JP3156765B2 - 半導体装置、および半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置、および半導体装置の製造方法Info
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Description
クRAMなどの半導体装置の構造および製造方法に関す
る。
造プロセスを説明する図で、(a)〜(h)は各工程の
概略断面図である。ここでは、便宜上、図5,6に分け
て工程図を示しているが、各工程図は一連の工程手順を
示すものである。
面のチップ領域にフィールド酸化膜2を選択酸化(LO
COS)により形成する。図中、スクライブ線領域12
はダイシングに必要なカッティング領域である。
て、図5(b)〜(d)に示すように、例えばCVD法
により、フィールド酸化膜2が形成された基板1全面を
覆うように、層間絶縁膜3〜5を順次形成する。ここで
は省略したが、各層間絶縁膜間には配線層や素子膜が形
成される。その後、図5(e)に示すように、全面にレ
ジストを塗布し、露光、現像することによりレジストパ
ターン6を形成し、このレジストパターン6をマスクと
して各層間絶縁膜3〜5をエッチングし、開口部7を形
成する。
が除去されると、続いて、図6(f)に示すように、例
えばスパッタ法により全面にAlを堆積し、これをRI
Eにより選択的にエッチングして各絶縁膜3〜5の端部
の剥がれ防止のためのメタル配線層8を形成する。その
後、図6(g)に示すように、例えばCVD法により、
全面を覆うように絶縁膜9を形成する。
(h)に示すように、回転塗布法により全面にSOG
(SPIN on GLASS)膜10を形成する。図中、矢印Z
は回転塗布によって、例えば二酸化ケイ素を塗布してS
OG膜を形成する際の、二酸化ケイ素の流れを示す(以
下、このような二酸化ケイ素の流れをSOGの流れとい
う)。その後、SOG膜と酸化膜との選択比を利用し
て、ドライエッチバック処理により表面平坦化を行う。
AMなどの半導体装置では、高集積化に伴って、デバイ
ス領域として使用されていなかったチップ領域の周辺部
にもデバイスが設けられるようになり、スルーホールが
形成されるようになった。そのため、前述した従来の製
造方法では、以下のような問題が生じるようになった。
全周にわたって、層間絶縁膜の端部を覆うようにメタル
配線層を形成した後、回転塗布によりSOG膜が形成さ
れる。この場合、メタル配線層が形成さた部分はまわり
より高くなっているため、この段差によってSOGの流
れがせき止められることとなる。そのため、図7に示す
ように、メタル配線層のコーナ部付近にSOGが厚く溜
って(例えば二酸化ケイ素を塗布してSOG膜を形成す
る際に二酸化ケイ素が厚く溜まることをいう)しまい、
SOG溜り100が生じる。このようにSOG溜り10
0が生じると、表面平坦化の際に、SOG溜り100が
エッチバックしきれずに残り、平坦化が損なわれること
になる。また、SOG溜り100がエッチバックしきれ
ずに残ってしまうと、その部分の直下にある配線層との
コンタクトをとるためのコンタクトホール(スルーホー
ル)を形成する場合に、スルーホールが開口しなくなる
という問題も生じる。
付近にSOGが厚く溜ることを防止できる、半導体装
置、および半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
め、本発明の第1の半導体装置の製造方法は、半導体基
板上に半導体素子形成領域とスクライブ線領域が形成さ
れ、前記半導体素子形成領域の全周にわたって、1層以
上の層間絶縁膜の端部を覆うようにメタル配線層を形成
した後、前記半導体基板全面に絶縁膜を回転塗布により
形成する半導体装置の製造方法において、前記メタル配
線層を形成する際に、メタル配線層のコーナを除くコー
ナ近傍に少なくとも1つの切込みをエッチングにより形
成することを特徴とする。
半導体基板上の半導体素子形成領域に素子分離のための
フィールド酸化膜を形成する工程と、前記フィールド酸
化膜の、前記半導体素子形成領域を囲むスクライブ線領
域に隣接する領域をエッチングして除去する工程と、前
記エッチング工程の後に、前記半導体基板全面に1層以
上の層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜の、
前記半導体素子形成領域および前記スクライブ線領域の
前記半導体素子形成領域に接する一部の領域以外を、前
記半導体基板面が露出するまでエッチングする工程と、
前記フィールド酸化膜をエッチングした領域から前記ス
クライブ線領域の一部にわたる領域において、前記層間
絶縁膜の端部を覆うようにメタル配線層を形成する工程
と、前記メタル配線層を形成した後に、全面に絶縁膜を
回転塗布により形成する工程と、を含むことを特徴とす
る。
半導体基板表面の半導体素子形成領域に素子分離のため
のフィールド酸化膜を形成する工程と、前記フィールド
酸化膜を形成した後に、半導体基板全面に第1の層間絶
縁膜を形成する工程と、前記第1の層間絶縁膜およびフ
ィールド酸化膜の、前記半導体素子形成領域を囲むスク
ライブ線領域から半導体素子形成領域の一部にわたる領
域をエッチングして除去する工程と、前記フィールド酸
化膜をエッチングした領域において、前記第1の層間絶
縁膜の端部を覆うように導電層を形成する工程と、前記
導電層を形成した後に、半導体基板全面に第2の層間絶
縁膜を形成する工程と、前記第2の層間絶縁膜の、前記
半導体素子形成領域および前記スクライブ線領域の前記
半導体素子形成領域に接する一部の領域以外を、前記半
導体基板面が露出するまでエッチングする工程と、前記
フィールド酸化膜をエッチングした領域から前記スクラ
イブ線領域の一部にわたる領域において、前記第2の層
間絶縁膜の端部を覆うようにメタル配線層を形成する工
程と、前記メタル配線層を形成した後に、半導体基板全
面に絶縁膜を回転塗布により形成する工程と、を含むこ
とを特徴とする。この場合、前記導電層としてシリサイ
ド層を形成するようにしてもよい。
上に半導体素子形成領域とスクライブ線領域が形成さ
れ、前記半導体素子形成領域の全周にわたって、層間絶
縁膜の端部を覆うようにメタル配線層が形成される半導
体装置において、前記メタル配線層のコーナを除くコー
ナ近傍に少なくとも1つの切込みが形成されたことを特
徴とする。
上に半導体素子形成領域とスクライブ線領域が形成さ
れ、前記半導体素子形成領域の全周にわたって、層間絶
縁膜の端部を覆うようにメタル配線層が形成される半導
体装置において、半導体基板表面の、前記層間絶縁膜の
端部が前記メタル配線層で覆われた部分の全周にわたっ
てまたは一部に凹部が形成されたことを特徴とする。こ
の場合、前記凹部は、半導体基板表面の前記半導体素子
形成領域に形成された素子分離のためのフィールド酸化
膜の一部を除去した部分より構成されてもよい。
縁膜のうちの下層側に位置する層間絶縁膜の端部を覆う
ように形成された導電層と、前記導電層を覆った層間絶
縁膜の端部を覆うように形成されたメタル配線層と、を
有し、前記導電層と前記メタル配線層は重ならないよう
に形成されている構成としてもよい。この場合、前記導
電層がシリサイド層であってもよい。
ナ部(頂点)は残す。)に切込みを有するものにおいて
は、絶縁膜として例えばSOG膜を回転塗布する場合、
SOGは切込み部分からスクライブ線領域へ流れ出すこ
とになる。したがって、従来のように、SOGがメタル
配線層のコーナ部付近で厚く溜まることがなくなる。
端部がメタル配線層で覆われた部分の全周にわたってま
たは一部に凹部が形成されるものにおいては、メタル配
線層の段差は凹部が形成された分だけ小さくなるので、
SOG膜を回転塗布によって形成する際に、SOGをス
クライブ線領域へ流れ出すことが可能となる。したがっ
て、従来のように、SOGがメタル配線層の段差によっ
てせき止められて溜まることがなくなる。
1つの層間絶縁膜の端部を覆い、メタル配線層によって
他の層間絶縁膜の端部を覆い、これら導電層とメタル配
線層とを重ならないように形成するものにおいては、全
ての層間絶縁膜の端部を1つのメタル配線層で覆う場合
に比べて、メタル配線層の段差はより小さなものとな
る。この場合、導電層をシリサイド層にすることで、導
電層の厚さを薄くすることができ、導電層の段差はさら
に小さなものとなる。
図面を参照して説明する。
置の第1の実施形態を示す図で、(a)は絶縁膜端部の
剥がれ防止のために設けられたメタル配線層のコーナ部
近傍の上面図、(b)は(a)のA−A’断面図、
(c)は(a)のB−B’断面図である。
は、前述の図5,6に示した(a)〜(h)の製造プロ
セスと同様であるが、絶縁膜3〜5の端部の剥がれ防止
のためにメタル配線層8を形成する際に、図1(a)に
示すようにメタル配線層8のコーナ部近傍に切込み部1
4a,14bが形成される。この切込み部14a,14
bは、例えばスパッタ法により全面にAlを堆積し、こ
れをRIEにより選択的にエッチングしてメタル配線層
8を形成する際に、同時に切込み部となる部分もエッチ
ングすることにより形成する。
付近に切込み部14a,14bを形成した後に、回転塗
布によってSOGを塗布する。この回転塗布の際、SO
Gは切込み部14a,14bからスクライブ線領域12
へ流れ出すことになり、これにより、SOGがメタル配
線層8のコーナ部付近で厚く溜まることがなくなる。こ
の結果、切込み部14a,14bの部分では、図1
(b)、(c)に示すように平坦なSOG膜が形成され
る。このように、本形態では平坦なSOG膜を形成する
ことができることから、メタル配線層8のコーナ部付近
においてコンタクトホール(スルーホール)を形成する
際に、コンタクトホールが開口しなくなるという問題は
生じない。
8の1つのコーナに対して2つの切込み部が形成される
ようになっているが、SOGが厚く溜まらないように、
SOGをスクライブ線領域側へ流し出すことが可能であ
れば、切込み部はいくつ設けてもよい。例えば、切込み
部は1つであってもよい。
8のコーナ部付近に形成してSOG膜の平坦化を実現し
ているが、メタル配線層8のコーナに直接切込みを設け
るようにすれば、効率的にSOGをスクライブ線領域へ
流し出すことができ、SOG膜をより平坦なものとする
ことができる。ここでは、メタル配線層8のコーナに直
接切込みを設けた形態について説明する。
す図で、層間絶縁膜の端部の剥がれ防止のために設けら
れたメタル配線層のコーナ部近傍の上面図である。この
半導体装置においても、基本的な製造プロセスは前述の
図5,6に示した(a)〜(h)の製造プロセスと同様
である。
タ法により全面にAlを堆積し、これをRIEにより選
択的にエッチングしてメタル配線層8を形成する際に、
同時にメタル配線層8のコーナもエッチングして、SO
Gをスクライブ線領域側へ流し出すための切込み部1
4’を形成する。このように、メタル配線層8のコーナ
部に直接切込み部14’を形成することにより、回転塗
布の際に、SOGを前述の第1の実施形態のものより効
率的にスクライブ線領域12へ流し出すことができる。
を説明する図で、(a)〜(i)は各製造工程の概略断
面図である。ここでは、便宜上、図3,4に分けて工程
図を示しているが、各工程図は一連の工程手順を示すも
のである。
の表面のチップ領域に素子分離のためのフィールド酸化
膜22を選択酸化(LOCOS)により形成する。図
中、スクライブ線領域32はダイシングに必要なカッテ
ィング領域である。
いて、図3(b)に示すように、例えばCVD法によ
り、フィールド酸化膜22が形成された基板21の全面
を覆うように、層間絶縁膜23を形成する。続いて、図
3(c)に示すように、基板全面にレジストを塗布し、
露光、現像することによりレジストパターン26を形成
し、このレジストパターン26をマスクとして層間絶縁
膜23およびフィールド酸化膜22をエッチングして、
基板まで開口した開口部27を形成する。
26が除去されると、続いて、図3(d)に示すよう
に、例えばスパッタ法によりタングステンシリサイド層
を堆積し、これをRIEにより選択的にエッチングして
層間絶縁膜23およびフィールド酸化膜22の端部を覆
うように導電層31を形成する。その後、図3(e)に
示すように、例えばCVD法により、基板全面を覆うよ
うに層間絶縁膜24,25を順次形成する。ここでは省
略したが、各層間絶縁膜23〜25間には配線層や素子
電極が形成される。
と、続いて、図4(f)に示すように、全面にレジスト
を塗布し、露光、現像することによりレジストパターン
26’を形成し、このレジストパターン26’をマスク
として各層間絶縁膜24,25をエッチングして開口部
27’を形成する。
ン26’が除去されると、続いて、図4(g)に示すよ
うに、例えばスパッタ法により全面にAlを堆積し、こ
れをRIEにより選択的にエッチングして各層間絶縁膜
24,25の端部の剥がれ防止のためのメタル配線層2
8を形成する。その後、図4(h)に示すように、例え
ばCVD法により、基板全面を覆うように絶縁膜29を
形成する。
(i)に示すように、回転塗布法により全面にSOG膜
30を形成する。図中、矢印Zは回転塗布によるSOG
の流れを示す。その後、エッチバックにより表面平坦化
を行う。
体装置では、フィールド酸化膜22を基板21が露出す
るまでエッチングして凹部を形成し、この凹部が形成さ
れた部分に層間絶縁膜24,25の端部が形成された構
成となっているので、これら層間絶縁膜24,25の端
部に形成されたメタル配線層28の段差は、その凹部の
分だけ小さくなっている。
〜25のうちの最下層にある層間絶縁膜23について
は、導電層31によってその端部を覆うようにし、層間
絶縁膜24,25についてはメタル配線層28によって
その端部を覆うようにしており、各メタル配線層を重な
らないように形成しているので、前述の図5,6(a)
〜(h)に示したように、複数の層間絶縁膜の端部を1
つのメタル配線層で覆う場合に比べて、メタル配線層の
段差はより小さなものとなる(メタル配線層28の段差
は層間絶縁膜23が除かれた分だけ小さくなる)。
くできるので、その段差は小さなものとなる。よって、
導電層31の段差によるSOG溜まりは生じない。ま
た、導電層31としてタングステンシリサイド膜や多結
晶シリコン膜のような耐熱性のある材料を使用する場合
には、SOGを使わずにBPSG膜によって平坦な層間
絶縁膜の形成が可能であり、この場合にもSOG溜まり
は生じない。このような作用を有する導電層31として
は、例えばシリサイド層がある。
およびフィールド酸化膜22の端部を覆うように形成さ
れているが、これに限定されるものではない。例えば、
フィールド酸化膜22の端部のみを覆うようにしても、
複数の層間絶縁膜の端部を覆うようにしてもよい。ま
た、設計によっては、フィールド酸化膜をエッチングし
て凹部を形成するだけで、導電層31を設けない構成を
とることも可能である。
を基板21が露出するまでエッチングして形成される凹
部は、基板表面の、層間絶縁膜の端部がメタル配線層で
覆われた部分の全周にわたって形成されても、またはそ
の周の一部に形成されてもよく、いずれの場合も上述し
たような効果を奏することができる。ただし、周の一部
に凹部を形成する場合は、前述の第1の実施形態で説明
した切込みの形成位置のように、メタル配線層のコーナ
部分に設けることが望ましい。
に切込みを設ける発明においては、SOG膜を回転塗布
する場合に、SOGを切込み部分からスクライブ線領域
へ流し出すことができるので、SOGがメタル配線層の
コーナ部付近で厚く溜まることを防止でき、表面の平坦
な半導体装置を提供することができるという効果を奏す
る。さらには、SOG溜まりを防止することができるこ
とから、従来のようにコンタクトホールが開口しなくな
るといったことも生じなくなるので、信頼性の高い半導
体装置を提供することができるという効果を奏する。
層の段差を小さくする発明においても、上記の場合と同
様、SOGがメタル配線層の段差によってせき止められ
て溜まることを防止することができるので、表面の平坦
な、信頼性の高い半導体装置を提供することができると
いう効果を奏する。
で、(a)は絶縁膜端部の剥がれ防止のために設けられ
たメタル配線層のコーナ部近傍の上面図、(b)は
(a)のA−A’断面図、(c)は(a)のB−B’断
面図である。
の剥がれ防止のために設けられたメタル配線層のコーナ
部近傍の上面図である。
る図で、(a)〜(e)は各製造工程の概略断面図であ
る。
る図で、(f)〜(i)は各製造工程の概略断面図であ
る。
で、(a)〜(e)は各工程の概略断面図である。
で、(f)〜(h)は各工程の概略断面図である。
(a)は絶縁膜端部の剥がれ防止のために設けられたメ
タル配線層のコーナ部近傍の上面図、(b)は(a)の
A−A’断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体基板上に半導体素子形成領域とス
クライブ線領域が形成され、前記半導体素子形成領域の
全周にわたって、1層以上の層間絶縁膜の端部を覆うよ
うにメタル配線層を形成した後、前記半導体基板全面に
絶縁膜を回転塗布により形成する半導体装置の製造方法
において、 前記メタル配線層を形成する際に、メタル配線層のコー
ナを除くコーナ近傍に少なくとも1つの切込みをエッチ
ングにより形成することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項2】 半導体基板上の半導体素子形成領域に素
子分離のためのフィールド酸化膜を形成する工程と、 前記フィールド酸化膜の、前記半導体素子形成領域を囲
むスクライブ線領域に隣接する領域をエッチングして除
去する工程と、 前記エッチング工程の後に、前記半導体基板全面に1層
以上の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜の、前記半導体素子形成領域および前記
スクライブ線領域の前記半導体素子形成領域に接する一
部の領域以外を、前記半導体基板面が露出するまでエッ
チングする工程と、 前記フィールド酸化膜をエッチングした領域から前記ス
クライブ線領域の一部にわたる領域において、前記層間
絶縁膜の端部を覆うようにメタル配線層を形成する工程
と、 前記メタル配線層を形成した後に、全面に絶縁膜を回転
塗布により形成する工程と、を含む ことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 半導体基板表面の半導体素子形成領域に
素子分離のためのフィールド酸化膜を形成する工程と、 前記フィールド酸化膜を形成した後に、半導体基板全面
に第1の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の層間絶縁膜およびフィールド酸化膜の、前記
半導体素子形成領域を囲むスクライブ線領域から半導体
素子形成領域の一部にわたる領域をエッチングして除去
する工程と、 前記フィールド酸化膜をエッチングした領域において、
前記第1の層間絶縁膜の端部を覆うように導電層を形成
する工程と、 前記導電層を形成した後に、半導体基板全面に第2の層
間絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の層間絶縁膜の、前記半導体素子形成領域およ
び前記スクライブ線領域の前記半導体素子形成領域に接
する一部の領域以外を、前記半導体基板面が露出するま
でエッチングする工程と、 前記フィールド酸化膜をエッチングした領域から前記ス
クライブ線領域の一部にわたる領域において、前記第2
の層間絶縁膜の端部を覆うようにメタル配線層を形成す
る工程と、 前記メタル配線層を形成した後に、半導体基板全面に絶
縁膜を回転塗布により形成する工程と、を含む ことを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の半導体装置の製造方法
において、 前記導電層としてシリサイド層を形成する ことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 半導体基板上に半導体素子形成領域とス
クライブ線領域が形成され、前記半導体素子形成領域の
全周にわたって、層間絶縁膜の端部を覆うようにメタル
配線層が形成される半導体装置において、 前記メタル配線層のコーナを除くコーナ近傍に少なくと
も1つの切込みが形成されたことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項6】 半導体基板上に半導体素子形成領域とス
クライブ線領域が形成され、前記半導体素子形成領域の
全周にわたって、層間絶縁膜の端部を覆うようにメタル
配線層が形成される半導体装置において、 半導体基板表面の、前記層間絶縁膜の端部が前記メタル
配線層で覆われた部分の全周にわたってまたは一部に凹
部が形成された ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の半導体装置において、 前記凹部は、半導体基板表面の前記半導体素子形成領域
に形成された素子分離のためのフィールド酸化膜の一部
を除去した部分より構成されている ことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項8】 請求項6に記載の半導体装置において、 複数の層間絶縁膜のうちの下層側に位置する層間絶縁膜
の端部を覆うように形成された導電層と、 前記導電層を覆った層間絶縁膜の端部を覆うように形成
されたメタル配線層と、を有し、 前記導電層と前記メタル配線層は重ならないように形成
されている ことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の半導体装置において、 前記導電層がシリサイド層である ことを特徴とする半導
体装置。
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