JPH07115131A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH07115131A
JPH07115131A JP28439193A JP28439193A JPH07115131A JP H07115131 A JPH07115131 A JP H07115131A JP 28439193 A JP28439193 A JP 28439193A JP 28439193 A JP28439193 A JP 28439193A JP H07115131 A JPH07115131 A JP H07115131A
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JP
Japan
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wiring
teos film
contact hole
film
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP28439193A
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English (en)
Inventor
Shinichi Ito
信一 伊藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンタクト孔に対する金属配線の合わせ余裕
を不要にして集積度を高め、且つコンタクト孔内におけ
る金属配線の耐水性を高めて信頼性も高める。 【構成】 自己平滑化効果を有するO3 −TEOS膜2
1でコンタクト孔13の内側面が覆われているので、コ
ンタクト孔13の形成時にボイド16が形成されても、
このボイド16をO3 −TEOS膜21で埋めることが
可能である。このため、Al配線11に合わせ余裕を確
保する必要がない。しかも、O3 −TEOS膜21の一
部がTEOS膜22で覆われているので、Al配線15
及び金属プラグ14とO3 −TEOS膜21との接触面
積が少なくて、O3 −TEOS膜21中の水分に対する
Al配線15及び金属プラグ14の耐性が高い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願の発明は、下層側の金属配線
と上層側の金属配線とがコンタクト孔を介して互いに接
続されている半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、2層のAl配線を有する半導体
装置の一従来例を示している。この一従来例では、図4
(a)に示す様に、下地の層間絶縁膜(図示せず)上に
第1層目のAl配線11が形成されており、このAl配
線11を層間絶縁膜12が覆っている。層間絶縁膜12
にはAl配線11に達するコンタクト孔13が形成され
ており、タングステン等の金属プラグ14がコンタクト
孔13に埋め込まれている。
【0003】層間絶縁膜12上には第2層目のAl配線
15が形成されており、金属プラグ14を介して、Al
配線15がAl配線11に接続されている。なお、第1
層目のAl配線11に対してコンタクト孔13に合わせ
に誤差が生じても両者の合わせを保障するために、図4
(b)に示す様に、Al配線11のうちでコンタクト孔
13を形成すべき部分の幅をそれ以外の部分の幅よりも
広くして、合わせ余裕を確保している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
の集積度を高めるためには、図1(e)に示す様に、A
l配線11のうちでコンタクト孔13を形成すべき部分
の幅もそれ以外の部分の幅と同じにすること、つまり、
合わせ余裕を確保しないことが望ましい。しかし、合わ
せ余裕を確保しなければ、図1(a)に示す様に、コン
タクト孔13がAl配線11からずれ、Al配線11の
側面の層間絶縁膜12がスリット状にエッチングされ
て、この側面にボイド16が形成される可能性がある。
【0005】ボイド16がその後の工程でも埋められな
ければ、このボイド16にガスの滞留等が生じ、その結
果、Al配線11の信頼性が低下したり、層間絶縁膜1
2にクラックが生じたりする可能性があって、好ましく
ない。但し、自己平滑化効果を有するO3 −TEOS膜
を常圧CVD法で堆積させれば、スリット状のボイド1
6でも埋めることができる。
【0006】しかし、常圧CVD法で堆積させたO3
TEOS膜は、水分を多量に含んでいる。このため、ボ
イド16をO3 −TEOS膜で埋めたとしても、このO
3 −TEOS膜にAl配線11、15や金属プラグ14
を直接に接触させることは、半導体装置の信頼性上から
好ましくない。従って、従来の半導体装置では、集積度
と信頼性とを同時に高めることが困難であった。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置で
は、コンタクト孔13の内側面がO3 −TEOS膜21
に覆われており、前記O3 −TEOS膜21の少なくと
も一部がO3 −TEOS膜21以外の絶縁膜22に覆わ
れており、前記O3 −TEOS膜21及び前記絶縁膜2
2が形成されている状態の前記コンタクト孔13を介し
て、下層側の金属配線11と上層側の金属配線14、1
5とが互いに接続されている。
【0008】請求項2の半導体装置では、請求項1の半
導体装置において、前記O3 −TEOS膜21のうちで
前記コンタクト孔13の底部及び開口部以外の部分が前
記絶縁膜22に覆われている。
【0009】請求項3の半導体装置では、請求項1の半
導体装置において、前記O3 −TEOS膜21のうちで
前記上層側の金属配線14、15との対向部が前記絶縁
膜22に覆われている。
【0010】請求項4の半導体装置では、請求項2また
は3の半導体装置において、前記下層側の金属配線11
のうちで前記コンタクト孔13内に臨んでいる部分が窒
化されている。
【0011】
【作用】請求項1の半導体装置では、自己平滑化効果を
有するO3 −TEOS膜21にコンタクト孔13の内側
面が覆われているので、下層側の金属配線11に対する
コンタクト孔13の合わせ誤差のために、コンタクト孔
13の形成に際して下層側の金属配線11の側面にスリ
ット状のボイド16が形成されても、このスリット状の
ボイド16をO3 −TEOS膜21で埋めることが可能
である。このため、金属配線11に合わせ余裕を確保す
る必要がなくて、集積度を高めることができる。
【0012】そして、この様に集積度を高めることがで
きるにも拘らず、O3 −TEOS膜21の少なくとも一
部がO3 −TEOS膜21以外の絶縁膜22に覆われて
いるので、O3 −TEOS膜21と上層側の金属配線1
4、15との接触面積が少なくて、O3 −TEOS膜2
1中の水分に対する上層側の金属配線14、15の耐性
が高い。
【0013】請求項2の半導体装置では、O3 −TEO
S膜21及び絶縁膜22を連続的に堆積させ且つ連続的
にエッチバックするだけで、側壁状のO3 −TEOS膜
21及び絶縁膜22をコンタクト孔13内に容易に形成
することができる。
【0014】請求項3の半導体装置では、O3 −TEO
S膜21のうちで上層側の金属配線14、15との対向
部が絶縁膜22に覆われているので、O3 −TEOS膜
21と上層側の金属配線14、15との接触面積が更に
少なくて、O3 −TEOS膜21中の水分に対する上層
側の金属配線14、15の耐性が更に高い。
【0015】請求項4の半導体装置では、下層側の金属
配線11のうちでコンタクト孔13内に臨んでいる部分
が窒化されているので、上層側の金属配線14、15の
みならず下層側の金属配線11もO3 −TEOS膜21
中の水分に対する耐性が高い。
【0016】
【実施例】以下、2層のAl配線を有する半導体装置に
適用した本願の発明の第1〜第3実施例を、図1〜3を
参照しながら説明する。なお、図4に示した一従来例と
対応する構成部分には、同一の符号を付してある。
【0017】図1が、第1実施例の製造方法を示してい
る。この第1実施例並びに以下の第2及び第3実施例で
は、図1(e)に示す様に、2層のAl配線11、15
同士を接続するためのコンタクト孔13に対する合わせ
余裕を、これらのAl配線11、15に確保していな
い。この第1実施例を製造するためには、図1(a)に
示す様に、第1層目のAl配線11を層間絶縁膜12で
覆った後、Al配線11に達するコンタクト孔13を層
間絶縁膜12に形成する。
【0018】但し、図1(e)はAl配線11に対して
コンタクト孔13に合わせ誤差がない状態を示している
が、実際には、図1(a)に示した様に、いくらかの合
わせ誤差が生じる。このため、Al配線11の側面の層
間絶縁膜12がスリット状にエッチングされて、この側
面にボイド16が形成される。
【0019】次に、図1(b)に示す様に、O3 −TE
OS膜21を常圧CVD法で堆積させ、引き続いて、T
EOS膜22をプラズマCVD法で堆積させる。TEO
S膜22のみではボイド16を埋めることが困難である
が、O3 −TEOS膜21は自己平滑化効果を有してい
るのでボイド16を埋めることができる。なお、TEO
S膜22の代わりに、SiO2 膜をプラズマCVD法で
堆積させてもよい。
【0020】次に、TEOS膜22とO3 −TEOS膜
21とに対して連続的に全面RIEによるエッチバック
を行って、図1(c)に示す様に、これらのTEOS膜
22とO3 −TEOS膜21とをコンタクト孔13の内
側面にのみ側壁状に残す。この結果、コンタクト孔13
の内側面がO3 −TEOS膜21に覆われ、このO3
TEOS膜21のうちでコンタクト孔13の底部及び開
口部以外の部分がTEOS膜22に覆われると共に、最
終的なコンタクト孔23が形成される。
【0021】次に、図1(d)に示す様に、タングステ
ン等の金属プラグ14でコンタクト孔13を埋め込む。
そして、層間絶縁膜12上に第2層目のAl配線15を
形成し、金属プラグ14を介して、Al配線15をAl
配線11に接続する。その後、従来公知の工程を実行し
て、この第1実施例を完成させる。
【0022】以上の様にして製造した第1実施例では、
図1(d)中に太線で示す様に、Al配線11とO3
TEOS膜21とが接触している他は、Al配線15及
び金属プラグ14とO3 −TEOS膜21とが、コンタ
クト孔13の底部及び開口部で接触しているのみであ
る。従って、TEOS膜22が設けられていない構造に
比べて、Al配線15及び金属プラグ14とO3 −TE
OS膜21との接触面積が少ない。
【0023】図2が、第2実施例の製造方法を示してい
る。この第2実施例の製造に際しても、図2(a)に示
す様に、O3 −TEOS膜21の堆積までは、図1に示
した第1実施例の製造方法と実質的に同様の工程を実行
する。しかし、この第2実施例を製造するためには、そ
の後、O3 −TEOS膜21に対して全面RIEによる
エッチバックを行って、図2(b)に示す様に、このO
3 −TEOS膜21をコンタクト孔13の内側面にのみ
残す。
【0024】次に、図2(c)に示す様に、TEOS膜
22をプラズマCVD法で堆積させる。TEOS膜22
は段差被覆性が良くないので、層間絶縁膜12上のTE
OS膜22の膜厚に比べて、コンタクト孔23の底部に
おけるTEOS膜22の膜厚が薄い。なお、この第2実
施例でも、TEOS膜22の代わりに、SiO2 膜をプ
ラズマCVD法で堆積させてもよい。
【0025】次に、図2(d)に示す様に、Al配線1
1が露出するまで、TEOS膜22に対して全面RIE
によるエッチバックを行う。上述の様に、層間絶縁膜1
2上のTEOS膜22の膜厚に比べて、コンタクト孔2
3の底部におけるTEOS膜22の膜厚が薄いので、A
l配線11が露出した時点では、層間絶縁膜12上にT
EOS膜22が残っている。このため、コンタクト孔2
3の底部及び開口部においてもO3 −TEOS膜21が
露出しない。
【0026】次に、図2(e)に示す様に、図1に示し
た第1実施例を製造する場合と実質的に同様の工程を実
行して、この第2実施例を完成させる。以上の様にして
製造した第2実施例では、図2(e)中に太線で示す様
に、Al配線11とO3 −TEOS膜21とが接触して
いるのみである。従って、第1実施例に比べても更に、
Al配線11、15及び金属プラグ14とO3 −TEO
S膜21との接触面積が少ない。
【0027】図3が、第3実施例の製造方法を示してい
る。この第3実施例の製造に際しては、図3に示す様
に、コンタクト孔13を層間絶縁膜12に形成した後、
2 雰囲気中におけるプラズマ処理を行って、Al配線
11の露出部に窒化膜24を形成する。その後は、上述
の第1実施例または第2実施例を製造する場合と実質的
に同様の工程を実行して、この第3実施例を完成させ
る。以上の様にして製造した第3実施例では、窒化膜2
4のためにAl配線11もO3 −TEOS膜21と接触
しておらず、しかもこの窒化膜24は耐水性を有してい
る。
【0028】
【発明の効果】請求項1の半導体装置では、集積度を高
めることができるにも拘らず、コンタクト孔内における
3 −TEOS膜中の水分に対する上層側の金属配線の
耐性が高いので、信頼性も高い。
【0029】請求項2の半導体装置では、側壁状のO3
−TEOS膜及び絶縁膜をコンタクト孔内に容易に形成
することができるので、高い信頼性を容易に得ることが
できる。
【0030】請求項3の半導体装置では、コンタクト孔
内におけるO3 −TEOS膜中の水分に対する上層側の
金属配線の耐性が更に高いので、信頼性が更に高い。
【0031】請求項4の半導体装置では、上層側の金属
配線のみならず下層側の金属配線もO3 −TEOS膜中
の水分に対する耐性が高いので、信頼性が更に高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は本願の発明の第1実施例の製
造方法を工程順に示す側断面図、(e)は第1実施例の
平面図であり、(a)〜(d)は(e)のS−S線に沿
う位置における側断面図である。
【図2】本願の発明の第2実施例の製造方法を工程順に
示す側断面図である。
【図3】本願の発明の第3実施例の製造方法の最初の工
程を示す側断面図である。
【図4】(a)は本願の発明の一従来例の側断面図、
(b)は一従来例の平面図であり、(a)は(b)のS
−S線に沿う位置における側断面図である。
【符号の説明】
11 Al配線 13 コンタクト孔 14 金属プラグ 15 Al配線 21 O3 −TEOS膜 22 TEOS膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンタクト孔の内側面がO3 −TEOS
    膜に覆われており、 前記O3 −TEOS膜の少なくとも一部がO3 −TEO
    S膜以外の絶縁膜に覆われており、 前記O3 −TEOS膜及び前記絶縁膜が形成されている
    状態の前記コンタクト孔を介して、下層側の金属配線と
    上層側の金属配線とが互いに接続されている半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 前記O3 −TEOS膜のうちで前記コン
    タクト孔の底部及び開口部以外の部分が前記絶縁膜に覆
    われている請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記O3 −TEOS膜のうちで前記上層
    側の金属配線との対向部が前記絶縁膜に覆われている請
    求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記下層側の金属配線のうちで前記コン
    タクト孔内に臨んでいる部分が窒化されている請求項2
    または3記載の半導体装置。
JP28439193A 1993-10-19 1993-10-19 半導体装置 Pending JPH07115131A (ja)

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JP28439193A JPH07115131A (ja) 1993-10-19 1993-10-19 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8025093B2 (en) 2006-03-08 2011-09-27 Kobe Steel, Ltd. Process for manufacturing cast aluminum alloy plate

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8025093B2 (en) 2006-03-08 2011-09-27 Kobe Steel, Ltd. Process for manufacturing cast aluminum alloy plate

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