JPS582043A - 多層配線層の形成方法 - 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】 本発明は半導体装置の、多層配線層の形成方法に関する
・もの、である。

半導体装置の多層配線層は半導体基板上の下側（第１）
配線、層間絶縁！および上側（第２）配線からなシ、必
要に応じて層間絶縁層にスルーホール（コンタクトホー
ルあるいは電極窓と呼ばれている）を設けて上下（竺ｌ
および第２）配線が接続されて沙る。そして、このスル
ーホール形成はホトエツチング法による選択エツチング
によって行なわれている。

従来は、例えば、配線がＡＩでそして層間絶縁層がＰＳ
Ｇ　（ｐｈ・すｈｓｉｌｉ＠山ｇｌａｍｓンである場合
に１選択子ｖチングをドライエ、チングで行なうとＰ２
Ｏの層間絶縁層のみが工、チング除去されてＡｔの配＠
けほとんど工、チングされない、なお、このときのドラ
イエ、チ／グは、例えば工、チングカＸ　ＩＩＣＣＣｊ
４１　タ１１　Ｐｃ１．５　＊　ＢＣｌ２　ｔ　使用シ
ｆｔ　Ｘ　”ツタエツチングないしプラズマエツチング
である−このようなドライエ、チングてスルーホールを
形成する場合に、スルーホールの位置が下側配線上の設
定位置からずれると、特に、微細配線Δターンであれば
ずれやすく、後から形成する上側配線に欠陥箇所（ステ
、グヵ／脅し−ゾの悪化箇所）が生じ、場合にょらては
断線してしまうことがある。

す、なわセ、第１図に示したようＫ　ＰｓＧ層１にスル
ーホール２をドライエ、チング形成すると、第２図に示
すようにλを上側−１１３にステ、ｆ欠陥４が発生（て
し連う１．なお、第１図および＃Ｉ２図において、Ａｔ
Ｔ側配Ｍ５が半導体基板６上０絶綴属（８１０２Ｍ）　
７の上に形成されている。

また、上述の場合で選択工、チンダをつ８．トエ、チン
グで行なうと、第３−に示すよ５になりてしまう、なお
、このときのエツチング液には、例えば、Ｈ３Ｐ０Ｊ＋
７．化アンモンあるいは７．化アンモン、フッ酸水溶液
を使用している。　ＰＳＧ層１七Ａｊ下側配線５との界
面にエツチング液が浸透し５％にヱツ。チングが進行し
てしまい、かっこのエツチング液ＦｉＡｔをも少しエツ
チングしＡｔ配線表面に荒れが生じる。そして、Ａｊ上
側配線３を形成すると、第４図に示すようにステ、！欠
陥４が発生してしまう、場合によっては上側配線が断線
する仁とがある。

上述したステ、ｆ欠陥を防止するためにスルーホール形
成箇所に対応する下側配線、部分を大き≦して多／）−
〇ずれ力１ありても下側配線の上面のみで側面の表出す
ることの表いよりにすることが考えられるが、それでは
半導体装置の高集積化が図れない。

本発明の目的酸、眉間絶縁層に設けるスルーホールが下
側配線上がらず゛れて形成されるような場合に、上側配
線にステ、ｆ欠陥が発生するのを回避できる多層配線層
の形成方法を提案することである。

本発明は、下側配線と上翻配線とを接続するためのスル
ー糸−ル”奢層間絶綴膚に設゛ける工゛、チング処理を
゛含んでいる半導体装置゛の多層配線を形成する゛方法
にシい゛で、エツチング処理を眉間絶縁層の玉、≠シー
速度と下側配線”め工、チング速変とがほば等しくなる
呈ツチングにて行なうことを特徴とする多層配線層の形
成方法である。゛′下側配線がＡｔで膚間絶綴−がＰｇ
Ｇであ′る７と亀には、塩化物ガス（例えば、ＣＣｌ４
　；　ｐｃｚ３　＃　ＢＣｌｔで好まし゛くはＰｃ１５
ゝ）と゛ツー死物ガス（例゛えばＣＦ４　。

ｃ２Ｆ５ｃ＝’　、　ｃｍｒ３　ｆ好ましくｔＩＣ’Ｆ
ｎ）トめ混合ｔｊｘを使用した哀・豐、タエ、チングガ
いしプラズマエツチングで上述のエツチング処理を行な
うことが望ましい、ｆだ、とのようなドライエ、チンダ
の代りに工、チング溶液がＨｓＰＯ４、フ、化アンモン
。

ＨＮＯ３であるウェットエ門チ”ンダで行なうことも可
能である。

以下添付図面に関連した実施態様例によって本発明を説
明する。

所定の“機能領域（例えば、パイーーラトツンゾスタな
らばコレクタ、ペース、エミ、りあるいはＭＯ８）ラン
ゾスタならばンース、ドレイン）を形成し九半導体（シ
リコン）基板１１の゛表面上゛に熱酸化又はＣＶＤによ
る酸化Ｉｌｌ　（５ｔｏ２ｊｌ　）　１２　カ形ＩＪｌ
されている（第５図）、そして、□この酸化−膜１２の
上に゛蒸着によ゛ラテ導電゛体層（Ａｊ　＃　ａ：ｔｓ
ｔ　、　ＡｔＣｕ。

〒１′、ＭＯ又はＷ）１３を形成し、−通常のホトエ。

チンダ技ＷＫよって所定・讐夕゛−シの下側配線１３が
できる。次に、眉間絶縁物層１４を、例えば、ＰａＧ、
　８１０２　：　ｌｌ１ｊＮ４　、　ｄ　リ’！　ｔ　
Ｙ樹脂１ｈルイｌｔ　シロキー９：ｙ系樹脂のＣＶＤ　
（ｅｈ拳ｍ１ｅａｌ　ｖａｐｏｒｄ＠ｐｅｓ口１・−）
膜で形成”する、導電体層１’　３を−Ａｔでそして眉
間絶縁物層１４をＰＳＧで形成したならば、血ツチング
ガスｙｃ　ｐｃｔ５とＣＦ４　との混合ガスを用いるス
フツタエツチング９ブラｔマエツチン／に−ｔ”スルー
ホール１５を形成する。このドライエツチングでｈｐａ
ａ絶縁層のみでなくムを下層配置１４ＰｌｉＧのエツチ
ング速度とほぼ同じ工、チング速度で工、チングされる
。なお、このドライエ。

チンダでは混合ガス中のＣＦ４ｔｆスの割合を３０ない
し５０　ｍｏｊ　％とすることが好ましい。

次に、上側配線のために蒸着によって導電体層（Ａ４　
、　ＡｊＳｌ　、　ＡｊＣｕ　、　ＴＩ　、　Ｍｏ又は
Ｗ）１６１絶縁層１４と表出している下側配線１３の上
に形成する（第６図）、スルーホール形成と同時に工。

チンダされた下側配線の形状は絶縁層１４の外形形状と
類似してなめらかな傾面となっているので、断線やステ
ツブ欠陥はほとんど発生しない、上側配線１６を得るこ
とができる。もちろん、上、側配線は導電体層をホトエ
ツチングによって所定Ｉ４ターン形状とすることによっ
て作られるものである。

本発明にしたがって下側配線と層間絶縁層とで工、チン
グ速度がは埋同じようにするためには、それぞれを構成
する材料の組合せ（例えば、ＡＡ８１配線と５ｔｏ２絶
縁層、Ｍ（１配線とＳ　ｉ　！Ｎ４絶縁層）に応じて工
、チングガス又はエツチング溶液の組成を適切なものと
する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、従来のドライエツチングを利用
した多層配線層の形成方法を説明する半導体装置の概略
部分断面図であり、 第３図および第４図は、従来のつ、、トエ、チングを利
用した多層配線層の形成方法を説明する半導体装置の概
略部分断面図であり、 第５図および第６図は、本発明に係る多層配線層の形成
方法を説明する半導体装置の概略断面図である。 ｊ−＝・層間絶縁層、２・・・スルーホール、Ｓ−ｈ側
配總、４−・・ステ、ｆ欠陥、５・・・下側配線、６・
・・半導体基板、１１・・・半導体基板、１３−・下側
配線、１４・・・層間絶１１層、１５・・・スルーホー
ル、１６−・上側配線。 特許出願人 富士通株式会社 ゛　　特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士西舘和之 ｉ士内田幸男 弁理士　山　口　紹　之 第１図 第２図 第３０ ５ 準４回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下側配線と上側配線とを接続す畢丸めのスルーホー
   ルを眉間絶縁層に設ける工、チンダ処理を含んでいる半
   導体装置の多層配一層を形成する方法において、前記エ
   ツチングガスを前記層間絶縁層の工、チング速度と前記
   下！配線のエツチング速度とが＃１ぼ等しくなる工、チ
   ンダにて行なうことを特徴とする多層配線層の形成方法
   、　５２、前記下側配線がムＬであ夛かつ前記層間絶縁
   層がＰ２Ｏであるときに９５．エツチングガスに塩化物
   ガスと７．化物ガスとの混合ガスを使用し九ドライエ、
   チング処理を行なうことｔ−臀黴とする特許請求の範囲
   第１項記載の方法、、。 ３、前記塩化物ガスがＰＣｌ３であり、そして前記フ、
   化物ガスがＣＦ４でありかつその割合が１０ないし９０
   　ｍｏｔ−であることを特徴とする特許請求の範囲ｇｇ
   ２項記載の方法。 ４、前記下側配線がム、！、ｆでＰシかつ前記層間絶縁
   層がＰ２Ｏであるときに１、壬、チング溶液にリン酸、
   ア、化アン（ンおよび硝酸の混合液鷺使用したウエート
   エッチング処理を行なうことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。