JP3447896B2 - Ｓｏｇ塗布膜の形成方法およびこれを用いた配線構造の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子の製
造工程中で用いられるＳＯＧ塗布膜の形成方法およびこ
れを用いた配線構造の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体
素子の配線等の構成要素を、絶縁膜を介して階層的に形
成する技術が進んでいる。金属配線を断線せずに積層す
るためには、上下の配線間に形成する絶縁膜の表面の平
坦化を図る必要がある。

【０００３】絶縁膜の平坦化技術の一つとして、ＳＯＧ
（Spin On Glass 、すなわち熱処理によって珪素化し、
ＳｉＯ₂ となる塗布液材料）平坦化技術と呼ばれるもの
がある。これは、配線が形成された下地上に、スピンコ
ート法によりＳＯＧ塗布膜を形成し、その後熱処理を施
すことによりＳＯＧを珪素化してＳｉＯ₂ 膜とし、下地
と配線との段差（凹凸）を埋め、平坦化する技術であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＳＯＧ
平坦化技術には、次のような問題点があった。半導体素
子は、共通の下地上に、パッド（以下、大面積パタン部
ともいう。）と、パッドよりも幅狭の配線（以下、幅狭
パタン部ともいう。）とが混在して一つの配線部（配線
層）を形成しているのが普通である。パッドの大きさ
は、例えば１００μｍ×１００μｍ程度であるのに対
し、配線は、数μｍ〜数十μｍ程度の幅のものが普通で
ある。このように、一つの配線部（配線層）において、
パタン幅（または面積）に大きな差がある場合、この配
線部に対してＳＯＧ塗布膜を形成すると、次のような特
徴が見られる。幅狭パタン部（配線）には、それらのパ
タンどうしの間隙を埋めるようにＳＯＧ塗布膜が形成さ
れ、パタンの上側には非常に薄くＳＯＧ塗布膜が形成さ
れる。一方、大面積パタン部には、そのパタンの中央に
いくにつれＳＯＧ塗布膜が堆く形成される。その後の工
程で、ＳＯＧ塗布膜を熱処理により珪素化してＳｉＯ₂
膜とした後、上部配線とのコンタクトを取るために、配
線の上側のＳｉＯ₂ 膜にホトリソグラフィ技術およびエ
ッチング技術を用いてコンタクトホール（ビアホールと
もいう。）が形成される。そして、このとき同時にパッ
ドの上側部分を含む、ＳｉＯ₂ 膜の不要部分の除去も行
われる。しかし、すでに述べてあるように、パッドの上
側には堆くＳｉＯ₂ 膜が形成されてあるため、コンタク
トホール形成に合わせてエッチング時間の設定をする
と、パッド上のＳｉＯ₂ 膜は完全に除去されず、中央部
分に残存してしまう（以下、これを膜残りという。）。
膜残りが起こると、上下の配線間でコンタクト不良とな
るおそれがある。すなわち、パッドの中央部分に膜が残
存したままで上部配線を形成すると、パッドの周縁部分
のみでコンタクトを取っているような状態となるため、
上下の配線層の密着性が不安定となり、後々剥がれ等が
生じる原因となるおそれがあるからである。しかし一
方、パッド上のＳｉＯ₂ 膜が完全除去されるようにエッ
チング時間の設定をすると、幅狭パタン部のコンタクト
ホール部分において過剰エッチングとなり、ホール形状
の悪化等の新たな問題が生じる。

【０００５】このため、パッド上に膜残りが起こらず、
パッド全体において均等に、上部配線層とのコンタクト
を取ることができるような、ＳＯＧ塗布膜の形成方法の
出現が望まれていた。また、この方法を用いた配線構造
の形成方法の出現が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、この発明のＳ
ＯＧ塗布膜の形成方法によれば、共通の下地上に、凹部
を設けてあるパッドと、このパッドよりも幅狭の配線と
から成る第１配線部を形成する工程と、第１配線部を含
む下地上にスピンコート法でＳＯＧを塗布する工程とを
含み、第１配線部を形成する工程の前に、下地におけ
る、パッドの、凹部の形成予定領域に、等方性エッチン
グを施すことにより、当該凹部よりも一回り大きい、予
備凹部を形成しておくことを特徴とする。このように、
パッドに凹部を設けたため、パッドは見かけ上、凹部を
隔てた微細パタンの集まりとなる。すなわち、従来のよ
うに、配線に対してパッドの幅（面積）が極端に広過ぎ
ることがない。このため、パッド上にＳＯＧが堆く形成
されることがない。また、別の見方をすれば、従来なら
ばパッド上に堆く形成されていた過剰なＳＯＧが、パッ
ドの凹部に入り込むため、平坦なＳＯＧ塗布膜が得られ
るということもできる。

【０００７】さらに、この発明のＳＯＧ塗布膜の形成方
法によれば、上述の凹部は、下地をあらかじめ加工して
おき、この加工した下地上に、Ａｌ等の金属材料でパッ
ドを形成して、設ける。このことには次のような意味が
ある。等方性エッチングで形成された予備凹部の形状
は、なだらかな（テーパ状の）凹みとなる。このため、
この上側に設けるパッドの材料であるＡｌ膜のステップ
カバレッジ（段差被覆性）が良好となる。

【０００８】次に、この発明の配線構造の形成方法は、
以下のようにして行うことを特徴とする。

【０００９】ａ）共通の下地上に、凹部または貫通した
穴を設けてあるパッドと、このパッドよりも幅狭の配線
とから成る第１配線部を形成する。

【００１０】ｂ）第１配線部を含む下地上にスピンコー
ト法でＳＯＧを塗布し、ＳＯＧ塗布膜を形成する。

【００１１】ｃ）ＳＯＧ塗布膜に対して熱処理を施すこ
とにより、当該ＳＯＧ塗布膜を珪素化してＳｉＯ₂ 膜と
する。

【００１２】ｄ）ＳｉＯ₂ 膜に対してエッチングを施す
ことにより、幅狭の配線の上側のＳｉＯ₂ 膜にコンタク
トホールを形成すると同時に、少なくともパッドの上側
表面を露出する。

【００１３】ｅ）前記ｄ）工程の終了した構造体上に第
２配線部を形成し、第１配線部との導通を取る。さら
に、この発明の配線構造の形成方法によれば、第１配線
部を形成する工程の前に、下地における、パッドの、前
記凹部の形成予定領域に、等方性エッチングを施すこと
により、当該凹部よりも一回り大きい、予備凹部を形成
しておく。

【００１４】このように、この発明のＳＯＧ塗布膜の形
成方法を用いて配線構造の形成を行うことにより、パッ
ド上にＳＯＧ塗布膜が堆く形成されることがない。この
ため、パッド部分における第１配線部と第２配線部との
接続は、従来のようにパッドの周縁部分のみにおいて取
られるのではなく、パッド全体で均等に取ることができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの出願の発
明の実施の形態について説明する。以下の説明中で挙げ
る使用材料、膜厚、処理温度、成膜圧力などの条件は、
発明の範囲内の好適例にすぎない。従って、これら条件
にのみ限定されるものではない。また、各図は、発明が
理解できる程度に各構成成分の大きさ、形状および位置
関係を概略的に示してあるにすぎない。

【００１６】＜参考例＞ 図１および図２は、参考例における製造工程を示す概略
的な断面図であり、ＳＯＧ塗布膜の形成方法を含む、配
線構造の形成方法を段階的に示している。また、断面を
示すハッチングは、一部分を除いて省略してある。

【００１７】この参考例によれば、共通の下地上に、凹
部または貫通した穴を設けてあるパッドと、このパッド
よりも幅狭の配線とから成る第１配線部を形成する工程
と、第１配線部を含む下地上にスピンコート法でＳＯＧ
を塗布する工程とを含んでいる。ここでは、参考例とし
ての配線構造の形成方法に含まれる形で形成する。

【００１８】この参考例によれば、まず、共通の下地上
に、凹部または貫通した穴を設けてあるパッドと該パッ
ドよりも幅狭の配線とから成る第１配線部を形成する。

【００１９】ここでは、下地１１上に、まず、Ａｌ（ア
ルミニウム）からなる金属層１３を例えばスパッタリン
グ法で形成する（図１の（Ａ））。ここでいう下地は、
配線の下側に用いられ得るものの総称を指す。すなわ
ち、層間絶縁膜、基板（半導体ウエハ）等である。

【００２０】次に、金属層１３に対し、ホトリソグラフ
ィ技術およびエッチング技術を施すことにより、数μｍ
〜数十μｍ幅の配線１５ａと、１００μｍ角のパッド１
５ｂとからなる、第１配線部１５を形成する（図１の
（Ｂ））。このとき同時に、パッド１５ｂには、行列マ
トリクス状に配列された、複数の貫通した穴（以下、貫
通穴と称する）１７が形成される（図３参照）。ここで
は貫通穴を形成したが、有底穴（凹部）を形成しても良
い。なお、貫通穴および凹部の両者を、以下、溝とも称
する。

【００２１】ここで、図３を用いて、貫通穴１７の平面
形状について詳細に説明する。図３は、凹部または貫通
した穴のパターン（平面形状）の一例を示す概略的な平
面図であり、パッド１５ｂの一部分を切り欠いて示して
ある。ここでは、半導体ウエハのオリエンテーションフ
ラットを下側にして見た時に、縦溝と横溝とからなる逆
Ｌ字状（以下、単にＬ字ともいう。）を示すパターンを
採用し、これを行列マトリクス状に配列した例を示して
いる。図中、Ｌ字パターンにハッチングを施して強調し
て示してある。また、図中に示す、Ｘ−Ｘ線の延長線で
切って矢印の方向に見た部分が、図１および図２での断
面図である。

【００２２】このパターンの溝幅ｗは４μｍとし、パタ
ーン間隔は、縦方向（図中ａの方向）の間隔すなわち横
溝間の距離、および横方向（図中ｂの方向）の間隔すな
わち縦溝間の距離において、最大でも２０μｍまでとし
た。よって、Ｌ字が形成している貫通穴１７に囲まれた
部分（図中、破線に囲まれてハッチングで強調して示し
てある部分Ａ）の面積は、２０μｍ×２０μｍ以内とな
っている。これは、実験により、次のようなＳＯＧ塗布
特性が確かめられたからである。何も設けられていない
Ｓｉ基板（ウエハ）上に直接ＳＯＧを塗布したとき、Ｓ
ＯＧ塗布膜厚が０．５μｍ程度となるように設定する
（このときの膜厚をモニタ膜厚という。）。そして、こ
のときと同じ条件で、第１配線部１５にＳＯＧ塗布膜を
形成した。その結果、パッド１５ｂの端からの距離が遠
くなるほど、すなわちパッド１５ｂの中央部分に近づく
ほど、ＳＯＧ塗布膜の膜厚は増加していき、パッド１５
ｂの端部から３０μｍ付近で、モニタ膜厚とほぼ等しい
値を示した。しかし、パッドの大きさを小さくして同様
の条件でＳＯＧ塗布膜を形成し、結果を調べてみると、
パッドの幅が狭ければ狭いほど、中央部分での膜厚が、
モニタ膜厚と比較して薄くなっていくことがわかった。
ここで、１００μｍ角のパッド１５ｂ上にＬ字パターン
の貫通穴１７を、縦方向ａおよび横方向ｂの間隔が２０
μｍ以内となるように形成すると、幅狭パタン部（配線
１５ａ）と同様、ＳＯＧは貫通穴１７を埋めるように形
成され、パッド１５ｂ上にはごく薄く形成されるのみと
なる。これは、実際には１００μｍ角の大きさのパッド
に、貫通穴１７が形成されているため、実質的に２０μ
ｍ角のパッドが複数集まったように働くためであると思
われる。

【００２３】また、貫通穴１７のパターン形状を図３に
示すようなＬ字状としたのは、スピンコート法により塗
布膜を形成するために、角度によりＳＯＧがたまりやす
い部分とたまりにくい部分との差が生じるからである。
ここでは、スピンコート時にウエハを回転させるため、
ＳＯＧ（塗布液）は、ウエハ上において、放射状の方向
性を持つ。そのため、一定方向のパターン形状では、同
じパターンの穴の中（凹部または貫通した穴）でも、場
所によってＳＯＧのたまり量に差が生じやすくなる。こ
のため、回転方向に対するＳＯＧたまり量の差をなくす
ために、Ｌ字状（縦横混合形状、すなわち異なる向きの
パターンを合わせ持った形状）のパターンを採用した。
なお、このＬ字の方向性は問わない（どのような向きに
Ｌ字が形成されていても良い。）。ここで、製造工程の
説明に戻る。

【００２４】次に、第１配線部１５を含む下地１１上に
スピンコート法でＳＯＧを塗布し、ＳＯＧ塗布膜を形成
する。ここでは、まず、ＳＯＧを塗布する前に、第１配
線部１５を含む下地１１上に、ＴＥＯＳ（テトラエチル
オルソシリケイト）およびＯ₂ ガスを用いて、成膜圧力
９．０〜１０．０Ｔｏｒｒで、プラズマＣＶＤ（Chemic
al Vapor Deposition ）法により、シリコン酸化膜（Ｓ
ｉＯ₂ 膜）を形成する。ここで形成されたＳｉＯ₂ 膜
を、他の方法で形成されたＳｉＯ₂ 膜と区別するため
に、以下、プラズマＴＥＯＳ膜（第１プラズマＴＥＯＳ
膜１９）と称する。この第１プラズマＴＥＯＳ膜１９
は、層間絶縁膜としての働きのほかに、次の工程で形成
するＳＯＧ膜２１ａ中の残留水分が第１配線部１５へ透
過するのを抑える働きをする。

【００２５】次に、ＳＯＧを用いて、スピンコート法に
より、第１プラズマＴＥＯＳ膜１９上の全面に、ＳＯＧ
塗布膜２１を形成する（図１の（Ｃ））。このとき、従
来ならばパッド上に堆く形成されていた過剰なＳＯＧ
が、パッド１５ｂの場合はＬ字状のパターンの貫通穴１
７のそれぞれに入り込む。このため、配線１５ａ部分と
パッド１５ｂとの膜厚差はほとんど見られず、平坦なＳ
ＯＧ塗布膜２１が形成される。

【００２６】次に、ＳＯＧ塗布膜２１に対して熱処理を
施すことにより、このＳＯＧ塗布膜２１を珪素化してＳ
ｉＯ₂ 膜とする。ここでは、温度４００℃以下、ドライ
Ｎ₂雰囲気中でベーク処理を行い、ＳｉＯ₂ 膜を得た。
ここで得たＳｉＯ₂ 膜を、他の方法で形成されたＳｉＯ
₂ 膜と区別するために、ここでは特にＳＯＧ膜２１ａと
称する（図１の（Ｄ））。ドライＮ₂ 雰囲気中でのベー
クは、ＳＯＧ塗布膜２１（ＳＯＧ膜２１ａ）が水分を吸
湿するのを抑制して、膜質の劣化を防ぐためである。

【００２７】次に、ＳＯＧ膜２１ａ上に、第１プラズマ
ＴＥＯＳ膜１９と同様の条件で、第２プラズマＴＥＯＳ
膜２３を形成する（図２の（Ａ））。このプラズマＴＥ
ＯＳ膜２３は、層間絶縁膜としての働きのほかに、ＳＯ
Ｇ膜２１ａ中の残留水分が、後工程で形成する第２配線
部２７へ透過するのを抑える働きをする。

【００２８】次に、ＳＯＧ膜（ＳｉＯ₂ 膜）２１ａに対
してエッチングを施すことにより、幅狭の配線１５ａの
上側のＳＯＧ膜（ＳｉＯ₂ 膜）２１ａにコンタクトホー
ル２５を形成すると同時に、少なくともパッド１５ｂの
上側表面を露出する。ここでは、ホトリソグラフィ技
術、およびドライエッチング技術を用いて、配線１５ａ
の上側とパッド１５ｂの上側との、第１プラズマＴＥＯ
Ｓ膜１９、ＳＯＧ膜２１ａ、および第２プラズマＴＥＯ
Ｓ膜２３の不要部分を除去し、コンタクトホール２５を
形成し、同時にパッド１５ｂの表面を露出させた（図２
の（Ｂ））。ドライエッチングに用いるガスは、例え
ば、ＨＢｒ（臭化水素）、ＢＣｌ₃ （三塩化ホウ素）、
その他塩素系のガス等が好適である。エッチング時間
は、貫通穴１７に残るＳＯＧ膜２１ａおよび、上下のプ
ラズマＴＥＯＳ膜１９および２３の量と、コンタクトホ
ール２５の形状とを考慮し、好適なものに設定する。こ
こでは、貫通穴１７の底部分に、ＳＯＧ膜２１ａおよ
び、第１プラズマＴＥＯＳ膜１９が残存している。

【００２９】次に、前記工程の終了した構造体上に第２
配線部２７を形成し、第１配線部１５との導通を取る。
ここでは、Ａｌをスパッタリング法により第２配線部２
７として形成し、第１配線部１５とのコンタクトを取っ
た（図２の（Ｃ））。このとき、パッド１５ｂ上には膜
残りが起こっていないため、第１および第２配線部１５
および２７間では良好にコンタクトが取れる。特に、パ
ッド１５ｂ部分においては、従来のように周縁部分のみ
でコンタクトを取るのではなく、パッド全体において複
数か所で均等にコンタクトを取ることができる。このた
め、膜残りに起因する剥がれ等が後に生じるおそれも少
なく、デバイスの接続信頼性が向上する。

【００３０】図４の（Ａ）および（Ｂ）は、参考例の変
形例を示す。パッドを直接加工して凹部または貫通した
穴を形成する場合における、この凹部または貫通穴の、
その他のパターン例を示す平面図であり、パッドの一部
分を切り欠いて示してある。また、パターンにハッチン
グを施し強調して示してある。図４の（Ａ）は、凹部ま
たは貫通した穴１７０の平面形状が矩形状となってお
り、パッドに行列マトリクス状に配列して形成されてい
る。また、図４（Ｂ）の凹部または貫通した穴１７０
は、行列マトリクス状に配列して形成された十字形状１
７０ａと、この十字形状１７０ａを四方に取り囲まれる
ような位置に形成された微細な四角形状１７０ｂとを組
み合わせて形成してある。これは、十字形状１７０ａに
取り囲まれたパッド部分上に、ＳＯＧ膜が厚く形成され
るのを抑えるためである。どちらの形状も、半導体ウエ
ハのオリエンテーションフラットに対して垂直な方向
（図中ａの方向）と、平行な方向（図中ｂの方向）と
で、ＳＯＧたまり量の差が生じないような形状としてあ
る。

【００３１】＜この発明の実施の形態＞ 次に、この発明の実施の形態について説明をする。参考
例では、凹部または貫通した穴１７を、パッド１５ｂに
対して異方性エッチング（ここではドライエッチング）
を施すことにより形成したが、この実施の形態では、下
地をあらかじめ加工しておき、この加工した下地上にパ
ッドを形成することにより、凹部を形成する。

【００３２】図５〜図７は、この発明の実施の形態の製
造工程を示す概略的な断面図であり、参考例と同様に、
ＳＯＧ塗布膜の形成方法を含む、配線構造の形成方法を
段階的に示している。また、断面を示すハッチングは、
一部分を除いて省略してある。

【００３３】ここではまず、下地３１の形成から記載す
る。まず、下地３１として、下側ＢＰＳＧ（ボロン・リ
ン・ドープシリコングラス）膜３１ａをＣＶＤ法により
形成する。下側ＢＰＳＧ膜３１ａは、半導体ウエハ上ま
たは下層配線上に形成されるものであるが、これらは図
示せず、省略する。ＢＰＳＧは平坦性に優れており、、
層間絶縁膜として良く用いられる材料である。

【００３４】次に、下側ＢＰＳＧ膜３１ａ上の全面に、
１０〜２０ｎｍ程度の膜厚のＳｉＮ膜（シリコン窒化
膜）を形成した後、このＳｉＮ膜を、後工程で設けるパ
ッド３７ｂの形成予定領域のみを残し、他の不要な部分
を、ドライエッチングまたはウエットエッチングにより
除去する。残存したＳｉＮ膜部分を、ＳｉＮ膜３１ｂと
する。その後、ＳｉＮ膜３１ｂを含む下側ＢＰＳＧ膜３
１ａ上の全面に、上側ＢＰＳＧ膜３１ｃを、０．４μｍ
程度の膜厚でＣＶＤ法により形成する。この膜厚は、後
に形成される予備凹部３５の、所望の深さとする。これ
ら下側ＢＰＳＧ膜３１ａ、ＳｉＮ膜３１ｂ、および上側
ＢＰＳＧ膜３１ｃを合わせて、下地３１とする（図５の
（Ａ））。

【００３５】次に、下地３１における、後工程で形成す
るパッド３７ｂの、凹部（または貫通した穴）形成予定
領域に、等方性エッチングを施すことにより、凹部より
も一回り大きい予備凹部３５を形成しておく。

【００３６】ここで、図８を用いて、予備凹部３５のパ
ターン（平面形状）について詳細に説明する。図８は、
予備凹部３５が形成された下地３１の一部を示す概略的
な平面図である。予備凹部３５は、等方性エッチング
（ウエットエッチング）で形成されるため、その平面形
状はほぼ円形であり、しかも、底部３５ａよりも、開口
部（上部）３５ｂのほうが広い、テーパ状になっている
（以下、この形状を、なだらかな凹みと表現する場合も
ある。）。平面形状がほぼ円形であるため、この場合
も、すでに述べたＳＯＧたまり量の差が生じない形状で
あるといえる。図中、Ｙ−Ｙ線の延長線で切って矢印の
方向に見た部分が、図５〜図７での断面図である。ここ
では、この開口部３５ｂの径Ｒの仕上がり寸法（ウエッ
トエッチング後に得られる寸法）が、１４μｍ程度とな
るような予備凹部３５を、行列マトリクス状に複数形成
しておく。また、パターン間隔は、後に凹部３９が形成
されたとき、その凹部のパターン間隔が２０μｍ以内と
なるように、パッド（第１配線部）の膜厚も考慮して好
適なものに設定する。

【００３７】このため、まず、下地３１上の全面にレジ
ストを設け、ホトリソグラフィ技術を用いることによ
り、このレジストの凹部形成予定領域上を除去して、予
備凹部３５形成のためのパターンニングを行う（図５の
（Ｂ））。図中、３３は、パターンニングされたレジス
ト膜（以下、単にレジスト膜）を示す。

【００３８】次にレジスト膜３３をマスクとしてウエッ
トエッチングを行う。例えばふっ酸をエッチャントとし
て用いることにより、上側ＢＰＳＧ膜３１ｃの不要部分
を、ＳｉＮ膜３１ｂの上側表面が露出するまで除去し、
行列マトリクス状に配列した複数の予備凹部３５を形成
する（図５の（Ｃ）および図７）。このように、ＳｉＮ
膜３１ｂは、ＢＰＳＧ膜に対してウエットエッチングレ
ートが非常に少ないことを利用し、エッチングストッパ
ーとして用いたものである。

【００３９】次に、下地３１上の全面に、Ａｌからなる
金属層を例えばスパッタリング法で形成し、この金属層
に対してホトリソグラフィ技術およびエッチング技術を
施すことにより、数μｍ〜数十μｍ幅の配線３７ａと、
１００μｍ角のパッド３７ｂとからなる、第１配線部３
７を形成する（図６の（Ａ））。パッド３７ｂは予備凹
部３５を覆うように設けられているため、なだらかな凹
み（テーパ状）を有する凹部３９が形成されている。予
備凹部３５をウエットエッチングでなだらかな凹み（テ
ーパ状）に形成しておいたので、この予備凹部３５を覆
うパッド３７ｂのステップカバレッジ（段差被覆性）
は、非常に良好なものとなる。

【００４０】次に、第１配線部３７を含む下地３１上
に、ＴＥＯＳおよびＯ₂ ガスを用いて、成膜圧力９．０
〜１０．０Ｔｏｒｒで、プラズマＣＶＤ法により、第１
プラズマＴＥＯＳ膜４１を形成する。

【００４１】次に、ＳＯＧを用いて、スピンコート法に
より、ＳＯＧ塗布膜４３を形成する（図６の（Ｂ））。
このとき、従来ならばパッド上に堆く形成されていた過
剰なＳＯＧが、パッド３７ｂの場合は凹部３９のそれぞ
れに入り込む。このため、配線３７ａ部分とパッド３７
ｂとの膜厚差はほとんど見られず、平坦なＳＯＧ塗布膜
２１が形成される。

【００４２】次に、ＳＯＧ塗布膜４３に対して熱処理を
施すことにより、このＳＯＧ塗布膜４３を珪素化してＳ
ｉＯ₂ 膜とする。ここでは、温度４００℃以下、ドライ
Ｎ₂雰囲気中でベーク処理を行い、ＳｉＯ₂ 膜を得た。
ここで得たＳｉＯ₂ 膜を、同様にＳｉＯ₂ 膜であるプラ
ズマＴＥＯＳ膜と区別するために、特にＳＯＧ膜４３ａ
と称する（図６の（Ｃ））。

【００４３】次に、ＳＯＧ膜４３ａ上に、第１プラズマ
ＴＥＯＳ膜４１と同様の条件で、第２プラズマＴＥＯＳ
膜４５を形成する（図７の（Ａ））。

【００４４】次に、ホトリソグラフィ技術、およびドラ
イエッチング技術を用いて、配線３７ａの上側とパッド
３７ｂの上側との、第１プラズマＴＥＯＳ４１、ＳＯＧ
膜４３ａ、および第２プラズマＴＥＯＳ４５の不要部分
を除去し、コンタクトホール４７を形成し、同時にパッ
ド３７ｂの表面を露出させた（図７の（Ｂ））。ドライ
エッチングに用いるガスは、例えば、ＨＢｒ（臭化水
素）、ＢＣｌ₃ （三塩化ホウ素）、その他塩素系のガス
等が好適である。エッチング時間は、凹部３９に残るＳ
ＯＧ膜４３ａおよび、上下のプラズマＴＥＯＳ４１およ
び４５の量と、コンタクトホール４７の形状とを考慮
し、好適なものに設定する。ここでは、凹部３９の底部
分に、ＳＯＧ膜４３ａおよび、第１プラズマＴＥＯＳ膜
４１が残存している。

【００４５】次に、前記工程の終了した構造体上に第２
配線部４９を形成し、第１配線部３７との導通を取る。
ここでは、Ａｌを第２配線部４９としてスパッタリング
法により形成し、第１配線部３７とのコンタクトを取っ
た（図７の（Ｃ））。このとき、パッド３７ｂ上には膜
残りが起こっていないため、第１および第２配線部３７
および４９間では良好にコンタクトが取れる。特に、パ
ッド３７ｂ部分においては、従来のように周縁部分のみ
でコンタクトを取るのではなく、パッド全体において複
数か所で均等にコンタクトを取ることができる。このた
め、膜残りに起因する剥がれ等が後に生じるおそれも少
なく、デバイスの接続信頼性が向上する。

【００４６】この発明は、例示の形態に限定されるもの
ではないことは明らかである。例えば、例示の形態で
は、パッドの大きさをいずれも１００μｍ角として、凹
部または貫通穴のパターンの大きさや間隔を設定した。
しかし、配線部分とパッド部分とでＳＯＧ塗布膜の膜厚
差が生じないならばこの限りではなく、また、ここで用
いたものと異なる大きさのパッドであれば、パターンの
大きさや間隔もそのパッドに好適なものとすることがで
きる。

【００４７】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のＳＯＧ塗布膜の形成方法によれば、共通の下地
上に、凹部または貫通した穴を設けてあるパッドとこの
パッドよりも幅狭の配線とから成る第１配線部を形成す
る工程と、第１配線部を含む下地上にスピンコート法で
ＳＯＧを塗布する工程とを含むことを特徴とする。この
ように、パッドに凹部または貫通した穴を設けたため、
パッドを見かけ上、凹部または貫通した穴を隔てた微細
パタンの集まりとすることができる。すなわち、従来の
ように、配線に対してパッドの幅が明らかに広過ぎるこ
とがなくなる。このため、パッド上にＳＯＧが堆く形成
されることがない。また、別の見方をすれば、従来なら
ばパッド上に堆く形成されていた過剰なＳＯＧが、パッ
ドの凹部または貫通した穴に入り込むため、平坦なＳＯ
Ｇ塗布膜が得られるということもできる。したがって、
その後のエッチング工程において、コンタクトホール部
分を過剰エッチングすることなしにパッド上のＳＯＧ膜
（ＳｉＯ₂ 膜）を完全に除去することができ、上部配線
との良好なコンタクトを図ることができる。

【００４８】また、この発明の配線構造の形成方法によ
れば、この発明のＳＯＧ塗布膜の形成方法を用いて配線
構造の形成を行うため、パッド上にＳＯＧ塗布膜が堆く
形成されることがない。このため、パッド部分における
第１配線部と第２配線部との接続は、従来のようにパッ
ドの周縁部分のみにおいて取られるのではなく、パッド
全体で均等に取ることができる。したがって、後に剥が
れなどが生じるおそれも少なくなり、接続信頼性の高い
配線構造を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、参考例の製造工程を段階的
に示す、概略的な断面図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に続く、参考例の製造
工程を段階的に示す、概略的な断面図である。

【図３】パッドに形成する凹部または貫通した穴のパタ
ーン（平面形状）の例を示す概略的な図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、参考例の変形例を示
す、概略的な平面図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の実施の形態の製
造工程を段階的に示す、概略的な平面図である。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、図５に続く、この発明の実
施の形態の製造工程を段階的に示す、概略的な平面図で
ある。

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、図６に続く、この発明の実
施の形態の製造工程を段階的に示す、概略的な平面図で
ある。

【図８】予備凹部の平面形状を示す概略的な平面図であ
る。

【符号の説明】

１１、３１：下地 １３：金属層 １５、３７：第１配線部 １５ａ、３７ａ：配線 １５ｂ、３７ｂ：パッド １７：貫通穴（凹部または貫通した穴） １９、４１：第１プラズマＴＥＯＳ膜 ２１、４３：ＳＯＧ塗布膜 ２１ａ、４３ａ：ＳＯＧ膜（ＳｉＯ₂ 膜） ２３、４５：第２プラズマＴＥＯＳ膜 ２５、４７：コンタクトホール ２７、４９：第２配線部 ３１ａ：下側ＢＰＳＧ膜 ３１ｂ：ＳｉＮ膜 ３１ｃ：上側ＢＰＳＧ膜 ３３：（パターンニングされた）レジスト膜 ３５：予備凹部 ３５ａ：底部 ３５ｂ：開口部（上部） ３９：凹部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−297191（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−273195（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−92428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−295437（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−172261（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−161732（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−272135（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−69940（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/316 H01L 21/3205 H01L 21/3213 H01L 21/768

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通の下地上に、凹部を設けてあるパッ
   ドと該パッドよりも幅狭の配線とから成る第１配線部を
   形成する工程と、 前記第１配線部を含む前記下地上にスピンコート法でＳ
   ＯＧを塗布する工程とを含み、 前記第１配線部を形成する工程の前に、前記下地におけ
   る、前記パッドの、前記凹部の形成予定領域に、等方性
   エッチングを施すことにより、前記凹部よりも一回り大
   きい、予備凹部を形成しておくことを特徴とするＳＯＧ
   塗布膜の形成方法。
2. 【請求項２】 ａ）共通の下地上に、凹部を設けてある
   パッドと該パッドよりも幅狭の配線とから成る第１配線
   部を形成する工程と、 ｂ）前記第１配線部を含む前記下地上にスピンコート法
   でＳＯＧを塗布し、ＳＯＧ塗布膜を形成する工程と、 ｃ）前記ＳＯＧ塗布膜に対して熱処理を施すことによ
   り、当該ＳＯＧ塗布膜を珪素化してＳｉＯ₂ 膜とする工
   程と、 ｄ）前記ＳｉＯ₂ 膜に対してエッチングを施すことによ
   り、前記幅狭の配線の上側の前記ＳｉＯ₂ 膜にコンタク
   トホールを形成すると同時に、少なくとも前記パッドの
   上側表面を露出する工程と、 ｅ）前記ｄ）工程の終了した構造体上に第２配線部を形
   成し、前記第１配線部との導通を取る工程とを含み、 前記第１配線部を形成する工程の前に、前記下地におけ
   る、前記パッドの、前記凹部の形成予定領域に、等方性
   エッチングを施すことにより、前記凹部よりも一回り大
   きい、予備凹部を形成しておくことを特徴とする配線構
   造の形成方法。