JPH0574733A - 金属配線の形成方法 - Google Patents
金属配線の形成方法Info
- Publication number
- JPH0574733A JPH0574733A JP23522391A JP23522391A JPH0574733A JP H0574733 A JPH0574733 A JP H0574733A JP 23522391 A JP23522391 A JP 23522391A JP 23522391 A JP23522391 A JP 23522391A JP H0574733 A JPH0574733 A JP H0574733A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層金属配線において，半導体基板と金属配
線，または第１層金属配線と第２層金属配線とのコンタ
クトを行うレーザプラグ形成法に関し，微細なスルーホ
ールに対しても良好なコンタクトがとれるようにする。 【構成】 Ｓｉ基板１１上に，ＳｉＯ2 膜１２，第１層
Ａｌ配線１３，およびＰＳＧ膜１４を順次形成した後，
ＰＳＧ膜にスルーホール１５を形成する。その後，全面
に第１のＡｌ膜を堆積した後，ＰＳＧ膜１４上に堆積さ
れた第１のＡｌ膜をエッチバックする。そして，全面に
第２のＡｌ膜１７を堆積し，エキシマレーザ光１８を照
射して，第２のＡｌ膜１７を溶融させてスルーホール１
５内へ埋め込む。
線，または第１層金属配線と第２層金属配線とのコンタ
クトを行うレーザプラグ形成法に関し，微細なスルーホ
ールに対しても良好なコンタクトがとれるようにする。 【構成】 Ｓｉ基板１１上に，ＳｉＯ2 膜１２，第１層
Ａｌ配線１３，およびＰＳＧ膜１４を順次形成した後，
ＰＳＧ膜にスルーホール１５を形成する。その後，全面
に第１のＡｌ膜を堆積した後，ＰＳＧ膜１４上に堆積さ
れた第１のＡｌ膜をエッチバックする。そして，全面に
第２のＡｌ膜１７を堆積し，エキシマレーザ光１８を照
射して，第２のＡｌ膜１７を溶融させてスルーホール１
５内へ埋め込む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，金属配線の形成方法，
特にレーザプラグ形成法に関する。多層金属配線におい
て，半導体基板と金属配線とのコンタクト，または第１
層金属配線と第２層金属配線とのコンタクトを良好に行
えると共に良好な平坦性が得られる方法として，レーザ
プラグ形成法が提案されている。しかし，微細なスルー
ホールに対しては適用できないのが現状である。
特にレーザプラグ形成法に関する。多層金属配線におい
て，半導体基板と金属配線とのコンタクト，または第１
層金属配線と第２層金属配線とのコンタクトを良好に行
えると共に良好な平坦性が得られる方法として，レーザ
プラグ形成法が提案されている。しかし，微細なスルー
ホールに対しては適用できないのが現状である。
【０００２】本発明は，レーザプラグ形成法を微細なス
ルーホールに対しても適用できるようにしたものであ
る。
ルーホールに対しても適用できるようにしたものであ
る。
【０００３】
【従来の技術】図７〜図１０を用いて，従来のレーザプ
ラグ形成法を工程順に説明する。 ［工程１，図７］半導体基板または第１層Ａｌ配線から
成る下地２１上に形成された絶縁膜２２に，フォトリソ
グラフィ技術によるパターニングによって，下地２１に
到達するスルーホール２３を形成する。
ラグ形成法を工程順に説明する。 ［工程１，図７］半導体基板または第１層Ａｌ配線から
成る下地２１上に形成された絶縁膜２２に，フォトリソ
グラフィ技術によるパターニングによって，下地２１に
到達するスルーホール２３を形成する。
【０００４】［工程２，図８］全面に，スパッタ法によ
りＡｌ膜２４を堆積する。図８に示すように，Ａｌ膜２
４は，絶縁膜２２上には充分厚く堆積されるが，スルー
ホール２３内には薄く堆積される。また，Ａｌ膜２４
は，スルーホール２３内を埋めるまでには至らない。
りＡｌ膜２４を堆積する。図８に示すように，Ａｌ膜２
４は，絶縁膜２２上には充分厚く堆積されるが，スルー
ホール２３内には薄く堆積される。また，Ａｌ膜２４
は，スルーホール２３内を埋めるまでには至らない。
【０００５】［工程３，図９］エキシマレーザ光２５を
照射して，Ａｌ膜２４を溶融させてスルーホール２３内
へＡｌを埋め込むと共に，スルーホール２３上のＡｌ膜
２４を平坦化する。
照射して，Ａｌ膜２４を溶融させてスルーホール２３内
へＡｌを埋め込むと共に，スルーホール２３上のＡｌ膜
２４を平坦化する。
【０００６】［工程４，図９，図１０］Ａｌ膜２４をフ
ォトリソグラフィ技術よりパターニングして，Ａｌ配線
２６を形成する。
ォトリソグラフィ技術よりパターニングして，Ａｌ配線
２６を形成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザプラグ形
成法には，半導体装置の微細化が進み，スルーホールの
径が小さくなると共にアスペクト比が大きくなると，Ａ
ｌ膜の堆積時にシャドウ効果によってスルーホールの途
中からＡｌ膜が不連続に成ってしまい，この状態でレー
ザ照射を行ってもプラグが形成できない，という問題が
あった。
成法には，半導体装置の微細化が進み，スルーホールの
径が小さくなると共にアスペクト比が大きくなると，Ａ
ｌ膜の堆積時にシャドウ効果によってスルーホールの途
中からＡｌ膜が不連続に成ってしまい，この状態でレー
ザ照射を行ってもプラグが形成できない，という問題が
あった。
【０００８】この問題点を図１１を用いて，より詳細に
説明する。図（ａ）はレーザ照射前の状態を示し，図
（ｂ）はレーザ照射後の状態を示している。図中，３１
はスルーホール，３２はＡｌ膜，３３は連続膜の端部で
ある。
説明する。図（ａ）はレーザ照射前の状態を示し，図
（ｂ）はレーザ照射後の状態を示している。図中，３１
はスルーホール，３２はＡｌ膜，３３は連続膜の端部で
ある。
【０００９】微細なスルーホール３１に対して，スパッ
タ法によりＡｌ膜３２を堆積すると，図（ａ）に示すよ
うに，Ａｌ膜３２はスルーホール３１の側壁では連続膜
の端部３３の位置までしか連続的に堆積されない。この
状態で，レーザ照射を行うと，図（ｂ）に示すように，
Ａｌ膜３２は，スルーホール３１側壁の連続膜の端部３
３の位置までしか埋め込まれないので，プラグ形成を達
成することができない。
タ法によりＡｌ膜３２を堆積すると，図（ａ）に示すよ
うに，Ａｌ膜３２はスルーホール３１の側壁では連続膜
の端部３３の位置までしか連続的に堆積されない。この
状態で，レーザ照射を行うと，図（ｂ）に示すように，
Ａｌ膜３２は，スルーホール３１側壁の連続膜の端部３
３の位置までしか埋め込まれないので，プラグ形成を達
成することができない。
【００１０】本発明は，上記の問題点を解決して，微細
なスルーホールに対しても良好なコンタクトがとれるよ
うにした金属配線の形成方法，特にレーザプラグ形成法
を提供することを目的とする。
なスルーホールに対しても良好なコンタクトがとれるよ
うにした金属配線の形成方法，特にレーザプラグ形成法
を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，本発明に係る金属配線の形成方法は，半導体基板
または導電層から成る下地上に堆積された絶縁膜に，下
地に到達するスルーホールを形成する工程と，全面に第
１の金属膜を堆積する工程と，絶縁膜上に堆積された第
１の金属膜を除去する工程と，全面に第２の金属膜を堆
積する工程と，レーザ光を照射して，第２の金属膜を溶
融させてスルーホール内へ埋め込む工程とを含むように
構成する。
めに，本発明に係る金属配線の形成方法は，半導体基板
または導電層から成る下地上に堆積された絶縁膜に，下
地に到達するスルーホールを形成する工程と，全面に第
１の金属膜を堆積する工程と，絶縁膜上に堆積された第
１の金属膜を除去する工程と，全面に第２の金属膜を堆
積する工程と，レーザ光を照射して，第２の金属膜を溶
融させてスルーホール内へ埋め込む工程とを含むように
構成する。
【００１２】
【作用】レーザプラグ形成法において，プラグが形成さ
れるか否かは，スルーホール側壁の金属の堆積状態に依
存している。すなわち，スルーホールの側壁に金属膜を
連続した状態で堆積できればプラグ形成を達成できる
が，そうでない場合には，レーザ照射を行ってもスルー
ホールへの金属の埋め込みは連続膜の端部までしかなさ
れないので，プラグ形成を達成できない。
れるか否かは，スルーホール側壁の金属の堆積状態に依
存している。すなわち，スルーホールの側壁に金属膜を
連続した状態で堆積できればプラグ形成を達成できる
が，そうでない場合には，レーザ照射を行ってもスルー
ホールへの金属の埋め込みは連続膜の端部までしかなさ
れないので，プラグ形成を達成できない。
【００１３】本発明では，第１の金属膜を堆積した後，
絶縁膜上に堆積された第１の金属膜を除去し，さらに第
２の金属膜を堆積している。これにより，スルーホール
側壁の金属膜を連続状態にすることができる。
絶縁膜上に堆積された第１の金属膜を除去し，さらに第
２の金属膜を堆積している。これにより，スルーホール
側壁の金属膜を連続状態にすることができる。
【００１４】その後，レーザ光を照射して，第２の金属
膜を溶融させてスルーホール内へ埋め込むことにより，
プラグ形成が達成される。
膜を溶融させてスルーホール内へ埋め込むことにより，
プラグ形成が達成される。
【００１５】
【実施例】図１〜図６を用いて，本発明の一実施例を工
程順に説明する。 ［工程１，図１］シリコン基板１１を熱酸化して表面に
厚さ１μｍのＳｉＯ2 膜１２を形成した。
程順に説明する。 ［工程１，図１］シリコン基板１１を熱酸化して表面に
厚さ１μｍのＳｉＯ2 膜１２を形成した。
【００１６】ＳｉＯ2 膜１２上にスパッタ法によりＡｌ
を０．６μｍの厚さに堆積した後，フォトリソグラフィ
技術によりパターニングして第１層Ａｌ配線１３を形成
した。
を０．６μｍの厚さに堆積した後，フォトリソグラフィ
技術によりパターニングして第１層Ａｌ配線１３を形成
した。
【００１７】第１層Ａｌ配線１３上にＣＶＤ法により厚
さ０．７μｍのＰＳＧ膜１４を堆積した。ＰＳＧ膜１４
をフォトリソグラフィ技術によりパターニングして０．
４μｍ径のスルーホール１５を形成した。（従来のレー
ザプラグ形成法では，０．４μｍ以下の径のスルーホー
ルに対しては，側壁にＡｌが連続状態で堆積されないた
め，プラグを形成することはできていない。） ［工程２，図２］全面にスパッタ法によりＡｌ膜１６を
１．０μｍの厚さに堆積した。
さ０．７μｍのＰＳＧ膜１４を堆積した。ＰＳＧ膜１４
をフォトリソグラフィ技術によりパターニングして０．
４μｍ径のスルーホール１５を形成した。（従来のレー
ザプラグ形成法では，０．４μｍ以下の径のスルーホー
ルに対しては，側壁にＡｌが連続状態で堆積されないた
め，プラグを形成することはできていない。） ［工程２，図２］全面にスパッタ法によりＡｌ膜１６を
１．０μｍの厚さに堆積した。
【００１８】［工程３，図２，図３］ＰＳＧ膜１４上の
Ａｌ膜１６をドライエッチングによってエッチバックし
た。 ［工程４，図４］全面にスパッタ法によりＡｌ膜１７を
０．６μｍの厚さに堆積した。２度のＡｌの堆積によっ
て，スルーホール１５の側壁にＡｌ膜１７を連続状態で
堆積することができた。
Ａｌ膜１６をドライエッチングによってエッチバックし
た。 ［工程４，図４］全面にスパッタ法によりＡｌ膜１７を
０．６μｍの厚さに堆積した。２度のＡｌの堆積によっ
て，スルーホール１５の側壁にＡｌ膜１７を連続状態で
堆積することができた。
【００１９】［工程５，図５］Ａｌ膜１７にエキシマレ
ーザ光１８を照射して溶融させた。照射は，レーザ強度
密度２．８Ｊ／ｃｍ2 のＸｅＣｌエキシマレーザを用
い，１０-4Ｔｏｒｒの真空中で行った。
ーザ光１８を照射して溶融させた。照射は，レーザ強度
密度２．８Ｊ／ｃｍ2 のＸｅＣｌエキシマレーザを用
い，１０-4Ｔｏｒｒの真空中で行った。
【００２０】その結果，スルーホール１５内にＡｌを充
分に埋め込むことができ，また，スルーホール１５上の
Ａｌ膜１７を平坦にすることができた。 ［工程６，図５，図６］Ａｌ膜１７をフォトリソグラフ
ィ技術によりパターニングして第２層Ａｌ配線１９を形
成した。
分に埋め込むことができ，また，スルーホール１５上の
Ａｌ膜１７を平坦にすることができた。 ［工程６，図５，図６］Ａｌ膜１７をフォトリソグラフ
ィ技術によりパターニングして第２層Ａｌ配線１９を形
成した。
【００２１】以上の各工程を経て，レーザプラグの形成
が達成された。従来のレーザプラグ形成法では，Ａｌに
関しては０．６μｍ径のスルーホールに対するプラグの
形成が限界であったが，本発明では，０．４μｍ径のス
ルーホールに対してもプラグの形成が可能となった。
が達成された。従来のレーザプラグ形成法では，Ａｌに
関しては０．６μｍ径のスルーホールに対するプラグの
形成が限界であったが，本発明では，０．４μｍ径のス
ルーホールに対してもプラグの形成が可能となった。
【００２２】本実施例では，Ａｌの堆積−エッチバック
の工程は１回しか行っていないが，スルーホールの径が
より小さくなると，シャドウ効果によって，さらにスル
ーホール側壁に対する連続状態での金属膜の堆積が困難
になるので，Ａｌの堆積−エッチバックの工程を複数回
行う必要がある。
の工程は１回しか行っていないが，スルーホールの径が
より小さくなると，シャドウ効果によって，さらにスル
ーホール側壁に対する連続状態での金属膜の堆積が困難
になるので，Ａｌの堆積−エッチバックの工程を複数回
行う必要がある。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば，レーザプラグ形成法に
おいて，スルーホール側壁に金属膜を連続状態で堆積で
きるので，微細なスルーホールに対してもプラグを形成
することが可能となる。
おいて，スルーホール側壁に金属膜を連続状態で堆積で
きるので，微細なスルーホールに対してもプラグを形成
することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の工程１を示す図である。
【図２】本発明の一実施例の工程２を示す図である。
【図３】本発明の一実施例の工程３を示す図である。
【図４】本発明の一実施例の工程４を示す図である。
【図５】本発明の一実施例の工程５を示す図である。
【図６】本発明の一実施例の工程６を示す図である。
【図７】従来例の工程１を示す図である。
【図８】従来例の工程２を示す図である。
【図９】従来例の工程３を示す図である。
【図１０】従来例の工程４を示す図である。
【図１１】微細なスルーホールに対してレーザプラグ形
成法を用いた場合を示す図である。
成法を用いた場合を示す図である。
１１ シリコン基板 １２ ＳｉＯ2 膜 １３ 第１層Ａｌ配線 １４ ＰＳＧ膜 １５ スルーホール １６ Ａｌ膜 １７ Ａｌ膜 １８ エキシマレーザ光 １９ 第２層Ａｌ配線
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板または導電層から成る下地上
に堆積された絶縁膜に，下地に到達するスルーホールを
形成する工程と， 全面に第１の金属膜を堆積する工程と， 絶縁膜上に堆積された第１の金属膜を除去する工程と， 全面に第２の金属膜を堆積する工程と， レーザ光を照射して，第２の金属膜を溶融させてスルー
ホール内へ埋め込む工程とを含むことを特徴とする金属
配線の形成方法。 - 【請求項２】 請求項１において， 全面に第１の金属膜を堆積した後，絶縁膜上に堆積され
た第１の金属膜を除去する工程を複数回繰り返すことを
特徴とする金属配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23522391A JPH0574733A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 金属配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23522391A JPH0574733A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 金属配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0574733A true JPH0574733A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=16982909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23522391A Withdrawn JPH0574733A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 金属配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0574733A (ja) |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP23522391A patent/JPH0574733A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |