JPH05206125A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05206125A
JPH05206125A JP3848092A JP3848092A JPH05206125A JP H05206125 A JPH05206125 A JP H05206125A JP 3848092 A JP3848092 A JP 3848092A JP 3848092 A JP3848092 A JP 3848092A JP H05206125 A JPH05206125 A JP H05206125A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
mask
wiring
patterned
photoresist
Prior art date
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Pending
Application number
JP3848092A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidemitsu Aoki
秀充 青木
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH05206125A publication Critical patent/JPH05206125A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 三層レジスト工程で生じていた配線膜の酸化
物からなる側壁膜を生じることなしにパターニングす
る。 【構成】 半導体基板上に形成された段差を有する下地
絶縁膜1上にアルミニウム合金膜2を形成する。この合
金膜2上に、酸化膜3とポリイミド膜4と塗布型酸化膜
(SOG膜)5とフォトレジスト膜6を順次形成した
後、前記フォトレジスト膜6をパターニングし、フォト
レジスト膜6をマスクとして前記塗布型酸化膜5をパタ
ーニングする。この塗布型酸化膜5をマスクとして前記
ポリイミド膜4をパターニングし、このポリイミド膜4
をマスクとし、前記酸化膜3をパターニングし、ポリイ
ミド膜4,塗布型酸化膜5,フォトレジスト膜6を除去
した後、この絶縁膜3のみをマスクとして前記合金膜2
をパターニングし、配線を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイス等の半導
体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のLSI技術においては、微細化で
ドライエッチングが進む一方、微細な配線では、電流密
度の増大が不可避となり、エレクトロマイグレーション
問題が顕在化してきた。配線の信頼性を向上するため
に、AlにSiやCuの添加、バリアメタルの利用がな
されたが、これらの処理に伴う多くの問題がエッチング
前後で発生した。
【0003】すなわち、レジスト残渣又はCu残渣によ
るアフターコロージョンの発生である。このコロージョ
ン抑制のためには、エッチング直後、エッチングチャン
バーとは別のチャンバーで加熱しながら酸素ガスにCF
4ガスや、CH3OHガス等を添加しながらレジストを剥
離する方法が考えられてきた。
【0004】一方、スタックドキャパシターを使用する
ことにより、1μm程度の段差が生じ、この厳しい段差
部分に微細な配線を形成しなければならなくなってき
た。この段差部におけるドライエッチングでは、配線材
料の残渣を出さないように、かなりのオーバーエッチン
グが施されることになるが、通常のフォトレジストマス
クではドライエッチング耐性がないため、1.5μm以
上のレジストをマスクとして使用しなければならない。
【0005】このように、レジストの膜厚を厚くするこ
とは、リソグラフィー時に、段差の上部と下部で焦点を
同時に合わせ込むことが難しい上、微細パターンの露光
が困難となる。そこで、配線膜上に1μm以上の厚みの
有機膜を塗布することで平坦化を図った後、塗布型酸化
膜(SOG膜)とフォトレジスト膜を形成する三層工程
が採られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】三層レジスト工程を用
いてSOG膜をマスクに有機膜を酸素プラズマにてドラ
イエッチングする場合に、段差の上部にある有機膜に
は、オーバーエッチングが施される。この場合、酸素プ
ラズマにより有機膜の側壁に配線膜の酸化物が側壁膜と
して付着する。
【0007】次いでこの有機膜をマスクとして、配線膜
をエッチングした後、酸素プラズマの等方エッチングに
よって有機膜の剥離を施しても、側壁膜は充分除去でき
ない。従って、この上に絶縁膜を形成した場合に空洞を
生じ、空洞の水分と側壁膜に残留した塩素成分とでアフ
ターコロージョンを生じ、配線に断線を発生する。
【0008】また、この側壁膜が残ると、配線を被覆す
る絶縁膜の平坦性が悪くなるため、この絶縁膜上に形成
される上層配線が精度よく形成できないという問題点が
ある。
【0009】また、配線膜を三層レジストマスクでエッ
チングする場合、パターン寸法が微細化するに従い、マ
スクのアスペクト比が高くなり、パターン寸法によるエ
ッチング速度の差(マイクロローディング効果)が大き
くなる。このため、段差によるオーバーエッチングのみ
ならず、マイクロローディング効果によるオーバーエッ
チングも余儀なくされるため、下地酸化膜のエッチング
量が大きくなるといった問題が生じる。
【0010】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解決し、三層レジスト工程で生じていた配線膜の酸化
物からなる側壁膜を生じることなしにパターニングしう
る半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による半導体装置の製造方法においては、半
導体基板上に形成された段差を有する下地絶縁膜上に金
属膜を形成する工程と、この金属膜上に絶縁膜と有機膜
と塗布型酸化膜とフォトレジスト膜を順次形成する工程
と、前記フォトレジスト膜をパターニングした後、この
フォトレジスト膜をマスクとして前記塗布型酸化膜をパ
ターニングする工程と、この塗布型酸化膜をマスクに前
記有機膜をパターニングし、この有機膜をマスクとし、
前記絶縁膜をパターニングし、有機膜,塗布型酸化膜,
フォトレジスト膜を除去した後、この絶縁膜のみをマス
クとして前記金属膜をパターニングし、配線を形成する
工程とを有するものである。
【0012】
【作用】本発明における三層レジストマスクで絶縁膜を
パターニングし、三層レジストマスクを除去した後、該
絶縁膜をマスクとして配線材料をパターニングする方法
は、有機膜パターニング時の下地が、絶縁膜であるた
め、三層レジスト工程で生じていた配線膜の酸化物から
なる側壁膜を生じることがない。
【0013】さらに、三層レジストマスクで絶縁膜をパ
ターニングした後、三層レジストマスクを除去し、該絶
縁膜のみをマスクに配線材料をパターニングするため、
マスクのアスペクト比が小さくマイクロローディング効
果は生じにくい。
【0014】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。
【0015】図1(a)に示す下地絶縁膜1の上にアル
ミニウム合金膜2をスパッタ法又はCVD(Chemi
cal Vapor Deposition)にて厚さ
0.5μmを形成する。該アルミニウム合金膜2の上
に、CVD法にてマスク酸化膜3を0.2μm形成す
る。この配線膜を微細加工する場合、リソグラフィ時に
は、図1(a)に示す段差の上部と下部で焦点を同時に
合わせ込むため、有機膜として、ポリイミド膜4を2μ
m塗布することにより平坦化を行う。
【0016】次いでこのポリイミド膜4上に、塗布型の
酸化膜として、SOG膜(SpinOn Glass)
5を0.15μm塗布し、光用のレジスト膜6を塗布す
る。次いで通常のフォトレジスト工程により、レジスト
をパターニングする。
【0017】次に図1(b)に示すように、該レジスト
6をマスクに、SOG膜5をCF4+CHF3ガスにてエ
ッチングし、パターニングする。次にSOG膜5をマス
クにポリイミド膜4を、酸素ガスにてRIE(Reac
tive Ion Etching)又は、ECR(E
lectron Cyclotron Resonan
ce)エッチングを施す。この場合、SOG膜5上部の
フォトレジスト膜6は除去される。
【0018】次に図1(c)に示すように、パターニン
グされた該ポリイミド膜4をマスクにマスク酸化膜3を
CF4+CHF3ガスにてドライエッチングし、パターニ
ングする。この場合SOG膜5は、エッチング除去され
る。この後、酸素プラズマにてポリイミド膜4を除去す
る。
【0019】次に図1(d)に示すように、マスク酸化
膜3をマスクとして、アルミニウム合金膜2を塩素ガス
にてエッチングし、パターニングする。
【0020】上記のSOG膜5,マスク酸化膜3及びア
ルミニウム合金膜2のドライエッチング工程には、EC
R(Electron Cyclotron Reso
nance)又は、RIE(Reactive Ion
Etching)装置を用いる。
【0021】また、上記のSOG膜5のパターニングに
は、EB(Electron Beam)による露光工
程を用いてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、下地段差
の厳しい配線膜のドライエッチング工程において、三層
レジスト工程で生じていた配線膜の酸化物からなる側壁
膜を生じることなしにパターニングすることができる。
従って、配線膜パターニング後、配線膜上に絶縁膜を形
成した場合に、空洞が生ぜず、したがって、空洞の水分
と、側壁膜に残留した塩素成分とに起因するアフターコ
ロージョンにより配線に断線を発生することがなく、歩
留りの向上に役立つ。
【0023】また、この側壁膜が残りがないため、配線
をカバーする絶縁膜の平坦性も良くなり、この絶縁膜上
に形成される上層配線が精度良く形成できる。
【0024】更に、本発明では、絶縁膜のみをマスクに
配線材料をパターニングするため、マスクのアスペクト
比が小さくマイクロローディング効果は生じにくい。従
って、マイクロローディング効果によるオーバーエッチ
ングをすることがないため、下地酸化膜のエッチング量
が大きくなるといった問題も生じない。また、マスク材
料が絶縁膜のみであることから、従来のレジストを含む
工程に比べ、カーボンレスでエッチングすることができ
るため、下地酸化膜との選択比を向上することができ
る。従って、下地酸化膜の下に形成されている半導体素
子構造にダメージを与えることがなく、半導体装置の歩
留り及び信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は、本発明の製造工程を工程順
に示す半導体チップの断面図である。
【符号の説明】
1 下地絶縁膜 2 アルミニウム合金膜 3 マスク酸化膜 4 ポリイミド膜 5 SOG膜 6 フォトレジスト膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7735−4M H01L 21/88 N

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成された段差を有する
    下地絶縁膜上に金属膜を形成する工程と、 この金属膜上に絶縁膜と有機膜と塗布型酸化膜とフォト
    レジスト膜を順次形成する工程と、 前記フォトレジスト膜をパターニングした後、このフォ
    トレジスト膜をマスクとして前記塗布型酸化膜をパター
    ニングする工程と、 この塗布型酸化膜をマスクに前記有機膜をパターニング
    し、この有機膜をマスクとし、前記絶縁膜をパターニン
    グし、有機膜,塗布型酸化膜,フォトレジスト膜を除去
    した後、この絶縁膜のみをマスクとして前記金属膜をパ
    ターニングし、配線を形成する工程とを有することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
JP3848092A 1992-01-29 1992-01-29 半導体装置の製造方法 Pending JPH05206125A (ja)

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JP3848092A JPH05206125A (ja) 1992-01-29 1992-01-29 半導体装置の製造方法

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JPH05206125A true JPH05206125A (ja) 1993-08-13

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JP (1) JPH05206125A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5545588A (en) * 1995-05-05 1996-08-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of using disposable hard mask for gate critical dimension control
US6379871B1 (en) 1998-06-10 2002-04-30 Nec Corporation Method for fabricating a mask for a LIGA process

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5545588A (en) * 1995-05-05 1996-08-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of using disposable hard mask for gate critical dimension control
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Effective date: 19990928