JPH10261637A

JPH10261637A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10261637A
Application number: JP6457697A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Sakamori; 重則坂森; Hiroki Shinkawata; 裕樹新川田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の半導体装置においては、第一の金属配
線上に絶縁膜を介して第二の金属配線を形成した場合、
絶縁膜が薄い場合は第二の金属配線のパターニングの際
にエッチング残りが形成され、絶縁膜が厚い場合は半導
体装置の垂直方向の寸法が全体的に大きくなっていた。【解決手段】この発明による半導体装置では、その表
面に第一の絶縁膜を積層した半導体基板上に形成された
第一の金属配線上に同じ形状の絶縁膜を積層し、その絶
縁膜と第一の金属配線の側断面に付着させて、その断面
形状が絶縁膜の上面近傍で肩部を有し、第一の絶縁膜の
表面近傍において緩やかな傾斜を持つサイドウォールを
形成する。サイドウォールが穏やかな傾斜を持っている
ことで表面の垂直段差を低減でき、第二の金属配線の形
成を良好に行うことができ、また垂直方向の寸法が増加
することもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置全般
に適応可能な構造、及びその製造方法にかかわるもので
あり、半導体装置の表面に生じる段差の影響を低減で
き、良好な電気特性を得ることが可能な半導体装置、及
びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、従来
の半導体装置の断面構造を示すものである。この図１４
において、符号１０１は半導体基板、１０２ａは半導体
基板１０１の表面にパターニングされた下層配線等の構
成を覆うように積層された絶縁膜（下層配線等は図示し
ない。）、１０３は絶縁膜１０２ａ、１０２ｂ上に形成
された第一の金属配線、１０４は第一の金属配線１０３
の表面を含む絶縁膜１０２ａ、１０２ｂの表面に積層さ
れた絶縁膜、１０５は絶縁膜１０４上に形成された第二
の金属配線をそれぞれ示している。

【０００３】図１４（ａ）に示すように、この第一の金
属配線１０３の側断面に付着した絶縁膜１０４の表面は
第一の金属配線１０３の膜厚に相当する段差が形成され
た状態となっている。この段差部分には、第二の金属配
線１０５のパターニング（エッチング）の際に、絶縁膜
１０４の全面に積層される第二の金属配線１０５を構成
する導電物質の一部が残され、エッチング残り１０６を
形成してしまう。このエッチング残り１０６が形成され
ると、例えば配線間ショートの原因となるなど、半導体
装置の電気特性を著しく劣化させることが知られてい
る。

【０００４】また、図１４（ｂ）は半導体基板１０１の
表面上も下層配線が疎らに配置された領域、又は半導体
基板１０１表面上に下層配線等の素子が含まれていない
領域を示しており、この図１４（ｂ）に付した符号で、
既に説明のために用いた符号と同一符号は同一、若しく
は相当部分を示し、１０２ｂは、先述の絶縁膜１０２ａ
とは異なり、半導体基板１０１の表面に下層配線等の素
子を含んでいない絶縁膜であり、素子が形成されていな
い分だけ絶縁膜１０２ｂ自体の厚さは１０２ａの厚さよ
りも小さくなっているものである。

【０００５】さらに、この図１４（ｂ）は、この発明が
解決しようとする課題の理解を助けるために示されたも
のであり、絶縁膜１０４の表面に第一の金属配線１０３
の形成による垂直段差がない場合の断面図を示してお
り、第一の金属配線１０３に段差が無ければ、その上に
絶縁膜１０４を介して第二の金属配線１０５を形成する
際に、同時にエッチング残り１０６が形成されないこと
が分かる。

【０００６】また、エッチング残り１０６を形成しない
ために、絶縁膜１０４を大きな膜厚となるように積層す
るという方法もある。この場合は配線間距離ｌの２分の
１以上の膜厚となるように絶縁膜１０４を積層しなくて
はならない。さらに、その後、ＣＭＰ（Chemical Mecha
nical Polishing）法によって絶縁膜１０４表面の垂直
段差を解消するか、若しくは下層の素子に悪影響を与え
ることがない場合はリフローを行う等の処理を加えるこ
とによって第二の金属配線１０５を形成する面を平坦に
することができ、第二の金属配線１０５のパターニング
の際、同時にエッチング残り１０６を形成することがな
い。しかし、この場合は処理工程が複雑となり、製造コ
ストの増大につながってしまう上、半導体装置の垂直
（高さ）方向に寸法を大きくしてしまうという問題を有
していた。

【０００７】また、段差を小さく抑制する方法として、
例えば特開平７−１４７３３２号公報に記載の技術があ
る。この公報に記載の技術によれば、配線の断面に付着
する側壁膜（サイドウォール）の形状を、その下地と接
する底面の水平方向の寸法をａ、ゲート電極の膜厚をｂ
としたときに、ａ＞ｂの関係となるように形成すること
で表面の段差を緩やかなものとすることが可能になると
されている。

【０００８】しかし、この公報に記載の技術を用いた場
合には、サイドウォールは、水平方向の寸法ａがゲート
電極の膜厚ｂよりも大きくなくてはならない点から、配
線間の距離を比較的大きくとらなくてはならず、水平方
向への素子の微細化の妨げになるという問題を有してい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な問題を解決するものであり、半導体素子表面の垂直段
差を抑制し、良好な電気特性の半導体装置を得ることを
目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１によ
る半導体装置は、少なくとも表面上に第一の絶縁膜が積
層された状態の半導体基板、上記第一の絶縁膜上に形成
された第一の金属配線、上記第一の金属配線上に積層さ
れた上記第一の金属配線と同じ形状の第二の絶縁膜、上
記第二の絶縁膜及び上記第一の金属配線の側断面に付着
して形成された絶縁膜からなるサイドウォール、上記サ
イドウォール及び上記第二の絶縁膜、上記第一の絶縁膜
の表面上に形成された第二の金属配線を含み、上記サイ
ドウォールの断面形状は、上記第二の絶縁膜の上面近傍
において肩部を有し、上記第一の絶縁膜の表面近傍にお
いては緩やかな傾斜を持つようにするものである。

【００１１】また、この発明の請求項２による半導体装
置は、上記の請求項１による半導体装置の構成に加え、
さらにサイドウォールはシリコン酸化膜若しくはシリコ
ン窒化膜によって構成されるものである。

【００１２】さらに、この発明の請求項３による半導体
装置は、上記の請求項１による半導体装置の構成に加
え、さらに第二の金属配線上に積層された平坦化された
表面を有する層間絶縁膜、上記層間絶縁膜の表面から半
導体基板表面の不純物拡散領域に当接するように形成さ
れたコンタクト、上記層間絶縁膜の表面に、上記コンタ
クトに接するように配置形成された上層配線を形成する
ものである。

【００１３】また、この発明の請求項４による半導体装
置の製造方法は、少なくとも表面上に第一の絶縁膜が積
層された半導体基板の表面上に第一の金属配線となる第
一の導電膜と第二の絶縁膜となる絶縁膜を順次積層し、
上記第一の導電膜及び上記第二の絶縁膜となる絶縁膜に
対して選択的に異方性エッチングを行い上記第一の金属
配線及び上記第二の絶縁膜を得る第一の工程、上記第一
の絶縁膜、上記第一の金属配線の側断面、上記第二の絶
縁膜の表面にサイドウォールとなる絶縁膜を積層する第
二の工程、上記サイドウォールとなる絶縁膜に対して加
工を行い、その断面形状が、上記第二の絶縁膜の上面近
傍において肩部を有し、上記第一の絶縁膜の表面近傍に
おいては緩やかな傾斜を持つ上記サイドウォールを得る
第三の工程、上記サイドウォール及び上記第二の絶縁
膜、上記第一の絶縁膜の表面上に第二の金属配線となる
第二の導電膜を積層し、上記第二の導電膜に対して選択
的に異方性エッチングを行い上記第二の金属配線を得る
第四の工程を含むものである。

【００１４】さらに、この発明の請求項５による半導体
装置の製造方法は、上記の請求項４による半導体装置の
製造方法の第二の工程において、サイドウォールとなる
絶縁膜がシリコン酸化膜から構成されている場合、Ｃ₄
Ｆ₈ガスを用いたＥＣＲ−ＲＩＥにより１０ｍＴｏｒｒ
以下の低圧の条件下で処理を行い、上記サイドウォール
を得るものである。

【００１５】また、この発明の請求項６による半導体装
置の製造方法は、上記の請求項４による半導体装置の製
造方法の第二の工程において、サイドウォールとなる絶
縁膜がシリコン窒化膜から構成されている場合、ＣＨＦ
₃ガス、ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥにより、低イオンエネ
ルギーの条件下で処理を行い、上記サイドウォールを得
るものである。

【００１６】さらに、この発明の請求項７による半導体
装置の製造方法は、上記の請求項４による半導体装置の
製造方法の第一の工程において形成する第二の絶縁膜の
側断面は、半導体基板の表面に対して垂直に形成される
ものである。

【００１７】また、この発明の請求項８記載の半導体装
置の製造方法は、上記の請求項４による半導体装置の製
造方法に加え、第二の金属配線をパターニング後、表面
が平坦化された層間絶縁膜を積層する第五の工程、上記
層間絶縁膜の表面から半導体基板の表面に当接するコン
タクトを形成する第六の工程、上記層間絶縁膜上に、上
記コンタクトに接するように上層配線を配置形成する第
七の工程を含むものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明の実施の形態１について説明す
る。図１はこの発明の実施の形態１による半導体装置の
断面図を示すものであり、図１（ａ）は半導体基板１の
表面に例えば下層配線等の構成が含まれる領域であり、
半導体装置の構成要素である第一、第二の金属配線が密
集して配置される領域の断面図を示しており、図１
（ｂ）は半導体基板１の表面には何等かのパターンが形
成されておらず、その表面には絶縁物質が直接積層され
た領域であり、第一、第二の金属配線の配置が疎らであ
る領域の断面図を示すものである。

【００１９】図１（ａ）において、符号１は半導体基
板、２ａは半導体基板１上に形成された下層配線等の構
成を含む絶縁膜、３は絶縁膜２ａ上に形成された第一の
金属配線、４は第一の金属配線３の上層に、同じ形状に
形成された絶縁膜、５は絶縁膜４及び第一の金属配線３
の側断面に密着して形成された絶縁膜からなるサイドウ
ォール、６はサイドウォール５を形成後に、さらに被処
理基板（製造過程にある半導体装置を、以下被処理基板
と称する。）上にパターニングされた第二の金属配線、
７は被処理基板上に積層された層間絶縁膜を示してい
る。

【００２０】さらに８は半導体基板１の表面に形成され
た不純物領域、９は層間絶縁膜７の表面から半導体基板
１表面までの深さに形成されたコンタクトを示してお
り、このコンタクト９を介して不純物領域８と層間絶縁
膜７上に形成される上層配線１０とが電気的に接続され
るものである。また、図１（ｂ）において、付した符号
のうち、既に説明のために用いた符号と同一符号は同
一、若しくは相当部分を示すものであり、その他、２ｂ
は絶縁膜２ａと異なり、半導体基板１の表面上に下層配
線等の構成を含まない領域上に積層された絶縁膜を示し
ており、絶縁膜２ｂは、絶縁膜２ａよりも全体的に膜厚
が小さくなっている。

【００２１】また、この半導体装置の構造では、サイド
ウォール５の断面の表面形状が絶縁膜４の表面近傍では
肩部を有し、絶縁膜２ａ、２ｂの表面近傍では緩やかな
スロープを持っている。つまり、サイドウォール５と絶
縁膜２ａ、２ｂとの密着面が大きく、サイドウォール５
の下部においては、半導体基板１の表面近傍に近づくに
従って、サイドウォール５の表面と半導体基板１の表面
とが形成する角度が小さくなっており、第二の金属配線
６を形成する面の垂直段差が低減されているという特徴
がある。

【００２２】次に、図１に示すような半導体装置の製造
方法について説明する。まず、図２に示すように、図１
（ａ）に対応する半導体基板１の表面に下層配線等を形
成後、被処理基板の表面にシリコン酸化膜からなる絶縁
膜２ａ、２ｂを積層し、さらに第一の金属配線３となる
金属膜３ａを５００〜２０００Å程度の厚さに積層す
る。次に、この方面に絶縁膜４となるシリコン酸化膜４
ａを５００〜１５００Å程度の厚さに積層する。また、
金属膜３ａを構成する物質として、具体的にはPoly-S
i、WSi_x、TiSi_x、NiSi_xが挙げられる。

【００２３】その後、図３に示すように、シリコン酸化
膜４ａの表面にエッチングマスクとなるレジストパター
ン等を写真製版と現像の組み合わせ処理によって形成
し、シリコン酸化膜４ａ、金属膜３ａに対して順次異方
性エッチングを行い、絶縁膜２ａ、２ｂ上に、同様の形
状の第一の金属配線３と、絶縁膜４を得る。

【００２４】このとき形成される第一の金属配線３及び
絶縁膜４を含む領域Ａの拡大図を図３（ｃ）に示す。図
３（ｃ）に示すように、実際の絶縁膜４の断面構造は、
第一の金属配線３との接合面の端部近傍にテーパー角θ
（θ＝８０〜８８゜）を有しており、絶縁膜４の側断面
は、半導体基板１の表面に対して垂直には形成されてい
ない。

【００２５】次に、図４に示すように、被処理基板の表
面全面にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等に
よってサイドウォール５となるシリコン酸化膜５ａを３
００〜１５００Åの厚さとなるように積層する。

【００２６】その後、図５に示すように、被処理基板に
対してＣ₄Ｆ₈ガスを用いたＥＣＲ−ＲＩＥで、低圧（〜
１0mTorr）で異方性エッチングすることで、サイドウォ
ール５を得る。

【００２７】ここで、サイドウォール５を形成する領域
Ｂの拡大図を図５（ｃ）に示す。図５（ｃ）に示すよう
に、サイドウォール５の断面形状は肩部が落ち込み、傾
斜が緩やかな形状とすることができ、このときの肩部の
水平方向の膜厚ａは、積層したシリコン酸化膜５ａのデ
ポ膜厚に等しく３００〜１５００Å程度であり、絶縁膜
２ａ（若しくは２ｂ）と接する領域の水平方向の寸法ｂ
はシリコン酸化膜５ａのデポ膜厚の２倍に等しい１００
０〜３０００Å程度の大きさとなる。

【００２８】次に、図６に示すように、被処理基板の表
面全面に第二の金属配線６となる金属膜６ａを５００〜
２０００Å程度の厚さとなるように積層する。その後、
図７に示すように、金属膜６ａに対してパターニングを
行い、第二の金属配線６を得る。ここで、サイドウォー
ル５の表面形状が穏やかなスロープを持っていることか
ら、従来の技術に示した例とは異なり、被処理基板表面
の垂直段差が低減され、第二の金属配線６のパターニン
グ時に金属膜６ａのエッチング残りが付着形成されるこ
とがなく、良好なパターニングが可能となる。

【００２９】次に、図８に示すように、被処理基板表面
に層間絶縁膜７を積層し、さらにこの表面にコンタクト
ホールの形状に対応する開口部９ａを有するフォトレジ
スト膜８ａをパターニングする。その後、図９（図９
（ｂ））に示すように、層間絶縁膜７の表面から半導体
基板１の不純物領域が形成される領域の表面までの深さ
のコンタクトホール９ｂを形成し、半導体基板１の一部
を露出させる。その後、フォトレジスト膜８ａは除去す
る。

【００３０】次に、コンタクトホール９ｂ底部の半導体
基板１の表面に選択的に不純物を拡散させる等して不純
物領域８を形成後、コンタクトホール９ｂ内に導電物質
を埋設すると同時に層間絶縁膜７の表面にも導電物質を
積層してコンタクト９を得、このコンタクト９に接する
ように層間絶縁膜７の表面上の導電物質をパターニング
して上層配線１０を形成し、図１に示したような半導体
装置を得る。なお、不純物領域８は別のタイミングで形
成することが可能であり、またコンタクト９と上層配線
１０とを別の物質で成膜することも可能であることは言
うまでもない。

【００３１】以上示したように、シリコン酸化膜５ａの
パターニングにおいて、Ｃ₄Ｆ₈ガスを用いたＥＣＲ−Ｒ
ＩＥで、低圧（〜１0mTorr）でエッチングすることで、
図５（ｃ）に示すような形状のサイドウォール５とする
ことが可能であり、この上に第二の金属配線６となる金
属膜６ａを積層したとしても、パターンとして必要な部
分のみを残し、他を完全にエッチング除去することが可
能となる。ここでエッチング残りを形成しないために、
配線間ショート等の無い、良好な電気特性の半導体装置
を得ることが可能となる。

【００３２】さらに、この発明の実施の形態１によれ
ば、半導体装置の構成要素となりうる絶縁膜を厚く積層
することでその下層の垂直段差の低減を行っているもの
ではないため、製造工程の増大も伴うことがなく、より
良好な電気特性の半導体装置を得ることが可能になる
上、垂直方向の寸法を大きくすることもないという効果
がある。

【００３３】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２について説明する。既に説明した実施の形態１によ
る半導体装置では、サイドウォール５を構成する物質は
シリコン酸化膜５ａであったが、この発明の実施の形態
２による半導体装置では、このサイドウォール５をシリ
コン窒化膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）によって構成するという点に特
徴がある。

【００３４】この実施の形態２による半導体装置の断面
構造を図１０に示す。この実施の形態２の説明において
も、図面の（ａ）は半導体基板１の表面に下層配線等の
パターンを配置形成したため絶縁膜２ａが厚く形成され
た領域を示すものであり、一方（ｂ）は半導体基板１の
表面にパターンが形成されておらず、シリコン酸化膜等
を積層された状態であるために絶縁膜２ａよりも膜厚が
小さい絶縁膜２ｂが形成された領域を示しており、さら
に（ａ）の領域は配線が密に形成されている領域であ
る。

【００３５】その他、図面に付した符号で、既に説明の
ために用いた符号と同一符号は同一、若しくは相当部分
を示すものであり、その他符号１１はシリコン窒化膜に
よって形成され、その表面が緩やかな傾斜を持つサイド
ウォールを示している。

【００３６】この実施の形態２による半導体装置の製造
方法は、サイドウォール１１の形成工程が実施の形態１
において示した製造方法と異なっている。実施の形態１
で図３に示した工程において、絶縁膜４及び第一の金属
配線３を形成した後、図４においてサイドウォール５と
なるシリコン酸化膜５ａを積層しているが、この実施の
形態２においては、図１１に示すように、シリコン窒化
膜（Ｓｉ₃Ｎ₄）１１ａによって構成する。

【００３７】次に、図１２に示すようにシリコン窒化膜
１１ａに対して、ＣＨＦ₃、ＣＦ₄等のガスを用いてＲＩ
Ｅを行い、低イオンエネルギーの条件下において異方性
エッチングを行うと、実施の形態１と同様の形状のサイ
ドウォール１１を形成できる。サイドウォール１１の拡
大図Ｃを図１２（ｃ）に示す。サイドウォール１１の肩
部の水平方向の膜厚ａ、絶縁膜２ａ（若しくは２ｂ）と
接する領域の水平方向の寸法ｂは実施の形態１の寸法と
同様であり、ａはシリコン窒化膜１１ａのデポ膜厚に等
しく、ｂはデポ膜厚の２倍の膜厚に等しい大きさとな
る。

【００３８】その後、実施の形態１の図６〜図９の製造
過程に従って同様に処理を行うことで図１０に示す構造
の半導体装置を得ることが可能となる。このように、サ
イドウォール１１をシリコン窒化膜によって構成し、そ
の加工（異方性エッチング）をＣＨＦ₃、ＣＦ₄等のガス
を用いたＲＩＥ処理を低イオンエネルギーの条件下にお
いて行うことで、表面の垂直段差の影響を抑制できる形
状のサイドウォールとすることが可能であり、最終的に
は配線ショートの無い、良好な電気特性の半導体装置を
得ることができる。

【００３９】また、この実施の形態２の半導体装置も実
施の形態１の半導体装置と同様に、半導体装置の構成要
素となりうる絶縁膜を厚く積層することでその下層の垂
直段差の低減を行っているものではないため、製造工程
の増大も伴うことがなく、より良好な電気特性の半導体
装置を得ることが可能になる上、垂直方向の寸法を大き
くすることもないという効果がある。

【００４０】実施の形態３．次に、この発明の実施の形
態３について説明する。この実施の形態３の半導体装置
の構造は図１に示す半導体装置の構造と類似しており、
特にその製造方法に大きな違いがある。

【００４１】実施の形態１では、絶縁膜４の形状が、図
３（ｃ）のように、テーパー角θを持つものであった
が、この実施の形態３による半導体装置は、絶縁膜４の
側断面が半導体基板１の表面に対して垂直となるように
形成されているという点に相違がある。

【００４２】この実施の形態３の半導体装置の製造過程
においては、図１３に示すように、第一の金属配線３の
上に形成する絶縁膜４ｂの側断面が半導体基板１の表面
に対して垂直となるように形成することで、次工程にお
いてサイドウォール５となるシリコン酸化膜５ｂをＣＶ
Ｄ法によって積層した際に、シリコン酸化膜５ｂの断面
形状は、サイドウォールを形成する部分（第一の金属配
線３の側断面と半導体基板１の接点近傍）において逆テ
ーパー状となり、また、図１３（ａ）中の領域Ｄの拡大
図である図１３（ｃ）に示すように、絶縁膜４ｂ及び第
一の金属配線３の側断面に付着したシリコン酸化膜５ｂ
はその表面が半導体基板１の表面に対して垂直な状態と
なる。

【００４３】このシリコン酸化膜５ｂに対して異方性エ
ッチングを行うと図５に示したものと同様の形状のサイ
ドウォール５を形成することが可能である。実施の形態
１においては特徴的な条件で異方性エッチングを行って
いたが、シリコン酸化膜５ｂが垂直な面を有しているた
め、通常の異方性エッチングで緩やかなスロープを持つ
サイドウォール５を得ることができ、その後、実施の形
態１の製造方法にならって製造処理を進めることで図１
に示す半導体装置と類似の半導体装置を得られる。

【００４４】また、図１３（ｂ）にも示すように、絶縁
膜２ｂの厚さが絶縁膜２ａよりも小さい領域、若しくは
比較的配線の数が少ない領域においても、図１３（ａ）
の領域と同様の形状の第二の金属配線３を得ることが可
能である。なお、実施の形態１の半導体装置と同様の効
果が得られることは言うまでもない。

【００４５】

【発明の効果】以下に、この発明の各請求項の効果につ
いて記載する。この発明の請求項１の半導体装置によれ
ば、第一の金属配線とその上に積層された第二の絶縁膜
の側断面に形成されたサイドウォールの断面形状が、第
二の絶縁膜の上面近傍で肩部を有し、第一の金属配線の
下層の第一の絶縁膜の表面近傍では緩やかな傾斜を持っ
ている。このため、さらに上層に第二の金属配線を形成
する際、エッチング残りを形成することなく、良好な電
気特性の半導体装置を得ることが可能となる。

【００４６】さらに、この発明の請求項２の半導体装置
によれば、第一の金属配線の側断面に付着して形成する
サイドウォールはシリコン酸化膜若しくはシリコン窒化
膜によって構成することが可能であり、いずれの場合も
サイドウォールの断面形状が、第二の絶縁膜の上面近傍
で肩部を有し、第一の金属配線の下層の第一の絶縁膜の
表面近傍では緩やかな傾斜を持つように加工を行うこと
ができる。従って、さらに上層に第二の金属配線を形成
する際、エッチング残りを形成することなく、良好な電
気特性の半導体装置を得ることが可能となる。

【００４７】また、この発明の請求項３記載の半導体装
置によれば、第一の金属配線の側断面にサイドウォール
を形成することで絶縁を行っているため、例えばサイド
ウォールを形成せず、第一の金属配線の形成後、膜厚の
大きな絶縁膜を積層する場合と比較して、後に形成する
コンタクトの深さが小さくなり、垂直方向の寸法を大き
くすることなく良好な電気特性の半導体装置の形成が可
能となる上、加工を容易化することができる。

【００４８】さらに、この発明の請求項４の半導体装置
の製造方法によれば、第一の金属配線とその上に積層さ
れた第二の絶縁膜の側断面に、その断面形状が第二の絶
縁膜の上面近傍で肩部を有し、第一の金属配線の下層の
第一の絶縁膜の表面近傍では緩やかな傾斜を持つサイド
ウォールを付着形成する。従って、さらに上層に第二の
金属配線を形成する際、エッチング残りを形成すること
なく、良好な電気特性の半導体装置を得ることが可能と
なる。

【００４９】また、この発明の請求項５の半導体装置の
製造方法によれば、サイドウォールを構成する物質がシ
リコン酸化膜である場合に、Ｃ₄Ｆ₈ガスを用いたＥＣＲ
−ＲＩＥにより１０ｍＴｏｒｒ以下の低圧の条件下で処
理することで、その断面形状が第二の絶縁膜の上面近傍
で肩部を有し、第一の金属配線の下層の第一の絶縁膜の
表面近傍では緩やかな傾斜を持つものとすることができ
る。これによって、さらに上層に第二の金属配線を形成
する際、エッチング残りを形成することなく、良好な電
気特性の半導体装置を得ることが可能となる。

【００５０】さらに、この発明の請求項６の半導体装置
の製造方法によれば、サイドウォールを構成する物質が
シリコン窒化膜である場合に、ＣＨＦ₃ガス、ＣＦ₄ガス
を用いたＲＩＥにより、低イオンエネルギーの条件下で
処理することで、その断面形状が第二の絶縁膜の上面近
傍で肩部を有し、第一の金属配線の下層の第一の絶縁膜
の表面近傍では緩やかな傾斜を持つものとすることがで
きる。これによって、さらに上層に第二の金属配線を形
成する際、エッチング残りを形成することなく、良好な
電気特性の半導体装置を得ることが可能となる。

【００５１】また、この発明の請求項７の半導体装置の
製造方法によれば、第一の金属配線上に形成される第二
の絶縁膜の側断面を、第一の絶縁膜の表面に対して垂直
となるように形成することで、その後の処理工程におい
て形成するサイドウォールの断面形状を第二の絶縁膜の
上面近傍で肩部を有し、第一の金属配線の下層の第一の
絶縁膜の表面近傍では緩やかな傾斜を持つものとして形
成することができ、従って、さらに上層に第二の金属配
線を形成する際、エッチング残りを形成することなく、
良好な電気特性の半導体装置を得ることが可能となる。

【００５２】また、この発明の請求項８記載の半導体装
置の製造方法によれば、第一の金属配線の側断面にサイ
ドウォールを形成することで絶縁を行っているため、例
えばサイドウォールを形成せず、第一の金属配線の形成
後、膜厚の大きな絶縁膜を積層する場合と比較して、後
に形成するコンタクトの深さが小さくなり、垂直方向の
寸法を大きくすることなく良好な電気特性の半導体装置
の形成が可能となる上、加工を容易化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の半導体装置を示す
ものである。

【図２】この発明の実施の形態１の製造フローを示す
ものである。

【図３】この発明の実施の形態１の製造フローを示す
ものである。

【図４】この発明の実施の形態１の製造フローを示す
ものである。

【図５】この発明の実施の形態１の製造フローを示す
ものである。

【図６】この発明の実施の形態１の製造フローを示す
ものである。

【図７】この発明の実施の形態１の製造フローを示す
ものである。

【図８】この発明の実施の形態１の製造フローを示す
ものである。

【図９】この発明の実施の形態１の製造フローを示す
ものである。

【図１０】この発明の実施の形態２の半導体装置を示
すものである。

【図１１】この発明の実施の形態２の製造フローを示
すものである。

【図１２】この発明の実施の形態２の製造フローを示
すものである。

【図１３】この発明の実施の形態３の製造フローを示
すものである。

【図１４】従来の技術を示す図である。

【符号の説明】

１．半導体基板２ａ、２ｂ．絶縁膜３．第一の金属配線３ａ、６ａ．金属膜４、４ｂ．絶縁膜４ａ、５ａ、５ｂ．シリコン酸化膜５．サイドウォール６．第二の金属配線７．層間絶縁膜８．不純物領域８ａ．フォトレジスト膜９．コンタクト９ａ．開口部９ｂ．コンタクトホール１０．上層配線１１．サイドウォール１１ａ．シリコン窒化膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも表面上に第一の絶縁膜が積層
された状態の半導体基板、上記第一の絶縁膜上に形成さ
れた第一の金属配線、上記第一の金属配線上に積層され
た上記第一の金属配線と同じ形状の第二の絶縁膜、上記
第二の絶縁膜及び上記第一の金属配線の側断面に付着し
て形成された絶縁膜からなるサイドウォール、上記サイ
ドウォール及び上記第二の絶縁膜、上記第一の絶縁膜の
表面上に形成された第二の金属配線を含み、上記サイド
ウォールの断面形状は、上記第二の絶縁膜の上面近傍に
おいて肩部を有し、上記第一の絶縁膜の表面近傍におい
ては緩やかな傾斜を持つことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】サイドウォールはシリコン酸化膜若しく
はシリコン窒化膜によって構成されることを特徴とする
請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】第二の金属配線上に積層された平坦化さ
れた表面を有する層間絶縁膜、上記層間絶縁膜の表面か
ら半導体基板表面の不純物拡散領域に当接するように形
成されたコンタクト、上記層間絶縁膜の表面に、上記コ
ンタクトに接するように配置形成された上層配線を含む
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】少なくとも表面上に第一の絶縁膜が積層
された半導体基板の表面上に第一の金属配線となる第一
の導電膜と第二の絶縁膜となる絶縁膜を順次積層し、上
記第一の導電膜及び上記第二の絶縁膜となる絶縁膜に対
して選択的に異方性エッチングを行い上記第一の金属配
線及び上記第二の絶縁膜を得る第一の工程、上記第一の
絶縁膜、上記第一の金属配線の側断面、上記第二の絶縁
膜の表面にサイドウォールとなる絶縁膜を積層する第二
の工程、上記サイドウォールとなる絶縁膜に対して加工
を行い、その断面形状が、上記第二の絶縁膜の上面近傍
において肩部を有し、上記第一の絶縁膜の表面近傍にお
いては緩やかな傾斜を持つ上記サイドウォールを得る第
三の工程、上記サイドウォール及び上記第二の絶縁膜、
上記第一の絶縁膜の表面上に第二の金属配線となる第二
の導電膜を積層し、上記第二の導電膜に対して選択的に
異方性エッチングを行い上記第二の金属配線を得る第四
の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５】第二の工程において、サイドウォールと
なる絶縁膜がシリコン酸化膜から構成されている場合、
Ｃ₄Ｆ₈ガスを用いたＥＣＲ−ＲＩＥ（Electron Cyclotr
on Resonance-Reactive Ion Etching）により１０ｍＴ
ｏｒｒ以下の低圧の条件下で処理を行い、上記サイドウ
ォールを得ることを特徴とする請求項４記載の半導体装
置の製造方法。
【請求項６】第二の工程において、サイドウォールと
なる絶縁膜がシリコン窒化膜から構成されている場合、
ＣＨＦ₃ガス、ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥ（Reactive Ion
Etching）により、低イオンエネルギーな条件下で処理
を行い、上記サイドウォールを得ることを特徴とする請
求項４記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】第一の工程において形成する第二の絶縁
膜の側断面は、半導体基板の表面に対して垂直に形成さ
れたことを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造
方法。
【請求項８】第二の金属配線をパターニング後、表面
が平坦化された層間絶縁膜を積層する第五の工程、上記
層間絶縁膜の表面から半導体基板の表面に当接するコン
タクトを形成する第六の工程、上記層間絶縁膜上に、上
記コンタクトに接するように上層配線を配置形成する第
七の工程を含むことを特徴とする請求項４記載の半導体
装置の製造方法。