JPH09321044A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH09321044A JPH09321044A JP13705796A JP13705796A JPH09321044A JP H09321044 A JPH09321044 A JP H09321044A JP 13705796 A JP13705796 A JP 13705796A JP 13705796 A JP13705796 A JP 13705796A JP H09321044 A JPH09321044 A JP H09321044A
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- wiring
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 SOG膜からの放出ガス防止のコンタクトホ
ール側壁のサイドウォール絶縁膜を用いずに、SOG膜
による平坦化技術を用いた多層配線構成の半導体装置お
よびその製造方法を提供する。 【解決手段】 第1層配線12と上層の配線となる第2
層配線18とを接続するコンタクトホールの開口16お
よび疑似コンタクトホールの開口27、28を形成した
後に、真空加熱による脱ガス処理を行い、その後に上層
の配線となる金属配線膜を堆積し、パターニングして第
2層配線18を形成する。 【効果】 サイドウォール絶縁膜を形成せずに、コンタ
クト抵抗増加や信頼性劣化のない半導体装置の作製が可
能となる。
ール側壁のサイドウォール絶縁膜を用いずに、SOG膜
による平坦化技術を用いた多層配線構成の半導体装置お
よびその製造方法を提供する。 【解決手段】 第1層配線12と上層の配線となる第2
層配線18とを接続するコンタクトホールの開口16お
よび疑似コンタクトホールの開口27、28を形成した
後に、真空加熱による脱ガス処理を行い、その後に上層
の配線となる金属配線膜を堆積し、パターニングして第
2層配線18を形成する。 【効果】 サイドウォール絶縁膜を形成せずに、コンタ
クト抵抗増加や信頼性劣化のない半導体装置の作製が可
能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置およびそ
の製造方法に関し、さらに詳しくは、SOG(Spin
−On−Glass)層を塗布することで配線形成面の
平坦化を図る多層配線構造の半導体装置およびその製造
方法に関する。
の製造方法に関し、さらに詳しくは、SOG(Spin
−On−Glass)層を塗布することで配線形成面の
平坦化を図る多層配線構造の半導体装置およびその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴う各種
パターンの微細化、多層配線化等の技術開発が盛んに行
われている。微細化したパターンによる多層配線構造の
半導体装置を形成する技術の一つに平坦化技術がある。
この平坦化技術は加工する面を平坦化することにより、
微細なパターンの加工を容易にしようというもので、加
工面の平坦化自体の技術としては、層間絶縁膜のリフロ
ー法、エッチバック法、CMP(Chemical M
echanical Polishing)法、SOG
法等がある。
パターンの微細化、多層配線化等の技術開発が盛んに行
われている。微細化したパターンによる多層配線構造の
半導体装置を形成する技術の一つに平坦化技術がある。
この平坦化技術は加工する面を平坦化することにより、
微細なパターンの加工を容易にしようというもので、加
工面の平坦化自体の技術としては、層間絶縁膜のリフロ
ー法、エッチバック法、CMP(Chemical M
echanical Polishing)法、SOG
法等がある。
【0003】上述した平坦化技術のうち、SOG法によ
る平坦化技術を用いた多層配線構造の従来の半導体装置
およびその製造方法を、図3を参照して説明する。ま
ず、図3(a)に示すように、半導体装置の構成素子等
が形成された半導体基板上のBPSG(Boro−Ph
ospho Silicate Glass)等による
層間絶縁膜11上に、スパッタリング法でSiやCuを
含むAl合金膜を堆積し、続いてこのAl合金膜をパタ
ーニングして第1層配線12を形成する。次に、下層配
線と上層配線間の層間絶縁膜として、まずCVD法によ
るCVDSiO2 膜13を堆積し、その後層間絶縁膜の
上面を平坦化するために、CVDSiO2 膜13上にS
OGをスピンコートし、400〜450°C程度の温度
で乾燥固化してSOG膜14を形成し、更にその後SO
G膜14上にCVD法によりCVDSiO2 膜15を堆
積する。
る平坦化技術を用いた多層配線構造の従来の半導体装置
およびその製造方法を、図3を参照して説明する。ま
ず、図3(a)に示すように、半導体装置の構成素子等
が形成された半導体基板上のBPSG(Boro−Ph
ospho Silicate Glass)等による
層間絶縁膜11上に、スパッタリング法でSiやCuを
含むAl合金膜を堆積し、続いてこのAl合金膜をパタ
ーニングして第1層配線12を形成する。次に、下層配
線と上層配線間の層間絶縁膜として、まずCVD法によ
るCVDSiO2 膜13を堆積し、その後層間絶縁膜の
上面を平坦化するために、CVDSiO2 膜13上にS
OGをスピンコートし、400〜450°C程度の温度
で乾燥固化してSOG膜14を形成し、更にその後SO
G膜14上にCVD法によりCVDSiO2 膜15を堆
積する。
【0004】次に、図3(b)に示すように、第1層配
線12と後述する第2層配線とを接続するコンタクトホ
ールを形成するために、CVDSiO2 膜15、SOG
膜14およびCVDSiO2 膜13をRIE(Reac
tive Ion Etching)法を用いてエッチ
ングし、コンタクトホールの開口16を形成する。その
後、開口16の側壁に表出したSOG膜14部を覆うた
めに、CVD法によるCVDSiO2 膜17を堆積す
る。
線12と後述する第2層配線とを接続するコンタクトホ
ールを形成するために、CVDSiO2 膜15、SOG
膜14およびCVDSiO2 膜13をRIE(Reac
tive Ion Etching)法を用いてエッチ
ングし、コンタクトホールの開口16を形成する。その
後、開口16の側壁に表出したSOG膜14部を覆うた
めに、CVD法によるCVDSiO2 膜17を堆積す
る。
【0005】次に、図3(c)に示すように、第1層配
線12上のCVDSiO2 膜17を除去するために、R
IEによる異方性エッチングを行う。この異方性エッチ
ングにより、第1層配線12上のCVDSiO2 膜1
7、およびCVDSiO2 膜15上のCVDSiO2 膜
17およびCVDSiO2 膜15の一部が同時にエッチ
ングされるが、コンタクトホールの開口16側壁のCV
DSiO2 膜17はほとんどエッチングされずに残るた
め、開口16側壁に表出したSOG膜14部は、このエ
ッチング後もCVDSiO2 膜17で覆われた状態にな
っている。なお、この開口16側壁に形成されたCVD
SiO2 膜17は、SOG膜14からのガス放出を防止
する、ガスストッパとしてのサイドウォール酸化膜とい
われるものである。その後、上部配線となるSiやCu
を含むAl合金膜をスパッタリング法で堆積し、続いて
このAl合金膜をパターニングして第2層配線18を形
成する。
線12上のCVDSiO2 膜17を除去するために、R
IEによる異方性エッチングを行う。この異方性エッチ
ングにより、第1層配線12上のCVDSiO2 膜1
7、およびCVDSiO2 膜15上のCVDSiO2 膜
17およびCVDSiO2 膜15の一部が同時にエッチ
ングされるが、コンタクトホールの開口16側壁のCV
DSiO2 膜17はほとんどエッチングされずに残るた
め、開口16側壁に表出したSOG膜14部は、このエ
ッチング後もCVDSiO2 膜17で覆われた状態にな
っている。なお、この開口16側壁に形成されたCVD
SiO2 膜17は、SOG膜14からのガス放出を防止
する、ガスストッパとしてのサイドウォール酸化膜とい
われるものである。その後、上部配線となるSiやCu
を含むAl合金膜をスパッタリング法で堆積し、続いて
このAl合金膜をパターニングして第2層配線18を形
成する。
【0006】その後は、図面を省略するが、上記と同様
に表面が平坦化された層間絶縁膜として、CVDSiO
2 膜/SOG膜/CVDSiO2 膜を形成し、コンタク
トホールの開口を形成し、開口側壁に表出したSOG膜
部を覆うCVDSiO2 膜の形成等を行った後に、第3
層目の配線を形成する。この様にして多層配線を形成し
た後、パッシベーション膜形成等を行って半導体装置を
作製する。
に表面が平坦化された層間絶縁膜として、CVDSiO
2 膜/SOG膜/CVDSiO2 膜を形成し、コンタク
トホールの開口を形成し、開口側壁に表出したSOG膜
部を覆うCVDSiO2 膜の形成等を行った後に、第3
層目の配線を形成する。この様にして多層配線を形成し
た後、パッシベーション膜形成等を行って半導体装置を
作製する。
【0007】上述した半導体装置の製造方法を採れば、
第2層配線18を形成するためのAl合金膜をスパッタ
リングにより堆積する時点で、平坦化のためのSOG膜
14表面部はCVD酸化膜13、15および17により
完全に覆われた状態になっているのために、第2層配線
18形成におけるSOG膜14からの悪影響を除外でき
る。このSOG膜14からの悪影響とは、上記の製造方
法において、もしコンタクトホールの開口16側壁のC
VDSiO2 膜17を形成せずに第2層配線18形成す
ると、スパッタリング時の約100Paの真空度と加熱
された状態において、開口16側壁に表出したSOG膜
14部より水分や有機物のガスが放出されて、図4に示
すように、スパッタリングで形成されるAl合金膜が開
口16側壁に表出したSOG膜14部で粗粒化したり、
膜質が変化して異常Al合金膜が形成されて、コンタク
トホール部1に異常Al合金配線部19が形成され、第
2層配線18と第1層配線12とのコンタクト抵抗を増
大させ、又このようにして作製された半導体装置は信頼
性が悪化する。
第2層配線18を形成するためのAl合金膜をスパッタ
リングにより堆積する時点で、平坦化のためのSOG膜
14表面部はCVD酸化膜13、15および17により
完全に覆われた状態になっているのために、第2層配線
18形成におけるSOG膜14からの悪影響を除外でき
る。このSOG膜14からの悪影響とは、上記の製造方
法において、もしコンタクトホールの開口16側壁のC
VDSiO2 膜17を形成せずに第2層配線18形成す
ると、スパッタリング時の約100Paの真空度と加熱
された状態において、開口16側壁に表出したSOG膜
14部より水分や有機物のガスが放出されて、図4に示
すように、スパッタリングで形成されるAl合金膜が開
口16側壁に表出したSOG膜14部で粗粒化したり、
膜質が変化して異常Al合金膜が形成されて、コンタク
トホール部1に異常Al合金配線部19が形成され、第
2層配線18と第1層配線12とのコンタクト抵抗を増
大させ、又このようにして作製された半導体装置は信頼
性が悪化する。
【0008】一方、上述した半導体装置の製造方法を採
ると、コンタクトホールの開口16側壁に表出したSO
G膜14部を覆うためのサイドウォール酸化膜となるC
VDSiO2 膜17の堆積工程と、このCVDSiO2
膜17をエッチバックして、コンタクトホールの開口1
6にサイドウォール酸化膜を形成するエッチバック工程
とが必要になるので製造工程数が増加する問題や、サイ
ドウォール酸化膜形成により微細化されたコンタクトホ
ール径が更に小さくなるため、Al合金膜堆積時に、コ
ンタクトホール部の段差被覆性が悪くなってコンタクト
抵抗が増加するという問題が起こる虞がある。
ると、コンタクトホールの開口16側壁に表出したSO
G膜14部を覆うためのサイドウォール酸化膜となるC
VDSiO2 膜17の堆積工程と、このCVDSiO2
膜17をエッチバックして、コンタクトホールの開口1
6にサイドウォール酸化膜を形成するエッチバック工程
とが必要になるので製造工程数が増加する問題や、サイ
ドウォール酸化膜形成により微細化されたコンタクトホ
ール径が更に小さくなるため、Al合金膜堆積時に、コ
ンタクトホール部の段差被覆性が悪くなってコンタクト
抵抗が増加するという問題が起こる虞がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した半
導体装置およびその製造方法における問題点を解決する
ことをその目的とする。即ち本発明の課題は、SOG膜
からの放出ガスを防止するためのコンタクトホール側壁
に形成するサイドウォール絶縁膜を用いずに、SOG膜
による平坦化技術を用いた多層配線構成の半導体装置お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
導体装置およびその製造方法における問題点を解決する
ことをその目的とする。即ち本発明の課題は、SOG膜
からの放出ガスを防止するためのコンタクトホール側壁
に形成するサイドウォール絶縁膜を用いずに、SOG膜
による平坦化技術を用いた多層配線構成の半導体装置お
よびその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置およ
びその製造方法は、上述の課題を解決するために提案す
るものであり、SOG膜による平坦化技術を用いる多層
配線構造の半導体装置において、下層配線と上層配線と
を接続するコンタクトホールの近傍で、下層配線と上層
配線とが形成されない領域に複数個の疑似コンタクトホ
ールを有することを特徴とするものである。
びその製造方法は、上述の課題を解決するために提案す
るものであり、SOG膜による平坦化技術を用いる多層
配線構造の半導体装置において、下層配線と上層配線と
を接続するコンタクトホールの近傍で、下層配線と上層
配線とが形成されない領域に複数個の疑似コンタクトホ
ールを有することを特徴とするものである。
【0011】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
SOG膜による平坦化技術を用いる多層配線構造の半導
体装置の製造方法において、層間絶縁膜上に下層配線を
形成する工程と、層間絶縁膜上および下層配線上に絶縁
膜を堆積する工程と、絶縁膜上にSOG膜を形成する工
程と、SOG膜上に絶縁膜を堆積する工程と、下層配線
と上層に形成する配線とを接続するためのコンタクトホ
ールおよび疑似コンタクトホールを形成する工程と、真
空加熱によるSOG膜の脱ガス処理工程と、上層配線を
形成する工程とを有することを特徴とするものである。
SOG膜による平坦化技術を用いる多層配線構造の半導
体装置の製造方法において、層間絶縁膜上に下層配線を
形成する工程と、層間絶縁膜上および下層配線上に絶縁
膜を堆積する工程と、絶縁膜上にSOG膜を形成する工
程と、SOG膜上に絶縁膜を堆積する工程と、下層配線
と上層に形成する配線とを接続するためのコンタクトホ
ールおよび疑似コンタクトホールを形成する工程と、真
空加熱によるSOG膜の脱ガス処理工程と、上層配線を
形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【0012】本発明によれば、下層配線と上層配線とを
接続するコンタクトホールの近傍で、下層配線と上層配
線とが形成されない領域に複数個の疑似コンタクトホー
ルを形成し、上層配線となる金属配線膜を堆積する前
に、真空加熱によるSOG膜の脱ガス処理工程を行い、
コンタクトホールや疑似コンタクトホール側壁に表出し
ているSOG膜部を通してSOG膜に内在している水分
や有機物ガスを放出させるので、上層配線となる金属配
線膜堆積時にはコンタクトホール側壁のSOG膜部より
の放出ガスはほとんど無く、従ってコンタクトホール側
壁のSOG膜部での金属配線膜の粗粒化や膜質の変化に
よる異常金属配線膜の形成が回避できる。従って、下層
配線と上層配線間のコンタクト抵抗の増加がなく、信頼
性のよい半導体装置の作製が可能になる。なお、上述の
金属配線膜堆積時のコンタクトホール側壁のSOG膜部
よりの放出ガスをほとんど無くすための真空加熱による
脱ガス処理は、脱ガス処理時と金属配線膜堆積時との真
空度と温度差を利用しており、金属配線膜堆積時のスパ
ッタリングのガス圧力と温度においては、SOG膜部よ
りの放出ガスをほとんど無い状態にしている。
接続するコンタクトホールの近傍で、下層配線と上層配
線とが形成されない領域に複数個の疑似コンタクトホー
ルを形成し、上層配線となる金属配線膜を堆積する前
に、真空加熱によるSOG膜の脱ガス処理工程を行い、
コンタクトホールや疑似コンタクトホール側壁に表出し
ているSOG膜部を通してSOG膜に内在している水分
や有機物ガスを放出させるので、上層配線となる金属配
線膜堆積時にはコンタクトホール側壁のSOG膜部より
の放出ガスはほとんど無く、従ってコンタクトホール側
壁のSOG膜部での金属配線膜の粗粒化や膜質の変化に
よる異常金属配線膜の形成が回避できる。従って、下層
配線と上層配線間のコンタクト抵抗の増加がなく、信頼
性のよい半導体装置の作製が可能になる。なお、上述の
金属配線膜堆積時のコンタクトホール側壁のSOG膜部
よりの放出ガスをほとんど無くすための真空加熱による
脱ガス処理は、脱ガス処理時と金属配線膜堆積時との真
空度と温度差を利用しており、金属配線膜堆積時のスパ
ッタリングのガス圧力と温度においては、SOG膜部よ
りの放出ガスをほとんど無い状態にしている。
【0013】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図3中の構成部分と同様の構成部分には、同一の参照符
号を付すものとする。
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図3中の構成部分と同様の構成部分には、同一の参照符
号を付すものとする。
【0014】実施例1 本実施例は半導体装置およびその製造方法に本発明を適
用した例であり、これを図1を参照して説明する。ま
ず、図1(a)に示すように、半導体装置の構成素子等
が形成された半導体基板上のBPSG等による層間絶縁
膜11上に、第1層配線となる金属配線膜、例えば1%
Siを含むAl合金膜をスパッタリング法により膜厚約
800nm程堆積する。なお、このAl合金膜を堆積す
る前に、膜厚約20nmのTi膜と膜厚約70nmのT
iN膜とによるバリア膜を形成し、その後に上記のAl
合金膜を堆積し、更にAl合金膜上に上記同様のバリア
膜を形成した金属配線膜構成としてもよい。その後、こ
のAl合金膜をパターニングして第1層配線12を形成
する。
用した例であり、これを図1を参照して説明する。ま
ず、図1(a)に示すように、半導体装置の構成素子等
が形成された半導体基板上のBPSG等による層間絶縁
膜11上に、第1層配線となる金属配線膜、例えば1%
Siを含むAl合金膜をスパッタリング法により膜厚約
800nm程堆積する。なお、このAl合金膜を堆積す
る前に、膜厚約20nmのTi膜と膜厚約70nmのT
iN膜とによるバリア膜を形成し、その後に上記のAl
合金膜を堆積し、更にAl合金膜上に上記同様のバリア
膜を形成した金属配線膜構成としてもよい。その後、こ
のAl合金膜をパターニングして第1層配線12を形成
する。
【0015】次に、絶縁膜、例えば減圧CVD法による
TEOS(TetraethylOrthosilic
ate)膜21を膜厚約300nm程堆積する。その
後、上層の配線を形成する層間絶縁膜上面を平坦化する
ために、上記のTEOS膜21上にSOGをスピンコー
トし、400〜450°C程度の温度で乾燥固化してS
OG膜14を形成する。なお、このSOG膜14はTE
OS膜21表面の凹部を埋めて、凸部となっている下層
配線12部では出来るだけ薄い状態で平坦化のできる膜
厚、例えば約500nm程度の膜厚とする。更にその
後、SOG膜14上に減圧CVD法によりTEOS膜2
2を膜厚約300nm程堆積する。
TEOS(TetraethylOrthosilic
ate)膜21を膜厚約300nm程堆積する。その
後、上層の配線を形成する層間絶縁膜上面を平坦化する
ために、上記のTEOS膜21上にSOGをスピンコー
トし、400〜450°C程度の温度で乾燥固化してS
OG膜14を形成する。なお、このSOG膜14はTE
OS膜21表面の凹部を埋めて、凸部となっている下層
配線12部では出来るだけ薄い状態で平坦化のできる膜
厚、例えば約500nm程度の膜厚とする。更にその
後、SOG膜14上に減圧CVD法によりTEOS膜2
2を膜厚約300nm程堆積する。
【0016】次に、図1(b)に示すように、フォトレ
ジスト23を塗布し、下部配線である第1層配線12と
上層配線である後述する第2層配線18とを接続するコ
ンタクトホール部1のフォトレジスト23の開口24、
およびコンタクトホール部1の近傍で、第1層配線12
と後述する第2層配線18との形成領域以外の疑似コン
タクトホール部2にフォトレジスト23の開口25、2
6を形成するためのパターニングをする。その後、この
パターニングされたフォトレジスト23をマスクとし
て、コンタクトホール部1のTEOS膜22、SOG膜
14およびTEOS膜21をRIE法を用いてエッチン
グし、コンタクトホールの開口16を形成する。このエ
ッチング時、疑似コンタクトホール部2の開口25、2
6部のTEOS膜22、SOG膜14等もエッチングさ
れて、疑似コンタクトホールの開口27、28が形成さ
れる。ただ、このエッチング時にオーバーエッチング時
間を多くすると、疑似コンタクトホールの開口27、2
8が深くなり、層間絶縁膜11までエッチングされ、半
導体装置の特性や信頼性に影響がでる虞があるので、オ
ーバーエッチング時間をあまり多くしないエッチング条
件とする。このエッチング後は、疑似コンタクトホール
の開口27、28側壁でもSOG膜が表出した状態とな
る。なお、この疑似コンタクトホールの開口27、28
の平面形状は円形状とし、コンタクトホール部1のコン
タクトホールの開口16近傍に複数個配置してもよく、
又コンタクトホールの開口16近傍で、第1層配線と後
述する第2層配線形成領域以外の部分に、コンタクトホ
ールの開口16を取り囲むような平面形状で疑似コンタ
クトホールの開口27、28を形成してもよい。
ジスト23を塗布し、下部配線である第1層配線12と
上層配線である後述する第2層配線18とを接続するコ
ンタクトホール部1のフォトレジスト23の開口24、
およびコンタクトホール部1の近傍で、第1層配線12
と後述する第2層配線18との形成領域以外の疑似コン
タクトホール部2にフォトレジスト23の開口25、2
6を形成するためのパターニングをする。その後、この
パターニングされたフォトレジスト23をマスクとし
て、コンタクトホール部1のTEOS膜22、SOG膜
14およびTEOS膜21をRIE法を用いてエッチン
グし、コンタクトホールの開口16を形成する。このエ
ッチング時、疑似コンタクトホール部2の開口25、2
6部のTEOS膜22、SOG膜14等もエッチングさ
れて、疑似コンタクトホールの開口27、28が形成さ
れる。ただ、このエッチング時にオーバーエッチング時
間を多くすると、疑似コンタクトホールの開口27、2
8が深くなり、層間絶縁膜11までエッチングされ、半
導体装置の特性や信頼性に影響がでる虞があるので、オ
ーバーエッチング時間をあまり多くしないエッチング条
件とする。このエッチング後は、疑似コンタクトホール
の開口27、28側壁でもSOG膜が表出した状態とな
る。なお、この疑似コンタクトホールの開口27、28
の平面形状は円形状とし、コンタクトホール部1のコン
タクトホールの開口16近傍に複数個配置してもよく、
又コンタクトホールの開口16近傍で、第1層配線と後
述する第2層配線形成領域以外の部分に、コンタクトホ
ールの開口16を取り囲むような平面形状で疑似コンタ
クトホールの開口27、28を形成してもよい。
【0017】次に、フォトレジスト23を除去し、上記
の半導体ウェハをスパッタ装置に入れ、スパッタ装置の
脱ガスチャンバ内で真空加熱、例えば0.1Pa以下の
真空度で250°Cの温度でSOG膜から放出される水
分や有機物ガスをコンタクトホールの開口16側壁や疑
似コンタクトホールの開口27、28側壁を通して放出
させる。次に、スパッタ装置のスパッタチャンバ内で、
後述する第2層配線18となる金属配線膜、例えば1%
Siを含むAl合金膜をスパッタリング法にて堆積す
る。なお、Al合金膜を堆積した後、TN膜とTiN膜
によるバリア膜を堆積し、Al合金膜とバリア膜との構
成で、後述する第2層配線18としてもよい。
の半導体ウェハをスパッタ装置に入れ、スパッタ装置の
脱ガスチャンバ内で真空加熱、例えば0.1Pa以下の
真空度で250°Cの温度でSOG膜から放出される水
分や有機物ガスをコンタクトホールの開口16側壁や疑
似コンタクトホールの開口27、28側壁を通して放出
させる。次に、スパッタ装置のスパッタチャンバ内で、
後述する第2層配線18となる金属配線膜、例えば1%
Siを含むAl合金膜をスパッタリング法にて堆積す
る。なお、Al合金膜を堆積した後、TN膜とTiN膜
によるバリア膜を堆積し、Al合金膜とバリア膜との構
成で、後述する第2層配線18としてもよい。
【0018】次に、図1(c)に示すように、上記のA
l合金膜をパターニングして第2層配線18を形成す
る。その後、減圧CVD法によるTEOS膜29を膜厚
約300nm程堆積する。
l合金膜をパターニングして第2層配線18を形成す
る。その後、減圧CVD法によるTEOS膜29を膜厚
約300nm程堆積する。
【0019】その後は、図面を省略するが、上記のTE
OS膜29と共に層間絶縁膜となる平坦化のためのSO
G膜とTEOS膜を形成し、コンタクトホールの開口お
よび上記と同様の疑似コンタクトホールの開口を形成
し、真空加熱によるSOG膜からの脱ガスをおこなった
後、Al合金膜を堆積し、このAl合金膜のパターニン
グして第3層配線を形成する。この様な工程を採って多
層配線構造を形成するが、最上層の配線形成後はパッシ
ベーション膜形成等を行って半導体装置を作製する。
OS膜29と共に層間絶縁膜となる平坦化のためのSO
G膜とTEOS膜を形成し、コンタクトホールの開口お
よび上記と同様の疑似コンタクトホールの開口を形成
し、真空加熱によるSOG膜からの脱ガスをおこなった
後、Al合金膜を堆積し、このAl合金膜のパターニン
グして第3層配線を形成する。この様な工程を採って多
層配線構造を形成するが、最上層の配線形成後はパッシ
ベーション膜形成等を行って半導体装置を作製する。
【0020】上述した半導体装置の製造方法によれば、
スパッタリング法によるAl合金膜堆積直前に、真空加
熱によるSOG膜からの脱ガスを、コンタクトホールの
開口16側壁やコンタクトホールの開口16の近傍に形
成した疑似コンタクトホールの開口27、28側壁を通
して行い、その後にスパッタリング法によるAl合金膜
堆積するので、このAl合金膜堆積の約100Paのガ
ス圧力中で、しかも真空加熱時の温度以下でのスパッタ
リング時には、コンタクトホールの開口16側壁に表出
しているSOG膜からの放出ガスはほとんどなく、従っ
てコンタクトホールの開口16側壁部にSOG膜からの
放出ガスによるAl合金膜の粗粒化や膜質変化がなく、
従って異常Al合金配線部は形成されない。
スパッタリング法によるAl合金膜堆積直前に、真空加
熱によるSOG膜からの脱ガスを、コンタクトホールの
開口16側壁やコンタクトホールの開口16の近傍に形
成した疑似コンタクトホールの開口27、28側壁を通
して行い、その後にスパッタリング法によるAl合金膜
堆積するので、このAl合金膜堆積の約100Paのガ
ス圧力中で、しかも真空加熱時の温度以下でのスパッタ
リング時には、コンタクトホールの開口16側壁に表出
しているSOG膜からの放出ガスはほとんどなく、従っ
てコンタクトホールの開口16側壁部にSOG膜からの
放出ガスによるAl合金膜の粗粒化や膜質変化がなく、
従って異常Al合金配線部は形成されない。
【0021】実施例2 本実施例は半導体装置およびその製造方法に本発明を適
用した例であり、これを図1を参照して説明する。ま
ず、図2(a)に示すように、半導体装置の構成素子等
が形成された半導体基板上のBPSG等による層間絶縁
膜11上に、第1層配線となる金属配線膜、例えば1%
Siを含むAl合金膜をスパッタリング法により膜厚約
800nm程堆積する。なお、このAl合金膜を堆積す
る前に、膜厚約20nmのTi膜と膜厚約70nmのT
iN膜とによるバリア膜を形成し、その後に上記のAl
合金膜を堆積し、更にAl合金膜上に上記同様のバリア
膜を形成した金属配線膜構成としてもよい。
用した例であり、これを図1を参照して説明する。ま
ず、図2(a)に示すように、半導体装置の構成素子等
が形成された半導体基板上のBPSG等による層間絶縁
膜11上に、第1層配線となる金属配線膜、例えば1%
Siを含むAl合金膜をスパッタリング法により膜厚約
800nm程堆積する。なお、このAl合金膜を堆積す
る前に、膜厚約20nmのTi膜と膜厚約70nmのT
iN膜とによるバリア膜を形成し、その後に上記のAl
合金膜を堆積し、更にAl合金膜上に上記同様のバリア
膜を形成した金属配線膜構成としてもよい。
【0022】その後、このAl合金膜をパターニングし
て、第1層配線12およびコンタクトホール部1の後述
するコンタクトホールの開口16の近傍で、第1層配線
12と後述する第2層配線18との形成領域外に、後述
する疑似コンタクトホールの開口27、28形成時のエ
ッチングストッパとする疑似第1層配線31、32を形
成する。なお、この疑似コンタクトホールの疑似第1層
配線31、32の平面形状は円形状とし、コンタクトホ
ール部1のコンタクトホールの開口16近傍に複数個配
置してもよく、又コンタクトホールの開口16近傍で、
第1層配線と後述する第2層配線形成領域以外の部分
に、コンタクトホールの開口16を取り囲むような平面
形状で疑似第1層配線31、32を形成してもよい。
て、第1層配線12およびコンタクトホール部1の後述
するコンタクトホールの開口16の近傍で、第1層配線
12と後述する第2層配線18との形成領域外に、後述
する疑似コンタクトホールの開口27、28形成時のエ
ッチングストッパとする疑似第1層配線31、32を形
成する。なお、この疑似コンタクトホールの疑似第1層
配線31、32の平面形状は円形状とし、コンタクトホ
ール部1のコンタクトホールの開口16近傍に複数個配
置してもよく、又コンタクトホールの開口16近傍で、
第1層配線と後述する第2層配線形成領域以外の部分
に、コンタクトホールの開口16を取り囲むような平面
形状で疑似第1層配線31、32を形成してもよい。
【0023】次に、絶縁膜、例えば減圧CVD法による
TEOS膜21を膜厚約300nm程堆積する。その
後、上層の配線を形成する層間絶縁膜の上面を平坦化す
るために、上記のTEOS膜21上にSOGをスピンコ
ートし、400〜450°C程度の温度で乾燥固化して
SOG膜14を形成する。なお、このSOG膜14はT
EOS膜21表面の凹部を埋めて、凸部となっている下
層配線12部では出来るだけ薄い状態で平坦化のできる
膜厚、例えば約500nm程度の膜厚とする。更にその
後、SOG膜14上に減圧CVD法によりTEOS膜2
2を膜厚約300nm程堆積する。
TEOS膜21を膜厚約300nm程堆積する。その
後、上層の配線を形成する層間絶縁膜の上面を平坦化す
るために、上記のTEOS膜21上にSOGをスピンコ
ートし、400〜450°C程度の温度で乾燥固化して
SOG膜14を形成する。なお、このSOG膜14はT
EOS膜21表面の凹部を埋めて、凸部となっている下
層配線12部では出来るだけ薄い状態で平坦化のできる
膜厚、例えば約500nm程度の膜厚とする。更にその
後、SOG膜14上に減圧CVD法によりTEOS膜2
2を膜厚約300nm程堆積する。
【0024】次に、図2(b)に示すように、フォトレ
ジスト23を塗布し、下部配線である第1層配線12と
上部に形成する後述する第2層配線18とを接続するコ
ンタクトホール部1のフォトレジスト23の開口24、
および疑似第1層配線31、32上方にフォトレジスト
23の開口25、26を形成するためのパターニングを
する。その後、このパターニングされたフォトレジスト
23をマスクとして、コンタクトホール部1および疑似
コンタクトホール部2のTEOS膜22、SOG膜14
およびTEOS膜21をRIE法を用いてエッチング
し、コンタクトホールの開口16および疑似コンタクト
ホールの開口27、28を形成する。なお、このコンタ
クトホールの開口16や疑似コンタクトホールの開口2
7、28形成時のエッチングにおいては、疑似第1層配
線があるために、実施例1のようにオーバーエッチング
をあまり気にしないでエッチングすることができる。こ
のエッチングにより、コンタクトホールの開口16側壁
および疑似コンタクトホールの開口27、28側壁に
は、SOG膜14が表出した状態となる。
ジスト23を塗布し、下部配線である第1層配線12と
上部に形成する後述する第2層配線18とを接続するコ
ンタクトホール部1のフォトレジスト23の開口24、
および疑似第1層配線31、32上方にフォトレジスト
23の開口25、26を形成するためのパターニングを
する。その後、このパターニングされたフォトレジスト
23をマスクとして、コンタクトホール部1および疑似
コンタクトホール部2のTEOS膜22、SOG膜14
およびTEOS膜21をRIE法を用いてエッチング
し、コンタクトホールの開口16および疑似コンタクト
ホールの開口27、28を形成する。なお、このコンタ
クトホールの開口16や疑似コンタクトホールの開口2
7、28形成時のエッチングにおいては、疑似第1層配
線があるために、実施例1のようにオーバーエッチング
をあまり気にしないでエッチングすることができる。こ
のエッチングにより、コンタクトホールの開口16側壁
および疑似コンタクトホールの開口27、28側壁に
は、SOG膜14が表出した状態となる。
【0025】次に、フォトレジスト23を除去し、上記
の半導体ウェハをスパッタ装置に入れ、実施例1と同様
の真空加熱によるSOG膜からの脱ガス処理する。その
後、スパッタ装置のスパッタチャンバ内で、後述する第
2層配線18となる金属配線膜、例えば1%Siを含む
Al合金膜をスパッタリング法にて堆積する。なお、A
l合金膜を堆積した後、TN膜とTiN膜によるバリア
膜を堆積し、Al合金膜とバリア膜との構成で、後述す
る第2層配線18としてもよい。
の半導体ウェハをスパッタ装置に入れ、実施例1と同様
の真空加熱によるSOG膜からの脱ガス処理する。その
後、スパッタ装置のスパッタチャンバ内で、後述する第
2層配線18となる金属配線膜、例えば1%Siを含む
Al合金膜をスパッタリング法にて堆積する。なお、A
l合金膜を堆積した後、TN膜とTiN膜によるバリア
膜を堆積し、Al合金膜とバリア膜との構成で、後述す
る第2層配線18としてもよい。
【0026】次に、図2(c)に示すように、上記のA
l合金膜をパターニングして第2層配線18および疑似
第2層配線33、34を形成する。なお、図示は省略す
るが、3層配線構造の時は、第2層配線18と第3層配
線を接続するコンタクトホール部のコンタクトホールの
開口近傍で、第2層配線18や第3層配線の形成領域外
にも疑似第2層配線を形成する。その後、減圧CVD法
によるTEOS膜を膜厚約300nm程堆積する。
l合金膜をパターニングして第2層配線18および疑似
第2層配線33、34を形成する。なお、図示は省略す
るが、3層配線構造の時は、第2層配線18と第3層配
線を接続するコンタクトホール部のコンタクトホールの
開口近傍で、第2層配線18や第3層配線の形成領域外
にも疑似第2層配線を形成する。その後、減圧CVD法
によるTEOS膜を膜厚約300nm程堆積する。
【0027】その後は、図面を省略するが、上記のTE
OS膜29と共に層間絶縁膜となる平坦化のためのSO
G膜とTEOS膜を形成し、コンタクトホールの開口お
よび上記と同様の疑似コンタクトホールの開口を形成
し、真空加熱によるSOG膜からの脱ガスをおこなった
後、Al合金膜を堆積し、このAl合金膜のパターニン
グして第3層配線を形成する。この様な工程を採って多
層配線構造を形成するが、最上層の配線形成後はパッシ
ベーション膜形成等を行って半導体装置を作製する。
OS膜29と共に層間絶縁膜となる平坦化のためのSO
G膜とTEOS膜を形成し、コンタクトホールの開口お
よび上記と同様の疑似コンタクトホールの開口を形成
し、真空加熱によるSOG膜からの脱ガスをおこなった
後、Al合金膜を堆積し、このAl合金膜のパターニン
グして第3層配線を形成する。この様な工程を採って多
層配線構造を形成するが、最上層の配線形成後はパッシ
ベーション膜形成等を行って半導体装置を作製する。
【0028】上述した半導体装置の製造方法によれば、
実施例1と同様に、上層の配線となるAl合金膜堆積
時、SOG膜からの放出ガスはほとんどなく、従ってコ
ンタクトホールの開口16側壁部にSOG膜からの放出
ガスによるAl合金膜の粗粒化や膜質変化がなく、従っ
て異常Al合金配線部は形成されない。
実施例1と同様に、上層の配線となるAl合金膜堆積
時、SOG膜からの放出ガスはほとんどなく、従ってコ
ンタクトホールの開口16側壁部にSOG膜からの放出
ガスによるAl合金膜の粗粒化や膜質変化がなく、従っ
て異常Al合金配線部は形成されない。
【0029】以上、本発明を2例の実施例により説明し
たが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものでは
ない。例えば、SOG膜の上下に配置した絶縁膜を減圧
CVD法によるTEOS膜として説明したが、CVDS
iO2 膜やプラズマCVD法によるSiN膜等を用いて
もよい。また、真空加熱によるSOG膜の脱ガス処理を
スパッタ装置内の脱ガスチャンバで行った後にスパッタ
チャンバで金属配線膜をスパッタリングするとして説明
したが、スパッタ装置のスパッタチャンバ内で真空加熱
の脱ガス処理を行った後に、同じチャンバで金属配線膜
のスパッタリングをしてもよく、スパッタ装置とは別個
の真空加熱装置を用いてSOG膜の脱ガスを行った後
に、スパッタ装置にて金属配線膜のスパッタリングを行
ってもよい。その他、本発明の技術的思想の範囲内で、
プロセス装置やプロセス条件は適宜変更が可能である。
たが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものでは
ない。例えば、SOG膜の上下に配置した絶縁膜を減圧
CVD法によるTEOS膜として説明したが、CVDS
iO2 膜やプラズマCVD法によるSiN膜等を用いて
もよい。また、真空加熱によるSOG膜の脱ガス処理を
スパッタ装置内の脱ガスチャンバで行った後にスパッタ
チャンバで金属配線膜をスパッタリングするとして説明
したが、スパッタ装置のスパッタチャンバ内で真空加熱
の脱ガス処理を行った後に、同じチャンバで金属配線膜
のスパッタリングをしてもよく、スパッタ装置とは別個
の真空加熱装置を用いてSOG膜の脱ガスを行った後
に、スパッタ装置にて金属配線膜のスパッタリングを行
ってもよい。その他、本発明の技術的思想の範囲内で、
プロセス装置やプロセス条件は適宜変更が可能である。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体装置およびその製造方法は、製造工程増加やコ
ンタクトホールの微細化の阻害要因となる、SOG膜か
らの放出ガス防止のコンタクトホールの開口側壁のサイ
ドウォール絶縁膜を形成せずに、コンタクト抵抗増加や
信頼性劣化のない、SOG膜による平坦化技術を用いた
多層配線構成の半導体装置の作製が可能となる。
の半導体装置およびその製造方法は、製造工程増加やコ
ンタクトホールの微細化の阻害要因となる、SOG膜か
らの放出ガス防止のコンタクトホールの開口側壁のサイ
ドウォール絶縁膜を形成せずに、コンタクト抵抗増加や
信頼性劣化のない、SOG膜による平坦化技術を用いた
多層配線構成の半導体装置の作製が可能となる。
【図1】本発明を適用した実施例1の工程を工程順に説
明する、半導体装置の概略断面図で、(a)はSOG膜
上にTEOS膜を形成した状態、(b)はコンタクトホ
ールの開口および疑似コンタクトホールの開口を形成し
た状態、(c)は第2層配線形成後にTEOS膜を堆積
した状態である。
明する、半導体装置の概略断面図で、(a)はSOG膜
上にTEOS膜を形成した状態、(b)はコンタクトホ
ールの開口および疑似コンタクトホールの開口を形成し
た状態、(c)は第2層配線形成後にTEOS膜を堆積
した状態である。
【図2】本発明を適用した実施例2の工程を工程順に説
明する、半導体装置の概略断面図で、(a)はSOG膜
上にTEOS膜を形成した状態、(b)はコンタクトホ
ールの開口および疑似コンタクトホールの開口をを形成
した状態、(c)は第2層配線および疑似第2層配線形
成後にTEOS膜を堆積した状態である。
明する、半導体装置の概略断面図で、(a)はSOG膜
上にTEOS膜を形成した状態、(b)はコンタクトホ
ールの開口および疑似コンタクトホールの開口をを形成
した状態、(c)は第2層配線および疑似第2層配線形
成後にTEOS膜を堆積した状態である。
【図3】従来例の工程を工程順に説明する、半導体装置
の概略断面図で、(a)はSOG膜上にTEOS膜を形
成した状態、(b)はコンタクトホールの開口形成後に
CVDSiO2 膜を形成した状態、(c)はコンタクト
ホールの開口側壁にサイドウォール絶縁膜としてのCV
DSiO2 膜を形成した後、第2層配線を形成した状態
である。
の概略断面図で、(a)はSOG膜上にTEOS膜を形
成した状態、(b)はコンタクトホールの開口形成後に
CVDSiO2 膜を形成した状態、(c)はコンタクト
ホールの開口側壁にサイドウォール絶縁膜としてのCV
DSiO2 膜を形成した後、第2層配線を形成した状態
である。
【図4】サイドウォール絶縁膜としてのCVDSiO2
膜を形成せずに第2層配線を形成した時、コンタクトホ
ールの開口側壁に発生する異常Al合金配線部を示す半
導体装置の概略断面図である。
膜を形成せずに第2層配線を形成した時、コンタクトホ
ールの開口側壁に発生する異常Al合金配線部を示す半
導体装置の概略断面図である。
1…コンタクトホール部、2…疑似コンタクトホール
部、11…層間絶縁膜、12…第1層配線、13,1
5,17…CVDSiO2 膜、14…SOG膜、16…
開口、18…第2層配線、19…異常第2層配線部、2
1,22,29…TEOS膜、23…フォトレジスト、
24,25,26…開口、27,28…開口、31,3
2…疑似第1層配線、33,34…疑似第2層配線
部、11…層間絶縁膜、12…第1層配線、13,1
5,17…CVDSiO2 膜、14…SOG膜、16…
開口、18…第2層配線、19…異常第2層配線部、2
1,22,29…TEOS膜、23…フォトレジスト、
24,25,26…開口、27,28…開口、31,3
2…疑似第1層配線、33,34…疑似第2層配線
Claims (4)
- 【請求項1】 SOG膜による平坦化技術を用いる多層
配線構造の半導体装置において、 下層配線と上層配線とを接続するコンタクトホールの近
傍で、前記下層配線と前記上層配線とが形成されない領
域に複数個の疑似コンタクトホールを有することを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項2】 前記疑似コンタクトホール形成領域に、
疑似下層配線を有することを特徴とする、請求項1に記
載の半導体装置。 - 【請求項3】 SOG膜による平坦化技術を用いる多層
配線構造の半導体装置の製造方法において、 層間絶縁膜上に下層配線を形成する工程と、 前記層間絶縁膜上および前記下層配線上に絶縁膜を堆積
する工程と、 前記絶縁膜上にSOG膜を形成する工程と、 前記SOG膜上に絶縁膜を堆積する工程と、 前記下層配線と上層に形成する配線とを接続するための
コンタクトホールおよび疑似コンタクトホールを形成す
る工程と、 真空加熱による前記SOG膜の脱ガス処理工程と、 上層配線を形成する工程とを有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記層間絶縁膜上の前記下層配線形成時
に、前記疑似コンタクトホール形成領域に疑似下層配線
も同時に形成することを特徴とする、請求項3に記載の
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13705796A JPH09321044A (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13705796A JPH09321044A (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09321044A true JPH09321044A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15189887
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13705796A Pending JPH09321044A (ja) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09321044A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7667332B2 (en) | 2004-11-05 | 2010-02-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for generating pattern, method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device, and computer program product |
JP2014103311A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Denso Corp | 半導体装置 |
-
1996
- 1996-05-30 JP JP13705796A patent/JPH09321044A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7667332B2 (en) | 2004-11-05 | 2010-02-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for generating pattern, method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device, and computer program product |
US7996813B2 (en) | 2004-11-05 | 2011-08-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for generating pattern, method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device, and computer program |
JP2014103311A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Denso Corp | 半導体装置 |
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