JPH06260456A - 多層配線構造の製造方法 - Google Patents

多層配線構造の製造方法

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JPH06260456A
JPH06260456A JP5070783A JP7078393A JPH06260456A JP H06260456 A JPH06260456 A JP H06260456A JP 5070783 A JP5070783 A JP 5070783A JP 7078393 A JP7078393 A JP 7078393A JP H06260456 A JPH06260456 A JP H06260456A
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JP
Japan
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hole
insulating film
wiring structure
wall surface
metal wiring
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Pending
Application number
JP5070783A
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English (en)
Inventor
Mutsumi Suzuki
睦 鈴木
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層配線構造の製造方法において、スルーホ
ール内壁面下部の空洞の発生を防止することにより、ス
ルーホール部分でのコンタクト抵抗の増大や、集積回路
の信頼性の低下等の問題を解決する。 【構成】 多層配線構造の製造方法の工程で、第1の金
属層3上に絶縁膜4を形成し、この絶縁膜4にリアクテ
ィブイオンエッチングによってスルーホールを形成す
る。その後、スルーホール形成後に残るスルーホール内
壁面上の重合物7を発煙硝酸によって取り除いたのち、
このスルーホール部を介して第1の金属層3と接するよ
うに絶縁膜4上に第2の金属層5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、多層配線構造の製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、半導体集積回路の製造における多
層配線技術は、半導体集積回路の集積度向上のため特に
注目されている。なかでも配線材料として、AlやAl
にSiやCuを添加した材料を用いた多層配線構造は、
寄生抵抗の少ない多層配線技術として数多くの研究がな
されている。
【0003】例えば、従来AlやAlにSiやCuを添
加した材料を用いた多層配線構造においては、PSG、
プラズマSiN等の絶縁膜が用いられ、前記絶縁膜を加
工する際には、CF4 、CHF3 等のフッ素系のガスを
用いたリアクティブイオンエッチングが、集積度を向上
させるために用いられている。
【0004】前記リアクティブイオンエッチング(RI
E)とは、CF4 、CHF3 等のフッ素型のガスをプラ
ズマ化した際に発生するF+ が、プラズマ中の電場(エ
ッチングするウェハに対して垂直方向の電場)で加速さ
れ、絶縁膜に衝突して反応が起こり揮発性物質(例えば
絶縁膜がSiNの場合は、SiXY )を生成して除去
されていく事によりエッチングする方法である。
【0005】前記RIEにおいては、加速されたF+
よってエッチングが起こるため、基本的に異方性エッチ
ングとなる。しかしながら、より完全な異方性を確保す
るため、例えばSiN絶縁膜のRIE加工においては、
フォトレジスト等の分解物を絶縁膜の側壁に付着させる
ことで、エッチングが横方向に進まないようにしてい
る。
【0006】この場合は、前記フォトレジスト等の分解
物は、マスクとしてのフォトレジストが加速されたF+
によってスパッタリングされることにより生成する。こ
のような側壁付着物は、エッチング条件を選べば、CH
3 等の有機物付着性のガスによる有機重合物によって
も形成することができる。
【0007】前述の付着物のうち、絶縁膜と垂直な方向
で生成したものは、加速されたF+によって順次エッチ
ングされてしまうのに対し、絶縁膜と水平方向で生成し
た付着物は、加速されたF+ によってエッチングされな
いため絶縁物の表面に残り、絶縁膜のエッチングを防止
することとなる。以上の現象により、RIEにおけるエ
ッチング加工量の完全な異方性が確保される。
【0008】そして、前記リアクティブイオンエッチン
グにより生成した重合物残渣は、酸素プラズマによるレ
ジスト剥離工程においても除去されないため、Alのウ
エットエッチング液(燐酸、水、酢酸、硝酸の混合物)
に入れて除去している。
【0009】このような工程を含む従来の多層配線構造
の製造方法の一例を図面に基づいて説明する。図2
(a)〜(d)は該従来の多層配線構造の製造方法を工
程順に示す断面図であるが、同図において、21は基
板、22は第1の絶縁膜、23は第1の絶縁膜上に形成
されたアルミ合金からなる第1の金属配線、24はPS
GもしくはプラズマSiNよりなる第2の絶縁膜、25
はアルミ合金からなる第2の金属配線、26はスルーホ
ールをエッチングするためのレジスト、27はスルーホ
ール側壁に形成された重合物残渣である。
【0010】先ず、図2(a)を参照して、基板21上
に例えば熱酸化法、CVD法などによりSiO2 、PS
G等の材質である第1の絶縁膜22を形成した後、該第
1の絶縁膜22上に例えばスパッタ法などにより金属配
線膜を形成する。この金属配線膜は写真製版技術及びリ
アクティブイオンエッチングによって加工することによ
り、第1の金属配線23となる。
【0011】更に、前記第1の金属配線23上と第1の
絶縁膜22上とに、CVD法等によりPSGもしくはプ
ラズマSiN等よりなる第2の絶縁膜24を形成する。
そして、写真製版技術によって前記第2の絶縁膜24の
上にスルーホールを形成するためのレジスト26を形成
する。このレジスト26を形成した状態が図2(a)で
ある。
【0012】そして、マスクとしての前記レジスト26
を形成した状態の素子に、CF4 、CHF3 等のフッ素
系のガスを用いたリアクティブイオンエッチングによっ
て、スルーホールを形成し、その後、酸素プラズマによ
り、マスクである前記レジスト26を剥離する。このレ
ジスト26を剥離した状態を示したのが図2(b)であ
るが、同図に見られるように、前記レジストを剥離する
酸素プラズマでは、前記リアクティブイオンエッチング
によってスルーホールの内壁面に付着した重合物残渣2
7は除去できない。
【0013】そこで、この重合物残渣27を除去するた
めに、スルーホール内壁面をウェットエッチング液(燐
酸、水、酢酸、硝酸の混合物)に浸漬する。このウェッ
トエッチング液による重合物残渣27の除去を行った後
の状態を示したものが、図2(c)である。
【0014】そして、前記重合物残渣27の除去後、第
2の絶縁膜24及び第1の金属配線23上にアルミ合金
からなる金属配線膜をスパッタ法等の方法で形成し、写
真製版技術及びリアクティブエッチングによって第2の
金属配線25を形成する。この第2の金属配線25を形
成した状態を図2(d)に示すが、このようにして、従
来の多層配線構造は製造されていた。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の多層配線構造の製造方法においては、前記スルーホ
ール内壁面に付着した重合物残渣を除去する工程におい
て、図2(c)に示すようにスルーホール内壁面の下部
にくびれが生じた。
【0016】このくびれは、図2(d)に示すように、
第2の金属配線25を形成した場合に空洞Aとして残
り、この空洞に水分や酸が残留して、スルーホール部分
でのコンタクト抵抗の増大や集積回路の信頼性の低下等
を引き起こしており、その解決が望まれていた。
【0017】本発明は、このような従来の多層配線構造
の製造方法の問題を解決するもので、スルーホール部分
でのコンタクト抵抗の増大や、集積回路の信頼性が低下
しない多層配線構造を得るために、スルーホール内壁面
上にくびれが発生しない多層配線構造の製造方法を得る
ことを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本願発明は、第1の金属層上に絶縁膜を形成し、該絶縁
膜にリアクティブイオンエッチングによってスルーホー
ルを形成した後、前記スルーホール部を介して前記第1
の金属層と接するように前記絶縁膜上に第2の金属層を
形成する多層配線構造の製造方法において、前記スルー
ホール形成後にスルーホール内壁面上の重合物残渣を発
煙硝酸との接触により除去することを特徴とする多層配
線構造の製造方法に係るものである。
【0019】
【作用】前記のように構成された本発明においては、リ
アクティブエッチングによってスルーホールを形成した
後に、スルーホール内壁面上の重合物残渣を発煙硝酸と
の接触により除去することにより、スルーホール内壁面
を何ら変化させることなく、重合物残渣を除去すること
が可能である。
【0020】従来のウェットエッチング液によってスル
ーホール内壁面上の重合物残渣を除去する方法では、前
述のようにスルーホール内壁面下部にくびれが発生し、
このくびれが最終的には、スルーホール部分に空洞とし
て残る。この空洞内に、水分や酸などの残留物が溜っ
て、コンタクト抵抗の増大や、集積回路の信頼性の低下
を引き起こす等の問題があったが、本発明では、前述の
ように発煙硝酸によってスルーホール内壁面上の重合物
残渣を除去することで、スルーホール内壁面を何ら変化
させることなく重合物残渣を除去することが可能である
ので、前述のようなくびれに起因する空洞の発生を防ぐ
ことができる。
【0021】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図1(a)〜(d)は本発明の多層配線構造の製造
方法を工程順に示す断面図であるが、同図において、1
は基板、2は第1の絶縁膜、3は第1の絶縁膜上に形成
されたアルミ合金からなる第1の金属配線、4はPSG
もしくはプラズマSiNよりなる第2の絶縁膜、5はア
ルミ合金からなる第2の金属配線、6はスルーホールを
エッチングするためのレジスト、7はスルーホール側壁
に形成された重合物残渣である。
【0022】先ず図1(a)を参照して、基板1上に例
えば熱酸化法、CVD法などによりSiO2 、PSG等
の材質である第1の絶縁膜2を形成する。前記第1の絶
縁膜2上に例えばスパッタ法などにより金属配線膜を形
成する。前記金属配線膜は写真製版技術及びリアクティ
ブイオンエッチングによって加工することにより、第1
の金属配線3となる。
【0023】更に、前記第1の金属配線3上と第1の絶
縁膜2上とに、CVD法等によりPSGもしくはプラズ
マSiN等よりなる第2の絶縁膜4を形成する。写真製
版技術によって、第2の絶縁膜上にレジスト6を形成す
る。前記レジスト6を形成した状態が図1(a)であ
る。
【0024】マスクとして前記レジストを形成した状態
の素子に、CF4 、CHF3 等のフッ素系のガスを用い
たリアクティブイオンエッチングによって、スルーホー
ルを形成する。前記スルーホールを形成後、酸素プラズ
マにより、マスクである前記レジスト6を剥離する。こ
のレジスト6を剥離した状態が図1(b)である。同図
に見られるように、前記リアクティブイオンエッチング
によって前記スルーホール内壁面に付着した重合物残渣
は、前記酸素プラズマで前記レジストを剥離しただけで
は除去できない。
【0025】この重合物残渣7を除去するために前記図
1(b)の状態の素子を発煙硝酸に接触させる。この発
煙硝酸による重合物残渣7の除去後の状態を示したの
が、図1(c)である。同図に示したように前記重合物
残渣7を発煙硝酸で除去することによって、第1の金属
配線を何ら変化させることなく前記内壁上に付着した重
合物残渣の除去を行うことが可能である。
【0026】そして、前記発煙硝酸にて重合物残渣7の
除去後、アルミ合金からなる金属配線膜をスパッタ法等
の方法で形成し、写真製版技術及びリアクティブエッチ
ングによって、第2の金属配線5とする。この状態を示
すのが図1(d)である。同図からも明らかなように、
スルーホール内壁面下部には従来見られた前記空洞Aは
存在せず、第1の金属配線3と第2の金属配線5との完
全な接触が得られている。
【0027】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、スルーホ
ール形成後に、該スルーホール内壁面上の重合物残渣を
発煙硝酸との接触により除去することとしたため、従来
の製造方法において発生したスルーホール内壁下部のく
びれに起因するスルーホール部分の空洞は生じず、多層
配線構造におけるスルーホール部分でのコンタクト抵抗
の増大を防止できるとともに、集積回路の信頼性の向上
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)〜(d)は本発明の一実施例に係る
多層配線構造の製造方法を工程順に示す要部断面図であ
る。
【図2】図2(a)〜(d)は従来の多層配線構造の製
造方法を工程順に示す要部断面図である。
【符号の説明】
1、21 基板 2、22 第1の絶縁膜 3、23 第1の金属配線 4、24 第2の絶縁膜 5、25 第2の金属配線 6、26 レジスト 7、27 重合物残渣 A くびれに起因する空洞 尚、各図中同一符号は、同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の金属層上に絶縁膜を形成し、該絶
    縁膜にリアクティブイオンエッチングによってスルーホ
    ールを形成した後、前記スルーホール部を介して前記第
    1の金属層と接するように前記絶縁膜上に第2の金属層
    を形成する多層配線構造の製造方法において、 前記スルーホール形成後にスルーホール内壁面上の重合
    物残渣を発煙硝酸との接触により除去することを特徴と
    する多層配線構造の製造方法。
JP5070783A 1993-03-08 1993-03-08 多層配線構造の製造方法 Pending JPH06260456A (ja)

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JP5070783A JPH06260456A (ja) 1993-03-08 1993-03-08 多層配線構造の製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009177102A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置の電極の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009177102A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置の電極の製造方法

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