JPH11274297A - 多層配線層の形成方法及び多層配線層 - Google Patents

多層配線層の形成方法及び多層配線層

Info

Publication number
JPH11274297A
JPH11274297A JP7556998A JP7556998A JPH11274297A JP H11274297 A JPH11274297 A JP H11274297A JP 7556998 A JP7556998 A JP 7556998A JP 7556998 A JP7556998 A JP 7556998A JP H11274297 A JPH11274297 A JP H11274297A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring layer
forming
insulating film
layer
interlayer insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7556998A
Other languages
English (en)
Inventor
Oscar Adam Alberto
オスカル アダン アルベルト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP7556998A priority Critical patent/JPH11274297A/ja
Publication of JPH11274297A publication Critical patent/JPH11274297A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ビアホール形成時にアライメントずれが生じ
ても、下層配線層の周辺部に存在する絶縁膜や基板等を
オーバーエッチングせず、溝を発生させない多層配線層
の形成方法を提供する。 【解決手段】 (i) 基板1上に形成された下層配線層2
に、後工程におけるビアホール形成時に層間絶縁膜4に
対するエッチングストッパーとなるサイドウォールスペ
ーサ3を形成し、(ii)前記下層配線層及びサイドウォー
ルスペーサを含む基板上に層間絶縁膜を形成し、(iii)
前記下層配線層上の層間絶縁膜にビアホール5を形成
し、(iv)該ビアホール上に上層配線層7を形成すること
からなる多層配線層の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線層の形成
方法及び多層配線層に関し、ことに半導体集積回路に使
用され、下層配線層と上部配線層とがビアホールを介し
て接続されてなる多層配線層の形成方法及び多層配線層
に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
から、集積回路の分野において、層間絶縁膜の上下に存
在する上層配線層と下層配線層とをコンタクトホールを
介して電気的に接続する多層配線層が用いられている。
近年の集積回路のさらなる高集積化は、このような多層
配線層を密集させ、上下各配線層の線幅を細くしてい
る。配線層の細線化は、下層配線層上にコンタクトホー
ルを形成して上層配線層と接続する際のアライメントマ
ージンを減少させるため、アライメントずれの発生をも
たらす。
【0003】例えば、層間絶縁膜14にコンタクトホー
ル10を形成する際にアライメントずれが発生した場合
には、図2に示したように、下層配線層11の周辺、つ
まり半導体基板12表面にトレンチ13を生じさせると
いう問題がある。また、図3に示したように、その後層
間絶縁膜24上に上部配線層25を形成する際に、上層
配線層25の部分的な細線化や断線を生じさせることと
なる。
【0004】これに対して、下層配線層上にバリア層を
形成することにより、エッチングにおける選択比を利用
して、アライメントずれが生じた場合でも、下層配線層
の周辺部分のオーバーエッチングによる溝の発生を防止
する方法が提案されている(特開平8−148499号
公報)。この方法を、図4(a)〜(h)に示す。
【0005】まず、シリコン基板31上に下層配線層3
2を形成した後、基板31上全面にSiO2 膜による下
地絶縁膜33を形成し、この下地絶縁膜33をCMP法
により平坦化し、さらにSiN膜により中間絶縁膜3
4、SiO2 膜による層間絶縁膜35を形成する(図4
(a))。さらに、層間絶縁膜35上に所望のパターン
を有するレジスト膜36を形成し(図4(b))、この
レジスト膜36をマスクと、中間絶縁膜34に対して層
間絶縁膜35がエッチングされやすい条件で層間絶縁膜
35をエッチングし(図4(c))、続いて下地絶縁膜
33に対して中間絶縁膜34がエッチングされやすい条
件で中間絶縁膜34ををエッチングする(図4
(d))。
【0006】このようなエッチング方法により、下層配
線層32の端部周辺の下地絶縁膜33のオーバーエッチ
ングが防止される。しかし、この方法では、バリア層と
なる中間絶縁膜35の積層工程等の工程が増加し、ひい
ては製造コストの増加をもたらすという問題がある。ま
た、上記方法は、中間絶縁膜35のエッチングレートの
差を利用するものであるが、やはり下層配線層周辺の下
地絶縁膜33の溝の発生を完全に防止することができな
いという課題が残る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、(i) 基
板上に形成された下層配線層に、後工程におけるビアホ
ール形成時に層間絶縁膜に対するエッチングストッパー
となるサイドウォールスペーサを形成し、(ii)前記下層
配線層及びサイドウォールスペーサを含む基板上に層間
絶縁膜を形成し、(iii) 前記下層配線層上の層間絶縁膜
にビアホールを形成し、(iv)該ビアホール上に上層配線
層を形成することからなる多層配線層の形成方法が提供
される。
【0008】また、本発明によれば、下層配線層と上層
配線層とがビアホールを介して接続されてなり、少なく
とも前記下層配線層の側壁にSiN又はAl2 3 から
なるサイドウォールスペーサを有してなる多層配線層が
提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の多層配線層の形成方法に
おいて、工程(i) で使用される基板は、通常基板として
使用されるものであれば特に限定されず、シリコン、ゲ
ルマニウム等の半導体基板、GaAs、InGaAs等
の化合物半導体基板、樹脂やガラス等の絶縁性基板のい
ずれでもよい。また、この基板の上には、トランジスタ
やキャパシタ等の所望の素子又は回路や、絶縁膜、配線
層、層間絶縁膜又はそれらが組み合わせられて形成され
ていてもよい。
【0010】下層配線層は、配線層として機能する層で
あれば特に限定されるものではなく、例えば、トランジ
スタやキャパシタの電極、これらの接続のために形成さ
れた導電層等が挙げられる。下層配線層の材料、膜厚、
線幅等は特に限定されず、通常使用される範囲のものが
挙げられる。例えば、ポリシリコン、シリサイド、ポリ
サイド、W、Ta、Ti等の高融点金属、Al、Cu、
Ag、Pt、Au等、膜厚100〜5000μm程度、
線幅0.1〜5μm程度が挙げられる。
【0011】下層配線層に形成されるサイドウォールス
ペーサは、後工程におけるビアホール形成時に、後述す
る層間絶縁膜に対するエッチングストッパーとなり得る
ものである。ここで、エッチングストッパーとは、層間
絶縁膜のエッチングの完了の検知を容易にすることによ
り、エッチング工程を終了させることができる機能を意
味する。具体的には、サイドウォールスペーサは、層間
絶縁膜のエッチング条件でエッチングをし続けた場合
に、エッチング速度を層間絶縁膜のエッチング速度に対
して遅くする材料で形成することが挙げられる。つま
り、同じエッチング条件でエッチングした場合の層間絶
縁膜に対するサイドウォールスペーサのエッチング比が
〜1:10程度となる材料が挙げられる。具体的には、
サイドウォールスペーサの材料は、SiN、Al2 3
等の絶縁膜が挙げられる。
【0012】また、サイドウォールスペーサの幅は、後
述するビアホール形成時のアライメントマージンを確保
することができる幅であることが好ましい。例えば、
0.25μmのデザインルールによる製造技術では、ア
ライメントマージンが0.1μm程度以上が好ましいた
め、この程度以上の幅であることが好ましい。工程(ii)
において形成される層間絶縁膜は、絶縁性を確保できる
材料で形成されるのであれば特に限定されるものではな
く、例えば、SiO2 、Al2 3 等が挙げられる。こ
の際の膜厚は、例えば、500nm〜1μm程度が挙げ
られる。
【0013】工程(iii) において下層配線層上の層間絶
縁膜にビアホールを形成する。この際のビアホールは、
コンタクトホールといわれるものも含まれる。ビアホー
ルの大きさ、深さ等は特に限定されるものではない。ビ
アホールを形成する方法としては、公知の方法、例えば
フォトリソグラフィ及びエッチング工程が挙げられる。
ここでのエッチングは、層間絶縁膜及びサイドウォール
スペーサの材料によっても異なるが、例えば、ウェット
エッチ法、ガスエッチ法、反応性エッチ法等種々の方法
が挙げられる。なかでも、選択比の観点から反応性エッ
チングが好ましい。
【0014】このようなビアホールの形成により、ビア
ホールが下層配線層上においてアライメントずれが生じ
て一部がサイドウォールスペーサ上にオーバーラップし
た場合でも、サイドウォールスペーサがビアホールのさ
らなる掘れを抑制し、下層配線層の周辺部の絶縁膜や基
板表面等をオーバーエッチして溝を形成することが防止
できる。
【0015】工程(iv)において、ビアホール上に上層配
線層を形成する。ここでの上層配線層は、公知の材料に
より、公知の方法で形成することができる。なお、ビア
ホールには導電層からなる単一又は複数種のプラグ材料
が埋設されてもよいし、さらにバリアメタル等が形成さ
れていてもよい。以下、本発明の多層配線層の形成方法
の実施例を図面に基づいて説明する。
【0016】まず、図1(a)に示したように、シリコ
ン基板1上に膜厚1μm程度のAl−Cu膜を、スパッ
タ法により形成する。このAl−Cu膜をフォトリソグ
ラフィ及びエッチング工程を用いて所望の形状にパター
ニングし、下層配線層2を形成する。続いて、これら下
層配線層2を含む基板1上に、スパッタリング法により
Al 2 3 層3aを積層する。この際のAl2 3 層3
aの膜厚は、後工程で形成されるサイドウォールスペー
サの幅に基づいて決定する。ここでは、例えば、100
nm程度の膜厚で形成する。
【0017】次いで、図1(b)に示したように、BC
3 ガスを用いたエッチング法により、Al2 3 層3
aをエッチバックして下層配線層2の側壁にAl2 3
からなるサイドウォールスペーサ3を形成する。ここで
形成されるサイドウォールスペーサ3の幅は0.1μm
程度で形成することができる。つまり、このサイドウォ
ールスペーサの幅は、ミスアライメントの許容範囲、つ
まりアライメントマージンに対応するものであり、例え
ば、0.25μmのデザインルールによる製造技術で
は、アライメントマージンが0.1μm程度必要である
ため、その値に対応するものである。
【0018】その後、これら下層配線層2及びサイドウ
ォールスペーサ3上に、シランガス及び酸素ガスを使用
したCVD法により、SiO2 からなる層間絶縁膜4を
膜厚2μm程度で積層し、CMP法によりその表面を平
坦化する。続いて、図1(c)に示したように、フォト
リソグラフィ及びCHF3 ガスを使用し、RFパワーを
100Wとした反応性エッチング法により、下層配線層
2上の層間絶縁膜にコンタクトホール5を形成する。こ
の際、SiO2 :Al2 3 の選択比は約1:7〜10
であるため、コンタクトホール5のアライメントがずれ
て、その一部がサイドウォールスペーサ3上にオーバー
ラップした場合でも、サイドウォールスペーサ3をほと
んどエッチングすることなく、下層配線層2上面の位置
でコンタクトホールの形成を止めることができる。
【0019】次に、コンタクトホール5にコンタクトプ
ラグ6を埋設し、その後、層間絶縁膜4上に上層配線層
7を形成する。
【0020】
【発明の効果】本発明の方法によれば、下層配線層に、
ビアホール形成時に層間絶縁膜に対するエッチングスト
ッパーとなるサイドウォールスペーサを形成するため、
ビアホール形成時にアライメントずれが生じても、下層
配線層の周辺部に存在する絶縁膜や基板等をオーバーエ
ッチングすることなく、溝の発生を防止することがで
き、接続について高い信頼性を有する多層配線層を形成
することが可能となる。
【0021】また、サイドウォールスペーサにより、コ
ンタクトホール形成時のアライメントマージンを確保す
ることができるとともに、ビアホール形成時のエッチン
グの制御を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多層配線層の形成方法を説明するため
の要部の概略製造工程図である。
【図2】従来の多層配線層の形成方法における問題点を
説明するための多層配線層の概略断面図である。
【図3】従来の他の多層配線層の形成方法における問題
点を説明するための多層配線層の概略断面図である。
【図4】従来のさらに他の多層配線層の形成方法を説明
するための要部の概略製造工程図である。
【符号の説明】
1 基板 2 下層配線層 3a Al2 3 膜 3 サイドウォールスペーサ 4 層間絶縁膜 5 ビアホール 6 コンタクトプラグ 7 上層配線層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i) 基板上に形成された下層配線層に、
    後工程におけるビアホール形成時に層間絶縁膜に対する
    エッチングストッパーとなるサイドウォールスペーサを
    形成し、 (ii)前記下層配線層及びサイドウォールスペーサを含む
    基板上に層間絶縁膜を形成し、 (iii) 前記下層配線層上の層間絶縁膜にビアホールを形
    成し、 (iv)該ビアホール上に上層配線層を形成することからな
    る多層配線層の形成方法。
  2. 【請求項2】 サイドウォールスペーサが、層間絶縁膜
    材料よりもエッチング速度が遅い材料で形成されてなる
    請求項1記載の多層配線層の形成方法。
  3. 【請求項3】 サイドウォールスペーサが、SiN又は
    Al2 3 、層間絶縁膜がSiO2 で形成されてなる請
    求項2記載の多層配線層の形成方法。
  4. 【請求項4】 下層配線層と上層配線層とがビアホール
    を介して接続されてなり、少なくとも前記下層配線層の
    側壁にSiN又はAl2 3 からなるサイドウォールス
    ペーサを有する多層配線層。
JP7556998A 1998-03-24 1998-03-24 多層配線層の形成方法及び多層配線層 Pending JPH11274297A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7556998A JPH11274297A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 多層配線層の形成方法及び多層配線層

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7556998A JPH11274297A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 多層配線層の形成方法及び多層配線層

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11274297A true JPH11274297A (ja) 1999-10-08

Family

ID=13579954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7556998A Pending JPH11274297A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 多層配線層の形成方法及び多層配線層

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11274297A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002041381A1 (fr) * 2000-11-17 2002-05-23 Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. Procede d'elaboration d'un dispositif semi-conducteur
US8343830B2 (en) 2005-09-30 2013-01-01 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2014140081A (ja) * 1999-10-13 2014-07-31 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014140081A (ja) * 1999-10-13 2014-07-31 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
WO2002041381A1 (fr) * 2000-11-17 2002-05-23 Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. Procede d'elaboration d'un dispositif semi-conducteur
JP2002158221A (ja) * 2000-11-17 2002-05-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
US7273820B2 (en) 2000-11-17 2007-09-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor device
US8343830B2 (en) 2005-09-30 2013-01-01 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method for manufacturing the same
US8680596B2 (en) 2005-09-30 2014-03-25 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4790948B2 (ja) 局部エッチング阻止物質層を有するビットラインスタッド上のビットラインランディングパッドと非境界コンタクトとを有する半導体素子及びその製造方法
KR20030048869A (ko) 반도체 장치 및 그 형성방법
US20030013316A1 (en) Method of forming wiring using a dual damascene process
KR100450686B1 (ko) 자기정렬 콘택플러그를 구비한 반도체 소자 및 그 제조방법
JPH11186391A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR19990062473A (ko) 반도체장치 및 그 제조방법
JP3525788B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US5869393A (en) Method for fabricating multi-level interconnection
JPH11274297A (ja) 多層配線層の形成方法及び多層配線層
KR100295054B1 (ko) 다층금속배선을갖는반도체소자및그제조방법
KR100590205B1 (ko) 반도체 장치의 배선 구조체 및 그 형성 방법
JP2948588B1 (ja) 多層配線を有する半導体装置の製造方法
JP3534589B2 (ja) 多層配線装置及びその製造方法
JPH0837181A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US6245667B1 (en) Method of forming via
KR100278274B1 (ko) 반도체장치의스택콘택형성방법
KR20020086100A (ko) 다층 배선의 콘택 형성 방법
JP2000208620A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0997902A (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法
KR100441252B1 (ko) 반도체 배선 구조 및 그 형성 방법
JPH08306779A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100373706B1 (ko) 반도체 소자의 배선 형성 방법
KR100395907B1 (ko) 반도체소자의 배선 형성방법
KR101035598B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
JP2002176098A (ja) 多層配線構造を有する半導体装置の製造方法