JPS59214240A - 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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JPS59214240A
JPS59214240A JP58080503A JP8050383A JPS59214240A JP S59214240 A JPS59214240 A JP S59214240A JP 58080503 A JP58080503 A JP 58080503A JP 8050383 A JP8050383 A JP 8050383A JP S59214240 A JPS59214240 A JP S59214240A
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contact hole
wiring
etching
substrate
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高田 忠一
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)  発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法に於けるコンタクト・ホ
ールの形成工8VC係9、特に多重配線構造に於いて層
間絶縁膜に配線コンタクト・ホールを形成する方法に関
する。
(b)  従来技術と問題点 多層配線構造の半導体装置の製造工程に於て、層間絶縁
膜に配線コンタクト・ホールを形成するに際して、上層
の配線体例えばアルミニウム(M)膜の良好なスデップ
・ガバレージが得られるようなデーパを有するコンタク
ト・ホールを形成するために、従来は四ふっ化炭素(C
F4)十酸素(02)等からなる反応ガスを用い、且つ
エツチング・ノートラ下げてレジスト・マスクの温度上
昇を低く仰えながら何つバレル型のプラズマ・エンチン
グ方法(バッチ夙、I3りが用いられていた。絹1図(
イ)は上記従来方法に於て適正条件で形成されたコンタ
クト・ホールの断面形状を示した模式図で、図中1は−
[層AC配勝、2は層間絶縁膜、3はレジストマスク、
4はコンタクト・ホール、5はアンダ・カット都である
近時ウェーハ・プロセスの自動化が41し進されている
が、上記コンタクト・ホールの形成工程を自動化ライン
に組み込む際には、従来のJ:″)ンよハツチ処理は不
適当であり、どうしても枚葉式もしくは一枚取りの処理
方式にせざるを得ないが、その場合エツチング時間の短
縮を図るために上記プラズマ・エツチングに於けるエツ
チング・レートを大幅に上昇させる必要が生じて来る。
しかしながらプラズマ・エツチング方法に於て、エッヅ
ーンダ・レー)・を上昇させる際にはプラズマの温度上
昇を伴うので、レジスト・マスク〃;直にプラズマ中に
曝されている前記従来のエツチング方法に於−Cは、エ
ンチング中にレジスト・マスクの温1則がノ黴ズーンに
よって与えられる熱によってその軟化xJをr欽−る温
度−まで上昇する。そして該レジスト・マスク自体がポ
ジ・レジストの場合、120[C])l”召屹、ネガ・
レジストの場合160 (0]程Hy眉、上に昇温−4
−ると、i% 1 l’ス1(ロ)に示す模式図のよう
Vこ、エツチングの途甲でレジスト・マスク3がコンタ
クト・ホール4の側面に沿ってだれ下がるような変形を
起こし、−七のためにコンタクト・ホール4の側面に、
例えpj: AA股等の上層配線体(図示せず)のスカ
ップ・ガバレージを著しく損なうようなひさし状の突起
部6ができる。(1は下#Ai配線。
2はj%曲肥赤ルk) 上;1己理山により、従来用いられていたフ゛ラズマエ
ッチング方法ケ自動化プロセスに組込んだ際には、上層
配線体の断線や品質低下を招き、多層配線構造の半導体
装置の製造歩留まりや信頼性が低下するという問題があ
った。
Ce)  発明の目的 本発明は、配線体の良好なスカップ・ガハレージが倚ら
れるような形状のコンタクト・ホールを高エツチング・
ンートで形成する方法を提供するJ もので、1+Iす、での目的とするとこ/SVi記問題
点を除去することにある。。
(d)  発明の構成 即ち本発明は半導体装置の製造方法Qて於て、半導体基
板上の杷bI:膜にコンタクト・7j、−ルを形成する
に際して、レジスト膜をマスクにし、該半導体基板をそ
の底面から前記レジスト膜kが軟化する8腿に加熱しつ
つ、プラズマ発生領域分離方式のケミカル・ドライ・エ
ツチング方法により該絶縁膜を透択エッテノグする工程
を有することを特徴とする。
(e)  発明の実施例 以下本発明を実施例について、図を用いて詳細に説明す
る。
第2図(イ)乃至に)は本発明の一実施例に於ける工程
断面図で、第3図は同実施例に用いたプラズマ発生室分
離型ケミカル・ドライ・エツチング装置の構造模式図で
ある。
本発明の方法を用いて多層配線構造の半導体装置を形成
するに際しては、第2図(イ)に示すように、通常のバ
イポーラ型半導体装置若しくはMIS型半導体装置の製
造方法に従って半導体素子の形成を終91表面に多くは
図示しない二酸化シリコン(St02)Mが形成されて
いる半導体基板11上に、通常の化学気相成長(CVD
)法を用いて9ん珪酸ガシス(1) S G )膜を形
成し、該PSG膜と前記5iOz膜とよシなる下層絶縁
膜12に例えば、CF、をエンチャントとして用いるリ
アクティブ・イオン・エツチング(RIE)法等をエッ
チ7グ手段に用いる伯、常7メト・リングラフィ技術に
よυ′成極コンタクト・ホール13を形成し、次いで例
えば前記PSG膜のりフロー処理を行って前記電極コン
タクト・ホール13になだらかなテーバを形成し、通常
のプラズマ・スパッタ法等によシ該下層絶縁膜12上に
配線体層例えばアルミニウム(Af’、 )層を形成し
、エッチ77手段に塩素(Ct)系のガスをエッチャン
トとして用いる通常のフォト・リングラフィ技術により
前記Ae層のパターニングを行って、前記半導体素子の
機能領域である拡散領域14に接続する下層M配線15
を形成する。なお該下層A1.配線15の下部(では多
結晶Si層に図示せず)を設けることもある。次いで通
常通りCVD法を用い、該下ノ脅M装置1p+i形成面
上牙例えば1〔μm)程度の厚さのIj S G JV
J間絶間膜縁膜16成し、該層間絶縁膜16上に例えば
1.5〔μ杓程度の厚さのポジ・レジスト膜17を塗布
形成し、通常の露光技術によシ該ポジ・レジスト膜17
に配線コンタクト・ホール形成面を表出する開孔18を
形成する。
仄いて本発明の方法に於て(f」:、上記被処理ン、シ
板Sを例えば第3図に模式的に示すような枚葉式のプラ
ズマ発生室分離型ケミカル・ドライ・エツチング装置の
エツチング室内の加熱装置H上にローディング・カセッ
トLC,コンベアCB等を介して挿入し、該被処理基板
Sを加熱装置Hによシ加熱しながらプラズマ発生室に於
て活性化された反応ガスによシ前記ポジ・レジスト膜1
7をマスクにしてPS、G層間絶縁膜16の選択エツチ
ングを行う。この除ガス制御システムを介して流入され
る反応ガスは例えばCF4と0□との混合ガスであシ、
その混合割合は=+えば80:20程度である。そして
該反応ガスは通常の2.45(GHz)、I CKW)
程度のマイクロ波によシプラズマ発生室に於て励起活性
化されエツチング室内に流入され、自動排気システムV
c j ’)所定の排気がなされてエツチング室内が例
えば0.3[Torr)程度の反応ガス圧に保たれた状
態で、上記ポジ・レジスト膜17をマスクにした場合は
、基板Sを120〜1601:’O)に加熱した状態で
PSG層間絶縁JIIi16の選択エツチングが於てU
Cはアンローディング・カセット、Gはゲート、N2は
窒素を示す。
このように底面から被処理基板Sを加熱した状態で活性
化された低温の反応ガス(上記プラズマ発生阜分離型の
ケミカル・ドライ・エツチング装置に於ては活性化され
た反応ガスの温度は低温である)によってエツチングを
行うと、ポジ・レジスト膜が基板側から軟化温度近傍に
加熱されるため、第2図(ロ)に示すようにエツチング
中にボン・レジスト膜17は開孔18の周辺に於て上方
に除々に丑〈れあがるために、該開孔18下部のPSG
層間絶縁j換16に形成される配線コンタクト・ポール
19の側面20はなだらかな斜面状に形成される。なお
前記レジスト膜17が上方にまくれ上がる現象は、プラ
ズマ発生領域分離方式を採用しごいるため、該レジスト
膜17が基板を介して軟化温度近傍に加熱された状態で
上面が低温の反応ガスで冷されて収縮するために生する
ものである。
^“32図(ハ)は上記エツチングを終ってポジ・レジ
スト(マスク)膜17を除去した状態を示したものであ
る。
以後上記配線コンタクト・ホール19の形成を終った被
処理基板上に通常の例えばプラズマ・ノ、バッタ法等に
より厚さ1〔μm〕程度のAl1層を形成し、次いで通
常通シエッチング手段に例えばCt系ろ の反応ガスによ7RIE法を用いるフォト・リングラフ
ィ技術によシ前記M)@のパターニングを行い、第21
メ1に)に示すようにPSG層間絶縁膜16上に配線コ
ンタクト・ホール19を介して下層M配線15と接続す
る上WjM配線21を形成する0なお該実施声]に於て
は、前述したように配線コンタクト・ホール19の側面
20はなだらかな余1面状に形成されているので上層M
層のガスレージは極めて良く、従って該配線コンタクト
・ホール19部に於て上記上層AI!配線に断層が形成
されることかない。
そしてこの後N4くしないが、表面保護絶縁jル1の形
成前がなされて多層配線構造の半導体装置が完成する。
上記実施例に於てはケミカル・ドライ・エツチングのマ
スクにポジ・レジスト膜を用いたが、該エツチング・マ
スクはネガ・レジスト膜であってもよい。但し、ネガ・
レジスト膜をマスクに用いる際には基板加熱を160〜
2001’ol 程度に行う必要がある。又反応ガスの
種類2組成等は上記実施例に限らない。
更に又本発明の方法は層間絶縁膜にPSG以外の絶縁膜
(ポリイミドを含む)を用いる際にも適用され、配線材
料の種類には勿論関係なく部用できる。
(f)  発明の効果 以上欣、明したように本発明によれげ層間絶h:膜の配
線コンタクト・ホールの側面がなだらかな斜面J:に形
成されるので、該コンタクト・ホール部での上層配線の
断線や品仙低下が防止孕れ、多層配線構造の半導体装置
の製造歩留まりや信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)は従来のプラズマ・エツチング方法に於て
ホ正条件で形成されたコンタクト・ホールの断面図、;
A1図(ロ)は従来゛方法でレジスト・マスクの温度が
上昇した際のコンタク、ト・ホールの断面図、第2図(
イ)乃至に)は本発明の方法の一実施例に於ける工程断
面図で、第3図は同一実施例に用いたプラズマ発生室分
離型ケミカル・ドライ・エツチング装置の構造模式図で
ある。 図に於て、11は半導体基板、15は下)曽アルミニウ
ム配線、16はシん珪酸ガラス層間絶縁風17はポジ・
レジスト膜、18は開孔、19は配線コンタクト・ホー
ル、20は側面、21は上層アルミニウム配線、Sは被
処理が二板、■は加熱装置、CBはコンベアを示す。 第1Ig (イン # Z 図 不3 図 手続補正書(自発) 1す(f’lの表引 昭和571”J、i’A’l’Nn第5. 、5υ3シ
j2発明の名(4半導体装置の製造方法 3?ili止^・4るど ・j警1’lとの閏f1″l’4+□i’l’1vij
j人111す1 神全用県用崎山中ハ:1)メ1−・j
・Ill中1015番地(522) j’、(う富士通
株式会社4 代  岬   人     1iIilj
  神6・川県川IM、l山中It;1ス1IIill
中1015番地富士通株式会社内 7 補 止 の )1 象 明#I書の特許請求の範囲
の欄および発明の詳細な説明の欄8補IIの内(F別紙
の通り  −1 (1)体願明細書の特許請求の範囲を次Oとおり補正す
る。 なう工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。」 (2)本願明細書第4頁第12行〜第18行を次のとお
り補正する。 [−導体基板上の被エツチング膜を所定)くターンのレ
ジスト膜をマスクにしてエツチングするに際し、該半導
体基板をその裏面側から加熱しつつ、該加熱温度より低
い温度の活性ガスを供給して行なう工程を有することを
特徴とする特

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上の絶縁膜にコンタクト、ホールを形成する
    に際してレジスト膜をマスクにし、該半導体基板をその
    底面からの前記レジスト膜が軟化する程度に加熱しつつ
    、プラズマ発生領域分離方式のケミカル・ドライ・エツ
    チング方法によシ該絶縁膜を選択エツチングする工程を
    有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP58080503A 1983-05-09 1983-05-09 半導体装置の製造方法 Pending JPS59214240A (ja)

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JP58080503A JPS59214240A (ja) 1983-05-09 1983-05-09 半導体装置の製造方法
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