JPH0570301B2 - - Google Patents

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JPH0570301B2
JPH0570301B2 JP56192177A JP19217781A JPH0570301B2 JP H0570301 B2 JPH0570301 B2 JP H0570301B2 JP 56192177 A JP56192177 A JP 56192177A JP 19217781 A JP19217781 A JP 19217781A JP H0570301 B2 JPH0570301 B2 JP H0570301B2
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JP
Japan
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film
forming
resist pattern
wiring connection
wiring
Prior art date
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JP56192177A
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JPS5893261A (ja
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Iwao Tokawa
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に半
導体基板上に形成される微細配線の加工工程の改
良に関する。
〔発明の技術的背景〕
半導体装置の高密度化、高集積化に伴い、素子
と素子、配線と配線を互いに接続するための配線
はますます微細化されている。そのため最小寸法
1μm程度の微細配線加工を行なう技術が要求さ
れている。また配線の微細加工を行なう上で、充
分な絶縁分離を行なつてコンタクトホール(接続
用開孔)より配線を引出すためのコンタクトホー
ルの微細加工技術も重要となつている。
配線の充分な絶縁分離を行なうためには、絶縁
膜は厚い方がよく、通常1μm程度の絶縁膜が用
いられる。この場合、絶縁膜に寸法精度よく微細
なコンタクトホールを形成するためには、従来の
湿式エツチングプロセスは適さない。そのため最
近は、活性状態のガスを用いるドライエツチング
プロセスへの移行が図られている。ドライエツチ
ングによれば、マスク寸法に忠実な、アンダーカ
ツトの無い加工が可能となる。
第1図は従来の一般的なドライエツチングプロ
セスにより、2層配線を形成した例である。11
はシリコン基板、121,122は素子領域となる
拡散層であつて、この上にSiO2膜13を介して
第1層Al配線141,142が形成され、更にSiO2
膜15を介して第2層Al配線161,162が形成
された状態を示している。また第2図は、第1図
のように第2層Al配線161を直接拡散層122
コンタクトさせず、中間に第1層Al配線143
介在させた例である。
〔背景技術の問題点〕
ドライエツチングプロセスによりコンタクトホ
ールの形成を行なうと、エツチングにより露出す
る半導体基板の素子領域などの下地層にエツチン
グガスの衝撃によるダメージが与えられる。また
ドライエツチングによるコンタクトホールは垂直
に切り立つた形状となるため、配線材料膜を被着
したときにコンタクトホール側面部への配線材料
膜の被着がないか、あつても著しく薄い状態とな
り配線の段切れの原因となる。また、急峻な凹凸
ができる結果レジストパターンの解像性が低下
し、特に配線を多層に重ねる場合に凹凸がより激
しくなり、微細配線パターンの形成が困難にな
る。
〔発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑み、素子特性を損うこと
なく、信頼性よく微細配線パターンの形成を行な
うようにした半導体装置の製造方法を提供するも
のである。
〔発明の概要〕
本発明においては、配線を絶縁分離するための
基板に接触する層間絶縁膜を形成する前に、その
絶縁膜に形成するコンタクトホール位置に予め配
線接続用導体膜を選択的に残置させておく。そし
てこの上に絶縁膜を被着してコンタクトホールを
形成し、所望の導体配線を形成する。即ち、コン
タクトホール位置に予め残置させた導体膜を、絶
縁膜上の導体配線と拡散層との間の接続部材とし
て利用する。
この場合、絶縁膜にコンタクトホールを形成す
る方法としては、レジストパターンをマスクとし
て選択エツチングを行なつてもよいし、或いは表
面が平坦になるようにスピンコート法によりレジ
スト等の有機物膜を塗布し、有機物膜と絶縁膜を
両者のエツチング速度が等しいエツチング条件で
全面エツチングを行なつて選択的に残置させた導
体膜表面を露出させるようにしてもよい。いずれ
の方法によつても、予め選択的に残置させた導体
膜は絶縁膜に形成したコンタクトホールを埋める
形となり、従来のようにコンタクトホールが急峻
な段差をもつて深く形成されることはない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、コンタクトホール内部に接続
部材を埋め込んだ状態が得られる。しかもその接
続部材は絶縁膜を形成する前に予め選択的に残置
させた導体膜である。従つてコンタクトホール形
成にドライエツチングプロセスを用いても、エツ
チングガスによる拡散層の損傷はなくなる。また
コンタクトホールには急峻な深い段差がなくな
り、導体配線の段切れが確実に防止される。また
凹凸が小さくなるためレジストパターン等の解像
性がよくなり、微細パターンの配線を信頼性よく
実現できる。更に導体配線を形成した後の表面の
凹凸も小さくできるから、多層に配線を積層する
場合にも微細配線の加工が容易であり、素子のレ
イアウトの自由度向上、集積度向上などが図られ
る。なお、本発明では、被着によつて絶縁膜を形
成しているので、酸化によつて絶縁膜を形成する
場合のように、配線接続用導体膜の下部にも絶縁
膜が形成され、微細化が妨げられるという問題は
ない。
〔発明の実施例〕
第3図a〜fは本発明の一実施例の製造工程を
示す。単結晶シリコン基板31に素子領域となる
拡散層32,321,322を形成しa、その後基
板表面に、コンタクトホール位置に開孔を設けた
レジストパターン33を形成した後全面にAl−
Si膜34を約1μmの厚さに被着するb。そして希
有機アルカリ水溶液によりレジストパターン33
の側壁の薄いAl−Si膜を除去した後、有機溶剤
によりレジストパターン33を除去することによ
り、その上のAl−Si膜をリフトオフして選択的
にAl−Si膜34,341,342を残置させるc。
次に全面にスパツタ法によりSiO2膜35を約1μ
mの厚さに被着し、この上に通常のPEP工程に
よりコンタクトホール位置、即ち選択的に残置さ
せたAl−Si膜34上に開孔を有するレジストパ
ターン36を形成するd。そしてレジストパター
ン36をマスクとしてドライエツチングにより
SiO2膜35を線択エツチングし、レジストパタ
ーン36を除去するe。こうしてSiO2膜35の
コンタクトホールにAl−Si膜34が埋め込まれ
た平坦構造が得られる。その後、全面にAl−Si
膜を約1μmの厚さに被着し、所望の配線パター
ンにレジストパターンを形成してドライエツチン
グを行ない、Al−Si膜配線371,372を形成す
るf。
こうしてこの実施例によれば、コンタクトホー
ル位置に予め接続部材となるAl−Si膜を残置さ
せているため、コンタクトホールに急峻で深い段
差ができることはなく、配線の段切れは確実に防
止される。またコンタクトホール形成の際にエツ
チングガスにより素子領域表面が損傷を受けるこ
ともない。更にコンタクトホール部に凹凸のない
状態で配線加工のレジストパターン形成を行なう
ことができるため、解像性が向上し微細パターン
の配線を信頼性よく形成することができる。
第4図a〜fはこの発明の別の実施例の製造工
程を示す。単結晶シリコン基板41に素子領域と
なる拡散層421,422を形成しa、その後、全
面にAl−Si膜43を約1μmの厚さ被着するb。
次いでレジストパターン44,441,442を形
成しc、リアクテイブイオンエツチングにより
Al−Si膜43を選択的にエツチングして、コン
タクトホール位置にのみ残置させるd。この状態
は先の実施例の第3図cと同じである。この後、
スパツタ法により全面にSiO2膜45を約1μmの
厚さ被着しe、その上にスピンコート法により表
面が略平坦になるように有機物膜として無水メタ
クリル酸重合体膜46を塗布するf。そして全面
をCF4とH2の混合ガスを用いたリアクテイブオン
エツチング法により均一エツチングする。このと
きエツチング速度はSiO2膜45と無水メタクリ
ル酸重合体46に対してほゞ同等であり、約20分
のエツチングでAl−Si膜43の表面を露出させ
ることができるg。この状態は先の実施例の第3
図eと同じである。その後、先の実施例と同様、
Al−Si膜を全面にスパツタ法により被着し、こ
れをエツチング加工してAl−Si膜配線47,4
1,472を形成するh。この後再び全面にSiO2
膜48をスパツタ法により約1μmの厚さに被着
し、これを上述した第4図e〜gと同様の工程を
経て、Al−Si配線47の周囲をSiO2膜48で埋
めた平坦構造を得るi。
この実施例によつても先の実施例と同様の効果
が得られる。また第4図iから明らかなように配
線層表面が平坦であるから、この上に更に配線を
積層する場合に微細加工を行なうことができる。
ちなみに、この実施例の工程を利用して、従来の
第1図、第2図に相当する2層配線構造を実現し
た例を第5図に示す。51は単結晶シリコン基
板、52,521,522は拡散層、53,54お
よび55はSiO2膜、56,561,562および5
7,571,572は接続部材としてコンタクトホ
ール部に残されたAl−Si膜であり、58,581
582,583は第1層Al−Si膜配線59,591
592は第2層Al−Si膜配線である。第1図、第
2図と比較して明らかなように、表面の凹凸が少
なく、配線のパターニングにレジストパターンを
用いることなく微細な配線の加工を行ない得るこ
とがわかる。またより高次の多層配線も引き続き
容易に微細パターンで形成することが可能であ
り、素子レイアウトの自由度が増大し、より一層
の高密度集積化が図られる。
なお以上の実施例では、導体配線としてAl−
Si膜を用い、これを下地層とコンタクトさせる部
分に残置させる導体膜としてもAl−Si膜を用い
たが、これら導体材料としてAlやその金属ある
いは金属シリサイド、更に多結晶シリコンなどを
用いた場合にもこの発明を同様に適用できる。ま
た絶縁膜もSiO2膜に限られないことは勿論であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来法による半導体装置
の2層配線構造を示す図、第3図a〜fはこの発
明の一実施例の製造工程を示す図、第4図a〜i
は他の実施例の製造工程を示す図、第5図は上記
実施例の工程を利用した2層配線構造を示す図で
ある。 31……単結晶シリコン基板、321,322
…拡散層、33……レジストパターン、34……
Al−Si膜、35……SiO2膜、36……レジスト
パターン、371,372……Al−Si膜配線、41
……単結晶シリコン基板、421,422……拡散
層、43……Al−Si膜、441,442……レジス
トパターン、45……SiO2膜、46……無水メ
タクリル酸重合体膜、471,472……Al−Si膜
配線、48……SiO2膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板に拡散層を形成する工程と、 前記拡散層表面の配線接続部に、前記基板に接
    触する層間絶縁膜の形成に先立つて配線接続用導
    体膜を選択的に形成する工程と、 前記基板の全面に絶縁膜を被着してその上にス
    ピンコート法により表面が平坦になるように有機
    物膜を塗布し、これら有機物膜と絶縁膜を両者の
    エツチング速度がほぼ等しいエツチング条件で前
    記配線接続用導体膜が露出するまで均一エツチン
    グし、前記配線接続用導体膜の周囲に層間絶縁膜
    を形成する工程と、 前記層間絶縁膜上に前記配線接続用導体膜を介
    して前記拡散層に電気的に接続される導体配線を
    形成する工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。 2 半導体基板に拡散層を形成する工程と、 前記拡散層表面の配線接続部に、前記基板に接
    触する層間絶縁膜の形成に先立つて配線接続用導
    体膜を選択的に形成する工程と、 前記基板の全面に絶縁膜を被着してその上にレ
    ジストパターンを形成し、このレジストパターン
    をマスクとして絶縁膜を選択エツチングし、前記
    配線接続用導体膜の周囲に層間絶縁膜を形成する
    工程と、 前記層間絶縁膜上に前記配線接続用導体膜を介
    して前記拡散層に電気的に接続される導体配線を
    形成する工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。 3 前記配線接続用導体膜を選択的に形成する工
    程は、その導体膜を被着する前にレジストパター
    ンを形成し、その後全面に導体膜を被着してレジ
    ストパターンを除去することにより不要な部分の
    導体膜をリフトオフするものである特許請求の範
    囲第1項記載の半導体装置の製造方法。 4 前記配線接続用導体膜を選択的に形成する工
    程は、その導体膜を被着する前にレジストパター
    ンを形成し、その後全面に導体膜を被着してレジ
    ストパターンを除去することにより不要な部分の
    導体膜をリフトオフするものである特許請求の範
    囲第2項記載の半導体装置の製造方法。 5 前記配線接続用導体膜を選択的に形成する工
    程は、その導体膜を全面に被着した後レジストパ
    ターンを形成し、このレジストパターンをマスク
    として導体膜を選択エツチングするものである特
    許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方
    法。 6 前記配線接続用導体膜を選択的に形成する工
    程は、その導体膜を全面に被着した後レジストパ
    ターンを形成し、このレジストパターンをマスク
    として導体膜を選択エツチングするものである特
    許請求の範囲第2項記載の半導体装置の製造方
    法。
JP19217781A 1981-11-30 1981-11-30 半導体装置の製造方法 Granted JPS5893261A (ja)

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JPS5893261A JPS5893261A (ja) 1983-06-02
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