JPH05335307A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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JPH05335307A
JPH05335307A JP14061992A JP14061992A JPH05335307A JP H05335307 A JPH05335307 A JP H05335307A JP 14061992 A JP14061992 A JP 14061992A JP 14061992 A JP14061992 A JP 14061992A JP H05335307 A JPH05335307 A JP H05335307A
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JP
Japan
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insulating film
layer
forming
film
contact hole
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Application number
JP14061992A
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English (en)
Inventor
Takashi Tsukura
敬 津倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Miyazaki Oki Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体集積回路装置の配線部分の
形成に関するもので、コンタクトホールの微細化に伴う
コンタクト抵抗の上昇、ステップカバレッジの低下とい
った問題点を解消することを目的とするものである。 【構成】 前記目的のため本発明は、層間絶縁膜13に
形成したコンタクトホール14に金属材(例えばW)1
6を埋め込むとともに、その金属材が前記絶縁膜13の
上面より突き出すようにエッチング処理し、その上に配
線層17を形成するようにした。さらにその上に、前記
下層配線17の上に層間絶縁膜18、SOG膜19を形
成してそれを平坦化した後、その上に絶縁膜21を形成
してそれにスルーホール23を開孔して、その上に上層
配線を施すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、多層配線を有する半
導体集積回路装置の主に配線部分の形成に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路装置の内部回路素
子間の電気的接続方法としては、周知のようにコンタク
トホールを形成して、アルミニウムなどの金属配線材料
を形成して接続する方法が行われている。その従来の方
法で製造された構造を図2に示し、製造方法の概略を以
下に説明する。
【0003】半導体基板1上の所定の領域にLOCOS
(Local Oxidationof Silico
n)法により、フィールド酸化膜2およびn+ 拡散層領
域3および層間絶縁膜4を形成したのち、第1の配線層
6と上記n+ 拡散層3を接続するための接続孔(コンタ
クトホール)5を開孔したのち、第1の配線層パターン
を形成する。続いて再び層間絶縁膜7および平坦化層8
および層間絶縁膜9を連続して形成し、再び所定の位置
に第1および第2の配線層を電気的に接続する第2の開
孔10を形成したのち、第2の配線層11を形成すると
いう方法が一般的に行われている。
【0004】このように形成された構造で、第1の配線
層6はコンタクトホール5の底部でn+ 拡散層3と電気
的接続がされ、また、第2の配線11はコンタクトホー
ル10の底部で第1の配線層6と接続される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上述
べた方法では、今後ますます微細化する半導体集積回路
装置においては、コンタクトホールサイズの微細化にと
もないコンタクト抵抗の急激な上昇、金属配線層のコン
タクトホール内ステップカバレッジの低下による配線抵
抗の上昇および断線等の問題が顕著となり、半導体集積
回路装置の製造歩留りの低下や信頼性の低下等の問題を
ひきおこす。
【0006】本発明は、以上述べた半導体集積回路装置
のコンタクトホール部での抵抗の上昇や断線の問題点を
除去するため、コンタクトホール内にW(タングステ
ン)等の金属プラグを形成したのち、その金属プラグ部
分の約1/3を層間絶縁膜のエッチバック処理により層
間絶縁上に露出させ凸部を形成したのち、金属配線層を
形成し、3次元的に接触させ、コンタクト面積を著しく
増加させ良好なコンタクト抵抗を有する微細なコンタク
トを形成し、さらに、前記コンタクトホール上の金属配
線凸部と第2の金属配線層とを層間膜の平坦化工程に引
き続き、良好に形成し、平坦性の優れた多層配線構造を
有する半導体集積回路装置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】本発明は前記目的のた
め、半導体集積回路装置の製造方法において、半導体基
板上の第1の層間絶縁膜上の所定の位置に拡散層領域と
電気的接続をとるためのコンタクトホールを形成し、密
着層を有する高融点金属層を形成し、続いてRIE(R
eactive Ion Etching)法により前
記高融点金属層をエッチバックし、前記コンタクトホー
ル内に高融点金属プラグを形成し、再びRIE法により
前記第1の層間絶縁膜をエッチバックし、前記高融点金
属プラグが層間絶縁膜上に出るようにした後、第1の金
属配線層を形成し、続いて第2の層間絶縁膜、および平
坦化層を全面に施し、熱処理を加え焼成したのち、再び
前記平坦化層と第2の層間絶縁膜をRIE法により同じ
エッチ速度でエッチバックしたのち、第3の層間絶縁膜
を形成し、さらに第1と第2の金属配線を接続するため
のスルーホールを形成したのち、第2の金属配線層を施
すようにした。
【0008】
【作用】前述のように本発明の製造方法によれば、高融
点金属プラグを、コンタクトホール内にうめこんだの
ち、層間絶縁膜をエッチバック処理して、コンタクトプ
ラグ部分の一部が、層間絶縁膜上につき出し、凸部を形
成したのち、金属配線層を形成するようにしたので、3
次元的な接続部を有するようになり、低いコンタクト抵
抗の形成が可能である。また、多層配線構造の場合、平
坦化層のエッチバック処理により、第1、第2の配線間
の接続孔の深さが浅くなり、アスペクト比の低下、第2
配線層のステップカバレッジの向上、スルーホールの微
細化に対して、特性の向上が期待できる。
【0009】
【実施例】本発明の実施例の製造工程を図1に示し、以
下にその説明をする。
【0010】まず図1(a)に示すように、Si基板1
上の所定の領域にn+ 拡散層3を形成したのち、第1の
金属配線層17(後述)との第1の層間絶縁膜13を所
定の膜厚よりも3〜5割厚く約1.5μm形成したの
ち、所定の位置にn+ 拡散層3との電気的接続のための
コンタクトホール14を形成し、TiNあるいはTiW
膜15を500〜1000Å形成し、続いて高融点金属
材料としてたとえばタングステン膜16をCVD(化学
的気相成長)法により約8000Å形成する。
【0011】次に図1(b)に示すように、SF6 +B
Cl3 ガスプラズマにより、前記タングステン膜16お
よびTiN膜15を連続してエッチバックし、コンタク
トホール14部分以外の平坦部のTiN膜15のエッチ
ングが終了した時点でエッチングを終了し、前記コンタ
クトホール14内にTiN膜15およびタングステン膜
16を残し、タングステンプラグを形成する。
【0012】さらに図1(c)に示すように、引き続い
て再びCHF3 +O2 ガスプラズマにより前記層間絶縁
膜13をエッチバック工程により2000〜5000Å
エッチングし、前記タングステンプラグが層間絶縁膜1
3より2000〜5000Å高くなるようにし、続いて
第1の金属配線層17をスパッタ蒸着法により約500
0Å形成し、第2の層間絶縁膜18としてプラズマCV
D法によりプラズマ酸化膜4000Å形成したのち、平
坦化層として、低濃度のシリコンを主成分とする溶液
(スピン・オン・ガラス(SOG))を全面に、例えば
約2000Åの膜厚で回転塗布し、かつ、これを200
〜400℃の熱処理を加え焼成する。さらにこのSOG
膜19および第2の層間絶縁膜18をRIE法により同
じエッチング速度により、約4000Åエッチバックす
る。
【0013】次に図1(d)に示すように、平坦化した
層の上に再びプラズマ酸化膜21を4000Å形成した
のち、フォトリソグラフィー工程によりフォトレジスト
マスク22を施し、所定の位置にスルーホール23を形
成し、RIE法によりプラズマ酸化膜21をエッチング
する。
【0014】最後に、図1(e)に示すように、第2の
金属配線層24としてアルミニウム配線層5000Åを
スパッタ蒸着により形成し、フォトリソグラフィー工程
により配線パターンを形成し、微細化に対応できる2層
アルミニウム配線を有する半導体集積回路装置ができ
る。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明の製造方法に
よれば、高融点金属プラグを、コンタクトホール内にう
めこんだのち、層間絶縁膜をエッチバック処理して、コ
ンタクトプラグ部分の一部が、層間絶縁膜上につき出
し、凸部を形成したのち、金属配線層を形成するように
したので、3次元的な接続部を有するようになり、コン
タクト面積が増え、低いコンタクト抵抗の形成が可能で
ある。また、多層配線構造の場合、平坦化層のエッチバ
ック処理により、第1、第2の配線間の接続孔の深さが
浅くなり、アスペクト比の低下、第2配線層のステップ
カバレッジの向上、スルーホールの微細化に対して、特
性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例
【図2】従来例
【符号の説明】
1 Si基板 13 第1層間絶縁膜 14 コンタクトホール 15 TiN膜 16 W膜 17 第1配線層 18 第2層間絶縁膜 19 SOG膜 24 第2配線層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)半導体基板上に第1の絶縁膜を形成
    し、該第1の絶縁膜の所定の位置にコンタクトホールを
    開孔する工程、 (b)前記コンタクトホールに金属材を埋め込み、前記
    第1の絶縁膜上面を所定の厚さ除去して前記金属材が前
    記第1の絶縁膜の上面より上に突き出す形状にする工
    程、 (c)前記まで形成された構造の上に第1の配線層を形
    成する工程、 (d)前記第1の配線層の上に少なくとも第2の絶縁膜
    を形成し、その表面を平坦化する工程、 (e)前記平坦化された層の上に第3の絶縁膜を形成
    し、該第3の絶縁膜の所定位置にスルーホールを形成し
    た後、その上に第2の配線層を形成する工程、 以上の工程を含むことを特徴とする半導体集積回路装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上にコンタクトホールを有す
    る絶縁膜と、該コンタクトホールに埋め込まれかつ前記
    絶縁膜の上面より突き出した金属材と、その上に配線層
    が形成されている構造を含むことを特徴とする半導体集
    積回路装置。
JP14061992A 1992-06-01 1992-06-01 半導体集積回路装置およびその製造方法 Pending JPH05335307A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878519A (ja) * 1994-09-01 1996-03-22 Nec Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2002353117A (ja) * 2001-05-28 2002-12-06 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP4598306B2 (ja) * 2001-05-28 2010-12-15 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法

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