JPH0350727A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0350727A JPH0350727A JP18535189A JP18535189A JPH0350727A JP H0350727 A JPH0350727 A JP H0350727A JP 18535189 A JP18535189 A JP 18535189A JP 18535189 A JP18535189 A JP 18535189A JP H0350727 A JPH0350727 A JP H0350727A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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】
[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、特にサブミクロ
ン程度に微細化された多層配線構造に於ける平坦性及び
スルーホールの被覆性に関する。
ン程度に微細化された多層配線構造に於ける平坦性及び
スルーホールの被覆性に関する。
[従来の技術]
従来、多層配線構造を持った微細半導体装置の製造方法
は、例えば特公昭51−21753に示される第2図の
如<、トランジスタや抵抗等の半導体素子が作り込まれ
たシリコン基板11上の第1の絶縁膜12等を介して、
素子から電極取り出し用のコンタクトホールを開孔した
後、A1合金等を約05〜1.0μmスパッタリングし
、フォトエツチングにより所望形状にバターニングし、
第1の金属配線13を形成した後、眉間絶縁膜として、
S iH4と02をプラズマや熱反応させたシリコン酸
化膜でなる第2の絶縁膜14を0.5〜0.8um程度
気相成長させ、更に微細化構造に於ける平坦化の必要性
からアルコール類にシラノール等を溶かした塗布ガラス
15をスピンコートし、第1の金属配線13に支障ない
温度でアニール後、該塗布ガラス15と第2の絶縁膜1
4をフォトレジスト16をマスクにして、CF、、CH
F、やC*Fsガス等を用いたドライエツチングしスル
ーホールを開孔しく第2図(a))、前記フォトレジス
ト16を除去した後、A1合金をスパッタリングしフォ
トエツチングした第2の金属配線17を形成してから。
は、例えば特公昭51−21753に示される第2図の
如<、トランジスタや抵抗等の半導体素子が作り込まれ
たシリコン基板11上の第1の絶縁膜12等を介して、
素子から電極取り出し用のコンタクトホールを開孔した
後、A1合金等を約05〜1.0μmスパッタリングし
、フォトエツチングにより所望形状にバターニングし、
第1の金属配線13を形成した後、眉間絶縁膜として、
S iH4と02をプラズマや熱反応させたシリコン酸
化膜でなる第2の絶縁膜14を0.5〜0.8um程度
気相成長させ、更に微細化構造に於ける平坦化の必要性
からアルコール類にシラノール等を溶かした塗布ガラス
15をスピンコートし、第1の金属配線13に支障ない
温度でアニール後、該塗布ガラス15と第2の絶縁膜1
4をフォトレジスト16をマスクにして、CF、、CH
F、やC*Fsガス等を用いたドライエツチングしスル
ーホールを開孔しく第2図(a))、前記フォトレジス
ト16を除去した後、A1合金をスパッタリングしフォ
トエツチングした第2の金属配線17を形成してから。
更にパシベーション1li18を積層しく第2図(b)
)最後に外部電極取り出し用のパッド部を開孔している
。
)最後に外部電極取り出し用のパッド部を開孔している
。
しかしながら従来技術では、第1の配線又ベースがサブ
ミクロン程度に微細化されてくると、SiH4と0□で
気相成長させたシリコン酸化膜はカスピングを生じ、塗
布ガラスをスピンコートしてもスペースが埋まらなかっ
たり、平坦性も好ましくない、又アスペクト比が約07
以上にもなる為、仮に眉間絶縁の付き回りが良くても、
第1金属配線13のスペース部には、該配線厚み相当の
溝が形成されるので、ここに塗布ガラスの液留まりがで
き、特に第1の金属配線13のスペースが08〜16μ
mの所には、塗布ガラスが05μm以上も厚くなりクラ
ック19が発生する。
ミクロン程度に微細化されてくると、SiH4と0□で
気相成長させたシリコン酸化膜はカスピングを生じ、塗
布ガラスをスピンコートしてもスペースが埋まらなかっ
たり、平坦性も好ましくない、又アスペクト比が約07
以上にもなる為、仮に眉間絶縁の付き回りが良くても、
第1金属配線13のスペース部には、該配線厚み相当の
溝が形成されるので、ここに塗布ガラスの液留まりがで
き、特に第1の金属配線13のスペースが08〜16μ
mの所には、塗布ガラスが05μm以上も厚くなりクラ
ック19が発生する。
一方、スルーホール開孔時層間絶縁膜はドライエツチン
グにより異方性エツチングされるので。
グにより異方性エツチングされるので。
スルーホールの側面はほぼ垂直になり、エツジ部分での
第2の金属配線17のステップカバレージが悪く、コン
タクトやエレクトロマイグレーションの劣化、断線ある
いはパシベーション肋18のボイド21等から信頼性、
歩留りが問題となっている。一方HF系の水溶液でウェ
ットエツチングを施してテーパーをかけることも試みら
れているが、平坦化用塗布ガラス膜15は高温アニール
が出来ないので、)IF系氷水溶液対するエツチング速
度が極めて大きく、第3図の様にサイドエツチングが異
常に進んでしまう為、採用が出来なかった。
第2の金属配線17のステップカバレージが悪く、コン
タクトやエレクトロマイグレーションの劣化、断線ある
いはパシベーション肋18のボイド21等から信頼性、
歩留りが問題となっている。一方HF系の水溶液でウェ
ットエツチングを施してテーパーをかけることも試みら
れているが、平坦化用塗布ガラス膜15は高温アニール
が出来ないので、)IF系氷水溶液対するエツチング速
度が極めて大きく、第3図の様にサイドエツチングが異
常に進んでしまう為、採用が出来なかった。
しかるに本発明は、かかる問題点を解決するもので、眉
間絶縁膜のクラックの発生を防ぎ配線金属の平坦性を確
保しながら、スルーホール開孔の為のウェットエツチン
グ処理を可能ならしめ、テーパー化によりスルーホール
エツジ部に於ける金属配線のステップカバレージを良好
にし、多層配線を有する微細半導体装置の安定供給と信
頼性。
間絶縁膜のクラックの発生を防ぎ配線金属の平坦性を確
保しながら、スルーホール開孔の為のウェットエツチン
グ処理を可能ならしめ、テーパー化によりスルーホール
エツジ部に於ける金属配線のステップカバレージを良好
にし、多層配線を有する微細半導体装置の安定供給と信
頼性。
歩留まりの向上を図ることを目的としたものである。
〔課題を解決するための手段1
本発明の半導体装置の製造方法は、多層配線構造を持つ
半導体装置に於いて、少なくとも、所望表面に素子領域
が形成された半導体基板上に第1の絶allを介して第
1の金属配線を形成する工程、気相成長による第2の絶
縁膜を形成する工程、有機シランとO3を含むガスを気
相反応させた第3の絶縁膜を積層させる工程、第3の絶
縁膜の所定膜厚を異方性エツチングする工程、塗布ガラ
スをスピンコートする工程、該塗布ガラスの所定膜厚を
ドライエツチングし除去する工程、フォトレジストをマ
スクにしてウェットエツチングとドライエツチングの組
み合わせによりスルーホールを開孔する工程、前記フォ
トレジストを除去した後第2の金属配線を形成する工程
を含むことを特徴とする。
半導体装置に於いて、少なくとも、所望表面に素子領域
が形成された半導体基板上に第1の絶allを介して第
1の金属配線を形成する工程、気相成長による第2の絶
縁膜を形成する工程、有機シランとO3を含むガスを気
相反応させた第3の絶縁膜を積層させる工程、第3の絶
縁膜の所定膜厚を異方性エツチングする工程、塗布ガラ
スをスピンコートする工程、該塗布ガラスの所定膜厚を
ドライエツチングし除去する工程、フォトレジストをマ
スクにしてウェットエツチングとドライエツチングの組
み合わせによりスルーホールを開孔する工程、前記フォ
トレジストを除去した後第2の金属配線を形成する工程
を含むことを特徴とする。
[実 施 例]
本発明の一実施例を、第1図に基づいて詳細に説明する
。サブミクロンルールのA12層構造のSiゲートCM
O3−ICに適用した場合に於いて、トランジスタや抵
抗等の半導体素子が作り込まれたシリコン基板11上の
選択熱酸化や気相成長シリコン酸化膜による第1の絶縁
11112を形成し、電極取り出しの為コンタクトホー
ルを開孔した後、Cuを約05%含んだA1合金を約0
6μmの厚みでスパッタリングしてから、012等のハ
ロゲンガスを含むドライエツチャーでパクーニングし、
第1の金属配線13を施した0次に層間絶縁膜として、
まず気相成長装置により370〜400℃でSiH4と
NtOを反応ガスとし約1.5torrでプラズマ気相
反応させたシリコン酸化膜を第2の絶縁膜14とし約0
.7μm成長させた後、S i (OC−H−)とOl
を60torr、380℃の減圧下で反応させシリコン
酸化膜を第3の絶縁膜20とし約03〜0.4um積層
させた(第1図(a))、このシリコン酸化膜は、カス
ピングがなく段作部での付き回りはほぼ100%であり
、溝部への埋まり込みも良(、常圧でも同様である。続
いてCHF5 、CF、とAr等によるプラズマエツチ
ャーで約04μm異方性エツチングし、平坦部の第3の
絶縁膜20を除去し、第1の金属配線13のスペースに
は側壁を残す(第1図(b))、!いて塗布ガラス15
をスピンコートしてから約400℃のN2雰囲気で30
分のアニールすると、第1の金属配線13上には約5〜
700人で、段差部や溝部には厚(でも0.4μm程度
の塗布ガラス15が溜まり平坦化される(第1図(c)
)、次に、lXl0−’torr程度のAr雰囲気中で
400Wの高周波バイアスをかけながら塗布ガラスを約
1000人スパッタエツチングし、少なくとも第1の金
属配置jllB上の塗布ガラス15は除去する(第1図
(d))、尚、この塗布ガラス15を除去する工程に於
いては1反応性イオンエツチャー(RIE)等を用いて
も良いが、塗布ガラス15のエツチング速度が気相成長
のシリコン酸化膜より相当大きいため、平坦性が劣るの
で、スパッタエツチングやイオンミーリングの様な物理
的に除去出来るものの方が好しい。次に第1の金属配線
13と上部金属配線のコンタクトをとるスルーホールを
開孔する為に、最小的08μm径のホールパターンを持
つフォトレジスト16をマスクにしてまずHF、NH,
Fとの混合水溶液により2000人程度0第2の絶縁I
t! 14をウェットエツチングしく第1図(e))、
続けてCHF、、CF4とHeガスを用い300mto
rrの圧力で残った第2の絶縁膜14をドライエツチン
グしスルーホールを開孔した(第1図(f))。この時
スルーホールエツジ部は等方的に、又底部は異方的にエ
ツチングされている。続いてフォトレジスト16を剥離
後、A1合金を約1.Otimの厚みでスパッタリング
、フォトエツチングし第2の金属配線17を施し、その
後プラズマナイトライドのパシベーションIII 18
を成長し、(第1図(g))更に外部電極取り出し用の
パッド部を開孔しである。この様にしてなる半導体装置
は、多層配線構造に関わる全体の平坦化を図ることが出
来、更にスルーホールエツジ部に於ける第2の金属配線
17の被覆性が改善され、従来に比べて歩留り、信頼性
が改善された。
。サブミクロンルールのA12層構造のSiゲートCM
O3−ICに適用した場合に於いて、トランジスタや抵
抗等の半導体素子が作り込まれたシリコン基板11上の
選択熱酸化や気相成長シリコン酸化膜による第1の絶縁
11112を形成し、電極取り出しの為コンタクトホー
ルを開孔した後、Cuを約05%含んだA1合金を約0
6μmの厚みでスパッタリングしてから、012等のハ
ロゲンガスを含むドライエツチャーでパクーニングし、
第1の金属配線13を施した0次に層間絶縁膜として、
まず気相成長装置により370〜400℃でSiH4と
NtOを反応ガスとし約1.5torrでプラズマ気相
反応させたシリコン酸化膜を第2の絶縁膜14とし約0
.7μm成長させた後、S i (OC−H−)とOl
を60torr、380℃の減圧下で反応させシリコン
酸化膜を第3の絶縁膜20とし約03〜0.4um積層
させた(第1図(a))、このシリコン酸化膜は、カス
ピングがなく段作部での付き回りはほぼ100%であり
、溝部への埋まり込みも良(、常圧でも同様である。続
いてCHF5 、CF、とAr等によるプラズマエツチ
ャーで約04μm異方性エツチングし、平坦部の第3の
絶縁膜20を除去し、第1の金属配線13のスペースに
は側壁を残す(第1図(b))、!いて塗布ガラス15
をスピンコートしてから約400℃のN2雰囲気で30
分のアニールすると、第1の金属配線13上には約5〜
700人で、段差部や溝部には厚(でも0.4μm程度
の塗布ガラス15が溜まり平坦化される(第1図(c)
)、次に、lXl0−’torr程度のAr雰囲気中で
400Wの高周波バイアスをかけながら塗布ガラスを約
1000人スパッタエツチングし、少なくとも第1の金
属配置jllB上の塗布ガラス15は除去する(第1図
(d))、尚、この塗布ガラス15を除去する工程に於
いては1反応性イオンエツチャー(RIE)等を用いて
も良いが、塗布ガラス15のエツチング速度が気相成長
のシリコン酸化膜より相当大きいため、平坦性が劣るの
で、スパッタエツチングやイオンミーリングの様な物理
的に除去出来るものの方が好しい。次に第1の金属配線
13と上部金属配線のコンタクトをとるスルーホールを
開孔する為に、最小的08μm径のホールパターンを持
つフォトレジスト16をマスクにしてまずHF、NH,
Fとの混合水溶液により2000人程度0第2の絶縁I
t! 14をウェットエツチングしく第1図(e))、
続けてCHF、、CF4とHeガスを用い300mto
rrの圧力で残った第2の絶縁膜14をドライエツチン
グしスルーホールを開孔した(第1図(f))。この時
スルーホールエツジ部は等方的に、又底部は異方的にエ
ツチングされている。続いてフォトレジスト16を剥離
後、A1合金を約1.Otimの厚みでスパッタリング
、フォトエツチングし第2の金属配線17を施し、その
後プラズマナイトライドのパシベーションIII 18
を成長し、(第1図(g))更に外部電極取り出し用の
パッド部を開孔しである。この様にしてなる半導体装置
は、多層配線構造に関わる全体の平坦化を図ることが出
来、更にスルーホールエツジ部に於ける第2の金属配線
17の被覆性が改善され、従来に比べて歩留り、信頼性
が改善された。
尚、塗布ガラス15の所定膜厚をスバツタエ・ンチング
した後に、膜厚調整の為気相成長によるシフコン酸化膜
を更に積層した構造のものにも適用したが、同様にスル
ーホールエツジ部に於ける第2の金属2#J l 7の
被覆性が改善された。
した後に、膜厚調整の為気相成長によるシフコン酸化膜
を更に積層した構造のものにも適用したが、同様にスル
ーホールエツジ部に於ける第2の金属2#J l 7の
被覆性が改善された。
この他の実施例として、TE01 [Si (OCa
Hs ) 4 )と02を380℃、約8tOrrで
プラズマ気相反応させたシリコン酸化膜を第2の絶縁膜
14として適用したが、このシリコン酸化膜は、均一性
、付き回りも良く、カスピングもないため平坦性に優れ
、更にち苫で耐コンタミ性にも優れていた。尚、第2の
絶縁膜14の形成はプラズマ反応に限らず、常圧もしく
は減圧の加熱反応も適用でき、S i H4やTE01
に02、N、OやCO2を反応させた膜や、これらの積
層膜でも応用できる。
Hs ) 4 )と02を380℃、約8tOrrで
プラズマ気相反応させたシリコン酸化膜を第2の絶縁膜
14として適用したが、このシリコン酸化膜は、均一性
、付き回りも良く、カスピングもないため平坦性に優れ
、更にち苫で耐コンタミ性にも優れていた。尚、第2の
絶縁膜14の形成はプラズマ反応に限らず、常圧もしく
は減圧の加熱反応も適用でき、S i H4やTE01
に02、N、OやCO2を反応させた膜や、これらの積
層膜でも応用できる。
更に、本発明は、MOSICの層間絶縁膜に限らずバイ
ポーラや0MO5及びこれらを組み合わせたICにも適
用できる一方、金属配線としては、A1合金に限られず
、他金属、ケイ化物や半導体物質でもよく、更にハレー
ション、ヒロック等の防止用キャップメタルやコンタク
トバリヤーの為にT1、W、Go、Mo等の高融点金属
あるいはその窒化物、ケイ化物および合金膜を積層化し
たものでも応用可能である。
ポーラや0MO5及びこれらを組み合わせたICにも適
用できる一方、金属配線としては、A1合金に限られず
、他金属、ケイ化物や半導体物質でもよく、更にハレー
ション、ヒロック等の防止用キャップメタルやコンタク
トバリヤーの為にT1、W、Go、Mo等の高融点金属
あるいはその窒化物、ケイ化物および合金膜を積層化し
たものでも応用可能である。
〔発明の効果1
以上の様に本発明によれば、層間絶縁膜として、公知の
気相成長シリコン酸化膜と有磯シランと03による気相
成長シリコン酸化膜を積層し、異方性エッチした後に塗
布ガラスを組合わせ、更に少なくともスルーホール開孔
領域の塗布ガラスをスパッタエツチング等により所定膜
厚を除去してから、スルーホールをウェットエツチング
とドライエツチングの組み合わせにより開孔して、平坦
性とホールエツジ部に於ける金属配線の被覆性確保を行
ない、量産性、信頼性に優れた、微細多層配置jA橋造
を持つ半導体装置の安定供給に寄与出来るものである。
気相成長シリコン酸化膜と有磯シランと03による気相
成長シリコン酸化膜を積層し、異方性エッチした後に塗
布ガラスを組合わせ、更に少なくともスルーホール開孔
領域の塗布ガラスをスパッタエツチング等により所定膜
厚を除去してから、スルーホールをウェットエツチング
とドライエツチングの組み合わせにより開孔して、平坦
性とホールエツジ部に於ける金属配線の被覆性確保を行
ない、量産性、信頼性に優れた、微細多層配置jA橋造
を持つ半導体装置の安定供給に寄与出来るものである。
第1図(a)〜(g)は、本発明による半導体装置の製
造方法の実施例を示す概略断面図である。 第2図(a)、(b)と第3図は、従来の半導体装置の
製造方法に係わる概略断面図である。 シリコン基板 第1の絶縁膜 第1の金属配線 第2の絶縁膜 塗布ガラス ・フォトレジスト ・第2の金属配線 ・パシベーション膜 ・クラック ・第3の絶縁膜 ・ボイド
造方法の実施例を示す概略断面図である。 第2図(a)、(b)と第3図は、従来の半導体装置の
製造方法に係わる概略断面図である。 シリコン基板 第1の絶縁膜 第1の金属配線 第2の絶縁膜 塗布ガラス ・フォトレジスト ・第2の金属配線 ・パシベーション膜 ・クラック ・第3の絶縁膜 ・ボイド
Claims (1)
- 多層配線構造を持つ半導体装置に於いて、少なくとも、
所望表面に素子領域が形成された半導体基板上に第1の
絶縁膜を介して第1の金属配線を形成する工程、気相成
長による第2の絶縁膜を形成する工程、有機シランとO
_3を含むガスを気相反応させた第3の絶縁膜を積層さ
せる工程、第3の絶縁膜の所定膜厚を異方性エッチング
する工程、塗布ガラスをスピンコートする工程、該塗布
ガラスの所定膜厚をドライエッチングにより除去する工
程、フォトレジストをマスクにしウェットエッチングと
ドライエッチングの組み合わせによりスルーホールを開
孔する工程、前記フォトレジストを除去した後第2の金
属配線を形成する工程を含むことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1185351A JPH0682662B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1185351A JPH0682662B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0350727A true JPH0350727A (ja) | 1991-03-05 |
JPH0682662B2 JPH0682662B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=16169270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1185351A Expired - Fee Related JPH0682662B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0682662B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61180458A (ja) * | 1985-02-05 | 1986-08-13 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS62261153A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS62295437A (ja) * | 1986-06-14 | 1987-12-22 | Yamaha Corp | 多層配線形成法 |
JPH0265256A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP1185351A patent/JPH0682662B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61180458A (ja) * | 1985-02-05 | 1986-08-13 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS62261153A (ja) * | 1986-05-08 | 1987-11-13 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS62295437A (ja) * | 1986-06-14 | 1987-12-22 | Yamaha Corp | 多層配線形成法 |
JPH0265256A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0682662B2 (ja) | 1994-10-19 |
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