JPH0461219A - Semiconductor device, its manufacture and alignment method - Google Patents

Semiconductor device, its manufacture and alignment method

Info

Publication number
JPH0461219A
JPH0461219A JP2169949A JP16994990A JPH0461219A JP H0461219 A JPH0461219 A JP H0461219A JP 2169949 A JP2169949 A JP 2169949A JP 16994990 A JP16994990 A JP 16994990A JP H0461219 A JPH0461219 A JP H0461219A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
wiring layer
forming
substrate
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
JP2169949A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiko Okabe
隆彦 岡部
Hiroshi Yuzurihara
浩 譲原
Genzo Kadoma
玄三 門間
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2169949A priority Critical patent/JPH0461219A/en
Priority to AT91305871T priority patent/ATE135848T1/en
Priority to DE69118031T priority patent/DE69118031T2/en
Priority to MYPI91001181A priority patent/MY109605A/en
Priority to EP91305871A priority patent/EP0465152B1/en
Priority to CN91105290A priority patent/CN1024730C/en
Priority to KR1019910011038A priority patent/KR940010490B1/en
Publication of JPH0461219A publication Critical patent/JPH0461219A/en
Priority to US08/183,254 priority patent/US5482893A/en
Priority to US08/536,791 priority patent/US5663099A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To easily confirm the position of a master mark for mask alignment use and to realize a high-density wiring operation by a method wherein an opening which exposes the surface of a substratum and a stepped part which does not expose the surface are formed in an insulating film, a conductive material is deposited selectively inside the opening, a conductive thin film is formed on the insulating film and an alignment operation is executed by utilizing the stepped part. CONSTITUTION:A gate oxide film 5 and an interlayer insulating film 7 are etched or the like; a contact hole 8 as an opening formed so as to expose the upper part of a diffusion layer 6 is formed. In addition, a master mark part 9 as a stepped part is formed in a prescribed region in the interlayer insulating film 7 and a field oxide film 4 at its lower side. A first wiring layer 10 by selectively depositing a conductive material such as Al or the like by a CVD method is formed inside said contact hole 8. A second wiring layer 11 as a conductor layer by depositing a conductive material by a nonselective deposition method is formed on the first wiring layer 10 and the interlayer insulating film 7 and at the inside of the master mark part 9. A recessed part 11 a as a stepped part corresponding to the recessed shape by the interlayer insulating film 7 and the master mark part 9 is formed in the second wiring layer 11. The recessed part 11a is used as a mark for automatic mask alignment use when the second wiring layer 11 is patterned.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は各種電子機器に招載さ第1るメモリー光電変換
装置、信号処理装置等の半導体集積回路装置、その製造
方法およびアライメント法に関し、特に半導体装置のア
ライメント構造に特徴を有する半導体装置、その製造方
法おJ、びアライメント法に関するものである。 [従来の技術] 従来の1′導体装置では、配線層をバター;、ングし、
で形成する際に、所定t◇置に予め設けでおいた凹部を
マークとした自動マスク合わゼ(オートアフイメント)
を行ってバターニングの精度を向上。 するようにしている。例えば、CMOS トランジスタ
を有する従来の半導体装置においでは、基体1日面の所
定位置の酸化膜にエツチングにより親マーク部(凹部)
を形成した後、この親マーク部を含めた基体ゴ面の全体
に金属膜を被覆しτ、この金属膜の1一部に該親マーク
部の形状に対応し5た凹所を形成判るようにし、でいた
。このように形成された凹所に幼し、レーザ光を照射し
、その反射イ1;チを検出して得られた検出f−タを利
用(るか、あるいi;1..4V−AA  (Te1.
evision aut吋alignment )等の
画像処理法による処理データを利用し、5た自動マスク
合わせにより、 −J−述の金属膜に対し11バタ一二
。 ングを用いて所望のパターンの配線層を形成(1,tい
た。 [発明が解決しようとする課題] し、かし、2ながら、このような従来の半導体装置にお
いでは、」述の金属膜を例えばCVU法等の金属膜選択
堆積技術にj、り成膜する場C1配線層どシ、。 て必要な膜厚を得ようとすると、当該技術の特徴である
選択成、長竹により、自動マスク合わ利用の親マーク部
およびその周囲に堆積し、た金属成金1n]が平坦イヒ
し、で、−j−述の親マーク部に対応し2六凹所が形成
さねないため、自動マスク合わせに必須の親マークのイ
装置確認が困難となり、マスク合オ)ぜの精度が表1.
 <低−■−する欠点があった。。 本発明は、1述の技術的課題を解e!l−べく、マスク
r1わ利用の親マークの(☆置確認が容易で、さらにi
I?;オ・2・度配線11i1能な半導体装置、その製
造す江津;61び)”ライメント法を提供することを目
的とするもの
[Field of Industrial Application] The present invention relates to semiconductor integrated circuit devices such as first memory photoelectric conversion devices and signal processing devices that are installed in various electronic devices, their manufacturing methods, and alignment methods, and particularly relates to alignment structures of semiconductor devices. The present invention relates to a semiconductor device having characteristics, a manufacturing method thereof, and an alignment method. [Prior Art] In a conventional 1' conductor device, the wiring layer is buttered,
When forming the mask, automatic mask alignment (auto attachment) using a pre-prepared recess at a predetermined position t◇ is used as a mark.
Improve the accuracy of buttering. I try to do that. For example, in a conventional semiconductor device having a CMOS transistor, a parent mark portion (concave portion) is formed by etching an oxide film at a predetermined position on the surface of the substrate.
After forming a metal film, a metal film is coated on the entire surface of the base including the parent mark part, and a recess corresponding to the shape of the parent mark part is formed in a part of the metal film as shown in FIG. I was there. A laser beam is irradiated into the recess formed in this way, and the detection f-ta obtained by detecting the reflection is used. AA (Te1.
Using processing data from an image processing method such as ``evision alignment'', automatic mask alignment was applied to the metal film described above. [Problems to be Solved by the Invention] However, in such conventional semiconductor devices, the metal film described in For example, when forming a C1 wiring layer using a metal film selective deposition technique such as the CVU method, when trying to obtain the required film thickness, the selective deposition and long bamboo that are the characteristics of this technology automatically The metal alloy deposited on and around the parent mark used for mask fitting becomes flattened, and a recess corresponding to the parent mark described above is formed in the automatic mask. It became difficult to confirm the parent mark, which is essential for mask alignment, and the accuracy of mask alignment was reduced as shown in Table 1.
There was a drawback of <low -■-. . The present invention solves the technical problem described in 1. It is easy to check the (☆) position of the parent mark using the mask r1, and
I? The purpose of the present invention is to provide an alignment method for semiconductor devices capable of 11i1 interconnection and their manufacture;

【゛ある。 1課題を解決するだめの手段] 本発明の半導体装置のアライメントが−は導電性の下地
表面上に絶縁膜を介し7で導電性薄膜が形成さノ“jた
半導体装置のアライメント法におい1、前記絶縁膜に前
記]:地表面の露出する開孔を形成する〕程と、前記絶
縁膜に前詰41−地表面の露出し、でいない段差部を形
成する工程と、前記開孔内に導電H才1を選択的に堆積
させる」程と、少なくとも前記絶縁膜上に前記導電性薄
膜を形成する二丁程とを含h、前記段差部を利用してア
ライメントを行うごどを特徴とするものである。 4た、本発明の半導体装置の製造方法は導電性の1・地
表面1に絶縁膜を介して設けられた配線層をイシする半
導体装置の製造方法においで、前ルビ絶縁膜に前記下地
表面の露出する開孔な形成する工程と7前記絶縁膜に前
記下地表面の露出し5ていない段差部を形成する]−程
と、前記開孔内に導電材車1を選択的に堆積さゼる工程
と、少なくとも前記絶縁膜上に前記配線層を形成するた
めの導電性薄膜を形成する工程と、前記導電性薄膜をバ
ターニングして前記配線層を形成する工程とを含むごど
を特徴とするものである。 さらに、本発明の半導体装置は、導電材の下地表面Jに
絶縁膜を介し、て導電体層が形成された半導体装置にお
いで、前記絶縁膜に形成され萌紀ト地表面の露出した開
孔内に形成されでいる導電体と、前記絶縁膜に形成され
前記下地表面の露出していない段差部と、前記絶縁膜」
二に形成された導電体層とを有し、前記導電体層には前
記段差部:・ご対応し7た段差が設けられていることを
特徴とするものである。 1作 用] 本発明においては、新規なCVD5:i:よる選択金属
堆積技術を用いているので、導N性の1−地表面が露出
した開孔のみに選択的に導電材料を鮪積させて導電体を
形成することができる。この導電体のよおよび下地表面
上の絶縁膜に形成された段差部の1−に非選択堆積法を
用いて導電体層を刑:成することによって、得られた導
電体層に段差部の形状に対応しまた部分を形成すること
が”て−きる。この部分をマスク合わ利用のマークどし
で用いることによって、導電体層に対するパタ・二−ン
グに際し、2、オートアライメントを利用して所望の1
[1線パターンを忠実に形成することがI:l]能どな
る。 [′太施例] 以下に図面を参照し、で本発明の詳細な説明する。 第1図は本発明の好ましい実施態様例どしての崖導体装
百を示したものである。第1図においで符号1は、MO
S トランジスタ、バイポーラトランジスタ等の機能1
子が形成されたシリコン等からなる導電性の下地として
の半導体基体である。ごの半導体基体]の主向上の所定
の領域には、膜厚の大きいフィールド酸化膜4とlll
厚の小さいゲート酸化膜5が形成されている。このゲー
(・酸化膜5の所定領域の”を側の半導体基体)には、
拡散層(5が設けられでいる。また、フィールド酸化膜
4およびゲート酸化膜5の上には層間絶縁膜′lが所定
の膜厚で形成されている。」−述した拡散層60)ト方
には、ゲート酸化膜5および層間絶縁膜7をエツチング
等して拡散層6の上部を露出さゼるJうに形成された開
孔としてのコンタクトホール8が設けられている。さら
に、眉間絶縁膜゛7およびその下側のフィールド酸化膜
4の所定領域には、眉間絶縁膜7の」−面からフィール
ド酸化膜4の内部までエツチングして形成された段差部
としての親マーク部9が設けられている。 ト述のコンタクトホール8の内部には、層間絶。 縁膜7の一十面と血−となるように、後に詳しく説明す
る特別のCVD法によってA42等の導電祠才1が選択
的i、″堆積された電極取り出し用の導電体とじての第
1配線層10が形成されでいる。この第1 ff11゜
線層lOと層間絶縁膜′rの土、および親マーク部9の
内部には、非選択堆積法にJ、−)で導電材料が堆積さ
れた導電体層とし2ての第2配線層11が形成さ第1て
いる。 このような配線構造の半導体装置においでは、親マーク
部9の」一方の第2配線層11に、層間絶縁膜゛7と親
マーク部9とによる凹形状4.7対応しまた段差とし、
ての凹所11aが形成される。この凹所11a番」、第
2配線層11に対してパター;−ングを施す際の自動マ
スク^わ利用のマークどし、て用いられるものである。 この才導体装@&Jおいlは、上述した親マーク部≦3
の位置に正確に凹所1.1aを形成できるので、この凹
所11aをマークとして設言1通りのバター!−ングを
行−)で配線を形成することが可能である。従って、バ
ターニングにず第1をji゛じることがないので、高密
度配線も可能である。 電極取り出しおよび配線に用いられる金属としでは、A
n、An−5i、An−Cmユ、AffSi−・TiA
n、An−5i−Cu等のAffを」成分どする合金、
Cu、Mo、Wあるいは(れらの6金を用いることがで
きる。特に、電極取り出し1の為にコニ/タクトホール
内を埋める場合には、後述するAjll!−CVD法を
用いることが好J7シ、い。絶縁膜とし、では、CVI
)法やスパッタリング法(・こよる酸化シリコン膜、窒
化シリコン膜、PSG (す:/シリケートガラス)膜
、BPSG (ボロンリン・シリ今−口・ガラス)膜等
の無機材料やポリイミド膜等の41機材料が好ましく用
いら第1る。絶縁膜1に配線層を形成するには、CVD
法、スパッタリング法等によって絶縁膜の全面に金属層
を形成した後、−ノオトリソグラフィによ)″C所定の
配線形状にバターニングしてもよく、あるいは、あらか
じめ絶縁膜表面の所定部分をプラズマに1しで改質し、
改質された表面部分にのみ、金属を選択的に堆積さセで
もよい。 アライメントマーク用の段差部としては少なくとも40
0人程度量J−の段差があることが好まし。 い。より好ま(2、くは50[)大恩」である。 (成■い))2去) 本発明による電極の形成に好適な成膜ツノ法にっいで以
下に説明する。 この方法は、上述した構成の電極を形成゛4る為に開孔
へ導電材料を埋め込むのに適した成膜Jノ“/1、であ
る。 本発明に好適な成膜方法とは、アルキルアルミニウムハ
イドライドのガスと水素ガスとを用いて、電子供与性の
基体十に表面反応により堆積、駿を形成するものである
(以1”l!、−c V lj誌と称娼る)。 特に、原料ガスとしてモノメチルアルミ、::ラムハイ
ドライド(MMAH)またはジメヂルアルミニウムハイ
ドライド(DMAHI を用い、反応ガスとしでH。 ガスを用い、こわらの混合ガスの]・で基体表iを加熱
すれば良質のA℃膜を堆積することが出来る。ここで、
Aβ選択堆積の際には偵接加熱または間接加熱により基
体の表面温度をアルキルアルミニウムハイドライドの分
解温度以1−450τ′未渦に保持することが好まし1
く、より好ましくば;)60X′□以上440℃以下が
よい。 基体を上記温度範囲になるべく加熱4るノ)江と[,1
では直接加熱と間接加熱とがあるが、特にf1接加熱に
より基体を1−7言己温度に保持すれば高パイ積速度で
良質のAI膜を形成することができる。例えば、Ap膜
形成時の基体表面温度をより好まし1い温度ii″i囲
である260 ”C〜440℃とした陥、300人へ・
5000人/分という抵抗加熱の場合よりも高い堆積速
度で良質な膜が得られるのである。このJうな直接加熱
(加熱千t2からのJ、ネルギーがp接基体に伝達され
て基体自体を加熱する)の方法どじでは、例りば、ハロ
ゲンランプ、キセノンランプ等によるランプ加熱があげ
られる。4、た、間接加熱の方法とし、では抵抗加熱が
あり、堆積膜を形成すべき基体を支持するための堆積膜
形成用の空間に1設さtまた基体支持部材に設けられた
発熱体等を用いでrコうことか出来る・ この方法により電子供5性の表面部分と非電子供与fI
の表面部分とが共存する基体にCVD法を適用すれば電
、子供り、性の基体表面部分&Vのみ良々”fな選択性
のもどにJfiの単結晶が形成さ第1る。このAβは電
極/配線材料として望まれるあらゆる特性に優れたもの
どなる。即ち、ヒルロックの発生確率の低減、アロイス
パイク発生確率の低減が達成されるのである。 こ第1は、電「〜供〜性の表面どしてのN′導体や導電
体からなる表面上に良質のAQを選択的に形成でき、■
1つそのAfiが結晶性に優ねているが故j、T]・地
のシリコン等との共晶反応によるアロイスパイクの形成
等がほとんどみられないか極めて少ないものと考λらる
。そして、半導体装置の電極とし5て採用し7た場合に
は従来考えられてきた。1電極の概念を越えた従来技術
では予想だにし、なかった効果が得られるのである。 以J−のように電子供13件の表面例えば絶縁成心1゛
形成され半導体基体表面が露出した開孔内に堆積さオ〕
たAffは単結晶構造となることを説明しt、−が、こ
のAJ2−CVD法によれば以下のようなlを1−成分
どする金属膜をも選択的に堆積でき、ぞの膜質も優れた
特性を示すのである。 たとりば、アルキルアルミニウムハイドライド。 のガスと水素とに加えて sing、  Si、J’、s 、  5i31(8、
5i(cuJ4、5iCff+ 、si+−12cg 
z 、5tHCff n等の81原子を含むガスや、T
xCff s、 、 Ti、Br4. Tl(CH3)
4等Q) Ti原re 含C;ガスや、 ビスアセチルアセトナト!olC11(CよH、02)
、ビスジピバロイルメタナイト銅CLIFCIllll
l102)2 、ビスヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト銅Cu(CsH) eL) 2等のCu原子を含むガ
ス を適宜組み伶わせで導入し5て混合ガス雰囲気とし、で
、例えば/l −5i、 Ar−]“i、 Ar−Cu
、/l −3i−Ti、 Aj2−5i−Cu等の導電
材料を選択的に堆積させて電極を形成してもよい。 また、」記Al−CVD法は、選択性に優第1た成膜方
法であり且堆積した膜の表面性が良好であるために、次
の堆積工程に非選択性の成膜り法を適用して、」二連の
選択堆積lまたAr膜および締縁膜とし、ての5102
等の土にもAr又はlを主成分とする金属膜を形成する
ことにより、半導体装置の配線として汎用性の高い好適
な金属膜を得ることができる。 このような金属膜とは、V−15体的には以上のとおり
である。選択塘積15.たAr、Aj2−3i、A、f
! −Ti 、Al2− Cu、A7□′、−Sj′I
i、Ar2− Si−Cuと非選択的に堆積しまたAr
:5.AF−SiAr−Ti、、Ar−Cu、 Aj:
! −3i−Ti、Aj7−3i Cuとの組みへオニ
)せ等である。 非選択堆積のための成膜クラ法とし、ズは1述L t:
=AI−CV磨ノ!以外のCVD法やスパッタリング法
等がある。 (成膜装置) 次に、本発明による電極を形成するに好適な成膜装置に
ついで説明する。 第2ないし24図に1述l3、た成膜方法を適用するに
好適な金属膜連続形成、装置をr枠式的に示す。 この金属膜連続形成装置は、第2図に小1ように、ゲー
トバルブ310a〜31Ofによ−J′T′万いじ外気
遮断十で連通b]能に連接され°ているロードロ・ンク
室311、第1の成膜室としてのCvD反応室312、
Rfエツチング室313、第2の成膜室とし2てのスパ
ッタ室314、ロードrUツク室:315 とから構成
さtlでおり、各室はそI′tぞわ排気系316a〜3
16eによって排気され減圧可能に構成されズいる。こ
こで前BE!ロードロック室311は、スルーブツト性
を向−1−させるために堆積処理前の基体雰囲気を排気
後にl(2雰囲気に置き換える為の室である。次Q〕C
VD反応室312は基体1に常圧また(、J減圧1ミて
1−述したAl−CVD法による選択堆積を行う室であ
り、成膜すべき基体表面を少なくとも200℃〜450
 Tの範囲で加熱可能な発熱抵抗体317を有する基体
ボルダ318が内部に設けられるとともに、CVD用原
料ガス導入ライン319によって室内にバブラー319
−1で水素によりバブリングさね気化さ第1たアルキル
アルミニウムハイドライド等の原料ガスが導入され、ま
たガスライン319゛より反応ガスとし7ての水素ガス
が導入されるように構成されている。次のRfエツチン
グ室313は選択堆積後の基体表面のクリーニング(エ
ツチング)をAr雰囲気上で行う為の室であり、内部に
は基体を少なくとも100℃〜250℃の範囲で加熱可
能な基体ホルダ320どRfエツチング用電極ライン3
21とが設りらオlるとともに、Arガス供給ライン3
22が接続されている。次のスパッタ室314i:1基
体表面にAr雰囲気下でスパッタリングにより金属膜を
41′選択的に堆積する室であり、内部に少な(とも2
00″C′〜250℃、の範囲で加熱される基体ボルダ
323どスパッタターゲットT、1t324aを取りつ
けるターゲット電極324どが設けられるとともに、A
rガス供給ライン325が接続されている。最後の【1
−ドロック室315け金属膜堆積メー;了後の基体を外
気中に出(的の調整室であり、雰囲気をN、に置換する
ように構成さ第1でいる。 第3図は上述した成膜方法を適用するに好適な金属膜連
続形成装置の他の構成例を示しており、前述の第2図と
同じ部分についでは同一符号とする。第3図の装置が第
2図の装置と異なる点は、直接加熱手段どしてハロゲン
ランプ330が設けられており基体表面を直接加熱出来
る点であり、そのために、基体ホルダ312には基体を
浮かした状態で保M″するツメ331が配設されている
ことである。 このよう構成により基体表面を直接加熱−することで前
述した様に堆積速度をより一層向−4させることが可能
である。 上記構成の金属H連続形成装置は、実際的には、第4図
に小すように、搬送室326を中継室、1′して前記ロ
ードロツタ室:Hl 、 CVD反応室3↑2、Rfエ
ッヂング室313.  スパッタ室314、ロー ド℃
」ツク室315が相匂、に連結された横テコのものと1
質的に智価T゛ある。この構成ではロードロック室31
1は0−ドロック室315を兼ねている。前記搬送室3
26には、図に示すように、AA力向に止i・回転可能
か−>BBl−1向に伸縮7J]能な搬送手段どしての
アーム327が設けられで才;す、このアーム327に
よって、第5図中に矢印で示すように、基体を]稈に従
って順次ロードロック室311から(: V 11.)
室312 、 Rfエツチング室313、スパッタ室3
14、ロードロツタ室315へと、外気にさらすことな
く連続的に移動さゼることができるようにな)でいる。 (成膜手順) 本発明による電極および配線を形成する為の成膜手順に
ついて説明する。 第6図は本発明による電極、および配線を形成(る為の
成膜手順を説明噛る為の模式、的斜視図τ′ある。 始めに概略を説明する。絶縁膜に1Hj孔の形成された
半導体基体を用熟し、この基体な成膜室に配し5その表
面を例えば260℃〜450℃に保p t、、−C、ア
ルキルアルミニウムハイドライドどしでDMAIIのガ
スと水素ガスとの混合雰囲気での熱CV [1法i′よ
り開孔内の崖導体が露出した部分に選択的に1を堆積さ
せる。もちろん前述したようにSN線’+−等を含むガ
スを導入してAP−83等のlを主成分とする金属膜を
選択的に堆積させてもよい。次にスパッタリング法によ
り選択的に堆積し7たAP2および絶縁膜上にAP又は
Ajl’、を↑成分どする金属膜を引選択的に形成する
。子の後、所望の配線形状に非選択的に堆積した金属膜
をバターニングすれば電極および配線を形成することが
出来る。 次に、第3図及び第6図を参照しながら1体的に説明す
るまず基体の用意をする。基体とシ、″r:。 は、例えば単結晶Siウニハトに各1゛]径の開看の設
けられた絶縁膜が形成されたものを用意する。 第61タ1(A)はこの基体の一部分を示す模式側であ
る。ここで、401は伝導性基体とし7ての単結晶シリ
コン基体、402は絶縁膜(層)と18での熱酸化シリ
コン膜である。403および404は開孔(露出部)で
あり、それぞれに]径が異なる。 基体上への第]配線層としての電極どなるAρ成肋の手
順は第3図をもって1れば次の通りである。 まず、1.述した基体をロードロツタ室311に配置す
る。このロードロツタ室311に前記したように水素を
導入して水素雰囲気としておく。そし。 て、排気系316bにより反応室312内をほぼ1×1
0−’Torrに排気する。ただし2反応室312内の
真空度はI X 10−’Torrより悪くてもAP2
.は成膜出来机 ぞし、て2ガスライ〉319からバブリングされたDM
AHのガスを供給する1、DMAHラインのギヤリアガ
スにはLを用いる。 第2のガスライン319゛は反応ガスどしてのH,川で
あり、この第2のガスライン319°からH2を流し、
不図示のスローリークバルブの開度を調整して反応室3
12内の圧力を所定の値にする。この場への典型的圧力
(J略々1.5Torrがよい。DMAI(ラインより
DMAI(を及応管内へ導入する。全圧を略々1、.5
Torr 、DMA11分圧を略々5.OX 1O−3
Torrどする。その後ハt7ゲンランブ330に通電
しウェハを曲接加熱する。このようにし、てAで、を選
択的に堆積さセる。 所定の堆積時間が経過しまた後、DMAI(の供給を一
端停Jする。この過程で堆積されるl膜の所定の堆積時
間と+!’: 、 Si、 (Jl結品シリコ:/基体
1)土のAP膜の厚さが、5ins (熱酸化シリコン
膜2)の膜厚と等し2くなるまでの時間であり、実験に
よりあらかじめ求めることが出来る。 このときの直接加熱による基体表面の温度は270℃程
度とする。ここまでの工程によれば第6図fB)に小す
ように開孔内に選択的にl膜405が堆積するのである
。 以トをコンタクトホール内に電極を形成4る為の第1成
膜]−稈と称゛する。 上記第1成膜1.程後、CVD反応室312を拮気糸3
16bにより5 X 10””Torr以丁の以下度に
到達するまで排気する。同時に、Rfエツチング室31
:3を5 X 10−’Torr以下に排気する。両室
が1記真空度に到達したことを確認した後、ゲートバル
ブ310Cが開き、基体を搬送手段によりCVD反応室
312からI(fエツチング室313へ移動し4、ゲー
トバルブ310cを閉じる。基体をRfエツチング′i
11.′313に搬送し、排気系316cによりRfエ
ツチング室室上131011Torr以1の真空度に達
するまで排気Jる。その後Rfエツチング用アルゴンイ
共給ライン322によりアルゴンを供給し、Rfエッヂ
ング室313を10 ” ’ =〜1O−aTorrの
アルゴン雰囲気に保つ。Rffエツチング基体ホルダー
320を200℃程に保ち、I’tfユッヂング用電極
321へ1.00WのRfパワーを60秒間程供給し7
、Rfエツチング室313内でアルゴンの放電を生起さ
せる。このようにすれば、基体の表面をアルゴン(4ン
によりコーララングし7、CVD堆積膜の不要な表面層
をとり除くことができる。この場名のエッヂング深さは
酸化物相当で約10()度量膣とする。なお、ここでは
、Rfエッ・ブング室でCvl)堆積膜の表面Jソヂン
グをiJ・またが、真空中を搬送される基体のCVD膜
の表面層は人気中の酸素智・を6んでいないため、R1
エッグングを1]ねなく、又もかなわない。その場名、
Rf!−ツチングv3x3は、CVD li応室゛12
どスパッタ室314の温度差が人き(異なる場名、温度
変化を短時間で(〕な5ための温度変更室とし1機能す
る。 Rfエツチング室313においで、Rfコ、ツチングが
終了した後、ア”ルゴンの流入を停止し、Rfユッチン
グ室313内のアルゴンを排気する。 Rfエツチング
室室上135 X 10”’Torrまで排気し、かつ
スパッタ室314を5 X 10””Torr以下に排
気した後、ゲートバルブ310dを開く。その後、基体
を搬送手段を用いてRfエツチング室室上13らスパッ
タ室314へ移動さゼゲートバルブ310dを閉じる。 基体をスパッタ室314に搬送してから、スパッタ室3
14をRfエツチング室、313ど111]様にio1
〜・10”31’○rrのアルゴン雰囲気となし、基体
を載置する基体ホルダー323の温度を200・〜25
0℃程に設定オる。そし2て、5〜l OkwのDCパ
ワーでアルゴンの放電を行い、AnやA尼−5i  (
Si:0.5%)等のターゲツト材をアルゴンイオンで
削り 1.やAj2−Si等の金属を基体上に1000
0人/分程の堆積速度で成膜を(Jう。この工程は非選
択的堆積1程である。これを電極と接続する配線を形成
する為の第2成膜工程と称オる。 基体上に5000人程の金属膜を形成した後、アルゴン
の流入およびDCパワーの印加を停社する。 ロードロツタ室311を5 X 10”’Torr以下
に排気し。 た後、ゲートバルブ310eを開き基体を移動さセる。 ゲートバルブ310eを閉じた後、′Liff −ドロ
ック室311にN2ガスを人気庁に達するま“ぐ流しゲ
ー=1−バルブ310fを開い又基体を装置の外へ取り
出t。 以」−の第2Aβ膜堆積丁程によれば第6図((:)の
ように5i02膜402上にAρ膜406を形成するご
とができる。 そし、て、このA℃膜406を第6図(D)のようにバ
ターニングすることにより所望の形状の配線を得ること
ができる。 (¥験例) 以トに2上記At−CVD法が優れており、且つそれに
より開孔内に堆積したlがいかに良質の膜であるかを実
験結果をもとに説明する。 まず基体としてN型単結晶シリコンウェハーの表面な熱
酸化して8000人の5iOzを形成し0.25μmX
 O,25μm角からlODμrn X 100μv角
の各種[J径の開孔をパターニングして1地のSi単結
晶を露出さゼだものを複数個用意した。(サンプルこれ
らを以下の条件によるAl−CVD法により Aβ膜を
形成した。原料ガスとしてDMA)I、反応ガスとし、
て水素、全圧力を1.5Torr 、 DMA8分圧を
5.OXl、0”′3Torrという共通条件のもとで
、ハロゲンランプに通電する電力量を調整し直接加熱!
こより基体表面温度を200℃〜490℃の範囲で設定
し成膜を行った。 その結果を表1に示す。 (以下余白) 表1から判るように、直接加熱による基体メ、面温度が
260℃以1では、Agが開孔内に3000−5000
人/分という高い堆積速度で選択的に堆積lた。 基体表面温度が260℃〜440℃の範囲での開孔内の
Ag膜の特性を調べてみると、炭素の含有はなく、抵抗
率2,8〜・3.4μΩl、反射率91]−95%、1
μm以上のヒロック密度が0〜10であり、スパイク発
生(0,15μm接合の破壊確率)がほとんどない良好
な特性であることが判明した。 これに対して基体表面温度が200℃〜・250℃では
、模質は260℃へ・440℃の場合に比較し1でr、
(悪いものの従来技術から見わば相当によい膜であるが
、堆積速度が1000〜1500人/分と決して十分に
高いとはいえず、スルーブツトも7〜]0枚/Hと比較
的低かった。 また、基体表面温度が450℃以1になると、反射率が
60%以下、1μm以上のヒロック密度が10〜10’
 en+−’、アロイスパイク発生がOへ・30%どな
り、開孔内のAg、膜の鞘付は低Fし1だ。 次に上述し、た力性がコンタクトホー・ルやスルーホー
ルといった開化にいかに好適に用いることができるかを
説明する。 即ち以T・に述べる材料からなるコンタクトホール/ス
ルーホール構造にも好ましく適用されるのである。 1〜述したサンプル1−1に1を成膜した時と同じ条件
で以ト番ご述べるような構成の基体(づンブル)にl膜
を形成し7た。 第1の基体表面材料とし、ての単結晶シリコンの1に、
第2の基体表面材料どしてのcvn沫による酸化シリコ
ン膜を形成し、、フォトリソグラフィー“]〜、程によ
りバターニングを行い、単結晶シリコン表面を部分的に
露出させた。 このときの熱酸化S j、0 *膜の膜厚は8000人
、単結晶シリコンの露出部即ち開(」の大きさば0゜2
5μ【Xo、25μσ1〜100μm X  100μ
mであ・した。このようにしてづンブル1−2を準備し
た。(以1このヨウなサンプルを” CVD5i(h 
(以下SiO2と略す)/単結晶シリコン”と表記する
こととする)、。 サンプル1.−3は常圧CVDによって成膜したボロン
ドープの酸化膜(以下BSGと略す)/単結晶ジノコン
、 サンプル1−4は常圧CVDによって成膜しまたリンド
ープの酸化膜(以−F’PSGど略す)/単結晶シリニ
」ン、 サンプル1−5は常Hgcvpによっ又成膜したリンお
よびボロンドープの酸化膜(以下BSPGと略1)/単
結晶シリコン、 サンプル1−6はプラズマCVDによ一ンて成膜した窒
化膜(以1”P−3iNど略−t’)/単結晶シリコン
、サンプル1−7は熱窒化膜(以’l”T−3iNと略
ず)/単結晶シリコン、 サンプル1−8は減圧CVDによって成膜しまた窒化膜
(以下LP−3iNと略す)/W結晶シリコン、サンプ
ル1−9はECR装置によって成、膜し7た窒化膜(以
下ECR−3iNと略す)/単結晶シリコンである。 さらに以下に示す第1の基体表面材料(18種類)と節
2の基体表面材料(9種類)の全組み名わせによりサン
プル1−11〜l−179(注意:サンプル番号1−1
0.20.30.40.50.60.70.80.90
、!、00 、110 、1.20 、130 、14
0 、150.160.170、は欠番)を作成しまた
。第1の基体表面材料とし2で単結晶シリコン(単結晶
Si) 、多結晶シリコン(多結晶Si) 、非晶質シ
リコン(非晶質S1)、タングステン(W)、モリブデ
ン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステンシリサイ
ド(WSi) 、チタンシリサイド(1’1Si) 、
アルミニウム(Aff)、アルミ、ゴウムシリコン(A
g−3i ) 、チタンアルミニウム(八β−Ti )
 、チタンナイトライド(Ti−N)、岨(Cu) 、
アルミニウムシリコン銅(Ag−5i−Cu) 、アル
ミニウムパラジウム(1−Pd) 、チタン(Ti)、
モリブデンシリ勺イド(Mo−3i )、タンタルシリ
サイド(Ta−3j、)を使用した。第2の基体表面材
料としてはT−Sj、0□、 SiO□、 BSG 。 PSG 、 BPSG、 P−3iN 、 T−5iN
 、 LP−3iN、 ECR−Sj、Nである。辺土
のような全サンプルについても上述し7たサンプル1−
1に匹敵する良好なAg膜を形成することができた。 次に、以1のようにA看を選択堆積させた基体に上述し
たスパッタリング法によりlt8選択的にAρを堆積さ
せてバターニングした。 その結果、スパッタリング法にょるAj2膜と、開孔内
の選択堆積したへρ膜とは、開孔内の1膜の表面性がよ
いために良好な電気的にも機械的にも耐久性の高いコン
タクト状態とな−)でぃた。 (以下余白) 第7図を参照し、て第1図に示した半導体装置の製造方
法を説明する。 まずMOS )ランジスタまたはパイボーラドンンジス
タ等の機能素子が形成さt7ているシリコンからなる半
導体基体1の表面にCVD法によって酸化シリコンから
なる熱酸化膜2を形成し2、この熱酸化膜2土の所定領
域にCV I)法によってシリコン窒化膜等の非酸化性
膜3を積層した(第7図(A)参照)。 次に、」−述の熱酸化膜2および非酸化性膜3に対し7
選択酸化を施して熱酸化膜2土番ごフィールド酸化膜4
の領域を形成した。また、非酸化性lI#ニー1および
その下側の熱酸化膜2を除去し、再酸化してゲート酸化
膜5の領域を形成した。さらに、このゲート酸化膜5の
所定領域に、ポリシリコン膜(図示せず)を積層し、た
後、レジストバターニングを通しでイオン注入し、熱処
理して拡散層6を形成した(第7図FB)参照)。次い
で、半導体基体jの表面層全体に(:VD法によって層
間絶縁膜7を形成した(第7図(C)参照)。この層間
絶縁膜7は上述したポリシリコン膜と後述のA R−C
VD膜との電気的な分離のために設けられたものである
。 次いで、眉間絶縁膜7にコンタクトバター・7ニングを
施して、拡散層6が露出するように電極取り出し用の開
孔としてのコンタクトホール8を開[」し、同時にフィ
ールド酸化膜4の内部に達する段差部としての親マーク
部9を形成し、た(第7図fD)参照)。 次に、前述した選択堆積法によっ′T、’:1ンタクト
ホール8内にAρ−Siを選択的に堆積し、で、導電体
としての第1配線暦10をその上面が眉間絶縁膜7の上
面と面一となるように形成し、た(第7図(E)参照)
。 次いで、半導体基体1の表面層全体、ずなオ)も第1配
線層10と層間絶縁膜7の上および親マーク部9の内部
にRFプラズマ処理を施した後、スパッタリングなどに
よって非選択的にAj2−8iを堆積し、バターニング
して導電体層と(7ての第2の配線層11を形成したく
第1図参照)。この結架、段差部としての親マーク部9
の凹形状が第2配線層11(7) 、、、l−ifiに
反映されて段差どし、ての凹所11aが形成された。こ
の凹所11aにレーザ光を照射し、その反射信号を検出
してrJ動動メス2合ゼを行い、第2配線層11に配線
層バター;−ングを施したところ、ph望の配線バター
・ンな正確に半導体基体1の十に形成゛びきた。 なお、」−述の実施態様例においで、層間絶縁膜7の土
に第2配線層11を形成する前に、層間絶縁膜7の表面
にりじた凹凸を5OG(spin on glass)
法にJ、っでq、 jl’3化11化工1もよい。すな
わち、スピンコーターを使用し、シラノール化合物の有
機溶剤(アルコール、ケトン等)溶液を回転数3.00
0〜6、.000 rpn+で15〜30秒間塗布し2
、回転塗布時iごイソプロピルアルコールのバックリン
スを行い、塗布後にボッドブL/−hを用いて半導体基
体を80〜・200 ’Cに1〜3分間加熱17で低温
ベーヘングを行う。このような処理を施すことによ・っ
て層間絶縁膜の表面の凹凸1.、tはとんどなくなり、
平坦な表面が得られるから、第2配線層↓ζおいで凹凸
にJる抵抗の増大や段差切れも生じるごとがない。 第8図は本発明の他の好適な実施例を示す極式的断面図
である。第8図に示した半導体装置において、n号12
は例えばバイポーラ素子等の機能素子が形成されたシリ
コン等からなる半導体基体である。この半導体基体12
の主面上には、酸化膜13が形成され、この酸化膜13
の所定領域の下側の半導体基体12には、拡散層14が
形成されている。この拡散層14の上方には、酸化膜1
3をエツチング等して拡散層14の土部を露出させるよ
うに形成された開孔とり、てのコンタクトホール15が
設しノられている。このコンタクトホール15は、拡散
層14の土面を底面とする平面積の小さい下方部1.5
aと、該下方部15aの」二縁部を底面に含む平面積の
大きい下方部15bとから構成されでいる。また、酸化
膜13の所定領域には、該酸化膜13の主面から内部ま
でエツチングして形成された段差部としての親マーク部
16が設りられている。 一ト述のコンタク[・ホール15の下刃部15aの内部
には、1・゛方部15aの上縁部まで、上述の選択堆積
法によってへβ等の導電材料を選択的に堆積させで形成
された電極取り出し用の第1配線層j7が設けられてい
る。この第1配線層17と酸化Ill!13の上、およ
び親マーク部16の内部には、非選択堆積法によ・)で
導電材料を堆積さセで形成された導電体層どしての第2
配線層18が設けられている。この第2配線層18の」
−には、コンタクトボー・ル15の+方に上部分19が
、親マーク部16の」立方に凹所20が(れぞれ形成さ
ねている。したがって、この例における親マーク部1G
の形状に対応した段にとしての凹所20は、」述の凹所
1.laと同様に、配線層バターニングにおける自動マ
スク合オ〕せの基準のマークとして用いることができる
。 ここで、第9図を参照して第8図に示した半導体装置の
製造方法を概略説明する。 まず、半導体基体12の主面」に所定の膜厚で熱酸化膜
13を形成した後、この酸化膜13の所定領域にレジス
トバターニングを施し、イオン注入、熱処理を待って拡
@M14を形成した。次いで、酸化膜13に第1のコン
タクトバターニングを施し7て、拡散層14の下方の酸
化膜13の所定領域に浅い開口部15cを形成し、同時
に酸化膜13の所定領域に開[コ部15cの深さと同 
深さを有する凹部16を開口した(第9図(A)参照)
。 次に、酸化膜13に第2のコンタクトバターニングを舵
し、で、開[]部第15の底面を拡散層14が露出する
ようにエツチングして開孔としてのコンタクトホール1
5のT力部15aを形成し、同時に間し1部15cの開
し]縁部の周囲をエツチングし1てコンタクトホール】
5の」立方部15bを形成した(第9図fB)参照)。 次に、前述した選択堆積法によってコンタクトホール1
5の下刃部15a内にAl2−5iを選択的に堆積して
、導電体としての第11線層17をその上面が上方部1
5bの底面と面一 となるJ、うに形成した(第9図(
C)9照)。 次いで、半導体基体12の表面層全体、すなわち酸化膜
13とコンタクトホール15内の第1配線層17の上お
よび親、マーク部16の内部にRFブフズマ処理を施し
た後、被処理部分にスパッタリングなどによって非選択
的にAff−5iを堆積し、バターニングし2て導電体
層とし7ての第2の配線層18を形成した(第8図参照
)。この結果、段差部どしての親マーク部16の凹形状
が第2配線層16の上面に反映さ第1て段差としての凹
所20が形成された。この凹iiJ’i20にL/−ザ
光を照射し、その反射信号を検出し、て自動マスク台わ
せを行い、第2配線層16に配線層バターニングを施し
たところ、朗望の配線パターンを正確に半導体基体12
の上に形成することができた。 第10図は本発明の他の好適な実施例を示す模式的断面
図である。第10図に示した単導体装置におい又は、上
述の実施例の構成とは異なり、段差部どしての親マーク
部30の平面積を、開孔としてのコンタクトホール31
の平面積よりも大きく形成し。 た構成とし2ている。これは、選択金属堆積技術の特徴
である成長レートのサイズ依存性を利用したものである
。tなわち、選択堆積技術を用いて、勺イズの異なる大
小の孔内に金属を堆積させる場もには、づイズの小さい
孔への金属成長レートは大きい孔への金属成長L−−−
1・に比べて相対的に遅くなる現象を利用するものであ
る。Lまたか−・)で、この例では、親マーク部30へ
の金属酸、長レート(Jコンタクトホール31への金属
成長レートに比へで遅くなる。 ここで、第11図を参照して第10図に示した半導体装
置の製造方法を概略説明する。崖導体基体1の主面上に
熱酸化膜32を形成しまた後、レジストバターニングに
よりイオン注入、熱処理を行つτ拡散層6を形成した(
第11図(A)参照)6次に、熱酸化膜32の上に眉間
絶縁膜33を堆積し2、熱処理し7た後、コンタクトバ
ターニングおよびエツチングによりコンタクトホール3
1および親マーク部30を、親マーク部30をコンタク
トホール31よりも平面積において大きくなるように形
成しまた(第11図(B)参照)。 次いで、これら親マーク部30およびコンタクトホール
31に選択堆積法によりAρ−Sjを堆積させた。この
堆積1.程を、層間絶縁膜33Q)土面とコンタクトポ
ール31に形成される電極取り出し用の導電体とし2て
の配線層;(4の土面とが下用化した時点で停止させた
。この時点では、1−述の選択堆積法におけるサイズ依
存性により、親マーク部3()内に堆積した金属膜35
が層間絶縁膜33の一上面に4で達しておらず、金属膜
35は該絶縁膜3:3に対して凹形状どなっている(第
11図(C)参照)。 こtlにより、電極取り出し、側のコンタクト部では配
線層34の」−面と層間絶縁膜33の1゛面との下用化
を図ることができる一方、段差部としての親マーク部3
0の凹形状を配線層のバターニングにおけるマスク合わ
セの基準マークに利用することができる。 次に、この第11図(C)に示りまた状態の半導体基体
]の表面全体にRFプラズマ処理を施し7て表面を改質
した後、全面にCVD法によって非選択的に八ρ−3t
を堆積さセで導電体層としての配線層36を形成しまた
。この結果、段差部としての親マーク部30の凹形状は
配線層36の」面に反映して段差としての凹所37が形
成された(第10図参照)、この凹所37にレーザ光を
照射し2、その反射信号を検出し2て自動マスク合わせ
を行い、配線層バターニングを施したところ、第1図に
示しまた凹所11aと同様に、所望形状の配線パターン
を正確に半導体基体1の+に形成することができた。 [発明の効果] 以上説明したように、本発明によオフば、新蜆なCVD
法による選択金属堆積技術を用いていることから、導電
性の下地表面が露出した開孔のみに選択的に導電材料を
堆積させて導電体を形成することができる。この導電体
の上および−1・地表面上の絶縁膜に形成された段差部
の土に非選択堆積法を用いて導電体層を形成することに
よって、得られた導電体層に段差部の形状に対応した部
分を形成することができる。この部分をマスク合わせ用
のマークとして用いることによって、導電体層に対する
バターニングに際し、例えばアートアライメントを利用
して所望形状の配線パターンを忠実に形成することが可
能となる。
[There is. Means for Solving Problem 1] In the method for aligning a semiconductor device of the present invention, a conductive thin film is formed on the surface of a conductive base via an insulating film. forming an opening in the insulating film that exposes the ground surface; forming a stepped portion in the insulating film that exposes the ground surface; and forming a step in the opening that exposes the ground surface. and at least two steps of forming the conductive thin film on the insulating film, and performing alignment using the stepped portion. It is something to do. 4. The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a wiring layer is provided on a conductive 1. ground surface 1 via an insulating film. step 7 of forming a step portion in which the base surface is not exposed in the insulating film; step 7 of forming a step portion in which the base surface is not exposed; and step 7 of selectively depositing a conductive material wheel 1 in the opening a step of forming a conductive thin film for forming the wiring layer on at least the insulating film; and a step of patterning the conductive thin film to form the wiring layer. That is. Furthermore, in the semiconductor device of the present invention, in a semiconductor device in which a conductive layer is formed on a base surface J of a conductive material with an insulating film interposed therebetween, an open hole formed in the insulating film and exposed on the ground surface is provided. a conductor formed therein, a step portion formed in the insulating film and not exposed on the base surface, and the insulating film.
The conductor layer is characterized in that the conductor layer is provided with a step corresponding to the step portion. 1 Effect] In the present invention, a new CVD5:i: selective metal deposition technique is used, so a conductive material is selectively deposited only in the openings where the N-conductive 1-ground surface is exposed. A conductor can be formed by By forming a conductive layer using a non-selective deposition method on the stepped portion formed on the conductor and the insulating film on the underlying surface, the resulting conductive layer has the stepped portion. It is possible to form a part that corresponds to the shape.By using this part as a mark for mask alignment, it is possible to pattern and mark the conductive layer by using automatic alignment. desired 1
[It is difficult to form a one-line pattern faithfully. ['Bold Examples] The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cliff conductor arrangement as a preferred embodiment of the present invention. In FIG. 1, numeral 1 is MO
S Functions of transistors, bipolar transistors, etc. 1
This is a semiconductor substrate that serves as a conductive base made of silicon or the like on which a semiconductor substrate is formed. A thick field oxide film 4 and a predetermined region of the main semiconductor substrate
A gate oxide film 5 having a small thickness is formed. In this game (semiconductor substrate on the "side" of the predetermined region of the oxide film 5),
A diffusion layer 5 is provided. Further, an interlayer insulating film 'l is formed with a predetermined thickness on the field oxide film 4 and gate oxide film 5. On the other side, a contact hole 8 is formed by etching the gate oxide film 5 and the interlayer insulating film 7 to expose the upper part of the diffusion layer 6. Further, in a predetermined region of the glabellar insulating film 7 and the field oxide film 4 below it, a parent mark as a stepped portion is formed by etching from the - face of the glabellar insulating film 7 to the inside of the field oxide film 4. A section 9 is provided. There is a layer interlayer inside the contact hole 8 mentioned above. A conductive material 1 such as A42 is selectively deposited using a special CVD method, which will be described in detail later, so that the 10 sides of the membrane 7 and the blood are formed. 1 wiring layer 10 has been formed.A conductive material is deposited in this first ff11° line layer lO, the soil of the interlayer insulating film 'r, and the inside of the parent mark part 9 by a non-selective deposition method. A second wiring layer 11 is formed as a deposited conductive layer 2. In a semiconductor device having such a wiring structure, an interlayer The insulating film 7 and the parent mark portion 9 correspond to the concave shape 4.7 and have a step difference,
A recess 11a is formed. This recess number 11a is used as a mark for use in an automatic mask when patterning the second wiring layer 11. This talented conductor outfit @&Joil is the above-mentioned parent mark part ≦3
Since the recess 1.1a can be formed accurately at the position of , this recess 11a can be used as a mark and the butter as stated in Proposition 1! It is possible to form interconnections using the same method. Therefore, since the first layer is not damaged due to patterning, high-density wiring is also possible. The metal used for electrode extraction and wiring is A.
n, An-5i, An-Cmyu, AffSi-・TiA
Alloys containing Aff such as n, An-5i-Cu, etc.
Cu, Mo, W, or (6 gold) can be used.Especially, when filling the inside of the contact/tact hole for electrode extraction 1, it is preferable to use the Ajll!-CVD method described later. C.I. As an insulating film, then CVI
) method and sputtering method (41 types of inorganic materials such as silicon oxide film, silicon nitride film, PSG (silicate glass) film, BPSG (borophosphorus silicone glass) film, and polyimide film. The first material is preferably used.For forming the wiring layer on the insulating film 1, CVD
After forming a metal layer on the entire surface of the insulating film by a method such as a method or a sputtering method, it may be patterned into a predetermined wiring shape (by photolithography), or a predetermined portion of the surface of the insulating film may be exposed to plasma in advance. Modified with 1,
The metal may be selectively deposited only on the modified surface area. At least 40 mm as a step for the alignment mark.
It is preferable that there is a level difference of about 0 people by an amount J-. stomach. It is more preferable (2, or 50[) great favors.' (Formation))2) The film forming method suitable for forming the electrode according to the present invention will be explained below. This method is a film forming method suitable for burying a conductive material into the opening in order to form an electrode having the above-mentioned structure. Using aluminum hydride gas and hydrogen gas, it is deposited on an electron-donating substrate by a surface reaction to form a layer (hereinafter referred to as 1"l!, -cVlj). In particular, monomethylaluminum, ::ram hydride (MMAH), or dimedylaluminum hydride (DMAHI) is used as the raw material gas, and the substrate surface is heated with a stiff mixed gas using H. gas as the reaction gas. It is possible to deposit a good quality A°C film.
During selective deposition of Aβ, it is preferable to maintain the surface temperature of the substrate at 1-450τ′ below the decomposition temperature of the alkyl aluminum hydride by indirect heating or indirect heating.
more preferably;) 60X'□ or more and 440°C or less. Heat the substrate to the above temperature range as much as possible.
Although there are direct heating and indirect heating, in particular, if the substrate is kept at a temperature of 1-7 degrees by direct heating, a high-quality AI film can be formed at a high piecing rate. For example, if the substrate surface temperature during Ap film formation is set to 260"C to 440C, which is a more preferable temperature range, 300 people.
A high quality film can be obtained at a deposition rate higher than that of resistance heating at 5,000 people/min. Examples of this method of direct heating (J, energy from 1,000 tons of heating is transferred to the p-contact substrate and heats the substrate itself) include lamp heating using a halogen lamp, a xenon lamp, or the like. 4. The method of indirect heating is resistance heating, in which one is installed in the space for forming the deposited film to support the substrate on which the deposited film is to be formed, and a heating element etc. is provided on the substrate support member. It is possible to do this by using
If the CVD method is applied to a substrate in which surface portions of Aβ and V coexist, a single crystal of Jfi will be formed with good selectivity only in the substrate surface portion of electrons, molecules, and sex. The material is excellent in all the properties desired as an electrode/wiring material.In other words, it achieves a reduction in the probability of hillock occurrence and a reduction in the probability of alloy spike occurrence. High-quality AQ can be selectively formed on the surface of any N' conductor or conductor, and ■
Since Afi has excellent crystallinity, it is considered that formation of alloy spikes due to eutectic reactions with silicon, etc., is hardly observed or is extremely rare. Conventionally, it has been considered that the material is employed as an electrode of a semiconductor device. It is possible to obtain effects that were not expected with conventional technology, which goes beyond the concept of one electrode. As shown in J- below, the surface of 13 electrons, for example, the insulating core 1, is deposited in the opening where the surface of the semiconductor substrate is exposed.
He explained that Aff has a single-crystal structure, but according to this AJ2-CVD method, it is possible to selectively deposit the following metal film containing l as a single component, and the quality of each film can be improved. It shows excellent properties. Tatoriba, alkyl aluminum hydride. In addition to gas and hydrogen, sing, Si, J', s, 5i31 (8,
5i (cuJ4, 5iCff+, si+-12cg
Gas containing 81 atoms such as z, 5tHCff n, T
xCffs, , Ti, Br4. Tl(CH3)
4th grade Q) Ti raw material contains C; gas and bisacetylacetonate! olC11 (CyoH, 02)
, bisdipivaloyl methanite copper CLIFCIllll
1102)2, bishexafluoroacetylacetonatocopper Cu(CsH) eL)2, etc., are introduced in appropriate combinations to create a mixed gas atmosphere, for example /l-5i, Ar- ] “i, Ar-Cu
, /l-3i-Ti, Aj2-5i-Cu, or the like may be selectively deposited to form the electrode. In addition, since the Al-CVD method is the first film forming method with superior selectivity and the surface properties of the deposited film are good, a non-selective film forming method is used in the next deposition process. 5102 by applying a series of selective depositions as an Ar film and a tightening film.
By forming a metal film containing Ar or l as a main component even on soils such as soils, it is possible to obtain a metal film suitable for highly versatile use as wiring for semiconductor devices. Such a metal film is as described above in terms of V-15. Selective stack 15. Ar, Aj2-3i, A, f
! -Ti, Al2-Cu, A7□', -Sj'I
i, Ar2- Deposited non-selectively with Si-Cu and Ar
:5. AF-SiAr-Ti, Ar-Cu, Aj:
! -3i-Ti, Aj7-3i Cu, etc. The film formation method is used for non-selective deposition, and the steps are as follows:
=AI-CV Shino! There are other methods such as CVD method and sputtering method. (Film Forming Apparatus) Next, a film forming apparatus suitable for forming the electrode according to the present invention will be described. FIGS. 2 to 24 show an apparatus for continuously forming a metal film suitable for applying the film forming method described in 1.13 in an R-frame format. As shown in Fig. 2, this metal film continuous forming apparatus consists of a loading chamber 311 which is connected to a load chamber 311 which is connected to the outside air by means of gate valves 310a to 31Of. , a CvD reaction chamber 312 as a first film forming chamber,
It consists of an Rf etching chamber 313, a sputtering chamber 314 as a second film forming chamber, and a load rUtching chamber 315, and each chamber is connected to an exhaust system 316a-3.
16e so that the pressure can be reduced. Here is the previous BE! The load lock chamber 311 is a chamber for replacing the substrate atmosphere before the deposition process with l(2 atmosphere) after exhausting it in order to improve the throughput property.Next Q]C
The VD reaction chamber 312 is a chamber in which selective deposition is performed on the substrate 1 at normal pressure or under reduced pressure (1-1) using the Al-CVD method described above.
A base boulder 318 having a heating resistor 317 that can be heated in the range of T is provided inside, and a bubbler 319 is installed inside the room by a CVD source gas introduction line 319.
A raw material gas such as alkyl aluminum hydride which has been vaporized by bubbling with hydrogen is introduced through the gas line 319, and hydrogen gas as a reaction gas is introduced through the gas line 319. The next Rf etching chamber 313 is a chamber for cleaning (etching) the surface of the substrate after selective deposition in an Ar atmosphere, and inside there is a substrate holder 320 that can heat the substrate at least in the range of 100°C to 250°C. Electrode line 3 for Rf etching
21 is installed, and Ar gas supply line 3 is also installed.
22 are connected. Next sputtering chamber 314i: This chamber selectively deposits a metal film 41' on the surface of the substrate by sputtering in an Ar atmosphere.
A base boulder 323 heated in the range of 00''C' to 250℃ is provided with a target electrode 324 to which a sputter target T, 1t324a is attached, and a
An r gas supply line 325 is connected. The last [1
- Drock chamber 315 is a metal film deposition chamber; after completion of the metal film deposition process, the substrate is exposed to the outside air. Another configuration example of a metal film continuous forming apparatus suitable for applying the film method is shown, and the same parts as in the above-mentioned Fig. 2 are given the same reference numerals. The difference is that a halogen lamp 330 is provided as a direct heating means so that the surface of the substrate can be directly heated.For this purpose, the substrate holder 312 is provided with a claw 331 that holds the substrate in a floating state. With this configuration, by directly heating the substrate surface, it is possible to further increase the deposition rate as described above.The metal H continuous forming apparatus with the above configuration is Practically, as shown in FIG. 4, the transfer chamber 326 is a relay chamber, 1' is divided into the load rotor chamber: Hl, CVD reaction chamber 3↑2, Rf etching chamber 313, sputtering chamber 314, and load ℃.
"Tsuku room 315 is connected to Aiou, with a side lever and 1
Qualitatively, it has a wisdom value of T゛. In this configuration, the load lock chamber 31
1 also serves as the 0-lock chamber 315. Said transfer chamber 3
26, as shown in the figure, is provided with an arm 327 as a conveying means that can be fixed and rotated in the AA force direction and extended and contracted in the BB1 direction. 327, the substrate is sequentially moved from the load lock chamber 311 according to the culm as shown by the arrow in FIG. 5 (: V 11.)
chamber 312, Rf etching chamber 313, sputtering chamber 3
14, so that it can be moved continuously into the load rotor chamber 315 without being exposed to the outside air. (Film Forming Procedure) A film forming procedure for forming electrodes and wiring according to the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic perspective view τ' for explaining the film forming procedure for forming electrodes and wiring according to the present invention. First, the outline will be explained. 1Hj holes are formed in the insulating film. A prepared semiconductor substrate is placed in a film-forming chamber, and its surface is maintained at, for example, 260°C to 450°C. DMAII gas and hydrogen gas are mixed with pt, -C, and alkyl aluminum hydride. Thermal CV in atmosphere [1 method i' selectively deposits 1 on the exposed part of the cliff conductor in the opening.Of course, as mentioned above, a gas containing SN wire '+- etc. is introduced and AP- A metal film containing l as a main component such as 83 may be selectively deposited.Next, a metal film containing AP or Ajl' as a main component may be selectively deposited by a sputtering method on the AP2 and insulating film 7. The film is selectively formed. After the formation, electrodes and wiring can be formed by patterning the non-selectively deposited metal film into a desired wiring shape. This will be explained in detail with reference to the figure. First, the substrate is prepared. The substrate and the "r:." The 61st ta 1 (A) is a schematic side showing a part of this base. Here, 401 is a single crystal silicon base 7 as a conductive base, and 402 is an insulating film (layer). and 18 are thermally oxidized silicon films. 403 and 404 are openings (exposed parts), each having a different diameter. Referring to Figure 3, the process is as follows: First, the substrate described in 1. is placed in the load rotor chamber 311. Hydrogen is introduced into the load rotor chamber 311 as described above to create a hydrogen atmosphere. The inside of the reaction chamber 312 is approximately 1×1 by the exhaust system 316b.
Vent to 0-'Torr. However, the degree of vacuum in the second reaction chamber 312 is AP2 even if it is worse than I x 10-'Torr.
.. DM bubbled from the 2 gas dryer 319 after the film was formed.
1 to supply the AH gas, L is used for the gear rear gas of the DMAH line. The second gas line 319゛ is H as a reaction gas, and H2 flows from this second gas line 319゛.
The reaction chamber 3 is opened by adjusting the opening degree of a slow leak valve (not shown).
12 to a predetermined value. Typical pressure in this area (about 1.5 Torr is good. DMAI (DMAI) is introduced into the reaction tube from the line. The total pressure is about 1.5 Torr.
Torr, DMA11 partial pressure approximately 5. OX 1O-3
Torr. Thereafter, electricity is applied to the heat lamp 330 to heat the wafer in a curved manner. In this way, A is selectively deposited. After a predetermined deposition time has elapsed, the supply of DMAI (is temporarily stopped. The predetermined deposition time of the l film deposited in this process and ) The time it takes for the thickness of the AP film on the soil to become 2, which is equal to the film thickness of 5ins (thermal oxidation silicon film 2), can be determined in advance by experiment. The temperature is about 270° C. According to the steps up to this point, the l film 405 is selectively deposited inside the openings as shown in FIG. 6fB). The following is referred to as "first film formation for forming an electrode in the contact hole". Said first film formation 1. After that, the CVD reaction chamber 312 is
16b until a pressure of less than 5 x 10'' Torr is reached. At the same time, the Rf etching chamber 31
:3 is evacuated to below 5 x 10-'Torr. After confirming that both chambers have reached the degree of vacuum 1, the gate valve 310C is opened, the substrate is moved from the CVD reaction chamber 312 to the etching chamber 313 by the transport means, and the gate valve 310c is closed. Rf etching′i
11. '313, and is evacuated by the exhaust system 316c until a vacuum level of 131011 Torr or higher is reached above the Rf etching chamber. Thereafter, argon is supplied through the Rf etching argon common supply line 322, and the Rf etching chamber 313 is maintained in an argon atmosphere of 10'' = ~1 O-a Torr.The Rff etching substrate holder 320 is maintained at about 200°C, and the I'tf etching 7. Supply 1.00W of Rf power to the electrode 321 for about 60 seconds.
, an argon discharge is generated in the Rf etching chamber 313. In this way, the surface of the substrate can be coated with argon (7) to remove unnecessary surface layers of the CVD-deposited film.The etching depth in this case is approximately 10 mm (equivalent to oxide). In this case, the surface layer of the CVD film on the substrate transported in a vacuum is coated with the popular oxygen solution. Since R1 is not calculated by 6, R1
Egging 1] I can't beat it again. place name,
Rf! - Tsuching v3x3 is CVD li reception room 12
The temperature difference in the sputtering chamber 314 functions as a temperature changing chamber for changing the temperature in a short period of time. , the inflow of argon is stopped, and the argon in the Rf etching chamber 313 is exhausted. The upper part of the Rf etching chamber is evacuated to 135 x 10'' Torr, and the sputtering chamber 314 is evacuated to below 5 x 10'' Torr. After that, the gate valve 310d is opened.Then, the substrate is moved from the Rf etching chamber upper part 13 to the sputtering chamber 314 using a transport means, and the zegate valve 310d is closed.The substrate is transported to the sputtering chamber 314, and then the sputtering chamber 3
14 to the Rf etching room, io1 to 313 and 111]
The temperature of the substrate holder 323 on which the substrate is placed is set to 200-25.
Set it to about 0℃. Then, discharge argon with DC power of 5 to 100 kW, and discharge An or Ani-5i (
Scraping a target material such as Si (0.5%) with argon ions 1. 1000% of metal such as or Aj2-Si on the substrate.
The film is formed at a deposition rate of about 0 people/minute. This step is the first non-selective deposition. This is called the second film forming step for forming wiring to connect to the electrode. After forming about 5,000 metal films on the substrate, the inflow of argon and the application of DC power are stopped. The rotator chamber 311 is evacuated to below 5 x 10'' Torr. After that, the gate valve 310e is opened. Move the substrate. After closing the gate valve 310e, open the flow gate 1-valve 310f and take the substrate out of the device. According to the second Aβ film deposition process described below, an Aρ film 406 is formed on the 5i02 film 402 as shown in FIG. Wiring in the desired shape can be obtained by patterning as shown in Fig. 6 (D). We will explain on the basis of experimental results how good the film deposited on the substrate is. First, we thermally oxidize the surface of an N-type single crystal silicon wafer as a substrate to form 8,000 5iOz.
A plurality of holes were prepared in which a single Si single crystal was exposed by patterning apertures of various diameters from O, 25 μm square to lODμrn x 100 μv square. (Aβ film was formed on these samples by the Al-CVD method under the following conditions. DMA was used as the source gas) I, as the reaction gas,
hydrogen, total pressure 1.5 Torr, DMA8 partial pressure 5. Under the common conditions of OXl and 0'''3 Torr, adjust the amount of electricity applied to the halogen lamp and heat it directly!
From this, film formation was performed while setting the substrate surface temperature in the range of 200°C to 490°C. The results are shown in Table 1. (Margins below) As can be seen from Table 1, when the surface temperature of the substrate is 260°C or higher by direct heating, 3000-5000% of Ag is deposited in the openings.
It was selectively deposited at a high deposition rate of 1 person/min. When we investigated the characteristics of the Ag film inside the openings when the substrate surface temperature was in the range of 260°C to 440°C, we found that it contained no carbon, had a resistivity of 2.8 to 3.4 μΩl, and a reflectance of 91]-95. %, 1
It was found that the hillock density of 0 to 10 μm or more was good, with almost no spike occurrence (probability of failure of a 0.15 μm junction). On the other hand, when the substrate surface temperature is 200°C to 250°C, the pattern becomes 260°C and r at 1 compared to 440°C.
(Although it is bad, it is a fairly good film compared to the conventional technology, but the deposition rate was 1000 to 1500 sheets/min, which was not high enough, and the throughput was 7 to 0 sheets/h, which was relatively low.) Furthermore, when the substrate surface temperature is 450°C or higher, the reflectance is 60% or less, and the hillock density of 1 μm or more is 10 to 10'.
en+-', alloy spike generation is 30% to O, Ag in the pores, and membrane sheathing are low F and 1. Next, it will be explained how the above-mentioned strength can be suitably used for opening contact holes and through holes. That is, it is preferably applied to contact hole/through hole structures made of materials described in T. below. A film was formed on a substrate having the structure described below under the same conditions as when forming sample 1 on sample 1-1 described above. 1 of single crystal silicon as the first substrate surface material,
A silicon oxide film was formed using CVN droplets as the second substrate surface material, and buttering was performed by photolithography to partially expose the single crystal silicon surface. Oxidation S j, 0 *The thickness of the film is 8000 mm, and the size of the exposed part of the single crystal silicon (open) is 0°2
5μ [Xo, 25μσ1~100μm X 100μ
I did it at m. In this way, Zumburu 1-2 was prepared. (Hereinafter, refer to this sample as “CVD5i (h
(hereinafter abbreviated as SiO2)/single-crystal silicon), Sample 1.-3 is a boron-doped oxide film (hereinafter abbreviated as BSG)/single-crystal silicon, Sample 1. Sample 1-4 is a phosphorus-doped oxide film (hereinafter referred to as -F'PSG)/single-crystal silicon film formed by normal pressure CVD, and sample 1-5 is a phosphorus- and boron-doped oxide film formed by normal pressure CVD. (hereinafter abbreviated as BSPG 1)/single crystal silicon, sample 1-6 is a nitride film (hereinafter referred to as 1"P-3iN")/single crystal silicon, sample 1-6 is a nitride film formed by plasma CVD (hereinafter referred to as 1"P-3iN")/single crystal silicon, sample 1-6. Sample 7 is a thermal nitride film (hereinafter abbreviated as LP-3iN)/monocrystalline silicon, Sample 1-8 is a nitride film (hereinafter abbreviated as LP-3iN)/W crystal silicon, and sample 1-8 is a film formed by low pressure CVD. Reference numeral 1-9 is a nitride film (hereinafter abbreviated as ECR-3iN)/single-crystal silicon formed and deposited using an ECR apparatus. Furthermore, samples 1-11 to l-179 (note: sample number 1-1
0.20.30.40.50.60.70.80.90
,! , 00 , 110 , 1.20 , 130 , 14
0, 150.160.170 are missing numbers). The first substrate surface material 2 includes single crystal silicon (single crystal Si), polycrystalline silicon (polycrystalline Si), amorphous silicon (amorphous S1), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum ( Ta), tungsten silicide (WSi), titanium silicide (1'1Si),
Aluminum (Aff), aluminum, rubber silicon (Aff)
g-3i), titanium aluminum (8β-Ti)
, titanium nitride (Ti-N), Cu (Cu),
Aluminum silicon copper (Ag-5i-Cu), aluminum palladium (1-Pd), titanium (Ti),
Molybdenum silicide (Mo-3i) and tantalum silicide (Ta-3j) were used. The second substrate surface material includes T-Sj, 0□, SiO□, and BSG. PSG, BPSG, P-3iN, T-5iN
, LP-3iN, ECR-Sj,N. Sample 1- as mentioned above for all samples such as edge soil.
A good Ag film comparable to No. 1 could be formed. Next, Aρ was selectively deposited on the substrate on which Aρ was selectively deposited as described in 1 above, and Aρ was selectively deposited using the sputtering method described above, and patterning was performed. As a result, the Aj2 film produced by the sputtering method and the Hep film selectively deposited inside the openings have good electrical and mechanical durability due to the good surface properties of one film inside the openings. It's a high level of contact. (Hereinafter, blank spaces) A method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 7. First, a thermal oxide film 2 made of silicon oxide is formed by the CVD method on the surface of a semiconductor substrate 1 made of silicon on which a functional element such as a MOS transistor or a piezoelectric transistor is formed. A non-oxidizing film 3 such as a silicon nitride film was laminated on a predetermined region of the substrate by CVI method (see FIG. 7(A)). Next, for the thermal oxide film 2 and non-oxidizing film 3 described in
Perform selective oxidation to form thermal oxide film 2 and field oxide film 4
formed an area of Additionally, the non-oxidizing lI# knee 1 and the thermal oxide film 2 below it were removed and reoxidized to form a gate oxide film 5 region. Further, a polysilicon film (not shown) was laminated on a predetermined region of this gate oxide film 5, and then ions were implanted through resist patterning and heat treated to form a diffusion layer 6 (see Fig. 7). (See FB). Next, an interlayer insulating film 7 was formed on the entire surface layer of the semiconductor substrate j by the VD method (see FIG. 7(C)).
This is provided for electrical isolation from the VD film. Next, the glabellar insulating film 7 is coated with contact butter and a contact hole 8 is opened as an opening for taking out the electrode so that the diffusion layer 6 is exposed, and at the same time it reaches the inside of the field oxide film 4. A parent mark portion 9 as a stepped portion was formed (see FIG. 7fD). Next, Aρ-Si is selectively deposited in the 'T,':1 contact hole 8 by the selective deposition method described above, and the first wiring pattern 10 as a conductor is formed so that its upper surface is the glabella insulating film 7. (See Figure 7 (E))
. Next, the entire surface layer of the semiconductor substrate 1 (Zunao) is also subjected to RF plasma treatment on the first wiring layer 10, interlayer insulating film 7, and inside the parent mark portion 9, and then non-selectively treated by sputtering or the like. Aj2-8i is deposited and patterned to form a conductive layer (see FIG. 1 to form a second wiring layer 11). This connection, the parent mark part 9 as a stepped part
The concave shape was reflected on the second wiring layer 11(7), . This recess 11a is irradiated with a laser beam, the reflected signal is detected, and the rJ moving knife 2 is combined to apply wiring layer butter to the second wiring layer 11.・The semiconductor substrate 1 is formed exactly as shown in FIG. In the embodiment described above, before forming the second wiring layer 11 on the soil of the interlayer insulating film 7, the surface of the interlayer insulating film 7 is smoothed by 5OG (spin on glass).
Law J, ddeq, jl' 3 chemical 11 chemical engineering 1 is also good. That is, using a spin coater, apply a solution of a silanol compound in an organic solvent (alcohol, ketone, etc.) at a rotational speed of 3.00.
0-6,. Apply for 15-30 seconds with 000 rpm+2
At the time of spin coating, back-rinsing with isopropyl alcohol is performed, and after coating, the semiconductor substrate is heated to 80 to 200'C for 1 to 3 minutes using a Bodbur L/-h and subjected to low-temperature baking at 17. By performing such a treatment, unevenness on the surface of the interlayer insulating film can be improved.1. , t is almost gone,
Since a flat surface can be obtained, there is no possibility of an increase in resistance due to unevenness or breakage of steps in the second wiring layer ↓ζ. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing another preferred embodiment of the present invention. In the semiconductor device shown in FIG.
is a semiconductor substrate made of silicon or the like on which functional elements such as bipolar elements are formed. This semiconductor substrate 12
An oxide film 13 is formed on the main surface of the oxide film 13.
A diffusion layer 14 is formed in the semiconductor substrate 12 below a predetermined region of the semiconductor substrate 12 . Above this diffusion layer 14, an oxide film 1
A contact hole 15 is formed by etching or the like to expose the soil portion of the diffusion layer 14. This contact hole 15 has a lower part 1.5 with a small planar area and whose bottom surface is the soil surface of the diffusion layer 14.
a, and a lower part 15b having a large planar area including the two edges of the lower part 15a on its bottom surface. Further, in a predetermined region of the oxide film 13, a parent mark portion 16 is provided as a step portion formed by etching from the main surface of the oxide film 13 to the inside. Inside the lower blade part 15a of the contact hole 15 mentioned above, a conductive material such as β can be selectively deposited up to the upper edge of the square part 15a by the selective deposition method described above. A first wiring layer j7 for taking out the formed electrode is provided. This first wiring layer 17 and oxidation Ill! 13 and inside the parent mark portion 16, a conductive material is deposited by a non-selective deposition method.
A wiring layer 18 is provided. of this second wiring layer 18.
-, an upper portion 19 is formed on the + side of the contact ball 15, and a recess 20 is formed in the parent mark portion 16. Therefore, in this example, the parent mark portion 1G
The recess 20 as a step corresponding to the shape of the recess 1. Like la, it can be used as a reference mark for automatic mask alignment in wiring layer patterning. Here, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 8 will be briefly described with reference to FIG. 9. First, after forming a thermal oxide film 13 with a predetermined thickness on the main surface of the semiconductor substrate 12, resist patterning is applied to a predetermined region of the oxide film 13, and after ion implantation and heat treatment, an enlarged @M14 is formed. did. Next, the oxide film 13 is subjected to first contact patterning 7 to form a shallow opening 15c in a predetermined region of the oxide film 13 below the diffusion layer 14, and at the same time, a shallow opening 15c is formed in a predetermined region of the oxide film 13. Same depth as 15c
A recess 16 having a depth was opened (see FIG. 9(A)).
. Next, a second contact patterning process is performed on the oxide film 13, and the bottom surface of the opening 15 is etched to expose the diffusion layer 14, thereby forming the contact hole 1 as an opening.
Form the T force part 15a of No. 5, and at the same time open the gap 1 part 15c] Etch the periphery of the edge and make a contact hole.
A 5" cubic portion 15b was formed (see FIG. 9fB)). Next, the contact hole 1 is formed by the selective deposition method described above.
5 selectively deposits Al2-5i in the lower blade part 15a of
J, which is flush with the bottom surface of 5b, was formed (Fig. 9 (
C) 9). Next, after performing RF Buchsma treatment on the entire surface layer of the semiconductor substrate 12, that is, on the oxide film 13 and the first wiring layer 17 in the contact hole 15 and inside the parent and mark portions 16, the portion to be treated is subjected to sputtering, etc. Aff-5i was deposited non-selectively using the method, followed by patterning 2 to form a second wiring layer 18 as a conductor layer 7 (see FIG. 8). As a result, the concave shape of the parent mark portion 16 as a step portion was reflected on the upper surface of the second wiring layer 16, and a recess 20 as a first step portion was formed. The recess iiJ'i 20 was irradiated with L/- laser light, the reflected signal was detected, automatic mask mounting was performed, and wiring layer patterning was performed on the second wiring layer 16, resulting in a promising wiring pattern. precisely the semiconductor substrate 12
could be formed on top of. FIG. 10 is a schematic sectional view showing another preferred embodiment of the present invention. In the single conductor device shown in FIG. 10, or unlike the configuration of the above-described embodiment, the planar area of the parent mark portion 30 as a stepped portion is replaced by the contact hole 31 as an opening.
Form larger than the plane area of. It has a two-dimensional configuration. This takes advantage of the size dependence of the growth rate, which is a feature of selective metal deposition technology. In other words, when selective deposition techniques are used to deposit metal into holes of different sizes, the rate of metal growth into holes with smaller sizes is lower than the rate of metal growth into holes with larger sizes.
This method takes advantage of the phenomenon that the speed is relatively slow compared to 1. In this example, the metal acid growth rate on the parent mark portion 30 is slower than the long rate (relative to the metal growth rate on the J contact hole 31).Here, with reference to FIG. A method for manufacturing the semiconductor device shown in Fig. 10 will be briefly explained.A thermal oxide film 32 is formed on the main surface of the cliff conductor substrate 1, and then ion implantation and heat treatment are performed on the τ diffusion layer 6 by resist buttering. formed (
(See FIG. 11(A)) 6 Next, a glabellar insulating film 33 is deposited on the thermal oxide film 32 2 and heat treated 7 , and then contact holes 3 are formed by contact buttering and etching.
1 and the parent mark portion 30 are formed so that the parent mark portion 30 is larger in plan area than the contact hole 31 (see FIG. 11(B)). Next, Aρ-Sj was deposited on these parent mark portions 30 and contact holes 31 by a selective deposition method. This deposition1. The process was stopped at the time when the interlayer insulating film 33Q) soil surface and the wiring layer 2 as a conductor for taking out the electrode formed on the contact pole 31; Now, due to the size dependence in the selective deposition method described in 1-1, the metal film 35 deposited within the parent mark portion 3()
4 does not reach one upper surface of the interlayer insulating film 33, and the metal film 35 has a concave shape relative to the insulating film 3:3 (see FIG. 11(C)). With this tl, it is possible to use the ``-'' plane of the wiring layer 34 and the 1'' plane of the interlayer insulating film 33 at the contact portion on the side where the electrode is taken out.
The concave shape of 0 can be used as a reference mark for mask alignment in patterning a wiring layer. Next, the entire surface of the semiconductor substrate in the state shown in FIG.
A wiring layer 36 as a conductive layer is formed by depositing the same. As a result, the concave shape of the parent mark part 30 as a step was reflected on the surface of the wiring layer 36, forming a recess 37 as a step (see FIG. 10). Laser light was applied to this recess 37. 2, the reflected signal was detected, automatic mask alignment was performed, and wiring layer patterning was performed.As shown in FIG. It was possible to form a + of 1. [Effects of the Invention] As explained above, the present invention enables novel CVD
Since selective metal deposition technology is used, it is possible to form a conductor by selectively depositing a conductive material only in the openings where the surface of the conductive base is exposed. By forming a conductive layer using a non-selective deposition method on the soil at the stepped portion formed on the insulating film on the conductor and on the -1 ground surface, the resulting conductive layer A portion corresponding to the shape can be formed. By using this portion as a mark for mask alignment, it becomes possible to faithfully form a wiring pattern of a desired shape using, for example, art alignment when patterning the conductor layer.

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

第1図は本発明の好ましい実施態様例を説明する模式的
断面図、 第2画〜第5図は本発明による1′導体装置の製造方法
を適用するに望ましい製造装置の一例を示す図、 第6図は本発明による半導体装置の製造方法(、′よる
配線層形成の様子を説明するための模式的断面図、 第7図は第1図の実施態様例の製造ツノ法を説明する模
式的断面図、 第8図は本発明の第2の実施例を示す模式的断面図、 第9図は第8図の半導体装置の製造)j法を説明する模
式的断面図、 第10図は本発明の第3の実施例を示す模式的断面図、 第11図は第10図の半導体装置の製造方法を説明する
模式的断面図である。 1・・・半導体基体(導電性ト地)、 2・・・酸化膜、 3・・・非酸化性膜、 4・・・フィールド酸化膜、 5・・・ゲート酸化膜、 6・・・拡散層、 7・・・層間絶縁膜、 8・・・コンタクトホール(開孔)、 9・・・親マーク部(段差部)、 10・・・第1配線層(導電体)、 11・・・第2配線N(導電体層)、 1.1a・・・凹所(段差)、 12・・・半導体基体(導電性下地)、13・・・酸化
膜、 14・・・拡散層、 】5・・・コンタクトホール(開孔)、15a・・・下
刃部、 15b・・・上方部、 1.5e・・・開(]部、 16・・・親マーク部(段差部)、 第1図 17・・・第1配線層(導電体)、 18・・・第2配線層(導電体層)、 19・・・凹部り)、 20・・・凹所(段差)、 30・・・親マーク部(段差部)、 31・・・コンタクトホール(開孔) 32・・・熱酸化膜、 33・・・層間絶縁膜、 34・・・配線層(導電体)、 35・・・金属膜、 36・・・配線層(導電体層)、 37・・・凹所(段差)。 第4図 第5図 (A、) 第 図(ぞ/11) □゛・1 (C) 第 図(ぞρ2) 第 図 第 図 第10図
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a preferred embodiment of the present invention; FIGS. 2 to 5 are views showing an example of a manufacturing apparatus preferable to apply the method of manufacturing a 1' conductor device according to the present invention; FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining how wiring layers are formed by the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. FIG. 8 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the present invention; FIG. 9 is a schematic sectional view illustrating the manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 8; FIG. 11 is a schematic sectional view showing a third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a schematic sectional view illustrating a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 10. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor base (conductive ground), 2... Oxide film, 3... Non-oxidizing film, 4... Field oxide film, 5... Gate oxide film, 6... Diffusion Layer, 7... Interlayer insulating film, 8... Contact hole (opening), 9... Parent mark part (step part), 10... First wiring layer (conductor), 11... 2nd wiring N (conductor layer), 1.1a... recess (step), 12... semiconductor substrate (conductive base), 13... oxide film, 14... diffusion layer, ]5 ...Contact hole (opening), 15a...Lower blade part, 15b...Upper part, 1.5e...Open (] part, 16...Main mark part (step part), 1st FIG. 17: first wiring layer (conductor), 18: second wiring layer (conductor layer), 19: recess), 20: recess (step), 30: Parent mark part (step part), 31... Contact hole (opening) 32... Thermal oxide film, 33... Interlayer insulating film, 34... Wiring layer (conductor), 35... Metal Film, 36... Wiring layer (conductor layer), 37... Recess (step). Figure 4 Figure 5 (A,) Figure (zo/11) □゛・1 (C) Figure (zoρ2) Figure Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)導電性の下地表面上に絶縁膜を介して導電性薄膜が
形成された半導体装置のアライメント法において、 前記絶縁膜に前記下地表面の露出する開孔を形成する工
程と、 前記絶縁膜に前記下地表面の露出していない段差部を形
成する工程と、 前記開孔内に導電材料を選択的に堆積させる工程と、 少なくとも前記絶縁膜上に前記導電性薄膜を形成する工
程とを含み、 前記段差部を利用してアライメントを行うことを特徴と
するアライメント法。 2)導電性の下地表面上に絶縁膜を介して設けられた配
線層を有する半導体装置の製造方法において、 前記絶縁膜に前記下地表面の露出する開孔を形成する工
程と、 前記絶縁膜に前記下地表面の露出していない段差部を形
成する工程と、 前記開孔内に導電材料を選択的に堆積させる工程と、 少なくとも前記絶縁膜上に前記配線層を形成するための
導電性薄膜を形成する工程と、 前記導電性薄膜をパターニングして前記配線層を形成す
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
。 3)前記配線層の形成工程は、アルキルアルミニウムハ
イドライドのガスと水素ガスとを利用したCVD法によ
り行うことを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製
造方法。 4)前記アルキルアルミニウムハイドライドはジメチル
アルミニウムハイドライドであることを特徴とする請求
項3記載の半導体装置の製造方法。 5)導電性の下地表面上に絶縁膜を介して導電体層が形
成された半導体装置において、 前記絶縁膜に形成され前記下地表面の露出した開孔内に
形成されている導電体と、 前記絶縁膜に形成され前記下地表面の露出していない段
差部と、 前記絶縁膜上に形成された導電体層とを有し、前記導電
体層には前記段差部に対応した段差が設けられているこ
とを特徴とする半導体装置。 6)前記導電体は単結晶Alからなるものであることを
特徴とする請求項5記載の半導体装置。
[Claims] 1) In an alignment method for a semiconductor device in which a conductive thin film is formed on a conductive base surface via an insulating film, the step of forming an opening in the insulating film through which the base surface is exposed. forming a stepped portion in the insulating film where the base surface is not exposed; selectively depositing a conductive material in the opening; and forming the conductive thin film on at least the insulating film. An alignment method comprising: performing alignment using the stepped portion. 2) A method for manufacturing a semiconductor device having a wiring layer provided on a conductive base surface via an insulating film, comprising: forming an opening in the insulating film through which the base surface is exposed; forming an unexposed stepped portion on the base surface; selectively depositing a conductive material in the opening; and depositing a conductive thin film for forming the wiring layer on at least the insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming the wiring layer; and a step of patterning the conductive thin film to form the wiring layer. 3) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the step of forming the wiring layer is performed by a CVD method using alkyl aluminum hydride gas and hydrogen gas. 4) The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the alkyl aluminum hydride is dimethyl aluminum hydride. 5) In a semiconductor device in which a conductor layer is formed on a conductive base surface via an insulating film, a conductor formed in the insulating film and in an exposed opening on the base surface; A step portion formed on an insulating film and not exposed on the base surface, and a conductive layer formed on the insulating film, and the conductive layer is provided with a step corresponding to the step portion. A semiconductor device characterized by: 6) The semiconductor device according to claim 5, wherein the conductor is made of single crystal Al.
JP2169949A 1990-06-29 1990-06-29 Semiconductor device, its manufacture and alignment method Pending JPH0461219A (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2169949A JPH0461219A (en) 1990-06-29 1990-06-29 Semiconductor device, its manufacture and alignment method
AT91305871T ATE135848T1 (en) 1990-06-29 1991-06-28 METHOD FOR MAKING A SEMICONDUCTOR DEVICE HAVING AN ALIGNMENT MARK
DE69118031T DE69118031T2 (en) 1990-06-29 1991-06-28 Method of manufacturing a semiconductor device with an alignment mark
MYPI91001181A MY109605A (en) 1990-06-29 1991-06-28 Method for producing semiconductor device having alignment mark.
EP91305871A EP0465152B1 (en) 1990-06-29 1991-06-28 Method for producing semiconductor device having alignment mark
CN91105290A CN1024730C (en) 1990-06-29 1991-06-29 Method of manufacturing semiconductor devices having alignment mark
KR1019910011038A KR940010490B1 (en) 1990-06-29 1991-06-29 Fabricating method of semiconductor device having alignment mark
US08/183,254 US5482893A (en) 1990-06-29 1994-01-19 Method for producing semiconductor device having alignment mark
US08/536,791 US5663099A (en) 1990-06-29 1995-09-29 Method for producing semiconductor device having alignment mark

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2169949A JPH0461219A (en) 1990-06-29 1990-06-29 Semiconductor device, its manufacture and alignment method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0461219A true JPH0461219A (en) 1992-02-27

Family

ID=15895857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2169949A Pending JPH0461219A (en) 1990-06-29 1990-06-29 Semiconductor device, its manufacture and alignment method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0461219A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147225A (en) * 1993-11-26 1995-06-06 Nec Corp Semiconductor device and its manufacture
KR20030044894A (en) * 2001-11-30 2003-06-09 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 Alignment pattern and method of forming the same
CN102394234A (en) * 2011-11-24 2012-03-28 上海宏力半导体制造有限公司 Alignment mark manufacturing method used for exposure technology

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147225A (en) * 1993-11-26 1995-06-06 Nec Corp Semiconductor device and its manufacture
KR20030044894A (en) * 2001-11-30 2003-06-09 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 Alignment pattern and method of forming the same
CN102394234A (en) * 2011-11-24 2012-03-28 上海宏力半导体制造有限公司 Alignment mark manufacturing method used for exposure technology

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5482893A (en) Method for producing semiconductor device having alignment mark
US5250467A (en) Method for forming low resistance and low defect density tungsten contacts to silicon semiconductor wafer
KR0179822B1 (en) Interconnections structure of semiconductor device and method for manufacturing thereof
JPH04268725A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0434922A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS62101049A (en) Formation of silicide
JPS6333569A (en) Production of thin metallic film
JPH0529254A (en) Forming method of wiring
JPH021981A (en) Method of forming electrical interconnection part in silicon semiconductor device
JP2000306997A (en) Semiconductor device having barrier metal layer and fabrication thereof
JPH0461219A (en) Semiconductor device, its manufacture and alignment method
JPH0577290B2 (en)
JP3151002B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method
JPH08288390A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2863277B2 (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof and alignment method
JP3361971B2 (en) Metal nitride conversion method and semiconductor device manufacturing method
KR100399066B1 (en) Method for aluminium-alloy in semiconductor device
JP2660072B2 (en) Contact formation method
JPH06120355A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH02178922A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0437136A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0629241A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3868043B2 (en) Tungsten nitride film manufacturing method and metal wiring manufacturing method using the same
JPH04120726A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0521384A (en) Semiconductor device and manufacturing method