JPH03149826A - 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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JPH03149826A
JPH03149826A JP28899089A JP28899089A JPH03149826A JP H03149826 A JPH03149826 A JP H03149826A JP 28899089 A JP28899089 A JP 28899089A JP 28899089 A JP28899089 A JP 28899089A JP H03149826 A JPH03149826 A JP H03149826A
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JP
Japan
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forming
insulating film
hole
film
wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP28899089A
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English (en)
Inventor
Toshiki Tsukumo
九十九 敏樹
Shiyuuji Ichinose
市ノ瀬 修二
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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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係わり、特に集積回路
等において導体配線を絶縁層で分離する多層配線構造を
有する半導体装置の製造方法に関する。 〔従来の技術〕 近年LSIの高集積化、高機能化の為に多層配線が必須
のものになっている。ところで、このような多層配線構
造において、金属配線層上に形成された絶縁膜の上にさ
らに金属配線を施そうとすると、下地の配線パターンの
段差形状が絶縁膜に転写されてこの絶縁膜の突出部とな
り、この突出部が上地の金属配線パターンに転写される
ことにより、絶縁膜上に形成された上地の配線層の断線
のおそれがある。 そこで、従来から多層配線構造の半導体装置では、SO
G法(スピンオングラス)と呼ばれる平坦化技術が存在
する(例えば、特開昭61−139033号)。 このSOG法は、下地の第1Aj!配線上に先ず絶縁膜
を成膜した後、層間絶縁膜としてSi化合物の無機系又
は有機系化合物を回転塗布して塗布膜を形成し、次いで
、これを加熱することにより、絶縁膜の突出部間の凹部
をSiO□で埋める。そして、この上に絶縁膜を形成す
ると絶縁膜が平坦化され、スミレ−ホール形成後上層A
l配線を形成しても絶縁膜が平坦化されていることから
、上層Aj!の断線を避けることが可能になる。 第2図に従来の配線構造を示す、第2図において、基板
l上には所定パターンの下地All配線パターン2が形
成され、この配線パターン上にはSi酸化]1t3が形
成されている。この酸化膜表面には、平坦化を目的とす
るSi化合物の塗布115が形成され、さらに、この塗
布膜上には第2のSi酸化膜が形成されでいる。Si酸
化膜3.6及び塗布115はエッチングれれてエッチン
グ部分にスルーホール20が形成されている。そして、
このスルーホール20部分には上地Affi配線パター
ン12が形成されている。 しかし、この従来例では下地配線と上地配線の接触抵抗
が太きく、配線歩留まりが低下すると共に、半導体装置
の性能が劣化してしまうと云う問題があった。 これは、スルーホール20の側壁に塗布膜5のエッチン
グ端19が露出し、上地配線を形成する際、塗布膜に残
存する液体分が下地配線の表面で酸化Aj!のような絶
縁膜を形成して下地配線と上地配線の接触抵抗を大きく
することに−起因するものである。また、スルーホール
側壁に露出した塗布膜からのアウトガスで、スルーホー
ル側壁に上地配線材が付着しに(くなり、その結果、下
地配線と上地配線の接触抵抗が太きくなることにも起因
するものである。 そこで、特開昭61−196555号では、絶縁膜の凸
部(下地配線層上に存在する絶縁膜部分)上にある塗布
膜がエッチングされるまで前記塗布層を全面エッチバッ
クすることによりスルーホール側壁に塗布膜が露出する
ことを防止して下地の配線層と上地の配線層との接着性
を良好にしてい−る、      しかしどの従来例では、全面エッチバックを行っている
なめに層間絶縁膜を平坦化するための前記塗布膜全体が
エッチングされてしまうため、平坦化が損なわれ、上地
配線の断線のおそれを無くすことができない。 そこでこの出願に係わる発明は、層間絶縁膜の平坦化を
損なうことなく、下地配線層と上地配線層の接触性が良
好な多層配線構造を有する半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 この目的を達成するために、この出願に係わる発明は−
、基板上に第1の配線層を形成する工程と、 当該第1
配線層上に第1の絶縁膜を形成する工程と、当該第1絶
縁膜上にSi化合物含有溶液の塗布膜を形成する工程と
、当該塗布膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、スル
ーホール形成領域に前記第1絶縁膜に至るまでの等方性
エッチングを行う工程と、当該エッチング終了後第3の
絶縁膜を表面に形成する工程と、当該第3の絶縁膜形成
後異方性エッチングによ−リスルーホールを形成する工
程と、当該スルーホールにおいて前記第1の配線層と接
触する第2の配線−を形成する工程と、を有することを
特徴とする半導体装置の製造方法に係る。 (作用〕 本発明では、スルーホール形成領域に等方性エッチング
を施すことにより、最終的に形成されるスルーホール口
径より大きい口径のラウンド形状の孔が形成される。こ
の時、塗布膜層もスルーホール口径よりも大きい口径に
エッチングされている。 塗布膜層がこのようにエッチングされているため、第3
の絶縁膜を積層形成して前記ラウンド形状の孔を一般し
、次いで、スルーホール開孔処理を行っても、スルーホ
ール側壁に前記塗布層が露出しない。 このように本発明によれば、塗布膜を全面エッチングす
ることなく、しかもスルーホール側壁に塗布膜が露出し
ないため、層間絶縁膜の平坦化を損なうことなく、下層
配線層と上層配線層の接触性が良好な多層配線構造を有
する半導体装置の製造方法を提供することができる。
【実施例】
次に本発明の一実施例を、半導体装置の製造工程を示す
第1図の断面図に基づいて説明する。 (1)図に示す工程において、Siウェハ基板仕には、
下地配線層であるA!配線パターン2が形成されている
。 そして、多層配線構造を得るためのスルーホールの口径
を1.0μmと仮定して、下地AI!、配線パターン(
第1の配線層)2上に第1の絶縁膜、例えばプラズマC
VD法でSi酸化膜3を3000膜厚に形成する。この
時、下地配!lIM2上の絶縁膜部分4は、凸状に形成
される。 次いで、シラノール(S i (O)i) 4 )を含
有するアルコール溶液をSi酸化膜3形成後のウェハ表
面にスピンコードして塗布膜5を形成した。 このスピンコードとしては、静止したウェハに前記アル
コール溶液を滴下した後、ウェハを6000rpmX6
秒で回転させた。このあと、ウェハを加熱炉に移し、8
0℃×2分、150℃×2分、250℃×2分のプリベ
ータ、そして400℃×30分ボストベークを行った。 この加熱処理により塗布膜から溶剤及び水分が蒸発して
この塗布膜はSin、の絶縁膜となる。この時の塗布膜
の膜厚は、600−1000人となる。 この塗布膜を、凸部を有するSi酸化膜3上に形成する
ことにより、凸部の段差が緩和されて表面を平坦化する
ことができる。 このような塗布層5上にはプラズマCVD法により第2
の絶縁膜であるSi酸化膜6を4000〜4500膜厚
に成膜する。 51酸化113.1布膜5及びSi酸化膜6により導体
配線層間を絶縁する層間絶縁膜が形成される。 (2)図に示される工程では、レジストマスクツを積層
形成してこれをパターニングし、次いで、(3)図に示
される工程において、スルーホール形成領域に、ドライ
エッチングあるいはウェットエッチングによる等方性エ
ッチングを行い、レジストマスクを除去する。 この等方性エッチングにより、スルーホール形成領域8
に、5000〜5500人深さの孔9を形成する。等方
性エッチングであるため、エッチングは各方向に等方的
に進行するため、Rを有するラウンド形状の孔9となり
、この孔の口径は最終的に形成されるスルーホール20
の口径よりも大きくなる。この結果、前記塗布膜5は基
板lに対して鉛直方向の他水平方向にもエッチングされ
るため、塗布膜5のエッチング端が水平方向に順次拡開
して行く。 等方性のエッチングは第1の絶縁膜3に至るまで行われ
、本実施例ではエッチング時間を管理し絶縁膜3の一部
がエッチングされた時点で等方性エッチングを終了する
。 尚、ここで等方性エッチングとして、例えばプラズマエ
ッチングで行うことができる。そして、この等方性エッ
チングは、エッチングが下地A2配線パターンが露出し
ない範囲で止めることがより有効である。 (4)図に示す工程では、等方性エッチングで形成され
たラウンド状の孔9を埋めるように、第2絶縁膜6上に
第3の絶縁膜であるS i Ox I! 10をプラズ
マCVD法により2000〜2500人成膜する。等方
性エッチングによると、エッチングが等方的に進行した
ことによるスルーホールの側壁のエッチング分を、第3
絶縁膜であるSi酸化膜10を積層することによってこ
のエッチング分を補償することができる。 この後(5]図に示す工程に移行し、前記(4)の工程
のレジストマスクツと同一パターンのレジストマスク1
1を前記Si酸化膜10上に形成する。この時の合わせ
精度が0.3μmとすれば、等方性エッチングで開孔し
て減少した側壁分を前記第3の絶縁膜を成膜した分で補
償して、且つ、合わせ余裕を持たせることで同一レジス
トマスクを適用できる。 次いで、このレジストをマスクにしてスルーホール開孔
処理のための異方性エッチングを行う。 この結果、基板の鉛直方向にのみエッチングが進行した
円筒状のスルーホール20が形成される。 尚、この異方性エッチングとして、例えば、反応性イオ
ンエッチングを行う。 ところで、前記(3)の工程では、口径がスルーホール
のb径よりも大きいラウンド形状の孔9が形成されてい
るため、塗布膜5のエッチシグ端はスルーホールの側壁
内部まで拡開されている。よって、(5)の工程では、
塗布115のエッチング端19が第3絶縁膜lOで覆わ
れており、塗布膜5のエッチング−がスルーホール20
側壁に露出していない。 次いで、(6)の工程に移行し、第2の配線層となるべ
きAlをスパッタし、次いでバターニングすることによ
り、上地Al配線パターン12を形成し、下地配線11
2と上地配線[112とが接触し、且つ、これらが層間
絶縁膜によって絶縁された多層配線構造を得ることがで
きる。 この際、スルーホール20側壁において、塗布B5が露
出しないため、下地配線層と上地配線層との接触性が良
好となる。その結果、配線歩留まりの向上及び配線信頼
性の向上を図ることが可能となる。 前記実施例では、絶縁膜としてSi酸化膜を用いたがこ
れに限定されず、Si窒化膜を用いることも可能である
。この時、第1の絶縁膜3にSi窒化膜を用いるとSi
酸化膜とのエッチングの選択比が高くなり、等方性エッ
チングの際の第1絶縁膜3の食い込みはそれほど多くは
なく、下地配線2ヘダメージを与えるのをより防止する
ことができると共に、前記と同様にスルーホール20側
壁に塗布膜5が露出するのを防止する効果が得られる。 前記実施例では、塗布膜を形成する際にシラノールのア
ルコール溶液を使用したが、これに限定されずSt化合
物含有無−・有機溶液を広く使用することができる。 また、前記実施例では配線層をAj!によって形成した
が、この他にポリシリコンを使用するとも可能である。 【発明の効果〕 以上説明したように、この出願に係わる発明によれば、
スルーホール側壁において、塗布膜が露出しないために
、第1の配線層と第2の配線層との接触性が良好となり
、その結果、配線歩留まりの向上及び配線信頼性の向上
を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
−第1図は、本発明の一実施例に係わる半導体装置の製
造方法の工程を示す断面図、−第2図は半導体装置にお
ける従来の配線構造を示す断面図である。 図中、−1は基板、2は下−地Aj!配線パターン(第
1−の配線層)、3はS−i酸化膜(第1の絶縁膜)、
4はSi酸化膜3の凸状部、5は塗布膜、6はSi酸化
膜(第2の絶縁膜)、7.11−はレジストマスク、8
ばスルーホール形成領域、9は等方性エッチングにより
形成された孔、10はS−i酸化膜(第3の絶縁IW)
、12は上地Aj!配線パターン(第2の配線層)、で
ある。 /−+。 第 ρ−t− I図 Si酸化膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に第1の配線層を形成する工程と、当該第
    1配線層上に第1の絶縁膜を形成する工程と、当該第1
    絶縁膜上にSi化合物含有溶液の塗布膜を形成する工程
    と、当該塗布膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、ス
    ルーホール形成領域に前記第1絶縁膜に至るまでの等方
    性エッチングを行う工程と、当該エッチング終了後第3
    の絶縁膜を表面に形成する工程と、当該第3の絶縁膜形
    成後異方性エッチングによりスルーホールを形成する工
    程と、当該スルーホールにおいて前記第1の配線層と接
    触する第2の配線層を形成する工程と、を有することを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
JP28899089A 1989-11-07 1989-11-07 半導体装置の製造方法 Pending JPH03149826A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6337268B1 (en) 1999-12-27 2002-01-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing contact structure
KR20140006758A (ko) * 2013-12-27 2014-01-16 한국농어촌공사 Led 램프와 파라보릭루버 방열판이 적용된 정밀제어형 육묘재배장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6337268B1 (en) 1999-12-27 2002-01-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing contact structure
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