JPH02172215A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH02172215A
JPH02172215A JP63328415A JP32841588A JPH02172215A JP H02172215 A JPH02172215 A JP H02172215A JP 63328415 A JP63328415 A JP 63328415A JP 32841588 A JP32841588 A JP 32841588A JP H02172215 A JPH02172215 A JP H02172215A
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JP
Japan
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insulating film
alignment mark
wiring
film
layer
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Pending
Application number
JP63328415A
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English (en)
Inventor
Tomoyuki Kaneko
智之 金子
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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し、特に、多層配
線構造の半導体装置の製造に適用して好適なものである
〔発明の概要〕
本発明は、半導体装置の製造方法において、アラインメ
ントマークを覆うように絶縁膜を形成する工程と、上記
絶縁膜をエツチングすることにより上記アラインメント
マークの少なくとも上部を露出させるとともに、上記ア
ラインメントマーク以外の部分における上記絶縁膜の表
面を平坦化する工程とを具備する。これによって、表面
が平坦化された絶縁膜上に金属配線などの不透明材料か
ら成るパターンを形成するためのフォトリソグラフィー
工程においてアラインメントを高精度で行うことができ
る。
〔従来の技術〕
多層配線構造の半導体装置の製造においては、眉間絶縁
膜の表面の平坦化プロセスが用いられる。
例えば、二層配線構造の半導体装置の製造においては、
−層目の配線上に眉間絶縁膜を形成し、この眉間絶縁膜
の表面を平坦化した後、この眉間絶縁膜上に二層目の配
線が形成される。
第3図に示すMO3LSIを例にとって、この平坦化プ
ロセスを用いた半導体装置の製造方法について説明する
。第3図に示すように、まず例えばp型シリコン(Si
)基FilO1の表面にフィールド絶縁膜102及びゲ
ート絶縁膜103を形成した後、このゲート絶縁膜10
3上にゲート電極104を形成する。次に、p型Si基
板101中にソース領域及びドレイン領域用のn゛型の
拡散層105〜108を形成する。次に、全面に一層目
の眉間絶縁膜109を形成した後、この層間絶縁膜10
9上に一層目のアルミニウム(AI )配線110を形
成する。次に、全面に二層目の層間絶縁膜111を形成
した後、この眉間絶縁膜111上にフォトレジスト(図
示せず)を塗布する。次に、このフォトレジストと眉間
絶縁膜111とのエツチング速度が同一となる条件で例
えば反応性イオンエツチング(RIE)法によりこれら
のフォトレジスト及び層間絶縁Wi!111を所定厚さ
だけエッチバックする。これによって、眉間絶縁膜11
1の表面が平坦化される。次に、この眉間絶縁膜111
の所定部分をエツチング除去してスルーホール111a
を形成した後、二層目のAI配線112を形成する。こ
の後、パッシベーション膜(図示せず)を形成して、目
的とするMO3LSIを完成させる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述の従来のMO3LSIの製造方法は、二層目のAI
配線112を形成するためのフォトリソグラフィー工程
において次のような問題がある。すなわち、このAI配
線112を形成する場合には、表面が平坦化された眉間
絶縁膜111上にAI膜を形成した後、このAI膜上に
フォトリソグラフィーにより所定形状のフォトレジスト
を形成する。このフォトリソグラフィー工程における露
光時のアラインメントは、あらかじめ下地に形成された
アラインメントマークを利用して行われる。ところが、
眉間絶縁膜111の表面が平坦化されていること及びA
I膜が不透明であることから、上述のようにこの眉間絶
縁膜111上にAI膜を形成した後には、スルーホール
1llaの形成時に同時に形成されたアラインメントマ
ーク以外のアラインメントマークは見えな(なってしま
う。このため、上述の露光時のアラインメントは、スル
ーホール111aの形成時に同時に形成されたアライン
メントマークを利用して行わざるを得ない。この場合に
は、このスルーホール1llaに対する二層目のAI配
線112のアラインメント精度は保証されるが、それ以
前の工程において形成された一層目のAI配線110に
対するこの二層目のAI配線112のアラインメントは
困難となってしまう。
従って本発明の目的は、表面が平坦化された絶縁膜上に
金属配線などの不透明材料から成るパターンを形成する
ためのフォトリソグラフィー工程においてアラインメン
トを高精度で行うことができる半導体装置の製造方法を
提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明は、半導体装置の製造
方法において、アラインメントマーク(11)を覆うよ
うに絶縁膜(12)を形成する工程と、絶縁膜(12)
をエツチングすることによりアラインメントマーク(1
1)の少なくとも上部を露出させるとともに、アライン
メントマーク(11)以外の部分における絶縁膜(12
)の表面を平坦化する工程とを具備する。
上記アラインメントマーク(11)は例えば配線の形成
と同時に形成される。
上記絶縁膜(12)は眉間絶縁膜として用いることがで
きる。
〔作用〕
上記した手段によれば、表面が平坦化された絶縁膜(1
2)上に金属配線などの不透明材料から成るパターン形
成用の膜を形成した場合、この膜にはアラインメントマ
ーク(■1)による段差が形成されるので、金属配線な
どのパターンを形成するためのフォトリソグラフィー工
程における露光時にはこの段差によりアラインメントマ
ーク(11)を検出することができる。これによって、
下層の金属配線などのパターンに対するアラインメント
を高精度で行うことができる。
[実施例] 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。この実施例は、二層配線構造のMO3LSIの
製造に本発明を適用した実施例である。
第1図A〜第1図Fは本発明の一実施例を示す。
この実施例においては、第1図Aに示すように、まず例
えばp型Si基板のような半導体基板1の表面を選択的
に熱酸化することにより例えばSiO□膜のようなフィ
ールド絶縁膜2を形成して素子間分離を行った後、この
フィールド絶縁膜2で囲まれた活性領域の表面に例えば
熱酸化により例えばSiO□膜のようなゲート絶縁膜3
を形成する。次に、例えばCVD法により例えば多結晶
Si膜を全面に形成した後、この多結晶Si膜をエツチ
ングにより所定形状にパターンニングしてゲート電極4
及びアラインメントマーク5を形成する。なお、このア
ラインメントマーク5は、上層のパターンを形成する際
にゲート電極4に対するアラインメントを行う場合に用
いられる。次に、半導体基板1中に例えばヒ素(^S)
のようなn型不純物を高濃度にイオン注入することによ
り、ソース領域及びドレイン領域用の例えばn゛型の拡
散層6,7゜8を形成する。次に、例えばCVD法によ
り例えばリンシリケートガラス(psc)膜のような層
間絶縁膜9を全面に形成した後、この眉間絶縁膜9及び
ゲート絶縁膜3の所定部分をエツチング除去してコンタ
クトホールCを形成する。次に、例えばスパッタ法や蒸
着法により例えばAI膜を全面に形成した後、このAI
膜をエツチングにより所定形状にパターンニングして一
層目のAI配線10及びアラインメントマーク11を形
成する。この後、例えばプラズマCVD法やスパッタ法
により例えばSi0g膜やSiN膜のような絶縁膜12
を全面に形成する。この絶縁膜12の膜厚は、AI配線
10を完全に覆うことができるような膜厚に選ばれ、具
体的には例えば0.3〜1μmの膜厚に選ばれる。
次に第1図Bに示すように、例えばスピンコード法によ
り例えばフォトレジスト13を全面に塗布する。このフ
ォトレジスト13の表面は平坦になる。
次に第1図Cに示すように、フォトリソグラフィーによ
り上述のフォトレジスト13のうち少なくともアライン
メントマーク11の上方の部分を除去する。
次に、このフォトレジスト13と上述の絶縁膜12との
エツチング速度が同一となる条件で例えばRIE法によ
りエッチバックを行い、第1図りに示すように、アライ
ンメントマーク11を完全に露出させるとともに、この
アラインメントマーク11以外の部分における絶縁膜1
2の表面を平坦化する。
次に第1図已に示すように、例えばプラズマCVD法や
スパッタ法により例えばSiO□膜のような絶縁膜14
を全面に形成した後、この絶縁膜14及び絶縁膜12の
所定部分をエツチング除去してスルーホールTを形成す
る。これらの絶縁膜12.14により眉間絶縁膜が構成
される。なお、この絶縁膜14を形成するのは、表面を
平坦化した後の絶縁膜12は場所によってはかなり薄く
なることがあるため、そのままでは眉間絶縁膜としての
耐圧が不十分である場合があるためである。
表面を平坦化した後においても絶縁膜12の膜厚があま
り薄くならない場合には、必ずしもこの絶縁膜14を形
成する必要はない。
次に、例えばスパッタ法や蒸着法により例えばA11l
を全面に形成し、さらにこのAI膜上にフォトリソグラ
フィーにより所定形状のフォトレジストを形成した後、
このフォトレジストをマスクとしてAI膜をエツチング
することにより、第1図Fに示すように、二層目のAI
配線15を形成する。この二層目のA1配vA15を形
成するためのフォトリソグラフィー工程において、−層
目のAI配線10に対する“アラインメントを行うため
には、アラインメントマーク11により^l膜に形成さ
れた段差を利用することができる。
この後、この二層目のAI配線15上にパッシベーショ
ン膜(図示せず)を形成して、目的とするMOSLSr
を完成させる。
以上のように、この実施例によれば、フォトレジスト1
3及び絶縁膜12をエッチバックすることにより、−層
目のAl配線10の形成と同時に形成されたアラインメ
ントマーク11を露出させているので、二層目のAl配
線15を形成するためのAl膜にはこのアラインメント
マーク11による段差が形成される。従って、絶縁膜1
2の表面が平坦化されていても、この二層目のAl配線
15を形成するためのフォトリソグラフィー工程におけ
る露光時には、このAl膜の段差によりアラインメント
マーク11を検出することができるので、−層目のA1
配線10に対するアラインメントを高精度で行うことが
できる。これによって、−層目のAl配線10に対する
二層目のAl配線15の位置ずれを極めて小さくするこ
とができる。
また、次のような利点もある。すなわち、例えば−層目
のへ1配線10に対してスルーホールTがずれて形成さ
れた場合においては、二層目のAl配線15を形成する
ためのフォトリソグラフィー工程において一層目のAl
配線10に対してアラインメントを行うと、これらのA
1配線10.15間の接続不良が生じるおそれがある。
しかし、この実施例によれば、二層目のA1配線15を
形成するためのAl膜を形成した後においては、スルー
ホールTの形成と同時に形成されたアラインメントマー
ク(図示せず)も見えるので、このアラインメントマー
クとアラインメントマーク11とを検出することにより
、例えば−層目のAl配線10とスルーホールTとの中
間の位置に二層目のAl配線15を形成することができ
、Al配線10.15間の接続不良を防止することがで
きる。−層目のAl配線10及びスルーホールTのいず
れもずれて形成された場合においても同様である。
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施例においては、絶縁膜12上にフォ
トレジスト13を形成し、これらをエッチバックするこ
とにより絶縁膜12の表面の平坦化を行っているが、例
えば第2図A及び第2図已に示すような方法を用いるこ
とも可能である。すなわち、第2図Aに示すように、ま
ず絶縁ff112上にスピンコード法により例えばスピ
ンオングラス(SOG)膜16を塗布した後、このSO
G膜1膜上6上1図Cに示すと同様な形状のフォトレジ
スト13を形成する。次に第2図Bに示すように、この
フォトレジスト13をマスクとして5OGll!16及
び絶縁膜12を所定深さだけエツチングする。次に、フ
ォトレジスト13を除去した後、上述の実施例と同様に
してエッチバックを行うことにより、アラインメントマ
ーク11を露出させるとともに、このアラインメントマ
ーク11以外の部分における絶縁膜12の表面を平坦化
する。
また、上述の実施例においては、本発明を二層配線構造
のMOSLSrの製造に適用した場合について説明した
が、本発明は、三層以上の多層配線構造のMOSLSr
は勿論、例えばバイポーラLSIやバイポーラ−CMO
5LSIなどのMO3LSI以外の各種の半導体装置の
製造に適用することが可能である。
C発明の効果〕 本発明は、以上述べたように構成されているので、表面
が平坦化された絶縁膜上に金属配線などの不透明材料か
ら成るパターンを形成するためのフォトリソグラフィー
工程においてアラインメントを高精度で行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜第1図Fは本発明の一実施例を工程順に説明
するための断面図、第2図A及び第2図Bは第1図A〜
第1図Fに示す実施例の変形例を工程順に説明するため
の断面図、第3図は従来の二層配線構造のMOSLSr
の断面図である。 図面における主要な符号の説明 ■=半導体基板、 2:フィールド絶縁膜、4:ゲート
電極、 6〜8z拡散層、 9;層間絶縁膜、  l0
=−層目のAI配線、  11:アラインメントマーク
、 12゜ :絶縁膜、 ■ 3:フォトレジスト、 コニ層目のAI配線、 16 : SOG膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 アラインメントマークを覆うように絶縁膜を形成する工
    程と、 上記絶縁膜をエッチングすることにより上記アラインメ
    ントマークの少なくとも上部を露出させるとともに、上
    記アラインメントマーク以外の部分における上記絶縁膜
    の表面を平坦化する工程とを具備することを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
JP63328415A 1988-12-24 1988-12-24 半導体装置の製造方法 Pending JPH02172215A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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