JP2000294545A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2000294545A JP2000294545A JP11102702A JP10270299A JP2000294545A JP 2000294545 A JP2000294545 A JP 2000294545A JP 11102702 A JP11102702 A JP 11102702A JP 10270299 A JP10270299 A JP 10270299A JP 2000294545 A JP2000294545 A JP 2000294545A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- semiconductor device
- hsq
- layer
- wiring
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/01—Manufacture or treatment
- H10W20/071—Manufacture or treatment of dielectric parts thereof
- H10W20/081—Manufacture or treatment of dielectric parts thereof by forming openings in the dielectric parts
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
- H10P50/28—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials
- H10P50/282—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials
- H10P50/283—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials by chemical means
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/73—Etching of wafers, substrates or parts of devices using masks for insulating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/01—Manufacture or treatment
- H10W20/071—Manufacture or treatment of dielectric parts thereof
- H10W20/081—Manufacture or treatment of dielectric parts thereof by forming openings in the dielectric parts
- H10W20/083—Manufacture or treatment of dielectric parts thereof by forming openings in the dielectric parts the openings being via holes penetrating underlying conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/01—Manufacture or treatment
- H10W20/031—Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 HSQ膜を使用した半導体装置に於いて、ビ
アホールの底面部を確実に配線層の上部表面部にのみに
終端せしめた半導体装置を提供する。 【解決手段】 基板若しくは下地層間膜101上に形成
された幅が互いに異なる複数の配線層102a及び10
2b、当該基板若しくは下地層間膜101及び当該配線
層102a及び102b上に形成されたHSQ膜10
3、当該HSQ膜103の上に形成された絶縁膜層10
4とから構成された半導体装置100において、底部1
20が、当該幅が互いに異なる複数の配線層102a及
び102bのそれぞれの上部表面部130にのみ到達し
ている当該絶縁膜層104と当該HSQ膜層103とを
貫通したビアホール110が形成されている半導体装置
100。
アホールの底面部を確実に配線層の上部表面部にのみに
終端せしめた半導体装置を提供する。 【解決手段】 基板若しくは下地層間膜101上に形成
された幅が互いに異なる複数の配線層102a及び10
2b、当該基板若しくは下地層間膜101及び当該配線
層102a及び102b上に形成されたHSQ膜10
3、当該HSQ膜103の上に形成された絶縁膜層10
4とから構成された半導体装置100において、底部1
20が、当該幅が互いに異なる複数の配線層102a及
び102bのそれぞれの上部表面部130にのみ到達し
ている当該絶縁膜層104と当該HSQ膜層103とを
貫通したビアホール110が形成されている半導体装置
100。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及び半導
体装置の製造方法に関し、特に詳しくは、配線層の幅が
互いに異なっている半導体装置であって且つ層間絶縁膜
にHSQ膜が使用されている半導体装置に於いて、当該
配線層に到達するビアホールの底部を確実に当該配線層
の上部表面部のみで終端させている半導体装置に関する
ものである。
体装置の製造方法に関し、特に詳しくは、配線層の幅が
互いに異なっている半導体装置であって且つ層間絶縁膜
にHSQ膜が使用されている半導体装置に於いて、当該
配線層に到達するビアホールの底部を確実に当該配線層
の上部表面部のみで終端させている半導体装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体装置の動作速度は配線
抵抗(R)と配線間の寄生容量(C)との積RCの増加
に従って小さくなり、配線間の寄生容量(C)は配線間
隔に反比例して増加する事が知られている。従って、半
導体装置の動作速度を向上するためには、配線間の寄生
容量を減少することが重要である。
抵抗(R)と配線間の寄生容量(C)との積RCの増加
に従って小さくなり、配線間の寄生容量(C)は配線間
隔に反比例して増加する事が知られている。従って、半
導体装置の動作速度を向上するためには、配線間の寄生
容量を減少することが重要である。
【0003】このような観点から、微細配線間に低い比
誘電率を有する絶縁膜を形成する手法が広く用いられて
いる。このような低い比誘電率を有する絶縁膜の一例と
して、HSQ(Hydrogen Silsesquioxane) 膜があげられ
る。当該HSQ膜を使用した場合のエッチング技術の例
を次に図2及び図3を参照しながら説明する。
誘電率を有する絶縁膜を形成する手法が広く用いられて
いる。このような低い比誘電率を有する絶縁膜の一例と
して、HSQ(Hydrogen Silsesquioxane) 膜があげられ
る。当該HSQ膜を使用した場合のエッチング技術の例
を次に図2及び図3を参照しながら説明する。
【0004】即ち、図2(A)に示す様に、下地層間膜
201として、プラズマSiO2 膜上にメタル配線20
2としてTiN/ Ti/ Al−Cu/ TiN構造をもっ
た総膜厚が約600nmのメタルを加工した。その上に
HSQ膜203を約400nm塗布焼成した。さらにそ
の上に第2のプラズマSiO2 膜204を約1400n
m形成し化学的機械研磨(以降CMPと記す)により平
坦化し、メタル配線上に700nmの絶縁膜が残るよう
にした。
201として、プラズマSiO2 膜上にメタル配線20
2としてTiN/ Ti/ Al−Cu/ TiN構造をもっ
た総膜厚が約600nmのメタルを加工した。その上に
HSQ膜203を約400nm塗布焼成した。さらにそ
の上に第2のプラズマSiO2 膜204を約1400n
m形成し化学的機械研磨(以降CMPと記す)により平
坦化し、メタル配線上に700nmの絶縁膜が残るよう
にした。
【0005】次に、図2(B)に示す様に、スルーホー
ルを形成するためにフォトレジストを加工した。その
後、酸化膜ドライエッチャーにより、C4 F8/Ar/ O
2/COのガスケミストリーでP−SiO2/HSQの積層
膜を加工すると小面積のメタル配線上の層間膜のエッチ
ングがほぼ最適になるように設定したところ、図3
(A)に示す様に、約1nm角の大面積のメタル配線上
の層間膜の微細のホール内ではHSQ膜のエッチングは
止まってしまった。
ルを形成するためにフォトレジストを加工した。その
後、酸化膜ドライエッチャーにより、C4 F8/Ar/ O
2/COのガスケミストリーでP−SiO2/HSQの積層
膜を加工すると小面積のメタル配線上の層間膜のエッチ
ングがほぼ最適になるように設定したところ、図3
(A)に示す様に、約1nm角の大面積のメタル配線上
の層間膜の微細のホール内ではHSQ膜のエッチングは
止まってしまった。
【0006】また大面積のメタル配線部分のエッチング
のぬけ性をよくするためO2 ガスを増加すると大面積メ
タル上層間膜のスルーホールはぬけるが、特に小面積メ
タル配線上の層間膜の微小スルーホール部ではオーバー
エッチングになるとともにTiNとのエッチング選択比
が取れず、図3(B)に示す様に、当該幅の狭い方のメ
タル配線の上面部はかなり堀込まれ、その結果抵抗値が
予め定められた設定値に設定されず、従ってTiNどめ
のエッチングは困難であった。
のぬけ性をよくするためO2 ガスを増加すると大面積メ
タル上層間膜のスルーホールはぬけるが、特に小面積メ
タル配線上の層間膜の微小スルーホール部ではオーバー
エッチングになるとともにTiNとのエッチング選択比
が取れず、図3(B)に示す様に、当該幅の狭い方のメ
タル配線の上面部はかなり堀込まれ、その結果抵抗値が
予め定められた設定値に設定されず、従ってTiNどめ
のエッチングは困難であった。
【0007】つまり、メタル配線上のHSQ塗布膜の膜
厚がメタルの面積が大面積の場合に厚く、小面積では薄
くなるがP−SiO2 膜とHSQのエッチング選択比が
大きい(HSQの微細ホール内ではエッチレート低下す
る。)ためHSQが厚い部分ではエッチングがぬけな
い。この理由はHSQの微細ホールの加工ではエッチン
グ中にHSQ膜の内部の水素が発生しエッチャントの一
部のフッ素がHFガスとして排気され、エッチングに関
与しなくなるためである。
厚がメタルの面積が大面積の場合に厚く、小面積では薄
くなるがP−SiO2 膜とHSQのエッチング選択比が
大きい(HSQの微細ホール内ではエッチレート低下す
る。)ためHSQが厚い部分ではエッチングがぬけな
い。この理由はHSQの微細ホールの加工ではエッチン
グ中にHSQ膜の内部の水素が発生しエッチャントの一
部のフッ素がHFガスとして排気され、エッチングに関
与しなくなるためである。
【0008】また厚いHSQ膜をエッチングでぬこうと
する場合はTiNどめのエッチングが困難になる。この
理由は厚いHSQ膜をエッチングする場合、時間を長く
するがその時、薄いHSQ膜の部分ではTiNのオーバ
ーエッチングになってしまうからである。又、特開平7
−226531号公報に於いては、電極及びパット部に
起因する寄生容量を小さくする為にメサ型の受光素子を
使用する事が開示されているが、HSQ膜を使用する構
成に関しては開示がない。
する場合はTiNどめのエッチングが困難になる。この
理由は厚いHSQ膜をエッチングする場合、時間を長く
するがその時、薄いHSQ膜の部分ではTiNのオーバ
ーエッチングになってしまうからである。又、特開平7
−226531号公報に於いては、電極及びパット部に
起因する寄生容量を小さくする為にメサ型の受光素子を
使用する事が開示されているが、HSQ膜を使用する構
成に関しては開示がない。
【0009】更に特許第2560637号公報には、F
FTの高速化の為に寄生容量を低減する目的で、ゲート
電極側面に酸化シリコンよりも低誘電率を持つスペーサ
を設ける技術に関して開示されているが、HSQ膜を使
用した半導体装置に関しては開示がない。
FTの高速化の為に寄生容量を低減する目的で、ゲート
電極側面に酸化シリコンよりも低誘電率を持つスペーサ
を設ける技術に関して開示されているが、HSQ膜を使
用した半導体装置に関しては開示がない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上記した従来技術の欠点を改良し、HSQ膜を使用
した半導体装置に於いて、各配線層に接続させるプラグ
を埋め込むビアホールの底面部を確実に当該配線層の上
部表面部にのみに終端せしめた半導体装置及び当該ビア
ホールの底面部を確実に当該配線層の上部表面部にのみ
に終端せしめる事が可能な半導体装置の製造方法を提供
するものである。
は、上記した従来技術の欠点を改良し、HSQ膜を使用
した半導体装置に於いて、各配線層に接続させるプラグ
を埋め込むビアホールの底面部を確実に当該配線層の上
部表面部にのみに終端せしめた半導体装置及び当該ビア
ホールの底面部を確実に当該配線層の上部表面部にのみ
に終端せしめる事が可能な半導体装置の製造方法を提供
するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、本発明に係る第1の態様として
は、基板若しくは下地層間膜上に形成された幅が互いに
異なる複数の配線層、当該基板及び当該配線層上に形成
されたHSQ(Hydrogen Silsesquioxane) 膜、当該HS
Q膜の上に形成された絶縁膜層とから構成された半導体
装置において、底部が、当該幅が互いに異なる複数の配
線層のそれぞれの上部表面部にのみ到達している当該絶
縁膜層と当該HSQ膜層とを貫通したビアホールが形成
されている半導体装置であり、又、本発明に於ける第2
の態様としては、基板若しくは下地層間膜上に形成され
た幅が互いに異なる複数の配線層、当該基板及び当該配
線層上に形成されたHSQ(Hydrogen Silsesquioxane)
膜、当該HSQ膜の上に形成された絶縁膜層とから構成
された半導体装置を製造する方法において、当該複数の
配線層のそれぞれの幅が互いに異なる様に形成すると共
に、当該絶縁膜層と当該HSQ膜層のエッチングレート
を等しくする様にエッチング処理する半導体装置の製造
方法である。
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、本発明に係る第1の態様として
は、基板若しくは下地層間膜上に形成された幅が互いに
異なる複数の配線層、当該基板及び当該配線層上に形成
されたHSQ(Hydrogen Silsesquioxane) 膜、当該HS
Q膜の上に形成された絶縁膜層とから構成された半導体
装置において、底部が、当該幅が互いに異なる複数の配
線層のそれぞれの上部表面部にのみ到達している当該絶
縁膜層と当該HSQ膜層とを貫通したビアホールが形成
されている半導体装置であり、又、本発明に於ける第2
の態様としては、基板若しくは下地層間膜上に形成され
た幅が互いに異なる複数の配線層、当該基板及び当該配
線層上に形成されたHSQ(Hydrogen Silsesquioxane)
膜、当該HSQ膜の上に形成された絶縁膜層とから構成
された半導体装置を製造する方法において、当該複数の
配線層のそれぞれの幅が互いに異なる様に形成すると共
に、当該絶縁膜層と当該HSQ膜層のエッチングレート
を等しくする様にエッチング処理する半導体装置の製造
方法である。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明に係る当該半導体装置及び
半導体装置の製造方法は、上記した様な技術構成を採用
しているので、配線層の幅が互いに異なっている半導体
装置であって且つ層間絶縁膜にHSQ膜が使用されてい
る半導体装置に於いて、当該配線層に到達するビアホー
ルを形成する場合に、当該ビアホールの底部を確実に当
該配線層の上部表面部のみで終端させている半導体装置
が得られるのであって、その為に、メタル配線を加工
後、HSQ膜を塗布し、プラズマSiO2 膜を形成し、
そのプラズマSiO2 膜をCMPした後、大面積を有す
るメタル配線上のHSQ膜と小面積を有するメタル配線
上のHSQ膜厚がことなるためプラズマSiO2 膜とH
SQ膜のエッチング選択比をほぼ1にする様にエッチン
グ処理する事を特徴とするものである。
半導体装置の製造方法は、上記した様な技術構成を採用
しているので、配線層の幅が互いに異なっている半導体
装置であって且つ層間絶縁膜にHSQ膜が使用されてい
る半導体装置に於いて、当該配線層に到達するビアホー
ルを形成する場合に、当該ビアホールの底部を確実に当
該配線層の上部表面部のみで終端させている半導体装置
が得られるのであって、その為に、メタル配線を加工
後、HSQ膜を塗布し、プラズマSiO2 膜を形成し、
そのプラズマSiO2 膜をCMPした後、大面積を有す
るメタル配線上のHSQ膜と小面積を有するメタル配線
上のHSQ膜厚がことなるためプラズマSiO2 膜とH
SQ膜のエッチング選択比をほぼ1にする様にエッチン
グ処理する事を特徴とするものである。
【0013】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体装置及び半導体
装置の製造方法の具体例を図(A)〜図1(D)を参照
しながら詳細に説明する。即ち、図1(C)は、本発明
に係る半導体装置の一具体例の構成を示す断面図であ
り、図中、基板若しくは下地層間膜101上に形成され
た幅が互いに異なる複数の配線層102a及び102
b、当該基板若しくは下地層間膜101及び当該配線層
102a及び102b上に形成されたHSQ(Hydrogen
Silsesquioxane) 膜103、当該HSQ膜103の上に
形成された絶縁膜層104とから構成された半導体装置
100において、底部120が、当該幅が互いに異なる
複数の配線層102a及び102bのそれぞれの上部表
面部130にのみ到達している当該絶縁膜層104と当
該HSQ膜層103とを貫通したビアホール110が形
成されている半導体装置100が示されている。
装置の製造方法の具体例を図(A)〜図1(D)を参照
しながら詳細に説明する。即ち、図1(C)は、本発明
に係る半導体装置の一具体例の構成を示す断面図であ
り、図中、基板若しくは下地層間膜101上に形成され
た幅が互いに異なる複数の配線層102a及び102
b、当該基板若しくは下地層間膜101及び当該配線層
102a及び102b上に形成されたHSQ(Hydrogen
Silsesquioxane) 膜103、当該HSQ膜103の上に
形成された絶縁膜層104とから構成された半導体装置
100において、底部120が、当該幅が互いに異なる
複数の配線層102a及び102bのそれぞれの上部表
面部130にのみ到達している当該絶縁膜層104と当
該HSQ膜層103とを貫通したビアホール110が形
成されている半導体装置100が示されている。
【0014】又、本発明に係る当該半導体装置100に
於いては、当該ビアホール110の底部120は、当該
各配線層102a及び102bの表面130に形成され
たバリヤーメタル層140に接している事が望ましい。
更に、本発明に於ける当該半導体装置100に於いて
は、当該ビアホール110の底部120は、図1(D)
に示す様に、当該各配線層102a及び102bの表面
に形成されたバリヤーメタル層140の内部で終端せし
められている事が更に望ましく、特には、当該バリヤー
メタル層140を構成する窒化チタン層TiN層の内部
で終端せしめられている事が、特に望ましい。
於いては、当該ビアホール110の底部120は、当該
各配線層102a及び102bの表面130に形成され
たバリヤーメタル層140に接している事が望ましい。
更に、本発明に於ける当該半導体装置100に於いて
は、当該ビアホール110の底部120は、図1(D)
に示す様に、当該各配線層102a及び102bの表面
に形成されたバリヤーメタル層140の内部で終端せし
められている事が更に望ましく、特には、当該バリヤー
メタル層140を構成する窒化チタン層TiN層の内部
で終端せしめられている事が、特に望ましい。
【0015】又、本発明に於いて使用される当該絶縁膜
層104としては、例えば、シリコン酸化膜が好まし
く、特には、プラズマシリコン酸化膜を使用する事が望
ましい。一方、本発明に於いて使用される配線層102
a及び102bは、特に限定されるものではないが、ア
ルミニウム等の金属配線層で構成されるものである事が
望ましい。
層104としては、例えば、シリコン酸化膜が好まし
く、特には、プラズマシリコン酸化膜を使用する事が望
ましい。一方、本発明に於いて使用される配線層102
a及び102bは、特に限定されるものではないが、ア
ルミニウム等の金属配線層で構成されるものである事が
望ましい。
【0016】本発明に係る当該半導体装置100に於け
る当該配線層102a及び102bは、その配置位置に
よるデザインの結果として、配線の幅が互いに異なって
いる場合が多く、その為、当該各配線層102a及び1
02bの上部に形成される上面部130の面積は、当然
互いに異なってくる。その結果、当該各配線部102a
及び102b上に形成されるHSQ膜103の厚みは、
上記した様に、当該配線層102a及び102bの幅が
大きい場合、つまり上部表面部130の面積が大きい場
合には、当該配線層102a上に形成される当該HSQ
膜103の膜厚は厚くなり、反対に当該配線層102b
の幅が狭い場合、つまり上部表面部130の面積が小さ
い場合には、当該配線層102b上に形成される当該H
SQ膜103の膜厚は薄くなり、従って、当該ビアホー
ル110を形成する為に、エッチング処理する際には、
当該ビアホール110の底面部である先端部120が、
同時には、当該各配線層102a及び102bのそれぞ
れの表面部130には到達しない事になる。
る当該配線層102a及び102bは、その配置位置に
よるデザインの結果として、配線の幅が互いに異なって
いる場合が多く、その為、当該各配線層102a及び1
02bの上部に形成される上面部130の面積は、当然
互いに異なってくる。その結果、当該各配線部102a
及び102b上に形成されるHSQ膜103の厚みは、
上記した様に、当該配線層102a及び102bの幅が
大きい場合、つまり上部表面部130の面積が大きい場
合には、当該配線層102a上に形成される当該HSQ
膜103の膜厚は厚くなり、反対に当該配線層102b
の幅が狭い場合、つまり上部表面部130の面積が小さ
い場合には、当該配線層102b上に形成される当該H
SQ膜103の膜厚は薄くなり、従って、当該ビアホー
ル110を形成する為に、エッチング処理する際には、
当該ビアホール110の底面部である先端部120が、
同時には、当該各配線層102a及び102bのそれぞ
れの表面部130には到達しない事になる。
【0017】そこで、本発明に於いては、基板若しくは
下地層間膜101上に形成された幅が互いに異なる複数
の配線層102a及び102b、当該基板若しくは下地
層間膜101及び当該配線層102a及び102b上に
形成されたHSQ(HydrogenSilsesquioxane) 膜10
3、当該HSQ膜103の上に形成された絶縁膜層10
4とから構成された半導体装置100を製造する方法に
おいて、当該複数の配線層102a及び102bのそれ
ぞれの幅が互いに異なる様に形成すると共に、当該絶縁
膜層104と当該HSQ膜層103のエッチングレート
が等しくなる様なエッチング条件を使用してエッチング
処理する様に構成したものである。
下地層間膜101上に形成された幅が互いに異なる複数
の配線層102a及び102b、当該基板若しくは下地
層間膜101及び当該配線層102a及び102b上に
形成されたHSQ(HydrogenSilsesquioxane) 膜10
3、当該HSQ膜103の上に形成された絶縁膜層10
4とから構成された半導体装置100を製造する方法に
おいて、当該複数の配線層102a及び102bのそれ
ぞれの幅が互いに異なる様に形成すると共に、当該絶縁
膜層104と当該HSQ膜層103のエッチングレート
が等しくなる様なエッチング条件を使用してエッチング
処理する様に構成したものである。
【0018】本発明に於ける当該半導体装置の製造方法
に於いては、当該エッチングは、ドライエッチング処理
である事が望ましく、又、当該ドライエッチング処理
は、フッ素系ガス及び水素系ガスの混合ガスを使用する
事が好ましい。一方、本発明に於いては、当該半導体装
置の製造方法において、当該ドライエッチング処理は、
水素系ガスの濃度を高く設定して実行する事が望まし
い。
に於いては、当該エッチングは、ドライエッチング処理
である事が望ましく、又、当該ドライエッチング処理
は、フッ素系ガス及び水素系ガスの混合ガスを使用する
事が好ましい。一方、本発明に於いては、当該半導体装
置の製造方法において、当該ドライエッチング処理は、
水素系ガスの濃度を高く設定して実行する事が望まし
い。
【0019】尚、本発明に係る当該半導体装置の製造方
法に於けるより詳細な具体例としては、当該ドライエッ
チング処理は、フルオロカーボンガスおよび水素含有ガ
スを使用するものである。本発明に於いて使用されるフ
ルオロカーボンガスとしては、一般にCX FY で示され
るものが使用されるが、具体例としては、CF4 、C4
F8 等が好ましくは使用される。
法に於けるより詳細な具体例としては、当該ドライエッ
チング処理は、フルオロカーボンガスおよび水素含有ガ
スを使用するものである。本発明に於いて使用されるフ
ルオロカーボンガスとしては、一般にCX FY で示され
るものが使用されるが、具体例としては、CF4 、C4
F8 等が好ましくは使用される。
【0020】又、本発明に於いて使用される水素含有ガ
スとしては、水素、CH4 、PH3、B2 H6 ガスから
選択された一つを使用するが望ましい。以下に、本発明
に係る当該半導体装置及び当該半導体装置の製造方法に
関するより詳細な具体例を実施例の形で説明する。即
ち、基板若しくは下地層間膜101としてプラズマSi
O2 膜を形成し、その上にメタル配線102として、図
1(D)に示す様に、TiN/ Ti/ Al−Cu/ Ti
Nからなる積層構造をもった総膜厚が約600nmのメ
タル配線を形成後、例えば塩素系ガスにより処理加工を
した。
スとしては、水素、CH4 、PH3、B2 H6 ガスから
選択された一つを使用するが望ましい。以下に、本発明
に係る当該半導体装置及び当該半導体装置の製造方法に
関するより詳細な具体例を実施例の形で説明する。即
ち、基板若しくは下地層間膜101としてプラズマSi
O2 膜を形成し、その上にメタル配線102として、図
1(D)に示す様に、TiN/ Ti/ Al−Cu/ Ti
Nからなる積層構造をもった総膜厚が約600nmのメ
タル配線を形成後、例えば塩素系ガスにより処理加工を
した。
【0021】次いで、その上にHSQ膜103を約40
0nm塗布し、焼成した。さらに、当該HSQ膜103
上に、プラズマSiO2 膜104を絶縁膜層として約1
400nm形成し、CMPによりプラズマSiO2 膜1
04を平坦化しメタル配線上に約700nmの絶縁膜が
残るようにした(図1(A)参照)。次にスルーホール
を形成するためフォトレジスト105を加工した。(図
1(B)参照)。
0nm塗布し、焼成した。さらに、当該HSQ膜103
上に、プラズマSiO2 膜104を絶縁膜層として約1
400nm形成し、CMPによりプラズマSiO2 膜1
04を平坦化しメタル配線上に約700nmの絶縁膜が
残るようにした(図1(A)参照)。次にスルーホール
を形成するためフォトレジスト105を加工した。(図
1(B)参照)。
【0022】その後、酸化膜ドライエッチャーにより、
C4 F8/Ar/ O2/COのガスケミストリーに4%H2
+N2 ガスを添加した。これを用いプラズマSiO2 絶
縁膜層104とHSQ膜103の積層膜を加工するとプ
ラズマSiO2 膜104とHSQ膜103のエッチング
選択比がほとんど1となり、かつメタル配線102の配
線上部のバリアメタルTiN膜との選択比が20以上確
保できるエッチングが実現した。(図1(C)参照)。
C4 F8/Ar/ O2/COのガスケミストリーに4%H2
+N2 ガスを添加した。これを用いプラズマSiO2 絶
縁膜層104とHSQ膜103の積層膜を加工するとプ
ラズマSiO2 膜104とHSQ膜103のエッチング
選択比がほとんど1となり、かつメタル配線102の配
線上部のバリアメタルTiN膜との選択比が20以上確
保できるエッチングが実現した。(図1(C)参照)。
【0023】上記具体例に於いて、メタル配線102a
及び102b上のHSQ膜103の膜厚がメタルの面積
が約1nm角の大面積部分102aでは厚く、小面積部
102bでは薄くなり、プラズマSiO2 膜104とH
SQ膜103の選択比が1に近ずかずにHSQ膜103
のエッチングレートが遅い場合は小面積メタル配線10
2b上の層間膜104は大面積メタル配線102a上の
層間膜104よりも先にエッチングされるため、ここで
エッチングを止めてしまうと大面積メタル配線102a
上の層間膜104上でエッチングがストップしてしま
う。
及び102b上のHSQ膜103の膜厚がメタルの面積
が約1nm角の大面積部分102aでは厚く、小面積部
102bでは薄くなり、プラズマSiO2 膜104とH
SQ膜103の選択比が1に近ずかずにHSQ膜103
のエッチングレートが遅い場合は小面積メタル配線10
2b上の層間膜104は大面積メタル配線102a上の
層間膜104よりも先にエッチングされるため、ここで
エッチングを止めてしまうと大面積メタル配線102a
上の層間膜104上でエッチングがストップしてしま
う。
【0024】しかし4%H2 +N2 ガスを添加するとプ
ラズマSiO2 膜104とHSQ膜103のエッチング
レートは両方とも遅くなるものの、エッチングの選択比
については1に近ずくので、大面積部のメタル配線10
2a上でも小面積部のメタル配線102b上でもエッチ
ングレートはほぼ等しくでき、ぬけ不良が発生しない。
ラズマSiO2 膜104とHSQ膜103のエッチング
レートは両方とも遅くなるものの、エッチングの選択比
については1に近ずくので、大面積部のメタル配線10
2a上でも小面積部のメタル配線102b上でもエッチ
ングレートはほぼ等しくでき、ぬけ不良が発生しない。
【0025】この理由はHSQ膜のエッチングで微細ホ
ール中では加工時にHSQ膜中から水素ガスが出てくる
ためエッチレートが低下する。しかしエッチングガスケ
ミストリーを水素ガスが多い雰囲気で実施すればプラズ
マSiO2 のエッチング時でも水素が過剰であるためH
SQ膜とプラズマSiO2 膜のエッチングレートが両方
とも低下しエッチング選択比が1に近ずく。
ール中では加工時にHSQ膜中から水素ガスが出てくる
ためエッチレートが低下する。しかしエッチングガスケ
ミストリーを水素ガスが多い雰囲気で実施すればプラズ
マSiO2 のエッチング時でも水素が過剰であるためH
SQ膜とプラズマSiO2 膜のエッチングレートが両方
とも低下しエッチング選択比が1に近ずく。
【0026】またメタル配線のバリアメタルで使用して
いるTiNとHSQ膜のエッチング選択比が水素添加に
より向上する。その理由は水素ガス添加により、TiN
膜のエッチングが保護できるからである。ここでは水素
含有ガスとして4%H2 +N2 ガスを用いたがその代わ
りにCH 4 ガス、PH3 ガス、B2 H6 ガスを使用して
もよい。
いるTiNとHSQ膜のエッチング選択比が水素添加に
より向上する。その理由は水素ガス添加により、TiN
膜のエッチングが保護できるからである。ここでは水素
含有ガスとして4%H2 +N2 ガスを用いたがその代わ
りにCH 4 ガス、PH3 ガス、B2 H6 ガスを使用して
もよい。
【0027】この中でCH4 ガスを使用した場合はエッ
チングのデポ膜として使用することができる。またPH
3 ガスを用いた場合は、その後のメタルに銅などのプラ
グを使用した場合にはバリアメタルが不完全であっても
銅の拡散バリアをより保証できるPSG層が形成でき
る。またB2 H6 ガスを添加した場合はHSQ膜のクラ
ックをより起こりにくくするというメリットが発生し
た。
チングのデポ膜として使用することができる。またPH
3 ガスを用いた場合は、その後のメタルに銅などのプラ
グを使用した場合にはバリアメタルが不完全であっても
銅の拡散バリアをより保証できるPSG層が形成でき
る。またB2 H6 ガスを添加した場合はHSQ膜のクラ
ックをより起こりにくくするというメリットが発生し
た。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る当該半導体装置及びその製
造方法は、上記した様な技術構成を採用しているので、
メタル配線を加工後、HSQ膜を塗布し、プラズマSi
O2 膜を形成し、そのプラズマSiO2 膜をCMPする
層間膜構造において、プラズマSiO2 膜とHSQ膜の
エッチング選択比をほぼ1にすることによって、配線層
の幅が互いに異なっている半導体装置であって且つ層間
絶縁膜にHSQ膜が使用されている半導体装置に於い
て、当該配線層に到達するビアホールの底部を確実に当
該配線層の上部表面部のみで終端させている半導体装置
が容易に得られると言う効果をうる事が出来る。
造方法は、上記した様な技術構成を採用しているので、
メタル配線を加工後、HSQ膜を塗布し、プラズマSi
O2 膜を形成し、そのプラズマSiO2 膜をCMPする
層間膜構造において、プラズマSiO2 膜とHSQ膜の
エッチング選択比をほぼ1にすることによって、配線層
の幅が互いに異なっている半導体装置であって且つ層間
絶縁膜にHSQ膜が使用されている半導体装置に於い
て、当該配線層に到達するビアホールの底部を確実に当
該配線層の上部表面部のみで終端させている半導体装置
が容易に得られると言う効果をうる事が出来る。
【図1】図1は、本発明に係る半導体装置及び半導体装
置の製造方法の一具体例に於ける要部工程での半導体装
置の工程断面図を示す。
置の製造方法の一具体例に於ける要部工程での半導体装
置の工程断面図を示す。
【図2】図2は、従来に於ける半導体装置の製造方法の
要部を示す工程断面図である。
要部を示す工程断面図である。
【図3】図3は、従来に於ける半導体装置の製造方法に
よる欠点を説明する断面図である。
よる欠点を説明する断面図である。
100…半導体装置 101、201…基板、下地層間膜 102、202…配線層、メタル配線 102a…幅の大きい配線層 102b…幅の狭い配線層 103、203…HSQ膜 104、204…絶縁膜層、プラズマSiO2 膜 105、205…フォトレジスト 110…ビアホール 120…ビアホールの底部 130…配線層の上部表面部 140…バリヤーメタル層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 BB30 DD08 DD15 DD16 EE12 EE14 FF18 5F004 AA00 DA00 DA20 DA23 DA24 DA25 DA26 DB03 DB12 DB23 DB24 EB01 EB03
Claims (9)
- 【請求項1】 基板若しくは下地層間膜上に形成された
幅が互いに異なる複数の配線層、当該基板及び当該配線
層上に形成されたHSQ(Hydrogen Silsesquioxane)
膜、当該HSQ膜の上に形成された絶縁膜層とから構成
された半導体装置において、底部が、当該幅が互いに異
なる複数の配線層のそれぞれの上部表面部にのみ到達し
ている当該絶縁膜層と当該HSQ膜層とを貫通したビア
ホールが形成されている半導体装置。 - 【請求項2】 当該ビアホールの底部は、当該各配線層
の表面に形成されたバリヤーメタル層に接している事を
特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 当該ビアホールの底部は、当該各配線層
の表面に形成されたバリヤーメタル層の内部で終端せし
められている事を特徴とする請求項2記載の半導体装
置。 - 【請求項4】 基板若しくは下地層間膜上に形成された
幅が互いに異なる複数の配線層、当該基板及び当該配線
層上に形成されたHSQ(Hydrogen Silsesquioxane)
膜、当該HSQ膜の上に形成された絶縁膜層とから構成
された半導体装置を製造する方法において、当該複数の
配線層のそれぞれの幅が互いに異なる様に形成すると共
に、当該絶縁膜層と当該HSQ膜層のエッチングレート
を等しくする様にエッチング処理することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 当該エッチングは、ドライエッチング処
理である事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】 当該ドライエッチング処理は、フッ素系
ガス及び水素系ガスの混合ガスを使用する事を特徴とす
る請求項4又は5に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 当該ドライエッチング処理は、水素系ガ
スの濃度を高く設定して実行する事を特徴とする請求項
6記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 当該ドライエッチング処理は、フルオロ
カーボンガスおよび水素含有ガスを使用する事を特徴と
する請求項6又は7記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 当該水素含有ガスとして水素、CH4 、
PH3 、B2 H6 ガスから選択された一つを使用するこ
とを特徴とする請求項6乃至8の何れかに記載の半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11102702A JP2000294545A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体装置及びその製造方法 |
| KR10-2000-0018154A KR100379137B1 (ko) | 1999-04-09 | 2000-04-07 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| US09/544,490 US6319844B1 (en) | 1999-04-09 | 2000-04-07 | Method of manufacturing semiconductor device with via holes reaching interconnect layers having different top-surface widths |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11102702A JP2000294545A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294545A true JP2000294545A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14334605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11102702A Pending JP2000294545A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6319844B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000294545A (ja) |
| KR (1) | KR100379137B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100460772B1 (ko) * | 2001-12-19 | 2004-12-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자 제조 방법 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3547364B2 (ja) * | 2000-04-21 | 2004-07-28 | シャープ株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US6969909B2 (en) * | 2002-12-20 | 2005-11-29 | Vlt, Inc. | Flip chip FET device |
| US7038917B2 (en) * | 2002-12-27 | 2006-05-02 | Vlt, Inc. | Low loss, high density array interconnection |
| KR100555515B1 (ko) * | 2003-08-27 | 2006-03-03 | 삼성전자주식회사 | 코발트층 캡핑막을 갖는 반도체 소자 및 그 제조방법 |
| US20060105573A1 (en) * | 2004-11-18 | 2006-05-18 | Texas Instruments, Inc. | Method for selective plasma etch of an oxide layer |
| JP6990799B2 (ja) * | 2019-11-08 | 2022-02-03 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法、プラズマ処理装置、処理ガス、デバイスの製造方法、プログラム、及び記憶媒体 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4668338A (en) * | 1985-12-30 | 1987-05-26 | Applied Materials, Inc. | Magnetron-enhanced plasma etching process |
| JPS63124446A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-27 | インタ−ナショナル・ビジネス・マシ−ンズ・コ−ポレ−シヨン | 接続孔形成方法 |
| US5378318A (en) * | 1992-06-05 | 1995-01-03 | Vlsi Technology, Inc. | Planarization |
| JPH07226531A (ja) | 1994-02-14 | 1995-08-22 | Hitachi Ltd | 受光素子の製造方法 |
| JP3226021B2 (ja) * | 1997-09-02 | 2001-11-05 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH11145281A (ja) * | 1997-11-06 | 1999-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| KR100311487B1 (ko) * | 1997-12-16 | 2001-11-15 | 김영환 | 산화막식각방법 |
| US6083845A (en) * | 1999-02-23 | 2000-07-04 | United Microelectronics Corp. | Etching method |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP11102702A patent/JP2000294545A/ja active Pending
-
2000
- 2000-04-07 KR KR10-2000-0018154A patent/KR100379137B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-07 US US09/544,490 patent/US6319844B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100460772B1 (ko) * | 2001-12-19 | 2004-12-09 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100379137B1 (ko) | 2003-04-08 |
| KR20010014701A (ko) | 2001-02-26 |
| US6319844B1 (en) | 2001-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5847463A (en) | Local interconnect comprising titanium nitride barrier layer | |
| JP3300643B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH09148433A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| KR100277377B1 (ko) | 콘택트홀/스루홀의형성방법 | |
| JPH10223760A (ja) | アルミニウム相互接続のプラズマ処理による空気ギャップ形成の方法 | |
| JP3953726B2 (ja) | 面取りが形成された金属シリサイド層を備えた半導体素子の製造方法 | |
| JPH1131745A (ja) | 半導体装置のコンタクトプラグ形成方法 | |
| KR100288176B1 (ko) | 반도체 장치 제조 방법 | |
| JP2000100749A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| US7615494B2 (en) | Method for fabricating semiconductor device including plug | |
| US8835306B2 (en) | Methods for fabricating integrated circuits having embedded electrical interconnects | |
| JP2000294545A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP4201421B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US7026242B2 (en) | Method for filling a hole with a metal | |
| US7253094B1 (en) | Methods for cleaning contact openings to reduce contact resistance | |
| US6133628A (en) | Metal layer interconnects with improved performance characteristics | |
| JP2000150517A (ja) | 半導体集積回路装置およびその製造方法 | |
| JPH0888329A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100307489B1 (ko) | 반도체디바이스의다층배선방법 | |
| JP4379245B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH10223753A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法および半導体集積回路装置 | |
| KR100265828B1 (ko) | 반도체소자 제조방법 | |
| JP2004158821A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100618794B1 (ko) | 반도체소자의 콘택홀 형성방법 | |
| JP2005243978A (ja) | 半導体素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040113 |