[發明專利]半導體裝置及半導體裝置的制造方法

無效

• 申請號: 00129021.5
• 申請日: 2000-09-25
• 公開（公告）號: CN1307364A
• 公開（公告）日: 2001-08-08
• 發明（設計）人: 藤本謙昌;原田繁;山下貴司
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L23/52
• 分類號: H01L23/52;H01L21/768;H01L21/31;H01L21/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊凱,葉愷東

本發明涉及半導體裝置及半導體裝置的制造方法，特別是涉及多層布線技術。

近年來，伴隨半導體器件的高集成化、多功能化，布線的微細化、多層化得到發展，在半導體裝置的制造方法中，多層布線技術成為重要的技術。

圖17是說明具有層布線結構的現有的半導體裝置101P用的縱剖面圖。半導體裝置101P具備硅襯底1P。再有，在圖17中，省略了在硅襯底1P的表面上被形成的各種元件的圖示。

在硅襯底1P上形成了由氧化硅(SiO₂)構成的層間絕緣膜2P，在該層間絕緣膜2P上在其厚度方向上形成了接觸孔2HP和對準標記等的標記用的孔2MP。再有，一般來說，在將最小線寬定為0.25微米的半導體裝置、所謂的四分之一微米這一代的半導體裝置中，在從上面觀察半導體裝置101P時，接觸孔2HP和后述的通路孔4HP的大小約為0.3～0.4微米，標記用的孔2MP的大小約為1～10微米。

在接觸孔2HP內埋入了構成所謂的栓(plug)的金屬層7HP。在此，所謂「栓」，指的是導電性地連接夾住層間絕緣膜而被配置的布線等的導電層間的導電層。另一方面，在標記用的孔2MP側壁上形成了所謂的側壁襯墊(sidewall?spacer)狀的金屬層7MP。金屬層7MP由與金屬層7HP相同的材料構成。

再者，在層間絕緣膜2P上與栓7HP相接，形成了構成布線或布線層的金屬層3HP。另一方面，覆蓋標記用的孔2MP，形成了金屬層3MP。

然后，形成了由氧化硅構成的層間絕緣膜4P，以便覆蓋布線3HP、金屬層3MP和層間絕緣膜2P。層間絕緣膜4P的厚度例如約為700～1000nm(7000～10000埃)。層間絕緣膜4P具有到達布線3HP的接觸孔或通路孔4HP，在該通路孔4HP內充填了栓8HP。而且，在層間絕緣膜4P上與栓8HP相接，形成了布線6HP。另一方面，在層間絕緣膜4P的與襯底1相反一側的表面4SP一側且在標記用的孔2MP的上方，形成了凹部4MP。

再有，在圖17中，包含栓7HP、8HP和布線3HP、6HP等的區域HP相當于半導體裝置101P的形成了各種元件(未圖示)的元件區域或元件形成區域。與此不同，包含標記用的孔2MP的區域MP相當于在制造工序中形成了所使用的對準標記等輔助的圖形的區域。

其次，除了圖17外，一邊參照圖18～圖20的各縱剖面圖，一邊說明現有的半導體裝置101P的制造方法。

首先，利用等離子CVD(化學汽相淀積)法在上述的形成了各種元件的硅襯底1P上淀積氧化硅(等離子氧化物)，使用回刻(etchback)法或CMP(化學機械拋光)法對該氧化硅進行平坦化處理，形成層間絕緣膜2P。

其次，在層間絕緣膜2P的整體上涂敷抗蝕劑(未圖示)，利用光刻技術將該抗蝕劑構圖為與接觸孔2HP和標記用的孔2MP對應的圖形。然后，利用將這樣的被構圖了的抗蝕劑作為掩模的RIE(反應離子刻蝕)法對層間絕緣膜2P進行開口，形成接觸孔2HP和標記用的孔2MP。其后，用氧等離子體等除去上述抗蝕劑。

其次，例如利用濺射法淀積規定的金屬材料，以便覆蓋層間絕緣膜2P的整體。然后，對該金屬層進行回刻，形成栓7HP。此時，如上所述，由于標記用的孔2MP的尺寸比接觸孔2HP大，故在標記用的孔2MP中上述金屬層以側壁襯墊狀殘留下來，形成金屬層7MP。

其后，淀積規定的金屬材料，使其覆蓋層間絕緣膜2P的整體。然后，在該金屬層的整個面上涂敷抗蝕劑(未圖示)，利用光刻技術將該抗蝕劑構圖為與布線3HP和金屬層3MP對應的圖形。而且，利用將這樣的被構圖了的抗蝕劑作為掩模的RIE法對上述金屬層進行構圖，形成布線3HP和金屬層3MP。其后，用氧等離子體等除去上述抗蝕劑。利用以上的工序，可得到圖18的狀態的半導體裝置。

其后，如圖19中所示，使用等離子CVD法，形成例如厚度約為1500～2500nm(15000～25000埃)的氧化硅膜4AP，使其覆蓋層間絕緣膜2P、布線3HP和金屬層3MP的整體。

氧化硅膜4AP在標記用的孔2MP的上方具有與標記用的孔2MP凹形狀對應的凹部4MAP而被形成。例如在如從硅襯底1P的上方觀察標記用的孔2MP時的尺寸大致為1微米以上的情況那樣，在比較寬的標記用的孔2MP的上方容易形成這樣的凹部4MAP。此外，在標記用的孔2MP的深度例如超過1.5微米的情況下，容易較深地形成該凹部。