JPH03241831A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH03241831A
JPH03241831A JP3882590A JP3882590A JPH03241831A JP H03241831 A JPH03241831 A JP H03241831A JP 3882590 A JP3882590 A JP 3882590A JP 3882590 A JP3882590 A JP 3882590A JP H03241831 A JPH03241831 A JP H03241831A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
wiring
contact hole
wiring layer
conductive layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3882590A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kato
隆 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP3882590A priority Critical patent/JPH03241831A/en
Publication of JPH03241831A publication Critical patent/JPH03241831A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the first and second wiring layers to be stably brought into contact with each other by a method wherein an intermediate layer and a conductive layer are successively formed on an underneath layer and after forming an opening part by selectively etching away the conductive layer and the intermediate layer, the underneath layer in the opening part is sputter-etched away and so forth. CONSTITUTION:The title manufacturing process of semiconductor device shall include a process to successively form an intermediate layer 4 and a conductive layer 5 or a layer comprising the same material as that of an underneath layer 3 on the underneath layer 3, another process to form an opening part 8 by etching away the conductive layer 5 or the layer comprising the same material as that of the underneath layer 3 and the intermediate layer 4 and the other process to sputter-etch the whole surface later. For example, the first wiring layer 3, the insulating layer 4 and the conductive layer 5 are formed on the insulating layer 2 on a substrate 1. Next, a resist film 6 is formed to form another opening part 7 and then the conductive layer 5 and the insulating layer 4 in the opening part 7 are selectively etched away to form the contact hole 8. Finally, after removing the resist film 6, the first wiring layer 3 in the contact hole 8 is cleaned up by sputter-etching process to form the second wiring layer 9.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、 コンタクトホール内の第1の配線層をスパッタエツチン
グによりクリーニング処理する際、第1の配線層上にS
 i 02等の絶縁膜の再堆積をほとんど生しないよう
にすることができ、第1の配線層と第2の配線層を安定
にコンタクトすることができる半導体装置の製造方法を
提供することを目的し、 下地の層上に中間層、及び導電層または該下地の層と同
一材料の層を順次形成する工程と、該導電層または該下
地の層と同一材料の層、及び咳中間層を選択的にエツチ
ングして開口部を形成する工程と、しかる後全面をスパ
ッタエツチングする工程とを含むように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a method for manufacturing a semiconductor device, when cleaning a first wiring layer in a contact hole by sputter etching, S is deposited on the first wiring layer.
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can hardly cause re-deposition of an insulating film such as i02 and can stably contact a first wiring layer and a second wiring layer. and a step of sequentially forming an intermediate layer and a conductive layer or a layer made of the same material as the base layer on the base layer, and selecting a layer made of the same material as the conductive layer or the base layer and a cough intermediate layer. The structure includes a step of selectively etching to form an opening, and then a step of sputter etching the entire surface.

〔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に係り、詳しくは特に
、コンタクトホール内のSi等の基板またはAI!等の
配線層のクリーニング処理を良好に行うことができる半
導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a substrate such as Si or an AI in a contact hole! The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that can perform a cleaning process for wiring layers such as the above in a good manner.

近時、多層配線技術において、Si等の基板とAe等の
配線層のコンタクト、及び下層AI!等の配線層と上層
A1等の配線層のコンタクトを確実に形成することが、
微細化が進むとともに益々重要となってきている。
Recently, in multilayer wiring technology, contact between a substrate such as Si and a wiring layer such as Ae, and lower layer AI! It is possible to reliably form contacts between wiring layers such as A1 and the upper layer A1, etc.
This is becoming increasingly important as miniaturization progresses.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第8図(a)〜(e)は従来の半導体装置の製造方法を
説明する図である。
FIGS. 8(a) to 8(e) are diagrams illustrating a conventional method of manufacturing a semiconductor device.

第8図るこおいて、31は例えばSiからなる基板、3
2は例えw’! S 10□からなる絶縁膜、33は例
え’WchAlからなる第1の配線層、34は例えばP
SGからなる絶縁膜、35はレジスト膜、36はレジス
ト膜35に形成された開口部、37は絶縁膜34に形成
されたコンタクトホール、38は例えはAffからなる
第2の配線層である。
In FIG. 8, 31 is a substrate made of, for example, Si;
2 is an example lol! An insulating film made of S10□, 33 a first wiring layer made of, for example, WchAl, and 34, for example, a P
An insulating film made of SG, 35 a resist film, 36 an opening formed in the resist film 35, 37 a contact hole formed in the insulating film 34, and 38 a second wiring layer made of Aff, for example.

なお1、ここでの第1の配線層33及び第2の配線層3
8は例えば集積回路を構成するトランジスタ等の能動素
子を配線する配線層と5.て適用することができる。
Note that 1, the first wiring layer 33 and the second wiring layer 3 here
8 is a wiring layer for wiring active elements such as transistors constituting an integrated circuit; and 5. can be applied.

次に、その製造方法にフいて説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第8図(a)に示すように、例えばCVD法によ
り基板31上に5in2を堆積して絶縁膜32を形成し
、例えばスパッタ法により絶縁膜32上にA1を堆積し
て第1の配線層33を形成した後、例えばCVD法によ
り第1の配線層33上にPSGを堆積して絶縁膜34を
形成する。
First, as shown in FIG. 8(a), an insulating film 32 is formed by depositing 5 in 2 on a substrate 31 by, for example, a CVD method, and A1 is deposited on the insulating film 32 by, for example, a sputtering method to form a first insulating film. After forming the wiring layer 33, PSG is deposited on the first wiring layer 33 by, for example, a CVD method to form an insulating film 34.

次に、第8図(b)に示すように、絶縁膜34上にレジ
ストを塗布し7てレジスト膜35を形成した後、露光、
現像によりレジスト膜35のコンタクトホールに対応す
る領域をパターニングしてレジスト膜35に開口部36
を形成する。
Next, as shown in FIG. 8(b), a resist is applied on the insulating film 34 to form a resist film 35, and then exposed to light.
A region of the resist film 35 corresponding to the contact hole is patterned by development to form an opening 36 in the resist film 35.
form.

次に、第8図(C)に示すように、CHF3ガス等のフ
ッ素系ガスによるRIBによりレジスト膜35をマスク
として開口部36内の絶縁膜34を選択的にエツチング
してコンタクトホール37を形成する。この時、コンタ
クトホール37内の第1の配線1’i33上にA I!
 z O3(自然酸化膜)が薄く発生したり、不純物が
析出したりして高抵抗層が形成される。この高抵抗層が
あるとコンタクト抵抗が増加してしまうので、コンタク
ト抵抗低減化のためにコンタクトホール37内の第1の
配線層33上に発生した高抵抗層を除去する必要がある
。このため、第8図(d)に示すように、例えば02ア
フシングによ2つレジスト膜35を除去した後に、コン
タクトホール37内の第1の配線Ji33のクリーニン
グ処理としてArイオン照射によるスパッタエツチング
を行う。
Next, as shown in FIG. 8C, a contact hole 37 is formed by selectively etching the insulating film 34 within the opening 36 using the resist film 35 as a mask by RIB using a fluorine-based gas such as CHF3 gas. do. At this time, A I! is placed on the first wiring 1'i33 in the contact hole 37.
z A high resistance layer is formed due to the generation of a thin layer of O3 (natural oxide film) or the precipitation of impurities. Since the presence of this high resistance layer increases the contact resistance, it is necessary to remove the high resistance layer generated on the first wiring layer 33 in the contact hole 37 in order to reduce the contact resistance. For this reason, as shown in FIG. 8(d), after removing the two resist films 35 by, for example, 02 affing, sputter etching by Ar ion irradiation is performed as a cleaning process for the first wiring Ji33 in the contact hole 37. conduct.

そして、例えばスパッタ法によりコンタクトホール37
内の第1の配線層33とコンタクトを取るようにAlを
堆積して第2の配線層38を形成することにより、第8
図(c)に示すような配線構造を得ることができる。
Then, the contact hole 37 is formed by sputtering, for example.
By depositing Al to form a second wiring layer 38 so as to make contact with the first wiring layer 33 in the eighth wiring layer 38,
A wiring structure as shown in Figure (c) can be obtained.

L記5た従来の半導体装置の製造方法にあっては、第2
の配線層38を形成する前に行うコンタクトホール37
内の第iの配線層33のクリーニング処理をArイオン
照射によるスパッタエツチングにより行っており、絶縁
膜34にコンタクトホール37を形成した際第1の配線
層33上に生じるAIZO3等の高抵抗層を容易に除去
することができるという利点がある。
In the conventional method for manufacturing a semiconductor device as described in L.
The contact hole 37 is formed before forming the wiring layer 38 of
The i-th wiring layer 33 is cleaned by sputter etching using Ar ion irradiation, and a high-resistance layer such as AIZO3 that is formed on the first wiring layer 33 when the contact hole 37 is formed in the insulating film 34 is removed. It has the advantage that it can be easily removed.

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

しかしながら、上記した従来の半導体装置の製造方法に
あっては、コンタクトホール37内の第1の配線層33
をArイオン照射によるスパッタエツチングをする際、
第9図(a)、(b)に示すように、コンタクトホール
37上部の絶縁膜34の角部分X部が速くエンチングさ
れて絶縁膜34を構成する5in2等がコンタクトホー
ル37底部の第1の配線層33上に再堆積してしまって
いた。このため、コンタク[・ホール37底部ではエツ
チングと再堆積が同時に行われるためクリーニングが不
十分になる。その結果として、第1の配線層33と第2
の配線層38とのコンタクト抵抗が増大してしまい、第
1の配線層33と第2の配線層38を安定にコンタクト
することができないという問題があった。これは、コン
タクトホール径が小さくなればなる程(特にサブミクロ
ン)コンタクトホール37底部への再堆積割合が増加し
てコンタクト抵抗が増大するという1頃向があった。
However, in the conventional semiconductor device manufacturing method described above, the first wiring layer 33 in the contact hole 37
When performing sputter etching using Ar ion irradiation,
As shown in FIGS. 9(a) and 9(b), the corner portion X of the insulating film 34 above the contact hole 37 is quickly etched, and the 5in2 etc. forming the insulating film 34 are removed from the first corner of the insulating film 34 at the bottom of the contact hole 37. It was redeposited on the wiring layer 33. For this reason, etching and redeposition are performed simultaneously at the bottom of the contact hole 37, resulting in insufficient cleaning. As a result, the first wiring layer 33 and the second
There is a problem in that the contact resistance with the wiring layer 38 increases, making it impossible to stably contact the first wiring layer 33 and the second wiring layer 38. The reason for this is that as the diameter of the contact hole becomes smaller (particularly submicron), the rate of redeposition at the bottom of the contact hole 37 increases and the contact resistance increases.

更に、第2の配線層38はコンタクトホール側壁に堆積
し難いため第1の配線層33と第2の配線層38の電気
的接続が遮断される問題もあった。
Furthermore, since the second wiring layer 38 is difficult to deposit on the side wall of the contact hole, there is a problem in that the electrical connection between the first wiring layer 33 and the second wiring layer 38 is interrupted.

そこで、本発明は、コンタクトホール内のmlの配線層
をスバ・ツタエツチングによりクリーニング処理する際
、第1の配線層上に5i02等の絶縁膜の再堆積をほと
んど生じないようにすることができ、かつコンタクトホ
ール側壁に容易に配線材料を付着させる二とにより第1
の配線層と第2の配線層を安定にコンタクトすることが
できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とL
2ている。
Therefore, the present invention makes it possible to substantially prevent redeposition of an insulating film such as 5i02 on the first wiring layer when cleaning the ml wiring layer in the contact hole by suba-vine etching. and (2) to easily attach the wiring material to the side wall of the contact hole.
The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can stably contact an interconnection layer with a second interconnection layer.
There are 2.

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

本発明による半導体装置O製造方法は上記目的達成のた
め、下地の層上に中間層、皮び導電層または該下地の層
と同一材料の層をl噴次形成する工程と、該導電Nまた
は該下地の層と同一材料の層、及び該中間層を選択的に
エツチングして開口部を形成する工程と、該開門部内の
該下地の層をスパッタエツチングする工程とを謀むもの
である。
In order to achieve the above object, the method for manufacturing a semiconductor device O according to the present invention includes the steps of sequentially forming an intermediate layer, a thin conductive layer, or a layer of the same material as the base layer on the base layer, and a step of sequentially forming the conductive N or The method includes a step of selectively etching a layer of the same material as the underlying layer and the intermediate layer to form an opening, and a step of sputter etching the underlying layer within the opening.

本発明に係る下地の層としては、Si等からなる半導体
層、A、 f等かあなる金属層、W S l % Ti
Si等からなる金属シリサイド層、W、Ta、Mo、T
i等の高融点金属層、T i N等の窒化金属層、S 
i02 、PSG等からなる絶縁層が挙げられる。
The base layer according to the present invention includes a semiconductor layer made of Si or the like, a metal layer such as A or f, W S l % Ti
Metal silicide layer made of Si, etc., W, Ta, Mo, T
High melting point metal layer such as i, nitride metal layer such as T i N, S
Examples include an insulating layer made of i02, PSG, or the like.

本発明に係る中間層としては、SiO□、PSG等の絶
縁層、AN等からなる導電層が挙げられる。
Examples of the intermediate layer according to the present invention include an insulating layer made of SiO□, PSG, etc., and a conductive layer made of AN, etc.

本発明に係る導電層としては1.ポリシリコン等からな
る半導体層、A1等からなる金属層、W Si、TiS
i等からなる金属シリサイド層、高融点金属層、TiN
等の窒化金属層が挙げられる。
The conductive layer according to the present invention includes 1. Semiconductor layer made of polysilicon etc., metal layer made of A1 etc., WSi, TiS
Metal silicide layer consisting of i, etc., high melting point metal layer, TiN
Examples include metal nitride layers such as.

〔作用〕[Effect]

本発明は、第1図(a)〜(e)に示すよ−ウ1.こ、
第1の配線層3 (下地の層)Lに絶縁層4 (中間層
)、及び導電層5 (しかもここでは下地の層3と同一
材料の層である)が順次形成され、導電層5及び絶縁層
4が選択的にエツチングされて開口部8が形成され、第
2の配線M9の堆積前にコンタクトホール8(開口部)
内の第1の配線層3がスパッタエツチングされる。
The present invention is shown in FIGS. 1(a) to (e)-C1. child,
An insulating layer 4 (intermediate layer) and a conductive layer 5 (here made of the same material as the base layer 3) are sequentially formed on the first wiring layer 3 (base layer) L, and the conductive layer 5 and The insulating layer 4 is selectively etched to form an opening 8, and a contact hole 8 (opening) is formed before depositing the second wiring M9.
The first wiring layer 3 inside is sputter etched.

したがって、コンタクトホール8内の第1の配線層をス
パッタエツチングによりり1ノ−ニング処理する際、第
1の配線層3上にSiO,+等の絶縁膜の再堆積をほと
んど生じないようにすることができ、第1の配線層3と
第2の配線層9を安定にコンタクトすることができる。
Therefore, when the first wiring layer in the contact hole 8 is subjected to the one-noting process by sputter etching, redeposition of an insulating film such as SiO,+ on the first wiring layer 3 should be hardly caused. Therefore, the first wiring layer 3 and the second wiring layer 9 can be stably contacted.

具体的には、第7図に示すように、従来方法では、コン
タクトボール側壁上部から00.Siがふりそそぐので
、コンタクトホール径が小さくなるに伴いコンタクト抵
抗が増加しているのに対し、本発明の方法ではそれが改
善されているのが判る。詳細については実施例で説明す
る。
Specifically, as shown in FIG. 7, in the conventional method, 00. It can be seen that while the contact resistance increases as the contact hole diameter becomes smaller because Si is poured into the contact hole, this is improved by the method of the present invention. Details will be explained in Examples.

〔実施例〕 以下、本発明を図面に基づいて説明する。〔Example〕 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1図(a)〜(e)は本発明に係る半導体装置の製造
方法の一実施例を説明する図である。
FIGS. 1(a) to 1(e) are diagrams illustrating an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

第1図において、1は例えぽSiからなる基板、2は例
えばP SG (S i Oz等でもよい)からなる基
板lとの接続のためのスルーホールを有する絶縁層、3
は例えばA、ICポリシリコン等でもよい)からなる第
1の配線層で、本発明に係る下地の層に該当する。4は
例えばPSG(SiO2等でもよい)からなる絶縁層で
、本発明に係る中間層に該当する。5は例えばAff(
ポリシリコン等でもよい)からなる導電層、6はレジス
ト膜、7はレジスト膜6に形成された開口部、8は導電
層5及び絶縁N4に形成されたコンタク1−ホールで、
本発明に係る開口部に該当する。9は例えばAl(ポリ
シリコン等でもよい)からなる第2の配線層である。
In FIG. 1, 1 is a substrate made of, for example, Si, 2 is an insulating layer having a through hole for connection with a substrate l made of, for example, PSG (SiOz, etc.), and 3
is a first wiring layer made of (for example, A, IC polysilicon, etc.) and corresponds to a base layer according to the present invention. Reference numeral 4 denotes an insulating layer made of, for example, PSG (which may also be SiO2, etc.), which corresponds to the intermediate layer according to the present invention. 5 is, for example, Aff(
6 is a resist film, 7 is an opening formed in the resist film 6, 8 is a contact hole formed in the conductive layer 5 and the insulation N4,
This corresponds to the opening according to the present invention. Reference numeral 9 denotes a second wiring layer made of Al (or polysilicon or the like), for example.

なお、ここでの第1の配線層3皮び第2の配線層9は例
えば集積回路を構成するトランジスタ等の能動素子を配
線する配線層として適用することができる。
Note that the first wiring layer 3 and the second wiring layer 9 can be used as wiring layers for wiring active elements such as transistors constituting an integrated circuit, for example.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第1図(a)に示すように、例えばCVD法によ
り基板1上にPSGを堆積して膜厚が例えば7000Å
の絶縁層2を形成し、例えばスバ、り法によりスルーホ
ールを有する絶縁層2上にAI!を堆積して膜厚が例え
ば1μmの第1の配線層3を形成し、例えばCVD法に
より第1の配線層3上にPSGを堆積して膜厚が例えば
0.7μmの絶縁層4を形成した後、真空中で例えば4
50℃のアニール処理をする。この時、絶縁層4中に取
り込まれているガスが発生し、真空室外へ排気される。
First, as shown in FIG. 1(a), PSG is deposited on a substrate 1 by, for example, the CVD method to a film thickness of, for example, 7000 Å.
An insulating layer 2 is formed, and AI! A first wiring layer 3 with a thickness of, for example, 1 μm is formed by depositing PSG, and an insulating layer 4 with a thickness of, for example, 0.7 μm is formed by depositing PSG on the first wiring layer 3 by, for example, the CVD method. After that, for example 4
Perform annealing treatment at 50°C. At this time, the gas trapped in the insulating layer 4 is generated and exhausted to the outside of the vacuum chamber.

次いで、真空を破らずに例えばスパッタ法(CVD法で
もよい)により絶縁層4上にAl2を堆積して膜厚が例
えば1000 Aの導電層5を形成する。このように、
予め加熱処理して絶縁層4中に含まれるガスを排気した
後でAI!からなる導電層5を成膜しているため、成膜
時に導電層5内に上記ガスがほとんど取り込まれないよ
うにすることができ、導電層5の膜質劣化(ボイド、ヒ
ロック等)をほとんど生じさせないようにすることがで
きる。
Next, without breaking the vacuum, Al2 is deposited on the insulating layer 4 by, for example, a sputtering method (CVD method may also be used) to form a conductive layer 5 having a film thickness of, for example, 1000 Å. in this way,
After preheating and exhausting the gas contained in the insulating layer 4, AI! Since the conductive layer 5 made of You can prevent this from happening.

次に、第1図(b)に示すように、導電層5上にレジス
トを塗布してレジストM6を形成した後、露光、現像に
よりレジスト膜6のコンタクトホールに対応する領域を
パターニングしてレジスト膜6に開口部7を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), after coating a resist on the conductive layer 5 to form a resist M6, the resist film 6 is patterned in areas corresponding to the contact holes by exposure and development. An opening 7 is formed in the membrane 6.

次に、第1図(c)に示すように、例えばRIEにより
レジスト膜6をマスクとして開口部7内の導電層5及び
絶縁層4を選択的にエツチングしてコンタクトホール8
を形成する。なお、ここでのA1からなる導電層5はC
Cl4ガス等の塩素系ガスによるRIEによりエツチン
グすることができ、また、PSGからなる絶縁層4はC
HF。
Next, as shown in FIG. 1(c), the conductive layer 5 and the insulating layer 4 within the opening 7 are selectively etched by, for example, RIE using the resist film 6 as a mask to form a contact hole 8.
form. Note that the conductive layer 5 made of A1 here is made of C
Etching can be performed by RIE using a chlorine-based gas such as Cl4 gas, and the insulating layer 4 made of PSG is etched by C
HF.

ガス等のフッ素系ガスによるRIEによりエツチングす
ることができる。
Etching can be performed by RIE using a fluorine gas such as gas.

次に、第1図(d)に禾すように、例えば02アンシン
グによりレジスト膜6を除去した後、コンタクトホール
8内の第1の配線層3上に薄く発生したA1201等か
らなる高抵抗層を除去するためにArイオン照射による
スパッタエンチングを行ってコンタクトホール8内の第
1の配線層3をクリーニング処理する。この時の加速電
圧は1KVである。
Next, as shown in FIG. 1(d), after removing the resist film 6 by, for example, 02 ansing, a high resistance layer made of A1201 etc. is formed thinly on the first wiring layer 3 in the contact hole 8. In order to remove the first wiring layer 3 within the contact hole 8, sputter etching is performed using Ar ion irradiation to clean the first wiring layer 3 within the contact hole 8. The acceleration voltage at this time is 1KV.

そして、第1の配線層3の形成と同様真空を破らずに例
えばスパッタ法(CVD法でもよい)によりコンタクト
ホール8内の第1の配線層3とコンタクトを取るように
A/を堆積して第2の配線層9を形成することにより、
第1図(e)に示すような配線構造を得ることができる
Then, as in the formation of the first wiring layer 3, A/ is deposited to make contact with the first wiring layer 3 in the contact hole 8 by, for example, sputtering method (CVD method may also be used) without breaking the vacuum. By forming the second wiring layer 9,
A wiring structure as shown in FIG. 1(e) can be obtained.

すなわち、上記実施例では、第1図(C)、(d)に示
すように、絶縁層4上にAlからなる導電層5を形成し
てからコンタクトホール8を形成し、次いで、コンタク
トホール8上部に導電層5がある状態でコンタクトホー
ル8内の第1の配線層3をArイオン照射によるスパッ
タエツチングを行っている。このため、コンタクトホー
ル8形成後に発生したAltos等からなる高抵抗層が
除去されるとともに、コンタクトホール8上部の導電層
5角部分が速くエツチングされて導電層5を構成するA
I!がコンタクトホール8底部の第1の配線層3上にあ
る割合でgりそそぐ。しかし、従来Sing等が堆積す
るのではなく導電層5をII威するAI!が堆積される
ため、第1の配線層3と第2の配線層9とのコンタクト
抵抗が増大することがなくなり、第1の配線層3と第2
の配線層9を安定にコンタクトすることができる。
That is, in the above embodiment, as shown in FIGS. 1C and 1D, the conductive layer 5 made of Al is formed on the insulating layer 4, and then the contact hole 8 is formed. With the conductive layer 5 on top, the first wiring layer 3 in the contact hole 8 is sputter etched by Ar ion irradiation. Therefore, the high-resistance layer made of Altos or the like generated after the formation of the contact hole 8 is removed, and the 5 corner portions of the conductive layer above the contact hole 8 are quickly etched to form the conductive layer 5.
I! is poured onto the first wiring layer 3 at the bottom of the contact hole 8 at a certain rate. However, instead of depositing the conventional Sing, etc., the conductive layer 5 is deposited using AI! is deposited, so that the contact resistance between the first wiring layer 3 and the second wiring layer 9 does not increase, and the contact resistance between the first wiring layer 3 and the second wiring layer 9 does not increase.
The wiring layer 9 can be stably contacted.

なお、上記実施例では、コンタクトホール8内のクリー
ニング処理する際の加速電圧をIKV(700V以上が
好ましい)で短時間行い、絶縁膜4側壁にAI!、から
なる側壁膜を形成しない場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、加速電圧を500
V以下にして長時間行う場合であってもよい。ここで加
速電圧は、DCバイアスでもRFバイアスでもどちらで
も良い。
In the above embodiment, the accelerating voltage for cleaning inside the contact hole 8 is IKV (preferably 700 V or more) for a short time, and the side wall of the insulating film 4 is coated with AI! , but the present invention is not limited to this, and the acceleration voltage is set to 500
It is also possible to conduct the treatment for a long time at a voltage of V or less. Here, the accelerating voltage may be either DC bias or RF bias.

この場合、第2図(a)に示すように、コンタクトホー
ル8内の第1の配線層3をArイオン照射によるスパッ
タエツチングする際、コンタクトホール8形成後に発生
したAf、O,等からなる高抵抗層が除去されるととも
に、コンタクトホール8上部の導電層5角部分が速くエ
ツチングされてコンタクトホール8の底部に降りそそく
が第1の配線層3と同じAlなので電気的コンタクトは
問題ない。更に同時にコンタクトホール8底部からAf
が飛散して絶縁層4側壁にAlからなる側壁膜1■が形
成される。このため、第2図(b)に示すように、上記
実施例と同様、第1の配線層3と第2の配線層9を安定
にコンタクトすることができるうえ、絶縁膜4側壁にA
ffiからなる側壁膜11を形成した状態でAlからな
る第2の配線層9を形成するため、配線層9をカバレー
ジの悪い形成方法で堆積しても信頼威よく安定したコン
タクトがとれる。また、成膜時に絶縁膜4 (SOGを
中間層とする絶縁膜においても)中に取り込まれたガス
が外部にほとんど発生しなくなり、第2の配線層9内に
上記ガスがほとんど取り込まれないようにすることがで
き、第2の配線層9の膜質劣化をほとんど生じないよう
にすることができる。
In this case, as shown in FIG. 2(a), when the first wiring layer 3 in the contact hole 8 is sputter etched by Ar ion irradiation, a high concentration of Af, O, etc. is generated after the contact hole 8 is formed. As the resistive layer is removed, the five corners of the conductive layer above the contact hole 8 are quickly etched and fall onto the bottom of the contact hole 8, but since it is made of the same Al as the first wiring layer 3, there is no problem in electrical contact. Furthermore, at the same time, Af from the bottom of contact hole 8
is scattered, and a sidewall film 12 made of Al is formed on the sidewall of the insulating layer 4. Therefore, as shown in FIG. 2(b), as in the above embodiment, the first wiring layer 3 and the second wiring layer 9 can be stably contacted, and the side wall of the insulating film 4 can be
Since the second wiring layer 9 made of Al is formed with the sidewall film 11 made of ffi formed, reliable and stable contact can be made even if the wiring layer 9 is deposited by a formation method with poor coverage. Further, the gas taken into the insulating film 4 (even in the insulating film with SOG as an intermediate layer) during film formation is hardly generated outside, and almost no gas is taken into the second wiring layer 9. Therefore, deterioration of the film quality of the second wiring layer 9 can be prevented from occurring.

第2の配線層9の形成で、基板lを加熱してAlをスパ
ッタ堆積する方法を取る場合、従来Tiを下敷きにしな
ければならなかった。これは上層Aj2の°“濡れ°を
良くするためだが、本発明の方法を用いれば、Alが下
敷きになっているので問題なく/lが埋め込まれる。な
お、堆積は上記の第2の配線層9を形成する工程をおき
かえる。そして、基板lを550°Cに加熱してDCマ
グネトロンスパッタによりAlを堆積する。これでコン
タクトホール8にAAが埋め込まれる。
When forming the second wiring layer 9 by heating the substrate 1 and depositing Al by sputtering, conventionally it was necessary to use Ti as an underlayer. This is to improve the wettability of the upper layer Aj2, but if the method of the present invention is used, /l can be embedded without any problem since Al is the underlying layer. The step of forming 9 is changed. Then, the substrate 1 is heated to 550° C. and Al is deposited by DC magnetron sputtering. As a result, the contact hole 8 is filled with AA.

また、上記各実施例では、下地の層として第1の配線層
3、中間層として絶縁層4、及び導電層5を用い構成す
る場合について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、下地の層として絶縁層、中間層として導
電層、及び下地の層と同一材料の層を用い構成する場合
にも適用することができる。以下、具体的に図面を用い
て説明する。
Further, in each of the above embodiments, a case has been described in which the first wiring layer 3 is used as the base layer, and the insulating layer 4 and the conductive layer 5 are used as the intermediate layer, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a case where an insulating layer is used as the base layer, a conductive layer is used as the intermediate layer, and a layer made of the same material as the base layer is used. Hereinafter, this will be explained in detail with reference to the drawings.

第3図(a)〜(C)は本発明に係る半導体装置の製造
方法の他の実施例を説明する。
FIGS. 3(a) to 3(C) illustrate another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

この図において、第1図と同一符号は同一または相当部
分を示し、21は例えばSin、(PSG等でもよい)
からなる絶縁層で、本発明に係る下地の層に該当する。
In this figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts, and 21 is, for example, Sin, (PSG, etc.)
This is an insulating layer consisting of the following, and corresponds to the base layer according to the present invention.

22は例えば/lからなり配線層として機能しうる導電
層で、本発明に係る中間層に該当する。23は例えば5
iOz  (PSG等でもよい)からなる絶縁層で、本
発明に係る下地の層と同一材料の層に該当する。24は
絶縁層23及び導電層22に形成された開口部で、本発
明に係る開口部に該当する。
Reference numeral 22 denotes a conductive layer made of /l, for example, which can function as a wiring layer, and corresponds to an intermediate layer according to the present invention. For example, 23 is 5
This is an insulating layer made of iOz (PSG or the like may be used), and corresponds to a layer made of the same material as the underlying layer according to the present invention. 24 is an opening formed in the insulating layer 23 and the conductive layer 22, and corresponds to the opening according to the present invention.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第3図(a)に示すように、例えばCVD法によ
り基板l上にS i Ozを堆積して膜厚が例えば1μ
mの絶縁層21を形成した後、真空中で例えば450″
Cのアニール処理をする。この時、絶縁層21中に取り
込まれているガスが発生し、反応室外へ排気される。次
いで真空を破らずに例えばスパッタ法(CVD法でもよ
い)により絶縁層21上にA1を堆積して膜厚が例えば
1μ−の導電層22を形成する(この前に絶縁層21に
スルーホールを形成しても良い)。このように、予め加
熱処理して絶縁層21中に含まれるガスを排気した後で
Alからなる導電N22を底膜しているため、成膜時に
導電層22内に上記ガスがほとんど取り込まれないよう
にすることができ、導電層22の膜質劣化(ボイド、ヒ
ロック等)をほとんど生じさせないようにすることがで
きる。次に、例えばCVD法により導電層22上にS 
i Ozを堆積して膜厚が例えば1μmの絶縁層23を
形成し、絶縁1!123上にレジストを塗布してレジス
ト膜6を形成し、レジスト膜6のコンタクトホールに対
応する領域をパタニングしてレジスト膜6に開口部7を
形成する。
First, as shown in FIG. 3(a), SiOz is deposited on a substrate l by, for example, the CVD method, and the film thickness is, for example, 1 μm.
After forming the insulating layer 21 with a thickness of, for example, 450" in vacuum,
Perform C annealing treatment. At this time, the gas trapped in the insulating layer 21 is generated and exhausted to the outside of the reaction chamber. Next, without breaking the vacuum, A1 is deposited on the insulating layer 21 by, for example, a sputtering method (CVD method may also be used) to form a conductive layer 22 having a film thickness of, for example, 1 μm (before this, a through hole is formed in the insulating layer 21). ). In this way, since the conductive N22 made of Al is formed as the bottom film after the gas contained in the insulating layer 21 is exhausted by heat treatment in advance, almost no gas is taken into the conductive layer 22 during film formation. Therefore, deterioration of the film quality (voids, hillocks, etc.) of the conductive layer 22 can be almost prevented from occurring. Next, S is deposited on the conductive layer 22 by, for example, the CVD method.
iOz is deposited to form an insulating layer 23 having a thickness of, for example, 1 μm, a resist is applied on the insulating layer 1!123 to form a resist film 6, and a region of the resist film 6 corresponding to the contact hole is patterned. Then, an opening 7 is formed in the resist film 6.

次に、第3図(b)に示すように、例えばRIEにより
レジスト膜6をマスクとして開口部7内の絶縁層23及
び導電層22を選択的にエツチングして開口部24を形
成する。
Next, as shown in FIG. 3(b), the insulating layer 23 and conductive layer 22 within the opening 7 are selectively etched by, for example, RIE using the resist film 6 as a mask to form an opening 24.

そして、例えば02アツシングによりレジスト膜6を除
去した後、開口部24内の絶縁層21をArイオン照射
によりスパッタエツチングする。この場合、第3図(C
)に示すように、開口部24内の絶縁層21をスパッタ
エツチングする際、開口部24上部の絶縁層23が速く
エツチングされて絶縁層23を構成する5iOzが開口
部24底部の絶縁層21上に堆積されるとともに、開口
部24底部からSin。
After removing the resist film 6 by, for example, 02 ashes, the insulating layer 21 within the opening 24 is sputter-etched by Ar ion irradiation. In this case, in Figure 3 (C
), when the insulating layer 21 in the opening 24 is sputter-etched, the insulating layer 23 above the opening 24 is etched quickly, and the 5iOz constituting the insulating layer 23 is etched onto the insulating layer 21 at the bottom of the opening 24. At the same time, Sin is deposited from the bottom of the opening 24.

が飛散して導電層22側壁に5iftからなる側壁膜2
5が形成される。
is scattered on the side wall of the conductive layer 22 and the side wall film 2 consisting of 5 ift is scattered on the side wall of the conductive layer 22.
5 is formed.

このように、スパッタエツチングにより導電層22側壁
に5in2からなる側壁膜25を形成し絶縁すれば、C
VD法によって開口部24内を充填して絶縁する場合よ
りも開口部24幅が小さくなっても容易に絶縁すること
ができる。
In this way, if the side wall film 25 consisting of 5 in 2 is formed on the side wall of the conductive layer 22 by sputter etching and insulated, C
Even if the width of the opening 24 becomes smaller than when insulating the opening 24 by filling it with the VD method, insulation can be easily achieved.

また、本発明はSi基板(半導体)上のArイオンスバ
ンタクリーニングを行う場合にも適用することができる
。具体的には、第4図に示す様に、Si基板1上のE’
SGからなる絶縁N4とポリSiからなる導電層5をR
IEによりエツチングしてコンタクトホール8を形成し
、レジスト除去後Arイオンエツチングを行う場合であ
る。なお、第4図において、51はAs”又はP゛等が
導入された拡散層である。この場合、Si基板1にダメ
ージが導入され易いという欠点があった。そこで、サー
マルウェーブ法によりダメージの導入とRFパワーの関
係を調べた結果第5図を得た。ダメージ量が800以下
であればコンタクトは問題ないことが実験的に判ったの
で、好ましいRF電力と処理時間は、第5図に示すよう
に、25Wで100秒以下、50Wで15秒以下、1.
OOWで1.5秒以下であり、これらの場合、基板1へ
のダメージ深さを50Å以下に抑えることができる。A
rイオンクリーニング条件以外のプロセスは他の実施例
と同様である。
Further, the present invention can also be applied to the case of performing Ar ion vanter cleaning on a Si substrate (semiconductor). Specifically, as shown in FIG.
The insulation N4 made of SG and the conductive layer 5 made of polySi are R
This is a case where the contact hole 8 is formed by etching by IE, and after the resist is removed, Ar ion etching is performed. In FIG. 4, 51 is a diffusion layer into which As'' or P'' is introduced. In this case, there is a drawback that damage is easily introduced into the Si substrate 1. Therefore, the thermal wave method is used to prevent damage. As a result of investigating the relationship between introduction and RF power, we obtained Figure 5.As we experimentally found that there is no problem with contact as long as the amount of damage is 800 or less, the preferred RF power and processing time are shown in Figure 5. As shown, 100 seconds or less at 25W, 15 seconds or less at 50W, 1.
The OOW time is 1.5 seconds or less, and in these cases, the depth of damage to the substrate 1 can be suppressed to 50 Å or less. A
The process other than the r-ion cleaning conditions is the same as the other examples.

なお、ポリシリコンからなる導電層5の形成はCVDに
より例えば2000Å堆積して形成する。
Note that the conductive layer 5 made of polysilicon is formed by depositing, for example, 2000 Å by CVD.

更に、本発明は第6図(a)〜(C)に示すように、キ
ャパシタの形成方法にも適用することができる。具体的
には、まず第6図(a)に示すように、Si基板1上の
PSGからなる絶縁層4.3000人程度0ボリSiか
らなる導電層5をRIEによりエツチングして開口部2
4を形成する。次に、第6図(b)に示すように、開口
部24内のSi基板1をArイオンエツチングする。こ
の際、開口部24上部の導電層5が早くエツチングされ
て導電層5を構成するポリSiが開口部24底部のSi
基板1上に堆積されるとともに、開口部24底部からS
iが飛散して絶縁層4側壁にSiからなる側壁膜25が
形成される。次いで、As等をイオン注入しアニール処
理を行って拡散層からなるキャパシタの下部電極61を
形成する。次に、第1図(C)に示すように、HFによ
りPSGからなる絶縁層4をエツチングし、表面を熱酸
化して5in2からなる誘電体膜62を形成する。この
時−1酸化膜厚は所望の容量に基づいて適宜決める。そ
して、CVD法により誘電体膜62を覆うようにポリS
tを堆積してキャパシタの上部電極63を形成する。こ
のように、本発明はキャパシタの形成方法にも適用する
ことができる。
Furthermore, the present invention can also be applied to a method of forming a capacitor, as shown in FIGS. 6(a) to 6(C). Specifically, as shown in FIG. 6(a), first, an insulating layer 4 made of PSG on a Si substrate 1 and a conductive layer 5 made of Si with about 3,000 pores are etched by RIE to form openings 2.
form 4. Next, as shown in FIG. 6(b), the Si substrate 1 within the opening 24 is etched with Ar ions. At this time, the conductive layer 5 above the opening 24 is quickly etched, and the poly-Si constituting the conductive layer 5 is replaced by the Si at the bottom of the opening 24.
S is deposited on the substrate 1 and S is deposited from the bottom of the opening 24.
i is scattered, and a sidewall film 25 made of Si is formed on the sidewall of the insulating layer 4. Next, ions of As or the like are implanted and annealing is performed to form a lower electrode 61 of the capacitor made of a diffusion layer. Next, as shown in FIG. 1C, the insulating layer 4 made of PSG is etched using HF, and the surface is thermally oxidized to form a dielectric film 62 made of 5 in 2 . At this time, the -1 oxide film thickness is appropriately determined based on the desired capacity. Then, a polysilicon film is formed so as to cover the dielectric film 62 by the CVD method.
t is deposited to form the upper electrode 63 of the capacitor. In this way, the present invention can also be applied to a method of forming a capacitor.

〔発明の効果] 本発明によれば、コンタクトホール内の第1の配線層を
スパッタエツチングによりクリーニング処理する際、第
1の配線層上に5in2等の絶縁膜の再堆積をほとんど
生じないようにすることができ、第1の配線層と第2の
配線層を安定にコンタクトすることができるという効果
がある。
[Effects of the Invention] According to the present invention, when cleaning the first wiring layer in the contact hole by sputter etching, redeposition of an insulating film such as 5in2 on the first wiring layer is hardly caused. This has the effect that the first wiring layer and the second wiring layer can be stably contacted.

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

第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を説明する図、 第2図〜第4図、第6図は他の実施例の製造方法を説明
する図、 第5図は他の実施例のスパッタ時間とダメージ量との関
係を示す図、 第7図は本発明の詳細な説明する図、 第8図は従来例の製造方法を説明する図、第9図は従来
例の課題を説明する図である。 1・・・・・・基板、 2・・・・・・絶縁膜、 3・・・・・・第1の配線層、 4・・・・・・絶縁膜、 5・・・・・・導電層、 6・・・・・・レジスト膜、 7・・・・・・開口部、 8・・・・・・コンタクトホール、 9・・・・・・第2の配線層、 21・・・・・・絶縁層、 22・・・・・・導電層、 23・・・・・・絶縁層、 24・・・・・・開口部。 9:第2の配置JiIN −藏備110盟造方、よ1説四する:1第 図 池の実姻列のb詩法を説明する図 他の実施例の製造方法を説明する間 第 図 210− 第 8 図 従未り1jの課題を説明するX 第 図
FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, FIGS. 2 to 4, and 6 are diagrams for explaining the method for manufacturing other embodiments, and FIG. A diagram showing the relationship between the sputtering time and the amount of damage in other embodiments, FIG. 7 is a diagram explaining the present invention in detail, FIG. 8 is a diagram explaining the manufacturing method of the conventional example, and FIG. 9 is the conventional example. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2... Insulating film, 3... First wiring layer, 4... Insulating film, 5... Conductive layer, 6...resist film, 7...opening, 8...contact hole, 9...second wiring layer, 21... ... Insulating layer, 22 ... Conductive layer, 23 ... Insulating layer, 24 ... Opening. 9: Second arrangement JiIN - How to make 110 alliances, Yo 1 Theory 4: 1st figure Explaining the b-poem of the real mating sequence of the pond Figure 1 While explaining the manufacturing method of other embodiments 210- Figure 8 Explaining the problem of following 1j Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】  下地の層(3、21)上に中間層(4、22)、及び
導電層(5)または該下地の層(3、21)と同一材料
の層(23)を順次形成する工程と、該導電層(5)ま
たは該下地の層(3、21)と同一材料の層(23)、
及び該中間層(4、22)を選択的にエッチングして開
口部(8、24)を形成する工程と、 しかる後全面をスパッタエッチング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。
[Claims] An intermediate layer (4, 22) and a conductive layer (5) or a layer (23) made of the same material as the underlying layer (3, 21) are sequentially formed on the underlying layer (3, 21). a layer (23) of the same material as the conductive layer (5) or the underlying layer (3, 21);
and a step of selectively etching the intermediate layer (4, 22) to form an opening (8, 24), and then sputter etching the entire surface. .
JP3882590A 1990-02-20 1990-02-20 Manufacture of semiconductor device Pending JPH03241831A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3882590A JPH03241831A (en) 1990-02-20 1990-02-20 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3882590A JPH03241831A (en) 1990-02-20 1990-02-20 Manufacture of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03241831A true JPH03241831A (en) 1991-10-29

Family

ID=12536019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3882590A Pending JPH03241831A (en) 1990-02-20 1990-02-20 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03241831A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270488A (en) * 2001-03-09 2002-09-20 Toshiba Corp Film-forming system, pattern-forming system and method of manufacturing semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002270488A (en) * 2001-03-09 2002-09-20 Toshiba Corp Film-forming system, pattern-forming system and method of manufacturing semiconductor device
JP4537603B2 (en) * 2001-03-09 2010-09-01 株式会社東芝 Manufacturing method of semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01252763A (en) Formation of metal silicide
US6140024A (en) Remote plasma nitridation for contact etch stop
JP2959758B2 (en) Method of forming conductive plug in contact hole
JP2000101156A (en) Reduction of surface roughness of superconductor integrated circuit for having niobium nitride ground plane with improved smoothness
US5674782A (en) Method for efficiently removing by-products produced in dry-etching
JPH10303295A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH11260921A (en) Method for forming via hole for multilayer wiring of semiconductor element
US6847085B2 (en) High aspect ratio contact surfaces having reduced contaminants
JPH10326830A (en) Manufacture of semiconductor device
KR100220933B1 (en) Forming method for metal wiring of semiconductor device
JPH03241831A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH09172079A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP3235549B2 (en) Conductive layer formation method
JP4662943B2 (en) How to prevent an increase in contact hole width during contact formation
KR100191710B1 (en) Metal wiring method of semiconductor device
KR100282425B1 (en) Method for fabricating of capacitor
JPH0799178A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3521061B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2004119754A (en) Wire, manufacturing method of wire, semiconductor device, and manufacturing method thereof
KR0154190B1 (en) Formation method of tungsten plug in semiconductor device
JPH06295888A (en) Fabrication of semiconductor device
JP3652392B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100615822B1 (en) Method for eliminating the particle of semiconductor device
JP2002319620A (en) Method of forming contact hole
JPH0458538A (en) Manufacture of semiconductor device