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JPH0897283A - 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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JPH0897283A
JPH0897283A JP6227817A JP22781794A JPH0897283A JP H0897283 A JPH0897283 A JP H0897283A JP 6227817 A JP6227817 A JP 6227817A JP 22781794 A JP22781794 A JP 22781794A JP H0897283 A JPH0897283 A JP H0897283A
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JP
Japan
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film
layer wiring
interlayer insulating
insulating film
hole
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JP6227817A
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Inventor
Tokuji Tsuboi
篤司 壺井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
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Abstract

(57)【要約】 【目的】多層配線形成時のエッチング工程およびリソグ
ラフィ工程を簡略化する。 【構成】層間絶縁膜4の上に形成した金属膜をパターニ
ングして上層配線6を形成するときに同時に接続用窓5
を形成し、上面を保護膜7で被覆した後、フォトレジス
ト膜8をマスクとして保護膜7と接続用窓5の層間絶縁
膜4を順次異方性エッチングしてスルーホール9を形成
し、且つ同時にパッド部(図示せず)の保護膜7をエッ
チングし、次に、スルーホール9内にWプラグ10を埋
込んで上下配線間を電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に多層配線を有する半導体装置の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置に形成する多層配線の微細化
に伴い層間絶縁膜に設けたスルーホールに埋込んだ金属
プラグを介して上下配線を接続する方法が採用されるよ
うになっている。
【0003】図2(a)〜(e)は従来の半導体装置の
製造方法を説明するための工程順に示した半導体チップ
の平面図およびB−B′線断面図である。
【0004】まず、図2(a),(b)に示すように、
Si基板1の上に形成した絶縁膜2の上にAl等からな
る下層配線3を選択的に形成し、下層配線3を含む表面
にプラズマCVD法により酸化シリコン膜を約2μmの
厚さに堆積してCMP(化学・機械的研磨)法により上
面を平坦化した約1μmの厚さの層間絶縁膜4を形成す
る。次に、層間絶縁膜4の上にAl等からなる上層配線
6を選択的に形成する。
【0005】次に、図2(c)に示すように、上層配線
6を含む表面にフォトレジスト膜11を塗布してパター
ニングした後、フォトレジスト膜11をマスクとして上
層配線6および層間絶縁膜4を順次異方性エッチングし
て口径が約0.9μmのスルーホール12を形成する。
【0006】次に、図2(d)に示すように、フォトレ
ジスト膜11を除去した後、スルーホール12を含む表
面にブランケットW成長法によりW膜を堆積してエッチ
バックし、スルーホール12内に埋込まれたWプラグ1
3を形成する。
【0007】次に、図2(e)に示すように、Wプラグ
13を含む表面に保護膜14を堆積して上層配線6の上
の保護膜14を選択的エッチングし、パッド部を形成す
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体装置
の製造方法では、下層配線上の上層配線および層間絶縁
膜を選択的に順次異方性エッチングしてスルーホールを
形成する際に、アルミニウム等の金属膜をエッチングす
るエッチングガスと、酸化シリコン膜等の絶縁膜をエッ
チングするエッチングガスとを変える必要があり、エッ
チングが複雑になるという問題があり、また、保護膜を
パターニングしてパッド部のみを形成するためのリソグ
ラフィ工程が必要になるという問題点がある。
【0009】本発明の目的は、エッチング工程およびリ
ソグラフィ工程を改良して製造工程を簡略化した半導体
装置の製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に形成した下層配線を含む表面
に層間絶縁膜を形成し前記層間絶縁膜の上面を化学・機
械的研磨して平坦化する工程と、前記層間絶縁膜の上に
金属膜を堆積してパターニングし前記下層配線との接続
用窓を有する上層配線を形成する工程と、前記上層配線
を含む表面に保護膜を形成する工程と、前記保護膜の上
に塗布したフォトレジスト膜をパターニングして前記接
続用窓の上に前記接続用窓よりも一回り大きい開口部を
形成する工程と、前記フォトレジスト膜をマスクとして
前記開口部の前記保護膜および前記接続用窓の前記層間
絶縁膜を順次異方性エッチングしてスルーホールを形成
する工程と、前記スルーホールを含む表面にタングステ
ン膜を堆積した後エッチバックして前記スルーホール内
に埋込まれたタングステンプラグを形成し前記下層配線
と前記上層配線とを電気的に接続する工程とを含んで構
成される。
【0011】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0012】図1(a)〜(e)は本発明の一実施例を
説明するための工程順に示した半導体チップの平面図お
よびA−A′線断面図である。
【0013】まず、図1(a),(b)に示すように、
半導体素子を形成したSi基板1の上に絶縁膜2を形成
し、絶縁膜2の上にスパッタリング法により厚さ60n
mのTi膜,厚さ100nmのTiN膜,厚さ400n
mのAl−Si−Cu膜,厚さ50nmのTiN膜を順
次堆積してパターニングしたTiN/Al−Si−Cu
/TiN/Ti積層膜からなる下層の配線3を形成す
る。次に、下層の配線3を含む表面にプラズマTEOS
(Tetra−Ethyl−Ortho−Silica
te)による酸化シリコン膜を約2μmの厚さに堆積し
てCMP法により上面を平坦化し、厚さ約1.0μmの
層間絶縁膜4を形成する。次に、層間絶縁膜4の上に厚
さ30nmのTi膜,厚さ100nmのTiN膜,厚さ
900nmのAl−Si−Cu膜,厚さ50nmのTi
N膜を順次堆積したTiN/Al−Si−Cu/TiN
/Ti積層膜を形成してパターニングし、約0.9μm
程度の口径からなる下層配線3との接続用窓5を有する
上層配線6を形成する。
【0014】次に、図1(c)に示すように、上層配線
6を含む表面にプラズマSiON(酸化窒化シリコン)
膜からなる保護膜7を約1.0μmの厚さに形成する。
【0015】次に、図1(d)に示すように、保護膜7
の上にフォトレジスト膜8を塗布してパターニングし、
接続用窓5の上に接続用窓5よりも一回り大きい第1の
開口部およびパッド形成部の第2の開口部(図示せず)
のそれぞれを同時に形成する。次に、フォトレジスト膜
8をマスクとして第1の開口部の保護膜7および層間絶
縁膜4を順次エッチングしてスルーホール9を形成する
と同時に第2の開口部のパッド形成部の保護膜7をエッ
チングして上層配線6の表面を露出させパッド部を形成
する。
【0016】ここで、第1の開口部の保護膜7と層間絶
縁膜4は同じエッチングガスで順次エッチングすること
ができる利点がある。
【0017】次に、図1(e)に示すように、フォトレ
ジスト膜8を除去した後スルーホール9を含む表面にブ
ランケットW成長法によりW膜を形成してエッチバック
し、スルーホール9内に埋込まれたWプラグ10を形成
する。
【0018】ここで、スルーホール9に埋込んだWプラ
グ10の上面には保護膜を設けていないがWプラグ10
の上端で上層配線6の表面を被覆して保護しており、信
頼性を低下させることはない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、上層配線
のパターニングの際に下層配線との接続用窓を設けてそ
の上に保護膜を形成した後スルーホールとパッド部の窓
を同時に形成することにより、フォトリソグラフィ工程
を減らして製造工程を簡略化できるという効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための工程順に示
した半導体チップの平面図およびA−A′線断面図。
【図2】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
工程順に示した半導体チップの平面図およびB−B′線
断面図。
【符号の説明】
1 Si基板 2 絶縁膜 3 下層配線 4 層間絶縁膜 5 接続用窓 6 上層配線 7,14 保護膜 8,11 フォトレジスト膜 9,12 スルーホール 10,13 Wプラグ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成した下層配線を含む
    表面に層間絶縁膜を形成し前記層間絶縁膜の上面を化学
    ・機械的研磨して平坦化する工程と、前記層間絶縁膜の
    上に金属膜を堆積してパターニングし前記下層配線との
    接続用窓を有する上層配線を形成する工程と、前記上層
    配線を含む表面に保護膜を形成する工程と、前記保護膜
    の上に塗布したフォトレジスト膜をパターニングして前
    記接続用窓の上に前記接続用窓よりも一回り大きい開口
    部を形成する工程と、前記フォトレジスト膜をマスクと
    して前記開口部の前記保護膜および前記接続用窓の前記
    層間絶縁膜を順次異方性エッチングしてスルーホールを
    形成する工程と、前記スルーホールを含む表面にタング
    ステン膜を堆積した後エッチバックして前記スルーホー
    ル内に埋込まれたタングステンプラグを形成し前記下層
    配線と前記上層配線とを電気的に接続する工程とを含む
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 上層配線および下層配線の少くとも一方
    がTiN/Al−Si−Cu/TiN/Ti積層膜から
    なる請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 層間絶縁膜がプラズマTEOSによる酸
    化シリコン膜からなる請求項1記載の半導体装置の製造
    方法。
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