JPH10112461A - 半導体製造方法 - Google Patents

半導体製造方法

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JPH10112461A
JPH10112461A JP28173396A JP28173396A JPH10112461A JP H10112461 A JPH10112461 A JP H10112461A JP 28173396 A JP28173396 A JP 28173396A JP 28173396 A JP28173396 A JP 28173396A JP H10112461 A JPH10112461 A JP H10112461A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
insulating film
wiring pattern
overhang
silicon oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP28173396A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihide Sakamoto
邦秀 坂本
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は積層金属配線にダメージを与えずにメ
タルのオーバーハング形状を改善してボイドの無い層間
絶縁膜を堆積する半導体製造方法を提供する。 【解決手段】半導体1は、半導体基板2上に、メタル
4、アルミニウム(Al)あるいはAl合金で形成され
た配線5及び反射防止メタル6が順次積層された積層金
属配線パターン3が形成され、積層金属配線パターン3
の反射防止メタル6はオーバーハング形状となってい
る。次に、積層金属配線パターン3上にArスパッタリ
ングの保護膜としてCVD法により絶縁膜7を薄く形成
し、Arスパッタエッチングを行って、反射防止メタル
6のオーバーハングの形状を改善する。このエッチング
は、反射防止メタル6上の保護膜である絶縁膜7を全て
削り取らずに、かつ、反射防止メタル6のオーバーハン
グ部分を削り取るまで行う。その後、シリコン酸化膜を
全体に形成して、積層金属配線パターン3を埋め込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造方法に
関し、詳細には、積層金属配線にダメージを与えること
なく、メタルのオーバーハング形状を改善してボイドの
無い層間絶縁膜の堆積を可能とする半導体製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体の製造方法においては、一
般に、高温スパッタ、加熱スパッタ等によりメタルを成
膜し、その後、レジストパターンをマスクして、ドライ
エッチングにて配線を形成する。
【0003】この配線工程においては、AlあるいはA
l合金等の配線上にTiN、TiW、W等の反射防止メ
タルを積層することが多く、ドライエッチングによるパ
ターン形成時にエッチング選択比の違いによりメタル断
面構造がオーバーハング形状となる。
【0004】このメタルのオーバーハング形状は、層間
絶縁膜を堆積させる際に、ボイドを生じさせる原因とな
るので、メタルのオーバーハング形状を改善する必要が
ある。現在、パターン形成時のエッチング方法を種々工
夫することで、メタルハング形状を改善することが試み
られているが、完全には、改善されないのが現状であ
る。
【0005】そこで、従来、この積層金属配線のオーバ
ーハング形状を改善するために、メタルハング部分を削
り取ることが考えられ、具体的には、例えば、メタルハ
ング部分をArスパッタリングする方法が挙げられる。
また、シリコン酸化膜を堆積し、Arスパッタによりシ
リコン酸化膜の角を取った後、オゾンTEOS(Tetra
Ethyl OrthoSilicate ) CVD等の表面反応を利用し
て、層間膜を形成する方法が提案されている(特開平7
−50295号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体製造方法にあっては、以下のような問
題があった。すなわち、上記従来のメタルハング部分を
削り取る方法にあっては、メタル全体を直接スパッタリ
ングするので、スパッタ堆積物によるメタル間の短絡や
スパッタリング処理によるメタルダメージにより、エレ
クトロマイグレーション耐性やストレスマイグレーショ
ン等を劣化させる要因となるという問題があった。ま
た、特開平7−50295号公報記載の方法にあって
は、メタルのオーバーハングが顕著なときには、ただ単
にシリコン酸化膜の角を取るだけでは、完全にボイドを
無くすことが困難であるという問題があった。
【0007】そこで、本発明は、積層金属配線にダメー
ジ等を与えることなく、メタルのオーバーハング形状を
改善して、完全にボイドの無い層間絶縁膜の堆積を行う
ことのできる半導体製造方法を提供することを目的とし
ている。
【0008】すなわち、請求項1記載の発明は、スパッ
タリングにおいて金属配線を直接スパッタリングするの
ではなく、金属配線パターン形成後に、絶縁膜を所定の
薄さに堆積し、この絶縁膜の膜厚以下で、かつ、反射防
止メタルのオーバーハング部分をエッチングにより削り
取った後、絶縁膜をエッチングし、シリコン酸化膜で金
属配線パターンを埋め込むことにより、反射防止メタル
のオーバーハング部分と絶縁膜のみをエッチングして、
スパッタ堆積物によるメタル間の短絡やメタルにスパッ
タダメージが入ることで生じるエレクトロマイグレーシ
ョン等を低減し、極微細配線工程においても反射防止メ
タルのオーバーハングを完全に無くならして、従来の安
価なプロセスで完全にボイド無しに埋め込みを行うこと
のできる半導体製造方法を提供することを目的としてい
る。
【0009】請求項2記載の発明は、絶縁膜をシリコン
酸化膜で形成して、オーバーハング部分を削り取る削除
工程を行った後のエッチング工程を省くことにより、絶
縁膜をそのまま層間絶縁膜として利用し、製造工程を削
減して、より安価なプロセスで完全にボイド無しに埋め
込みを行うことのできる半導体製造方法を提供すること
を目的としている。
【0010】請求項3記載の発明は、シリコン酸化膜に
より金属配線パターンを埋め込む被服工程において、シ
リコン酸化膜を有機シリコン化合物とオゾンを用いた反
応で形成することにより、絶縁膜をArスパッタリング
していることで、NSG膜の下地依存性を低減すること
ができ、絶縁性の高いシリコン酸化膜をより一層完全に
ボイド無しに堆積することのできる半導体製造装置を提
供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の半
導体製造方法は、半導体製造工程の配線工程の金属配線
パターン形成後に、当該金属配線パターンのAlあるい
はAl合金等の配線上の反射防止メタルがオーバーハン
グ形状となる半導体製造方法において、前記金属配線パ
ターン形成後に、CVD法により絶縁膜を所定の薄さに
堆積する堆積工程と、エッチングにより前記絶縁膜の膜
厚以下で、かつ、前記反射防止メタルの前記オーバーハ
ング部分を削り取る削除工程と、前記絶縁膜をエッチン
グするエッチング工程と、シリコン酸化膜により前記金
属配線パターンを埋め込む被服工程と、を順次行うこと
により、上記目的を達成している。
【0012】上記構成によれば、スパッタリングにおい
て金属配線を直接スパッタリングするのではなく、金属
配線パターン形成後に、絶縁膜を所定の薄さに堆積し、
この絶縁膜の膜厚以下で、かつ、反射防止メタルのオー
バーハング部分をエッチングにより削り取った後、絶縁
膜をエッチングし、シリコン酸化膜により金属配線パタ
ーンを埋め込むので、反射防止メタルのオーバーハング
部分と絶縁膜のみをエッチングして、スパッタ堆積物に
よるメタル間の短絡やメタルにスパッタダメージが入る
ことで生じるエレクトロマイグレーション等を低減する
ことができ、極微細配線工程においても反射防止メタル
のオーバーハングを完全に無くならして、従来の安価な
プロセスで完全にボイド無しに埋め込みを行うことがで
きる。
【0013】この場合、例えば、請求項2に記載するよ
うに、前記半導体製造方法は、前記堆積工程において、
前記絶縁膜をシリコン酸化膜で形成し、前記エッチング
工程を省いたものであってもよい。
【0014】上記構成によれば、絶縁膜をシリコン酸化
膜で形成して、オーバーハング部分を削り取る削除工程
を行った後のエッチング工程を省いているので、絶縁膜
をそのまま層間絶縁膜として利用して、製造工程を削減
することができ、より安価なプロセスで完全にボイド無
しに埋め込みを行うことができる。
【0015】また、例えば、請求項3に記載するよう
に、前記半導体製造方法は、前記被服工程において、前
記シリコン酸化膜を有機シリコン化合物とオゾンを用い
た反応により形成するものであってもよい。
【0016】上記構成によれば、シリコン酸化膜により
金属配線パターンを埋め込む被服工程において、シリコ
ン酸化膜を有機シリコン化合物とオゾンを用いた反応で
形成しているので、絶縁膜をArスパッタリングしてい
ることで、NSG膜の下地依存性を低減することがで
き、絶縁性の高いシリコン酸化膜をより一層完全にボイ
ド無しに堆積することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。
【0018】図1〜図4は、本発明の半導体製造方法の
一実施の形態を示す図である。図1において、半導体1
は、まず、半導体基板2上に配線パターンに合わせて積
層金属配線パターン3が形成されている。積層金属配線
パターン3は、半導体基板2上に、メタル4、アルミニ
ウム(Al)あるいはAl合金で形成された配線5及び
反射防止メタル6が順次積層された構造となっている。
【0019】この場合、積層金属配線パターン3の反射
防止メタル6は、図1に示すように、オーバーハング形
状となっている。
【0020】次に、図2に示すように、積層金属配線パ
ターン3上にArスパッタリングの保護膜として、気相
成長法(CVD法:Chemical Vapor Deposition 法)に
より絶縁膜7を薄く、例えば、20〜200nmの厚さ
に形成する。
【0021】次に、図3に矢印で示すように、Arスパ
ッタエッチングを行い、反射防止メタル6のオーバーハ
ングの形状を改善する。すなわち、Arスパッタリング
は、垂直方向のエッチレートよりも斜め方向のエッチレ
ートの方が大きい性質を持っており、この性質を利用し
て、反射防止メタル6のハング形状を改善する。
【0022】ここで、Arスパッタリングによるエッチ
ングは、反射防止メタル6上の保護膜である絶縁膜7を
全て削り取らずに、かつ、反射防止メタル6のオーバー
ハング部分を削り取るまで行う。この場合のArスパッ
タリングのエッチング量は、平坦な絶縁膜7を5〜15
0nmエッチングする程度であるが、反射防止メタル6
のオーバーハングの程度及び保護膜である絶縁膜7の膜
厚に応じて適宜調整する。
【0023】その後、図4に示すように、シリコン酸化
膜8を全体に形成して、積層金属配線パターン3を埋め
込む。このとき、反射防止メタル6のオーバーハング形
状が完全に改善されているので、ボイドが形成されるこ
となく、シリコン酸化膜8を堆積することができる。
【0024】このように、本実施の形態によれば、積層
金属配線パターン3の反射防止メタル6がオーバーハン
グ形状となっている場合に、反射防止メタル6に絶縁膜
7を形成した後、Arスパッタリングを行って、反射防
止メタル6のオーバーハング部分と絶縁膜7のみをエッ
チングしているので、スパッタ堆積物による反射防止メ
タル6間の短絡や反射防止メタル6にスパッタダメージ
が入ることを防止することができ、エレクトロマイグレ
ーション耐性やストレスマイグレーション等を劣化させ
ることを防止することができるとともに、極微細配線工
程においても、反射防止メタル6のオーバーハングを完
全に無くすことができ、従来の安価な半導体製造装置を
用いて、完全にボイド無しに埋め込みを行うことができ
る。
【0025】また、絶縁膜7を、絶縁性、耐湿性、製膜
温度を考慮して、プラズマCVD法を用いたシリコン酸
化膜等で形成すると、絶縁膜7のエッチング工程を省略
して、絶縁膜7をそのまま層間絶縁膜として利用するこ
とができ、作業工程を簡略化することができる。
【0026】さらに、シリコン酸化膜8を、表面反応性
の高い有機シリコン化合物とオゾンを用いたCVD法を
利用して形成すると、上述のように、反射防止メタル6
のオーバーハング形状の改善にArスパッタリングを行
っているので、下地依存性のない良質なNSG膜をより
一層完全にボイド無しに埋め込むことができる。
【0027】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載の発明の半導体製造方法に
よれば、スパッタリングにおいて金属配線を直接スパッ
タリングするのではなく、金属配線パターン形成後に、
絶縁膜を所定の薄さに堆積し、この絶縁膜の膜厚以下
で、かつ、反射防止メタルのオーバーハング部分をエッ
チングにより削り取った後、絶縁膜をエッチングし、シ
リコン酸化膜により金属配線パターンを埋め込むので、
反射防止メタルのオーバーハング部分と絶縁膜のみをエ
ッチングして、スパッタ堆積物によるメタル間の短絡や
メタルにスパッタダメージが入ることで生じるエレクト
ロマイグレーション等を低減することができ、極微細配
線工程においても反射防止メタルのオーバーハングを完
全に無くならして、従来の安価なプロセスで完全にボイ
ド無しに埋め込みを行うことができる。
【0029】請求項2記載の発明の半導体製造方法によ
れば、絶縁膜をシリコン酸化膜で形成して、オーバーハ
ング部分を削り取る削除工程を行った後のエッチング工
程を省いているので、絶縁膜をそのまま層間絶縁膜とし
て利用して、製造工程を削減することができ、より安価
なプロセスで完全にボイド無しに埋め込みを行うことが
できる。
【0030】請求項3記載の発明の半導体製造方法によ
れば、シリコン酸化膜により金属配線パターンを埋め込
む被服工程において、シリコン酸化膜を有機シリコン化
合物とオゾンを用いた反応で形成しているので、絶縁膜
をArスパッタリングしていることで、NSG膜の下地
依存性を低減することができ、絶縁性の高いシリコン酸
化膜をより一層完全にボイド無しに堆積することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体製造方法の一実施の形態を適用
した半導体製造方法により基板上に層間金属配線パター
ンを形成した状態の側面断面図。
【図2】図1の層間金属配線パターン上に絶縁膜を形成
した状態の側面断面図。
【図3】図2の状態でArスパッタリングにより層間金
属配線パターンの反射防止メタルのオーバーハング部分
をエッチングした状態の側面断面図。
【図4】図3の半導体装置上にシリコン酸化膜を堆積し
た状態の側面断面図。
【符号の説明】
1 半導体装置 2 半導体基板 3 積層金属配線パターン 4 メタル 5 配線 6 反射防止メタル 7 絶縁膜 8 シリコン酸化膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体製造工程の配線工程の金属配線パタ
    ーン形成後に、当該金属配線パターンのAlあるいはA
    l合金等の配線上の反射防止メタルがオーバーハング形
    状となる半導体製造方法において、前記金属配線パター
    ン形成後に、CVD法により絶縁膜を所定の薄さに堆積
    する堆積工程と、エッチングにより前記絶縁膜の膜厚以
    下で、かつ、前記反射防止メタルの前記オーバーハング
    部分を削り取る削除工程と、前記絶縁膜をエッチングす
    るエッチング工程と、シリコン酸化膜により前記金属配
    線パターンを埋め込む被服工程と、を順次行うことを特
    徴とする半導体製造方法。
  2. 【請求項2】前記半導体製造方法は、前記堆積工程にお
    いて、前記絶縁膜をシリコン酸化膜で形成し、前記エッ
    チング工程を省いたことを特徴とする請求項1記載の半
    導体製造方法。
  3. 【請求項3】前記半導体製造方法は、前記被服工程にお
    いて、前記シリコン酸化膜を有機シリコン化合物とオゾ
    ンを用いた反応により形成することを特徴とする請求項
    1または請求項2記載の半導体製造方法。
JP28173396A 1996-10-03 1996-10-03 半導体製造方法 Pending JPH10112461A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100471411B1 (ko) * 2002-06-29 2005-03-10 주식회사 하이닉스반도체 플러그 심을 억제할 수 있는 반도체소자 제조방법
KR100744104B1 (ko) * 2001-06-01 2007-08-01 주식회사 하이닉스반도체 콘택 형성 방법
KR100869357B1 (ko) * 2002-05-17 2008-11-19 주식회사 하이닉스반도체 공극 발생을 최소화할 수 있는 반도체소자 제조방법

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