JPS5956743A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 ［発明の屈する技術分野］ 本発明は半導体装１１コの製造方法に係わシ、特に配線
パターンを断線なく形成する方法に関する。

［従来技術とその問題曳］ 従来、配線金属として、例えばアルミニウムを蒸着する
前、酸化暎等の絶縁膜に電極取付用開口部（所謂コンタ
クトホール）を作る加工方法として次のようなものがあ
る。即ち、絶縁膜上に所定形状の開口部を有するレジス
ト膜を形成し、上記開口部に露出している絶縁膜を選択
エツチングした後レジスト膜を除去することにより上ｈ
己絶縁膜に所定形状の開口？１１ｊを作る方法が用いら
れている。

この場合のエツチングには微細加工に適したドライエツ
チング法を採用している。

しかし、上記の方法によって形成された絶縁膜の開口部
周縁の断面は急峻な立上シ側壁面を有する。このため開
口部に配線を行なう場合、上記側壁面には配線層が薄く
形成され配線層の断切れを招き、半導体装置の信頼性の
低下を招く。しかも今日、素子の高集積化に伴ない、こ
の開口部も縮小され、このため開口部側壁の配線層はよ
シ薄く形成され配線層形成時、既に断切れを起している
例もある。

このような問題を解決する方法として、酸化膜の開口部
の立上シ部の傾斜を緩やかにした、所謂ベベルカット法
があるが、この方法では傾斜を緩やかにするため必然的
に加工精度が落ち、しかも斜面の占有面積が大きくなる
ので素子の集積度を低下させることになる。これに対し
、Ｃ−Ｆ−Ｈな含む混合ガスを反応ガスとする反応性イ
オンエツチング法がある。この方法は第１図（ａ）に示
すように、レジスト膜５を被着形成し、これをエツチン
グマスクに、例えばＣＦ４とＨ２の混合ガスを用いた反
応性イオンエツチング法によシ、第１図（ｂ）に示すよ
うにシリコン基板１上の二酸化硅素膜６を選択エツチン
グし、その後レジスト５を除去する。

この後、例えばＣ３Ｆ８とＨ２との混合ガスを用いた反
応性イオンエツチング法によシ二酸化硅素膜６を全面エ
ツチングすることによシ第１図（Ｃ）に示すように二酸
化硅素膜２の開口部の周縁を緩やかなｌＪｉ面形状でし
かも加工精度ａ　＜形成する九とができる。

Ｌころが、第２図（ａ）に示すように多層配線朴ｒ造に
おける下層配線と」二ｈ〈配線の接続孔（所謂スルーホ
ール）を形成する際、反応性イオンエツチング法等のド
ライエツチングでは、下層配線層であり２酸化硅素膜２
上に形成されたアルミニウム脱３もわずかではあるがエ
ツチングされる。そしてこのエツチングされたアルミニ
ウム等は第２図（ｌ〕）に示すように接続孔の側壁面に
再付着し、これがＣ−Ｆ−Ｈを含む混合ガスを用いた反
応ｔｉミニイオンエツチングは、接続孔側壁面のエツチ
ングマスクとして作用するため、第２図（Ｃ）に示すよ
うに接続孔側壁面だけが切り立った形状に１９．このエ
ツチングの目的とは裏腹に、この後に形成される下層配
線層の断切れを助長することになり配線層、そして素子
の信頼性を低下させるこ七になる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、素子の集積度を低下させることなく、
ｆｉｌ！ｌ！Ｄ膜の開口部（接続孔）での配線層の断線
を防止することができ配線層及び素子の信頼性向上を計
ることのできる半導体装置の製造方法を提供することに
ある。

し発明の概要」 本発明は、Ｃ−Ｆ・ＩＩを含む混合ガスを反応ガスとす
る反応性イオンエツチング法を用い、多層配線ｔ７；造
のスルーホール部での配線層の断線を防止するものであ
る。

Ｃ−１；’　−Ｈを含む混合ガスを反応ガスとする反応
性イオンエツチング法を用いコンタクトホールの周縁が
緩やかな断面形状を得ることができる。ところが、多層
配線オ：ト青のスルーホールは同様のエツチングを行な
−でも周縁の緩やか遅断面形状は得られない。これは多
層配線製造工程において、スルーホール加工時、反応性
イオンエツチング等により、スルーポール下の配線層材
料（主にアルミニウム）がエツチングされ、これが加工
形成きれたスルーホールの側壁面に再付着し、上記混合
ガスを反応性ガスとする反応性イオンエツチングのエツ
チングマスクになるためである。

本発明は、この点にオｊ目し、配線層（アルミニウム）
表面を例えば７リコン膜で覆い、スルーホールノエッチ
ング加工形成時、アルミニウム等のエツチング及びスル
ーホール側壁ｉ＃ｉへの再付着を防止し、Ｃ−Ｆ　−１
（を含む混合ガスを反応ガスとする反応性イオンエツチ
ング法によってコンタクトホールと同様に、スルーホー
ルの周縁が緩やかな断面形状を得ることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、Ｃ−Ｆ’　−Ｈを含む混合ガスを反応
ガスとする反応性イオンエツチング法によってコンタク
トホールで得られた周縁が緩やかな断面形状を、多層配
録のスルーホールでも得ることができ、これによってス
ルーホールにおける配線の１訴綜を防止することができ
、配線及び素子の信頼性を図ることが出来る、 ［発明の実施例］ １１３図（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の一実施例を
示す工程の１？／ｉ而図である。先ず、第：３図（ａ）
に示すようにシリコン基板１上に絶縁膜として、例えば
膜厚０．５μｍの二酸化硅素膜２を形成し、この上に例
えば膜厚０．８μｍのアルミニウムシリサイド（第７−
８Ｉ）膜３を蒸着し、更にＪｌｕ厚０．１μｍのシリコ
ン膜４を蒸着する。その後、フォトレジストを塗布し写
真蝕刻法により、フォトレジスト膜５を形成しこれをマ
スクに例えばＣＦ４−０゜ガスを用いＣＤＥ法でソリコ
ン膜４をＢＣｌ３・Ｃ１２ガスを用い反応１牛イオンエ
ンチング法でＡｌ−Ｓ　ｉ　Ｊ　３をそれぞれエツチン
グし、シリコン膜４　／　ｋｌＪ　Ｓ　Ｉ　１ｌｌＪ　
：３のイ責ノ壜された第１配綜層を形成する。フォトレ
ジスト膜５を除去シた後、：ｇ’３　（：１（ｂ）Ｋ示
−ｊ”’　！　’５　Ｋ、例）−ハｓ　１Ｈ４−０□系
ガスを用い、プラズマＣＶＤ法により、二酸化硅素膜６
を、更に５ＩＨ４−ＮＨ４系ガスを用いて窒化硅素膜を
堆積し、この表面をＣＦ４−Ｈ２系ガスを用いた反応性
イオンエ、ツチング法でエツチングし平坦化を行なう（
窒化硅素膜はすべてエツチング除去される）。

その後、第３　ｌ’８１　（ｃ）に示すように、フォト
レジストを塗布し、写真蝕刻法によってフォトレジスト
膜７全形成し、これをマスクに例えばＣＦ４−Ｈ２ガス
を用いて反応性イオンエツチング法によシ、平坦化され
た二［２・２化硅素ＩＮ　６’ｇエツチングし、スルー
ホールを形成する。そして、フォトレジスト膜７を除去
した後、Ｃ−Ｆ・）■を含む混合ガス、例えばＣ３］；
’８−Ｈ２を反；トスガスとし反応性イオンエツチング
法で、二酸化硅素膜・ｘ（５を全面エツチングし、２：
、’Ｇ３　［２１（ｄ）に示すように、二酸化硅素膜カ
・Ｊ６に開口され／こスルーホールの族縁を滑らかにす
る。この時のエツチングは、平行平板電極の内、高周波
印加側に試料を置き、Ｃ３Ｆ８流ｔｉｔ　ｚ　ｃｃ／’
ｍｉｎ　、Ｈ２流Ｑ　８　ｃｃ、／ｍｉｌ　、　　７１
．ｐ　ｐｏ１％’ｅｒ　５０〜２００Ｗ、圧力０．００
５〜０．０５　ＴＯｒｒの範囲の灸件で行なった。この
後、例えばＣＦ４−０□ガスを用い、ＣＤＥ法によシノ
リコン膜４をエツチングした後、第３図（ｅ）に示すよ
うに第２配線層として、例えばｈｌ−ｓ　ｌ膜８を蒸着
し、加工形成した。このようにして形成された第２配υ
層８は第３図（ｄ）からも判かるように、第１配線Ｉζ
５（Ａ、１−ｓｉ＋摸３）上にシリコン膜４を蒸着して
いる為、第２［ネ１（ｂ）で説明したように、スルーホ
ールのエツチング加工時にアルミニウムがエツチングさ
れるこトハｆｘ　＜　、　Ｘルーホール側壁面にアルミ
ニウム等が再付着することもない。これによって多層配
線榴造におけるスルーホールもＣ−Ｆ−Ｈを含む混合ガ
スを反応ガスとする反応性イオンエツチング法を用い、
通常のコンタクトボールと同様に、周縁が緩やかな断面
形状で加工精度良く形成することが可能になった。

このようにしてＡｌ−ｓ　ｉ　、ｑλ８の第２配綜層は
第３図（ｅ）からも判かるように、二酸化硅素膜６のス
ルーホール側面の傾斜部でも平坦部とほぼ同じ厚さに蒸
着され、これによって配線の新砂が生じなくなシ、配線
及び素子の信頼性が大きく向上した。

尚、実施例では第１配線層（Ａｌ−８ｉ膜３）上にシリ
コン膜を蒸着したが、この他に窒化シリコン膜やチタン
、モリブデン等の高融点金属の硅化物でもよく、又その
形成方法の手段は選ばない。その細氷発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（Ｃ）は反応性イオンエツチング法にょ
る二酸化硅素膜の加工を示す断面図、第２し１（ａ）〜
（Ｃ）は多層配線右、ｙ造に於ける接続孔形成を示す断
面図、第：）区１（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実が１例
を示す工程断面し１である。 １・・・シリコ７基板、２・・二酸化硅素膜、３　−　
　ｈｅ−ｓｉ　　ｒｊ’Ｘ　　（Ｊ　　１　　＋’ｉ＋
ＪＪｉａ　　）　　、４・・・シリコンＵ、５・・・フ
ォトレジスト膜、６　二酸化硅素膜（プラズマＣＶＤ法
）、７・・・フォトレジスト膜、 ８”’　”　−８’　、Ａ（Ｊ　２１’ｅ＋、６”Ａｌ
ａ　）　。 （７３１７）代理人　弁理士　　則　近　立　佑（ほか
１名） 第　　１　　図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に所望の素子領域を形成した後表子
   表簡にアルミニウム膜を形成する工程と、このアルミニ
   ウム膜表面に導体膜を形成する工程と。 この導体膜及びアルミニウム膜を写真蝕刻法によシ形成
   されたフォトレジストをマスクにエツチングし配線層を
   形成する工程と、この全面に二酸化硅素膜を形成し、写
   １′℃蝕刻法によυ形成されたフォトレジストをマスク
   にエツチングし、上層配線層りの接続孔を形成する工程
   上、前記フォトレジスト除去後ＣＦ・Ｉｆを含む混合ガ
   スを反応ガスとする反応性イオンエツチング法により全
   面エツチングすることをｌｉミラとする半導体装置の製
   造方法。
2. （２）アルミニウム膜表面に形成する導体膜は、シリコ
   ン膜または高融点金属の硅化物であることを特徴とする
   特許 体装置の製造方法。