JPH053253A - 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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JPH053253A
JPH053253A JP2224391A JP2224391A JPH053253A JP H053253 A JPH053253 A JP H053253A JP 2224391 A JP2224391 A JP 2224391A JP 2224391 A JP2224391 A JP 2224391A JP H053253 A JPH053253 A JP H053253A
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JP
Japan
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film
wiring layer
resist
sin film
sin
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JP2224391A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Usami
浩之 宇佐美
Hiroaki Tezuka
弘明 手塚
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】レジストをマスクとしてドライエッチングを行
った後、レジストを完全に除去できるようにする。 【構成】エッチング対象となる、例えばAl等からなる
配線層13の上にSiN膜14を着膜し、この上にレジ
ストパタ−ン15を形成する。この後、レジストパタ−
ン15をマスクとしてSiN膜14及び配線層13をエ
ッチングする。次にレジストパタ−ン15を除去すると
共に、SiN膜14を除去する。これにより、SiN膜
14上に残ったレジスト残渣物は、SiN膜14を除去
するときにSiN膜14と共に除去される。 【効果】多層配線を行う場合においても、下地に必要以
上の段差が生じないので、断線或いは短絡が生じる恐れ
がなくなり、製品の歩留り及び信頼性を向上させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レジスト膜を用いてコ
ンタクト孔或いはパタ−ン配線を形成する工程を有する
半導体装置の製造方法の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、絶縁膜を介して積層形成された第
1及び第2の配線層を有する半導体装置においては、前
記絶縁膜にコンタクト孔を形成して第1の配線層と第2
の配線層とを接続している。図2の(a) 〜(i) は、コン
タクト孔の形成手順を示したものである。即ち、Si基
板1上にSiO2 膜2を着膜し、さらにこの上に、例え
ばアルミニウム(Al)からなる第1の配線層3を形成
する(a) 。
【0003】次に、第1の配線層3の上にレジストパタ
−ン4を形成し(b)、レジストパタ−ン4をマスクとし
て第1の配線層3をドライエッチングした後(c) 、レジ
ストパタ−ン4を除去して、所望の配線パタ−ンを形成
する(d) 。この後、P−SiO2 からなる層間絶縁膜5
を着膜し(e) 、この上にコンタクト孔形成のためのレジ
ストパタ−ン6を形成する(f) 。次いで、このレジスト
パタ−ン6をマスクにして、層間絶縁膜5をドライエッ
チングした後(g) 、レジストパタ−ン6を除去する(h)
。これにより、コンタクト孔7が形成される。
【0004】この後、層間絶縁膜5の上に例えばアルミ
ニウム(Al)からなる第2の配線層8を着膜すること
により(i) 、層間絶縁膜5を介して積層形成された第1
及び第2の配線層3,8を有する半導体装置が形成され
る。このとき、第1の配線層3と第2の配線層8はコン
タクト孔7を介して電気的に接続されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た半導体装置の製造方法では、例えばレジストパタ−ン
4をマスクとして第1の配線層3をドライエッチングし
たとき、及びレジストパタ−ン6をマスクとして層間絶
縁膜5をドライエッチングしたときに、レジスト4,6
がプラズマにさらされ、レジスト4,6の表面が変質し
て、図3に示すように第1の配線層3のエッジ部、コン
タクト孔7のエッジ部にポリマ−状のレジスト残り4
a,6aが生成される。このレジスト残り4a,6aは
通常のアッシングでは除去できず、そのまま残ってしま
う。このため、多層配線を行う場合には、下地に必要以
上の段差が生じて断線或いは短絡が生じ易くなり、製品
の歩留りが低下する、信頼性が低下する等の問題点があ
った。
【0006】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、レジ
ストをマスクとしてドライエッチングを行った後、レジ
ストを完全に除去できる半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、請求項1では、絶縁膜を介して積層形成
された第1の配線層と第2の配線層とを接続するために
前記絶縁膜にコンタクト孔を形成するコンタクト孔形成
工程を有する半導体装置の製造方法において、前記コン
タクト形成工程は、第1の配線層上にSiO2 からなる
第1の絶縁膜を着膜する第1の工程と、前記第1の絶縁
膜上にSiNからなる第2の絶縁膜を着膜する第2の工
程と、前記第2の絶縁膜上の前記コンタクト孔形成位置
以外にレジスト膜を着膜する第3の工程と、前記レジス
ト膜をマスクとして前記第2及び第1の絶縁膜をエッチ
ングする第4の工程と、前記レジスト膜を剥離する第5
の工程と、前記第2の絶縁膜を除去する第6の工程とか
らなる半導体装置の製造方法を提案する。
【0008】また、請求項2では、配線層を所定のパタ
−ン配線に形成するパタ−ン配線形成工程を有する半導
体装置の製造方法において、前記パタ−ン配線形成工程
は、前記配線層上にSiN膜を着膜する第1の工程と、
前記SiN膜上の前記パタ−ン配線形成位置以外にレジ
スト膜を着膜する第2の工程と、前記レジスト膜をマス
クとして前記SiN膜及び前記配線層をエッチングする
第3の工程と、前記レジスト膜を剥離すると共に、前記
SiN膜を除去する第4の工程とからなる半導体装置の
製造方法を提案する。
【0009】
【作用】本発明の請求項1によれば、コンタクト孔を形
成する工程においては、第1の工程において第1の配線
層上にSiO2 からなる第1の絶縁膜が着膜され、第2
の工程において前記第1の絶縁膜上にSiNからなる第
2の絶縁膜が着膜される。この後、第3の工程において
前記第2の絶縁膜上のコンタクト孔形成位置以外にレジ
スト膜が着膜されると共に、第4の工程において前記レ
ジスト膜をマスクとして前記第2及び第1の絶縁膜がエ
ッチングされる。次に、第5の工程において前記レジス
ト膜が剥離されると共に、第6の工程において前記第2
の絶縁膜が除去されてコンタクト孔が形成される。前記
レジスト膜をマスクとして前記第2及び第1の絶縁膜が
エッチングされたとき、従来と同様にレジストの表面が
変質し、この変質した部分はレジストを剥離した後も、
前記第2の絶縁膜に付着しているが、前記第2の絶縁膜
を除去する際に共に除去される。
【0010】また、請求項2によれば、パタ−ン配線形
成工程においては、第1の工程において配線層上にSi
N膜が着膜され、第2の工程において前記SiN膜上の
パタ−ン配線形成位置以外にレジスト膜が着膜される。
さらに、第3の工程において前記レジスト膜をマスクと
して前記SiN膜及び前記配線層がエッチングされ、第
4の工程において前記レジスト膜が剥離されると共に、
前記SiN膜が除去される。従って、前記第3の工程に
おいて、前記レジスト膜をマスクとして前記SiN膜及
び前記配線層がエッチングされたとき、従来と同様にレ
ジストの表面が変質し、この変質した部分はレジストを
剥離した後も、前記SiN膜に付着しているが、前記S
iN膜を除去する際に共に除去される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述す
る。
【0012】図1は本発明の第1の実施例の半導体装置
の製造工程における半導体装置の要部を断面構造で示し
たものである。
【0013】例えば、MOS型トランジスタ等が形成さ
れたSi基板11上にSiO2 膜12を着膜し、さらに
この上に、膜厚1.0 μmのAl−Si(1%)膜からな
る第1の配線層13をスパッタ法により形成する(a) 。
【0014】次に、第1の配線層13の上にプラズマC
VD法を用いて膜厚0.4 μmのSiN膜14を着膜する
と共に、SiN膜14の上に厚さ1.5 μmのレジストパ
タ−ン15を形成する(b) 。この後、レジストパタ−ン
15をマスクとしてSiN膜14をRIE(Reactive I
on Etching) 法によってエッチングする。このときの条
件は、例えばCF4 /H2 =20/12 ,1.3 Pa,350
Wである。続けて第1の配線層13をRIE法によって
エッチングする(c) 。
【0015】次いで、ダウンストリ−ム型のアッシング
装置によってレジストパタ−ン15を除去する(d) 。こ
のときのアッシング装置の条件は、例えば(O2 :5000
SCCM 1.6Torr,900W)である。ここで、従来と同様にレ
ジスト15の表面が変質してSiN膜14のエッジ部に
レジスト残り16が付着し、アッシングによっても除去
できないで残存する。
【0016】この後、SiN膜14をCDE(Chemical
Dry Etching) 法を用いて除去し、水洗を行う(e) 。こ
れにより残存していたレジスト残り16はSiN膜14
と共に除去される。このときのCDE法における条件
は、例えばCF4 / O2 / N2=340/90/100 SCCM,圧力
0.30 Torr,Power 430 Wである。また、SiN膜14の
除去にCDE法を用いると、第1の配線層13及び下地
のSiO2 膜12に対して十分な選択比が得られるの
で、第1の配線層13及びSiO2 膜12にダメ−ジを
与えない、即ち第1の配線層13及びSiO2 膜12は
エッチングされない。 次に、第1の配線層13が形成
されたSi基板11上にプラズマCVD法を用いて膜厚
10000 オングストロ−ムのSiO2 膜からなる層間絶縁
膜17を着膜する(f) 。さらにこの上にプラズマCVD
法を用いて膜厚2000オングストロ−ムのSiN膜18を
着膜すると共に、コンタクト孔形成位置以外の部分にレ
ジストパタ−ン19を形成する(g) 。この後、レジスト
パタ−ン19をマスクとしてRIE法を用いてSiN膜
18及び層間絶縁膜17をエッチングする(h) 。エッチ
ングが終了した後、レジストパタ−ン19を除去する
(i) 。ここで、従来と同様にレジスト19の表面が変質
してSiN膜18のエッジ部にレジスト残り19aが付
着し、アッシングによっても除去できないで残存する
が、さらにCDE法を用いてSiN膜18を除去して、
水洗を行うことにより、レジスト残り19a等の残渣物
を除去することができる(j) 。これにより、レジスト残
り19a等の残渣物が付着していないコンタクト孔20
を形成することができる。
【0017】この後、例えば膜厚1.0 μmのAl−Si
(1%)膜からなる第2の配線層21をスパッタ法によ
り形成する(k) 。これにより、第1の配線層13と第2
の配線層21とはコンタクト孔20を介して電気的に接
続される。
【0018】従って、多層配線を行う場合においても、
従来のように下地に必要以上の段差が生じないので、断
線或いは短絡が生じる恐れがなくなり、製品の歩留り及
び信頼性を向上させることができる。
【0019】次に、本発明の第2の実施例を説明する。
【0020】図4は本発明の第2の実施例の半導体装置
の製造工程における半導体装置の要部を断面構造で示し
たものである。図において、前述した第1の実施例と同
一構成部分は同一符号をもって表す。
【0021】例えば、MOS型トランジスタ等が形成さ
れたSi基板11上にSiO2 膜12を着膜し、さらに
この上に、膜厚1.0 μmのAl−Si(1%)膜からな
る第1の配線層13をスパッタ法により形成する(a) 。
【0022】次に、第1の配線層13の上にプラズマC
VD法を用いて膜厚0.4 μmのSiN膜14を着膜する
と共に、SiN膜14の上に厚さ1.5 μmのレジストパ
タ−ン15を形成する(b) 。この後、レジストパタ−ン
15をマスクとしてSiN膜14をRIE(Reactive I
on Etching) 法によってエッチングする。このときの条
件は、例えばCF4 /H2 =20/12 ,1.3 Pa,350
Wである。続けて第1の配線層13をRIE法によって
エッチングする(c) 。
【0023】次いで、ダウンストリ−ム型のアッシング
装置によってレジストパタ−ン15を除去する(d) 。こ
のときのアッシング装置の条件は、例えば(O2 :5000
SCCM1.6Torr,900W ) である。ここで、従来と同様にレ
ジスト15の表面が変質してSiN膜14のエッジ部に
レジスト残り16が付着し、アッシングによっても除去
できないで残存するが、さらにSiN膜14をCDE法
を用いて除去し、水洗を行うことにより、残存していた
レジスト残り16はSiN膜14と共に除去される(e)
。このときのCDE法における条件は、例えばCF4 /
2/ N2 =340/90/100 SCCM,圧力 0.30 Torr,Power 4
30 Wである。また、SiN膜14の除去にCDE法を用
いると、第1の配線層13及び下地のSiO2 膜12に
対して十分な選択比が得られるので、第1の配線層13
及びSiO2膜12はエッチングされず、第1の配線層
13及びSiO2 膜12にダメ−ジを与えることがな
い。 次に、第1の配線層13が形成されたSi基板1
1上にプラズマCVD法を用いて膜厚7000オングストロ
−ムのSiO2 膜からなる層間絶縁膜17を着膜する
(f) 。さらにこの上にプラズマCVD法を用いて膜厚30
00オングストロ−ムのSiN膜18を着膜すると共に、
コンタクト孔形成位置以外の部分にレジストパタ−ン1
9を形成する(g) 。この後、レジストパタ−ン19をマ
スクとしてCDE法を用いてSiN膜18を等方性エッ
チングする(h) 。このときのCDE法における条件は、
例えばCF4 / O2 / N2 =340/90/100 SCCM,圧力 0.3
0 Torr,Power 430 Wである。CDE法によりSiN膜1
8を等方性エッチングすることにより、SiN膜18は
レジストパタ−ン19よりも内側まで削られ、ワイング
ラス形状の、いわゆるラウンドエッチと同様になる。
【0024】次に、レジストパタ−ン19をマスクに
し、RIE法を用いて層間絶縁膜17を異方性エッチン
グして、コンタクト孔20を形成する(i) 。このとき、
レジストパタ−ン19の側壁部分が変質するがSiN膜
18はレジストパタ−ン19の側壁部分よりも内側まで
削られているので、レジストの変質部分がSiN膜18
に付着することはない。
【0025】この後、レジストパタ−ン19を除去する
と共に、コンタクト孔20の周辺部の残渣物を水洗によ
って除去した後(j) 、例えば膜厚1.0 μmのAl−Si
(1%)膜からなる第2の配線層21をスパッタ法によ
り形成する(k) 。これにより、第1の配線層13と第2
の配線層21とはコンタクト孔20を介して電気的に接
続される。
【0026】従って、多層配線を行う場合においても、
従来のように下地に必要以上の段差が生じないので断線
或いは短絡が生じる恐れがなくなり、製品の歩留り及び
信頼性を向上させることができる。さらに、コンタクト
孔20の形状がワイングラス形状の、いわゆるラウンド
エッチと同様になり、次の配線層のステップガバレ−ジ
の改善になる。
【0027】前述した第2の実施例の製造方法において
は、SiN膜18を除去せず、そのまま層間絶縁膜とし
て使用することができるので、第1の配線層13とPoly
-Si或いは拡散層との間のコンタクト孔を形成する際に
も有効である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
によれば、従来のようにコンタクト孔のエッジ部にポリ
マ−状のレジストが残ることがないので、多層配線を行
う場合には、下地に必要以上の段差が生じることがな
く、断線或いは短絡が生じる恐れがなくなり、製品の歩
留り及び信頼性を向上させることができる。
【0029】また、請求項2によれば、従来のように配
線層の上にポリマ−状のレジストが残ることがないの
で、多層配線を行う場合には、下地に必要以上の段差が
生じることがなく、断線或いは短絡が生じる恐れがなく
なり、製品の歩留り及び信頼性を向上させることができ
るという非常に優れた効果を奏するのもである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例における製造工程を表
す断面構造図
【図2】 従来の製造工程を表す断面構造図
【図3】 従来例における問題点の要部を示す図
【図4】 本発明の第2の実施例における製造工程を表
す断面構造図
【符号の説明】
11…Si基板、12…SiO2 膜、13…第1の配線
層、14…SiN膜、15…レジストパタ−ン、16…
レジスト残り、17…層間絶縁膜、18…SiN膜、1
9…レジストパタ−ン、20…コンタクト孔、21…第
2の配線層。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01L 21/3205

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁膜を介して積層形成された第1の配
    線層と第2の配線層とを接続するために前記絶縁膜にコ
    ンタクト孔を形成するコンタクト孔形成工程を有する半
    導体装置の製造方法において、前記コンタクト形成工程
    は、第1の配線層上にSiO2 からなる第1の絶縁膜を
    着膜する第1の工程と、前記第1の絶縁膜上にSiNか
    らなる第2の絶縁膜を着膜する第2の工程と、前記第2
    の絶縁膜上の前記コンタクト孔形成位置以外にレジスト
    膜を着膜する第3の工程と、前記レジスト膜をマスクと
    して前記第2及び第1の絶縁膜をエッチングする第4の
    工程と、前記レジスト膜を剥離する第5の工程と、前記
    第2の絶縁膜を除去する第6の工程とからなる、ことを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 配線層を所定のパタ−ン配線に形成する
    パタ−ン配線形成工程を有する半導体装置の製造方法に
    おいて、前記パタ−ン配線形成工程は、前記配線層上に
    SiN膜を着膜する第1の工程と、前記SiN膜上の前
    記パタ−ン配線形成位置以外にレジスト膜を着膜する第
    2の工程と、前記レジスト膜をマスクとして前記SiN
    膜及び前記配線層をエッチングする第3の工程と、前記
    レジスト膜を剥離すると共に、前記SiN膜を除去する
    第4の工程とからなる、ことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5888573A (en) * 1995-05-22 1999-03-30 Rheon Automatic Machinery Co., Ltd. Method for continuously and uniformly supplying dough
US6117472A (en) * 1997-11-25 2000-09-12 Rheon Automatic Machinery Co., Inc. Process for preparing dough pieces
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