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JPH0821572B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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JPH0821572B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JPH0821572B2
JPH0821572B2 JP60149989A JP14998985A JPH0821572B2 JP H0821572 B2 JPH0821572 B2 JP H0821572B2 JP 60149989 A JP60149989 A JP 60149989A JP 14998985 A JP14998985 A JP 14998985A JP H0821572 B2 JPH0821572 B2 JP H0821572B2
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etching
underlayer
etched
dry
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新吾 門村
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関する。特に、Al
(アルミニウム)などエッチングによりスパッタ現象が
起こり得る材料から成る下地層の上に層をエッチングす
る場合でも、該下地層のスパッタによる再堆積(再デポ
ジション)現象を防止することができる、半導体装置の
製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, Al
Even when a layer is etched on a base layer made of a material such as (aluminum) that can cause a spatter phenomenon by etching, a redeposition (redeposition) phenomenon of the base layer due to sputtering can be prevented. It relates to a manufacturing method.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

接続用のホールを形成して半導体装置を製造する際、
エッチングによりスパッタ現象が起こり得る材料から成
る下地層上の無機材料層をエッチングすると、該エッチ
ングにより下地層材料のスパッタによる再堆積が生ずる
おそれがあるが、本発明は、下地層の上の上部層に形成
された接続用のホールの少なくとも底部には上記ドライ
エッチングに対する耐エッチング性の高い材料より成る
緩衝用層を形成しておいて該ドライエッチングを行い、
更に該ドライエッチングされた層をマスクとして該緩衝
用層をエッチングすることによって、上記問題を解決し
たものである。
When manufacturing a semiconductor device by forming a hole for connection,
When the inorganic material layer on the underlayer made of a material capable of causing a spattering phenomenon by etching, redeposition of the underlayer material due to sputtering may occur due to the etching. At least a bottom portion of the connection hole formed in, a buffer layer made of a material having high etching resistance against the dry etching is formed, and the dry etching is performed.
Further, the above-mentioned problem is solved by etching the buffer layer using the dry-etched layer as a mask.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

LSIの集積度の向上に伴なう微細加工の必要性から、
ドライエッチング技術、例えばRIE(反応性イオンエッ
チング)の各プロセスへの導入には目ざましいものがあ
るい。半導体装置製造の際のホール形成、例えばAl2層
配線形成時の層間絶縁膜のビヤホール形成にも、RIEが
利用されるに至っている。RIEで異方性加工したビヤホ
ールは、その段差形状が急峻な為、ビヤホールへのAl被
覆時に段切れをおこす恐れがあり、これはそのままLSI
の歩留り低下、信頼性の低下といった好ましくない結果
につながる。これを避ける為、現在は2層目Al被覆前に
ビヤホールをテーパー加工する方法が広く採用されてい
る。ビヤホールの形状をテーパー状にする方法として
は、溶液(Solution)エッチングを利用するもの(例
えば特開昭60−28245号公報参照)、RIE時のレジスト
後退を利用するもの、いったん異方性加工したビヤホ
ールに再度層間絶縁膜を被覆して、これを異方性エッチ
ングし、サイドウォールスペーサを形成するもの等が知
られている。ただし、は溶液エッチングのため、サイ
ドエッチ領域を形成する際の制御性に問題があり、LSI
向けのプロセスとは言い難いところがある。及び
は、現在実用化されてはいるが、いずれも、テーパー形
成時に下地のAl膜をオーバーエッチすることでAlの再デ
ポ(再デポジションを略す。以下同じ)が生じ、このAl
の再デポ物がビヤホール側壁に付着してしまい、これが
2層目Al被覆時のAlのステップカバレージに悪影響を与
え、配線の信頼性低下を招くという問題がある。即ち、
AlはRIE等のドライエッチングによりスパッタ現象を起
こすので、ビヤホールへのテーパー形成のためのエッチ
ングの際にスパッタし、これが再堆積する、いわゆる再
デポ現象を起こすことがあり、問題となっている。再デ
ポ物は、後処理等によって、除去することは不可能なの
で、かかる再デポ現象をもともと発生しないようにする
必要がある。
From the necessity of fine processing associated with the improvement of the integration degree of LSI,
The introduction of dry etching technology such as RIE (Reactive Ion Etching) into each process is remarkable. RIE has also come to be used for forming holes in the manufacture of semiconductor devices, for example, forming via holes in an interlayer insulating film when forming Al 2 layer wiring. The via hole anisotropically processed by RIE has a steep step shape, which may cause step breakage when coating the via hole with Al.
This leads to unfavorable results such as reduced yield and reduced reliability. In order to avoid this, a method of tapering the via hole before the second layer Al coating is widely adopted at present. As a method of tapering the shape of the via hole, one using solution etching (see, for example, JP-A-60-28245), one utilizing resist receding during RIE, and one anisotropic processing It is known that the via hole is covered with an interlayer insulating film again and anisotropically etched to form a sidewall spacer. However, because of the solution etching, there is a problem in the controllability when forming the side-etched region.
It is hard to say that it is a process for. Although and have been put into practical use at present, in both cases, re-deposition of Al (redeposition is abbreviated. The same applies hereinafter) occurs by over-etching the underlying Al film during taper formation.
However, there is a problem that the re-deposited substance adheres to the side wall of the via hole, which adversely affects the step coverage of Al when the second layer of Al is coated, resulting in a decrease in the reliability of the wiring. That is,
Since Al causes a spattering phenomenon by dry etching such as RIE, spattering occurs during etching for forming a taper in a via hole, which may cause a so-called redeposition phenomenon in which this is redeposited, which is a problem. Since the re-deposited material cannot be removed by post-treatment or the like, it is necessary to prevent such re-deposition phenomenon from occurring originally.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記のように、従来技術ではAlの如くドライエッチン
グによりスパッタ現象を呈し得る材料からなる下地層の
上の層間絶縁膜等にエッチング加工しようとすると、該
下地層の材料がスパッタ現象を起こして、再堆積すると
いう問題があったものである。
As described above, in the prior art, when an etching process is performed on an interlayer insulating film or the like on an underlayer made of a material capable of exhibiting a sputtering phenomenon by dry etching such as Al, the underlayer material causes a sputtering phenomenon, There was the problem of redeposition.

これは、Alに限らず、スパッタし得る材料を下地層と
して、その上の無機材料層(層間絶縁膜等)をドライエ
ッチング加工しようとする場合には生じ得る問題であ
る。
This is a problem that may occur when not only Al but also a material that can be sputtered is used as a base layer and an inorganic material layer (interlayer insulating film or the like) thereon is dry-etched.

本発明は、このような問題を解決して、上記の如き材
料の下地層を用いてその上部無機材料層をドライエッチ
ング加工する場合でも、制御性良好にエッチングを達成
できるとともに、該材料の再堆積が生じない、半導体装
置の製造方法を提供せんとするものである。
The present invention solves such a problem, and even when the upper inorganic material layer is dry-etched using the underlayer of the material as described above, etching can be achieved with good controllability and the re-use of the material can be improved. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which deposition does not occur.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る半導体装置の製造方法は、下地層の上に
形成された絶縁材から成る上部層に接続用のホールを形
成する工程と、該ホールが形成された後に該上部層もし
くは該上部層上に形成した無機材料層をドライエッチン
グする工程を少なくとも備える半導体装置の製造方法に
おいて、該下地層がドライエッチングによりスパッタ現
象が起こり得る材料から成るものであり、該下地層の上
の上部層に形成された接続用のホールの少なくとも底部
には上記ドライエッチングに対する耐エッチング性の高
い材料より成る緩衝用層を形成しておいて該ドライエッ
チングを行い、更に該ドライエッチングされた層をマス
クとして該緩衝用層をエッチングする技術的手段をとる
ことによって、上記目的を達成する。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a connection hole in an upper layer made of an insulating material formed on an underlayer, and the upper layer or the upper layer after the hole is formed. In a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises at least a step of dry-etching an inorganic material layer formed above, the underlayer is made of a material that can cause a sputtering phenomenon by dry etching, and an upper layer above the underlayer is formed. A buffer layer made of a material having a high etching resistance against the dry etching is formed on at least the bottom of the formed connection hole, the dry etching is performed, and the dry-etched layer is used as a mask. The technical object of etching the buffer layer achieves the above object.

本発明の構成を、第1図に例示する本発明の一実施例
を用いて説明すると、次のとおりである。
The configuration of the present invention will be described below with reference to an embodiment of the present invention illustrated in FIG.

図示例は本発明を適用して、下地層1の上に形成され
た上部層2である無機材料層をドライエッチングしてこ
こでは特に開口の上面が広がったテーパー形状の接続用
のホール4(図示例では下地層1である下層Al配線とこ
の上層の配線との接続をとるためのビヤホール)を形成
する場合であって、該下地層1はドライエッチングによ
りスパッタ現象が起こり得る材料(ここではAl)から成
るものであり、該下地層1の上の上部層2に接続用のホ
ール4を形成する工程を行った該、該下地層1の上の無
機材料層2をドライエッチングする場合に、該下地層1
上に該無機材料層2に施す該ドライエッチングに対する
耐エッチング性の高い材料より成る緩衝用層5を少なく
ともホール4の底部に形成して無機材料層をドライエッ
チングし(図1(a)(b))、更に該ドライエッチン
グされた無機材料層2をマスクとして該緩衝用層5をエ
ッチングする(図1(d))工程をとるものである。
In the illustrated example, the present invention is applied to dry-etch the inorganic material layer which is the upper layer 2 formed on the underlayer 1, and here, in particular, a tapered connecting hole 4 (where the upper surface of the opening is widened) In the illustrated example, a lower layer Al wiring which is the underlayer 1 and a via hole for connecting the upper layer wiring are formed, and the underlayer 1 is made of a material (here, a sputter phenomenon) which may occur by dry etching. In the case of dry-etching the inorganic material layer 2 on the underlayer 1 which has been subjected to the step of forming the connection hole 4 in the upper layer 2 on the underlayer 1. , The underlayer 1
A buffer layer 5 made of a material having a high etching resistance against the dry etching applied to the inorganic material layer 2 is formed on at least the bottom of the hole 4, and the inorganic material layer is dry-etched (see FIGS. 1A and 1B). )), And further, the step of etching the buffer layer 5 using the dry-etched inorganic material layer 2 as a mask (FIG. 1D).

図示例は、第1図(a)の如くフォトレジスト3を用
いて第1図(b)のようなビヤホール4を形成するが、
更にこのビヤホール4をエッチングによりテーパー処理
するに際して、本発明が適用される。
In the illustrated example, the photoresist 3 as shown in FIG. 1 (a) is used to form the via hole 4 as shown in FIG. 1 (b).
Further, when the via hole 4 is tapered by etching, the present invention is applied.

即ち、下地層1はエッチングによりスパッタ現象を呈
する材料から成るが、テーパー加工のためのエッチング
時には少なくともホール4の底部において露出している
該下地層1に緩衝層5を形成して、エッチングする(第
1図(c)参照。図示例では予めこの緩衝層5が形成さ
れている)。このように緩衝層5が存在するので、下地
層5のスパッタ現象も生じず、再デポ現象も生じない。
That is, the underlayer 1 is made of a material exhibiting a spattering phenomenon by etching, but at the time of etching for taper processing, a buffer layer 5 is formed on the underlayer 1 exposed at least at the bottom of the hole 4 and etched ( See FIG. 1C. In the illustrated example, the buffer layer 5 is formed in advance). Since the buffer layer 5 is present in this manner, neither the sputter phenomenon of the underlayer 5 nor the re-deposition phenomenon occurs.

本発明を、例えば上部無機材料層2としての層間絶縁
膜にビヤホール4を形成する工程に採用すれば、該ビヤ
ホール4へのエッチングによるテーパー形成時に問題と
なる下地層1(Alなど)の再デポを防止することができ
る。ビヤホール4底部に残った緩衝層5は、テーパー形
成後に、エッチングされた上部層2をマスクとしてエッ
チングして、第1図(d)のようにすればよい。
If the present invention is adopted in the step of forming the via hole 4 in the interlayer insulating film as the upper inorganic material layer 2, for example, the redeposition of the underlying layer 1 (Al or the like) which becomes a problem at the time of forming a taper by etching the via hole 4 is performed. Can be prevented. The buffer layer 5 remaining at the bottom of the via hole 4 may be etched as shown in FIG. 1D using the etched upper layer 2 as a mask after forming the taper.

〔作用〕[Action]

上記のように本発明においては、下地層の上に形成さ
れた絶縁材から成る上部層に接続用のホールを形成する
工程と、該ホールが形成された上部層上に無機材料層を
形成して該無機材料層をドライエッチングする工程を少
なくとも備える半導体装置の製造方法において、下地層
の上の無機材料層をエッチングする場合に、該下地層上
に緩衝用層を形成してエッチングするので、該下地層が
エッチングによりスパッタ現象が起こり得る材料から成
るものであっても、少なくともホール底部に形成された
緩衝用層が下地層のスパッタ現象を抑止し、もって下地
層材料のスパッタ及び、それに伴う再デポ現象を防止す
ることができる。また、緩衝用層はドライエッチングさ
れた上の層をマスクとして該緩衝用層をエッチングする
ので、緩衝用層にもそのまま容易にホールを形成でき、
上記作用を簡便かつ効率的に得ることができる。
As described above, in the present invention, the step of forming a connecting hole in the upper layer made of an insulating material formed on the underlayer, and forming the inorganic material layer on the upper layer in which the hole is formed. In the method for manufacturing a semiconductor device, which comprises at least the step of dry-etching the inorganic material layer, when the inorganic material layer on the underlayer is etched, a buffer layer is formed on the underlayer, and the etching is performed. Even if the underlayer is made of a material that can cause a sputter phenomenon due to etching, at least the buffer layer formed at the bottom of the hole suppresses the sputter phenomenon of the underlayer, thereby spattering the underlayer material and accompanying it. The redeposition phenomenon can be prevented. Moreover, since the buffer layer is etched using the dry-etched upper layer as a mask, holes can be easily formed in the buffer layer as it is,
The above action can be obtained simply and efficiently.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を述べる。但し当然のことではあ
るが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものでは
ない。
Examples of the present invention will be described below. However, as a matter of course, the present invention is not limited to the following examples.

第1図に本発明の第1の実施例を示す。 FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

本実施例は下地層1であるAl上の層間絶縁膜にP−Si
xNy/SiO2という2層構造を採用し、P−SixNyを異方性
選択エッチング後、下層のSiO2をエッチング除去するこ
とにより、オーバーエッチング時のAlの再デポを防止す
るものである。即ち本実施例においては、エッチングに
よりスパッタ現象が起こり得る材料から成る下地層1が
Al層であり、該下地層1の上に形成された被エッチング
上部無機材料層2がシリコンナイトライド(特にP−Si
xNy即ちプラズマSixNy)から成る層間絶縁膜であり、こ
の上部層2をエッチングする場合の緩衝用層5として、
SiO2層を用いてP−SixNy/SiO2の2層構造として、下地
層1たるAlの再デポを防止するものである。
In this embodiment, P-Si is used as the interlayer insulating film on Al which is the underlayer 1.
adopted x N y / SiO 2 of a two-layer structure, after anisotropically selectively etched P-Si x N y, by the lower layer of SiO 2 is etched away, to prevent re-deposition of Al during overetching It is a thing. That is, in the present embodiment, the underlayer 1 made of a material that can cause a sputtering phenomenon by etching is
The upper inorganic material layer 2 to be etched, which is an Al layer and is formed on the underlayer 1, is made of silicon nitride (especially P-Si).
x N y, that is, plasma Si x N y ) is an interlayer insulating film, and as a buffer layer 5 when etching the upper layer 2,
The SiO 2 layer is used to form a two-layer structure of P-Si x N y / SiO 2 to prevent redeposition of Al as the underlayer 1.

本実施例では下地層1の上に形成された無機材料層2
(ここではシリコンナイトライドから成る層)をドライ
エッチングして開口の上面が広がったテーパー形状のホ
ール4(ここでは下地層1である下層Al配線とこの上層
の配線との接続をとるためのビヤホール)を形成する
際、該下地層1はドライエッチングによりスパッタ現象
が起こり得る材料(ここではAl)から成るものであり、
該下地層1の上の層2をドライエッチングする場合に、
該下地層1上に該ドライエッチングに対する耐エッチン
グ性の高い材料より成る緩衝用層5(ここではSiO2層)
を形成してドライエッチングし(図1(a)(b))、
更に該ドライエッチングされた上の無機材料層2をマス
クとして該緩衝用層5をエッチングする(図1
(d))。
In this embodiment, the inorganic material layer 2 formed on the underlayer 1
(Here, a layer made of silicon nitride) is dry-etched to form a tapered hole 4 whose upper surface is widened (in this case, a via hole for connecting the lower Al wiring which is the underlayer 1 and the upper wiring). ), The underlayer 1 is made of a material (here, Al) which can cause a spattering phenomenon by dry etching.
When the layer 2 on the base layer 1 is dry-etched,
A buffer layer 5 (here, a SiO 2 layer) made of a material having high etching resistance against the dry etching is formed on the underlying layer 1.
And dry etching (FIGS. 1 (a) and 1 (b)),
Further, the buffer layer 5 is etched by using the dry-etched upper inorganic material layer 2 as a mask (FIG. 1).
(D)).

更に詳しくは本実施例ではまず第1図(a)に示すよ
うに、Alから成る下地層1上に数百ÅのSiO2よりなる緩
衝層5を形成し、かつ層間絶縁膜としてP−SixNy層を
形成する。上述した如く、このP−SixNyの層間絶縁膜
がそれ自体エッチングされてパターニングされる被エッ
チング上部無機材料層2である。また図示の如く、フォ
トレジスト3(図中、PRで示す)でビヤホール4のパタ
ーニングを施す。
More specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 1 (a), first, a buffer layer 5 made of several hundred liters of SiO 2 is formed on an underlayer 1 made of Al, and P-Si is used as an interlayer insulating film. Form x N y layers. As described above, the P-Si x N y interlayer insulating film is the upper inorganic material layer 2 to be etched which is itself etched and patterned. Further, as shown in the drawing, the via hole 4 is patterned with the photoresist 3 (indicated by PR in the drawing).

次いで上部層2たるP−SixNyを、緩衝層5のSiO2
の間で選択比をとりながら、RIEする。これにより第1
図(b)の構造が得られる。
Then, P-Si x N y as the upper layer 2 is subjected to RIE while maintaining a selection ratio with respect to SiO 2 of the buffer layer 5. This makes the first
The structure of FIG. (B) is obtained.

次に第1図(c)の如き形状が得られるよう、テーパ
ー処理する。即ち肩の部分を丸めるため、エッチングガ
スにO2またはCO2を添加して、フォトレジスト3を後退
させ、テーパーエッチする。その際、下地の緩衝層5
(SiO2)との間で、選択比がとれるので、このSiO2が緩
衝作用を示す層として働いて、下地層1であるAlからの
際デポがおこらないのである。フォトレジストによるテ
ーパーエッチで肩の部分だけ丸めるには、一旦異方性エ
ッチングを行ってからテーパー処理することがどうして
も必要だが、従来はこの方法では、下地がオーバーエッ
チされてしまい、再デポが避けられなかったのに対し、
本発明を適用すると再デポを防止できるので、テーパー
処理を有効に用いることができる。
Next, taper processing is performed so that the shape as shown in FIG. That is, in order to round the shoulder portion, O 2 or CO 2 is added to the etching gas, the photoresist 3 is retracted, and taper etching is performed. At that time, the underlying buffer layer 5
Since a selection ratio can be obtained with respect to (SiO 2 ), this SiO 2 acts as a layer exhibiting a buffering action, and no deposition occurs from the underlayer 1, Al. Anisotropy etching and taper processing are indispensable in order to round off only the shoulder part by taper etching with photoresist.However, in the conventional method, the underlying layer is overetched and re-deposition is avoided. I was not able to
When the present invention is applied, re-deposition can be prevented, and thus taper processing can be effectively used.

なお、この場合、シリコン酸化物とシリコンナイトラ
イドとの選択比をとるためのエッチングガスとしては、
炭素とフッ素とを構成元素として少なくとも有するガス
を含有して成るエッチングガスであって、フッ素/炭素
比の小さいガスに、CO2を過剰に混合したものを好適に
用いることができる。かかるエッチングガスについては
後記する。
In this case, as the etching gas for obtaining the selection ratio of silicon oxide and silicon nitride,
An etching gas containing a gas having at least carbon and fluorine as constituent elements, which has a small fluorine / carbon ratio and is excessively mixed with CO 2 , can be preferably used. The etching gas will be described later.

このようにして得た第1図(c)の構造について、そ
の緩衝層5のSiO2をエッチングされた上部無機材料層2
をマクスとして適宜手段例えば、RIEや溶液エッチング
で除去して、第1図(d)の構造が得られる。
Regarding the structure of FIG. 1 (c) thus obtained, the upper inorganic material layer 2 in which SiO 2 of the buffer layer 5 is etched
Is used as a mask and is removed by an appropriate means such as RIE or solution etching to obtain the structure of FIG. 1 (d).

次に、上記実施例のエッチングに好適に用い得るガ
ス、つまり炭素とフッ素とを構成元素として少なくとも
有するガスを含有し、かつF/C比の小さいガスに、CO2
過剰に混合して成るエッチングガスについて説明する。
F/C比の小さいガスとしては、CF4やCHF3の如くF/Cが4:1
や3:1の如くフッ素リッチになってF/C比が大きくなって
いるものに対し、例えばCH2F2やCH3Fの如くF/C比が2:1
や1:1のようにそのF/C比が小さいものを用いることがで
きる。また、CO2は、フッ素ラジカルFをCOFとして除
去することにより、Fの再結合によるCF3 +(SiO2エッ
チャントとして作用する)の発生を抑制できる程度に混
合すればよい。
Next, a gas that can be suitably used for etching in the above-mentioned example, that is, containing a gas having at least carbon and fluorine as constituent elements, and a gas having a small F / C ratio, is formed by excessively mixing CO 2. The etching gas will be described.
As a gas with a small F / C ratio, F / C is 4: 1 like CF 4 and CHF 3.
For example, the F / C ratio becomes 2: 1 such as CH 2 F 2 and CH 3 F, whereas the F / C ratio becomes large due to the fluorine richness like 3: 1 and 3: 1.
A small F / C ratio such as or 1: 1 can be used. Further, CO 2 may be mixed in such an amount that the generation of CF 3 + (acting as an SiO 2 etchant) due to recombination of F * can be suppressed by removing the fluorine radical F * as COF.

例えば、好ましいエッチングガスとしては、CH2F2にC
O2を流量比で30〜70%混合したものを用いることができ
る。(但し、流量はこれに限らず、装置や条件によって
適宜設定する)。このようなエッチングガスは、SiO
2(あるいはその他のシリコン酸化物)上のシリコンナ
イトライドを選択的にエッチングする場合に、有効に使
用できる。例えば、上記例の如くSiO2上にSi3N4を設け
た層についてこれを好適に用いることができる。即ち、
F/C比の小さいガスにCO2を過剰に混合して、FをCOF
として除去することによりFの再結合によるCF3 +の発
生を抑えるようにすると、CF3 +によりエッチングされ易
いSiO2のエッチング速度は低下するが、一方Si3N4は、C
F3 +以外のイオン、ラジカルで充分エッチングが進行す
るので、Si3N4は/SiO2の選択比が高まり、その選択エッ
チングが効果的に達成される。
For example, a preferable etching gas is CH 2 F 2 and C.
A mixture of O 2 in a flow rate ratio of 30 to 70% can be used. (However, the flow rate is not limited to this, and may be set appropriately depending on the device and conditions). Such etching gas is SiO
It can be used effectively when selectively etching silicon nitride on 2 (or other silicon oxide). For example, this can be preferably used for a layer in which Si 3 N 4 is provided on SiO 2 as in the above example. That is,
CO 2 is mixed with a gas with a small F / C ratio to produce F *
If the generation of CF 3 + due to the recombination of F * is suppressed by removing as SiO 2 , the etching rate of SiO 2 which is easily etched by CF 3 + is reduced, while Si 3 N 4 is
Since the ions and radicals other than F 3 + sufficiently promote etching, Si 3 N 4 has a higher selection ratio of / SiO 2 , and the selective etching is effectively achieved.

次に第2図を参照して、本発明の第2の実施例を説明
する。本実施例は、ビヤホールの段差形状緩衝用サイド
ウォールスペーサ形成のためにエッチングを行う際に下
地層のスパッタが生ずることを防止するのに、本発明を
適用したものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the present invention is applied in order to prevent the spattering of the underlayer when the etching is performed to form the sidewall spacer for buffering the stepped shape of the via hole.

本実施例では、ドライエッチングによりスパッタ現象
が起こり得る材料から成る(ここではAlから成る)もの
であり、下地層の上に形成された無機材料層(ここでは
P−シリコンナイトライド層6)を被エッチング層とし
てこれをドライエッチングして開口の上面が広がった
(ここでは具体的にはサイドウォールスペーサ7を形成
することにより得た)テーパー形状のホールを形成して
半導体装置を製造する際において、該下地層1の上の無
機材料層6をドライエッチングする場合に、該下地層上
に該ドライエッチングに対する耐エッチング性の高い材
料より成る緩衝用層5bを形成してエッチングし、更に該
ドライエッチングされた上の層7(サイドウォールスペ
ーサ)をマスクとして該緩衝用層5bをエッチングするも
のである。
In this embodiment, the material is made of a material (here, made of Al) in which the sputtering phenomenon can occur by dry etching, and the inorganic material layer (here, P-silicon nitride layer 6) formed on the underlayer is formed. When a semiconductor device is manufactured by forming a tapered hole in which the upper surface of the opening is widened (specifically, it is obtained by forming the sidewall spacer 7) by dry etching this layer as an etching target layer When the inorganic material layer 6 on the underlayer 1 is dry-etched, a buffer layer 5b made of a material having a high etching resistance against the dry etching is formed on the underlayer, and the dry etching is performed. The buffer layer 5b is etched using the etched upper layer 7 (sidewall spacer) as a mask.

本実施例においては、まずAlで成る下地層1上の上部
層21(SiO2により成る)12RIEで窓明けを行ない、ビヤ
ホール4を得る) 本実施例では、被覆性の良いシリカフィルムにより緩
衝層を形成する。具体的には、SOG(東京応化(株)
製、商品名。プラズマSiO2の一種)を用い、これを数百
Åコーティングし、第2図(b)の構造を得る。両側の
SiO2上の緩衝層をそれぞれ5a、5c、ビヤホール4底部に
形成された下地層1上の緩衝層を5bで示す。次に、プラ
ズマSixNyをCVDして、第2図(c)の構造にする。この
P−SixNyは、サイドウォールスペーサを形成するため
被エッチング層6(スペーサ形成用層)である。即ち、
第2図(c)の状態から、P−SixNyより成るこの被エ
ッチング層6(スペーサ形成用層)をRIEで下地の緩衝
層5(SOG)との間に選択比をとりながら、全面エッチ
バックして、ビヤホール4の側壁にサイドウォールスペ
ーサ7を形成し、ビヤホール形状をテーパー状にする。
これにより第2図(d)の構造が得られる。この際、下
地のSOGによって形成された緩衝層5b(緩衝SiO2層)
が、サイドウォール7形成時のオーバーエッチから下地
層1のAl面を保護するので、Alの再デポ物が、ビヤホー
ル4側壁に付着する心配がない。
In this embodiment, first, an upper layer 21 (made of SiO 2 ) 12 RIE on the underlayer 1 made of Al is used to open a window to obtain a via hole 4. In this embodiment, a buffer layer is formed by a silica film having a good covering property. To form. Specifically, SOG (Tokyo Ohka Co., Ltd.)
Made, product name. Plasma SiO 2 ( a type of plasma SiO 2 ) is used and coated for several hundred liters to obtain the structure shown in FIG. 2 (b). On both sides
The buffer layers on SiO 2 are indicated by 5a and 5c, and the buffer layer on the underlayer 1 formed at the bottom of the via hole 4 is indicated by 5b. Next, plasma Si x N y is subjected to CVD to form the structure shown in FIG. This P-Si x N y is a layer to be etched 6 (spacer forming layer) for forming a sidewall spacer. That is,
From the state shown in FIG. 2 (c), the layer to be etched 6 (spacer forming layer) made of P-Si x N y is selected by RIE with the underlying buffer layer 5 (SOG), The entire surface is etched back to form sidewall spacers 7 on the sidewalls of the via hole 4 to taper the via hole shape.
As a result, the structure shown in FIG. 2 (d) is obtained. At this time, the buffer layer 5b (buffer SiO 2 layer) formed by the underlying SOG
However, since the Al surface of the underlayer 1 is protected from over-etching when the sidewall 7 is formed, there is no concern that redeposited material of Al will adhere to the sidewall of the via hole 4.

次いで、緩衝層5a〜5cをなすSOGを上記ドライエッチ
ングにより形成されたサイドウォールスペーサ7をマス
クにしてRIEまたは溶液エッチングその他の適宜手段で
除去して、第2図(e)と構造とする。図では緩衝層の
内5a、5cはこれで除去されるが、5bの内サイドウォール
スペーサ7の下に位置する部分は、そのまま残ってい
る。
Then, the SOG forming the buffer layers 5a to 5c is removed by RIE, solution etching or other appropriate means by using the sidewall spacers 7 formed by the dry etching as a mask to form a structure as shown in FIG. 2 (e). In the figure, the buffer layers 5a and 5c are removed by this, but the portion of the buffer layer 5b located below the inner sidewall spacer 7 remains.

上記実施例によれば、下地層1であるAl上に積層され
る上部層2(層間絶縁膜など)のビヤホールのテーパー
加工のためのドライエッチングが、下地Alのオーバーエ
ッチによる再デポをおこすことなく、行える。これは上
部層2の下地をなすSiO2膜が、緩衝層5bとなって、Alの
再デポを防ぐための緩衝作用を呈することによって、達
成されたものである。かつ本実施例では、上記説明した
エッチングガスなどを用いたSiN/SiO2(シリコンナイト
ライドとシリコン酸化物)の高選択エッチングを採用す
ることによって、これを効果的に達成した。
According to the above-mentioned embodiment, the dry etching for taper processing of the via hole of the upper layer 2 (interlayer insulating film, etc.) laminated on the Al as the underlying layer 1 causes re-deposition by overetching the underlying Al. You can do it without This is achieved by the fact that the SiO 2 film forming the base of the upper layer 2 serves as the buffer layer 5b and exhibits a buffer function for preventing redeposition of Al. In addition, in the present embodiment, this is effectively achieved by adopting the high selective etching of SiN / SiO 2 (silicon nitride and silicon oxide) using the above-described etching gas or the like.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上述の如く、本発明によれば、エッチングによりスパ
ッタ現象が起こり得る材料から成る下地層上に形成され
た層をエッチング加工する場合でも、その材料の再デポ
(再堆積)が生じないので、ホール(コンタクトホール
やビヤホール等)のテーパ加工その他の場合に効果が大
である。
As described above, according to the present invention, even when etching a layer formed on an underlayer made of a material that may cause a sputtering phenomenon by etching, re-deposition (re-deposition) of the material does not occur, The effect is great in the case of taper processing (contact hole, beer hole, etc.).

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

第1図及び第2図は、各々本発明の第1及び第2の実施
例について、それぞれ工程順に示すものである。 1……下地層(Al層)、2……上部無機材料層(被エッ
チング層間絶縁膜)、3……フォトレジスト、4……
(ビヤ)ホール、5,5a〜5c……緩衝層、6……被エッチ
ング無機材料層(サイドウォールスペーサ形成用層)、
7……サイドウォールスペーサ。
1 and 2 show the respective steps of the first and second embodiments of the present invention. 1 ... Base layer (Al layer), 2 ... Upper inorganic material layer (interlayer insulating film to be etched), 3 ... Photoresist, 4 ...
(Beer) hole, 5, 5a to 5c ... Buffer layer, 6 ... Inorganic material layer to be etched (sidewall spacer forming layer),
7 ... Sidewall spacer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下地層の上に形成された絶縁材から成る上
部層に接続用のホールを形成する工程と、該ホールが形
成された後に該上部層もしくは該上部層上に形成した無
機材料層をドライエッチングする工程を少なくとも備え
る半導体装置の製造方法において、 該下地層がドライエッチングによりスパッタ現象が起こ
り得る材料から成るものであり、 該下地層の上の上部層に形成された接続用のホールの少
なくとも底部には上記ドライエッチングに対する耐エッ
チング性の高い材料より成る緩衝用層を形成しておいて
該ドライエッチングを行い、更に該ドライエッチングさ
れた層をマスクとして該緩衝用層をエッチングする、半
導体装置の製造方法。
1. A step of forming a connecting hole in an upper layer made of an insulating material formed on an underlayer, and the upper layer or an inorganic material formed on the upper layer after the hole is formed. In a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises at least a step of dry-etching a layer, the underlayer is made of a material capable of causing a spattering phenomenon by dry etching, and a connection layer formed on an upper layer above the underlayer. A buffer layer made of a material having a high etching resistance against the dry etching is formed at least at the bottom of the hole, the dry etching is performed, and the buffer layer is further etched using the dry-etched layer as a mask. , Method for manufacturing semiconductor device.
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