JPH046836A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体
装置の一部を構成する配線用金属膜上に積まれた絶縁膜
に、更に上部配線用金属膜を通すための開孔部を形成す
る方法に関するものである。

［従来の技術］ 現在、半導体装置は、その微細化、高集積化に伴う低消
費電力化と高速動作の要望から、金属材料による配線を
２層以上形成する必要が出てきた。

このとき、下部配線用金属膜と上部配線用金属膜を所定
の場所で結線するために、下部配線用金属膜を形成した
後、眉間絶縁膜を堆積し。その絶縁膜の所定の場所に開
孔部を形成する工程がある。

ここで従来の開孔部形成方法の一例の主要段階の状態を
示す断面図を第２図（＾）〜（Ｃ）に示す、まず第２図
（＾）に示すように、例えば＾Ｉ、Ｓｉ、Ｃｕの合金（
以後＾ｌ、　Ｓｉ、Ｃｕと記す）から成る配線用金属膜
（１）の上部に形成された絶縁１！（２）の表面上に塗
布したフォトレジストに所望のパターンを開孔したレジ
ストマスク（３）を形成する６次に、反応性イオンエツ
チング（ＲＩＥ）を用いて絶縁膜（２）をエツチングす
ることにより、第２図（Ｂ）のように所望の開孔部を絶
縁膜（２）に形成することができる。

しかし、このような方法で開孔部を形成すると、第２図
（Ｃ）に示したようにレジストマスク（３）除去後の上
部に形成された配線材料の膜すなわち上部配線用金属膜
、例えば＾Ｉ、　Ｓｉ、　ＣｕＭ（４ンが部分（イ）や
（ロ）で薄くなり、特に部分（イ）はエレクトロマイグ
レーションなどの現象によって断線しやすくなる。

そこで、この問題の解決策として、例えば特開昭５９−
９９２３号公報に開示されているような等方性エツチン
グと異方性エツチングを組み合わせた開孔部形成方法が
ある。第３図（＾）〜（Ｄ）にこの従来例を示す、第３
図（＾）に示すように、配線用金属膜（１）上に形成さ
れた絶縁膜（２）の表面上に所望のパターンを開孔した
レジストマスク（３）を形成した後、フッ化水素溶液な
ど用いた等方性エツチングを行うと第３図（Ｂ）に示す
ようになり、その後反応性イオンエツチング＜ＲＩＥ）
を用いて異方性エツチングを行うと第３図（Ｃ）に示す
ようになる。

この従来例で形成された開花部に上部配線用金属膜（４
）を堆積した場合、第３図（Ｄ）のように開孔部上部で
上部配線用金属＃　（４）の厚みが第２図（Ｃ）に較べ
て増し、エレクトロマイグレーションなどによる配線の
断線への耐性が向上する。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来例においては、反応性イオンエツチングを
、配線用金属膜（１）よりも絶縁膜（２）に優先的に行
う必要がある。このため、反応性イオンエツチングにお
いて、例えばＣＨＦ、＋０２ガスを用いる。このエツチ
ングにおいて、開孔部の底部に、例えば＾ｌ　、Ｓｉ　
、Ｃｕである配線用金属膜（１）の表面が現われた時に
、レジストマスク（３）の成分である炭素と＾１やＣｕ
の金属成分が反応し、第４図に示すように絶縁Ｂ（２）
の開孔部側壁にデポジション（６）が堆積する。このデ
ポジション（６）は、ＲＩＥによる絶縁Ｍ（２）の製減
りにより、第４図にみられるような突出した部分を作り
、上部配線用金属膜（４）の断線の原因になることがあ
る。

また、配線用金属膜〈１）上についてデポジション（６
）は、上部配線用金属Ｒ１（４）と配線用金属膜（１）
との接触を妨げることがある。

また、第２番目の従来例においても、上部配線用金属膜
（４）に薄い部分があり［第３図（Ｄ）の部分（ＩＩ＞
、（ハ）、（ニ）〕、エレクトロマイグし−シゴンなど
によって断線する可能性がある。

この発明は、以上のような従来の問題点を解決するため
になされたもので、デポジションが少なく、また、上部
に形成された金属配線が断線する可能性が小さい、半導
体装１の製造方法を得ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体装置の
一部を構成する配線用金属膜の上に形成された絶縁膜の
上にアモルファスシリコン膜を形成する工程と、前記ア
モルファスシリコン膜の上に、所望のパターンを開孔し
たレジストマスクを形成する工程と、前記レジストマス
クを介して前記アモルファスシリコン膜を、上方に拡開
する傾斜形状にエツチングする工程と、前記レジストマ
スクを除去後に前記アモルファスシリコン膜をマスクし
て前記絶縁膜をエツチングする工程と、前記アモルファ
スシリコン膜を除去後に前記配線用金属膜および前記絶
縁膜の上に上部配線用金属膜を形成する工程とを含むも
のである。

（作　用］ この発明によれば、絶縁膜のエツチングマスクとしてレ
ジストマスクでなくアモルファスシリコン膜を用いるの
で、絶縁膜開孔部側壁へのデポジションが著しく減少す
る。またアモルファスシリコン膜をテーパー形状に加工
することにより開孔部の形状をテーパー状にすることが
でき、配線の断線に対する耐性を向上させることができ
る。また、開孔部形成後アモルファスシリコン膜の除去
にＮＦ、ガスを用いることにより、下部の金属配線上の
デポジションを取り除くことができる。

［実施例コ 第１図（＾）〜（Ｃ）はこの発明の一実施例の主要段階
の状態を示す断面図である。

まず、第１図（＾）に示すように、配線用金属膜（１）
の上に形成された絶縁膜（２〉の上に、スパッタ法など
によってアモルファスシリコン膜（５）　ｆ！：形成す
る。このアモルファスシリコンＭ（５）の厚さは絶縁膜
（２）の厚さにもよるが、例えば絶縁膜（２）として厚
さ１μｍのシリコン酸化膜を形成した場合、３００＋＋
ｍ〜４００ｎｍが適当である。

次にアモルファスシリコン膜（５）の上に、所望のパタ
ーンを開孔したレジストマスク（３）を形成する。この
レジストマスク（３）をエツチング用のマスクとして、
アモルファスシリコン膜（５）のエツチングを行う。こ
のとき、エツチングを、例えばＮ２”５０ｓ、、、、５
ｉＣ１，＝５０．ｅＣ，、圧力２０ｍ１１ｇの条件で行
うと、第１図（Ｂ）に示すように、アモルファスシリコ
ン膜（５〉を、上方に拡開する傾斜形状に工・ンチング
することができる０次に、第１図（Ｃ）に示すように、
レジストマスク（３）を除去し、残されたアモルファス
シリコン膜（５）をエツチングマスクとして、ＣＨＦ５
＝　４５．ｃｃ、ＮＦ、−１５，。。、、０２＝１５ｓ
ｃｃｘ、５０＋＊ｌＩｌ＋、０．２５ｗ／Ｃｍ２の条件
で絶縁膜（２）の工・ンチングを行うと、第１図（Ｄ）
　、　（Ｅ）のようにアモルファスシリコン膜（５）が
薄くなることおよびアモルファスシリコンＭ（５）に若
干のサイドエッチが入ることにより開孔部が広くなり、
絶縁Ｍ（２）はなめらかに上方に拡開する傾斜形状とな
る。さらに、第１図（Ｅ）のように、配線用金属膜（１
）である＾ｌ　Ｓｉ、Ｃｕの表面が現われ、エツチング
が終了したとき絶縁膜（２）の上に残っているアモルフ
ァスシリコン膜（５）をＮＦ、ガスによるプラズマエツ
チングで除去する［第１図（Ｆ）］。このＮＦ３ガスに
よるプラズマエツチングは、アモルファスシリコン膜（
５）の除去だけでなく、配線用金属膜（１）上に堆積し
たＣｘＦｙ系などのデポジションの除去にも有効である
。このようにして形成された開孔部の上に上部配線用金
属膜（４）の＾１．　Ｓｉ、　Ｃｕを形成すると第１図
（Ｃ）のように膜厚の均一性が良好な上部配線用金属膜
（４）が得られ、エレクトロマイグレションなどによる
断線に対して耐性の大きい金属配線を形成することがで
きる。

なお、この実施例においては、アモルファスシリコン膜
（５）のエツチングにＮ２　＋　５ｉＣＩ＜を用いたが
、必ずしもこのガスに限定する必要はなく、アモルファ
スシリコン膜をエンチングてきるものであればその他の
ガス、溶液を用いることも可能である。また、絶縁膜の
エツチングにＣＨＦ、十ＮＦ）＋０２を用いたが、必ず
しもこのガスに限定する必要はない。さらに、アモルフ
ァスシリコン膜を除去するのにＮＦっに限定する必要は
なく　、ＳＦ、やＣＦ、などのガスを用いることも可能
である。

［発明の効果］ 以上詳しく説明したように、この発明は、半導体装置の
一部を構成する配線用金属膜の上に形成された絶縁膜の
上にアモルファスシリコン膜を形成する工程と、前記ア
モルファスシリコン膜の上に、所望のパターンを開孔し
たレジストマスクを形成する工程と、前記レジストマス
クを介して前記アモルファスシリコン膜を、上方に拡開
する傾斜形状にエツチングする工程と、前記レジストマ
スクを除去後に前記アモルファスシリコン膜をマスクし
て前記絶縁膜をエツチングする工程と、前記アモルファ
スシリコン膜を除去後に前記配線用金属膜および前記絶
縁膜の上に上部配線用金属膜を形成する工程とを含むの
で、上部金属配線の断線を誘発するデポジションを減少
つせることができ、同時に金属配線の断線を少なくする
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（＾）〜（Ｇ）はこの発明の実施例の主要段階の
断面図、第２図（＾）〜（Ｃ）は第１の従来例の主要段
階の断面図、第３図（＾）〜（Ｄ）は第２の従来例の主
要段階の断面図、第４図は第２の従来例で開孔部を形成
したときのデポジションの様子を表わす断面図である。 図において、（１）は配線用金属膜、（２）は絶縁膜、
（３）はレジストマスク、（４）は上部配線用金属膜、
（５）はアモルファスシリコン膜を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体装置の一部を構成する配線用金属膜の上に
   形成された絶縁膜の上にアモルファスシリコン膜を形成
   する工程と、前記アモルファスシリコン膜の上に、所望
   のパターンを開孔したレジストマスクを形成する工程と
   、前記レジストマスクを介して前記アモルファスシリコ
   ン膜を、上方に拡開する傾斜形状にエッチングする工程
   と、前記レジストマスクを除去後に前記アモルファスシ
   リコン膜をマスクして前記絶縁膜をエッチングする工程
   と、前記アモルファスシリコン膜を除去後に前記配線用
   金属膜および前記絶縁膜の上に上部配線用金属膜を形成
   する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
   法。