JPH05152296A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH05152296A
JPH05152296A JP20258291A JP20258291A JPH05152296A JP H05152296 A JPH05152296 A JP H05152296A JP 20258291 A JP20258291 A JP 20258291A JP 20258291 A JP20258291 A JP 20258291A JP H05152296 A JPH05152296 A JP H05152296A
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JP
Japan
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insulating film
film
conductive film
deposited
semiconductor device
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JP20258291A
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English (en)
Inventor
Takao Mukai
孝夫 向井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 配線間距離を縮めて微細な構造の半導体装置
を得ることを可能にし、さらに配線層の数を増やしても
後工程で転写・加工が容易に行える半導体装置の製造方
法を得る。 【構成】 隣合った配線が所望のスリット状に分離した
導電膜パターンを形成し、絶縁膜堆積後、平坦化し、全
面エッチバックを行い、ウェハ最上面が急峻な段差にな
らないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置およびその
製造方法に関し、特に高集積回路の微細配線技術に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の集積回路の内部配線の形成
方法を示した概略工程断面図である。図3(a) はウェハ
基板2上に、シリコン酸化膜のような絶縁膜1を堆積
し、この絶縁膜1に、所望のコンタクトを開孔したもの
である。図3(b) は、n型ポリシリコンのような導電膜
3を前記加工面上に堆積し、この導電膜3のエッチング
のためのエッチングマスクとして所望のレジストパター
ン9を形成したものであり、この際、レジストパターン
9はこの工程で適用する転写技術の最小の抜き残し幅
(=A)に制限される。図3(c) は、レジストパターン
9をエッチングマスクとして導電膜3をエッチングし、
所望の導電膜パターンを形成した後、絶縁膜8を堆積し
たものである。
【0003】この図3(a) から図3(c) までの一連の工
程は1層の配線層を得るための工程であり、これを必要
回数行うことにより、所望の配線を形成できる。
【0004】図3(d) は実際のデバイスへの応用の一例
を示した断面図である。これは、p型シリコン基板10
上にLOCOS法によって分離酸化膜11を形成し、ゲ
ート酸化膜12とゲート電極13を堆積し、ゲート電極
13をパターニングしてその側壁に絶縁膜のサイドウォ
ール14を形成し、分離酸化膜11,ゲート電極13,
サイドウォール14をマスクとして、As+ などのイオ
ンを注入・アニールしてN+ 拡散層15をp型Si基板
10の表面層に形成し、絶縁膜25を堆積し、その絶縁
膜25にコンタクトを開孔し、導電膜16を堆積・パタ
ーニングし、さらに絶縁膜26を堆積し、その絶縁膜2
6あるいは絶縁膜26と絶縁膜25にコンタクトを開孔
し、導電膜18を堆積・パターニングし、例えばHTO
とBPSGからなる絶縁膜22を堆積し、その絶縁膜2
2あるいは絶縁膜22と絶縁膜26あるいは絶縁膜22
と絶縁膜26と絶縁膜25にコンタクトを開孔し、アル
ミ合金膜を堆積・パターニングすることによって内部配
線を形成できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の配
線形成方法は以上のような工程で行うので、適用する転
写技術の最小抜き残し寸法以上でパターン設計しなけれ
ばならず、また層間膜に開孔したコンタクト孔の端部と
その上(あるいはその下)に形成した導電膜パターンの
端部との距離マージンも確保しなければならないため、
異なるコンタクト同士を接近させて配置することができ
ないという問題があった。また、配線層の数を増すと、
後工程ほど段差が大きくなり、後工程の導電膜やコンタ
クト開孔時のエッチング量を増加する必要が生じてエッ
チングを困難にし、またエッチングマスクであるレジス
トパターンの形成をも困難にするという問題があった。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、配線層の数を増しても後工程で
転写・加工を困難にせず、かつ配線間距離を縮めて微細
な構造の半導体装置を得ることを目的としており、さら
にこの装置に適した製造方法を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、半導体基板上において、隣合った配線がスリット
を介して分離した導電膜パターンと、前記導電膜パター
ンの側面,下面,及び上面全面を包み込むよう、かつそ
の最上面が平坦となるように形成された絶縁層とを備え
るようにしたものである。
【0008】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、半導体基板上に導電膜を堆積し、その上に第1の
絶縁膜を堆積し、該第1の絶縁膜をパターニングし、そ
の上に前記第1の絶縁膜の側壁部に第2の絶縁膜を全面
に堆積した後、該第2の絶縁膜をその膜厚分だけ全面異
方性エッチングし、サイドウォールのみを残し、前記第
1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマスクとして前記導電
膜を異方性エッチングしてスリット状にパターニング
し、下地の急峻な段差をなくすよう全面に平坦性の良い
第3の絶縁膜を堆積し、前記第1,第2,第3の絶縁膜
の各エッチングレートが相互に近いか同じである条件で
前記導電膜の上に所望の膜厚だけを残して全面をエッチ
ングするか、もしくは、全面を前記導電膜が露出する程
度までエッチングし、全面に第4の絶縁膜を堆積するよ
うにしたものである。
【0009】
【作用】この発明における半導体装置は、導電膜を所望
の幅のサイドウォール付絶縁膜をマスクとしてエッチン
グするようにしたので、適用した写真製版の最小抜き寸
法よりも狭い間隔に導電膜パターンを配置することがで
き、配線抵抗が下がると同時に、半導体装置の構造が微
細化される。
【0010】また、この発明おける半導体装置の製造方
法は、導電膜パターン形成後に絶縁膜を堆積し、平坦化
した後に絶縁膜を全面エッチバックするので、最上面の
段差が非常に小さくなり、その製造方法を容易にするこ
とができる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1は、本発明の第1の実施例の半導体装置の製造
方法による集積回路の内部配線を示す概略工程断面図で
あり、これを参照して製造方法を説明する。
【0012】図1(a) に示すように、ウェハ基板2上
に、例えばシリコン酸化膜のような絶縁膜1を堆積し、
この絶縁膜1に所望のコンタクトを開孔する。
【0013】次に図1(b) に示すように、例えばn型ポ
リシリコンのような導電膜3と例えばシリコン酸化膜の
ようなエッチングマスクとなる絶縁膜4を堆積し、絶縁
膜4を周知の写真製版・加工技術でパターニングする。
この際の抜き寸法はこの工程で適用した写真製版の最小
抜き寸法Aに制限される。
【0014】その後図1(c) に示すように、絶縁膜5を
絶縁膜4と同じ材料を用いて全面に堆積し、その膜厚分
(=S)だけ全面異方性エッチングして絶縁膜4のパタ
ーンの側壁にサイドウォールとして残す。この際、図中
Bの値が所望の値となるように、Sの値を調整する。次
に図1(d) に示すように、絶縁膜4,絶縁膜5をマスク
として導電膜3をエッチングし、隣合った配線が所望の
スリット状に分離した導電膜パターンを形成する。さら
に図1(e) に示すように、例えばBPSG膜を含むよう
な絶縁膜6を堆積後、ウェハ最上面の急峻な段差を非常
にゆるやかな傾斜のみとなるようアニールにより平坦化
を行う。
【0015】次に図1(f) に示すように、絶縁膜4,
5,6におけるエッチング速度が近いか、あるいは同じ
である条件で全面エッチングし、導電膜3の表面が現れ
たところで止める。そして図1(g) に示すように、前記
加工面上に絶縁膜8を一定の膜厚で堆積する。
【0016】図1(h) は上記実施例の実際のデバイスへ
応用した実施例を示した断面図である。以下、この実施
例の製造方法について説明する。
【0017】まずp型基板10上にLOCOS法によっ
て分離酸化膜11を形成し、ゲート酸化膜12とゲート
電極13を堆積し、ゲート電極13をパターニングし
て、その側壁に絶縁膜のサイドウォール14を形成し、
分離酸化膜11,ゲート電極13,サイドウォール14
をマスクにして、例えばAs+ などのイオンを注入・ア
ニールしてN+ 拡散層15をp型Si基板10の表面層
に形成し、絶縁膜17を堆積し、その絶縁膜17にコン
タクトを開孔し、本発明の図1(a) 〜(f) の一連の工程
を3回繰り返すことで、導電膜16,絶縁膜19,導電
膜18,絶縁膜21,導電膜20,絶縁膜24を順に形
成し、さらに例えばHTOとBPSGとからなるような
絶縁膜22を前記加工面上に堆積し、その絶縁膜22と
絶縁膜24あるいは絶縁膜22と絶縁膜24と絶縁膜2
1にコンタクトを開孔し、アルミ合金膜を堆積・パター
ニングすることによって配線を形成する。
【0018】このような本実施例の製造方法では、隣合
った配線が所望のスリット状に分離された導電膜パター
ンを得ると同時に、ウェハ最上面の急峻な段差をなくす
ることができる。従って、図1(a) 〜(g) を一連の配線
層の形成工程とすることで、導電膜3の膜厚が厚くな
り、また配線層が多層になっても発生する段差が急峻に
ならないため、後工程の写真製版や加工が容易になる。
【0019】次に、本発明の第2の実施例の半導体装置
の製造方法による配線形成方法を図について説明する。
【0020】図2は、この半導体装置の製造方法の第2
の実施例による集積回路の内部配線方法を示す概略工程
断面図である。図2(a) に示すように、ウェハ基板2上
に、例えばシリコン酸化膜のような絶縁膜1を堆積し、
絶縁膜1に所望のコンタクトを周知の技術を用いて開孔
する。次に図2(b) に示すように、例えばn型ポリシリ
コンのような導電型3と例えばシリコン酸化膜のような
エッチングマスクとなる絶縁膜4を堆積し、絶縁膜3を
周知の写真製版・加工技術でパターニングする。この際
の抜き寸法は、この工程で適用した写真製版の最小抜き
寸法Aに制限される。
【0021】その後、図2(c) に示すように、絶縁膜5
を絶縁膜4と同じ材料を用いて全面に堆積し、その膜厚
分(=S)だけ全面異方性エッチングして絶縁膜4のパ
ターンの側壁にサイドウォールとして残す。この際、図
中Bの値が所望の値となるように、Sの値を調整する。
さらに図2(d) に示すように、絶縁膜4,絶縁膜5をマ
スクとして導電膜3をエッチングし、隣合った配線が所
望のスリット状に分離した導電膜パターンを形成する。
【0022】次に図2(e) に示すように、例えばBPS
G膜を含むような絶縁膜6を堆積した後、ウェハ最表面
の急峻な段差を非常にゆるやかな傾斜のみとなるよう、
アニールによる平坦化を行う。そして図2(f) に示すよ
うに、絶縁膜4,5,6における各エッチング速度が相
互に近いか、あるいは同じである条件で全面をエッチン
グし、導電膜3の上に所望の膜厚だけ残して止める。
【0023】図2(g) は上記第2の実施例を実際のデバ
イスへ応用した実施例を示した断面図である。以下、こ
の実施例の製造方法について説明する。
【0024】まずp型基板10上にLOCOS法によっ
て分離酸化膜11を形成し、ゲート酸化膜12とゲート
電極13を堆積し、ゲート電極13をパターニングし
て、その側壁に絶縁膜のサイドウォール14を形成し、
分離酸化膜11,ゲート電極13,サイドウォール14
をマスクにして、例えばAs+ などのイオンを注入・ア
ニールしてN+ 拡散層15をp型Si基板10の表面層
に形成し、絶縁膜17を堆積し、その絶縁膜17にコン
タクトを開孔し、本発明の図2(a) 〜(f) の一連の工程
を3回繰り返すことで、導電膜16,絶縁膜19,導電
膜18,絶縁膜21,導電膜20,絶縁膜24を順に形
成し、さらに例えばHTOとBPSGとからなるような
絶縁膜22を前記加工面上に堆積し、その絶縁膜22と
絶縁膜24あるいは絶縁膜22と絶縁膜24と絶縁膜2
1にコンタクトを開孔し、アルミ合金膜を堆積・パター
ニングすることによって配線を形成する。
【0025】このような本第2の実施例の配線層の形成
方法では、配線が所望のスリット状に分離された導電膜
パターンを得ると同時に、ウェハ最上面の急峻な段差を
なくすることができる。従って、図2(a) 〜(f) を一連
の配線層の形成工程とすることで、導電膜3の膜厚が厚
くなり、また配線層が多層になっても発生する段差が急
峻にならないため、後工程の写真製版や加工が容易にな
る。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体装
置の製造方法によれば、導電膜のエッチングを絶縁膜パ
ターンとその側壁に形成したサイドウォールとからなる
絶縁膜マスクを用いて行うようにしたので、適用した写
真製版の最小抜き寸法よりも狭い間隔に導電膜パターン
を配置することができ、配線抵抗が下がると同時に微細
化された半導体装置が得られる効果がある。
【0027】また、導電膜パターン形成後に、絶縁膜を
堆積後、平坦化し、全面エッチバックを行うようにした
ので、常に基板最上面に急峻な段差が発生せず、多層の
配線構造にしても後工程の加工や写真製版を困難にしな
い製造方法が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す概略工程断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例による半導体装置の製造
方法を示す概略工程断面図である。
【図3】従来の半導体装置の製造方法を示す概略工程断
面図である。
【符号の説明】
1 絶縁膜 2 ウェハ基板 3 導電膜 4 エッチングマスクパターン兼絶縁膜 5 エッチングマスク用サイドウォール兼絶縁膜 6 絶縁膜 7 絶縁膜 8 絶縁膜 9 レジストパターン 10 p型Si基板 11 分離酸化膜 12 ゲート酸化膜 13 ゲート電極 14 サイドウォール 15 N+ 拡散層 16 導電膜 17 絶縁膜 18 導電膜 19 絶縁膜 20 導電膜 21 絶縁膜 22 絶縁膜 23 アルミ配線 24 絶縁膜 25 絶縁膜 26 絶縁膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に配線構造を有する半導体
    装置において、 隣合った配線がスリットを介して分離した導電膜パター
    ンと、 前記導電膜パターンの側面,下面,及び上面全面を包み
    込むよう、かつその最上面が平坦となるように形成され
    た絶縁層とを備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に配線構造を有する半導体
    装置を製造する方法において、 半導体基板上に導電膜を堆積する工程と、 その上に第1の絶縁膜を堆積し、該第1の絶縁膜をパタ
    ーニングする工程と、 その上に前記第1の絶縁膜の側壁部に第2の絶縁膜を全
    面に堆積した後、該第2の絶縁膜をその膜厚分だけ全面
    異方性エッチングし、サイドウォールのみを残す工程
    と、 前記第1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマスクとして前
    記導電膜を異方性エッチングしてスリット状にパターニ
    ングする工程と、 下地の急峻な段差をなくすよう、全面に平坦性の良い第
    3の絶縁膜を堆積する工程と、 前記第1,第2,第3の絶縁膜の各エッチングレートが
    相互に近いか、同じである条件で全面を前記導電膜が露
    出する程度までエッチングする工程と、 全面に第4の絶縁膜を堆積する工程とを備えたことを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 半導体基板上に配線構造を有する半導体
    装置を製造する方法において、 半導体基板上に導電膜を堆積する工程と、 その上に第1の絶縁膜を堆積し、該第1の絶縁膜をパタ
    ーニングする工程と、 その上に前記第1の絶縁膜の側壁部に第2の絶縁膜を全
    面に堆積した後、該第2の絶縁膜をその膜厚分だけ全面
    異方性エッチングし、サイドウォールのみを残す工程
    と、 前記第1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマスクとして前
    記導電膜を異方性エッチングしてスリット状にパターニ
    ングする工程と、 下地の急峻な段差をなくすよう、全面に平坦性の良い第
    3の絶縁膜を堆積する工程と、 前記第1,第2,第3の絶縁膜の各エッチングレートが
    相互に近いか、同じである条件で、前記導電膜の上に所
    望の膜厚だけを残して全面をエッチングする工程とを備
    えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP20258291A 1991-07-15 1991-07-15 半導体装置およびその製造方法 Pending JPH05152296A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008305965A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Spansion Llc 半導体装置の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008305965A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Spansion Llc 半導体装置の製造方法

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