JPH04259241A - 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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- JPH04259241A JPH04259241A JP4071491A JP4071491A JPH04259241A JP H04259241 A JPH04259241 A JP H04259241A JP 4071491 A JP4071491 A JP 4071491A JP 4071491 A JP4071491 A JP 4071491A JP H04259241 A JPH04259241 A JP H04259241A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、配線層の被覆性を向
上させることの可能な多層配線層を備えた半導体装置の
製造方法に関する。
上させることの可能な多層配線層を備えた半導体装置の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年のLSIプロセスにおいては、配線
幅の微細化や配線の多層化が進んでおり、多層配線層の
スルーホールは、図14〜図19に示す工程により形成
されるのが一般的である。次にその製造工程について説
明する。まず図14に示すように、シリコン基板101
に酸化膜102 を形成し、該酸化膜102 の上層
にアルミニウム等からなる第1配線層103 を、フォ
トリソグラフィー及びリアクティブ・イオン・エッチン
グ(RIE)等のドライエッチング技術により、所望の
パターンに形成する。次に図15に示すように、第1配
線層103 を含む酸化膜102 の上層全体に、層間
絶縁膜となるプラズマ酸化膜104 を被着形成する。
幅の微細化や配線の多層化が進んでおり、多層配線層の
スルーホールは、図14〜図19に示す工程により形成
されるのが一般的である。次にその製造工程について説
明する。まず図14に示すように、シリコン基板101
に酸化膜102 を形成し、該酸化膜102 の上層
にアルミニウム等からなる第1配線層103 を、フォ
トリソグラフィー及びリアクティブ・イオン・エッチン
グ(RIE)等のドライエッチング技術により、所望の
パターンに形成する。次に図15に示すように、第1配
線層103 を含む酸化膜102 の上層全体に、層間
絶縁膜となるプラズマ酸化膜104 を被着形成する。
【0003】次に図16に示すように、通常のフォトリ
ソグラフィー技術を用い、ホトレジスト105 でスル
ーホールエッチングのためのパターン形成を行う。その
後、図17に示すように、RIE等を用いて異方性エッ
チングを行い、スルーホール106 を形成する。なお
、近年のスルーホールアスペクト比の増加を考慮し、図
18に示すように、エッチングの際に層間絶縁膜である
プラズマ酸化膜104 の膜厚の1/3〜1/2程度を
、温度制御されたバッファードHFによるウェットエッ
チングによって除去し、その後RIE等を用いて異方性
ドライエッチングを施し、上側に設ける第2配線の被覆
性を向上させる形成方法も行われている。
ソグラフィー技術を用い、ホトレジスト105 でスル
ーホールエッチングのためのパターン形成を行う。その
後、図17に示すように、RIE等を用いて異方性エッ
チングを行い、スルーホール106 を形成する。なお
、近年のスルーホールアスペクト比の増加を考慮し、図
18に示すように、エッチングの際に層間絶縁膜である
プラズマ酸化膜104 の膜厚の1/3〜1/2程度を
、温度制御されたバッファードHFによるウェットエッ
チングによって除去し、その後RIE等を用いて異方性
ドライエッチングを施し、上側に設ける第2配線の被覆
性を向上させる形成方法も行われている。
【0004】前記スルーホールエッチング工程後、図1
9に示すように、レジスト105 をアッシング等によ
り除去し、その後アルミニウム等からなる第2配線層1
07 をスパッタリング法により形成し、スルーホール
106 を介して第1及び第2配線層103, 107
の導通をはかるようにしている。
9に示すように、レジスト105 をアッシング等によ
り除去し、その後アルミニウム等からなる第2配線層1
07 をスパッタリング法により形成し、スルーホール
106 を介して第1及び第2配線層103, 107
の導通をはかるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところでスルーホール
106 の異方性ドライエッチングを行うにあたり、層
間プラズマ酸化膜104 の膜厚が下地段差によって異
なることを考慮し、オーバーエッチングをある程度行う
必要がある。しかしながら、下地第1層であるアルミニ
ウム等からなる第1配線層103 が露出してからのオ
ーバーエッチングにより、層間プラズマ酸化膜104
の側壁及び側壁上部に、アルミニウムを含む酸化物や反
応生成物が形成され、その後のアッシング、及び硫酸等
の洗浄で除去されずに残渣物として残ることがある(1
989年秋季応用物理学会予稿集, P635 ,29
p−D−13参照)。この層間プラズマ酸化膜104
に付着,形成された残渣物108 は、図20及び図2
1に示すように、第2配線層107 を形成した際に、
カバレッジの極端な低下を招き、導通不良による歩留り
や信頼性の低下の主原因となることがある。
106 の異方性ドライエッチングを行うにあたり、層
間プラズマ酸化膜104 の膜厚が下地段差によって異
なることを考慮し、オーバーエッチングをある程度行う
必要がある。しかしながら、下地第1層であるアルミニ
ウム等からなる第1配線層103 が露出してからのオ
ーバーエッチングにより、層間プラズマ酸化膜104
の側壁及び側壁上部に、アルミニウムを含む酸化物や反
応生成物が形成され、その後のアッシング、及び硫酸等
の洗浄で除去されずに残渣物として残ることがある(1
989年秋季応用物理学会予稿集, P635 ,29
p−D−13参照)。この層間プラズマ酸化膜104
に付着,形成された残渣物108 は、図20及び図2
1に示すように、第2配線層107 を形成した際に、
カバレッジの極端な低下を招き、導通不良による歩留り
や信頼性の低下の主原因となることがある。
【0006】本発明は、従来の多層配線層を備えた半導
体装置における上記問題点を解消するためになされたも
ので、配線層の被覆性を向上させることの可能な多層配
線層を備えた半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。
体装置における上記問題点を解消するためになされたも
ので、配線層の被覆性を向上させることの可能な多層配
線層を備えた半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、多層配線層を備えた半導体装置
の製造方法において、下側配線層上にエッチング選択性
のある材料膜からなる最下層を介して層間絶縁膜を形成
する工程と、前記絶縁膜と最下層に対してそれぞれ異種
の2段階のエッチングを行ってスルーホールを形成する
工程とを備えるものである。
決するため、本発明は、多層配線層を備えた半導体装置
の製造方法において、下側配線層上にエッチング選択性
のある材料膜からなる最下層を介して層間絶縁膜を形成
する工程と、前記絶縁膜と最下層に対してそれぞれ異種
の2段階のエッチングを行ってスルーホールを形成する
工程とを備えるものである。
【0008】このように層間絶縁膜の下部に、エッチン
グ選択性のある材料膜からなる最下層を設け、層間絶縁
膜に対しては異方性エッチング、最下層に対しては等方
性エッチングのように異種の2段階のエッチングにより
スルーホールを形成することにより、従来の製造方法で
生ずる残渣物の発生が阻止され、上部配線層の被覆性を
向上させることができる。
グ選択性のある材料膜からなる最下層を設け、層間絶縁
膜に対しては異方性エッチング、最下層に対しては等方
性エッチングのように異種の2段階のエッチングにより
スルーホールを形成することにより、従来の製造方法で
生ずる残渣物の発生が阻止され、上部配線層の被覆性を
向上させることができる。
【0009】
【実施例】次に実施例について説明する。図1〜図7は
、本発明に係る半導体装置の第1実施例を説明するため
の製造工程図である。まず図1に示すように、シリコン
基板1に酸化膜2を形成し、該酸化膜2上に第1アルミ
ニウム配線層3をフォトリソグラフィー及びエッチング
技術を用いて所定のパターンに形成する。その後図2に
示すように、第1アルミニウム配線層3を含む酸化膜2
上に、CVD法によりプラズマ窒化膜(P−SiN)4
を、〜数百Å程度形成し、更に連続して図3に示すよう
に、プラズマ酸化膜(P−SiO)5を所望の膜厚だけ
形成し、層間絶縁膜とする。
、本発明に係る半導体装置の第1実施例を説明するため
の製造工程図である。まず図1に示すように、シリコン
基板1に酸化膜2を形成し、該酸化膜2上に第1アルミ
ニウム配線層3をフォトリソグラフィー及びエッチング
技術を用いて所定のパターンに形成する。その後図2に
示すように、第1アルミニウム配線層3を含む酸化膜2
上に、CVD法によりプラズマ窒化膜(P−SiN)4
を、〜数百Å程度形成し、更に連続して図3に示すよう
に、プラズマ酸化膜(P−SiO)5を所望の膜厚だけ
形成し、層間絶縁膜とする。
【0010】次に図4に示すように、通常のフォトリソ
グラフィー技術を用いスルーホール形成のためのパター
ニングを行ってレジストパターン6を形成し、その後、
図5に示すように、RIE等の異方性エッチャーにより
、層間絶縁膜下層のプラズマ窒化膜4をエッチング阻止
層となるような条件、すなわち対窒化膜選択比の大きい
条件でエッチングを行いスルーホール7を形成する。 この際、エッチングは、スルーホール7上のプラズマ酸
化膜5が完全に除去され、なお且つプラズマ窒化膜4が
残った状態で停止する必要がある。
グラフィー技術を用いスルーホール形成のためのパター
ニングを行ってレジストパターン6を形成し、その後、
図5に示すように、RIE等の異方性エッチャーにより
、層間絶縁膜下層のプラズマ窒化膜4をエッチング阻止
層となるような条件、すなわち対窒化膜選択比の大きい
条件でエッチングを行いスルーホール7を形成する。 この際、エッチングは、スルーホール7上のプラズマ酸
化膜5が完全に除去され、なお且つプラズマ窒化膜4が
残った状態で停止する必要がある。
【0011】その後、図6に示すように、エッチング阻
止層としてのプラズマ窒化膜4をケミカルドライエッチ
ングなどの、対プラズマ酸化膜及び対アルミニウム選択
比の大きい条件で等方性エッチングを行い、下地第1ア
ルミニウム配線層3に対して十分なオーバーエッチング
を施す。この方法によれば、従来法によるプラズマ酸化
膜の異方性オーバーエッチング時にみられた側壁の残渣
物を生じさせることなく、エッチングを行うことができ
る。次いで図7に示すように、レジスト6を除去して、
アルミニウムのスパッタにより被覆性のよい第2アルミ
ニウム配線層8が形成される。
止層としてのプラズマ窒化膜4をケミカルドライエッチ
ングなどの、対プラズマ酸化膜及び対アルミニウム選択
比の大きい条件で等方性エッチングを行い、下地第1ア
ルミニウム配線層3に対して十分なオーバーエッチング
を施す。この方法によれば、従来法によるプラズマ酸化
膜の異方性オーバーエッチング時にみられた側壁の残渣
物を生じさせることなく、エッチングを行うことができ
る。次いで図7に示すように、レジスト6を除去して、
アルミニウムのスパッタにより被覆性のよい第2アルミ
ニウム配線層8が形成される。
【0012】なお、上記プラズマ窒化膜を用いたスルー
ホールの形成方法では、プラズマ窒化膜の形成工程を第
1アルミニウム配線層のパターニング前、すなわち第1
アルミニウム配線層用のアルミニウム層のスパッタ直後
に連続して行い、数百Å程度のプラズマ窒化膜を形成し
、フォトリソグラフィー及びエッチング技術を用いて、
第1アルミニウム配線層のパターニング時に、プラズマ
窒化膜及びアルミニウム層を連続してエッチングし、そ
の後プラズマ酸化膜を形成し、レジストによるスルーホ
ールパターニングを行って、上述したようにプラズマ窒
化膜をエッチング阻止層としてのプラズマ酸化膜のエッ
チング、及びプラズマ窒化膜の等方性エッチングの2段
階エッチングを施す工程にしても、同様な効果が得られ
る。
ホールの形成方法では、プラズマ窒化膜の形成工程を第
1アルミニウム配線層のパターニング前、すなわち第1
アルミニウム配線層用のアルミニウム層のスパッタ直後
に連続して行い、数百Å程度のプラズマ窒化膜を形成し
、フォトリソグラフィー及びエッチング技術を用いて、
第1アルミニウム配線層のパターニング時に、プラズマ
窒化膜及びアルミニウム層を連続してエッチングし、そ
の後プラズマ酸化膜を形成し、レジストによるスルーホ
ールパターニングを行って、上述したようにプラズマ窒
化膜をエッチング阻止層としてのプラズマ酸化膜のエッ
チング、及びプラズマ窒化膜の等方性エッチングの2段
階エッチングを施す工程にしても、同様な効果が得られ
る。
【0013】次に第2実施例について説明する。図8〜
図13は第2実施例を説明するための製造工程図である
。 図8に示すようにシリコン基板11上に形成した酸化膜
12上に、全面に亘って第1アルミニウム配線層用のア
ルミニウム層13をスパッタリングにより形成したのち
、CVD法等により多結晶シリコン14を、〜数百Å程
度形成する。次にフォトリソグラフィー技術によりレジ
ストパターンの形成し、次いで該レジストパターンをマ
スクとして多結晶シリコン14及びアルミニウム層13
を連続してエッチングして、図9に示すように、第1ア
ルミニウム配線層15を形成する。次いでレジストパタ
ーンを除去して、図10に示すように、CVD法でプラ
ズマ酸化膜16を所望の膜厚だけ形成して層間絶縁膜と
し、ホトレジストによるスルーホールパターニングをフ
ォトリソグラフィー技術を用いて行い、レジストパター
ン17を形成する。 次に図11に示すように、レジストパターン17をマス
クとして、プラズマ酸化膜16の異方性エッチングをR
IE等の技術を用いて行い、スルーホール18を形成す
る。このエッチングの条件としては、対多結晶シリコン
選択比が大きく、多結晶シリコン14がエッチング阻止
層としての機能を十分果たすことが重要である。
図13は第2実施例を説明するための製造工程図である
。 図8に示すようにシリコン基板11上に形成した酸化膜
12上に、全面に亘って第1アルミニウム配線層用のア
ルミニウム層13をスパッタリングにより形成したのち
、CVD法等により多結晶シリコン14を、〜数百Å程
度形成する。次にフォトリソグラフィー技術によりレジ
ストパターンの形成し、次いで該レジストパターンをマ
スクとして多結晶シリコン14及びアルミニウム層13
を連続してエッチングして、図9に示すように、第1ア
ルミニウム配線層15を形成する。次いでレジストパタ
ーンを除去して、図10に示すように、CVD法でプラ
ズマ酸化膜16を所望の膜厚だけ形成して層間絶縁膜と
し、ホトレジストによるスルーホールパターニングをフ
ォトリソグラフィー技術を用いて行い、レジストパター
ン17を形成する。 次に図11に示すように、レジストパターン17をマス
クとして、プラズマ酸化膜16の異方性エッチングをR
IE等の技術を用いて行い、スルーホール18を形成す
る。このエッチングの条件としては、対多結晶シリコン
選択比が大きく、多結晶シリコン14がエッチング阻止
層としての機能を十分果たすことが重要である。
【0014】次いで図12に示すように、レジストパタ
ーン17を残したまま、エッチング阻止層としての多結
晶シリコン14を、対プラズマ酸化膜選択比及び対アル
ミニウム選択比の大きい条件、例えばケミカルドライエ
ッチング法を用いて、等方性エッチングを行い、下地第
1アルミニウム配線層15に対して十分なオーバーエッ
チングを施す。その後、図13に示すようにレジストパ
ターン17を除去し、アルミニウムのスパッタリングに
より被覆性のよい第2アルミニウム配線層19が形成さ
れる。
ーン17を残したまま、エッチング阻止層としての多結
晶シリコン14を、対プラズマ酸化膜選択比及び対アル
ミニウム選択比の大きい条件、例えばケミカルドライエ
ッチング法を用いて、等方性エッチングを行い、下地第
1アルミニウム配線層15に対して十分なオーバーエッ
チングを施す。その後、図13に示すようにレジストパ
ターン17を除去し、アルミニウムのスパッタリングに
より被覆性のよい第2アルミニウム配線層19が形成さ
れる。
【0015】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、第2アルミニウム配線層を被着,形成
した際に、安定した完全なステップカバレッジが得られ
るため、スルーホール導通不良等の発生がなくなり、半
導体装置の歩留りの向上に大きく寄与することができる
。
本発明によれば、第2アルミニウム配線層を被着,形成
した際に、安定した完全なステップカバレッジが得られ
るため、スルーホール導通不良等の発生がなくなり、半
導体装置の歩留りの向上に大きく寄与することができる
。
【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の第1実施
例を説明するための製造工程を示す図である。
例を説明するための製造工程を示す図である。
【図2】図1に示す製造工程に続く製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図3】図2に示す製造工程に続く製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図4】図3に示す製造工程に続く製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図5】図4に示す製造工程に続く製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図6】図5に示す製造工程に続く製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図7】図6に示す製造工程に続く製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図8】本発明の第2実施例を説明するための製造工程
を示す図である。
を示す図である。
【図9】図8に示す製造工程に続く製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図10】図9に示す製造工程に続く製造工程を示す図
である。
である。
【図11】図10に示す製造工程に続く製造工程を示す
図である。
図である。
【図12】図11に示す製造工程に続く製造工程を示す
図である。
図である。
【図13】図12に示す製造工程に続く製造工程を示す
図である。
図である。
【図14】従来の多層配線層をもつ半導体装置の製造方
法を説明するための製造工程を示す図である。
法を説明するための製造工程を示す図である。
【図15】図14に示す製造工程に続く製造工程を示す
図である。
図である。
【図16】図15に示す製造工程に続く製造工程を示す
図である。
図である。
【図17】図16に示す製造工程に続く製造工程を示す
図である。
図である。
【図18】図17に示した製造工程の改変例を示す図で
ある。
ある。
【図19】図17に示す製造工程に続く製造工程を示す
図である。
図である。
【図20】従来の製造方法により生成された残渣物によ
るアルミニウム配線層の態様を示す図である。
るアルミニウム配線層の態様を示す図である。
【図21】従来の製造方法により生成された残渣物によ
るアルミニウム配線層の他の態様を示す図である。
るアルミニウム配線層の他の態様を示す図である。
1 シリコン基板
2 酸化膜
3 第1アルミニウム配線層
4 プラズマ窒化膜
5 プラズマ酸化膜
6 レジストパターン
7 スルーホール
8 第2アルミニウム配線層
11 シリコン酸化膜
12 酸化膜
13 アルミニウム層
14 多結晶シリコン
15 第1アルミニウム配線層
16 プラズマ酸化膜
17 レジストパターン
18 スルーホール
19 第2アルミニウム配線層
Claims (6)
- 【請求項1】 多層配線層を備えた半導体装置の製造
方法において、下側配線層上にエッチング選択性のある
材料膜からなる最下層を介して層間絶縁膜を形成する工
程と、前記絶縁膜と最下層に対してそれぞれ異種の2段
階のエッチングを行ってスルーホールを形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記最下層は絶縁材料からなり、所定
パターンにパターニングされた下側配線層上に形成する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法
。 - 【請求項3】 前記最下層は絶縁材料からなり、下側
配線層上に形成したのち、前記最下層及び下側配線層を
同時に所定パターンにパターニングすることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記最下層はシリコン窒化膜で形成さ
れ、前記層間絶縁膜はシリコン酸化膜で形成されている
ことを特徴とする請求項2又は3記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項5】 前記最下層は導電材料からなり、下側
配線層上に形成したのち、前記最下層及び下側配線層を
同時に所定パターンにパターニングすることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記最下層は多結晶シリコン膜で形成
され、前記層間絶縁膜はシリコン酸化膜で形成されてい
ることを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4071491A JPH04259241A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体装置の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4071491A JPH04259241A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04259241A true JPH04259241A (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=12588254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4071491A Withdrawn JPH04259241A (ja) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH04259241A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09129732A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-05-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH1092933A (ja) * | 1996-07-19 | 1998-04-10 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP2005244251A (ja) * | 1996-07-10 | 2005-09-08 | Fujitsu Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
JP2005252279A (ja) * | 2005-03-30 | 2005-09-15 | Fujitsu Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
JP2008503073A (ja) * | 2004-06-18 | 2008-01-31 | インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト | 層構造の製造方法 |
US7649261B2 (en) | 1996-07-18 | 2010-01-19 | Fujitsu Microelectronics Limited | Highly integrated and reliable DRAM and its manufacture |
-
1991
- 1991-02-14 JP JP4071491A patent/JPH04259241A/ja not_active Withdrawn
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JP2005252279A (ja) * | 2005-03-30 | 2005-09-15 | Fujitsu Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
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