JPH09246376A - Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same

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JPH09246376A
JPH09246376A JP5017896A JP5017896A JPH09246376A JP H09246376 A JPH09246376 A JP H09246376A JP 5017896 A JP5017896 A JP 5017896A JP 5017896 A JP5017896 A JP 5017896A JP H09246376 A JPH09246376 A JP H09246376A
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JP
Japan
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film
silicon oxide
silicon nitride
oxide film
nitride film
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Withdrawn
Application number
JP5017896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuko Mitarai
和子 御手洗
Shinichi Tanabe
慎一 田辺
Mitsuaki Horiuchi
光明 堀内
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Weting (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上下に配置された配線間を接続するビアホー
ルを再現性よく所望する形状に加工する技術を提供す
る。 【解決手段】 層間絶縁膜は酸化シリコン膜5および窒
化シリコン膜4によって構成されており、酸化シリコン
膜5は窒化シリコン膜4をストッパ層としたウエットエ
ッチングで加工され、また、窒化シリコン膜4はドライ
エッチングで加工されることにより、層間絶縁膜に上層
配線8と下層配線3とを接続するためのビアホール7が
形成される。
(57) [PROBLEMS] To provide a technique for processing via holes that connect wirings arranged above and below in a desired shape with good reproducibility. An interlayer insulating film is composed of a silicon oxide film and a silicon nitride film, and the silicon oxide film is processed by wet etching using the silicon nitride film as a stopper layer. By processing by dry etching, a via hole 7 for connecting the upper layer wiring 8 and the lower layer wiring 3 is formed in the interlayer insulating film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造方法に関し、特に、上下に配置された
配線間を接続するビアホールを有する半導体集積回路装
置に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having via holes connecting upper and lower wirings. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】2.0μm以上の膜厚を有する酸化シリコ
ン膜からなる層間絶縁膜を挟んで、上下に配置された配
線間を接続するビアホールは、ウエットエッチングまた
はドライエッチングによって形成される。しかし、ウエ
ットエッチングまたはドライエッチングによって上記ビ
アホールを形成する際には、下記の問題が生じる。
2. Description of the Related Art Via holes connecting upper and lower wirings with an interlayer insulating film made of a silicon oxide film having a thickness of 2.0 μm or more interposed therebetween are formed by wet etching or dry etching. However, the following problems occur when forming the via hole by wet etching or dry etching.

【0003】すなわち、ウエットエッチングの場合は、
下に位置する配線(下層配線)の表面が酸化シリコン膜
のエッチング液によってエッチングされやすい。このた
め、酸化シリコン膜をウエットエッチングによって加工
した後のオーバーエッチング時に、形成されたビアホー
ルと接する下層配線の部位の膜厚が減少して、配線抵抗
が増加してしまう。
That is, in the case of wet etching,
The surface of the underlying wiring (lower wiring) is easily etched by the etching solution for the silicon oxide film. For this reason, at the time of over-etching after processing the silicon oxide film by wet etching, the film thickness of the portion of the lower layer wiring that is in contact with the formed via hole is reduced and wiring resistance is increased.

【0004】さらに、ウエットエッチングのマスクとし
て用いるフォトレジストと酸化シリコン膜との間へのエ
ッチング液の浸透速度は約0.25μm/minと速いた
め、ウエットエッチングを長時間行うと上記フォトレジ
ストが酸化シリコン膜の表面から剥がれてしまう。
Further, since the penetration rate of the etching solution between the photoresist used as a mask for wet etching and the silicon oxide film is as high as about 0.25 μm / min, the above photoresist is oxidized by the wet etching for a long time. It peels off from the surface of the silicon film.

【0005】また、ドライエッチングの場合は、ドライ
エッチングのマスクとして用いるフォトレジストとエッ
チングガスとの反応生成物または下層配線とエッチング
ガスとの反応生成物が、ドライエッチング中にビアホー
ルの側壁に付着して、ビアホールの形状および寸法の制
御を困難としている。
Further, in the case of dry etching, a reaction product of a photoresist used as a mask for dry etching and an etching gas or a reaction product of a lower layer wiring and an etching gas adheres to a sidewall of a via hole during dry etching. Therefore, it is difficult to control the shape and size of the via hole.

【0006】そこで、まず、ウエットエッチングによっ
て層間絶縁膜を構成する酸化シリコン膜の上部を加工
し、次いで、ドライエッチングによって薄くなった残り
の酸化シリコン膜の下部を加工してビアホールを形成す
る方法が検討されている。
Therefore, there is a method in which the upper portion of the silicon oxide film forming the interlayer insulating film is processed by wet etching, and then the lower portion of the remaining silicon oxide film thinned by dry etching is processed to form a via hole. Is being considered.

【0007】このウエットエッチングとドライエッチン
グを併用した方法では、ウエットエッチングのエッチン
グ液が下層配線に接しないので、下層配線はエッチング
されず、下層配線の配線抵抗の増加を防ぐことができ
る。また、ドライエッチングによって加工される酸化シ
リコン膜の厚さは薄いので、ドライエッチング中にビア
ホールの側壁に付着する反応生成物を減少させることが
できる。
In the method using both wet etching and dry etching, since the etching solution for wet etching does not contact the lower layer wiring, the lower layer wiring is not etched and the wiring resistance of the lower layer wiring can be prevented from increasing. Further, since the silicon oxide film processed by dry etching has a small thickness, it is possible to reduce reaction products attached to the sidewalls of the via holes during dry etching.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ウエッ
トエッチングとドライエッチングを併用する方法によっ
て、2.0μm以上の膜厚を有する酸化シリコン膜からな
る層間絶縁膜にビアホールを形成すると、ウエットエッ
チングによって加工された後の残された酸化シリコン膜
の厚さが不均一となり、この後、ドライエッチングによ
って上記の残りの酸化シリコン膜を加工しても、形成さ
れるビアホールの形状の再現性が悪く、所望する加工形
状を有するビアホールが得られないという問題点がある
ことを本発明者は見いだした。
However, when a via hole is formed in an interlayer insulating film made of a silicon oxide film having a thickness of 2.0 μm or more by a method using both wet etching and dry etching, it is processed by wet etching. The thickness of the remaining silicon oxide film after the formation becomes uneven, and even if the remaining silicon oxide film is processed by dry etching after that, the reproducibility of the shape of the formed via hole is poor, which is desirable. The present inventor has found that there is a problem that a via hole having a processed shape cannot be obtained.

【0009】本発明の目的は、層間絶縁膜を挟んで上下
に位置する配線間を接続するビアホールを再現性よく所
望する形状に加工することのできる技術を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of processing via holes connecting upper and lower wirings sandwiching an interlayer insulating film into a desired shape with good reproducibility.

【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、 (1)本発明の半導体集積回路装置は、層間絶縁膜を挟
んで上下に配置された配線間を接続するためのビアホー
ルが上記層間絶縁膜に形成されており、この層間絶縁膜
は酸化シリコン膜および窒化シリコン膜によって構成さ
れている。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows. That is, (1) in the semiconductor integrated circuit device of the present invention, via holes are formed in the interlayer insulating film for connecting the wirings arranged above and below with the interlayer insulating film interposed therebetween, and the interlayer insulating film is oxidized. It is composed of a silicon film and a silicon nitride film.

【0012】(2)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、前記(1)の層間絶縁膜およびこの層間
絶縁膜に設けられたビアホールの製造方法であって、ま
ず、下層に位置する配線上に窒化シリコン膜および酸化
シリコン膜を順次堆積した後、パターニングされたレジ
ストをマスクにして、ウエットエッチングによって酸化
シリコン膜を加工し、続いて、ドライエッチングによっ
て窒化シリコン膜を加工して、酸化シリコン膜および窒
化シリコン膜からなる層間絶縁膜にビアホールを形成す
るものである。
(2) Further, a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the method of manufacturing an interlayer insulating film and a via hole provided in the interlayer insulating film according to the above (1). After sequentially depositing a silicon nitride film and a silicon oxide film on the wiring, the patterned resist is used as a mask to process the silicon oxide film by wet etching, and subsequently, the silicon nitride film is processed by dry etching. A via hole is formed in an interlayer insulating film made of a silicon oxide film and a silicon nitride film.

【0013】(3)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、前記(1)の層間絶縁膜およびこの層間
絶縁膜に設けられたビアホールの製造方法であって、ま
ず、下層に位置する配線上に下層窒化シリコン膜、酸化
シリコン膜および上層窒化シリコン膜を順次堆積した
後、パターニングされた上層窒化シリコン膜をマスクに
して、ウエットエッチングによって酸化シリコン膜を加
工し、続いて、ドライエッチングによって下層窒化シリ
コン膜を加工し、次いで、上層窒化シリコン膜を除去し
て、酸化シリコン膜および下層窒化シリコン膜からなる
層間絶縁膜にビアホールを形成するものである。
(3) The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention is the method for manufacturing an interlayer insulating film and the via hole provided in the interlayer insulating film according to the above (1). A lower silicon nitride film, a silicon oxide film, and an upper silicon nitride film are sequentially deposited on the wiring to be processed, and then the patterned upper silicon nitride film is used as a mask to process the silicon oxide film by wet etching, followed by dry etching. The lower silicon nitride film is processed by, then the upper silicon nitride film is removed, and a via hole is formed in the interlayer insulating film composed of the silicon oxide film and the lower silicon nitride film.

【0014】上記した手段によれば、酸化シリコン膜の
ウエットエッチングは窒化シリコン膜上で止まるので、
ウエットエッチングによって再現性よく酸化シリコン膜
にビアホールの一部を形成することができる。さらに、
窒化シリコン膜は均一な膜厚を有しているので、ドライ
エッチングによって再現性よく窒化シリコン膜にビアホ
ールの他の一部を形成することができる。
According to the above means, the wet etching of the silicon oxide film stops on the silicon nitride film.
By wet etching, a part of the via hole can be formed in the silicon oxide film with good reproducibility. further,
Since the silicon nitride film has a uniform film thickness, another part of the via hole can be formed in the silicon nitride film with good reproducibility by dry etching.

【0015】図10に、プラズマCVD(Chemical Vap
or Deposition )法によって形成された窒化シリコン膜
および酸化シリコン膜のフッ素(F)系エッチング液
(HF:NH4F:CH3COOH=1:20:7)に対するエッチング速度を
示す。窒化シリコン膜のエッチング速度は酸化シリコン
膜のエッチング速度の約1/10であり、窒化シリコン
膜を酸化シリコン膜のウエットエッチング時におけるス
トッパ層として用いることが可能であることがわかる。
FIG. 10 shows a plasma CVD (Chemical Vap
The etching rates of the silicon nitride film and the silicon oxide film formed by the (or Deposition) method with respect to the fluorine (F) -based etching solution (HF: NH 4 F: CH 3 COOH = 1: 20: 7) are shown. The etching rate of the silicon nitride film is about 1/10 of the etching rate of the silicon oxide film, and it can be seen that the silicon nitride film can be used as a stopper layer during wet etching of the silicon oxide film.

【0016】また、前記した手段(3)によれば、酸化
シリコン膜のウエットエッチング時のマスクに、酸化シ
リコン膜と密着性のよい窒化シリコン膜を用いているの
で、酸化シリコン膜を長い時間ウエットエッチングして
も、マスクである窒化シリコン膜は剥がれない。従っ
て、膜厚の厚い酸化シリコン膜を層間絶縁膜に用いるこ
とができる。
Further, according to the above-mentioned means (3), since the silicon nitride film having good adhesion to the silicon oxide film is used as the mask during the wet etching of the silicon oxide film, the silicon oxide film is wet for a long time. Even after etching, the silicon nitride film that is the mask does not peel off. Therefore, a thick silicon oxide film can be used as the interlayer insulating film.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0018】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same functions are designated by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0019】(実施の形態1)図4は、本発明の一実施
の形態である層間絶縁膜およびこの層間絶縁膜に形成さ
れたビアホールを示す半導体基板の要部断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 4 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor substrate showing an interlayer insulating film and a via hole formed in this interlayer insulating film according to an embodiment of the present invention.

【0020】上層配線8と下層配線3との間に位置する
層間絶縁膜は、酸化シリコン膜5および窒化シリコン膜
4によって構成されており、酸化シリコン膜5はウエッ
トエッチングによって、また、窒化シリコン膜4はドラ
イエッチングによって加工されることにより、上記層間
絶縁膜にビアホール7が形成されている。
The interlayer insulating film located between the upper layer wiring 8 and the lower layer wiring 3 is composed of the silicon oxide film 5 and the silicon nitride film 4, and the silicon oxide film 5 is formed by wet etching and also by the silicon nitride film. The via hole 7 is formed in the interlayer insulating film 4 by being processed by dry etching.

【0021】次に、本実施の形態1のビアホールの製造
方法を図1〜図4を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the via hole according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0022】まず、図1に示すように、半導体素子が形
成された半導体基板1上にスパッタリング法または蒸着
法によって導電膜(例えば、アルミニウム合金膜または
タングステン膜)を堆積し、次いで、この導電膜をパタ
ーニングされたフォトレジストをマスクにして加工し、
下層配線3を形成する。
First, as shown in FIG. 1, a conductive film (for example, an aluminum alloy film or a tungsten film) is deposited on a semiconductor substrate 1 having a semiconductor element formed thereon by a sputtering method or an evaporation method, and then this conductive film is formed. Is processed using the patterned photoresist as a mask,
The lower layer wiring 3 is formed.

【0023】次に、TEOS(Tetra Ethyl Ortho Sili
cate;Si(OC2H5)4)をソースとしたプラズマCVD法に
よって、半導体基板1上に窒化シリコン膜4および酸化
シリコン膜5を順次堆積して2層構造の層間絶縁膜を形
成した後、半導体基板1上に約3.0μmの膜厚を有する
フォトレジスト6を塗布し、これをパターニングする。
Next, TEOS (Tetra Ethyl Ortho Sili
After a silicon nitride film 4 and a silicon oxide film 5 are sequentially deposited on the semiconductor substrate 1 by a plasma CVD method using cate; Si (OC 2 H 5 ) 4 ) as a source to form an interlayer insulating film having a two-layer structure. A photoresist 6 having a film thickness of about 3.0 μm is applied on the semiconductor substrate 1 and patterned.

【0024】なお、窒化シリコン膜4および酸化シリコ
ン膜5の膜厚は、例えば、それぞれ約0.4μmおよび約
6.0μmであり、酸化シリコン膜5の膜厚は、フォトレ
ジスト6が剥がれない時間内に酸化シリコン膜5をウエ
ットエッチングによって加工できる厚さに設定してあ
る。
The film thicknesses of the silicon nitride film 4 and the silicon oxide film 5 are, for example, about 0.4 μm and about respectively.
The thickness of the silicon oxide film 5 is 6.0 μm, and the thickness of the silicon oxide film 5 is set so that the silicon oxide film 5 can be processed by wet etching within a period in which the photoresist 6 is not peeled off.

【0025】次に、図2に示すように、フォトレジスト
6をマスクにして、F系エッチング液(例えば、HF:NH4
F:CH3COOH=1:20:7)によって酸化シリコン膜5を加工
し、続いて、図3に示すように、例えば、平行平板型エ
ッチング装置を用いた反応性イオンエッチング(Reacti
ve Ion Etching:RIE )によって窒化シリコン膜4を加
工して、ビアホール7を形成する。
Next, as shown in FIG. 2, using the photoresist 6 as a mask, an F-based etching solution (for example, HF: NH 4) is used.
The silicon oxide film 5 is processed by F: CH 3 COOH = 1: 20: 7), and then, as shown in FIG. 3, for example, reactive ion etching (Reacti) using a parallel plate type etching apparatus is performed.
The silicon nitride film 4 is processed by ve Ion Etching (RIE) to form a via hole 7.

【0026】次に、図4に示すように、フォトレジスト
6を除去した後、半導体基板1上にスパッタリング法ま
たは蒸着法によって導電膜(例えば、アルミニウム合金
膜またはタングステン膜)を堆積し、次いで、この導電
膜をパターニングされたフォトレジストをマスクにして
加工し、上層配線8を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, after removing the photoresist 6, a conductive film (for example, an aluminum alloy film or a tungsten film) is deposited on the semiconductor substrate 1 by a sputtering method or a vapor deposition method, and then, The conductive film is processed using the patterned photoresist as a mask to form the upper wiring 8.

【0027】このように、本実施の形態1によれば、酸
化シリコン膜5と下層配線3との間に1.0μm以下の窒
化シリコン膜4を配置し、この窒化シリコン膜4をスト
ッパ層として酸化シリコン膜5をウエットエッチングで
加工し、続いて、窒化シリコン膜4をドライエッチング
で加工するので、加工形状の再現性のよいビアホール7
を層間絶縁膜に形成することができる。
As described above, according to the first embodiment, the silicon nitride film 4 having a thickness of 1.0 μm or less is arranged between the silicon oxide film 5 and the lower wiring 3, and the silicon nitride film 4 is used as a stopper layer. Since the silicon oxide film 5 is processed by wet etching and then the silicon nitride film 4 is processed by dry etching, the via hole 7 with good reproducibility of the processed shape is formed.
Can be formed in the interlayer insulating film.

【0028】すなわち、F系エッチング液(HF:NH4F:CH
3COOH )に対する窒化シリコン膜4のエッチング速度
は、酸化シリコン膜5のエッチング速度の約1/10で
あるので、酸化シリコン膜5のウエットエッチングは窒
化シリコン膜4上で止まる。従って、再現性よく酸化シ
リコン膜5にウエットエッチングによってビアホール7
の一部を形成することができる。さらに、窒化シリコン
膜4の膜厚は上記ウエットエッチングではほとんど減少
せず、均一であり、また、その膜厚は1.0μm以下と薄
いので、窒化シリコン膜4をドライエッチングによって
加工しても、形成されるビアホール7の側壁に付着する
反応生成物は少ない。従って、再現性よく窒化シリコン
膜4にドライエッチングによってビアホール7の他の一
部を形成することができる。
That is, the F-based etching solution (HF: NH 4 F: CH
Since the etching rate of the silicon nitride film 4 with respect to ( 3 COOH) is about 1/10 of the etching rate of the silicon oxide film 5, the wet etching of the silicon oxide film 5 stops on the silicon nitride film 4. Therefore, the via hole 7 is formed on the silicon oxide film 5 by wet etching with good reproducibility.
Can be formed. Further, the film thickness of the silicon nitride film 4 is not decreased by the above wet etching and is uniform, and since the film thickness is as thin as 1.0 μm or less, even if the silicon nitride film 4 is processed by dry etching, The reaction product attached to the side wall of the via hole 7 formed is small. Therefore, another part of the via hole 7 can be formed in the silicon nitride film 4 with good reproducibility by dry etching.

【0029】(実施の形態2)図5は、本発明の他の実
施の形態である層間絶縁膜およびこの層間絶縁膜に形成
されたビアホールを示す半導体基板の要部断面図であ
る。
(Embodiment 2) FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part of a semiconductor substrate showing an interlayer insulating film and a via hole formed in the interlayer insulating film according to another embodiment of the present invention.

【0030】上層配線8と下層配線3との間に位置する
層間絶縁膜は、上層酸化シリコン膜11、窒化シリコン
膜10および下層酸化シリコン膜9によって構成されて
おり、上層酸化シリコン膜11はウエットエッチングに
よって、また、窒化シリコン膜10および下層酸化シリ
コン膜9はドライエッチングによって順次加工されるこ
とにより、上記層間絶縁膜にビアホール7が形成されて
いる。
The interlayer insulating film located between the upper wiring 8 and the lower wiring 3 is composed of an upper silicon oxide film 11, a silicon nitride film 10 and a lower silicon oxide film 9, and the upper silicon oxide film 11 is wet. Via holes 7 are formed in the interlayer insulating film by etching and by sequentially processing the silicon nitride film 10 and the lower silicon oxide film 9 by dry etching.

【0031】なお、下層酸化シリコン膜9が、ビアホー
ル7の形状および寸法に影響をおよぼす量の反応生成物
が発生しない時間内にドライエッチングによって加工さ
れるように、その膜厚は設定される。上層酸化シリコン
膜11、窒化シリコン膜10および下層酸化シリコン膜
9の膜厚は、例えば、それぞれ約6.0μm、約0.4μm
および約0.9μmである。
The thickness of the lower silicon oxide film 9 is set so that the lower silicon oxide film 9 is processed by dry etching within a time in which an amount of a reaction product that affects the shape and size of the via hole 7 is not generated. The upper silicon oxide film 11, the silicon nitride film 10, and the lower silicon oxide film 9 have a film thickness of, for example, about 6.0 μm and about 0.4 μm, respectively.
And about 0.9 μm.

【0032】このように、本実施の形態2によれば、実
施の形態1と同様に、窒化シリコン膜10をストッパ層
として上層酸化シリコン膜11をウエットエッチングで
加工し、続いて、窒化シリコン膜10および下層酸化シ
リコン膜9を順次ドライエッチングで加工するので、加
工形状の再現性のよいビアホール7を層間絶縁膜に形成
することができる。
Thus, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the upper silicon oxide film 11 is processed by wet etching using the silicon nitride film 10 as a stopper layer, and subsequently, the silicon nitride film is formed. Since the 10 and the lower silicon oxide film 9 are sequentially processed by dry etching, the via hole 7 with good reproducibility of the processed shape can be formed in the interlayer insulating film.

【0033】さらに、上層酸化シリコン膜11は、加工
時のマスクに用いられるフォトレジストが剥がれない時
間内にウエットエッチングによって加工されなければな
らないため、上層酸化シリコン膜11には膜厚の制限が
ある。しかし、ストッパ層として設けられた窒化シリコ
ン膜10の下に下層酸化シリコン膜9を形成することに
より、層間絶縁膜の全膜厚を厚くすることが可能とな
る。これによって、層間絶縁膜の有する層間容量を減少
させることができる。
Further, since the upper silicon oxide film 11 must be processed by wet etching within the time during which the photoresist used for the mask during processing cannot be removed, the upper silicon oxide film 11 has a limited film thickness. . However, by forming the lower silicon oxide film 9 under the silicon nitride film 10 provided as the stopper layer, the total thickness of the interlayer insulating film can be increased. As a result, the interlayer capacitance of the interlayer insulating film can be reduced.

【0034】(実施の形態3)図9は、本発明の他の実
施の形態である層間絶縁膜およびこの層間絶縁膜に形成
されたビアホールを示す半導体基板の要部断面図であ
る。
(Third Embodiment) FIG. 9 is a cross-sectional view of an essential part of a semiconductor substrate showing an interlayer insulating film and a via hole formed in the interlayer insulating film according to another embodiment of the present invention.

【0035】上層配線8と下層配線3との間に位置する
層間絶縁膜は、酸化シリコン膜13および下層窒化シリ
コン膜12によって構成されており、酸化シリコン膜1
3はウエットエッチングによって、また、下層窒化シリ
コン膜12はドライエッチングによって加工されること
により、前記層間絶縁膜にビアホール7が形成されてい
る。
The interlayer insulating film located between the upper layer wiring 8 and the lower layer wiring 3 is composed of a silicon oxide film 13 and a lower layer silicon nitride film 12, and the silicon oxide film 1
3 is processed by wet etching, and the lower silicon nitride film 12 is processed by dry etching to form a via hole 7 in the interlayer insulating film.

【0036】次に、本実施の形態3のビアホールの製造
方法を図6〜図9を用いて説明する。
Next, a method of manufacturing via holes according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.

【0037】まず、図6に示すように、半導体素子が形
成された半導体基板1上にスパッタリング法または蒸着
法によって導電膜(例えば、アルミニウム合金膜または
タングステン膜)を堆積し、次いで、この導電膜をパタ
ーニングされたフォトレジストをマスクにして加工し、
下層配線3を形成する。
First, as shown in FIG. 6, a conductive film (for example, an aluminum alloy film or a tungsten film) is deposited on the semiconductor substrate 1 having semiconductor elements formed thereon by a sputtering method or a vapor deposition method, and then this conductive film is formed. Is processed using the patterned photoresist as a mask,
The lower layer wiring 3 is formed.

【0038】次に、TEOSをソースとしたプラズマC
VD法によって、半導体基板1上に下層窒化シリコン膜
12、酸化シリコン膜13および上層窒化シリコン膜1
4を順次堆積して3層構造の層間絶縁膜を形成した後、
半導体基板1上にフォトレジスト15を塗布し、これを
パターニングする。
Next, plasma C using TEOS as a source
The lower silicon nitride film 12, the silicon oxide film 13, and the upper silicon nitride film 1 are formed on the semiconductor substrate 1 by the VD method.
After sequentially depositing 4 to form an interlayer insulating film having a three-layer structure,
A photoresist 15 is applied on the semiconductor substrate 1 and patterned.

【0039】なお、上層窒化シリコン膜14、酸化シリ
コン膜13および下層窒化シリコン膜12の膜厚は、例
えば、それぞれ約0.4μm、約7.0μmおよび約0.4μ
mである。
The film thicknesses of the upper silicon nitride film 14, the silicon oxide film 13 and the lower silicon nitride film 12 are, for example, about 0.4 μm, about 7.0 μm and about 0.4 μm, respectively.
m.

【0040】次に、図7に示すように、フォトレジスト
15をマスクにして、上層窒化シリコン膜14をドライ
エッチングによって加工した後、フォトレジスト15を
除去し、次いで、パターニングされた上層窒化シリコン
膜14をマスクにして、F系エッチング液(例えば、H
F:NH4F:CH3COOH=1:20:7)によって酸化シリコン膜13
を加工する。
Next, as shown in FIG. 7, the upper silicon nitride film 14 is processed by dry etching using the photoresist 15 as a mask, the photoresist 15 is removed, and then the patterned upper silicon nitride film is formed. 14 as a mask and an F-based etching solution (for example, H
F: NH 4 F: CH 3 COOH = 1: 20: 7)
To process.

【0041】次に、図8に示すように、上層窒化シリコ
ン膜14および露出している下層窒化シリコン膜12を
ドライエッチングによって除去し、ビアホール7を形成
する。
Next, as shown in FIG. 8, the upper silicon nitride film 14 and the exposed lower silicon nitride film 12 are removed by dry etching to form a via hole 7.

【0042】次に、図9に示すように、半導体基板1上
にスパッタリング法または蒸着法によって導電膜(例え
ば、アルミニウム合金膜またはタングステン膜)を堆積
し、次いで、この導電膜をパターニングされたフォトレ
ジストをマスクにして加工し、上層配線8を形成する。
Next, as shown in FIG. 9, a conductive film (for example, an aluminum alloy film or a tungsten film) is deposited on the semiconductor substrate 1 by a sputtering method or an evaporation method, and then the conductive film is patterned. Processing is performed using the resist as a mask to form the upper wiring 8.

【0043】このように、本実施の形態3によれば、実
施の形態1と同様に、下層窒化シリコン膜12をストッ
パ層として酸化シリコン膜13をウエットエッチングで
加工し、続いて、下層窒化シリコン膜12をドライエッ
チングで加工するので、加工形状の再現性のよいビアホ
ール7を層間絶縁膜に形成することができる。
Thus, according to the third embodiment, as in the first embodiment, the silicon oxide film 13 is processed by wet etching using the lower silicon nitride film 12 as a stopper layer, and then the lower silicon nitride film is processed. Since the film 12 is processed by dry etching, the via hole 7 with good reproducibility of the processed shape can be formed in the interlayer insulating film.

【0044】さらに、上層窒化シリコン膜14は酸化シ
リコン膜13と密着性がよいので、両者の間にエッチン
グ液がほとんど浸透せず、加工時のマスクに用いられる
上層窒化シリコン膜14は酸化シリコン膜13上から剥
がれにくい。従って、酸化シリコン膜13の膜厚および
ウエットエッチング時間の設定の自由度を増すことがで
き、膜厚の厚い酸化シリコン膜13を層間絶縁膜に用い
ることが可能となる。これによって、層間絶縁膜の有す
る層間容量を減少させることができる。
Furthermore, since the upper silicon nitride film 14 has good adhesion to the silicon oxide film 13, the etching liquid hardly penetrates between them, and the upper silicon nitride film 14 used as a mask during processing is the silicon oxide film. 13 Hard to peel off from above. Therefore, the degree of freedom in setting the thickness of the silicon oxide film 13 and the wet etching time can be increased, and the thick silicon oxide film 13 can be used as the interlayer insulating film. As a result, the interlayer capacitance of the interlayer insulating film can be reduced.

【0045】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0046】[0046]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0047】本発明によれば、酸化シリコン膜のウエッ
トエッチングのストッパ層として、酸化シリコン膜下に
均一な膜厚を有する窒化シリコン膜を設けるので、上記
酸化シリコン膜をウエットエッチングで、さらに、上記
窒化シリコン膜をドライエッチングで加工することによ
り、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜によって構成
される層間絶縁膜に再現性よく所望する形状のビアホー
ルを形成することができる。
According to the present invention, since a silicon nitride film having a uniform film thickness is provided under the silicon oxide film as a stopper layer for wet etching of the silicon oxide film, the silicon oxide film is wet-etched and further By processing the silicon nitride film by dry etching, a via hole having a desired shape can be formed in the interlayer insulating film formed of the silicon oxide film and the silicon nitride film with good reproducibility.

【0048】また、本発明によれば、層間絶縁膜の膜厚
を厚くすることが可能となるので、層間絶縁膜の有する
層間容量が減少して、半導体集積回路装置の動作速度を
向上させることができる。
Further, according to the present invention, since it is possible to increase the film thickness of the interlayer insulating film, the interlayer capacitance of the interlayer insulating film is reduced and the operating speed of the semiconductor integrated circuit device is improved. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is another embodiment of the present invention.

【図9】本発明の他の実施の形態である半導体集積回路
装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is another embodiment of the present invention.

【図10】プラズマCVD法で形成された酸化シリコン
膜および窒化シリコン膜のフッ素系エッチング液に対す
るエッチング速度を示すグラフ図である。
FIG. 10 is a graph showing etching rates of a silicon oxide film and a silicon nitride film formed by a plasma CVD method with respect to a fluorine-based etching solution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 絶縁膜 3 下層配線 4 窒化シリコン膜 5 酸化シリコン膜 6 フォトレジスト 7 ビアホール 8 上層配線 9 下層酸化シリコン膜 10 窒化シリコン膜 11 上層酸化シリコン膜 12 下層窒化シリコン膜 13 酸化シリコン膜 14 上層窒化シリコン膜 15 フォトレジスト 1 Semiconductor Substrate 2 Insulating Film 3 Lower Wiring 4 Silicon Nitride Film 5 Silicon Oxide Film 6 Photoresist 7 Via Hole 8 Upper Wiring 9 Lower Silicon Oxide Film 10 Silicon Nitride Film 11 Upper Silicon Oxide Film 12 Lower Silicon Nitride Film 13 Silicon Oxide Film 14 Upper Layer Silicon nitride film 15 Photoresist

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/306 D (72)発明者 田辺 慎一 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 堀内 光明 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication H01L 21/306 D (72) Inventor Shinichi Tanabe 5-20-1 Kamimizumotocho, Kodaira-shi, Tokyo Hiritsu Super LSI Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Mitsuaki Horiuchi 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. Device Development Center

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 層間絶縁膜を挟んで上下に配置された配
線間を接続するためのビアホールが前記層間絶縁膜に形
成された半導体集積回路装置であって、前記層間絶縁膜
は、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜によって構成
されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A semiconductor integrated circuit device in which a via hole for connecting wirings arranged above and below with an interlayer insulating film interposed therebetween is formed in the interlayer insulating film, wherein the interlayer insulating film is a silicon oxide film. And a semiconductor integrated circuit device comprising a silicon nitride film.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、下層に位置する配線上に窒化シリコン
膜および酸化シリコン膜を順次堆積した後、パターニン
グされたレジストをマスクにして、ウエットエッチング
によって前記酸化シリコン膜を加工し、続いて、ドライ
エッチングによって前記窒化シリコン膜を加工すること
を特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a silicon nitride film and a silicon oxide film are sequentially deposited on the underlying wiring, and the patterned resist is used as a mask. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the silicon oxide film is processed by wet etching, and then the silicon nitride film is processed by dry etching.
【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、下層に位置する配線上に下層窒化シリ
コン膜、酸化シリコン膜および上層窒化シリコン膜を順
次堆積した後、パターニングされた前記上層窒化シリコ
ン膜をマスクにして、ウエットエッチングによって前記
酸化シリコン膜を加工し、続いて、ドライエッチングに
よって前記下層窒化シリコン膜を加工し、次いで、前記
上層窒化シリコン膜を除去することを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a lower layer silicon nitride film, a silicon oxide film and an upper layer silicon nitride film are sequentially deposited on a wiring located in a lower layer and then patterned. The silicon oxide film is processed by wet etching using the upper silicon nitride film as a mask, the lower silicon nitride film is subsequently processed by dry etching, and then the upper silicon nitride film is removed. Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 層間絶縁膜を挟んで上下に配置された配
線間を接続するためのビアホールが前記層間絶縁膜に形
成された半導体集積回路装置であって、前記層間絶縁膜
は、上層酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および下層酸
化シリコン膜によって構成されていることを特徴とする
半導体集積回路装置。
4. A semiconductor integrated circuit device in which via holes for connecting wirings arranged above and below with an interlayer insulating film interposed therebetween are formed in the interlayer insulating film, wherein the interlayer insulating film is an upper layer silicon oxide. A semiconductor integrated circuit device comprising a film, a silicon nitride film, and a lower silicon oxide film.
【請求項5】 請求項4記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、下層に位置する配線上に下層酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜および上層酸化シリコン膜を順
次堆積した後、パターニングされたレジストをマスクに
して、ウエットエッチングによって前記上層酸化シリコ
ン膜を加工し、続いて、ドライエッチングによって前記
窒化シリコン膜および前記下層酸化シリコン膜を順次加
工することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
5. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein a lower layer silicon oxide film, a silicon nitride film and an upper layer silicon oxide film are sequentially deposited on the wiring located in the lower layer and then patterned. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the upper layer silicon oxide film is processed by wet etching using a resist as a mask, and then the silicon nitride film and the lower layer silicon oxide film are sequentially processed by dry etching. .
【請求項6】 請求項2記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記窒化シリコン膜は、前記酸化シリ
コン膜のウエットエッチング時におけるストッパ層とし
て用いられることを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein the silicon nitride film is used as a stopper layer during wet etching of the silicon oxide film. Manufacturing method.
【請求項7】 請求項3記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記下層窒化シリコン膜は、前記酸化
シリコン膜のウエットエッチング時におけるストッパ層
として用いられることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein the lower silicon nitride film is used as a stopper layer during wet etching of the silicon oxide film. Device manufacturing method.
【請求項8】 請求項5記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記窒化シリコン膜は、前記上層酸化
シリコン膜のウエットエッチング時におけるストッパ層
として用いられることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein the silicon nitride film is used as a stopper layer during wet etching of the upper silicon oxide film. Device manufacturing method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6593179B2 (en) 1999-11-18 2003-07-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a semiconductor device
JP2008131013A (en) * 2006-11-25 2008-06-05 Seiko Npc Corp Semiconductor device

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