JP3154124B2 - 配線の形成方法 - Google Patents
配線の形成方法Info
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- JP3154124B2 JP3154124B2 JP05987791A JP5987791A JP3154124B2 JP 3154124 B2 JP3154124 B2 JP 3154124B2 JP 05987791 A JP05987791 A JP 05987791A JP 5987791 A JP5987791 A JP 5987791A JP 3154124 B2 JP3154124 B2 JP 3154124B2
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- tungsten
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスに
おいて用いられる配線の形成方法に関する。
おいて用いられる配線の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬＳＩデバイスの集積化，微細化
に伴ない配線材料としてタングステン（Ｗ）が注目され
ている。このタングステンは、耐熱性に優れ、抵抗値が
ポリシリコンに比べて低いという点から従来のポリシリ
コンに代り有望視されている。しかしながら、やはりタ
ングステンはアルミニウム（Ａｌ）に比べると抵抗値が
高いため、主にコンタクトホールの埋込み配線（プラ
グ）として使用されつつある。
に伴ない配線材料としてタングステン（Ｗ）が注目され
ている。このタングステンは、耐熱性に優れ、抵抗値が
ポリシリコンに比べて低いという点から従来のポリシリ
コンに代り有望視されている。しかしながら、やはりタ
ングステンはアルミニウム（Ａｌ）に比べると抵抗値が
高いため、主にコンタクトホールの埋込み配線（プラ
グ）として使用されつつある。
【０００３】このように、タングステンを埋込み配線材
料として用いる際は、通常ブランケットＣＶＤ法と称さ
れる方法で平坦化される膜堆積を行ない、その後コンタ
クトホールが開設された絶縁膜上の余分なタングステン
膜を除去するためエッチバックを行なって、タングステ
ンプラグを形成する。
料として用いる際は、通常ブランケットＣＶＤ法と称さ
れる方法で平坦化される膜堆積を行ない、その後コンタ
クトホールが開設された絶縁膜上の余分なタングステン
膜を除去するためエッチバックを行なって、タングステ
ンプラグを形成する。
【０００４】ところで、ＬＳＩデバイスの製造工程にお
いて開設される多数の配線用開口部の径寸法は、被接続
部の種類によって異なり、特に、セル部分から外れた位
置の配線用開口部の径寸法は、スペース的に制約のある
セル部分のものと比べて配線抵抗を軽減するため大径と
なっている場合がある。
いて開設される多数の配線用開口部の径寸法は、被接続
部の種類によって異なり、特に、セル部分から外れた位
置の配線用開口部の径寸法は、スペース的に制約のある
セル部分のものと比べて配線抵抗を軽減するため大径と
なっている場合がある。
【０００５】なお、従来、上記プラグ配線の形成方法と
その技術分野を異にするが絶縁膜の平坦化方法として特
開昭６３−２４００４５号公報記載の技術が知られてい
る。上記タングステンプラグ配線の形成方法は、コンタ
クトホール径寸法に拘らず平坦なタングステン膜が形成
できるのに対して、この従来技術は、配線間にダミーパ
ターンを配し配線上に形成される絶縁膜を極力平坦に形
成することを図ったものである。
その技術分野を異にするが絶縁膜の平坦化方法として特
開昭６３−２４００４５号公報記載の技術が知られてい
る。上記タングステンプラグ配線の形成方法は、コンタ
クトホール径寸法に拘らず平坦なタングステン膜が形成
できるのに対して、この従来技術は、配線間にダミーパ
ターンを配し配線上に形成される絶縁膜を極力平坦に形
成することを図ったものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、タン
グステンを埋込み配線材料として用いて図７に示すよう
な径寸法を異にするコンタクトホールＡ，Ｂ，Ｃをブラ
ンケットＣＶＤ法にて埋め込む場合、図８に示すように
径寸法の小さいコンタクトホールＡが埋め込めるように
コンタクトホールＡに合わせてタングステン膜３の堆積
を行なうと、エッチバック後の構造は図９に示すように
コンタクトホールＡのみにタングステンプラグ３Ａがで
き、コンタクトホールＢ，Ｃではシリコン基板１が露出
してしまう問題が生ずる。なお、図中２は絶縁膜を示し
ている。
グステンを埋込み配線材料として用いて図７に示すよう
な径寸法を異にするコンタクトホールＡ，Ｂ，Ｃをブラ
ンケットＣＶＤ法にて埋め込む場合、図８に示すように
径寸法の小さいコンタクトホールＡが埋め込めるように
コンタクトホールＡに合わせてタングステン膜３の堆積
を行なうと、エッチバック後の構造は図９に示すように
コンタクトホールＡのみにタングステンプラグ３Ａがで
き、コンタクトホールＢ，Ｃではシリコン基板１が露出
してしまう問題が生ずる。なお、図中２は絶縁膜を示し
ている。
【０００７】また、図１０に示すような上記例と同様の
コンタクトホールＡ，Ｂ，Ｃを、径寸法の大きいコンタ
クトホールＣに合せてタングステン膜３の堆積を行なう
と、図１１に示すように、コンタクトホールＡ，Ｂ，Ｃ
を全て埋め込み且つ平坦化することはできるものの、堆
積時間が長くなりタングステン膜３の膜厚ｔが嵩み、こ
のため、図１２に示すようにタングステンプラグ３Ａ，
３Ｂ，３Ｃを形成するためのエッチバックの深さ及び時
間が長くなってスループット低下をまぬがれない問題点
がある。
コンタクトホールＡ，Ｂ，Ｃを、径寸法の大きいコンタ
クトホールＣに合せてタングステン膜３の堆積を行なう
と、図１１に示すように、コンタクトホールＡ，Ｂ，Ｃ
を全て埋め込み且つ平坦化することはできるものの、堆
積時間が長くなりタングステン膜３の膜厚ｔが嵩み、こ
のため、図１２に示すようにタングステンプラグ３Ａ，
３Ｂ，３Ｃを形成するためのエッチバックの深さ及び時
間が長くなってスループット低下をまぬがれない問題点
がある。
【０００８】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、特に、ブランケットＣＶ
Ｄ法にて形成され得るプラグ配線形成のスループットを
向上させる配線の形成方法を得んとするものである。
して創案されたものであって、特に、ブランケットＣＶ
Ｄ法にて形成され得るプラグ配線形成のスループットを
向上させる配線の形成方法を得んとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、絶縁
膜に形成される径寸法の異なる配線用開口部に配線材料
を堆積させて埋め込む配線の形成方法において、大径の
配線用開口部内に、小径の配線用開口部の空隙幅と近似
する幅寸法を有する空隙となるようにダミーパターンを
形成するとともに、そのダミーパターンは、大径の配線
用開口部内の底面積に占める割合が、小径の開口部の底
面積よりも大きくしてコンタクト抵抗の上昇を生じない
ように形成し、次いで、配線材料を堆積させた後、エッ
チバックを行なうことを、その解決手段としている。
膜に形成される径寸法の異なる配線用開口部に配線材料
を堆積させて埋め込む配線の形成方法において、大径の
配線用開口部内に、小径の配線用開口部の空隙幅と近似
する幅寸法を有する空隙となるようにダミーパターンを
形成するとともに、そのダミーパターンは、大径の配線
用開口部内の底面積に占める割合が、小径の開口部の底
面積よりも大きくしてコンタクト抵抗の上昇を生じない
ように形成し、次いで、配線材料を堆積させた後、エッ
チバックを行なうことを、その解決手段としている。
【００１０】
【作用】大径の配線用開口部内にダミーパターンを形成
して、小径の配線用開口部の空隙幅と近似する幅寸法の
空隙を大径の配線用開口部内に形成することによって、
小径の配線用開口部を配線材料で埋め込むための配線材
料膜厚程度で絶縁膜に形成された全体の配線用開口部の
埋込みを可能にする。このため、スループットが向上す
る。
して、小径の配線用開口部の空隙幅と近似する幅寸法の
空隙を大径の配線用開口部内に形成することによって、
小径の配線用開口部を配線材料で埋め込むための配線材
料膜厚程度で絶縁膜に形成された全体の配線用開口部の
埋込みを可能にする。このため、スループットが向上す
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る配線の形成方法の詳細を
図面に示す実施例に基づいて説明する。
図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１２】本実施例は、シリコン基板１上にＳｉＯ２
で成る絶縁膜２を形成し、径寸法が例えば０．６μｍ，
１．２μｍ，２．４μｍのコンタクトホールＡ，Ｂ，Ｃ
をエッチングして形成する例に本発明を適用して説明す
る。先ず、図１に示すように、コンタクトホールＡ，
Ｂ，Ｃのエッチングに際して、径寸法の一番大きいコン
タクトホールＣの中央部にダミーパターン４が形成され
得るように、マスク設定を行なっておく。このダミーパ
ターン４は、図１及び図４に示すように、平面矩形状の
コンタクトホールＣの中央に絶縁膜２を残して形成する
ものであって、コンタクトホールＣの内周面とこのダミ
ーパターン４の外周面とで形成される空隙部の幅Ｗｃ１
（Ｗｃ２）は、ＷＡ〜ＷＢ即ち０．６〜１．２μｍ程度
の値に設定している。
で成る絶縁膜２を形成し、径寸法が例えば０．６μｍ，
１．２μｍ，２．４μｍのコンタクトホールＡ，Ｂ，Ｃ
をエッチングして形成する例に本発明を適用して説明す
る。先ず、図１に示すように、コンタクトホールＡ，
Ｂ，Ｃのエッチングに際して、径寸法の一番大きいコン
タクトホールＣの中央部にダミーパターン４が形成され
得るように、マスク設定を行なっておく。このダミーパ
ターン４は、図１及び図４に示すように、平面矩形状の
コンタクトホールＣの中央に絶縁膜２を残して形成する
ものであって、コンタクトホールＣの内周面とこのダミ
ーパターン４の外周面とで形成される空隙部の幅Ｗｃ１
（Ｗｃ２）は、ＷＡ〜ＷＢ即ち０．６〜１．２μｍ程度
の値に設定している。
【００１３】このように、径寸法の一番大きいコンタク
トホールＣの中に形成される空隙部の幅寸法ＷＣ1（Ｗ
Ｃ2）を小径のコンタクトホールＡ及びＢの空隙幅に近
似させて形成した後、図２に示すように、ブランケット
ＣＶＤ法を用いてタングステン膜３の堆積を行なう。こ
のようなタングステン膜３の堆積は、コンタクトホール
Ｃ内の空隙部か又はコンタクトホールＢが確実に埋め込
まれた時点で停止させれば全コンタクトホールの埋込み
ができ、絶縁膜２上に堆積するタングステン膜３の膜厚
Ｔは、コンタクトホールＢ、又はコンタクトホールＣ内
の空隙幅ＷC1（ＷC2）の略半分程度（約０．６μｍ）の
薄い膜厚となる。
トホールＣの中に形成される空隙部の幅寸法ＷＣ1（Ｗ
Ｃ2）を小径のコンタクトホールＡ及びＢの空隙幅に近
似させて形成した後、図２に示すように、ブランケット
ＣＶＤ法を用いてタングステン膜３の堆積を行なう。こ
のようなタングステン膜３の堆積は、コンタクトホール
Ｃ内の空隙部か又はコンタクトホールＢが確実に埋め込
まれた時点で停止させれば全コンタクトホールの埋込み
ができ、絶縁膜２上に堆積するタングステン膜３の膜厚
Ｔは、コンタクトホールＢ、又はコンタクトホールＣ内
の空隙幅ＷC1（ＷC2）の略半分程度（約０．６μｍ）の
薄い膜厚となる。
【００１４】次に、図３に示すように、エッチバックを
行なえば、タングステンプラグ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（ドー
ナツ形状）が形成できる。このエッチバック工程は、上
記したように絶縁膜２上のタングステン膜３の膜厚Ｔが
小さいため、短時間で完了する。
行なえば、タングステンプラグ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ（ドー
ナツ形状）が形成できる。このエッチバック工程は、上
記したように絶縁膜２上のタングステン膜３の膜厚Ｔが
小さいため、短時間で完了する。
【００１５】ところで、上記コンタクトホールＣ内に形
成されたダミーパターン４のコンタクトホールＣの底面
積に占める割合はダミーパターンの寸法を０．６μｍ×
０．６μｍとした場合約６％程度であり、この程度では
コンタクト抵抗の上昇は問題とならない。なお、このダ
ミーパターン４は、小さい程よいが、本実施例では、コ
ンタクトホールＢの空隙幅ＷＢと同等か又はより小さい
幅の空隙部がコンタクトホールＣ内に形成されるように
設定したことにより、スループットの良好な配線形成が
達成できた。
成されたダミーパターン４のコンタクトホールＣの底面
積に占める割合はダミーパターンの寸法を０．６μｍ×
０．６μｍとした場合約６％程度であり、この程度では
コンタクト抵抗の上昇は問題とならない。なお、このダ
ミーパターン４は、小さい程よいが、本実施例では、コ
ンタクトホールＢの空隙幅ＷＢと同等か又はより小さい
幅の空隙部がコンタクトホールＣ内に形成されるように
設定したことにより、スループットの良好な配線形成が
達成できた。
【００１６】以上、実施例について説明したが、本発明
は、これに限られるものではなく、構成の要旨に付随す
る各種の設計変更が可能である。
は、これに限られるものではなく、構成の要旨に付随す
る各種の設計変更が可能である。
【００１７】例えば、上記実施例においては、ダミーパ
ターン４をコンタクトホールＣ内に角柱形状に形成した
が、図５に示すように、平面十字形状や、図６に示すよ
うな隔壁状に形成しても空隙幅を縮めることができる。
ターン４をコンタクトホールＣ内に角柱形状に形成した
が、図５に示すように、平面十字形状や、図６に示すよ
うな隔壁状に形成しても空隙幅を縮めることができる。
【００１８】また、上記実施例においては、配線材料と
してタングステンを用いたが、この他、ブランケットＣ
ＶＤ法が適用できる銅（Ｃｕ），チタン（Ｔｉ），アル
ミニウム（Ａｌ），ポリシリコン，モリブデン（Ｍｏ）
等を適用してもよい。これら配線材料のうち、例えばポ
リシリコンを用いてプラグ形成を行なった後、ポリシリ
コンプラグを六フッ化タングステン（ＷＦ6）のＳｉ還
元反応を用いてタングステンに置換してタングステンプ
ラグを形成することも可能である。
してタングステンを用いたが、この他、ブランケットＣ
ＶＤ法が適用できる銅（Ｃｕ），チタン（Ｔｉ），アル
ミニウム（Ａｌ），ポリシリコン，モリブデン（Ｍｏ）
等を適用してもよい。これら配線材料のうち、例えばポ
リシリコンを用いてプラグ形成を行なった後、ポリシリ
コンプラグを六フッ化タングステン（ＷＦ6）のＳｉ還
元反応を用いてタングステンに置換してタングステンプ
ラグを形成することも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る配線の形成方法によれば、従来より埋込みが困難
であった広いパターンの配線用開口部を、コンタクト抵
抗を大きく上昇させることなく埋込み易くする効果があ
る。また、絶縁膜上に堆積される配線材料の膜厚が厚く
ならないため、エッチバック量が小さくてすみ、スルー
プットを向上させる効果がある。
に係る配線の形成方法によれば、従来より埋込みが困難
であった広いパターンの配線用開口部を、コンタクト抵
抗を大きく上昇させることなく埋込み易くする効果があ
る。また、絶縁膜上に堆積される配線材料の膜厚が厚く
ならないため、エッチバック量が小さくてすみ、スルー
プットを向上させる効果がある。
【図１】実施例の工程を示す断面図。
【図２】実施例の工程を示す断面図。
【図３】実施例の工程を示す断面図。
【図４】実施例の平面説明図。
【図５】ダミーパターンの変形例を示す説明図。
【図６】ダミーパターンの変形例を示す説明図。
【図７】従来例の工程を示す断面図。
【図８】従来例の工程を示す断面図。
【図９】従来例の工程を示す断面図。
【図１０】従来例の工程を示す断面図。
【図１１】従来例の工程を示す断面図。
【図１２】従来例の工程を示す断面図。
Ａ，Ｂ，Ｃ…コンタクトホール、２…絶縁膜、３…タン
グステン膜、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…タングステンプラグ、
４…ダミーパターン。
グステン膜、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…タングステンプラグ、
４…ダミーパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 H01L 21/3213 H01L 21/44 - 21/445 H01L 21/768 H01L 29/40 - 29/51
Claims (1)
- 【請求項１】 絶縁膜に形成される径寸法の異なる配線
用開口部に配線材料を堆積させて埋め込む配線の形成方
法において、 大径の配線用開口部内に、小径の配線用開口部の空隙幅
と近似する幅寸法を有する空隙となるようにダミーパタ
ーンを形成するとともに、そのダミーパターンは、大径
の配線用開口部内の底面積に占める割合が、小径の開口
部の底面積よりも大きくしてコンタクト抵抗の上昇を生
じないように形成し、次いで、配線材料を堆積させた
後、エッチバックを行なうことを特徴とする配線の形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05987791A JP3154124B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05987791A JP3154124B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 配線の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04294529A JPH04294529A (ja) | 1992-10-19 |
| JP3154124B2 true JP3154124B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=13125821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05987791A Expired - Fee Related JP3154124B2 (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3154124B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP05987791A patent/JP3154124B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04294529A (ja) | 1992-10-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |