JPH05315459A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPH05315459A JPH05315459A JP11744492A JP11744492A JPH05315459A JP H05315459 A JPH05315459 A JP H05315459A JP 11744492 A JP11744492 A JP 11744492A JP 11744492 A JP11744492 A JP 11744492A JP H05315459 A JPH05315459 A JP H05315459A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【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、特にその多層配線の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a multi-layer wiring.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の多層配線構造は近年特に利
用されそして多様化しているが、その形成においては特
にスルーホールの形成プロセスが重要なポイントを占め
ている。図2に従来の多層配線構造の製造方法の一例を
示す。図2において半導体基板1の上に第一の層間絶縁
膜2を形成し、それにコンタクトホール2′を形成す
る。2. Description of the Related Art In recent years, multilayer wiring structures of semiconductor devices have been particularly utilized and diversified, and the formation process of through-holes is an important point in the formation thereof. FIG. 2 shows an example of a conventional method for manufacturing a multilayer wiring structure. In FIG. 2, a first interlayer insulating film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 and a contact hole 2'is formed therein.
【0003】この第一層間絶縁膜2の上に例えばアルミ
ニウムのような材料からなる第一金属配線3を形成し、
次に第二の層間絶縁膜4が形成される。この第二層間絶
縁膜4に従来のホトリソグラフ技術を用いてスルーホー
ル4′を形成する。A first metal wiring 3 made of a material such as aluminum is formed on the first interlayer insulating film 2.
Next, the second interlayer insulating film 4 is formed. Through holes 4'are formed in the second interlayer insulating film 4 by using a conventional photolithographic technique.
【0004】次に図2bに示すように第二層目の金属配
線9が形成される。そして図2cに示すように第三層間
絶縁膜10を設けて更に同様にして他金属配線を形成し
てもよく、あるいは第三の層間絶縁膜に代えてパッシベ
ーション膜すなわち表面保護膜を形成して二層配線構造
としてもよい。Next, as shown in FIG. 2b, a second layer metal wiring 9 is formed. Then, as shown in FIG. 2c, a third interlayer insulating film 10 may be provided to further form another metal wiring in the same manner, or a passivation film, that is, a surface protective film may be formed instead of the third interlayer insulating film. A two-layer wiring structure may be used.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上述べた多層配線形
成方法では微細パターンがより必要とされる現在、微細
なスルーホールの確実な形成が製品の良否を決めるもの
となっている。微細なスルーホール、すなわちアスペク
ト比の高いスルーホールの形成が要求されるが微小コン
タクトのエッチングでは異方性をより強くする必要があ
り、その結果図2aに示すようにエッチング中、スルー
ホール4′の側壁にいわゆるデポ膜と称する有機系の膜
7が付着する。さらにエッチングをつづけると付着膜7
上に金属が付着しこれがスルーホール不良の一要因とな
る。In the multilayer wiring forming method described above, a fine pattern is required more and more, and the reliable formation of fine through holes determines the quality of the product. The formation of fine through-holes, that is, through-holes with a high aspect ratio, is required, but etching of minute contacts requires a stronger anisotropy, and as a result, as shown in FIG. An organic film 7, which is a so-called deposit film, adheres to the side wall of the. When etching is continued, the adhesion film 7
Metal adheres to the top, which is one of the causes of defective through holes.
【0006】従ってこの付着膜7膜を除去する必要があ
るがこれは非常に困難である。更にスルーホール4′の
アスペクト比が高いため、その上に第二層金属配線9を
蒸着する場合現在の蒸着装置のカバレージでは図2bに
示すように配線9は段切れ状態になる事は必至である。
その後に第二の層間絶縁膜または表面保護膜10を形成
すると図2cに示すようにコンタクトホールにボイド
(空孔)11が発生する事がある。Therefore, it is necessary to remove the attached film 7, but this is very difficult. Further, since the through-hole 4'has a high aspect ratio, when the second-layer metal wiring 9 is vapor-deposited on it, it is inevitable that the wiring 9 will be discontinuous as shown in FIG. is there.
After that, when the second interlayer insulating film or the surface protective film 10 is formed, voids (holes) 11 may occur in the contact holes as shown in FIG. 2c.
【0007】またエッチング中に発生する付着膜、反応
生成物はパーティクルとなりウエハーのパターン欠陥を
もたらす弊害もある。Further, the adhered film and the reaction product generated during etching become particles, which causes a pattern defect of the wafer.
【0008】本発明は以上述べた高アスペクト比のスル
ーホールをエッチングにより形成する時の有機性付着膜
と第二層金属配線のカバレージ不良と第二層間絶縁膜の
ボイド発生という問題点を除去しかつパーティクルも低
減させることを目的とする。The present invention eliminates the above-mentioned problems of poor coverage of the organic adhesion film and the second layer metal wiring and the occurrence of voids in the second interlayer insulating film when the through hole having a high aspect ratio is formed by etching. Moreover, the purpose is to reduce particles.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は多層配線の製造
方法において反応性イオンエッチング(RIE)の条件
でまず第二層間絶縁膜のエッチングを行いスルーホール
を形成し、次に同一バッチで有機性付着膜を除去しさら
にそのスルーホール下の第一金属配線の部分をコンタク
ト孔に再付着させて第二層間絶縁膜に形成されるスルー
ホールを埋め込むようにする。According to the present invention, in a method for manufacturing a multi-layer wiring, a second interlayer insulating film is first etched under the conditions of reactive ion etching (RIE) to form a through hole, and then an organic compound is formed in the same batch. The conductive adhesive film is removed, and the portion of the first metal wiring under the through hole is reattached to the contact hole to fill the through hole formed in the second interlayer insulating film.
【0010】[0010]
【作用】多層配線の製造方法に於てRIE装置内で第二
層間絶縁膜にレジストマスクによりスルーホールを形成
した際にスルーホールの側壁に形成される付着膜をレジ
ストマスクと共に除去し、そしてそのスルーホールをそ
の下の第一金属配線の部分により埋め込む工程を同一R
IE装置内でパラメータを変更する事で行う。In the method of manufacturing a multi-layer wiring, when the through hole is formed in the second interlayer insulating film by the resist mask in the RIE apparatus, the adhesion film formed on the side wall of the through hole is removed together with the resist mask, and the Same process for filling the through hole with the portion of the first metal wiring thereunder
This is done by changing the parameters in the IE device.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により説明す
る。図1は本発明の方法の段階に伴う半導体装置の断面
図であり、図中、本発明に直接関係しない部分は省略し
てある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a method step of the present invention, in which parts not directly related to the present invention are omitted.
【0012】まず図1aにおいて、従来のごとく、半導
体基板1上に第一層間絶縁膜2を形成し、コンタクトホ
ール2′し、そしてその上に第一金属配線3を蒸着した
後、第二層間絶縁膜4を形成する。次に、レジスト膜5
を形成し、ホトリソグラフ技術を用いてスルーホール
5′を形成する。First, as shown in FIG. 1a, as in the conventional case, a first interlayer insulating film 2 is formed on a semiconductor substrate 1, a contact hole 2'is formed, and a first metal wiring 3 is deposited thereon. The interlayer insulating film 4 is formed. Next, the resist film 5
And a through hole 5'is formed using the photolithographic technique.
【0013】次に、RIE装置により、CF4 +CHF
3 ,CO2 ,Arの混合気をエッチングガスとし、その
圧力を1.7Torrとし、RF電力を700Wとして
レジスト5をマスクとして第一層間絶縁膜4を異方性エ
ッチングしてスルーホール4′を形成する(図1b)。
この際、その異方性エッチングによりスルーホール4′
の側壁に前述のように有機性付着膜7が形成する。Next, with an RIE device, CF 4 + CHF
A mixture of 3 , CO 2 and Ar is used as an etching gas, the pressure thereof is set to 1.7 Torr, the RF power is set to 700 W, and the first interlayer insulating film 4 is anisotropically etched using the resist 5 as a mask to form through holes 4 '. Are formed (FIG. 1b).
At this time, due to the anisotropic etching, the through holes 4 '
The organic adhesion film 7 is formed on the side wall of the above as described above.
【0014】次に、RIE装置内の条件を変えてレジス
ト膜5と有機性付着膜7を灰化し除去する(図1c)。
すなわち、使用ガスをO2 としてその圧力を1.0To
rrにし、RF電力を600Wとして酸化性プラズマに
し、これを流すようにする。これにより、アスペクト比
の高い、微細なスルーホール4′が形成される。Next, the resist film 5 and the organic adhesion film 7 are ashed and removed by changing the conditions in the RIE apparatus (FIG. 1c).
That is, the used gas is O 2 , and the pressure is 1.0 To.
rr, RF power is set to 600 W to form an oxidizing plasma, and this is made to flow. As a result, a fine through hole 4'having a high aspect ratio is formed.
【0015】次に再びRIE装置のガスをアルゴンと
し、その圧力を2〜4mm Torrとし、そしてRF
電力を250Wとしてスルーホール4′の下の第一金属
配線3の部分を逆スパッタリングによりスルーホール
4′の側壁に付着させることにより、スルーホール4′
を金属で埋め込む(図1d)。Next, the gas of the RIE apparatus is again set to argon, the pressure is set to 2 to 4 mm Torr, and the RF is set.
By setting the power to 250 W and attaching the portion of the first metal wiring 3 under the through hole 4'to the side wall of the through hole 4'by reverse sputtering, the through hole 4 '
Embedded with metal (FIG. 1d).
【0016】次に、第二金属配線9をその上に形成する
(図1e)。そして、パッシベーション膜10をその上
に形成して二層配線が形成される(図1f)。更に金属
配線を設ける場合にはパッシベーション膜10に替えて
第三層間絶縁膜を形成し、上記の段階をくり返す。Next, the second metal wiring 9 is formed thereon (FIG. 1e). Then, the passivation film 10 is formed thereon to form a two-layer wiring (FIG. 1f). When metal wiring is further provided, a third interlayer insulating film is formed instead of the passivation film 10 and the above steps are repeated.
【0017】本発明によれば、第二層間絶縁膜へのスル
ーホールの形成、付着層の除去、及びスルーホールの金
属埋め込みが同一のRIE装置のチャンバ内で条件を変
えることにより達成出来るため、アスペクト比の高いス
ルーホールを比較的簡単に形成出来る。また、パッシベ
ーション膜10の形成においては予め金属が埋め込まれ
たスルーホール4′上の金属配線9に著しい段差がない
から、ボイドの発生は回避出来る。According to the present invention, the formation of the through hole in the second interlayer insulating film, the removal of the adhering layer, and the filling of the through hole with metal can be achieved by changing the conditions in the same RIE apparatus chamber. Through holes with high aspect ratio can be formed relatively easily. Further, in forming the passivation film 10, since there is no significant step in the metal wiring 9 on the through hole 4'in which the metal is embedded in advance, the occurrence of voids can be avoided.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上のように本発明の製造方法によれば
層間絶縁膜のエッチング後の付着膜(ポリマー)を同一
RIE装置のチャンバー内で取り除くため簡便でかつ同
時にチャンバー内に付着する膜もクリーニングされパー
ティクル対策にも効果がある。さらにそのまま逆スパッ
タ現象を利用し金属配線の一部をスルーホール側壁につ
けるため埋め込みの効果があり2層目配線とスルーホー
ルコンタクトが良好になると共にその後の絶縁膜形成に
もボイドの発生は起こらなくなる。一連の工程は同一チ
ャンバー内で行うため処理時間は長いように思えるが従
来法は各プロセス毎別の装置を使用していたため本発明
の方がTATは短い。As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the deposited film (polymer) after the etching of the interlayer insulating film is removed in the chamber of the same RIE apparatus. It is cleaned and effective against particles. Furthermore, the reverse sputtering phenomenon is used as it is to attach a part of the metal wiring to the side wall of the through hole, which has the effect of embedding, which improves the contact between the second layer wiring and the through hole and causes the occurrence of voids in the subsequent insulation film formation. Disappear. It seems that the processing time is long because a series of steps are performed in the same chamber, but the conventional method uses a different apparatus for each process, so that the present invention has a shorter TAT.
【図1】本発明の方法により形成される半導体装置の各
形成段階における断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device formed by a method of the present invention at each forming step.
【図2】従来の方法により形成される半導体装置の各形
成段階における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device formed by a conventional method at each forming step.
1 基板 2 第一層間絶縁膜 2′ コンタクトホール 3 第一金属配線 4 第二層間絶縁膜 4′ スルーホール 5 レジスト膜 7 有機性付着膜 8 埋め込み金属 9 第二金属配線 10 パッシベーション膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 First interlayer insulating film 2'Contact hole 3 First metal wiring 4 Second interlayer insulating film 4'Through hole 5 Resist film 7 Organic adhesion film 8 Embedded metal 9 Second metal wiring 10 Passivation film
Claims (3)
しその第一の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する
第一の工程と、 上記第一層間絶縁膜上に第一金属配線を蒸着する第二の
工程と、 上記第一金属配線の上に第一層間絶縁膜を形成する第三
の工程と、 上記第二層間絶縁膜の上にレジスト膜を形成しそれにス
ルーホールを形成する第四の工程と、 上記レジスト膜をマスクとして上記第二層間絶縁膜に対
し異方性エッチングを行いスルーホールを形成する第五
の工程と、 上記レジスト膜を灰化により除去する第六の工程と、 上記第二層間絶縁膜のスルーホールに露出する上記第一
金属配線の部分をエッチングしその材料を上記スルーホ
ールの側壁に付着させることにより上記スルーホールを
金属材料で実質的に埋める第七の工程と、 上記第二層間絶縁膜の上に第二金属配線を蒸着する第八
の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。1. A first step of forming a first interlayer insulating film on a semiconductor substrate and forming a contact hole in the first interlayer insulating film; and a first metal on the first interlayer insulating film. A second step of depositing wiring, a third step of forming a first interlayer insulating film on the first metal wiring, and a resist film on the second interlayer insulating film and through holes Forming a through hole by anisotropically etching the second interlayer insulating film using the resist film as a mask, and removing the resist film by ashing. Step 6, and by etching the portion of the first metal wiring exposed in the through hole of the second interlayer insulating film and attaching the material to the sidewall of the through hole, the through hole is substantially made of a metal material. The seventh step of filling The method of manufacturing a semiconductor device characterized by having a eighth step of depositing a second metal interconnection on the serial second interlayer insulating film.
の上に表面保護膜を形成する第九の工程を有することを
特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a ninth step of forming a surface protective film on the second metal wiring after the eighth step.
性イオンエッチング装置内でガス、その圧力およびRF
電力を変更することにより連続的に行われるごとくした
請求項1記載の半導体装置の製造方法。3. The fifth, sixth and seventh steps are carried out in one reactive ion etching apparatus in which a gas, its pressure and RF are used.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is performed continuously by changing the power.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11744492A JPH05315459A (en) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11744492A JPH05315459A (en) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05315459A true JPH05315459A (en) | 1993-11-26 |
Family
ID=14711806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11744492A Pending JPH05315459A (en) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05315459A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9356252B2 (en) | 2012-01-18 | 2016-05-31 | Joled Inc. | Electronic device and manufacturing method therefor |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP11744492A patent/JPH05315459A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9356252B2 (en) | 2012-01-18 | 2016-05-31 | Joled Inc. | Electronic device and manufacturing method therefor |
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