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JPH08167589A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JPH08167589A
JPH08167589A JP30787494A JP30787494A JPH08167589A JP H08167589 A JPH08167589 A JP H08167589A JP 30787494 A JP30787494 A JP 30787494A JP 30787494 A JP30787494 A JP 30787494A JP H08167589 A JPH08167589 A JP H08167589A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
interlayer insulating
etching
via hole
wiring layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP30787494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ito
竹志 伊藤
Masaaki Aoyama
正明 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP30787494A priority Critical patent/JPH08167589A/en
Publication of JPH08167589A publication Critical patent/JPH08167589A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造工程で発生するプラズマダ
メージを抑制する半導体装置及びその製造方法に関し、
特に、ビアホールエッチングの際の制御が容易であり、
ビアホール径を犠牲にすることなくプラズマダメージを
抑制できる半導体装置及びその製造方法を提供する。 【構成】 下地基板10上に形成された第1の配線層1
2と、第1の配線層12上に形成された層間膜14と、
層間膜14上に形成された第2の配線層16と、層間膜
14に形成され、第1の配線層12と第2の配線層16
とを接続するビアホール18と、ビアホール18の内壁
上部に形成された内壁金属層24とを有する。
(57) [Abstract] [Purpose] The present invention relates to a semiconductor device that suppresses plasma damage generated in the manufacturing process of the semiconductor device and a manufacturing method thereof.
In particular, it is easy to control when etching via holes,
Provided are a semiconductor device capable of suppressing plasma damage without sacrificing a via hole diameter, and a method for manufacturing the same. [Structure] First wiring layer 1 formed on base substrate 10
2 and the interlayer film 14 formed on the first wiring layer 12,
The second wiring layer 16 formed on the interlayer film 14 and the first wiring layer 12 and the second wiring layer 16 formed on the interlayer film 14.
It has a via hole 18 for connecting to each other and an inner wall metal layer 24 formed on an upper portion of the inner wall of the via hole 18.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造工程
で発生するプラズマダメージを抑制する半導体装置及び
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device which suppresses plasma damage generated in a semiconductor device manufacturing process, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在の半導体装置の製造工程において
は、反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion E
tching)等、種々のプラズマプロセスが採用されてい
る。しかしながら、近年の半導体装置の高集積化に伴う
素子の微細化により、プラズマ照射に起因する様々な問
題が生じている。
2. Description of the Related Art In the current manufacturing process of semiconductor devices, reactive ion etching (RIE) is used.
Various plasma processes such as tching) have been adopted. However, due to the miniaturization of elements accompanying the recent high integration of semiconductor devices, various problems caused by plasma irradiation have occurred.

【0003】例えば、ビアホールを開口する際のエッチ
ング工程は、プラズマ照射によるダメージを与える工程
の一つである。従来の代表的なビアホール形成方法を以
下に説明する。まず、下地基板上に形成された配線層上
に層間絶縁膜を堆積する。次いで、リソグラフィー工程
によりレジストパターニングを行い、このレジストをマ
スクとしてエッチングすることにより層間絶縁膜にビア
ホールを開口する。
For example, an etching process for opening a via hole is one of the processes for damaging plasma irradiation. A conventional typical via hole forming method will be described below. First, an interlayer insulating film is deposited on the wiring layer formed on the base substrate. Next, resist patterning is performed by a lithography process, and a via hole is opened in the interlayer insulating film by etching using this resist as a mask.

【0004】ここで、デバイスの高集積化に伴うコンタ
クトホールの微細化を図るため、層間絶縁膜をエッチン
グする際には、異方性エッチングを用いることが望まし
い。しかしながら、例えば、図10に示すように、半導
体基板30に形成されたMOSトランジスタのゲート電
極38に配線層46が接続され、さらに配線層46上に
多数のビアホール58が開口されているような場合、層
間絶縁膜48にビアホール58を開口する異方性エッチ
ング工程において、プラズマダメージが入りやすいとい
う問題がある。即ち、図示するようにゲート電極の面積
に比して配線面積が大きい場合には、反応性イオンによ
り帯電された電荷がゲート電極34に流れ込むと、ゲー
ト酸化膜34の絶縁破壊をもたらすからである。
Here, it is desirable to use anisotropic etching when etching the inter-layer insulating film in order to miniaturize the contact holes as the device becomes highly integrated. However, for example, as shown in FIG. 10, in the case where the wiring layer 46 is connected to the gate electrode 38 of the MOS transistor formed on the semiconductor substrate 30 and a large number of via holes 58 are formed on the wiring layer 46. In the anisotropic etching process of opening the via hole 58 in the interlayer insulating film 48, plasma damage is likely to occur. That is, as shown in the drawing, when the wiring area is larger than the area of the gate electrode, if the charge charged by the reactive ions flows into the gate electrode 34, the dielectric breakdown of the gate oxide film 34 is caused. .

【0005】特に、近年みられるようにビアホールのア
スペクト比が大きくなると、いわゆる電子遮蔽効果が顕
著になることが知られており、それにともなうチャージ
アップが問題とされている。電子遮蔽効果とは、半導体
基板とプラズマとの間に形成されるイオンシース部にお
いては電子の半導体基板方向への運動能力が低下するた
め、反応性イオンはビア部の底に達することはできる
が、電子がビア部の底に達しないために、ビア部の底が
正に帯電される現象である。
In particular, it has been known that the so-called electron shielding effect becomes remarkable when the aspect ratio of the via hole becomes large as seen in recent years, and the charge-up associated therewith is a problem. The electron shielding effect means that, in the ion sheath portion formed between the semiconductor substrate and the plasma, the ability of electrons to move toward the semiconductor substrate decreases, so that reactive ions can reach the bottom of the via portion. This is a phenomenon in which the bottom of the via portion is positively charged because electrons do not reach the bottom of the via portion.

【0006】そこで、従来は、異方性エッチングにより
形成された開口部が配線層46に達する前に異方性エッ
チングを止め、その後、チャージアップの発生しない中
性活性種を用てエッチングを行うダウンフロー型の等方
性エッチングでビアホール58を完全に開口することに
より、チャージアップなどのプラズマダメージを抑えて
ビアホールを形成していた。
Therefore, conventionally, the anisotropic etching is stopped before the opening formed by the anisotropic etching reaches the wiring layer 46, and then the etching is performed by using the neutral active species in which charge-up does not occur. By completely opening the via hole 58 by down-flow type isotropic etching, plasma damage such as charge-up is suppressed and the via hole is formed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置の製造方法では、ビア部に絶縁膜を残し
た状態で異方性エッチングを止めなければならないの
で、エッチング量の算出に手間がかかるといった問題が
あった。また、下地段差の違いによる絶縁膜厚のばらつ
きなどで正確なエッチング量を把握することは困難なた
め、エッチングのコントロールが難しいといった問題が
あった。
However, in the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device, anisotropic etching must be stopped with the insulating film left in the via portion, so that calculation of the etching amount is troublesome. There was such a problem. In addition, it is difficult to accurately grasp the etching amount due to variations in the insulating film thickness due to the difference in the underlying step, so that there is a problem that it is difficult to control the etching.

【0008】また、異方性エッチングの後に等方性エッ
チングを行うので、リソグラフィーにより微細なパター
ニングが可能であっても、形成されたビアホールは開口
径が大きくなってしまうので微細化に対応しずらいとい
った問題があった。本発明の目的は、エッチングの際の
制御が容易であり、また、ビアホール径を犠牲にするこ
となくプラズマダメージを抑制できる半導体装置及びそ
の製造方法を提供することにある。
Further, since anisotropic etching is performed after isotropic etching, even if fine patterning can be performed by lithography, the formed via hole has a large opening diameter, so it is not compatible with miniaturization. There was a problem such as leprosy. An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be easily controlled during etching and that can suppress plasma damage without sacrificing the via hole diameter, and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的は、下地基板上
に形成された第1の配線層と、前記第1の配線層上に形
成された層間膜と、前記層間膜上に形成された第2の配
線層と、前記層間膜に形成され、前記第1の配線層と前
記第2の配線層とを接続するビアホールと、前記ビアホ
ールの内壁上部に形成された内壁金属層とを有すること
を特徴とする半導体装置により達成される。
The above object is to form a first wiring layer formed on a base substrate, an interlayer film formed on the first wiring layer, and an interlayer film formed on the interlayer film. A second wiring layer, a via hole formed in the interlayer film and connecting the first wiring layer and the second wiring layer, and an inner wall metal layer formed on an upper portion of an inner wall of the via hole. It is achieved by a semiconductor device characterized by:

【0010】また、上記の半導体装置において、前記層
間膜は、エッチング特性が異なる複数の絶縁膜を積層し
て形成されていることが望ましい。また、下地基板上に
形成された第1の配線層上に層間絶縁膜を堆積する層間
絶縁膜堆積工程と、前記層間絶縁膜上に堆積する第2の
配線層と前記第1の配線層を接続するためのビアホール
を形成するようにパターニングされたレジストを形成す
るレジストパターニング工程と、前記レジストをマスク
として、前記層間絶縁膜を途中までエッチングする第1
のエッチング工程と、エッチングした前記層間絶縁膜上
に金属膜を堆積する金属膜堆積工程と、異方性エッチン
グにより前記金属膜をエッチングし、途中まで開口され
た前記ビアホールの内壁にのみ前記金属膜を残す第2の
エッチング工程と、途中まで開口された前記ビアホール
内の前記層間絶縁膜を、前記第1の配線層上までエッチ
ングし、ビアホールを完全に開口する第3のエッチング
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
によっても達成される。
Further, in the above semiconductor device, it is preferable that the interlayer film is formed by laminating a plurality of insulating films having different etching characteristics. In addition, an interlayer insulating film deposition step of depositing an interlayer insulating film on a first wiring layer formed on a base substrate, a second wiring layer and a first wiring layer deposited on the interlayer insulating film, A resist patterning step of forming a resist patterned so as to form a via hole for connection, and a step of partially etching the interlayer insulating film using the resist as a mask
Etching step, a metal film depositing step of depositing a metal film on the etched interlayer insulating film, the metal film is etched by anisotropic etching, and the metal film is formed only on the inner wall of the via hole opened halfway. And a third etching step of completely etching the via hole by etching the interlayer insulating film in the via hole partially opened to the first wiring layer. And a method for manufacturing a semiconductor device.

【0011】また、上記の半導体装置の製造方法におい
て、前記層間絶縁膜堆積工程では、前記第1の配線層に
接する第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜に接
する第2の層間絶縁膜とを堆積し、前記第1のエッチン
グ工程では、前記第1の層間絶縁膜をエッチングストッ
パーとして前記第2の層間絶縁膜をエッチングし、前記
第3のエッチング工程では、前記第1の層間絶縁膜をエ
ッチングすることが望ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above, in the step of depositing an interlayer insulating film, a first interlayer insulating film contacting the first wiring layer and a second interlayer insulating film contacting the first interlayer insulating film are formed. An interlayer insulating film is deposited, in the first etching step, the second interlayer insulating film is etched using the first interlayer insulating film as an etching stopper, and in the third etching step, the first interlayer insulating film is etched. It is desirable to etch the interlayer insulating film.

【0012】また、下地基板上に形成された第1の配線
層上に第1の層間絶縁膜を堆積する第1の層間絶縁膜堆
積工程と、前記第1の層間絶縁膜上に第1の金属膜を堆
積する第1の金属膜堆積工程と、前記第1の金属膜上に
第2の層間絶縁膜を堆積する第2の層間絶縁膜堆積工程
と、前記第2の層間絶縁膜上に堆積する第2の配線層と
前記第1の配線層を接続するためのビアホールを形成す
るようにパターニングされたレジストを形成するレジス
トパターニング工程と、前記レジストをマスクとして、
前記第2の層間絶縁膜を前記第1の金属膜上までエッチ
ングする第1のエッチング工程と、前記レジストパター
ンをマスクとし、前記第1の金属膜を前記第1の層間絶
縁膜上までエッチングする第2のエッチング工程と、第
2の金属膜を堆積する第2の金属膜堆積工程と、異方性
エッチングにより前記第2の金属膜をエッチングし、途
中まで開口された前記ビアホールの内壁にのみ前記第2
の金属膜を残す第3のエッチング工程と、途中まで開口
された前記ビアホール内の前記第1の層間絶縁膜を、前
記第1の配線層上までエッチングし、ビアホールを完全
に開口する第4のエッチング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によっても達成される。
A first interlayer insulating film depositing step of depositing a first interlayer insulating film on a first wiring layer formed on a base substrate, and a first interlayer insulating film depositing step on the first interlayer insulating film. A first metal film deposition step of depositing a metal film; a second interlayer insulating film deposition step of depositing a second interlayer insulating film on the first metal film; and a second interlayer insulating film deposition step on the second interlayer insulating film. A resist patterning step of forming a resist patterned so as to form a via hole for connecting the second wiring layer to be deposited and the first wiring layer, and using the resist as a mask,
A first etching step of etching the second interlayer insulating film up to the first metal film; and etching the first metal film up to the first interlayer insulating film using the resist pattern as a mask A second etching step, a second metal film depositing step of depositing a second metal film, and an anisotropic etching to etch the second metal film, and only on the inner wall of the via hole opened halfway The second
Third etching step for leaving the metal film, and the fourth interlayer insulating film for etching the first interlayer insulating film in the via hole partially opened to the first wiring layer to completely open the via hole. It is also achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which includes an etching step.

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、ビアホールに内壁金属層を設
けることにより、半導体基板がプラズマに曝された際に
ビアホール内で生じる電子遮蔽効果等を防止するバイパ
スとして機能するので、ビアホールのエッチングやプラ
ズマを用いたコンタクト部のクリーニングを行う場合等
に、コンタクト部でのチャージアップを防止することが
できる。
According to the present invention, by providing the inner wall metal layer in the via hole, it functions as a bypass for preventing the electron blocking effect and the like that occur in the via hole when the semiconductor substrate is exposed to plasma. When cleaning the contact portion using plasma, it is possible to prevent charge-up at the contact portion.

【0014】また、エッチング特性の異なる複数の絶縁
膜を積層して形成された積層膜により層間膜を形成すれ
ば、層間膜のエッチングを容易に途中で止めることがで
きるので、内壁金属層を容易に形成することができる。
また、ビアホールに内壁金属層を設けることにより、内
壁金属層がビアホール内で生じる電子遮蔽効果を防止す
るバイパスとして機能するので、異方性エッチングのみ
でビアホールを開口することができる。これにより、ビ
アホール径を犠牲にすることなくチャージアップ等のプ
ラズマダメージを防止することができる。
Further, when the interlayer film is formed by a laminated film formed by laminating a plurality of insulating films having different etching characteristics, the etching of the interlayer film can be easily stopped on the way, so that the inner wall metal layer can be easily formed. Can be formed.
Further, by providing the inner wall metal layer in the via hole, the inner wall metal layer functions as a bypass for preventing the electron blocking effect generated in the via hole, so that the via hole can be opened only by anisotropic etching. As a result, plasma damage such as charge-up can be prevented without sacrificing the via hole diameter.

【0015】また、層間絶縁膜をエッチング特性の異な
る2層の絶縁膜で形成すれば、ビアホールを開口する際
に、これら絶縁膜の界面でエンドポイントを検出できる
ので、ハーフエッチングを行うことなくコンタクト部に
絶縁膜を残すことができる。また、これにより、エッチ
ングのコントロールを容易に行うことができる。また、
ビアホールを開口する際に、金属膜と絶縁膜との界面で
それぞれエンドポイントを検出できるので、ハーフエッ
チングを行うことなくコンタクト部に絶縁膜を残すこと
ができる。また、これにより、エッチングのコントロー
ルを容易に行うことができる。
If the interlayer insulating film is formed of two insulating films having different etching characteristics, the end point can be detected at the interface between these insulating films when the via hole is opened, so that the contact can be made without performing half etching. The insulating film can be left on the part. Further, this makes it possible to easily control etching. Also,
Since the endpoints can be detected at the interface between the metal film and the insulating film when the via hole is opened, the insulating film can be left in the contact portion without performing half etching. Further, this makes it possible to easily control etching.

【0016】[0016]

【実施例】本発明の第1の実施例による半導体装置及び
その製造方法を、図1及び図2を用いて説明する。図1
は本実施例による半導体装置の構造を示す断面図、図2
は本実施例による半導体装置の製造方法を示す工程断面
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
2 is a cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment, FIG.
6A to 6D are process cross-sectional views showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment.

【0017】本実施例による半導体装置はビアホールの
内壁上部に金属層が設けられていることに特徴がある。
即ち、下地基板10上に形成された配線層12と、配線
層12上に層間絶縁膜14を介して形成された配線層1
6とを接続するためのビアホール18の内壁上部には、
ビアホール18を開口する際のチャージアップを防止す
る内壁金属層24が形成されている。
The semiconductor device according to this embodiment is characterized in that the metal layer is provided on the upper portion of the inner wall of the via hole.
That is, the wiring layer 12 formed on the base substrate 10 and the wiring layer 1 formed on the wiring layer 12 with the interlayer insulating film 14 interposed therebetween.
In the upper part of the inner wall of the via hole 18 for connecting with 6,
An inner wall metal layer 24 is formed to prevent charge-up when opening the via hole 18.

【0018】次に、本実施例による半導体装置の製造方
法を説明する。まず、下地基板10上に形成された配線
層12上に、層間絶縁膜14を堆積する。次いで、リソ
グラフィー工程により、開口すべきビアホール18の形
状にレジスト22をパターニングする(図2(a))。
形成したレジスト22をマスクとして異方性エッチング
を行い、層間絶縁膜14の途中まで開口する(図2
(b))。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment will be described. First, the interlayer insulating film 14 is deposited on the wiring layer 12 formed on the base substrate 10. Next, the resist 22 is patterned into the shape of the via hole 18 to be opened by a lithography process (FIG. 2A).
Anisotropic etching is performed using the formed resist 22 as a mask to open the interlayer insulating film 14 halfway (FIG. 2).
(B)).

【0019】レジスト22を除去した後、金属膜20を
堆積し(図2(c))、再度異方性エッチングにより金
属膜20をエッチングする。これによりビアホール18
の内壁には内壁金属層24が形成される。さらに続けて
エッチングを行い、ビアホール18の底に残留する層間
絶縁膜14を除去する。このようにして、内壁金属層2
4が形成されたビアホール18を形成する(図2
(d))。
After removing the resist 22, the metal film 20 is deposited (FIG. 2C), and the metal film 20 is etched again by anisotropic etching. This makes the via hole 18
An inner wall metal layer 24 is formed on the inner wall of the. Further, etching is continued to remove the interlayer insulating film 14 remaining on the bottom of the via hole 18. In this way, the inner wall metal layer 2
The via hole 18 in which the No. 4 is formed is formed (FIG. 2).
(D)).

【0020】本実施例では、内壁金属層24をビアホー
ル18の内壁に形成したが、これは次の理由による。即
ち、ビアホール18の内壁に内壁金属層24がない場合
には、ビアホール18のアスペクト比が大きい程に電子
遮蔽効果が顕著になるため、ビアホール18の内壁には
電子がトラップされ、コンタクト部には正電荷のチャー
ジアップが生じる。このようにチャージアップした電荷
が一気に配線層12に流れ込むと、配線層に接続された
MOSトランジスタのゲート酸化膜を破壊する等、デバ
イス特性に悪影響を与える虞がある。しかし、ビアホー
ル18の内壁に内壁金属層24を形成すれば、電子はビ
アホール18の内壁にはトラップされず、内壁金属層2
4をバイパスとしてコンタクト部に達し、コンタクト部
における正電荷のチャージアップを防止することができ
るからである。
In this embodiment, the inner wall metal layer 24 is formed on the inner wall of the via hole 18, but this is for the following reason. That is, when the inner wall metal layer 24 is not provided on the inner wall of the via hole 18, the electron shielding effect becomes more remarkable as the aspect ratio of the via hole 18 becomes larger. Positive charge-up occurs. If the charges thus charged flow into the wiring layer 12 at once, there is a risk that the device characteristics may be adversely affected, such as destruction of the gate oxide film of the MOS transistor connected to the wiring layer. However, if the inner wall metal layer 24 is formed on the inner wall of the via hole 18, the electrons are not trapped on the inner wall of the via hole 18 and the inner wall metal layer 2 is formed.
This is because it is possible to prevent positive charge from being charged up in the contact portion by reaching the contact portion by using 4 as a bypass.

【0021】従って、内壁金属層24をエッチングした
後の層間絶縁膜のエッチング過程において、コンタクト
部のチャージアップを抑えることができるので、プラズ
マダメージを抑制しつつ、ビアホール18を開口するこ
とができる。このように、本実施例によれば、ビアホー
ルに内壁金属層を設けることにより、内壁金属層がビア
ホール内で生じる電子遮蔽効果を防止するバイパスとし
て機能するので、異方性エッチングのみでビアホールを
開口することができる。これにより、ビアホール径を犠
牲にすることなくチャージアップ等のプラズマダメージ
を防止することができる。
Therefore, in the process of etching the interlayer insulating film after etching the inner wall metal layer 24, the charge-up of the contact portion can be suppressed, so that the via hole 18 can be opened while suppressing the plasma damage. As described above, according to the present embodiment, by providing the inner wall metal layer in the via hole, the inner wall metal layer functions as a bypass for preventing the electron blocking effect generated in the via hole, so that the via hole is opened only by anisotropic etching. can do. As a result, plasma damage such as charge-up can be prevented without sacrificing the via hole diameter.

【0022】また、上記実施例では、ビアホール18の
内壁に形成された内壁金属層24がビアホール18のエ
ッチングの際に有効であることを示したが、ビアホール
18を開口した後のプロセスにも効果がある。例えば、
ビアホール18を介して配線層と接続する配線層を形成
する際に、プラズマを用いたコンタクト部のクリーニン
グを行う場合がある。このときにも、ビアホール18内
では電子遮蔽効果が生じる虞があるが、前述した電子の
バイパス効果により、コンタクト部でのチャージアップ
を防止することができる。
Further, in the above embodiment, the inner wall metal layer 24 formed on the inner wall of the via hole 18 was shown to be effective in etching the via hole 18, but it is also effective in the process after opening the via hole 18. There is. For example,
When forming a wiring layer connected to the wiring layer via the via hole 18, the contact portion may be cleaned with plasma. At this time as well, there is a possibility that an electron blocking effect may occur in the via hole 18, but due to the electron bypass effect described above, it is possible to prevent charge-up at the contact portion.

【0023】次に、本発明の第2の実施例による半導体
装置及びその製造方法を、図3及び図4を用いて説明す
る。図3は本実施例による半導体装置の構造を示す断面
図、図4は本実施例による半導体装置の製造方法を示す
工程断面図である。上記第1の実施例では、内壁金属層
24を形成する前の層間絶縁膜14エッチング工程にお
いて、層間絶縁膜をハーフエッチングする必要があっ
た。そのため、エッチング量の算出に手間がかかるな
ど、エッチングのコントロールが困難な場合がある。
Next, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 is a sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 4 is a process sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. In the first embodiment described above, it was necessary to half-etch the interlayer insulating film in the step of etching the interlayer insulating film 14 before forming the inner wall metal layer 24. Therefore, it may be difficult to control the etching because it takes time to calculate the etching amount.

【0024】本実施例による半導体装置は、層間絶縁膜
を、材料の異なる2層の絶縁膜により形成したことに特
徴がある。即ち、下地基板10上に形成された配線層1
2上には、層間絶縁膜14a、14bが積層して形成さ
れ、層間絶縁膜14a、14bを介して形成された配線
層16とを接続するためのビアホール18の内壁上部に
は、ビアホール18を開口する際のチャージアップを防
止する内壁金属層24が形成されている。
The semiconductor device according to the present embodiment is characterized in that the interlayer insulating film is formed of two layers of insulating films made of different materials. That is, the wiring layer 1 formed on the base substrate 10
On the upper part of the inner wall of the via hole 18 for connecting the wiring layer 16 formed via the interlayer insulating films 14a and 14b, the via hole 18 is formed on the upper surface of the via hole 18. An inner wall metal layer 24 is formed to prevent charge-up at the time of opening.

【0025】次に、本実施例による半導体装置の製造方
法を説明する。まず、下地基板10上に形成された配線
層12上に、層間絶縁膜14a、14bを連続して堆積
する。なお、層間絶縁膜14a及び層間絶縁膜14bは
以下のようにすることが望ましい。即ち、層間絶縁膜1
4bをエッチングする際に、下層に堆積した層間絶縁膜
14aがエッチングストッパーとして機能する材料を選
択する。例えば、層間絶縁膜14aとしてシリコン酸化
膜を形成した場合には、層間絶縁膜14bとしてシリコ
ン窒化膜を形成すればよい。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment will be described. First, the interlayer insulating films 14a and 14b are continuously deposited on the wiring layer 12 formed on the base substrate 10. The interlayer insulating film 14a and the interlayer insulating film 14b are desirably as follows. That is, the interlayer insulating film 1
When etching 4b, a material is selected so that the interlayer insulating film 14a deposited in the lower layer functions as an etching stopper. For example, when a silicon oxide film is formed as the interlayer insulating film 14a, a silicon nitride film may be formed as the interlayer insulating film 14b.

【0026】次いで、リソグラフィー工程により、開口
すべきビアホール18の形状にレジスト22をパターニ
ングする(図4(a))。形成したレジスト22をマス
クとして異方性エッチングを行い、層間絶縁膜14bま
でビアホール18を開口する(図4(b))。レジスト
22を除去した後、金属膜20を堆積し(図4
(c))、再度異方性エッチングにより金属膜20をエ
ッチングする。これによりビアホール18の内壁には内
壁金属層24が形成される。さらに続けてエッチングを
行い、ビアホール18の底に残留する層間絶縁膜14a
を除去する。このようにして、内壁金属層24が形成さ
れたビアホール18を形成する(図4(d))。
Next, the resist 22 is patterned in the shape of the via hole 18 to be opened by a lithography process (FIG. 4A). Anisotropic etching is performed using the formed resist 22 as a mask to open the via hole 18 up to the interlayer insulating film 14b (FIG. 4B). After removing the resist 22, the metal film 20 is deposited (see FIG.
(C)) The metal film 20 is etched again by anisotropic etching. As a result, the inner wall metal layer 24 is formed on the inner wall of the via hole 18. Further, etching is continuously performed to leave the interlayer insulating film 14a remaining on the bottom of the via hole 18.
Is removed. Thus, the via hole 18 in which the inner wall metal layer 24 is formed is formed (FIG. 4D).

【0027】コンタクト部の層間絶縁膜14aをエッチ
ングする際に、内壁金属層24をビアホール18の内壁
に形成しているので、上記実施例と同様に、電子はビア
ホール18の内壁にはトラップされず、内壁金属層24
をバイパスとしてコンタクト部に達し、コンタクト部に
おける正電荷のチャージアップを防止する。従って、プ
ラズマダメージを抑制しつつ、ビアホール18を開口す
ることができる。
Since the inner wall metal layer 24 is formed on the inner wall of the via hole 18 when the interlayer insulating film 14a of the contact portion is etched, electrons are not trapped on the inner wall of the via hole 18 as in the above embodiment. , Inner wall metal layer 24
To reach the contact portion as a bypass to prevent positive charge from being charged up in the contact portion. Therefore, the via hole 18 can be opened while suppressing plasma damage.

【0028】このように、本実施例によれば、ビアホー
ルに内壁金属層を設けることにより、内壁金属層がビア
ホール内で生じる電子遮蔽効果を防止するバイパスとし
て機能するので、異方性エッチングのみでビアホールを
開口することができる。これにより、ビアホール径を犠
牲にすることなくチャージアップ等のプラズマダメージ
を抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, by providing the inner wall metal layer in the via hole, the inner wall metal layer functions as a bypass for preventing the electron blocking effect generated in the via hole, so that only anisotropic etching is required. Via holes can be opened. As a result, plasma damage such as charge-up can be suppressed without sacrificing the via hole diameter.

【0029】また、層間絶縁膜をエッチング特性の異な
る2層の絶縁膜で形成することにより、ビアホールを開
口する際に、これら絶縁膜の界面でエンドポイントを検
出できるので、ハーフエッチングを行うことなくコンタ
クト部に絶縁膜を残すことができる。また、これによ
り、エッチングのコントロールを容易に行うことができ
る。
By forming the interlayer insulating film with two layers of insulating films having different etching characteristics, the end point can be detected at the interface between these insulating films when the via hole is opened, so that half-etching is not required. The insulating film can be left on the contact portion. Further, this makes it possible to easily control etching.

【0030】また、上記実施例では、ビアホール18の
内壁に形成された内壁金属層24がビアホールのエッチ
ングの際に有効であることを示したが、ビアホール18
を開口した後のプロセスにも効果がある。例えば、ビア
ホール18を介して配線層と接続する配線層を形成する
際に、プラズマを用いたコンタクト部のクリーニングを
行う場合がある。このときにも、ビアホール内では電子
遮蔽効果が生じる虞があるが、前述した電子のバイパス
効果により、コンタクト部でのチャージアップを防止す
ることができる。
Further, in the above embodiment, it was shown that the inner wall metal layer 24 formed on the inner wall of the via hole 18 is effective in etching the via hole.
It is also effective for the process after opening the. For example, when forming a wiring layer connected to the wiring layer via the via hole 18, the contact portion may be cleaned using plasma. At this time as well, there is a possibility that an electron blocking effect may occur in the via hole, but the electron bypass effect described above can prevent charge-up at the contact portion.

【0031】なお、上記実施例では、層間絶縁膜を2層
構造にすることによりハーフエッチングを行うことなく
ビアホール18を形成したが、層間絶縁膜中にエッチン
グストッパーとして機能する膜があればよいので、層間
絶縁膜は2層構造に限られず、3層又はそれ以上の構造
であってもよい。例えば、シリコン窒化膜14cをシリ
コン酸化膜14dと14eにより挟んで堆積した3層構
造により層間絶縁膜を形成してもよい(図5)。
Although the via hole 18 is formed without performing half-etching by forming the interlayer insulating film in a two-layer structure in the above embodiment, it is sufficient if the interlayer insulating film has a film functioning as an etching stopper. The interlayer insulating film is not limited to the two-layer structure and may have a three-layer structure or more. For example, the interlayer insulating film may be formed by a three-layer structure in which the silicon nitride film 14c is sandwiched between the silicon oxide films 14d and 14e and deposited (FIG. 5).

【0032】次に、本発明の第3の実施例による半導体
装置及びその製造方法を、図6乃至図9を用いて説明す
る。図6は本実施例による半導体装置の構造を示す断面
図、図7乃至図9は本実施例による半導体装置の製造方
法を示す工程断面図である。本実施例による半導体装置
は、第2の実施例と同様に、層間絶縁膜のハーフエッチ
ングをせずにビアホール内壁に内壁金属層を残すため、
金属膜を絶縁膜で挟んだ三層構造により層間絶縁膜を形
成したことに特徴がある。
Next, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment, and FIGS. 7 to 9 are process sectional views showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment. In the semiconductor device according to the present embodiment, as in the second embodiment, since the inner wall metal layer is left on the inner wall of the via hole without half-etching the interlayer insulating film,
The feature is that the interlayer insulating film is formed by a three-layer structure in which a metal film is sandwiched by insulating films.

【0033】即ち、半導体基板30上に形成された素子
分離膜32により画定された素子領域にゲート電極38
を有するMOSトランジスタが形成された下地基板40
上には、層間絶縁膜42を介して配線層46が形成され
ている。配線層40上には、層間絶縁膜48、金属膜5
0、層間絶縁膜52が積層して形成され、層間絶縁膜5
2上に形成する配線層(図示せず)と配線層46とを接
続するためのビアホール58の内壁上部には、ビアホー
ル58を開口する際のチャージアップを防止する内壁金
属層60が形成されている。
That is, the gate electrode 38 is formed in the element region defined by the element isolation film 32 formed on the semiconductor substrate 30.
Substrate 40 on which a MOS transistor having a
A wiring layer 46 is formed on the interlayer insulating film 42. The interlayer insulating film 48 and the metal film 5 are formed on the wiring layer 40.
0 and the interlayer insulating film 52 are stacked to form the interlayer insulating film 5
An inner wall metal layer 60 for preventing charge-up at the time of opening the via hole 58 is formed on the inner wall upper part of the via hole 58 for connecting the wiring layer (not shown) formed on the wiring layer 2 and the wiring layer 46. There is.

【0034】次に、本実施例による半導体装置の製造方
法を説明する。通常のLOCOSプロセスにより、半導
体基板30上に素子分離膜32を形成する。この半導体
基板30上に、例えば約8nmのゲート酸化膜34を成
長する。次いで、ゲート電極となるポリシリコン膜36
を、例えば膜厚約160nm堆積する(図7(a))。
なお、ポリシリコン膜36は、アモルファスシリコン膜
であってもよい。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment will be described. The element isolation film 32 is formed on the semiconductor substrate 30 by a normal LOCOS process. A gate oxide film 34 of, eg, about 8 nm is grown on this semiconductor substrate 30. Then, a polysilicon film 36 to be a gate electrode
Is deposited, for example, to a film thickness of about 160 nm (FIG. 7A).
The polysilicon film 36 may be an amorphous silicon film.

【0035】リソグラフィー工程でレジストのパターニ
ングを行った後、ClとO2ガスを用いたドライエッチ
ングによりポリシリコン膜36を加工し、ゲート電極3
8を形成する(図7(b))。ゲート電極38が形成さ
れた半導体基板30上に、例えば、膜厚が50〜100
nm程度の絶縁膜42を常圧化学気相成長(CVD:Ch
emical Vapor Deposition)法により堆積し、ゲート電
極38と上層の配線層とを接続するためのコンタクトホ
ール44を開口する(図7(c))。
After patterning the resist in the lithography process, the polysilicon film 36 is processed by dry etching using Cl and O 2 gas, and the gate electrode 3 is formed.
8 is formed (FIG. 7B). On the semiconductor substrate 30 on which the gate electrode 38 is formed, for example, the film thickness is 50 to 100.
Insulating film 42 of about nm thickness is deposited by atmospheric pressure chemical vapor deposition (CVD: Ch
A contact hole 44 for connecting the gate electrode 38 to the upper wiring layer is opened (FIG. 7C).

【0036】Al合金膜をスパッタ法により堆積した
後、リソグラフィー工程及びエッチング工程によりAl
合金膜を加工し、ゲート電極38と接続する配線層46
を形成する(図7(d))。このように、配線層46が
形成された下地基板40上に、常圧CVD法により膜厚
が50〜100nm程度の酸化膜を成長し、層間絶縁膜
48とする。次いで、膜厚約100nmのAl合金膜を
スパッタ法により堆積し、リソグラフィー工程及びエッ
チング工程により、配線層と同様のパターンに加工され
た金属膜50を形成する。
After depositing an Al alloy film by a sputtering method, Al is formed by a lithography process and an etching process.
Wiring layer 46 for processing the alloy film and connecting to the gate electrode 38
Are formed (FIG. 7D). In this way, an oxide film having a film thickness of about 50 to 100 nm is grown on the underlying substrate 40 on which the wiring layer 46 is formed by the atmospheric pressure CVD method to form the interlayer insulating film 48. Then, an Al alloy film having a thickness of about 100 nm is deposited by a sputtering method, and a metal film 50 processed into a pattern similar to that of the wiring layer is formed by a lithography process and an etching process.

【0037】金属膜50上に、再度常圧CVD法により
膜厚が50〜100nm程度の酸化膜を成長し、層間絶
縁膜52とする(図8(a))。次に、リソグラフィー
工程により、開口すべきビアホールに相当するパターン
が転写されたレジスト54を形成し、レジスト54をマ
スクとして、例えばAr/CF4/CHF3ガスを用いた
異方性エッチングにより層間絶縁膜52を加工する。連
続して、例えばBCl3/Cl2ガスを用いた異方性エッ
チングにより金属膜50を加工する。これにより、層間
絶縁膜48の上層まで開口する。
An oxide film having a film thickness of about 50 to 100 nm is again grown on the metal film 50 by the atmospheric pressure CVD method to form an interlayer insulating film 52 (FIG. 8A). Next, a resist 54 to which a pattern corresponding to a via hole to be opened is transferred is formed by a lithography process, and the interlayer insulation is performed by anisotropic etching using Ar / CF 4 / CHF 3 gas using the resist 54 as a mask. The film 52 is processed. Continuously, the metal film 50 is processed by anisotropic etching using, for example, BCl 3 / Cl 2 gas. As a result, the upper layer of the interlayer insulating film 48 is opened.

【0038】本実施例では、層間絶縁膜48、層間絶縁
膜52との間に金属膜50を設けることにより、層間絶
縁膜52をエッチングする際には金属膜50をエッチン
グストッパーとして、金属膜50をエッチングする際に
は層間絶縁膜48をエッチングストッパーとして機能さ
せることができるので、ハーフエッチングを行うことな
くコンタクト部の配線層46上に層間絶縁膜48を残す
ことができる(図8(b))。
In this embodiment, the metal film 50 is provided between the interlayer insulating film 48 and the interlayer insulating film 52, so that the metal film 50 serves as an etching stopper when the interlayer insulating film 52 is etched. Since the inter-layer insulation film 48 can function as an etching stopper when etching is performed, the inter-layer insulation film 48 can be left on the wiring layer 46 in the contact portion without performing half etching (FIG. 8B). ).

【0039】レジスト54を除去した後、例えば、膜厚
10〜20nm程度のTiN膜をリアクティブスパッタ
法により堆積し、金属膜56を形成する(図9
(a))。なお、アスペクト比の大きいビアホールに内
壁金属層を形成する際には、ステップカバレージに優
れ、スパッタし易く、また、プロセス整合性に優れた材
料を用いることが効果的である。例えば、上記したTi
N膜を用いることが望ましい。
After removing the resist 54, for example, a TiN film having a film thickness of about 10 to 20 nm is deposited by the reactive sputtering method to form a metal film 56 (FIG. 9).
(A)). When forming the inner wall metal layer in the via hole having a large aspect ratio, it is effective to use a material having excellent step coverage, easy sputtering, and excellent process matching. For example, Ti described above
It is desirable to use an N film.

【0040】この後、Ar/CF4/CHF3+SF6
スを用いた異方性エッチングにより金属膜56及び層間
絶縁膜48をエッチングする。これによりビアホール5
8の内壁にのみ内壁金属層60を残し、ビアホール58
の底に残留する層間絶縁膜48を除去する。このように
して、内壁上部に内壁金属層60が形成されたビアホー
ル58を形成する(図9(b))。
After that, the metal film 56 and the interlayer insulating film 48 are etched by anisotropic etching using Ar / CF 4 / CHF 3 + SF 6 gas. This makes the via hole 5
The inner wall metal layer 60 is left only on the inner wall of 8, and the via hole 58
The interlayer insulating film 48 remaining on the bottom of the is removed. Thus, the via hole 58 in which the inner wall metal layer 60 is formed on the upper portion of the inner wall is formed (FIG. 9B).

【0041】コンタクト部の絶縁膜48をエッチングす
る際に、内壁金属層60をビアホール58の内壁に形成
しているので、上記実施例と同様に、電子はビアホール
58の内壁にはトラップされず、内壁金属層60をバイ
パスとしてコンタクト部に達し、コンタクト部における
正電荷のチャージアップを防止する。従って、プラズマ
ダメージを抑制しつつ、ビアホール58を開口すること
ができる。
Since the inner wall metal layer 60 is formed on the inner wall of the via hole 58 when the insulating film 48 in the contact portion is etched, electrons are not trapped on the inner wall of the via hole 58 as in the above-described embodiment. The inner wall metal layer 60 is used as a bypass to reach the contact portion to prevent positive charge from being charged up in the contact portion. Therefore, the via hole 58 can be opened while suppressing plasma damage.

【0042】なお、ビアホールを開口した後に配線層を
形成すると、層間膜をエッチングする際のストッパーと
して形成した金属膜50が、配線層と接続されることと
なるが、金属膜50は配線層46と同様のパターンによ
り加工するので、回路上の不都合等が発生することはな
い。このように、本実施例によれば、ビアホールに内壁
金属層を設けることにより、内壁金属層がビアホール内
で生じる電子遮蔽効果を防止するバイパスとして機能す
るので、異方性エッチングのみでビアホールを開口する
ことができる。これにより、ビアホール径を犠牲にする
ことなくチャージアップ等のプラズマダメージを抑える
ことができる。
When the wiring layer is formed after the via hole is opened, the metal film 50 formed as a stopper for etching the interlayer film is connected to the wiring layer. However, the metal film 50 is the wiring layer 46. Since the pattern is processed in the same manner as above, there will be no inconvenience on the circuit. As described above, according to the present embodiment, by providing the inner wall metal layer in the via hole, the inner wall metal layer functions as a bypass for preventing the electron blocking effect generated in the via hole, so that the via hole is opened only by anisotropic etching. can do. As a result, plasma damage such as charge-up can be suppressed without sacrificing the via hole diameter.

【0043】また、ビア部の層間絶縁膜として金属膜を
絶縁膜により挟んだ三層構造を用いることにより、ビア
ホールを開口する際に、金属膜と絶縁膜との界面でそれ
ぞれエンドポイントを検出できるので、ハーフエッチン
グを行うことなくコンタクト部に絶縁膜を残すことがで
きる。また、これにより、エッチングのコントロールを
容易に行うことができる。
Further, by using a three-layer structure in which a metal film is sandwiched between insulating films as the interlayer insulating film of the via portion, the end points can be detected at the interface between the metal film and the insulating film when the via hole is opened. Therefore, the insulating film can be left on the contact portion without performing half etching. Further, this makes it possible to easily control etching.

【0044】また、上記実施例では、ビアホール18の
内壁に形成された内壁金属層24がビアホールのエッチ
ングの際に有効であることを示したが、ビアホール18
を開口した後のプロセスにも効果がある。例えば、ビア
ホール18を介して配線層と接続する配線層を形成する
際に、プラズマを用いたコンタクト部のクリーニングを
行う場合がある。このときにも、ビアホール内では電子
遮蔽効果が生じる虞があるが、前述した電子のバイパス
効果により、コンタクト部でのチャージアップを防止す
ることができる。
In the above embodiment, the inner wall metal layer 24 formed on the inner wall of the via hole 18 was shown to be effective in etching the via hole.
It is also effective for the process after opening the. For example, when forming a wiring layer connected to the wiring layer via the via hole 18, the contact portion may be cleaned using plasma. At this time as well, there is a possibility that an electron blocking effect may occur in the via hole, but the electron bypass effect described above can prevent charge-up at the contact portion.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ビアホー
ルに内壁金属層を設けることにより、半導体基板がプラ
ズマに曝された際にビアホール内で生じる電子遮蔽効果
等を防止するバイパスとして機能するので、ビアホール
のエッチングやプラズマを用いたコンタクト部のクリー
ニングを行う場合等に、コンタクト部でのチャージアッ
プを防止することができる。
As described above, according to the present invention, by providing the inner wall metal layer in the via hole, it functions as a bypass for preventing the electron blocking effect and the like which occur in the via hole when the semiconductor substrate is exposed to plasma. Therefore, when etching the via hole or cleaning the contact portion using plasma, it is possible to prevent charge-up at the contact portion.

【0046】また、エッチング特性の異なる複数の絶縁
膜を積層して形成された積層膜により層間膜を形成すれ
ば、層間膜のエッチングを容易に途中で止めることがで
きるので、内壁金属層を容易に形成することができる。
また、ビアホールに内壁金属層を設けることにより、内
壁金属層がビアホール内で生じる電子遮蔽効果を防止す
るバイパスとして機能するので、異方性エッチングのみ
でビアホールを開口することができる。これにより、ビ
アホール径を犠牲にすることなくチャージアップ等のプ
ラズマダメージを防止することができる。
Further, when the interlayer film is formed by a laminated film formed by laminating a plurality of insulating films having different etching characteristics, the etching of the interlayer film can be easily stopped on the way, so that the inner wall metal layer can be easily formed. Can be formed.
Further, by providing the inner wall metal layer in the via hole, the inner wall metal layer functions as a bypass for preventing the electron blocking effect generated in the via hole, so that the via hole can be opened only by anisotropic etching. As a result, plasma damage such as charge-up can be prevented without sacrificing the via hole diameter.

【0047】また、層間絶縁膜をエッチング特性の異な
る2層の絶縁膜で形成すれば、ビアホールを開口する際
に、これら絶縁膜の界面でエンドポイントを検出できる
ので、ハーフエッチングを行うことなくコンタクト部に
絶縁膜を残すことができる。また、これにより、エッチ
ングのコントロールを容易に行うことができる。また、
ビアホールを開口する際に、金属膜と絶縁膜との界面で
それぞれエンドポイントを検出できるので、ハーフエッ
チングを行うことなくコンタクト部に絶縁膜を残すこと
ができる。また、これにより、エッチングのコントロー
ルを容易に行うことができる。
Further, if the interlayer insulating film is formed of two layers of insulating films having different etching characteristics, the end point can be detected at the interface between these insulating films when the via hole is opened, so that the contact can be made without performing half etching. The insulating film can be left on the part. Further, this makes it possible to easily control etching. Also,
Since the endpoints can be detected at the interface between the metal film and the insulating film when the via hole is opened, the insulating film can be left in the contact portion without performing half etching. Further, this makes it possible to easily control etching.

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

【図1】本発明の第1の実施例による半導体装置の構造
を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 2 is a process sectional view showing the manufacturing method of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.

【図3】本発明の第2の実施例による半導体装置の構造
を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図である。
FIG. 4 is a process sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図5】第2の実施例の変形例による半導体装置の構造
を示す概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a modification of the second embodiment.

【図6】本発明の第3の実施例による半導体装置の構造
を示す概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing the structure of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図(その1)である。
FIG. 7 is a process sectional view (1) showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図(その2)である。
FIG. 8 is a process sectional view (2) showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図(その3)である。
FIG. 9 is a process sectional view (3) showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図10】従来の半導体装置の製造方法における問題点
を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a problem in the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…下地基板 12…配線層 14…層間絶縁膜 16…配線層 18…ビアホール 20…内壁金属層 22…レジスト 24…金属膜 30…半導体基板 32…素子分離膜 34…ゲート酸化膜 36…ポリシリコン膜 38…ゲート電極 40…下地基板 42…層間絶縁膜 44…コンタクトホール 46…配線層 48…層間絶縁膜 50…金属膜 52…層間絶縁膜 54…レジスト 56…金属膜 58…ビアホール 60…内壁金属層 10 ... Base substrate 12 ... Wiring layer 14 ... Interlayer insulating film 16 ... Wiring layer 18 ... Via hole 20 ... Inner wall metal layer 22 ... Resist 24 ... Metal film 30 ... Semiconductor substrate 32 ... Element isolation film 34 ... Gate oxide film 36 ... Polysilicon Film 38 ... Gate electrode 40 ... Base substrate 42 ... Interlayer insulating film 44 ... Contact hole 46 ... Wiring layer 48 ... Interlayer insulating film 50 ... Metal film 52 ... Interlayer insulating film 54 ... Resist 56 ... Metal film 58 ... Via hole 60 ... Inner wall metal layer

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3213 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display area H01L 21/3213

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下地基板上に形成された第1の配線層
と、 前記第1の配線層上に形成された層間膜と、 前記層間膜上に形成された第2の配線層と、 前記層間膜に形成され、前記第1の配線層と前記第2の
配線層とを接続するビアホールと、 前記ビアホールの内壁上部に形成された内壁金属層とを
有することを特徴とする半導体装置。
1. A first wiring layer formed on a base substrate, an interlayer film formed on the first wiring layer, a second wiring layer formed on the interlayer film, A semiconductor device comprising: a via hole formed in an interlayer film and connecting the first wiring layer and the second wiring layer; and an inner wall metal layer formed on an upper portion of an inner wall of the via hole.
【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記層間膜は、エッチング特性が異なる複数の絶縁膜を
積層して形成されていることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the interlayer film is formed by laminating a plurality of insulating films having different etching characteristics.
【請求項3】 下地基板上に形成された第1の配線層上
に層間絶縁膜を堆積する層間絶縁膜堆積工程と、 前記層間絶縁膜上に堆積する第2の配線層と前記第1の
配線層を接続するためのビアホールを形成するようにパ
ターニングされたレジストを形成するレジストパターニ
ング工程と、 前記レジストをマスクとして、前記層間絶縁膜を途中ま
でエッチングする第1のエッチング工程と、 エッチングした前記層間絶縁膜上に金属膜を堆積する金
属膜堆積工程と、 異方性エッチングにより前記金属膜をエッチングし、途
中まで開口された前記ビアホールの内壁にのみ前記金属
膜を残す第2のエッチング工程と、 途中まで開口された前記ビアホール内の前記層間絶縁膜
を、前記第1の配線層上までエッチングし、ビアホール
を完全に開口する第3のエッチング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。
3. An interlayer insulating film depositing step of depositing an interlayer insulating film on a first wiring layer formed on a base substrate, a second wiring layer deposited on the interlayer insulating film, and the first wiring layer. A resist patterning step of forming a resist patterned so as to form a via hole for connecting a wiring layer; a first etching step of partially etching the interlayer insulating film using the resist as a mask; A metal film deposition step of depositing a metal film on the interlayer insulating film, and a second etching step of etching the metal film by anisotropic etching to leave the metal film only on the inner wall of the via hole opened halfway. The interlayer insulating film in the via hole opened halfway is etched up to the first wiring layer to completely open the via hole. The method of manufacturing a semiconductor device characterized by having an etching process.
【請求項4】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
おいて、 前記層間絶縁膜堆積工程では、前記第1の配線層に接す
る第1の層間絶縁膜と、前記第1の層間絶縁膜に接する
第2の層間絶縁膜とを堆積し、 前記第1のエッチング工程では、前記第1の層間絶縁膜
をエッチングストッパーとして前記第2の層間絶縁膜を
エッチングし、 前記第3のエッチング工程では、前記第1の層間絶縁膜
をエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein in the step of depositing an interlayer insulating film, a first interlayer insulating film in contact with the first wiring layer and a first interlayer insulating film are in contact with each other. A second interlayer insulating film is deposited, in the first etching step, the second interlayer insulating film is etched using the first interlayer insulating film as an etching stopper, and in the third etching step, A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises etching the first interlayer insulating film.
【請求項5】 下地基板上に形成された第1の配線層上
に第1の層間絶縁膜を堆積する第1の層間絶縁膜堆積工
程と、 前記第1の層間絶縁膜上に第1の金属膜を堆積する第1
の金属膜堆積工程と、 前記第1の金属膜上に第2の層間絶縁膜を堆積する第2
の層間絶縁膜堆積工程と、 前記第2の層間絶縁膜上に堆積する第2の配線層と前記
第1の配線層を接続するためのビアホールを形成するよ
うにパターニングされたレジストを形成するレジストパ
ターニング工程と、 前記レジストをマスクとして、前記第2の層間絶縁膜を
前記第1の金属膜上までエッチングする第1のエッチン
グ工程と、 前記レジストパターンをマスクとし、前記第1の金属膜
を前記第1の層間絶縁膜上までエッチングする第2のエ
ッチング工程と、 第2の金属膜を堆積する第2の金属膜堆積工程と、 異方性エッチングにより前記第2の金属膜をエッチング
し、途中まで開口された前記ビアホールの内壁にのみ前
記第2の金属膜を残す第3のエッチング工程と、 途中まで開口された前記ビアホール内の前記第1の層間
絶縁膜を、前記第1の配線層上までエッチングし、ビア
ホールを完全に開口する第4のエッチング工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A first interlayer insulating film depositing step of depositing a first interlayer insulating film on a first wiring layer formed on a base substrate, and a first interlayer insulating film depositing step on the first interlayer insulating film. First to deposit metal film
And a second interlayer insulating film is deposited on the first metal film.
And a resist forming a resist patterned so as to form a via hole for connecting the second wiring layer deposited on the second interlayer insulating film to the first wiring layer. A patterning step; a first etching step of etching the second interlayer insulating film up to the first metal film by using the resist as a mask; and a first metal film of the first pattern by using the resist pattern as a mask. A second etching step of etching up to the first interlayer insulating film, a second metal film depositing step of depositing a second metal film, and a step of etching the second metal film by anisotropic etching A third etching step of leaving the second metal film only on the inner wall of the via hole opened up to, and the first interlayer insulation in the via hole opened halfway A first etching until the wiring layer, a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it comprises a fourth etching step of fully opening the via hole.
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