JPH03291936A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH03291936A
JPH03291936A JP9425690A JP9425690A JPH03291936A JP H03291936 A JPH03291936 A JP H03291936A JP 9425690 A JP9425690 A JP 9425690A JP 9425690 A JP9425690 A JP 9425690A JP H03291936 A JPH03291936 A JP H03291936A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
etching
insulating layer
oxide film
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP9425690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takio Ono
大野 多喜夫
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PURPOSE:To form a good through-hole free from angular parts on the side wall, in an interlayer film on the lower wiring, by forming the through hole by anisotropic etching, and shaping an insulating layer by totally etching the insulating film after an etching mask is eliminated. CONSTITUTION:The following processes are included; a process wherein a first conducting layer 3 is formed on a semiconductor substrate 1, a process wherein an insulating layer 5 is formed on the whole surface so as to coat the layer 3, a process wherein an etching mask 6 having an aperture at a part above the layer 3 is formed on the layer 5, a process wherein the layer 5 of a specified depth under the aperture is eliminated by isotropic etching, a process wherein the layer 5 under the aperture is eliminated by anisotropic etching, a part of the surface of the first conducting layer 3 is exposed, and a through hole 8 is formed, a process wherein the etching mask 6 is eliminated and the whole surface of the insulating layer 5 is etched, and a process wherein a second conducting layer 7 electrically connected with the first conducting layer 3 via the through hole 8 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体
装置内の多層配線の形成方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method for forming multilayer wiring within a semiconductor device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体装置が高集積化されるにつれ、パターンの微細化
とともに、配線技術の改善が重要となってきた。この配
線の微細化に対応する技術として多層配線技術があり、
現在数多くの半導体装置にこの技術が採用されている。
As semiconductor devices become more highly integrated, it has become important to improve wiring technology as well as to miniaturize patterns. Multilayer wiring technology is a technology that supports this miniaturization of wiring.
This technology is currently used in many semiconductor devices.

第2図は、従来の半導体装置における多層配線の製造方
法を示す工程断面図である。図において、1はシリコン
基板、2は酸化膜、3は第1のアルミニウム配線、4は
レジスト、5は酸化膜、6はレジスト、7は第2のアル
ミニウム配線である。
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing multilayer wiring in a semiconductor device. In the figure, 1 is a silicon substrate, 2 is an oxide film, 3 is a first aluminum wiring, 4 is a resist, 5 is an oxide film, 6 is a resist, and 7 is a second aluminum wiring.

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

まず、半導体基板1あるいは半導体基板上に形成された
半導体素子等の上に酸化膜2を形成した後、酸化膜2上
にアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィー技術
によりレジスト4を形成し、レジスト4をマスクにアル
ミニウム膜を選択的に除去し、第1のアルミニウム配線
3を形成する(第2図(a))。
First, an oxide film 2 is formed on the semiconductor substrate 1 or a semiconductor element formed on the semiconductor substrate, and then an aluminum film is formed on the oxide film 2, and a resist 4 is formed by photolithography. Using this as a mask, the aluminum film is selectively removed to form the first aluminum wiring 3 (FIG. 2(a)).

次に、酸化膜2及びアルミニウム配線3を被覆するよう
にCVD法などにより酸化膜5を堆積する(第2図(b
))。
Next, an oxide film 5 is deposited by CVD or the like so as to cover the oxide film 2 and the aluminum wiring 3 (see Fig. 2(b).
)).

次に、フォトリソグラフィー技術によりレジスト6を形
成し、等方性の湿式エツチング法を用いて酸化膜5の上
部をエツチングする。等方性エッチの為、レジスト6下
の酸化膜の一部も除去され、第2図(C)に示すような
形状となる。
Next, a resist 6 is formed by photolithography, and the upper part of the oxide film 5 is etched using an isotropic wet etching method. Because of the isotropic etching, a portion of the oxide film under the resist 6 is also removed, resulting in a shape as shown in FIG. 2(C).

次に、レジスト6をマスクに反応性イオンエツチング法
を用い、酸化膜5をエツチングし、接続孔8を形成する
(第2図@)。
Next, using the resist 6 as a mask, the oxide film 5 is etched using a reactive ion etching method to form a connection hole 8 (FIG. 2@).

次にレジスト6を除去し、第2のアルミニウム配線7を
第1アルミニウム配線3を形成したときと同じ方法で形
成し、第2図(e)に示す構造を得る。
Next, the resist 6 is removed, and a second aluminum wiring 7 is formed in the same manner as the first aluminum wiring 3, to obtain the structure shown in FIG. 2(e).

以上のようにして、半導体装置における多層配線が形成
される。
In the manner described above, multilayer wiring in a semiconductor device is formed.

〔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、従来の半導体装置における多層配線は以
上のような工程で形成されるので、第2図(ロ)に示す
ように、接続孔8内の側壁部に角状の部分Aが形成され
る。この結果、前記接続孔8を覆うアルミニウム配線7
を形成した時、前記アルミニウム配線7の接続孔8内で
のステップカバレッジが悪く、これにより抵抗値の増大
や、エレクトロマイグレーション等により欠陥が生じ、
デバイスの長期信鯨性が悪化するという問題がある。
However, since multilayer wiring in a conventional semiconductor device is formed through the steps described above, an angular portion A is formed on the side wall portion of the connection hole 8, as shown in FIG. 2(b). As a result, the aluminum wiring 7 covering the connection hole 8
When the aluminum wiring 7 is formed, the step coverage within the connection hole 8 is poor, which increases the resistance value and causes defects due to electromigration, etc.
There is a problem that the long-term reliability of the device deteriorates.

更にアルミニウム配線7の接続孔8内でのステップカバ
レッジの形状がネガティブスロープに成りやすい為、ア
ルミニウム配線7上に堆積される絶縁膜のステップカバ
レッジの悪化し、接続孔内への絶縁膜が埋め込み不十分
に、なうたりする。この結果、前記絶縁膜の目的がバッ
ジベージタン膜の場合、半導体装置への対湿性が問題と
なるとともに、さらに前記絶縁膜が眉間絶縁膜の場合に
はその平坦性が問題となる。
Furthermore, since the shape of the step coverage within the contact hole 8 of the aluminum wiring 7 tends to become a negative slope, the step coverage of the insulating film deposited on the aluminum wiring 7 deteriorates, and the insulating film is not filled into the contact hole. Enough to sing. As a result, if the purpose of the insulating film is a badge-beige tan film, moisture resistance to the semiconductor device becomes a problem, and if the insulating film is a glabellar insulating film, its flatness becomes a problem.

この発明は、従来技術における上述の問題点を解消する
為になされたもので、下層配線上の眉間膜内に、その側
壁部に角状の部分のない良好な接続孔を形成することが
できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
This invention was made in order to solve the above-mentioned problems in the prior art, and it is possible to form a good connection hole in the glabellar membrane on the lower layer wiring without having an angular part on its side wall. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

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

この発明に係る半導体装置の製造方法は、所定の第1の
導電層を形成する工程と、前記導電層を被覆するように
絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に、前記導電層
の上方にあたる部分に、開孔部を有するエツチングマス
クを形成する工程と、等方性エツチングを施すことによ
り前記開孔部の下部にある前記絶縁層の部分を所定の深
さだけ除去する工程と、異方性エツチングを施すことに
より前記開孔部の下部にある前記絶縁層を除去し前記導
電層の表面の一部を露出させ、接続孔を形成する工程と
、前記エツチングマスクを除去し、前記絶縁層に全面エ
ツチングを施すことにより前記絶縁層を整形する工程と
、前記接続孔を介して電気的に前記第1の導電層と接続
した第2の導電層を形成する工程とからなるものである
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a predetermined first conductive layer, a step of forming an insulating layer to cover the conductive layer, and a step of forming a first conductive layer on the insulating layer. forming an etching mask having an opening in the upper portion; and removing a portion of the insulating layer below the opening to a predetermined depth by performing isotropic etching; removing the insulating layer below the opening to expose a part of the surface of the conductive layer to form a contact hole; removing the etching mask; The method consists of a step of shaping the insulating layer by etching the entire surface of the insulating layer, and a step of forming a second conductive layer electrically connected to the first conductive layer through the connection hole. be.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、上述の全面エツチング工程は先の
工程の異方性エツチングによって形成された接続孔の角
状の部分を丸めて、接続孔の形状をなめらかにする。
In the present invention, the above-mentioned whole surface etching step rounds off the angular portions of the connection hole formed by the anisotropic etching in the previous step, thereby smoothing the shape of the connection hole.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明にかかる半導体装置の製造方法について説
明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be explained.

第1図は、本発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を示す各主要工程の断面図である。図において、1は
シリコン基板、2は酸化膜、3はアルミニウム配線、4
はレジスト、5は酸化膜、6はレジスト、7はアルミニ
ウム配線、8′、8は接続孔である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of each main process showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a silicon substrate, 2 is an oxide film, 3 is an aluminum wiring, 4
5 is a resist, 5 is an oxide film, 6 is a resist, 7 is an aluminum wiring, and 8' and 8 are connection holes.

以下、製造方法について説明する。The manufacturing method will be explained below.

まず、半導体基板、又は半導体基板に形成された半導体
素子等1の上に酸化膜2を形成する0次に酸化膜2上に
アルミニウム膜を形成後、フォトリソグラフィー技術に
よりレジスト4を形成し、レジスト4をマスクにアルミ
ニウム膜を選択的に除去し、第1のアルミニウム配線3
を形成する。
First, an oxide film 2 is formed on a semiconductor substrate or a semiconductor element 1 formed on a semiconductor substrate. Next, an aluminum film is formed on the oxide film 2, and then a resist 4 is formed by photolithography. 4 as a mask, the aluminum film is selectively removed, and the first aluminum wiring 3 is removed.
form.

これによって、第1図(a)の構造を得る。As a result, the structure shown in FIG. 1(a) is obtained.

次に、酸化膜2及びアルミニウム配線3を被覆するよう
にCVD法などにより酸化膜5を堆積し、第1図(b)
の状態とする。ここで、この酸化膜5は従来技術におい
て第2図(b)の工程で形成した酸化膜5より厚くなる
ようにする。
Next, an oxide film 5 is deposited by CVD or the like so as to cover the oxide film 2 and the aluminum wiring 3, as shown in FIG. 1(b).
state. Here, this oxide film 5 is made thicker than the oxide film 5 formed in the step of FIG. 2(b) in the prior art.

次に、酸化膜5上にフォトリソグラフィー技術により開
孔部を有するレジスト6を設け、等方性の湿式エツチン
グ法を用い、酸化膜5の上部をエツチングする。等方性
エッチの為、レジスト6下の酸化膜の一部も除去され、
第1図(C)のような状態が得られる。
Next, a resist 6 having openings is provided on the oxide film 5 by photolithography, and the upper part of the oxide film 5 is etched using an isotropic wet etching method. Due to isotropic etching, part of the oxide film under resist 6 is also removed.
A state as shown in FIG. 1(C) is obtained.

次に、レジスト6をマスクに反応性イオンエツチング法
を用い、酸化膜5を除去して接続孔8″を形成し、第1
図(ロ)の構造を得る。
Next, using the resist 6 as a mask, a reactive ion etching method is used to remove the oxide film 5 and form a connection hole 8''.
Obtain the structure shown in figure (b).

次に、レジスト6を除去し、全面(異方性)エツチング
を施して第1図(e)に示すようななめらかな形状の接
続孔8を得る。
Next, the resist 6 is removed and the entire surface is etched (anisotropically) to obtain a smooth connecting hole 8 as shown in FIG. 1(e).

次に、接続孔8を含む酸化膜5上に第2のアルミニウム
配線層を堆積し、フォトリソグラフィー技術によりレジ
ストをパターニングし、このレジストをマスクに選択的
に第2のアルミニウム配線層を除去し、その後、レジス
トを除去して第1図(f)に示す第2のアルミニウム配
線7層を得る。
Next, a second aluminum wiring layer is deposited on the oxide film 5 including the connection hole 8, a resist is patterned by photolithography, and the second aluminum wiring layer is selectively removed using this resist as a mask. Thereafter, the resist is removed to obtain seven layers of second aluminum wiring shown in FIG. 1(f).

第1図(f)の状態から、更に第3の配線層を形成する
場合には、第1図(f)に構造の上面を絶縁層で覆い、
以下は第1図b)〜(f)の工程を実施すれば良い。こ
のとき、第2のアルミニウム配線7と新たな第3の配線
層とを接続する為の接続孔は、第1図(e)に示す接続
孔8の上方に設けても良く、又、平面的位置をずらせて
設けても良い。
When forming a third wiring layer from the state shown in FIG. 1(f), the top surface of the structure is covered with an insulating layer as shown in FIG. 1(f).
The steps shown in FIG. 1b) to (f) may be carried out below. At this time, the connection hole for connecting the second aluminum wiring 7 and the new third wiring layer may be provided above the connection hole 8 shown in FIG. They may be provided at different positions.

更に、本発明は、半導体基板上に形成された拡散層等の
導電層とその上方に形成される第1の配線層を接続する
為の接続孔を形成する場合にも適応できる。
Furthermore, the present invention can be applied to the case of forming a connection hole for connecting a conductive layer such as a diffusion layer formed on a semiconductor substrate and a first wiring layer formed above the conductive layer.

なお、上記実施例では、配線3.7がアルミニウム膜よ
りなるものについて説明したが、これはアルミ合金(例
えばAlSi、Al5iCu、Alcu、AIS iT
i等)や高融点金属等であっても良く、またさらにはこ
れらの積層膜であっても良い。
Note that in the above embodiment, the wiring 3.7 is made of an aluminum film, but this may be made of an aluminum alloy (for example, AlSi, Al5iCu, Alcu, AIS iT
i, etc.), a high melting point metal, or even a laminated film of these materials.

又、上記実施例では絶縁膜が酸化膜よりなるもの説明し
たが、窒化膜や有機化合物等の絶縁膜であっても良い。
Further, in the above embodiments, the insulating film is made of an oxide film, but it may be an insulating film made of a nitride film, an organic compound, or the like.

又、上記実施例での酸化膜5のかわりに、平坦化の目的
で多層及び多種の絶縁膜を形成するのも可能である。
Furthermore, instead of the oxide film 5 in the above embodiment, it is also possible to form multilayered and various types of insulating films for the purpose of planarization.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に、この発明によれば、異方性エツチン
グによって生じる接続孔内の角部をその後の全面エツチ
ングにより成形するようにしたので、接続孔の形状がな
めらかになり、その結果、上層配線層の接続孔内でのス
テップカバレッジを改善出来るという効果がある。これ
により、配線の信転性を高め、信転性の高い半導体装置
を得ることが出来る。
As explained above, according to the present invention, the corners in the connection hole caused by anisotropic etching are formed by subsequent etching on the entire surface, so that the shape of the connection hole becomes smooth, and as a result, the upper layer This has the effect of improving step coverage within the connection hole of the wiring layer. Thereby, the reliability of the wiring can be improved and a semiconductor device with high reliability can be obtained.

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

第1図はこの発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を示す工程断面図、第2図は従来の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。 図において、1は半導体基板、2.5は酸化膜、3.7
はアルミニウム配線、4.6はレジスト、8.8°は接
続孔である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a process sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device. In the figure, 1 is a semiconductor substrate, 2.5 is an oxide film, and 3.7
is an aluminum wiring, 4.6 is a resist, and 8.8° is a connection hole. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板あるいは半導体層上に第1の導電層を
形成する工程と、 該導電層を被覆するように全面に絶縁層を形成する工程
と、 該絶縁層上に、前記導電層の上方にあたる部分に開孔部
を有するエッチングマスクを形成する工程と、 等方性エッチングを施すことにより、前記開孔部の下部
にある前記絶縁層を所定の深さ除去する工程と、 異方性エッチングを施すことにより、前記開孔部の下部
にある前記絶縁層を除去し、前記第1の導電層の表面の
一部を露出させ、接続孔を形成する工程と、 前記エッチングマスクを除去し、前記絶縁層に全面エッ
チングを施す工程と、 前記接続孔を介して第1の導電層と電気的に接続された
第2の導電層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。
(1) a step of forming a first conductive layer on a semiconductor substrate or a semiconductor layer; a step of forming an insulating layer over the entire surface so as to cover the conductive layer; and a step of forming an insulating layer on the insulating layer above the conductive layer. a step of forming an etching mask having an opening in a portion corresponding to the opening; a step of removing the insulating layer below the opening to a predetermined depth by performing isotropic etching; and anisotropic etching. removing the insulating layer below the opening and exposing a part of the surface of the first conductive layer to form a connection hole; removing the etching mask; Manufacturing a semiconductor device, comprising: etching the entire surface of the insulating layer; and forming a second conductive layer electrically connected to the first conductive layer through the contact hole. Method.
JP9425690A 1990-04-09 1990-04-09 Manufacture of semiconductor device Pending JPH03291936A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5219791A (en) * 1991-06-07 1993-06-15 Intel Corporation TEOS intermetal dielectric preclean for VIA formation

Cited By (1)

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US5219791A (en) * 1991-06-07 1993-06-15 Intel Corporation TEOS intermetal dielectric preclean for VIA formation

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