JPH0531301B2 - - Google Patents

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、詳しくは、半
導体基板上の絶縁膜あるいは多層配線構造の層間
絶縁膜に開口されたコンタクト窓を介して電極接
続する際の電極部の段差をなくし得る電極配線層
の形成方法に関する。

従来例の構成とその問題点 半導体装置の電極配線には、保護絶縁膜に開口
されたコンタクト窓を通じて、アルミニウム層
（以下、アルミニウムは、若干の不純物を含む合
金の場合も総称して、単にAlと略記する）が半
導体基板上の電極領域と接触させた構造がしばし
ば用いられる。第１図は、従来例の要部断面図で
あり、半導体基板１の表面に、たとえば1.0μｍの
二酸化シリコン膜２を形成し、この二酸化シリコ
ン膜２の開口部、いわゆるコンタクト窓部に、
Al層３を形成して、電極配線形状に加工したも
のである。この場合、保護絶縁膜としての二酸化
シリコン膜２が比較的厚く、したがつて、コンタ
クト窓部での段差が急峻であるため、この段差部
において、Al層が薄くなり、断線を起こし易い。
また、第２図の断面図のように、下層のAl層１
１が、層間絶縁膜１２を介して、上層のAl層１
３と接触された構造で、いわゆる多層配線構造の
場合にも、上層のAl層１３が段差部で断線を起
し易いうえ、これをおおう保護用絶縁膜１４の段
差部被覆性が低く、さらに、この上に配線層（不
図示）が交差的に設けられるような場合には、上
下の両配線層間で短絡を起こすこともある。

発明の目的 本発明は、上述の従来例にみられた段差部にお
ける諸問題を解消するものであり、配線層にコン
タクト窓の段差が現われないように、平坦な配線
層を形成し得る電極形成方法を提供するものであ
る。

発明の構成 本発明は、要約するに、半導体基板上あるいは
金属配線層上の絶縁膜をおおつて有機高分子膜、
金属マスク層およびパターン形成被膜を順次積層
する工程、前記パターン形成被膜に所定開口パタ
ーンを形成し、ついで、同開口パターンにより、
前記金属マスク層に開口を形成する工程、前記パ
ターン形成被膜の除去とともに、前記有機高分子
膜の前記金属マスク層開口部分を除去する工程、
前記絶縁膜に、前記金属マスク層の開口パターン
にしたがい、開口窓を形成する工程、前記開口窓
および前記金属マスク層上にコンタクト用金属層
を形成する工程、有機高分子膜を形成して、前記
開口窓を埋め込む工程、前記開口窓部以外に形成
された前記有機高分子膜を除去する工程、前記開
口窓部のコンタクト用金属層を残し、金属マスク
層および同マスク上の金属層の各層を除去する工
程、前記絶縁膜上および開口窓部の有機高分子膜
を除去する工程、前記コンタクト用金属に接触さ
せて配線層を形成する工程をそなえた半導体装置
の製造方法であり、これによつて、コンタクト窓
部の配線層の平坦化が実現される。

実施例の説明 第３図ないし第１１図は本発明の一実施例を示
す工程順断面図であり、これらの図面を参照して
本発明を詳しくのべる。

まず、第３図のように、半導体基板１の主面に
保護絶縁膜２を有するものに対して、厚さ約1.0μ
ｍの有機高分子膜４、厚さ0.5μｍのAl層５および
厚さ約1.0μｍのホトレジスタ膜６を順次積層形成
する。有機高分子膜４は、たとえば、ホトレジス
ト膜６と同素材でなり、これを全面露光処理した
ものが用いられ、その厚さも、ホトレジスト膜６
と同程度が適当である。

次に、第４図のように、ホトレジスト膜６に、
選択露光技術によつて、所定の開口パターン７を
形成し、つづいて、この開口パターン７の部分の
Al層５を、周知のリアクテイブイオンエツチン
グ（RIE）技術により、同形の開口パターンに食
刻加工する。

その後、ホトレジスト膜６および有機高分子膜
４は、酸素のガスプラズマエツチング技術によつ
て、全面的に、あるいは選択的に食刻除去され、
第５図のように、Al層５の開口部下で、有機高
分子膜４がその膜厚と同寸法のサイドエツチを受
けて開口される。

ついで、第６図のように、保護絶縁膜２に、
Al層５をマスクとして、ふつ素化合物ガスのプ
ラズマエツチによつて選択エツチングを行ない、
Al層５の開口パターン７と同形の開口を形成す
る。しかるのち、第７図のように、先ず、コンタ
クト用金属層としてのAl層８を全面に蒸着形成
する。このとき、Al層８は、保護絶縁膜２と同
膜厚程度に形成しても、有機高分子膜４のオーバ
ーハング構造のために、半導体基板１上の電極領
域とAl層マスク５上とで完全に分離される。つ
づいて、ホトレジスト膜９を、回転塗布法で被膜
形成して、開口部に厚く埋め込み、他部には薄く
して、表面の段差がなくなるように形成する。こ
の後、第８図のように、ホトレジスト膜９が開口
部にのみ残るように、他部のマスク上のホトレジ
スト膜を除去する。そして、Al層８およびマス
クのAl層５をリアクテイブイオンエツチングも
しくは湿式エツチング技術により除去して、第９
図のように、最表面層にホトレジスト膜９および
有機高分子膜４が表われる状態となし、ついで、
第１０図のように、このホトレジスト膜および有
機高分子膜を除去し、保護絶縁膜２およびAl電
極層８を露呈させる。最後に、第１１図に示すよ
うに、配線層としてのAl蒸着層１０を形成し、
下層のコンタクト用電極層８と接触させ、必要に
応じて、選択エツチングにより、配線パターンに
食刻形成する。

第１２図は多層配線構造に適用した本発明実施
例の最終工程断面図であり、第２図の構造と対応
させてみるとわかるように、下層配線層１１、層
間絶縁膜１２、上層配線層１３および表面保護膜
１４を設けたものである。

第１１図、第１２図で明らかなように、配線層
がコンタクト領域で局部的に薄くなることもな
く、その平坦性がよくなる。

なお、開口部の埋め込みに用いられるホトレジ
スト膜は、感光性処理によるパターン形成工程を
必要としないから、有機高分子膜であればよく、
とくに、回転塗布形成技術で被膜の形成されるも
のであればよい。

発明の効果 以上に詳しくのべたように、本発明によれば、
Al電極のコンタクト層を開口部に埋め込んだの
ち、これに接触させてAl配線層を形成すること
により、コンタクト用窓部でのAl配線層の段差
が解消され、従来のような同Al配線層の段差部
での断線事故はほとんど起こらない。また、この
配線層をおおつて、保護絶縁膜を設ける場合も、
コンタクト用開口部によつて発生する深い段差部
がないので、同絶縁膜のステツプカバレツジが良
くなり、層間絶縁性ならびに表面保護性が一段と
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来装置の要部断面図、
第３図ないし第１１図は本発明実施例の工程順断
面図、第１２図は本発明の他の実施例の最終工程
断面図である。 １……半導体基板、２……保護絶縁膜、３……
（従来）配線層、４……有機高分子膜、５……Al
層（マスク）、６……ホトレジスト膜、７……開
口、８……Al層（コンタクト層）、９……ホトレ
ジスト膜、１０……Al蒸着層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上あるいは金属配線層上の絶縁膜
   をおおつて有機高分子膜、金属マスク層およびパ
   ターン形成被膜を順次積層形成する工程、前記パ
   ターン形成被膜に所定開口パターンを形成し、つ
   いで、同開口パターンにより、前記金属マスク層
   に開口を形成する工程、前記パターン形成被膜の
   除去とともに、前記有機高分子膜の前記金属マス
   ク層開口部分を除去する工程、前記絶縁膜に、前
   記金属マスク層の開口パターンにしたがい、開口
   窓を形成する工程、前記開口窓および前記金属マ
   スク層層上にコンタクト用金属層を形成する工
   程、有機高分子膜を形成して、前記開口窓を埋め
   込む工程、前記開口窓部以外に形成された前記有
   機高分子膜を除去する工程、前記開口窓部のコン
   タクト用金属層を残し、金属マスク層および同マ
   スク上の金属層の各層を除去する工程、前記絶縁
   膜上および開口窓部の有機高分子膜を除去する工
   程、前記コンタクト用金属に接触させて配線層を
   形成する工程をそなえた半導体装置の製造方法。 ２ 有機高分子膜およびパターン形成被膜が同素
   材でなる特許請求の範囲第１項に記載の半導体装
   置の製造方法。 ３ 有機高分子膜およびパターン形成被膜がほぼ
   同膜厚でなる特許請求の範囲第１項に記載の半導
   体装置の製造方法。 ４ コンタクト用金属層が絶縁膜の厚みと同程度
   でなる特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置
   の製造方法。