JPH0123944B2 - - Google Patents

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JPH0123944B2
JPH0123944B2 JP57004725A JP472582A JPH0123944B2 JP H0123944 B2 JPH0123944 B2 JP H0123944B2 JP 57004725 A JP57004725 A JP 57004725A JP 472582 A JP472582 A JP 472582A JP H0123944 B2 JPH0123944 B2 JP H0123944B2
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JP57004725A
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Masuyuki Taki
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に金
属配線材料のパターニング工程の改良に係わるも
のである。
(発明の技術的背景) 近年半導体装置は集積化が進み、パターンも微
細化されると共に複雑となり、写真蝕刻工程によ
る微細化も困難になりつつあり、特に金属配線層
の微細化においては、隣接する配線層とのシヨー
トの発生が問題となつている。
従来、金属配線層の形成方法としては第1図に
示す方法が一般に行なわれていた。
先ず第1図Aに示すように半導体基板1の上に
熱酸化膜2を形成し、写真蝕刻法を用いてパター
ニングした後、全面にPSG膜3を堆積する。こ
の後、金属配線材料となるAl層4を全面に堆積
し、更にこの上にレジスト5を1.0〜1.5μm堆積す
る。
次にレジスト5を写真蝕刻法により、露光用マ
スクをマスクとしてパターニングしてレジストパ
ターン5′を形成する。この後、第1図Bに示す
ようにレジストパターン5′をマスクとしてAl層
4を反応性イオンエツチング法により、選択的に
エツチングして、同図Cに示すようにAl配線層
6を形成する。
(背景技術の問題点) しかしながら、反応性イオンエツチング
(RIE)の性質上、Al層4のエツチング時に第1
図Bに示すようにエツチングされたAlが飛散し、
このAlとRIEで使用したガスとの反応物が厚く形
成されたレジストパターンの側壁全体に付着して
壁7を形成する。このため、Al層4のエツチン
グ後、レジストパターン5′を除去するためのエ
ツチング液で処理すると、該レジストパターン
5′と反応物からなる壁7とのエツチング選択比
が大きいので、同図Cに示すようにAl配線層6
の周縁に沿つて高さ1.0〜1.5μmの前記反応物から
なる壁7が残留する。この壁7は、導電性を有す
るため、倒れると隣接するAl配線6と接触して
Al配線層6,6間の距離をレジストパターン
5′の膜厚以下に微細化することが困難となる。
(発明の目的) 本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、金
属配線層間のシヨートを防止して信頼性を高める
と共に、微細化して高密度集積化を図つた半導体
装置の製造方法を提供するものである。
(発明の概要) 即ち、本発明は絶縁膜で覆われた基板表面に金
属材料層を堆積する工程と、この金属材料層上に
形成すべき金属配線層の最少隣接距離の1/2以下
の厚さを有するシリコン酸化膜、シリコン窒化膜
又はポリシリコン膜から選ばれる第1の被膜を堆
積する工程と、この第1の被膜上にレジスト又は
ポリイミドからなる第2の被膜を堆積する工程
と、この第2の被膜をパターニングし、これをマ
スクとして前記第1の被膜をパターニングする工
程と、前記パターニングされた第2の被膜を除去
した後、前記パターニングされた第1の被膜をマ
スクとして前記金属材料層を反応性イオンエツチ
ングにより選択的に除去して金属配線層を形成す
る工程とを具備したことを特徴とする半導体装置
の製造方法である。
上記基板としては、シリコンなどの半導体基
板、絶縁板上に形成されたシリコンなどの半導体
層等を挙げることができる。この基板上に被覆さ
れる絶縁膜としては、例えばPSG膜、CVD酸化
膜等を挙げることができる。
上記金属材料としては、例えばAl、Al−Si合
金、Mo又はMoSi2等を用いることができる。
上記第1の被膜の厚さを限定した理由は、その
厚さが形成すべき金属配線層の最少隣接距離の1/
2を越えると、パターニングした第1の被膜をマ
スクとして金属材料層を反応性イオンエツチング
(RIE)により選択的に除去する過程で該マスク
側面に金属材料から飛散した金属とRIEに使用す
るガスとの反応による導電性を有する反応物の壁
が付着すると共に、該壁の高さが形成された金属
配線層の最少隣接距離の1/2より高くなるため、
第1の被膜の除去後に残存した前記反応物からな
る壁の倒れにより配線間にシヨートを招くからで
ある。なお、前記第2の被膜の実際の厚さは前記
条件を満足する範囲において1000〜2000Å程度と
すればよい。
上記第2の被膜としてポリイミドを用いる場合
には、この上に更にレジストを堆積して写真蝕刻
法によりポリイミド膜をパターニングする。
本発明によれば、絶縁膜で覆われた基板表面に
金属材料層と形成すべき金属配線層の最少隣接距
離の1/2以下の厚さを有するシリコン酸化膜、シ
リコン窒化膜又はポリシリコン膜から選ばれる第
1の被膜とレジスト又はポリイミドからなる第2
の被膜を順次堆積した後、第2の被膜をパターニ
ング、これをマスクとした前記第1の被膜のパタ
ーニングを行な、更に前記パターニングされた第
2の被膜を除去し、前記パターニングされた第1
の被膜をマスクとして前記金属材料層を反応性イ
オンエツチングにより選択的に除去することによ
つて、前記パターニングされた第1の被膜からな
るマスクの側面に金属材料から飛散した金属と
RIEに使用したガスとの反応による導電性を有す
る反応物の壁が付着されても、該マスクを構成す
る第1の被膜の厚さは形成すべき金属配線層の最
少隣接距離の1/2以下に設定されているため、第
1の被膜のマスク除去により金属配線層の周縁に
沿つて残留した壁の高さを該金属配線層の最少隣
接距離以下に抑えることができる。その結果、前
記残留した壁が倒れても金属配線層間のシヨート
を防止することができる。なお、前記パターニン
グされた第1の被膜をマスクとして金属材料層を
RIEにより選択的に除去する際、該第1の被膜は
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、多結晶シリコ
ン膜から選ばれる耐RIE性の優れた材料からなる
ため、第1の被膜を前記条件を満足する充分に薄
い厚さにすることが可能となる。
(発明の実施例) 次に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説
明する。
第2図は本発明の一実施例を順次工程に従つて
示すもので、先ず第2図Aに示すように半導体基
板1の上に熱酸化膜2を厚さ6000Åに形成し、写
真蝕刻法によりパターニングすると共に、図示し
ないソース、ドレインなどの素子を形成した後、
全面に厚さ1μmでPSG膜3を堆積する。
次いでこのPSG膜3の表面に厚さ1μmでAl層
4を堆積した後、この上に厚さ1000Åでシリコン
酸化膜8を堆積し、更にこの表面に厚さ1.5μmの
ポジ型レジスト5を堆積する。
この後、露光用マスクにより、露光、現像して
第2図Bに示すようにレジストパターン5′を形
成する。
次にレジストパターン5′をマスクとして、こ
の下のシリコン酸化膜8をパターニングした後、
レジストパターン5′を除去して第2図Cに示す
ように形成する。
この後、パターニングされた薄いシリコン酸化
膜8をマスクとして、反応性イオンエツチングに
よりAl層4を選択的にエツチングしてAl配線層
6,6を形成した後、マスクとしたシリコン酸化
膜8を除去して第2図Dに示すように形成する。
上記方法ではAl層4を反応性イオンエツチン
グ法によりエツチングする工程で、エツチングさ
れたAlと、C、N2等により化合物が形成される
が、マスクとして用いたシリコン酸化膜8の膜厚
が1000Åと薄いので、この側面に化合物が付着し
ても従来の如く配線間をシヨートさせるような壁
が形成されずAl配線層6,6間のシヨートの発
生を防止することができる。このためAl配線層
6,6間の間隔を従来より狭くして微細化を図る
ことができる。
また第1図Aに示すように半導体基板1の表面
に段差部を有する場合、この上にAl層4を設け、
更にフオトレジスト5を設けて、マスク露光する
と、フオトレジスト5自体にも段差部が形成さ
れ、うねりを生じているので、レジストパターン
5′はゆがみ、これをマスクとしてAl層4をエツ
チングすると、所定の寸法、形状が得られずAl
配線層6の断線やシヨートを生ずる。特に配線パ
ターンが微細化するほど、この影響が大きくなる
傾向がある。
このような場合、Al配線層6のパターニング
を精度良く行なうために、レジスト面を平滑化す
る方法が行なわれている。
第3図は、このレジスト面の平滑化方法を用い
る場合に、本発明方法を適用した実施例を示すも
のである。
半導体基板1上に、パターニングされた熱酸化
膜2,2を設け、この上にPSG膜3、Al層4お
よびシリコン酸化膜8を順次堆積するまでの工程
は上記実施例と同様である。
次にシリコン酸化膜8の上にポリイミド膜(ま
たはレジスト膜)9を厚さ2〜3μm堆積して表面
を平滑化する。この平滑化された表面に、更に厚
さ1000Åで酸化膜10と厚さ3000Åでポジ型レジ
スト5を順次形成して第3図の構成とする。
次に露光用マスクを用いて、ポジ型レジスト5
を露光、現像してレジストパターン(図示せず)
を形成した後、これをマスクとして、順次酸化膜
10、ポリイミド膜(もしくはレジスト膜)9、
シリコン酸化膜8をエツチングする。この後、パ
ターニングされたシリコン酸化膜8だけを残し
て、この上のポリイミド膜(もしくはレジスト
膜)9、酸化膜10、およびレジストパターンを
除去する。
以下、上記実施例と同様にAl層4の上に残留
させた薄いシリコン酸化膜8をマスクとして、第
2図CおよびDに示すようにAl層4を選択的に
エツチングしてAl配線層6,6をパターニング
する。
この方法では、レジスト5を平滑化して設ける
ので、パターン変換差がなく精度良くAl配線層
6を形成でき、断線やシヨートの発生を防止でき
るので更に微細化を図ることができる。
以上説明した如く、本発明に係わる半導体装置
の製造方法によれば、金属配線層間のシヨートを
防止して信頼性を高めると共に、微細化して高密
度集積化を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図A乃至Cは、従来方法により半導体装置
を製造する方法を順次工程に従つて示す断面図、
第2図A乃至Dは本発明の一実施例による半導体
装置の製造方法を順次工程に従つて示す断面図、
第3図は本発明の他の実施例による半導体装置の
断面図である。 1……半導体基板、2……熱酸化膜、3……
PSG膜、4……Al層、5……レジスト、5′……
レジストパターン、6……Al配線層、7……化
合物の壁、8……シリコン酸化膜、9……ポリイ
ミド膜(もしくはレジスト膜)、10……酸化膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 絶縁膜で覆われた基板表面に金属材料層を堆
    積する工程と、この金属材料層上に形成すべき金
    属配線層の最少隣接距離の1/2以下の厚さを有す
    るシリコン酸化膜、シリコン窒化膜又はポリシリ
    コン膜から選ばれる第1の被膜を堆積する工程
    と、この第1の被膜上にレジスト又はポリイミド
    からなる第2の被膜を堆積する工程と、この第2
    の被膜をパターニングし、これをマスクとして前
    記第1の被膜をパターニングする工程と、前記パ
    ターニングされた第2の被膜を除去した後、前記
    パターニングされた第1の被膜をマスクとして前
    記金属材料層を反応性イオンエツチングにより選
    択的に除去して金属配線層を形成する工程とを具
    備したことを特徴とする半導体装置の製造方法。 2 金属材料としてAl、Al−Si合金、Mo又は
    MoSi2を用いることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の半導体装置の製造方法。
JP472582A 1982-01-14 1982-01-14 半導体装置の製造方法 Granted JPS58122750A (ja)

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JPH03173430A (ja) * 1989-12-01 1991-07-26 Matsushita Electron Corp 配線の形成方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56122143A (en) * 1980-02-29 1981-09-25 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Manufacture of semiconductor device

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