JPH0969560A - 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Info
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- JPH0969560A JPH0969560A JP7285844A JP28584495A JPH0969560A JP H0969560 A JPH0969560 A JP H0969560A JP 7285844 A JP7285844 A JP 7285844A JP 28584495 A JP28584495 A JP 28584495A JP H0969560 A JPH0969560 A JP H0969560A
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Abstract
ができ、さらにはSOG膜との当接部における2層目ア
ルミ配線の変質を防止することができる半導体装置及び
その製造方法を得る。 【解決手段】 第1アルミ配線1上に、1層目プラズマ
酸化膜2とSOG膜3とシリコン窒化膜10と2層目プ
ラズマ酸化膜4とからなる層間絶縁膜層を形成し、該層
間絶縁膜層の上にレジストパターン5を形成する。次に
2層目プラズマ酸化膜4に対して等方性エッチングを施
してテーパー部6を形成した後、異方性エッチングによ
りスルーホール7を形成する。さらに、3層目プラズマ
酸化膜11を堆積した後、これをドライエッチによる異
方性エッチングで全面エッチングし、スルーホール7の
側壁にプラズマ酸化膜11aを残す。この後、第2アル
ミ配線8を形成してサイドエッチあるいはアルミ配線の
変質のない半導体装置を得る。
Description
製造方法に関するものであって、とくに多層アルミ配線
間の平坦性を向上させるためにSOG(Spin On G
lass)を使用している半導体装置及びその製造方法にお
いて、下層アルミ配線と上層アルミ配線とをつなぐスル
ーホール部のコンタクト抵抗を安定かつ良好にするため
の手法に関するものである。
ルミ配線構造を備えた半導体装置が増加しつつある。以
下、図2(a)〜図2(d)を参照しつつ、かかる多層
アルミ配線構造を備えた従来の半導体装置の製造方法を
説明する。図2(a)に示すように、一般に従来の半導
体装置の製造方法においては、まず1層目アルミ配線1
を所望の部分にパターニングした後、層間絶縁膜層を形
成するために、低温で成膜することができかつ耐湿性に
優れた第1酸化膜2をプラズマCVD法で形成する(以
下、この酸化膜を「1層目プラズマ酸化膜2」とい
う)。
向上させるために、1層目プラズマ酸化膜2の上に、コ
ーターによる塗布によりSOG(Spin On Glass)
膜3を形成する。そして、一般にSOG膜3は耐湿性が
劣るので、さらに該SOG膜3の上に、プラズマCVD
法により第2酸化膜4(以下、これを「2層目プラズマ
酸化膜4」という。)を堆積し、層間絶縁膜層を形成す
る。
版処理により、製造途上にある半導体装置上の所望の部
分にスルーホール開孔のためのレジストパターン5を形
成する。さらに、スルーホールのアスペクト比を低減す
るために、希フッ酸等の薬液で2層目プラズマ酸化膜4
に等方性エッチングを施してテーパー部6を形成した
後、ドライエッチによる異方性エッチングで2層目プラ
ズマ酸化膜4から1層目アルミ配線1に達するスルーホ
ール7(1層目アルミ配線1を外部に露出させるスルー
ホール7)を開孔する。最後に、図2(d)に示すよう
に、レジストパターン5を除去した後、スパッタ法によ
り2層目アルミ配線8を形成する。
従来の半導体装置の製造方法では、希フッ酸等の薬液で
等方性エッチングを施すときに、2層目プラズマ酸化膜
4の膜厚のばらつきあるいは薬液のエッチングレートの
ばらつき等により、しばしば薬液が2層目プラズマ酸化
膜4をつき破ってSOG膜3にまで達してしまい、この
ような場合は例えば図3に示すように、SOG膜3のサ
イドエッチングが引き起こされ、2層目アルミ配線8の
断線ないしは接続不良が生じるといった問題がある。
脱ガスにより、図2(d)に示すように、2層目アルミ
配線8がSOG膜3と接する部分でアルミナ(Al
2O3)9に変質して、コンタクト抵抗異常が生じるとい
った問題がある。
になされたものであって、SOG膜のサイドエッチング
を防止することができる半導体装置及びその製造方法を
得ることを解決すべき課題とする。さらには、SOG膜
との当接部における2層目アルミ配線の変質を防止する
ことができる半導体装置及びその製造方法を得ることを
も課題すべき課題とする。
なされた本発明の第1の態様は、第1金属配線の上にS
OG膜を含む層間絶縁膜層が形成され、上記層間絶縁膜
層に形成されたスルーホールを介して上記第1金属配線
に接続された第2金属配線が設けられている半導体装置
において、上記SOG膜の上に薄いシリコン窒化膜が堆
積され、該シリコン窒化膜の上に酸化膜が堆積されてい
ることを特徴とするものである。
ては、その製造途上でSOG膜の上にシリコン窒化膜が
形成されることになる。ここで、シリコン窒化膜は希フ
ッ酸等の薬液によってエッチングされないので、シリコ
ン窒化膜の上の酸化膜に対して希フッ酸等の薬液で等方
性エッチングを施してテーパー部を形成する際に、該酸
化膜が薄かったりあるいはエッチングレートが高かった
りしても、シリコン窒化膜の下側のSOG膜はエッチン
グされない。したがって、上記酸化膜の厚さあるいはエ
ッチングレートにばらつきがあっても、SOG膜にサイ
ドエッチングが生じない。
様にかかる半導体装置において上記スルーホールの側壁
に酸化物層が形成されていることを特徴とするものであ
る。
ては、基本的には本発明の第1の態様にかかる半導体装
置の場合と同様の作用が生じる。さらに、スルーホール
内では酸化物層により第2金属配線とSOG膜との直接
の接触が妨げられる。このため、SOG膜からの水分
(H2O)の脱ガスが防止され、該水分に起因する第2
金属配線の変質が防止される。
様にかかる半導体装置において、上記酸化物層が、上記
スルーホールを覆うようにして上記酸化膜の上に堆積さ
れたもう1つの酸化膜が異方性ドライエッチングにより
全面エッチングされてスルーホール側壁にのみ残留して
いる残留酸化膜であることを特徴とするものである。
ては、スルーホールの側壁に残留する残留酸化膜により
第2金属配線とSOG膜との直接の接触が妨げられるの
で、本発明の第2の態様にかかる半導体装置の場合と同
様に、SOG膜からの水分(H2O)の脱ガスが防止さ
れて、該水分に起因する第2金属配線の変質が防止され
る。
様にかかる半導体装置において、上記SOG膜が、上記
第1金属配線の上に堆積された厚さ2000Å〜300
0Åの下敷酸化膜の上に形成されていて、該SOG膜の
平坦部の厚さが2000Å〜3000Åとされ、上記シ
リコン窒化膜の厚さが100Å〜300Åとされ、該シ
リコン窒化膜の上に堆積されたされた酸化膜の厚さが4
000Å〜6000Åとされ、上記のもう1つの酸化膜
の厚さが2000Å〜3000Åとされていることを特
徴とするものである。
ては、基本的には本発明の第3の態様にかかる半導体装
置の場合と同様の作用が生じる。さらに、SOG膜、シ
リコン窒化膜及び各種酸化膜が、それぞれ十分な強度を
保有しつつ該半導体装置の厚みの無用な増大を回避しう
る適切な厚さとされるので、該半導体装置がコンパクト
なものとなる。
に少なくともSOG膜を含む層間絶縁膜層を形成する層
間絶縁膜層形成工程と、上記層間絶縁膜層に、上記第1
金属配線を外部に露出させるスルーホールを形成するス
ルーホール形成工程と、上記スルーホールを介して上記
第1金属配線に接続される第2金属配線を形成する第2
金属配線形成工程とを含む半導体装置の製造方法におい
て、上記層間絶縁膜層形成工程が、SOG膜の上にシリ
コン窒化膜を薄く堆積させる過程と、該シリコン窒化膜
の上に酸化膜を堆積させる過程とを含むことを特徴とす
るものである。
方法においては、SOG膜の上にシリコン窒化膜が形成
されるが、シリコン窒化膜は希フッ酸等の薬液によって
エッチングされない。このため、シリコン窒化膜の上の
酸化膜に対して希フッ酸等の薬液で等方性エッチングを
施してテーパー部を形成する際に、該酸化膜が薄かった
りあるいはエッチングレートが高かったりしても、シリ
コン窒化膜の下側のSOG膜はエッチングされない。し
たがって、上記酸化膜の厚さあるいはエッチングレート
にばらつきがあっても、SOG膜にサイドエッチングが
生じない。
にかかる半導体装置の製造方法において、上記スルーホ
ール形成工程と上記第2金属配線形成工程との間に、製
造途上にある半導体装置上にもう1つの酸化膜を堆積さ
せた上で、該酸化膜にドライエッチによる異方性エッチ
ングで全面エッチングを施し、スルーホールの側壁にの
み上記酸化膜を残留させる側壁形成工程を含むことを特
徴とするものである。
方法においては、基本的には本発明の第5の態様にかか
る半導体装置の製造方法の場合と同様の作用が生じる。
さらに、スルーホールの側壁に酸化膜の一部が残留する
ので、スルーホール内においては該酸化膜により第2金
属配線とSOG膜との直接の接触が妨げられる。このた
め、SOG膜からの水分(H2O)の脱ガスが防止さ
れ、該水分に起因する第2金属配線の変質が防止され
る。
に少なくともSOG膜を含む層間絶縁膜層を形成する層
間絶縁膜層形成工程と、上記層間絶縁膜層に、上記第1
金属配線を外部に露出させるスルーホールを形成するス
ルーホール形成工程と、上記スルーホールを介して上記
第1金属配線に接続される第2金属配線を形成する第2
金属配線形成工程とを含む半導体装置の製造方法におい
て、上記層間絶縁膜層形成工程が、上記第1金属配線の
上にプラズマCVD法により厚さが2000Å〜300
0Åの第1酸化膜を堆積させる過程と、該第1酸化膜の
上に平坦部の厚さが2000Å〜3000ÅのSOG膜
を形成する過程と、該SOG膜の上にプラズマCVD法
により厚さが100Å〜300Åのシリコン窒化膜を堆
積させる過程と、該シリコン窒化膜の上にプラズマCV
D法により厚さが4000Å〜6000Åの第2酸化膜
を堆積させる過程とを含み、上記スルーホール形成工程
と上記第2金属配線形成工程との間に、製造途上にある
半導体装置上にプラズマCVD法により厚さが2000
Å〜3000Åの第3酸化膜を堆積させた上で、該第3
酸化膜にドライエッチによる異方性エッチングで全面エ
ッチングを施し、スルーホールの側壁にのみ上記第3酸
化膜を残留させる側壁形成工程を含むことを特徴とする
ものである。
方法においては、SOG膜の上に厚さが100Å〜30
0Åのシリコン窒化膜が形成されるが、シリコン窒化膜
は希フッ酸等の薬液によってエッチングされない。この
ため、シリコン窒化膜の上の第2酸化膜に対して希フッ
酸等の薬液で等方性エッチングを施してテーパー部を形
成する際に、該第2酸化膜が薄かったりあるいはエッチ
ングレートが高かったりしても、シリコン窒化膜の下側
のSOG膜はエッチングされない。したがって、第2酸
化膜の厚さあるいはエッチングレートにばらつきがあっ
ても、SOG膜にサイドエッチングが生じない。さら
に、スルーホールの側壁に第3酸化膜の一部が残留する
ので、スルーホール内においては該第3酸化膜により第
2金属配線とSOG膜との直接の接触が妨げられる。こ
のため、SOG膜からの水分(H2O)の脱ガスが防止
され、該水分に起因する第2金属配線の変質が防止され
る。
に説明する。図1(a)〜図1(d)は本発明にかかる
半導体装置の製造方法を示す工程図である。以下、これ
らの図を参照しつつ該製造方法を説明する。図1(a)
に示すように、本発明にかかる半導体装置の製造におい
ては、まず1層目アルミ配線1(第1金属配線)を所望
の部分にパターニングした後、該1層目アルミ配線1の
上に、プラズマCVD法により1層目プラズマ酸化膜2
を2000Å〜3000Åの厚さとなるように堆積させ
る。次に、平坦性を向上させるために、1層目プラズマ
酸化膜2の上に、SOG膜3を平坦部で2000Å〜3
000Å程度の厚さとなるようにコーターで塗布する。
そして、このSOG膜3の上に、プラズマCVD法によ
りシリコン窒化膜(SiN)10を100Å〜300Å
程度の厚さとなるように堆積させる。この後、該シリコ
ン窒化膜10の上に、プラズマCVD法により2層目プ
ラズマ酸化膜4を4000Å〜6000Åの厚さとなる
ように堆積させ、層間絶縁膜層を形成する。
処理により、製造途上にある半導体装置の表面の所望の
部分にスルーホール開孔のためのレジストパターン5を
形成する。そして、2層目プラズマ酸化膜4に対して、
希フッ酸等の薬液で等方性エッチングを施してテーパー
部6を形成し、スルーホールのアスペクト比を低減す
る。このとき、シリコン窒化膜10は希フッ酸ではエッ
チングされないので、2層目プラズマ酸化膜4の膜厚及
び薬液のエッチングレートがいかに変動しても、SOG
膜3のサイドエッチングは発生しない。
エッチによる異方性エッチでシリコン窒化膜10とSO
G膜3と1層目プラズマ酸化膜2とをエッチングし、ス
ルーホール7を開孔する。この後、レジストパターン5
を除去した上で、製造途上にある半導体装置の表面に、
プラズマCVD法により第3酸化膜(以下、これを「3
層目プラズマ酸化膜11」という)を2000Å〜30
00Å程度の厚さとなるように堆積させる。
プラズマ酸化膜11をドライエッチによる異方性エッチ
ングで全面エッチングし、スルーホール7の側壁にのみ
プラズマ酸化膜11a(3層目プラズマ酸化膜11の一
部)を残す。最後に、スパッタ法により2層目アルミ配
線8(第2金属配線)を形成する。
(H2O)の脱ガスを防止することができ、2層目アル
ミ配線8はアルミナ化しない。このため、第1アルミ配
線1と第2アルミ配線8とのコンタクト抵抗が安定して
良好となり、半導体装置の品質が高められる。
置の製造時において、シリコン窒化膜の上の酸化膜に対
して希フッ酸等の薬液で等方性エッチングを施してテー
パー部を形成する際に、シリコン窒化膜の下側のSOG
膜がエッチングされないので、上記酸化膜の厚さあるい
はエッチングレートにばらつきがあっても、SOG膜に
サイドエッチが発生しない。このため、半導体装置の金
属配線中に断線あるいは接続不良が発生せず、該半導体
装置の品質が高められる。
本発明の第1の態様にかかる半導体装置の場合と同様の
効果が得られる。さらに、酸化物層によってSOG膜か
らの水分(H2O)の脱ガスが防止されるので、該水分
に起因する第2金属配線の変質が防止されて該半導体装
置のコンタクト抵抗が良好となり、該半導体装置の品質
がさらに高められる。
によってSOG膜からの水分(H2O)の脱ガスが防止
され、本発明の第2の態様にかかる半導体装置の場合と
同様に、コンタクト抵抗が良好となりって該半導体装置
の品質が高められる。
がその強度を十分に保持しつつコンパクト化されるの
で、該半導体装置の品質が一層高められる。
化膜の上の酸化膜に対して希フッ酸等の薬液で等方性エ
ッチングを施してテーパー部を形成する際に、シリコン
窒化膜の下側のSOG膜はエッチングされないので、上
記酸化膜の厚さあるいはエッチングレートにばらつきが
あっても、SOG膜にサイドエッチが発生せず、金属配
線に断線あるいは接続不良の生じない高品質の半導体装
置が得られる。
本発明の第5の態様にかかる半導体装置の製造方法の場
合と同様の効果が得られる。さらに、SOG膜からの水
分(H2O)の脱ガスが防止されるので、該水分に起因
する第2金属配線の変質が防止されて半導体装置のコン
タクト抵抗が良好となり、半導体装置の品質が一層高め
られる。
化膜の上の第2酸化膜に対して希フッ酸等の薬液で等方
性エッチングを施してテーパー部を形成する際に、シリ
コン窒化膜の下側のSOG膜はエッチングされないの
で、第2酸化膜の厚さあるいはエッチングレートにばら
つきがあっても、SOG膜にサイドエッチングが発生せ
ず、金属配線に断線あるいは接続不良が生じない高品質
の半導体装置が得られる。さらに、SOG膜からの水分
の脱ガスが防止されるので、該水分に起因する第2金属
配線の変質が防止され、半導体装置のコンタクト抵抗が
良好となり、半導体装置の品質が一層高められる。
半導体装置の縦断面図であり、本発明にかかる半導体装
置の製造方法を示している。
置の縦断面図であり、従来の半導体装置の製造方法を示
している。
製造方法上の問題点を示している。
SOG膜、4 2層目プラズマ酸化膜、5 レジスト
パターン、6 テーパー部、7 スルーホール、8 2
層目アルミ配線、9 アルミナ、10 シリコン窒化
膜、11 3層目プラズマ酸化膜、11a スルーホー
ル側壁に残留した3層目酸化膜。
Claims (7)
- 【請求項1】 第1金属配線の上にSOG膜を含む層間
絶縁膜層が形成され、上記層間絶縁膜層に形成されたス
ルーホールを介して上記第1金属配線に接続された第2
金属配線が設けられている半導体装置において、 上記SOG膜の上に薄いシリコン窒化膜が堆積され、該
シリコン窒化膜の上に酸化膜が堆積されていることを特
徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載された半導体装置におい
て、 上記スルーホールの側壁に酸化物層が形成されているこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載された半導体装置におい
て、 上記酸化物層が、上記スルーホールを覆うようにして上
記酸化膜の上に堆積されたもう1つの酸化膜が異方性ド
ライエッチングにより全面エッチングされてスルーホー
ル側壁にのみ残留している残留酸化膜であることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載された半導体装置におい
て、 上記SOG膜が、上記第1金属配線の上に堆積された厚
さ2000Å〜3000Åの下敷酸化膜の上に形成され
ていて、該SOG膜の平坦部の厚さが2000Å〜30
00Åとされ、上記シリコン窒化膜の厚さが100Å〜
300Åとされ、該シリコン窒化膜の上に堆積されたさ
れた酸化膜の厚さが4000Å〜6000Åとされ、上
記のもう1つの酸化膜の厚さが2000Å〜3000Å
とされていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項5】 第1金属配線の上に少なくともSOG膜
を含む層間絶縁膜層を形成する層間絶縁膜層形成工程
と、 上記層間絶縁膜層に、上記第1金属配線を外部に露出さ
せるスルーホールを形成するスルーホール形成工程と、 上記スルーホールを介して上記第1金属配線に接続され
る第2金属配線を形成する第2金属配線形成工程とを含
む半導体装置の製造方法において、 上記層間絶縁膜層形成工程が、SOG膜の上にシリコン
窒化膜を薄く堆積させる過程と、該シリコン窒化膜の上
に酸化膜を堆積させる過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6】 請求項5に記載された半導体装置の製造
方法において、 上記スルーホール形成工程と上記第2金属配線形成工程
との間に、製造途上にある半導体装置上にもう1つの酸
化膜を堆積させた上で、該酸化膜にドライエッチによる
異方性エッチングで全面エッチングを施し、スルーホー
ルの側壁にのみ上記酸化膜を残留させる側壁形成工程を
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 第1金属配線の上に少なくともSOG膜
を含む層間絶縁膜層を形成する層間絶縁膜層形成工程
と、 上記層間絶縁膜層に、上記第1金属配線を外部に露出さ
せるスルーホールを形成するスルーホール形成工程と、 上記スルーホールを介して上記第1金属配線に接続され
る第2金属配線を形成する第2金属配線形成工程とを含
む半導体装置の製造方法において、 上記層間絶縁膜層形成工程が、上記第1金属配線の上に
プラズマCVD法により厚さが2000Å〜3000Å
の第1酸化膜を堆積させる過程と、該第1酸化膜の上に
平坦部の厚さが2000Å〜3000ÅのSOG膜を形
成する過程と、該SOG膜の上にプラズマCVD法によ
り厚さが100Å〜300Åのシリコン窒化膜を堆積さ
せる過程と、該シリコン窒化膜の上にプラズマCVD法
により厚さが4000Å〜6000Åの第2酸化膜を堆
積させる過程とを含み、 上記スルーホール形成工程と上記第2金属配線形成工程
との間に、製造途上にある半導体装置上にプラズマCV
D法により厚さが2000Å〜3000Åの第3酸化膜
を堆積させた上で、該第3酸化膜にドライエッチによる
異方性エッチングで全面エッチングを施し、スルーホー
ルの側壁にのみ上記第3酸化膜を残留させる側壁形成工
程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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JP15772195 | 1995-06-23 | ||
JP7-157721 | 1995-06-23 | ||
JP28584495A JP3369817B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-11-02 | 半導体装置 |
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