JPH1197536A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH1197536A
JPH1197536A JP27343097A JP27343097A JPH1197536A JP H1197536 A JPH1197536 A JP H1197536A JP 27343097 A JP27343097 A JP 27343097A JP 27343097 A JP27343097 A JP 27343097A JP H1197536 A JPH1197536 A JP H1197536A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
insulating film
tungsten
contact hole
diffusion layer
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Withdrawn
Application number
JP27343097A
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English (en)
Inventor
Taro Muraki
太郎 村木
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクト孔における配線層の安定かつ良好
なステップカバレッジを確保するとともに、配線層から
のSi析出も同時に防止できるようにする。 【解決手段】 半導体基板11と、拡散層14と、絶縁
膜12とを備える半導体装置の製造方法において、前記
絶縁膜12に、拡散層14が露出するようコンタクト孔
CTを形成する工程と、前記半導体基板11全面にタン
グステン15を形成する第二の工程と、前記コンタクト
孔CT外のタングステン15をエッチバックにより除去
する第三の工程と、前記コンタクト孔CTの開口近傍の
絶縁膜12を等方性エッチングによりテーパ形状に加工
する第四の工程と、前記半導体基板11上にアルミニウ
ム配線層16を形成する第五の工程とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関するものであり、さらに詳細に言えば、半導体集
積回路のコンタクト構造の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体基板上に形成された絶縁
膜にコンタクト孔を形成する場合、後工程において前記
コンタクト孔に被着される金属配線の断線を防止するこ
とが重要である。
【0003】この点に関して、例えば特開昭58−64
033号公報に、前記コンタクト孔の形状をテーパ状に
形成することによってステップカバレッジを向上させ、
金属配線の断線を防止する技術が開示されている。
【0004】図3(a)〜図3(e)は、従来の半導体
装置の製造方法の一例を示す断面図である。まず、図3
(a)に示すように、半導体基板1上に形成された絶縁
膜2上にフォトレジスト3を被着し、フォトリソグラフ
ィーによって前記フォトレジスト3に開口部Hを形成す
る。
【0005】ここで、半導体基板1の表面には、拡散層
4が前工程において事前に形成されている。次に、図3
(b)に示すように、フォトレジスト3を保護膜として
絶縁膜2に異方性のエッチング処理を行い、絶縁膜2を
完全に除去する。
【0006】次に、図3(c)に示すように、気相成長
法によりタングステン5を成長させてコンタクト孔内を
埋め込む。
【0007】続いて、図3(d)に示すように、開口部
Hをフォトレジスト(不図示)をマスクとして等方性の
エッチング処理を行うと、エッチングの進み方がフォト
レジスト3の開口部Hの側面方向にも進み、結果的には
絶縁膜2に開口されたコンタクト孔の形状にテーパが形
成できる。
【0008】最後に、図3(e)に示すように、フォト
レジスト3を除去した後に、拡散層4とアルミニウム配
線6とを接続する。
【0009】このように、コンタクト孔がテーパ状に形
成されているためにステップカバレッジが向上し、アル
ミニウム配線の断線を防止することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3
(c)で見られるように、タングステン5を気相成長さ
せると非常に制御がしにくく、凸状に成膜される。その
ため、図3(d)のように、開口部Hをフォトレジスト
3を保護膜として等方性のエッチング処理を行うと、さ
らにタングステン5の凸部が激しくなるため、この部分
においてアルミニウム配線6のステップカバレッジの向
上には限界があった。
【0011】また、タングステン5を気相成長させると
安定して一定の膜厚および一定の形状が得難い問題があ
った。その結果、この部分においてアルミニウム配線6
のステップカバレッジが悪く、断線の主原因となり、歩
留が低下する問題があった。
【0012】本発明は以上の問題点を念頭に創作された
ものであり、金属配線断線の発生の恐れがなく、かつコ
ンタクト抵抗を安定に低減した微細コンタクトの構造の
製造方法を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板と、前記半導体基板に形成された
拡散層と、前記半導体基板上に形成された絶縁膜とを備
える半導体装置の製造方法において、前記半導体基板に
形成された前記拡散層が露出するよう前記絶縁膜にコン
タクト孔を形成する第一の工程と、前記第一の工程後、
前記半導体基板上に金属膜を形成する第二の工程と、前
記コンタクト孔外の前記金属膜をエッチバックにより除
去する第三の工程と、前記第三の工程後、前記コンタク
ト孔の開口近傍の前記絶縁膜を等方性エッチングにより
テーパ形状に加工する第四の工程と、前記第四の工程
後、前記半導体基板上に配線層を形成する第五の工程と
を備えることを特徴としている。
【0014】また、本発明の他の特徴とするところは、
半導体基板と、前記半導体基板に形成された拡散層と、
前記半導体基板上に形成された絶縁膜とを備える半導体
装置の製造方法において、前記拡散層上方の前記絶縁膜
に、等方性エッチングによりテーパ状の凹みを形成する
第一の工程と、前記凹みから前記半導体基板に向かって
続くように、前記拡散層が露出するよう前記絶縁膜にコ
ンタクト孔を形成する第二の工程と、前記第二の工程
後、前記半導体基板上に金属膜を形成する第三の工程
と、前記コンタクト孔外の前記金属膜をエッチバックに
より除去する第四の工程と、前記第四の工程後、前記半
導体基板上に配線層を形成する第五の工程とを備えるこ
とを特徴としている。
【0015】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記金属膜はタングステン膜を含み、前記配線層は
アルミニウム合金であることを特徴としている。
【0016】
【作用】本発明によれば、コンタクト孔の内部以外のタ
ングステンをエッチバックするため、コンタクト孔内の
タングステン膜厚の制御が容易になり、またタングステ
ン形状も平坦化されるため、良好なアルミニウム配線の
ステップカバレッジが安定的に得られる。また、コンタ
クト孔内に部分的にタングステンが埋め込まれているの
で、コンタクト孔が実質的に浅くなる。また、コンタク
ト孔はテーパ状の内壁を有するのでタングステン上に形
成された配線層は十分良好なステップカバレッジが確保
される。また、タングステンが埋め込まれていることに
より、配線層からのSiの析出を防止し、コンタクト抵
抗を低減することもできる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。まず、第1の実施の形態について図1を
参照しながら説明する。図1(a)に示すように、半導
体基板11上に形成された絶縁膜12上にフォトレジス
ト13を被着し、フォトリソグラフィーによって前記フ
ォトレジスト13に開口部Hを拡散層14上方に形成す
る。
【0018】ここで、絶縁膜12は1700nmの膜厚
に形成されており、その膜種はSiO2 、PSG、BP
SGのうちいずれを用いても良い。また、半導体基板1
1の表面には、前工程において拡散層14があらかじめ
形成されている。
【0019】次に、図1(b)に示すように、フォトレ
ジスト13を保護膜として絶縁膜12に異方性のエッチ
ング処理を施し、1700nmの膜厚をエッチングし、
図1(c)に示すようにフォトレジスト13を除去す
る。
【0020】続いて、図1(d)に示すように、コンタ
クト孔内を含む全面にバリアメタル20を100nm、
およびタングステン15を600nmの膜厚で気相成長
させて成膜する。なお、前記バリアメタル20は、Ti
W、TiN、Tiのうちのいずか一つの単層であるか、
もしくはいずれか二つを積層したものである。
【0021】次に、図1(e)に示すように、コンタク
ト孔内以外のタングステン15をエッチバックし、コン
タクト孔上部のタングステン形状を平坦にする。次に、
図1(f)に示すように、フォトリソグラフィー法によ
りフォトレジストパターン(不図示)をマスクとして絶
縁膜12に等方性のエッチング処理を施し、200nm
の膜厚をエッチングしてテーパ状にする。
【0022】最後に、図1(g)に示すように、タング
ステン15上にアルミニウム配線16または微量のSi
を含有するアルミニウム配線16を形成して、コンタク
ト構造が完成する。
【0023】次に、第2の実施の形態について説明す
る。まず、図2(a)に示すように、半導体基板11上
に形成された絶縁膜12上にフォトレジスト13を被着
し、フォトリソグラフィー法によって前記フォトレジス
ト13に開口部Hを拡散層14上方に形成する。
【0024】ここで、絶縁膜12は1700nmの膜厚
に形成されており、その膜種はSiO2 、PSG、BP
SGのうち、いずれの膜を用いても良い。また、半導体
基板11の表面には、前工程において拡散層14があら
かじめ形成されている。
【0025】次に、図2(b)に示すように、フォトレ
ジスト13のパターンをマスクとして絶縁膜12に等方
性のエッチング処理を施し、200nmの膜厚をエッチ
ングする。
【0026】次に、図2(c)に示すようにフォトレジ
スト13をマスクとして絶縁膜12に異方性のエッチン
グ処理を施し、残存する1500nmの絶縁膜12を除
去して半導体基板11が露出するようコンタクト孔CT
を形成した後、図2(d)のようにフォトレジスト13
を除去する。
【0027】続いて、図2(e)に示すように、コンタ
クト孔CT内を含む全面にバリアメタル20を100n
m、およびタングステン15を600nmの膜厚で気相
成長させて成膜する。なお、前記バリアメタル20は、
TiW、TiN、Tiのうちのいずか一つの単層である
か、もしくはいずれか二つを積層したものである。
【0028】次に、図2(f)に示すように、タングス
テン15をエッチバックし、コンタクト孔CTにタング
ステン15を埋め込むようにしてタングステン15の表
面形状を平坦にする。
【0029】最後に、図2(g)に示すように、タング
ステン15上にアルミニウム配線16または微量のSi
を含有するアルミニウム配線16を形成して、コンタク
ト構造が完成する。
【0030】このようにして形成されたコンタクト構造
は、図2(g)に示すように、半導体基板11上に付着
する絶縁膜12に開口されたテーパ状の内壁を有するコ
ンタクト孔に、部分的にタングステン15が埋め込ま
れ、前記タングステン15上に良好なステップカバレッ
ジを確保したアルミニウム配線16が形成されている構
造となっている。
【0031】このような構造によれば、コンタクト孔が
タングステン15に部分的に埋め込まれることによりコ
ンタクトのアスペクト比を小さくすることができる。ま
た、タングステン15上に形成されたアルミニウム配線
16は十分良好なステップカバレッジが確保されるとと
もに、タングステン15の存在によってアルミニウム配
線16からのSi析出を防止することができる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、コンタクトにおける配線層の安
定かつ良好なステップカバレッジを確保することがで
き、かつ配線層からのSi析出も同時に防止できるの
で、集積回路におけるコンタクトの歩留向上および信頼
性向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施の
形態を示す断面図である。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の第2の実施の
形態を示す断面図である。
【図3】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 絶縁膜 3 フォトレジスト 4 拡散層 5 タングステン 6 アルミニウム配線 11 半導体基板 12 絶縁膜 13 フォトレジスト 14 拡散層 15 タングステン 16 アルミニウム配線 20 バリアメタル CT コンタクト孔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板と、前記半導体基板に形成さ
    れた拡散層と、前記半導体基板上に形成された絶縁膜と
    を備える半導体装置の製造方法において、 前記半導体基板に形成された前記拡散層が露出するよう
    前記絶縁膜にコンタクト孔を形成する第一の工程と、 前記第一の工程後、前記半導体基板上に金属膜を形成す
    る第二の工程と、 前記コンタクト孔外の前記金属膜をエッチバックにより
    除去する第三の工程と、 前記第三の工程後、前記コンタクト孔の開口近傍の前記
    絶縁膜を等方性エッチングによりテーパ形状に加工する
    第四の工程と、 前記第四の工程後、前記半導体基板上に配線層を形成す
    る第五の工程とを備えることを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板と、前記半導体基板に形成さ
    れた拡散層と、前記半導体基板上に形成された絶縁膜と
    を備える半導体装置の製造方法において、 前記拡散層上方の前記絶縁膜に、等方性エッチングによ
    りテーパ状の凹みを形成する第一の工程と、 前記凹みから前記半導体基板に向かって続くように、前
    記拡散層が露出するよう前記絶縁膜にコンタクト孔を形
    成する第二の工程と、 前記第二の工程後、前記半導体基板上に金属膜を形成す
    る第三の工程と、 前記コンタクト孔外の前記金属膜をエッチバックにより
    除去する第四の工程と、 前記第四の工程後、前記半導体基板上に配線層を形成す
    る第五の工程とを備えることを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 前記金属膜はタングステン膜を含み、前
    記配線層はアルミニウム合金であることを特徴とする請
    求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
JP27343097A 1997-09-19 1997-09-19 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH1197536A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100363642B1 (ko) * 1999-11-11 2002-12-05 아남반도체 주식회사 반도체 소자의 접촉부 형성 방법
CN100414683C (zh) * 2005-04-30 2008-08-27 海力士半导体有限公司 用于制造具有金属线的半导体器件的方法

Cited By (3)

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Effective date: 20041207