates of the transistor, damage to the device due to plasma becomes a serious problem. In other words, during etching or resist ashing of a wiring layer, if wiring, which is designed to be isolated from the board and is insulated, is exposed to plasma, this wiring acts as an "antenna" and absorbs charges from the plasma. is collected and stored at the gate of a MOS) transistor. There is a problem in that excessively accumulated charges damage the gate oxide film or the gate oxide film/substrate interface, deteriorating the reliability of the device.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明は、配線形成工程中に配線を基板と絶縁状態にし
ないように形成することにより、プラズマプロセスによ
る処理中にプラズマから素子に電荷が収集・蓄積される
ことを防止して素子の信頼性を確保した半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
The present invention improves device reliability by preventing charge from being collected and accumulated in the device from plasma during plasma processing by forming the wiring so as not to be insulated from the substrate during the wiring formation process. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that ensures the following.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的は、本発明によれば、半導体基板上に形成さ
れた素子に層間絶縁膜を介して導電膜を全面に被着させ
、該導電膜をエツチングによりパターニングして配線を
形成する際に、該導電膜を複数の異なる材料からなる多
層膜として形成し、該多層膜中の上層をドライエツチン
グした後、このドライエツチングされた上層をマスクと
して用いて該多層膜中の最下層をウェットエツチングす
ることにより配線を形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法によって達成される。
According to the present invention, the above object is achieved by depositing a conductive film over the entire surface of an element formed on a semiconductor substrate via an interlayer insulating film, and patterning the conductive film by etching to form wiring. , the conductive film is formed as a multilayer film made of a plurality of different materials, the upper layer of the multilayer film is dry etched, and then the lowermost layer of the multilayer film is wet etched using the dry etched upper layer as a mask. This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device characterized in that wiring is formed by performing the following steps.

〔作 用〕[For production]

本発明の方法によれば、プラズマアッシングによりレジ
ストを剥離する際に下層の配線層がウェハ全面に残って
いるので、基板と絶縁された状態の配線は存在せず、ま
た、配線のエツチングが完了して配線が基板と絶縁状態
になる際にはウェットエツチングにより処理するので、
素子がプラズマに晒されることがない。したがって、プ
ラズマからの電荷が素子内、特にMOS)ランジスタの
ゲート酸化膜等に収集・蓄積されることがないため、プ
ラズマによる素子の損傷が防止される。
According to the method of the present invention, when the resist is removed by plasma ashing, the underlying wiring layer remains on the entire surface of the wafer, so there is no wiring that is insulated from the substrate, and the etching of the wiring is completed. When the wiring becomes insulated from the board, it is processed by wet etching.
The device is not exposed to plasma. Therefore, charges from the plasma are not collected and accumulated in the device, particularly in the gate oxide film of a MOS transistor, etc., thereby preventing damage to the device due to the plasma.

以下に、添付図面を参照し、実施例により本発明を更に
詳細に説明する。
In the following, the invention will be explained in more detail by means of examples with reference to the accompanying drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図(a)〜(C)を参照して本発明に従って配線を
行う例を説明する。
An example of wiring according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1(a) to 1(C).

第1図(a)に示す工程において、n形Si基板1上に
、ゲート酸化膜2、ゲート電極3、フィールド酸化膜4
、p“領域5、n+領域6、pウェル7、PSG膜8が
形成された状態の半導体基板上に、下層の配線材料にな
るポリシリコンの層9 (厚さ0.2μm)と、その上
に上層の配線材料になるタングステンシリサイドの層1
0 (厚さ1.0μm〉とをCVDにより堆積させ、更
にその上にポジレジストパターン11を形成する。
In the step shown in FIG. 1(a), a gate oxide film 2, a gate electrode 3, a field oxide film 4 are formed on an n-type Si substrate 1.
, p" region 5, n+ region 6, p well 7, and PSG film 8 are formed on the semiconductor substrate, and a polysilicon layer 9 (thickness: 0.2 .mu.m), which will be the underlying wiring material, is placed on top of the semiconductor substrate. Layer 1 of tungsten silicide, which becomes the upper layer wiring material.
0 (thickness: 1.0 μm) is deposited by CVD, and a positive resist pattern 11 is further formed thereon.

次に同図(b)に示す工程において、02を25%混合
したSFsガスでタングステンシリサイド層10をエツ
チングしてから、レジスト層11をプラズマアッシング
により剥離する。
Next, in the step shown in FIG. 2B, the tungsten silicide layer 10 is etched using SFs gas mixed with 25% O2, and then the resist layer 11 is removed by plasma ashing.

次に、同図(C)に示す工程において、ポリシリコン層
9をHFとHN Oaとの混合溶液でウェットエツチン
グして配線を完成させる。
Next, in the step shown in FIG. 2C, the polysilicon layer 9 is wet-etched with a mixed solution of HF and HNOa to complete the wiring.

第1図の工程で配線を行ったMOS)ランジス夕につい
て、ゲート酸化膜に対する配線の面積比を40:1とし
て形成した場合の耐圧を測定した結果を第2図に示す。
FIG. 2 shows the results of measuring the withstand voltage of a MOS transistor whose wiring was formed in the process shown in FIG. 1, when the area ratio of the wiring to the gate oxide film was 40:1.

同図には、比較のため、配線形成中に基板と絶縁される
配線部分がない場合の結果も併せて示した。
For comparison, the same figure also shows the results when there is no wiring part that is insulated from the substrate during wiring formation.

第2図から、本発明により形成した素子の耐圧は、絶縁
される配線部分がない場合と全く同等であり、レジスト
のプラズマアッシング中に損傷を受けなかったことが分
かる。
From FIG. 2, it can be seen that the breakdown voltage of the device formed according to the present invention is exactly the same as that without the insulated wiring portion, and was not damaged during plasma ashing of the resist.

第3図は、従来のように、配線形成工程で、配線が基板
と絶縁状態になった状態でプラズマアッシングによりレ
ジスト剥離を行った場合について、ゲート酸化膜に対す
る配線面積比を40:■または200:1としたときの
耐圧測定結果である。
Figure 3 shows the case where the resist is removed by plasma ashing while the wiring is insulated from the substrate in the wiring formation process as in the past, and the wiring area ratio to the gate oxide film is 40:■ or 200:2. : This is the withstand pressure measurement result when set to 1.

同図にも第2図と同様、比較のため、配線形成中に基板
と絶縁される配線部分がない場合の結果も併せて示した
。ゲート酸化膜に対する配線金属の面積比が大きい素子
はど耐圧が大きく低下していることが分かる。
Similar to FIG. 2, this figure also shows the results when there is no wiring part that is insulated from the substrate during wiring formation for comparison. It can be seen that the breakdown voltage of a device with a large area ratio of the wiring metal to the gate oxide film is greatly reduced.

第4図に、本発明または従来法により配線を形成したM
O3I−ランジスタについて長期信頼性を測定した結果
を示す。同図は、ホットキャリア効果による特性変動に
より素子寿命が決定されるとした場合に、配線面積比4
00:1の素子について、ホットキャリア注入後、トラ
ンスコンダクタンスが10%劣化するまでの作動時間と
劣化した素子の累積個数との関係を示すものである。同
図から、同じ配線面積比で比較して、本発明による素子
寿命は従来の素子寿命よりも著しく向上していることが
分かる。
FIG. 4 shows M with wiring formed by the present invention or the conventional method.
The results of measuring the long-term reliability of the O3I-transistor are shown. The figure shows that when the element life is determined by characteristic fluctuations due to hot carrier effects, the wiring area ratio is 4.
The graph shows the relationship between the operating time until the transconductance deteriorates by 10% after hot carrier injection and the cumulative number of deteriorated elements for a 00:1 element. From the figure, it can be seen that when compared with the same wiring area ratio, the element life according to the present invention is significantly improved than the conventional element life.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、配線形成工程中
に配線を基板と絶縁状態にしないように形成することに
より、プラズマプロセスによる処理中にプラズマから素
子に電荷が収集・蓄積されることを防止して素子の信頼
性を確保して半導体装置を製造することができる。
As explained above, according to the present invention, by forming the wiring so that it is not insulated from the substrate during the wiring formation process, electric charges can be collected and accumulated in the element from the plasma during the plasma process. It is possible to manufacture a semiconductor device while preventing this and ensuring reliability of the element.

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

第1図(a)〜(C)は、本発明に従って配線を形成し
てMOS)ランジスタを作製する工程の例を示す断面図
、 第2図は、本発明に従う第1図の手順で作製したMOS
)ランジスタについて耐圧測定結果を示すグラフ、 第3図は、従来の方法で配線を形成したMOSトランジ
スタについて耐圧測定結果を示すグラフ、および 第4図は、本発明に従う第1図の手順で作製したMOS
)ランジスタについて素子寿命の測定結果を示すグラフ
である。 1 :Si基板、  2:ゲート電極、3:ゲート酸化
膜、4:フィールド酸化膜、5:p“領域、   6:
n+領領域 7:pウェル、  8:PSG膜、 9:ポリシリコン層、 10:タングステンシリサイド層、 11:ポジレジスト層。 (Q) (b) (C) 第1図 第 2 図 第 図
FIGS. 1(a) to (C) are cross-sectional views showing an example of the process of manufacturing a MOS (MOS) transistor by forming wiring according to the present invention. FIG. M.O.S.
) Figure 3 is a graph showing the breakdown voltage measurement results for MOS transistors whose wiring was formed using the conventional method, and Figure 4 is a graph showing the breakdown voltage measurement results for MOS transistors manufactured using the procedure shown in Figure 1 according to the present invention. M.O.S.
) is a graph showing the measurement results of element life for transistors. 1: Si substrate, 2: Gate electrode, 3: Gate oxide film, 4: Field oxide film, 5: P” region, 6:
n+ region 7: p well, 8: PSG film, 9: polysilicon layer, 10: tungsten silicide layer, 11: positive resist layer. (Q) (b) (C) Figure 1 Figure 2 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、半導体基板上に形成された素子に層間絶縁膜を介し
て導電膜を全面に被着させ、該導電膜をエッチングによ
りパターニングして配線を形成する際に、該導電膜を複
数の異なる材料からなる多層膜として形成し、該多層膜
中の上層をドライエッチングした後、このドライエッチ
ングされた上層をマスクとして用いて該多層膜中の最下
層をウェットエッチングすることにより配線を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A conductive film is deposited on the entire surface of an element formed on a semiconductor substrate via an interlayer insulating film, and when patterning the conductive film by etching to form wiring, the conductive film is coated with a plurality of different materials. After dry etching the upper layer of the multilayer film, and then wet etching the lowermost layer of the multilayer film using the dry etched upper layer as a mask, wiring is formed. A method for manufacturing a featured semiconductor device.
JP3235490A 1990-02-15 1990-02-15 Manufacture of semiconductor device Pending JPH03237720A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006303496A (en) * 2006-04-14 2006-11-02 Fujitsu Ltd Method for manufacturing semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006303496A (en) * 2006-04-14 2006-11-02 Fujitsu Ltd Method for manufacturing semiconductor device

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