JPH0729904A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0729904A JPH0729904A JP15404793A JP15404793A JPH0729904A JP H0729904 A JPH0729904 A JP H0729904A JP 15404793 A JP15404793 A JP 15404793A JP 15404793 A JP15404793 A JP 15404793A JP H0729904 A JPH0729904 A JP H0729904A
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- Japan
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- film
- cvd
- wiring
- groove
- silicon oxide
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】下層配線と接続して層間絶縁膜に埋込み、表面
を平坦化する上層配線を選択CVDで形成することによ
り、エッチバック工程を不要とし、工程を簡略化する。 【構成】表面にポリシリコン膜4を設けた酸化シリコン
膜3にビアホール6および溝7を設けて四塩化チタンガ
スを吸着させ、四塩化チタン吸着層8を有するビアホー
ル6および溝7内にアルミニウム膜を選択CVD法で堆
積して上層配線9を形成する。ポリシリコン膜4は四塩
化チタンガスを吸着しないのでアルミニウム膜が堆積し
ない。
を平坦化する上層配線を選択CVDで形成することによ
り、エッチバック工程を不要とし、工程を簡略化する。 【構成】表面にポリシリコン膜4を設けた酸化シリコン
膜3にビアホール6および溝7を設けて四塩化チタンガ
スを吸着させ、四塩化チタン吸着層8を有するビアホー
ル6および溝7内にアルミニウム膜を選択CVD法で堆
積して上層配線9を形成する。ポリシリコン膜4は四塩
化チタンガスを吸着しないのでアルミニウム膜が堆積し
ない。
Description
【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、特に多層配線の形成方法に関する。
関し、特に多層配線の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】多層配線を有する半導体装置において
は、下層配線の膜厚による段差やビアホールの段差が層
間絶縁膜の平坦性を損ない上層配線の被覆性を低下させ
て断線や短絡不良を発生させ、信頼性を低下させる原因
となっていた。
は、下層配線の膜厚による段差やビアホールの段差が層
間絶縁膜の平坦性を損ない上層配線の被覆性を低下させ
て断線や短絡不良を発生させ、信頼性を低下させる原因
となっていた。
【0003】この問題を解決する一つの手段としてアイ
・イー・イー・イー・プロシーディングズ・ヴイ・エル
・エス・アイ・マルチレベル・インターコネクション・
コンファレンス(IEEE PROCEEDINGS
VLSI MULTILEVEL INTERCONN
ECTION CONFERENCE)1988年6
月、95〜100頁に搭載されているように、層間絶縁
膜に配線形成用の溝と、この溝内にコンタクトホールを
設け、このコンタクトホールを含む溝内に金属膜を埋込
んで上面を平坦化するものがある。
・イー・イー・イー・プロシーディングズ・ヴイ・エル
・エス・アイ・マルチレベル・インターコネクション・
コンファレンス(IEEE PROCEEDINGS
VLSI MULTILEVEL INTERCONN
ECTION CONFERENCE)1988年6
月、95〜100頁に搭載されているように、層間絶縁
膜に配線形成用の溝と、この溝内にコンタクトホールを
設け、このコンタクトホールを含む溝内に金属膜を埋込
んで上面を平坦化するものがある。
【0004】図3(a)〜(c)および図4(a)〜
(c)は従来の半導体装置の製造方法を説明するための
工程順に示した斜視図である。
(c)は従来の半導体装置の製造方法を説明するための
工程順に示した斜視図である。
【0005】図3(a)に示すように、半導体層11の
う上に酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜12とエッチ
ングストッパ膜となるポリシリコン膜13とを順次堆積
して形成した後、ポリシリコン膜13および層間絶縁膜
12の中間まで選択的に順次異方性エッチングして配線
形成用の溝14を形成する。
う上に酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜12とエッチ
ングストッパ膜となるポリシリコン膜13とを順次堆積
して形成した後、ポリシリコン膜13および層間絶縁膜
12の中間まで選択的に順次異方性エッチングして配線
形成用の溝14を形成する。
【0006】次に、図3(b)に示すように、溝14を
含む表面にフォトレジスト膜15を塗布してパターニン
グし、コンタクトホール形成用の開口部を形成する。
含む表面にフォトレジスト膜15を塗布してパターニン
グし、コンタクトホール形成用の開口部を形成する。
【0007】次に、図3(c)に示すように、フォトレ
ジスト膜15およびポリシリコン膜13をマスクとして
溝14の層間絶縁膜12を異方性エッチングして溝14
の底面から半導体層11に達するコンタクトホール16
を形成し、フォトレジスト膜15を除去する。
ジスト膜15およびポリシリコン膜13をマスクとして
溝14の層間絶縁膜12を異方性エッチングして溝14
の底面から半導体層11に達するコンタクトホール16
を形成し、フォトレジスト膜15を除去する。
【0008】次に、図4(a)に示すように、溝14お
よびコンタクトホール16を含む表面にブランケットC
VD法によりタングステン膜17を堆積して上面をほぼ
平坦化する。
よびコンタクトホール16を含む表面にブランケットC
VD法によりタングステン膜17を堆積して上面をほぼ
平坦化する。
【0009】次に、図4(b)に示すように、タングス
テン膜17の上部をエッチバックしてポリシリコン膜1
3上のタングステン膜17を除去し、溝14およびコン
タクトホール16内にタングステン膜17を埋め込む。
テン膜17の上部をエッチバックしてポリシリコン膜1
3上のタングステン膜17を除去し、溝14およびコン
タクトホール16内にタングステン膜17を埋め込む。
【0010】次に、図4(c)に示すように、ポリシリ
コン膜13を除去し、コンタクトホール16を介して半
導体層11と接続し、且つ層間絶縁膜12の溝14内に
埋め込まれて上面を平坦化した配線を形成する。
コン膜13を除去し、コンタクトホール16を介して半
導体層11と接続し、且つ層間絶縁膜12の溝14内に
埋め込まれて上面を平坦化した配線を形成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体装置
の製造方法では、配線形成用の溝およびコンタクトホー
ルを含む表面にCVD法でタングステン膜を堆積して埋
め込んでいるため、配線用の溝以外に堆積されたタング
ステン膜をエッチバックして除去する必要があり、溝内
に埋込まれた配線のエッチングによるダメージを生じた
り、タングステン膜からなる配線の比抵抗が高いためア
ルミニウム配線に比べて配線抵抗が大きくなり、伝達信
号の遅延時間が増大する等の問題があった。
の製造方法では、配線形成用の溝およびコンタクトホー
ルを含む表面にCVD法でタングステン膜を堆積して埋
め込んでいるため、配線用の溝以外に堆積されたタング
ステン膜をエッチバックして除去する必要があり、溝内
に埋込まれた配線のエッチングによるダメージを生じた
り、タングステン膜からなる配線の比抵抗が高いためア
ルミニウム配線に比べて配線抵抗が大きくなり、伝達信
号の遅延時間が増大する等の問題があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に設けた下層配線を含む表面に
酸化シリコン膜を堆積し前記酸化シリコン膜の上にCV
D保護膜を形成する工程と、前記CVD保護膜および酸
化シリコン膜の上部を選択的に順次エッチングして配線
形成用の溝を形成する工程と、前記溝の底部を選択的に
エッチングして前記下層配線に達するビアホールを形成
する工程と、前記ビアホールおよび溝の酸化シリコン膜
の表面にCVD促進ガスを吸着させる工程と、前記CV
D保護膜以外の前記CVD促進ガスが吸着されたビアホ
ールおよび溝内に選択CVD法によりアルミニウム膜を
堆積する工程と、前記CVD保護膜を除去して前記下層
配線と接続し且つ前記酸化シリコン膜に埋込まれて表面
を平坦化した上層配線を形成する工程とを含んで構成さ
れる。
造方法は、半導体基板上に設けた下層配線を含む表面に
酸化シリコン膜を堆積し前記酸化シリコン膜の上にCV
D保護膜を形成する工程と、前記CVD保護膜および酸
化シリコン膜の上部を選択的に順次エッチングして配線
形成用の溝を形成する工程と、前記溝の底部を選択的に
エッチングして前記下層配線に達するビアホールを形成
する工程と、前記ビアホールおよび溝の酸化シリコン膜
の表面にCVD促進ガスを吸着させる工程と、前記CV
D保護膜以外の前記CVD促進ガスが吸着されたビアホ
ールおよび溝内に選択CVD法によりアルミニウム膜を
堆積する工程と、前記CVD保護膜を除去して前記下層
配線と接続し且つ前記酸化シリコン膜に埋込まれて表面
を平坦化した上層配線を形成する工程とを含んで構成さ
れる。
【0013】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【0014】図1(a)〜(c)及び図2(a)〜
(c)は本発明の一実施例を説明するための工程順に示
した斜視図である。
(c)は本発明の一実施例を説明するための工程順に示
した斜視図である。
【0015】まず、図1(a)に示すように、半導体基
板上に設けた絶縁膜1の上面に設けた溝の中にTiN/
Al積層膜からなる下層配線2を形成し、下層配線2を
含む表面に層間絶縁膜として酸化シリコ膜3を形成す
る。次に、酸化シリコン膜3の上にポリシリコン膜4を
堆積してパターニングし、配線形成用のマスクを形成す
る。
板上に設けた絶縁膜1の上面に設けた溝の中にTiN/
Al積層膜からなる下層配線2を形成し、下層配線2を
含む表面に層間絶縁膜として酸化シリコ膜3を形成す
る。次に、酸化シリコン膜3の上にポリシリコン膜4を
堆積してパターニングし、配線形成用のマスクを形成す
る。
【0016】次に、図1(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術により前工程で露出された酸化シリコン
膜3の一部を選択的に異方性エッチングし酸化シリコン
膜3の途中までの深さを有するビアホール形成用の穴5
を形成する。
ソグラフィ技術により前工程で露出された酸化シリコン
膜3の一部を選択的に異方性エッチングし酸化シリコン
膜3の途中までの深さを有するビアホール形成用の穴5
を形成する。
【0017】次に、図1(c)に示すように、ポリシリ
コン膜4をマスクとして酸化シリコン膜3を異方性エッ
チングして下層配線2に達するビアホール6および配線
形成用の溝7を形成する。
コン膜4をマスクとして酸化シリコン膜3を異方性エッ
チングして下層配線2に達するビアホール6および配線
形成用の溝7を形成する。
【0018】次に、図2(a)に示すように、ビアホー
ル6および溝7を有する半導体基板を真空チャンバ内に
装着して圧力1Torrの四塩化チタンの蒸気に1分間
暴露する。このとき、四塩化チタンは酸化シリコン膜お
よびTiN膜の表面にのみ吸着して四塩化チタン吸着層
8がビアホール6および溝7の表面に形成されるが、ポ
リシリコン膜4の表面には吸着されない。
ル6および溝7を有する半導体基板を真空チャンバ内に
装着して圧力1Torrの四塩化チタンの蒸気に1分間
暴露する。このとき、四塩化チタンは酸化シリコン膜お
よびTiN膜の表面にのみ吸着して四塩化チタン吸着層
8がビアホール6および溝7の表面に形成されるが、ポ
リシリコン膜4の表面には吸着されない。
【0019】次に、図2(b)に示すように、この半導
体基板を真空搬送してCVD用チャンバ内に装着して1
00℃に加熱し、ジメチルアルミハイドライド(DMA
H)を水素でバブリングしてCVD用チャンバ内に導入
し圧力1Torrとした条件でアルミニウム膜を四塩化
チタン吸着層8の表面に選択成長させ、ビアホール6お
よび溝7内を充填して下層配線2と接続する上層配線9
を形成する。ここで、アルミニウム膜はポリシリコン膜
4の表面には堆積されず、ビアホール6および溝7内に
のみ堆積される。
体基板を真空搬送してCVD用チャンバ内に装着して1
00℃に加熱し、ジメチルアルミハイドライド(DMA
H)を水素でバブリングしてCVD用チャンバ内に導入
し圧力1Torrとした条件でアルミニウム膜を四塩化
チタン吸着層8の表面に選択成長させ、ビアホール6お
よび溝7内を充填して下層配線2と接続する上層配線9
を形成する。ここで、アルミニウム膜はポリシリコン膜
4の表面には堆積されず、ビアホール6および溝7内に
のみ堆積される。
【0020】次に、図2(c)に示すように、SF6 ガ
スを用いたドライエッチングによりポリシリコン膜4を
除去する。
スを用いたドライエッチングによりポリシリコン膜4を
除去する。
【0021】なお、上層配線9を含む表面にTiN膜を
スパッタしてパターニングし、上層配線9の上にTiN
膜を積層しても良い。
スパッタしてパターニングし、上層配線9の上にTiN
膜を積層しても良い。
【0022】以上の工程を繰り返すことによって、段差
を生じること無しに、多層配線構造を形成できる。
を生じること無しに、多層配線構造を形成できる。
【0023】ここで、四塩化チタン吸着を防止するため
にポリシリコン膜4を使用したが、代わりにWSix 膜
やMoSix 膜を用いてもよい。また、アルミニウムC
VD促進ガスとして四塩化チタンを用いたが、テトラキ
スジメチルアミノチタンなど有機チタンガスを用いても
同様の効果をもたらす。また、アルミニウムCVDの原
料としてここではDMAHを用いたが、トリイソブチル
アルミニウムやトリメチルアミンアラン、トリエチルア
ミンアランなどを用いてもよい。
にポリシリコン膜4を使用したが、代わりにWSix 膜
やMoSix 膜を用いてもよい。また、アルミニウムC
VD促進ガスとして四塩化チタンを用いたが、テトラキ
スジメチルアミノチタンなど有機チタンガスを用いても
同様の効果をもたらす。また、アルミニウムCVDの原
料としてここではDMAHを用いたが、トリイソブチル
アルミニウムやトリメチルアミンアラン、トリエチルア
ミンアランなどを用いてもよい。
【0024】また、下層配線以外に半導体層に接続する
配線を形成する場合にも同様の工程を用いることができ
る。
配線を形成する場合にも同様の工程を用いることができ
る。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、上面にC
VD促進ガスを吸着しないCVD保護膜を設けた酸化シ
リコン膜からなる層間絶縁膜に配線形成用の溝および溝
の底部にビアホールを設け、この溝およびビアホールの
表面にCVD促進ガスを吸着させることにより、アルミ
ニウム膜を選択CVD法で溝およびビアホール内にのみ
埋込んで表面を平坦化した配線を形成でき、エッチバッ
ク工程を削減して工程を簡略化できるという効果を有す
る。
VD促進ガスを吸着しないCVD保護膜を設けた酸化シ
リコン膜からなる層間絶縁膜に配線形成用の溝および溝
の底部にビアホールを設け、この溝およびビアホールの
表面にCVD促進ガスを吸着させることにより、アルミ
ニウム膜を選択CVD法で溝およびビアホール内にのみ
埋込んで表面を平坦化した配線を形成でき、エッチバッ
ク工程を削減して工程を簡略化できるという効果を有す
る。
【図1】本発明の一実施例を説明するための工程順に示
した斜視図。
した斜視図。
【図2】本発明の一実施例を説明するための工程順に示
した斜視図。
した斜視図。
【図3】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
工程順に示した斜視図。
工程順に示した斜視図。
【図4】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
工程順に示した斜視図。
工程順に示した斜視図。
1 絶縁膜 2 下層配線 3 酸化シリコン膜 4,13 ポリシリコン膜 5 穴 6 ビアホール 7,14 溝 8 四塩化チタン吸着層 9 上層配線 11 半導体層 12 層間絶縁膜 15 フォトレジスト膜 16 コンタクトホール 17 タングステン膜
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板上に設けた下層配線を含む表
面に酸化シリコン膜を堆積し前記酸化シリコン膜の上に
CVD保護膜を形成する工程と、前記CVD保護膜およ
び酸化シリコン膜の上部を選択的に順次エッチングして
配線形成用の溝を形成する工程と、前記溝の底部を選択
的にエッチングして前記下層配線に達するビアホールを
形成する工程と、前記ビアホールおよび溝の酸化シリコ
ン膜の表面にCVD促進ガスを吸着させる工程と、前記
CVD保護膜以外の前記CVD促進ガスが吸着されたビ
アホールおよび溝内に選択CVD法によりアルミニウム
膜を堆積する工程と、前記CVD保護膜を除去して前記
下層配線と接続し且つ前記酸化シリコン膜に埋込まれて
表面を平坦化した上層配線を形成する工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 CVD保護膜がポリシリコン膜,WSi
x 膜,MoSix 膜のいずれかである請求項1記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 CVD促進ガスが四塩化チタンまたはテ
トラキスジメチルアミノチタンである請求項1又は請求
項2記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15404793A JP2606080B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15404793A JP2606080B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0729904A true JPH0729904A (ja) | 1995-01-31 |
JP2606080B2 JP2606080B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=15575761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15404793A Expired - Lifetime JP2606080B2 (ja) | 1993-06-25 | 1993-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2606080B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-25 JP JP15404793A patent/JP2606080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2606080B2 (ja) | 1997-04-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961210 |