JPH01300537A

JPH01300537A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH01300537A
Application number: JP13073288A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Ueda; 博一上田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1989-12-05

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】〈産業上の利用分野〉本発明は半導体装置の製造方法に関し、より詳しくは集
積回路素子における多層配線用の微細コンタクトパター
ンの形成方法に関する。

〈従来技術〉従来、多層配線用コンタクトパターンの形成方法として
は、たとえば第２図（ｉＸｉｉ　Ｘ１ｉｉＸｉｖ）に対
応する以下の工程（ｉＸｉｉ　）（川Ｘ１ｖ）からなる
ものが知られている。

（ｉ）１層目配線パターン形成：Ｓｉ基板１にボロンリングラスを堆積してボロンリング
ラス膜２を形成後、上記ボロンリングラス膜２の上にＡ
ｌ−Ｓｉ合金によって金属配線パターン３を形成する。

（ｉｉ）層間絶縁層形成：約３００℃の雰囲気温度下で、上記金属配線パターン３
の上にプラズマＳｉｎ、を約０．３〜０゜４μ堆積して
プラズマＳｉｎ、膜５を形成し、続いてスピンオングラ
ス（ＳＯＧ）を約０．３〜０．５μ塗布し、熱処理を施
してＳＯＧ膜６を形成し、さらにその上に再度プラズマ
５ｉＯｚを３００℃の雰囲気温度下で約０．５μ堆積し
てプラズマ５ｉＯｙ膜７を形成する。これら５ｈｏｔ膜
５、ＳＯＧ膜６．５ｉｏｔ膜７は層間絶縁層８を形成す
る。

（ｉｉｉ）コンタクトホール加工。

上記層間絶縁層８の上に図示しないレジストパターンを
マスクとしてリアクティブイオンエツチングを行ってコ
ンタクトホール１０を形成する。

（ｉｖ）２層目配線用金属膜形成ニスバッタ法によりＡｌ−５ｉ合金からなる２層目配線用
金属膜１１を上記層間絶縁層８の上およびコンタクトホ
ール１０内側に形成する。

〈発明が解決しようとする課題〉以上の工程からなる多層配線用コンタクトパターンの形
成方法によれば、第２図（ｉｉｉ）からもわかるように
、コンタクトホール１０の開口時、ＳＯＧ膜６の側面が
上記コンタクトホールｌＯに対して露出した形となる。

このＳＯＧからは残留ガスが揮発して、１層目の配線パ
ターンであるＡｌ−９ｉ膜３の上に酸化アルミニウム膜
が生成される。

これは配線金属膜３．１１間の接触不良の原因となる。

コンタクトホールの径が小さくなるにつれてその影響は
顕著になり、両金属膜間の接触抵抗が増大するという問
題が生じる。

このような問題を解決するため、上記（ｉｉ）の工程に
おいて、第３図（ａ）に示すように、ＳＯＧ膜６を形成
した後に、１層目の金属パターン３上の５ＯＧＩ１６を
エッチバックにて除去する方法がしばしば用いられてい
る。

しかしながら、これには次のような問題がある。

エッチバックの際、配線間に厚く堆積したＳＯＧ膜と配
線上に薄く堆積したＳＯＧ膜のエツチングレートが異な
るため、配線間のＳＯＧは配線上のＳＯＧに比べて速く
エツチングされる。そのため、第３図（ｂ）に示すよう
に、１層目の金属パターン３の上辺外に形成されたＳＯ
Ｇも両隅部を除いて■形状に除去されてしまう。その結
果、ＳＯＧの塗布によって得られた平坦性が劣化してし
まうのである。

そこで、本発明の目的は、多層配線用のコンタクトパタ
ーンを平坦性を損なうことなく、また、コンタクトホー
ルにおいて接触抵抗を増大させることなく形成すること
である。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するため、本発明の基板上に複数の導電
層と層間絶縁層を備えた半導体装置の製造方法は、少な
くとも１つの特定の材料からなる層間絶縁膜を含む層間
絶縁層にコンタクトホールを開口し、次に上記コンタク
トホール内側面に上記特定の材料からなる層間絶縁膜と
異なる材料の絶縁サイドウオールを形成し、次に導電層
を上記絶縁サイドウオール上に形成して、上記層間絶縁
層の両側の導電層を電気的に接続することを特徴として
いる。

〈実施例〉以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す工程図で、この図の（
１）は第２図（ｉｉｉ）に対応している。つまり、１層
目の金属配線パターン３の上にコンタクトホール！０を
形成するまでの工程は第２図（ｉ）、（ｉｉ）。

（ｉｉｉ　）に示したものと同様であるので説明を省略
して、以後の工程について第１図（ｎＸＩＩＩＸＩＶ）
に従って説明する。

ＣＵ）　　サイドウオール形成用絶縁膜形成：第１図（
１）に示すように１層目の金属配線パターン３の上にコ
ンタクトホール１０を開口した後、約３００℃の雰囲気
温度下で、ＣＶＤ法を用いてプラズマＳｉＮ膜１２を約
０．５μ堆積させる。

（［Ｉｒ）　　サイドウオール加工：次に、リアクティブイオンエツチング方法により異方性
エツチングを行い、上記プラズマＳｉＮ膜１２から堆積
したプラズマＳｉＮ膜１２の厚さ分を除去する。こうす
ると、コンタクトホール１０内側面にＳｉＮ膜１２の一
部が残り、絶縁サイドウオール１４を形成する。この絶
縁サイドウオール１４によって、工程（１）でコンタク
トホール１０の側面に露出したＳＯＧ膜６は被覆される
ので、このＳＯＧから発生する残留ガスはコンタクトホ
ール１０内に流出することはない。また、上記絶縁サイ
ドウオール１４は、第１図（ＩＸＩＶ）よりも明らかな
ように、コンタクトホールｌＯの外側の部分が内側の部
分よりも薄く、コンタクトホールの側壁の傾きを緩やか
にする。したがって、配線パターンの平坦性が向上する
。

（■）　２層目配線金属膜形成；スパッタ法により２層目配線用Ａｌ−３ｉ膜１５’をプ
ラズマ５ｉＯｙ膜７および絶縁サイドウオール１４の上
に形成する。その後、通常の方法を用いて配線パターン
を作製する。

上記実施例によれば、コンタクトホール１０の開口によ
って露出したＳＯＧはサイドウオール１４によって被覆
されるので、従来のように露出したＳＯＧからの残留ガ
スの蒸発は防止される。したがって、この残留ガスによ
る酸化アルミニウム膜生成に起因する金属配線間の接触
抵抗の増大は防止できる。また、第１図（１）に示すよ
うに、サイドウオール１４の形成によってコンタクトホ
ールの事実上の径ｄ２は開口時の径ｄ、より小さくなる
ので、コンタクトホールの開口に際しては、目的とする
コンタクトホールの径ｄ、よりも少し大きい径ｄ、にな
るようにパターニングすればよいため、加工が楽になる
。また、従来の方法とは異なり、ＳＯＧをエッチバック
しないので、パターンの平坦性の劣化を来さず、しかも
、サイドウオール１４の形成によって、コンタクトホー
ルＩＯの側壁の傾きが緩やかになり、さらに良好な平坦
性が得られる。したがって、２層目の金属配線Ｉ５の断
線や短絡といった問題が回避できる。

なお、上記実施例では絶縁膜の１つとしてＳＯＧ膜６を
用いたが、他の揮発性ガラスであってもよく、また、絶
縁サイドウオールＩ４はＳｉＮ膜によって形成したが、
ある条件下で揮発性がなければたとえば他の窒化膜でも
よく、あるいは酸化膜であってもよい。

〈効果〉以上の説明で明らかなように、本発明によれば、コンタ
クトホールの側壁に絶縁サイドウィー−ルを用いるため
、パターンの段差が小さくなって良好な平滑性が得られ
、したがって導電層を配線加工した際に、配線の断線や
短絡等を有効に防止できる。また、絶縁サイドウオール
を用いるため、コンタクトホールの開口に際して、その
径を目的とする径より少し太き目のゆとりある大きさで
バターニングできる。また、層間絶縁層にある条件下で
揮発性の材料が、絶縁サイドウオールに上記条件下で不
揮発性の材料が使われた場合には、揮発性材料から発生
しようとするガスは絶縁サイドウオールによってシール
されることになるので、揮発ガスによる酸化膜生成に起
因する金属配線間の接触抵抗の増大という問題は生じず
、微少なコンタクトパターンを形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の工程図、第２図および第３
図は従来例の工程図である。ｌ・・・Ｓｉ基板、　　３・・・１層目金属パターン、
５．７・・・５ｉＯｚ膜、６・・・ＳＯＧ膜、８・・層
間絶縁層、ＩＯ・・・コンタクトホール、１１．１５・
・・２層目配線用金属膜、１４・・・絶縁サイドウオー
ル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に複数の導電層と層間絶縁層を備えた半導
体装置の製造方法であって、少なくとも１つの特定の材料からなる層間絶縁膜を含む
層間絶縁層にコンタクトホールを開口し、次に上記コン
タクトホール内側面に上記特定の材料からなる層間絶縁
膜と異なる材料の絶縁サイドウォールを形成し、次に導
電層を上記絶縁サイドウォール上に形成して、上記層間
絶縁層の両側の導電層を電気的に接続することを特徴と
する半導体装置の製造方法。