JPS586149A - 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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JPS586149A
JPS586149A JP10352981A JP10352981A JPS586149A JP S586149 A JPS586149 A JP S586149A JP 10352981 A JP10352981 A JP 10352981A JP 10352981 A JP10352981 A JP 10352981A JP S586149 A JPS586149 A JP S586149A
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JP
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insulating film
film
conductive film
semiconductor device
semiconductor substrate
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Kunio Aomura
青村 國男
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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とその製造方法に関し、41に多層
配線構造における層間絶縁膜O!1面の段部と、諌絶縁
膜に設けられ大開孔部周辺段部とが、ほぼ等しい緩やか
な傾斜角で構成されている半導体装置とその製造方法に
関する。
近年、半導体装置はますます高集積化、高密度化が進み
、それに伴って不純物拡散領域パターン、絶縁膜への開
孔パターン、導電膜パターン等の微細化とともに1導電
膜の多層化が行なわれるようになりている。しかじな゛
がら、導電膜のパターンO微細化と導電膜の多層化は従
来技術においては両立する技術ではなかった。即ち、従
来の導電膜の多層化に対しては、下層の導電膜0段部で
、上層の導電膜の断線を防止するため、下層の導電膜の
側面が該下層の導電膜の下地に対して垂直にならないよ
うに傾斜をもえせてその段部が急峻にならないように対
処して来た。しかしながら、この方法では導電膜を垂直
にパターニングすることかで幹ないため微細化の実現に
対しては不適当な方法である。セしてこれらの欠点を防
止する方法として従来使用されている方法に、下層と上
層の導電膜の間の層間絶縁膜として、リンガ2ス膜を使
用し、このりンガラス膜の形成後、toooc付近の高
温処理によりフローさせて段部を滑らかKする方法があ
る。しかしながら、この方法もリンガラス膜を使用しな
ければならないという仁と、10000付近の高温処理
をしなければならないということの制限があるため、使
用範囲が限定される。即ち、リンガラス膜の他にも層間
絶縁膜としては気相成長による酸化膜、アル電す膜、及
びプラズマ化学反応による酸化膜、窒化膜等がある。
そして、これらの絶縁膜KFiリンガラス膜にはない有
効な特性をものものがある。例えば、熱的に安定である
とか、厚い膜厚が容AK得られるとか、導電膜との帯薄
性が良いとか、耐湿性に優れているとか等である。さら
KIJOOc付近の高温処理をしなければならないこと
によ)、不純物拡散領域の再拡散による回路素子041
性変化は避けられな−し、さらに下層導電膜として、ア
ルン膜等の金属膜は使用できない等O問題が発生する。
同様の問題は下層導電膜と上層導電膜との電気的接続の
九めの層間絶縁膜に膜性る開孔部の段部でも発生する。
嬉1図は従来の半導体装置の一例の断面図である。複数
の回路素子(図中では省略)を含む半導体基板11を覆
い、選択的に設けられ九開孔部を有する熱酸化膜12の
上面に第1層目の金属配線13.13’が選択的に形成
され、該金属配線13゜1s′0上及びその他の熱酸化
膜12を覆って気相成長の酸化膜による層間絶縁膜14
が形成され、該層間絶縁膜14に選択的に設けられた開
孔部15を通じて第1層目の金属配線13と電気的に接
続し1層間絶縁膜14上に延在する第2層目の金属配線
16が形成されて−る。
このような従来の半導体装置構造において、層間絶縁膜
14に設けられ九一孔部15の段部17にはテーパーが
つけられているが、第1層目の金属膜4913.13’
の上とその他の領域との間で生ずる段部III、 1B
’  1B’が急峻なため、この上に形成される第2層
目の金属配線16に膜厚の薄い部分が発生し、第2層目
の釡属配線16が断線し易くな勢、微細化への妨げとな
るという欠点があワた。
本発明は上記欠点を除き、層間絶縁膜がりンガラスに限
定されず、高温処理を必要とせずに形成でき、しかも微
細化が可能な多層配線構造を有する半導体装置とその製
造方法を提供する4のである。
本発明の半導体装置は、複数個の回路素子を含む半導体
基板と前記半導体基板を覆い、選択的に設けられた複数
個の開孔部を有する第10絶縁膜と、前記開孔部を通じ
て半導体基板と電気的に接続しかつ一記第10絶縁膜上
に延在して選択的に設けられた複数個の第1導電膜と前
記第10導電膜及びその他の領域を覆う第20絶縁膜と
、飾記第2の絶縁膜に選択的に設けられえ開孔部を通じ
て少なくとも第1の導電膜と電気的に接続しかつ前記第
2の絶縁膜上に延在して選択的に股′けられた複数個の
第2の導電膜を有する半導体装置において、第1の導電
膜上からその他の領域に至る境界段部の第2の絶縁膜の
表面の少なくと4一部と第2の絶縁膜に設けられ−kl
I!孔部で形成される段部の少なくとも一部とが共Kf
iば等しい一定の傾斜角を有する平ら1面で構成されて
いることを特徴とする。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板を覆う第
1の絶縁膜に開孔部を設ける工程と、諌開孔部O少なく
とも一部を覆い、かつ第10絶縁膜上Kg在する第1の
導電膜を選択的に設ける工程と、該第1の導電膜上及び
その他の領域を覆う第20絶縁膜を被着させる工程と、
該第2の絶縁膜に少なくとも第1の導電膜に達する開孔
部を膜性る工1と%骸開孔部及びその他の第2の絶縁膜
上な覆う第30絶縁膜を被着させた後、高速イオンビー
ムにより少なくとも前記第3の絶縁膜の1部又は第3の
絶縁膜と少なくとも第2の絶縁膜のlIIを除去する工
程とを含んで構成される。
次に本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第2図は本発明O半導体装置の一実施例の断面図である
。複数個の@路素子(図中では省略)を含む半導体基板
21を覆−1選択的に設けられた開孔部を有する熱酸化
膜22D上面に第1層目の金属配線23.23’が選択
的に形成され、該第1層目の金属配線23,23’の上
及びその他0熱酸化膜22を覆りてプラズマ化学反応に
よる窒化膜で構成され九層間絶縁膜24窄形成され、該
層間絶縁膜24に選択的に設けられえ開孔部25を通じ
て、第1層目の金属配線23と電気的に接続し、層間絶
縁膜24上に延在する第2層目O金属配曽26が形成さ
れている。仁の実施例においては、第1層目の金属膜l
I23,23’上とその他0熱酸化膜22上との間で生
ずる眉間絶縁膜240表面の段部28゜28’ 、 2
g と層間絶縁膜24に設けられ九一孔部25の段部2
7は殆んど一定の傾斜角を有するはぼ平らな面で構成さ
れている丸め、ζ0上に形成される第2層目の金属配線
26の膜厚は段部、平坦部いずれの個所においても砥は
均一に形成でき。
微細化に適した構造を実現して−る。
第3図(51)〜(C)は本発明の半導体装置の製造方
法の一実施例を説明する九めの主な製造工程での断面図
である。
まず、第3図(a)K示すように、複数個の1路素子(
図中ては省略)を含む半導体基板31を覆う熱酸化膜3
2に選択的に開孔部を設け、少なくとも一つは該開孔部
を覆う第1層目の金属配線33゜33′を選択的に形成
し、続いて第1層@0金属配線33 、33’及びその
他の熱酸化膜320表面を覆う第1のプラズマ化学反応
による窒化膜34を形成する。もし、第1層目の配線を
金属膜でなく、多結晶シリコン膜のような半導体薄膜で
形成しぇ場合には、半導体基板内Oll路素子の少なく
とも一部は、半導体薄膜を被着した後に不純物を添加し
、押込んで形成することも可能である。又、プラズマ化
学反応による窒化膜の膜厚は約1.0声が最適である。
又、ζO段階では問題の段部38゜3B’、 38’ 
、 3B’は急峻である。
次に1第3図(−に示すように、プラズマ化学反応によ
る窒化膜34に第1層目の金属膜933にに再び第20
グツズマ化学反応による窒化膜39を形成する。この時
のプラズマ化学反応によル窒化膜39の膜厚は約0.5
声醜が最適である。
次に、第3図−)に示すように1表面金体に高速イオン
ビームを歯てて前工@まで形成されえ窒化膜390膜厚
の一部をエツチングする。ζ0処理により工ψチング前
に急峻であ5面段部311.38’。
3m’、3@”及び窒化膜に設叶もれた開孔部の段部3
7 、37’が〆緩やかな一定の傾斜角を有するはげ平
ら&mKなる。ζうして形成される絶縁膜を301で表
わす仁とにする。絶縁膜301は窒化膜34と39とか
ら成る場合もあるし、窒化膜39が除去されて窒化膜3
40みから成る場合もある。
この実施例のように膜34と39とが共に窒化膜である
場合両者の区別はつかなくなる。これは高速イオンビー
ムによシ適轟な物質をエツチングした場合、イオンビー
ムの入射方向に対する角度によシエッチング速度が変わ
るえめであ夛、通常の結縁膜においては、この角度が約
4s度のIiてエツチング速度が最大になる性質を利用
してiる。
即ち、半導体基板面に垂直にイオンビームを轟ててエツ
チングすると、半導体基板上にありた急峻な段は約45
度の傾斜角を有するは埋平ら1面にエ曹チングされるこ
とになる。さらにイオンビームO入射方向を半導体基板
表面に対して垂直方向からはずして斜めからあてると、
段部の傾斜角は481よ)小さくな〉、さらに緩やかI
llる。本実施例で社、イオンビームを垂直にあて、平
面部で約O,Sμmの膜厚をエツチングしている。それ
故工!チング終了後には自動的に前に設けた開孔部底1
fKは第1層目の金属配線330表面が露出される。
次に、第3図(1りK示すように、第2層目の金属配線
36を前記プラズマ化学反応による窒化膜で段部38 
、38’ 、 311’、 38”及び開孔部37.3
7’は#!は等しい緩やかな傾斜角を有する平らな面に
なうている丸め、第2層目の金属配線の問題は起ζらな
−。
上記実施例の説明において、半導体基板内の回路素子に
ついては省略したが、本発明はパイポーラ置トツンジス
タ、電界効果型トランジスタ、PN接合、ダイオード、
金属−半導体ダイオード等O能動素子及び抵抗、容量等
O受動素子及びこれらの組み合せ素子等すべて適用可能
である。又、第1、第2.第30絶縁膜に′)%/%で
は、熱酸化膜、熱窒化膜、気相成長による酸化膜、窒化
膜、アル2す膜、リンガラス膜、及びプラズマ化学反応
による酸化膜、窒化膜等、さらに、ヒれらを含む絶縁膜
であれば適用可能である。さらKtた、第1、第2の導
電膜については金属薄膜以外にも半導体薄膜、金属−半
導体合金薄膜、及びこれらを含む導電膜であれば適用可
能である。
以上詳細に説明したように、本発明によれば微細化が可
能な多層配線構造を有する半導体装置が得られるのでそ
の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第illは従来の半導体装置O−儒OFr11ml、第
2図は本発明の半導体装置の一実施例owrrra図、
第3図(a)〜(@)は本発明の半導体装置の繕造方法
の一実施例を説明するための主X&製造工程でOWR面
図である。 11・・・・・・半導体基板、lト・・・・熱酸化膜、
13゜13′・・・・・・金属配線、14・・・・・・
層間絶縁膜、15・・・・・・開孔部、16・・・・・
・金属配線、11・・・・・・段部、18゜18’、1
8 ・・・・・・段部、21・・・・・・半導体f11
[、雪2、・・・・・熱酸化膜、23.23’・・・・
・・金属配線、24・・・・・・層間絶縁膜、25・・
・・・・開孔部、26・・・・・・金属配線、27・・
・・・・段部、zs、zs’、ts  ・・・・・・l
1部。 31・・・・・・半導体基板、3ト・・・・熱酸化@、
SS。 33′・・・・・・金属配線、34・・・・・・窒化膜
、3B・・・・・・一孔部、36・・・・・・金属配線
、37.17’・・・・・・段部、38.38’、38
’、38′′・・・・・・段部、3s・・・・・・窒イ
ヒ膜、301・・・・・・絶縁膜。 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11顎数個O回路素子を含む半導体基板と、前記半導
    体基板を覆−1選択的に設けられた複数個OII孔部を
    有する第10絶縁膜と、前記開孔部を通じて半導体基板
    と電気的に接続し、かつ前記第10絶縁膜上に延在して
    選択的に設けられ九豪数個O第1の導電膜と、前記第1
    の導電膜及びその他の領域を覆う第2の絶縁膜と、前記
    第2の絶縁膜に選択的に般社られえ開孔部を通じて少な
    くとも第1t)導電膜と電気的に接続し、かつ前記第2
    の絶縁膜上に延在して選択的に膜性られ大壷数個O第2
    0導電膜を有する半導体装置において、館1の導電膜上
    からその他の領域に至る境界段部の第20絶縁膜O1!
    面の少なくとも一部と第2の絶縁膜に設けられた開孔部
    で形成される段部の少なくとも一部とが共にはぼ等し4
    一定の傾斜角を有する平らな面で構成されていることを
    特徴とする半導体装置。 (2)半導体基板を覆う第10絶縁膜に開孔部を設ける
    工程と、該開孔部O少なくとも一部を覆い、かつ第10
    絶縁膜上に延在する第10導電膜を選択的に設ける工程
    と、該第10導電膜上及びその他の領域を覆う第20絶
    縁膜を被着させる工程と、鋏第2の絶縁膜に少なくとも
    第10導電膜に達する開孔部を設ける工程と、該開孔部
    及びその他の第2の絶縁膜上を覆う第soe縁膜を被着
    させた後、高速イオンビームによ〉少なくとも前記第3
    の絶縁膜の1部又は第30絶縁膜と少なくとも鮪2の絶
    縁膜の1部を除去する工1とを含む仁とを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01125882A (ja) * 1987-08-21 1989-05-18 Nippon Denso Co Ltd 磁気検出装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52156375A (en) * 1976-06-22 1977-12-26 Nippon Electric Co Method of producing multilayer circuit substrate

Patent Citations (1)

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