JPH07231039A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH07231039A
JPH07231039A JP2107594A JP2107594A JPH07231039A JP H07231039 A JPH07231039 A JP H07231039A JP 2107594 A JP2107594 A JP 2107594A JP 2107594 A JP2107594 A JP 2107594A JP H07231039 A JPH07231039 A JP H07231039A
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JP
Japan
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film
insulating film
metal wiring
opening
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2107594A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Fujiwara
浩志 藤原
Hiroyuki Nishimura
浩之 西村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属配線膜間を接続するホールを開口後ホー
ル側壁の絶縁膜からのガス放出を防止し、精度よく金属
配線膜を形成する半導体装置及びその製造方法を得る。 【構成】 金属配線膜間の接続するためのホールを開口
した後、プラズマ処理によって絶縁膜3の水分を除去し
側壁部に絶縁膜3のガス放出のない部分6を形成する。
これにより、絶縁膜3中の残留水分や未反応の水酸基
(OH)によるガス放出を防止でき、2層目金属配線膜
5を精度よく形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造方法に関し、特に、多層金属配線膜間の接続のため
の層間絶縁膜の形成技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の半導体装置の製造方法によ
り得られる半導体装置の断面図を示すもので、2層の電
極配線がなされた半導体装置の1層目電極配線より上部
の断面図を示す。図4おいて、1は1層目の電極配線
膜、2、4はP−CVD法(Plasma CVD、CVD:C
hemical Vapor Deposition)によって成膜された絶縁
膜、3は回転塗布法によって成膜された酸化膜でなる絶
縁膜、5は2層目の電極配線膜である。また、11は1
層目の電極配線膜1下の絶縁膜である。なお、この場
合、1層目と2層目の電極配線膜1と5はAl合金膜で
なり、絶縁膜2と4はシリコン酸化膜でなり、絶縁膜3
はSOG(Spin on Glass)膜でなる。
【0003】このような構成を備える半導体装置の製造
方法を図5を参照して説明する。まず、絶縁膜11上に
1層目の電極配線膜1を形成した後、絶縁膜2をP−C
VD法によって成膜し、そのうえに、絶縁膜3を回転塗
布法にて成膜して表面を平坦化する。なお、絶縁膜3の
表面にはプラズマ処理が行われる。さらに、絶縁膜4を
P−CVD法によって成膜する。次いで、その絶縁膜4
上にフォトレジストを全面塗布形成した後、所定の写真
製版処理(露光→現像)を行うことによりレジストパタ
ーン10を得る(図5(a)参照)。
【0004】次に、異方性の反応性イオンエッチング
(RIE:Reactive Ion Etching)で処理することによ
り、レジストパターン10をマスクとして下地の絶縁膜
2ないし4が選択的にエッチング除去され、パターン化
されたホールが形成される。そして、アッシング処理で
レジストを除去し、1層目と2層目の電極配線膜の接続
のためのホールを形成する(図5(b)参照)。
【0005】次に、スパッタ法で2層目の電極配線膜5
を形成する。このとき、図5(c)に示すように、絶縁
膜3のプラズマ処理されていないホールの側壁部より、
スパッタ中に生じる熱によって、主に、絶縁膜3として
のSOG膜中に残留するH2O や未反応の水酸基(O
H)によるガス(H2O)9が発生し、このガス9が絶縁
膜3のプラズマ処理されていないホールの側壁部から放
出されることで、この絶縁膜3の側壁部での電極配線膜
5は形成されにくく、極端には、図4に示すように、絶
縁膜3の側壁部で電極配線膜5は断線する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の製
造方法は以上のようにしてなされるので、1層目と2層
目の電極配線膜1と5を接続するためのホールを形成し
た後、スパッタ法で2層目の電極配線膜5を形成する時
に、スパッタ中に生じる熱の影響によって発生する絶縁
膜3の主に水酸基(OH)によるガス9が絶縁膜3のプ
ラズマ処理されていないホールの側壁部から放出される
ことで、この絶縁膜3の側壁部での電極配線膜5が形成
されにくく、電気抵抗が高くなり、所望の電気特性が得
られないものとなる。また、極端な場合には、2層目の
電極配線膜5が全く形成されなく、絶縁膜3の側壁部で
部分的に断線を招き、欠陥を生じる原因となる等の問題
点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電極配線膜等を精度よく形成す
ることができるように層間絶縁膜を形成する半導体装置
及びその製造方法を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る半導体装置の製造方法は、金属配線膜間の層間絶縁膜
を開口して、その開口部を介して金属配線膜間を電気的
に接続するようにした半導体装置の製造方法において、
上記層間絶縁膜の開口後、その開口部側壁にプラズマ処
理を行う工程を含み、該プラズマ処理後に金属配線膜を
形成することを特徴とするものである。
【0009】また、請求項2に係る半導体装置の製造方
法は、金属配線膜間の層間絶縁膜を開口して、その開口
部を介して金属配線膜間を電気的に接続するようにした
半導体装置の製造方法において、上記層間絶縁膜の開口
後、プラズマCVD酸化膜でなる絶縁膜を形成する工程
と、その絶縁膜をエッチングして開口部側壁のみ残しサ
イドウォールを形成する工程とを含み、サイドウォール
形成後に金属配線膜を形成することを特徴とするもので
ある。
【0010】さらに、請求項3に係る半導体装置は、第
1の金属配線膜と、この第1の金属配線膜上に設けられ
た複数層の絶縁膜と、この絶縁膜に形成された開口部
と、この開口部を介して上記第1の金属配線膜と電気的
に接続される第2の金属配線膜とを有し、上記第2の金
属配線膜は上記開口部に形成されたサイドウォール内壁
に形成されることを特徴とするものである。
【0011】
【作用】この発明の請求項1に係る半導体装置の製造方
法においては、層間絶縁膜の開口部側壁にプラズマ処理
を行うことによって、絶縁膜中の水分を除去し、絶縁膜
をガス放出のない膜にして、金属配線膜間の電気的接続
の際に断線等を招くことを防ぎ、電気的特性に対する悪
影響がなくなる。
【0012】また、請求項2に係る半導体装置の製造方
法においては、層間絶縁膜の開口後、プラズマCVD酸
化膜でなる絶縁膜を形成し、その絶縁膜をエッチングし
て開口部側壁のみ残しサイドウォールを形成することに
よって、層間絶縁膜からの水分によるガス放出を防止し
て、金属配線膜間の電気的接続の際に断線等を招くこと
を防ぎ、電気的特性に対する悪影響がなくなる。
【0013】さらに、請求項3に係る半導体装置におい
ては、第1の金属配線膜と、この第1の金属配線膜上に
設けられた複数層の絶縁膜と、この絶縁膜に形成された
開口部と、この開口部を介して上記第1の金属配線膜と
電気的に接続される第2の金属配線膜とを有し、上記第
2の金属配線膜が上記開口部に形成されたサイドウォー
ル内壁に形成されることによって、金属配線膜間の電気
的接続の際に断線等を招くことを防ぎ、電気的特性に対
する悪影響がなくなる。
【0014】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例1を図について説明
する。図1は実施例1に係る半導体装置の製造方法によ
り得られた半導体装置の断面図を示すもので、2層の電
極配線がなされた半導体装置の1層目電極配線より上部
の断面図を示す。図1において、図4に示す従来例と同
一符号は同一部分を示し、1は1層目の電極配線膜、
2、4はP−CVD法(Plasma CVD、CVD:Chemi
cal Vapor Deposition) によって成膜された絶縁膜、
3は回転塗布法によって成膜された絶縁膜、5は2層目
の電極配線膜である。また、11は1層目の電極配線膜
1下の絶縁膜である。なお、この場合、1層目と2層目
の電極配線膜1と5はAl合金膜でなり、絶縁膜2と4
はシリコン酸化膜でなり、絶縁膜3はSOG(Spin on
Glass)膜でなる。また、新たな構成としての符号6は
プラズマ処理された絶縁膜3のホール側壁部を示してい
る。
【0015】このような構成を備える半導体装置の製造
方法を図2を参照して説明する。まず、従来例と同様に
して、1層目と2層目の電極配線膜の接続のためのホー
ル(開口部)を形成する。すなわち、絶縁膜11上に1
層目の電極配線膜1を形成した後、絶縁膜2をP−CV
D法によって成膜し、そのうえに、絶縁膜3を回転塗布
法にて成膜して表面を平坦化する。なお、絶縁膜3の表
面にはプラズマ処理が行われる。さらに、絶縁膜4をP
−CVD法によって成膜する。次いで、その絶縁膜4上
にフォトレジストを全面塗布形成した後、所定の写真製
版処理(露光→現像)を行うことによりレジストパター
ンを得、次に、異方性の反応性イオンエッチング(RI
E:Reactive Ion Etching)で処理することにより、レ
ジストパターンをマスクとして下地の絶縁膜2ないし4
を選択的にエッチング除去し、パターン化されたホール
を形成する。そして、アッシング処理でレジストを除去
し、1層目と2層目の電極配線膜の接続のためのホール
を形成する(図2(a)参照)。
【0016】次に、形成したホールに対してN2 プラズ
マ処理を行う。プラズマ状態のN2ガス7の持つプラズ
マエネルギーが効果的にホール側壁に露出する絶縁膜3
にアタックすることによって、プラズマ処理された絶縁
膜3のホール側壁部6で水分が除去される(図2
(b))。次に、2層目の電極配線膜5をスパッタ法で
形成する。このとき、絶縁膜3のホール側壁部における
ガス放出がないため、電極配線膜5を断線なく形成でき
る(図2(c))。
【0017】なお、上述した実施例1の説明において、
プラズマ処理のガスとして、N2 を用いたが、プラズマ
状態にできるガスであればプラズマエネルギーの効果が
あるので、O2,O3等のガスによるプラズマ処理を用い
てもよい。
【0018】従って、上記実施例1によれば、ホール側
壁に露出する絶縁膜3にプラズマ処理を行うことによっ
て、絶縁膜3中の水分を除去し、絶縁膜3をガス放出の
ない膜にして、電極配線膜5を断線なく形成でき、電気
的特性に対する悪影響がなくなる。
【0019】実施例2.次に、図3は実施例2に係る半
導体装置の製造方法を説明するための工程図を示すもの
である。図3において、1ないし5および11は図1と
図2に示す実施例1と同様な構成を示し、その説明は省
略する。新たな符号として、8はホール側壁部にサイド
ウォールを形成するためのプラズマCVD酸化膜で、例
えばP−SiO膜(プラズマ酸化珪素膜)でなる。
【0020】以下、実施例2に係る半導体装置の製造方
法を図3を参照して説明する。まず、実施例1と同様に
して、1層目と2層目の電極配線膜の接続のためのホー
ルを形成する。すなわち、絶縁膜11上に1層目の電極
配線膜1を形成した後、絶縁膜2をP−CVD法によっ
て成膜し、そのうえに、絶縁膜3を回転塗布法にて成膜
して表面を平坦化する。なお、絶縁膜3の表面にはプラ
ズマ処理が行われる。さらに、絶縁膜4をP−CVD法
によって成膜する。次いで、その絶縁膜4上にフォトレ
ジストを全面塗布形成した後、所定の写真製版処理(露
光→現像)を行うことによりレジストパターンを得、次
に、異方性の反応性イオンエッチング(RIE:Reacti
ve Ion Etching)で処理することにより、レジストパタ
ーンをマスクとして下地の絶縁膜2ないし4を選択的に
エッチング除去し、パターン化されたホールを形成す
る。そして、アッシング処理でレジストを除去し、1層
目と2層目の電極配線膜の接続のためのホールを形成す
る(図3(a)参照)。
【0021】次に、ホール及び絶縁膜4全面に、プラズ
マCVD酸化膜としてのP−SiO膜8を成膜する(図
3(b)参照)。P−SiO膜8は、絶縁膜3と比べ膜
中の水分量は少なく、ガス放出もほとんどない。そし
て、このP−SiO膜8をエッチバックし、ホール側壁
部にサイドウォールを形成する(図3(c))。このサ
イドウォール形成時に、上記P−SiO膜8の成膜は、
プラズマCVD法によって低温で膜が堆積されるので、
絶縁膜3からのガス放出の影響を受けることなくサイド
ウォールを形成することができる。その後、2層目の電
極配線膜5をスパッタ法で形成する。このとき、スパッ
タ中に熱が発生するが、P−SiO膜8のサイドウォー
ルが、絶縁膜3への熱伝達を防ぎ、仮にスパッタ中の熱
が絶縁膜3に伝達し絶縁膜3中に一時的にガスが発生し
たとしても微々たるもので、上記P−SiO膜8のサイ
ドウォールによって絶縁膜3からのガス放出9が塞がれ
て、発生したガスはスパッタ工程を経た後冷却されて元
の水分の状態に戻る。従って、上記P−SiO膜8のサ
イドウォールにより電極配線膜5を断線なく形成でき
る。
【0022】なお、上記実施例2の説明においては、サ
イドウォール形成するプラズマCVD酸化膜としてP−
SiO膜8としたが、膜中の水分量のきわめて少ない物
質であればよく、例えばSiO2,P−SiN等の膜で
もよい。
【0023】従って、上記実施例2によれば、ホールの
形成後、ホール及び絶縁膜4全面に、プラズマCVD酸
化膜としてのP−SiO膜8でなる絶縁膜を成膜し、そ
の絶縁膜をエッチングして開口部側壁のみ残しサイドウ
ォールを形成することによってスパッタ時の熱遮断を行
い絶縁膜3におけるガスの発生を防ぐと共に、仮に発生
したとしてもそのガス放出9をP−SiO膜8のサイド
ウォールにより防止できるため、電極配線膜5を断線な
く形成でき、電気的特性に対する悪影響がなくなる。
【0024】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、層間絶縁膜の開口部側壁にプラズマ処理を行うこ
とによって、酸化膜でなる絶縁膜中の水分を除去し、絶
縁膜をガス放出のない膜にして、金属配線膜間の電気的
接続の際に断線等を招くことを防ぎ、電気的特性に対す
る悪影響を及ぼすことのない層間絶縁膜を形成すること
ができるという効果を奏する。
【0025】また、請求項2によれば、層間絶縁膜の開
口後、プラズマCVD酸化膜でなる絶縁膜を形成し、そ
の絶縁膜をエッチングして開口部側壁のみ残しサイドウ
ォールを形成することによって、層間絶縁膜からの水分
によるガス放出を防止して、金属配線膜間の電気的接続
の際に断線等を招くことを防ぎ、電気的特性に対する悪
影響を及ぼすことのない層間絶縁膜を形成することがで
きるという効果を奏する。
【0026】さらに、請求項3によれば、第1の金属配
線膜と、この第1の金属配線膜上に設けられた複数層の
絶縁膜と、この絶縁膜に形成された開口部と、この開口
部を介して上記第1の金属配線膜と電気的に接続される
第2の金属配線膜とを有し、上記第2の金属配線膜が上
記開口部に形成されたサイドウォール内壁に形成される
ことによって、金属配線膜間の電気的接続の際に断線等
を招くことを防ぎ、電気的特性に対する悪影響がなくな
る半導体装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1による半導体装置を示すも
ので、1層目と2層目の電極配線接続のためのホール形
成後の層間絶縁膜の部分断面図である。
【図2】この発明の実施例1に係る半導体装置の製造方
法を説明するための工程図である。
【図3】この発明の実施例2に係る半導体装置の製造方
法を説明するための工程図である。
【図4】従来例による半導体装置を示すもので、1層目
と2層目の電極配線接続のためのホール形成後の層間絶
縁膜の部分断面図である。
【図5】従来例に係る半導体装置の製造方法を説明する
ための工程図である。
【符号の説明】
1 1層目電極配線膜 2 絶縁膜 3 絶縁膜 4 絶縁膜 5 2層目電極配線膜 6 プラズマ処理された絶縁膜3のホール側壁部 7 プラズマ化されたガス(N2 ) 8 絶縁膜 9 シリコン樹脂膜により放出されるガス(H2O) 10 レジスト 11 1層目電極配線膜下の絶縁膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属配線膜間の層間絶縁膜を開口して、
    その開口部を介して金属配線膜間を電気的に接続するよ
    うにした半導体装置の製造方法において、上記層間絶縁
    膜の開口後、その開口部側壁にプラズマ処理を行う工程
    を含み、該プラズマ処理後に金属配線膜を形成すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 金属配線膜間の層間絶縁膜を開口して、
    その開口部を介して金属配線膜間を電気的に接続するよ
    うにした半導体装置の製造方法において、上記層間絶縁
    膜の開口後、プラズマCVD酸化膜でなる絶縁膜を形成
    する工程と、その絶縁膜をエッチングして開口部側壁の
    み残しサイドウォールを形成する工程とを含み、サイド
    ウォール形成後に金属配線膜を形成することを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 第1の金属配線膜と、この第1の金属配
    線膜上に設けられた複数層の絶縁膜と、この絶縁膜に形
    成された開口部と、この開口部を介して上記第1の金属
    配線膜と電気的に接続される第2の金属配線膜とを有
    し、上記第2の金属配線膜は上記開口部に形成されたサ
    イドウォール内壁に形成されることを特徴とする半導体
    装置。
JP2107594A 1994-02-18 1994-02-18 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH07231039A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6255732B1 (en) 1998-08-14 2001-07-03 Nec Corporation Semiconductor device and process for producing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6255732B1 (en) 1998-08-14 2001-07-03 Nec Corporation Semiconductor device and process for producing the same
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