JPH05114656A - 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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JPH05114656A
JPH05114656A JP27284291A JP27284291A JPH05114656A JP H05114656 A JPH05114656 A JP H05114656A JP 27284291 A JP27284291 A JP 27284291A JP 27284291 A JP27284291 A JP 27284291A JP H05114656 A JPH05114656 A JP H05114656A
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JP
Japan
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film
metal wiring
via hole
photoresist
insulating film
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JP27284291A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Nishimura
一弘 西村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層金属配線を設けた半導体装置の製造工程
において、金属配線へのボイド発生やSOG膜等からの
脱ガスに起因するコンタクト不良を抑制する。 【構成】 半導体基板上に、層間絶縁膜を介して多層の
金属配線を設けるようにした半導体装置の製造方法で、
ホトレジストをマスクとして、下層の金属配線に向けて
層間絶縁膜にバイヤホールを開口し、ホトレジストの除
去前に、バイヤホール底部に露出した金属配線の上に表
面保護膜を形成する。層間絶縁膜に加えて平坦化用SO
G膜を設けた場合には、バイヤホールの底部及び側壁部
に亘る表面保護膜を形成し、ホトレジスト除去後上層の
金属配線形成前に底部の保護膜のみ除去する。これによ
り、ホトレジスト水洗時における水分との接触による金
属配線へのボイド発生や、上層の金属配線の積層時にお
けるSOG膜からの脱ガスを阻止し、コンタクト不良の
発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上に層間絶
縁膜を介して多層の金属配線を積層するようにした半導
体装置の製造方法に係り、特にバイヤホールコンタクト
不良の防止対策に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の半導体装置の微細化、高密度化に
伴い、安定した多層配線を得るための製造技術はますま
す高度性を要求されるようになってきており、特にその
中でも各層間の金属配線を結線するための孔(いわゆる
バイアホール)の形成工程は最も難しい工程の一つとな
っている。
【0003】ここで、従来の半導体装置のバイアホール
形成工程について、図2の(a)〜(c)に基づき説明
する。
【0004】まず、図2の(a)に示すように、バイヤ
ホールの形成に先立ち、半導体基板1の上に、絶縁膜2
を設け、その上に、コンタクトホール(図示せず)を介
して半導体基板1上のトランジスタ等の機器に接続され
るアルミニウム膜3(金属配線)を設ける。次に、その
上に下層絶縁膜4を形成した後、凹凸を平坦化すべく流
動性のシリカ系化合物を塗布してなるSOG膜5を設け
る。そして、この各膜4,5,6にバイアホール10を
形成するために、通常のリソグラフィ技術によってバイ
ヤホール10に相当する領域のみを開口するようホトレ
ジスト7をパターニングする。
【0005】次に、図2の(b)に示すように、上記ホ
トレジスト7をマスクとし、ドライエッチングにより、
アルミニウム膜3に向けて、上層絶縁膜6、SOG膜
5、下層絶縁膜4を順次開口させ、バイヤホール10を
形成する。
【0006】さらに、図2の(c)に示すように、不要
となったホトレジスト7をアッシングにより除去し、最
後に水洗により、ホトレジスト7を完全に取り除く。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の製造工程において、図2の(c)に示すように、
ホトレジスト7除去の水洗時、水分との反応により、バ
イアホール10底部に露出したアルミニウム膜3にボイ
ド8が発生することがあり、上層の金属配線(図示せ
ず)としてのアルミニウム膜をスパッタリング技術によ
り結線しようとしても、良好なコンタクトが得られない
虞れがあった。
【0008】また、各絶縁膜4,6間に平坦化用SOG
膜5を設けた場合、バイアホール10側壁部に平坦化用
SOG膜5の端面が露出するが、このSOG膜5は流動
性シリカ系の化合物を塗布したものであるため、内部に
はガスが残留しており、上層の金属配線をスパッタリン
グする時、又はその後の工程において、SOG膜5から
残留ガスが放出されると、バイアホールコンタクトに悪
影響を及ぼす虞れもあった。
【0009】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、バイアホール底部に露出した金属配
線におけるボイドの発生や、バイアホール側壁部に露出
したSOG膜からの脱ガスに起因するコンタクト不良を
抑制しうる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の解決手段は、半導体装置の製造工程におい
て、バイヤホール内の露出部に表面保護膜を形成するこ
とにある。
【0011】具体的に請求項1の発明の講じた手段は、
半導体基板上に設けられた金属配線の上に、層間絶縁膜
を介して上層の金属配線を積層するようにした半導体装
置の製造方法を対象とする。
【0012】そして、半導体装置の製造方法として、ホ
トレジストをマスクとして、上記層間絶縁膜をエッチン
グし、上記金属配線に向けて上層の金属配線を結線する
ための孔を開口させる工程と、上記ホトレジストを除去
する前に、上記エッチング工程により上記孔底部に露出
した金属配線の表面を被覆する表面保護膜を形成する工
程とを有する方法としたものである。
【0013】請求項2の発明の講じた手段は、半導体基
板上に設けられた金属配線の上に、層間絶縁膜とSOG
膜等の平坦化用塗布膜とを介して上層の金属配線を積層
するようにした半導体装置の製造方法を対象とする。
【0014】そして、半導体装置の製造方法として、ホ
トレジストをマスクとして、上記層間絶縁膜及び平坦化
用塗布膜をエッチングし、上記金属配線に向けて上層の
金属配線を結線するための孔を開口させる工程と、上記
ホトレジストを除去する前に、上記エッチング工程によ
り上記孔底部に露出した金属配線の表面と孔側壁部に露
出した平坦化用塗布膜の端面とを被覆する表面保護膜を
形成する工程と、上記ホトレジストを除去した後、上記
層間絶縁膜上に上層の金属配線を積層する前に、上記表
面保護膜のうち孔底部の部分のみを除去する工程とを有
する方法としたものである。
【0015】
【作用】以上の方法により、請求項1の発明では、バイ
ヤホール形成後バイアホール底部に露出した金属配線の
上に表面保護膜が形成されるので、その後ホトレジスト
を水洗により除去するときに、金属配線と水分との直接
接触が妨げられ、金属配線へのボイドの発生が阻止され
る。したがって、上層の金属配線の形成時におけるバイ
ヤホールコンタクト不良が低減することになる。
【0016】請求項2の発明では、層間絶縁膜に加え
て、SOG膜等の塗布膜を設けた場合には、バイヤホー
ル形成後バイヤホール底部及びバイアホール側壁部に表
面保護膜が形成されているので、ホトレジスト水洗時に
は上記請求項1の発明と同様の作用により、金属配線へ
のボイドの発生が阻止される。また、ホトレジスト除去
後上層の金属配線を積層する前に、表面保護膜のうちバ
イヤホール底部の部分のみが除去されるので、上層の金
属配線の積層が円滑に行われるとともに、バイヤホール
側壁部の塗布膜からの脱ガスが阻止され、バイアホール
コンタクト不良の発生が抑制される。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0018】図1の(a)〜(c)は、本発明の一実施
例における半導体装置の製造方法を工程順に示し、ま
ず、図1の(a)に示すように、バイヤホール形成に先
立ち、シリコンからなる半導体基板1の上には絶縁膜2
が形成されている。この半導体基板1には、図示しない
が、トランジスタやその電極部が形成されており、絶縁
膜2はこの半導体基板部と金属配線とを電気的に絶縁す
るものである。そして、絶縁膜2の上には、図示しない
がコンタクトホールを介して半導体基板1に結線された
金属配線であるアルミニウム膜3が設けられており、さ
らに、その上に酸化シリコン等をCVD法等により積層
してなる下層絶縁膜4と、上記アルミニウム膜3で生じ
る凹凸を平坦化するために流動性シリカを塗布してなる
平坦化用SOG膜5と、その上に酸化シリコン等をCV
D法等により積層してなる上層絶縁膜6とが設けられて
いる。ここで、上記上層絶縁膜6及び下層絶縁膜4が本
発明にいう層間絶縁膜である。
【0019】なお、本発明でいう半導体基板上に設けら
れた金属配線とは、本実施例のごとく半導体基板1のト
ランジスタ等に直接接続されるものだけでなく、多数の
金属配線と層間絶縁膜の上に積層された金属配線を含
む。すなわち、多層金属配線における各配線間のバイヤ
ホール形成に係るものである。
【0020】そして、まず、図1の(a)に示すよう
に、バイヤホールの位置と大きさに対応した開口部を有
するホトレジスト7を、上層絶縁膜6の上に通常のリソ
グラフィ技術によってパターニングする。
【0021】次に、図1の(b)に示すように、上記ホ
トレジスト7をマスクとし、ドライエッチングにより、
上記アルミニウム膜3に向けて、上層絶縁膜6、SOG
膜5、下層絶縁膜4を順次開口させ、アルミニウム膜3
と上層の金属配線(図示せず)とを結線するためのバイ
ヤホール10を形成する。そして、CF4 ガス等を用
い、バイアホール10底部に露出したアルミ膜3及びバ
イアホール10側壁部に露出した各膜4,5,6の端面
に、プラズマ処理による反応物を吸着させ、バイヤホー
ル10全域に亘る表面保護膜9を形成させる。
【0022】その後、図1の(c)に示すように、ホト
レジスト7を除去し、次の上層の金属配線を形成する工
程に移行するが、上層の金属配線を形成するためのスパ
ッタリング蒸着に先立ち、異方性スパッタエッチによ
り、表面保護膜9のうちバイアホール10底部の部分の
み取り除く。
【0023】上記実施例では、バイヤホール10の開口
後、図1の(b)に示すように、バイアホール10の底
部に露出したアルミニウム膜3の上に表面保護膜9が形
成されているので、バイヤホール10の開口後、ホトレ
ジスト7を除去するための水洗時において、表面保護膜
9により、アルミニウム膜3と水分との直接接触が妨げ
られ、水分との反応によるアルミニウム膜3のボイドの
発生が阻止される。したがって、アルミニウム膜3に上
層の金属配線を結線するとき、バイヤホールコンタクト
不良の発生を抑制することができる。
【0024】特に、上記実施例のように、上記表面保護
膜9をバイヤホール10の側壁部に露出する平坦化用S
OG膜5の端面に亘って設け、ホトレジスト7の除去
後、表面保護膜9のうちバイヤホール10底部部分のみ
除去するようにした場合、その後の上層の金属配線の積
層時におけるSOG膜9からの脱ガスが防止され、バイ
ヤホールコンタクト不良の抑制効果がさらに向上する。
【0025】なお、上記実施例では、上層絶縁膜6と下
層絶縁膜4との間に平坦化用SOG膜5を介在させた
が、請求項1の発明では、このSOG膜5は必ずしも設
けている必要はなく、例えば下層側絶縁膜4の上にすぐ
に次層の金属配線を設けるようにしてもよい。ただし、
一般に、多層の金属配線を形成する場合には、凹凸の集
積を回避すべく、SOG膜等の平坦化用塗布膜を形成す
ることが多く、請求項2の発明は、かかる場合に、塗布
膜からの脱ガスに起因するバイヤホールコントクト不良
を抑制することができ、よって、著効を発揮するもので
ある。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、半導体基板上に設けられた金属配線の上に、層
間絶縁膜を介して上層の金属配線を積層するようにした
半導体装置の製造方法として、層間絶縁膜にバイヤホー
ルを開口後、ホトレジストを除去する前に、バイヤホー
ル底部に露出した金属配線の上に表面保護膜を形成する
ようにしたので、ホトレジストの水洗時における金属配
線へのボイドの発生を阻止することができ、よって、バ
イヤホールコンタクト不良の発生を抑制することができ
る。
【0027】請求項2の発明によれば、半導体基板上に
設けられた金属配線の上に、層間絶縁膜及びSOG等の
平坦化用塗布膜を介して上層の金属配線を積層するよう
にした半導体装置の製造方法として、層間絶縁膜及びS
OG膜にバイヤホールを開口後、ホトレジストを除去す
る前に、バイヤホール底部に露出した金属配線とバイヤ
ホール側壁部に露出したSOG膜とを表面保護膜で被覆
する一方、ホトレジスト除去後上層の金属配線の積層前
に、表面保護膜のうちバイヤホール底部の部分のみ除去
するようにしたので、ホトレジストの水洗時における金
属配線へのボイドの発生と、上層の金属配線の積層時に
おけるSOG膜からの脱ガスの発生とを防止することが
でき、よって、バイヤホールコンタクト不良の抑制効果
を顕著に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る半導体装置の製造方法を工程順に
示す断面図である。
【図2】従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 3 アルミニウム膜(金属配線) 4 下層絶縁膜(層間絶縁膜) 5 SOG膜(塗布膜) 6 上層絶縁膜(層間絶縁膜) 7 ホトレジスト 9 表面保護膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に設けられた金属配線の上
    に、層間絶縁膜を介して上層の金属配線を積層するよう
    にした半導体装置の製造方法であって、 ホトレジストをマスクとして、上記層間絶縁膜をエッチ
    ングし、上記金属配線に向けて上層の金属配線を結線す
    るための孔を開口させる工程と、 上記ホトレジストを除去する前に、上記エッチング工程
    により上記孔底部に露出した金属配線の表面を被覆する
    表面保護膜を形成する工程とを有することを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に設けられた金属配線の上
    に、層間絶縁膜とSOG膜等の平坦化用塗布膜とを介し
    て上層の金属配線を積層するようにした半導体装置の製
    造方法であって、 ホトレジストをマスクとして、上記層間絶縁膜及び平坦
    化用塗布膜をエッチングし、上記金属配線に向けて上層
    の金属配線を結線するための孔を開口させる工程と、 上記ホトレジストを除去する前に、上記エッチング工程
    により上記孔底部に露出した金属配線の表面と孔側壁部
    に露出した平坦化用塗布膜の端面とを被覆する表面保護
    膜を形成する工程と、 上記ホトレジストを除去した後、上記層間絶縁膜上に上
    層の金属配線を積層する前に、上記表面保護膜のうち孔
    底部の部分のみを除去する工程とを有することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
JP27284291A 1991-10-21 1991-10-21 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH05114656A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100415542B1 (ko) * 2001-06-28 2004-01-24 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 콘택 형성 방법

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