JPH06181209A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH06181209A JPH06181209A JP4353704A JP35370492A JPH06181209A JP H06181209 A JPH06181209 A JP H06181209A JP 4353704 A JP4353704 A JP 4353704A JP 35370492 A JP35370492 A JP 35370492A JP H06181209 A JPH06181209 A JP H06181209A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 化学機械研磨法を用いて層間絶縁膜の平坦化
を得る多層配線構造の製造方法において、形成される配
線構造における配線間容量の増大を抑え、かつ配線にお
けるストレスマイグレーションを抑制して信頼性を改善
する。 【構成】 半導体基板11上の絶縁膜12上に配線金属
膜13を形成し、全面に化学機械研磨法の研磨レートが
小さい第1の絶縁膜(プラズマシリコン窒化膜:P−S
iN膜)14を形成し、これら第1の絶縁膜14と配線
金属膜13を同時にパターン形成して下側配線13Aを
形成する。更に、全面に前記第1の絶縁膜よりも研磨レ
ートが大きい第2の絶縁膜15を形成した後、第1の絶
縁膜14をストッパとして全面を化学機械研磨して表面
を平坦化し、その上に第3の絶縁膜16を形成して平坦
化された層間絶縁膜を形成する工程を含む。
を得る多層配線構造の製造方法において、形成される配
線構造における配線間容量の増大を抑え、かつ配線にお
けるストレスマイグレーションを抑制して信頼性を改善
する。 【構成】 半導体基板11上の絶縁膜12上に配線金属
膜13を形成し、全面に化学機械研磨法の研磨レートが
小さい第1の絶縁膜(プラズマシリコン窒化膜:P−S
iN膜)14を形成し、これら第1の絶縁膜14と配線
金属膜13を同時にパターン形成して下側配線13Aを
形成する。更に、全面に前記第1の絶縁膜よりも研磨レ
ートが大きい第2の絶縁膜15を形成した後、第1の絶
縁膜14をストッパとして全面を化学機械研磨して表面
を平坦化し、その上に第3の絶縁膜16を形成して平坦
化された層間絶縁膜を形成する工程を含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に多層配線構造の層間絶縁膜の平坦化を図った
半導体装置の製造方法に関する。
関し、特に多層配線構造の層間絶縁膜の平坦化を図った
半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の配線が微細化、多層化する
につれ、配線層間に設けられる層間絶縁膜の完全平坦化
が求められるようになっている。これを実現する一つの
方法として、化学剤を用いた機械的な研磨法である化学
機械研磨法(以下、CMP法と称する)で層間絶縁膜の
表面を研磨する方法が提案されている。例えば、図3は
その一例であり、図3(a)のように、半導体基板31
の表面の絶縁膜32上に下層配線としてのアルミニウム
配線33を所要パターンに形成した後、層間絶縁膜とし
てプラズマシリコン酸化膜(以下、P−SiO膜と称す
る)34を形成する。そして、このP−SiO膜34に
対してCMP法の研磨を施し、図3(b)のようにP−
SiO膜34の表面を平坦化する。その後、図示は省略
するが、上層のアルミニウム配線を形成し、多層配線構
造を得ている。
につれ、配線層間に設けられる層間絶縁膜の完全平坦化
が求められるようになっている。これを実現する一つの
方法として、化学剤を用いた機械的な研磨法である化学
機械研磨法(以下、CMP法と称する)で層間絶縁膜の
表面を研磨する方法が提案されている。例えば、図3は
その一例であり、図3(a)のように、半導体基板31
の表面の絶縁膜32上に下層配線としてのアルミニウム
配線33を所要パターンに形成した後、層間絶縁膜とし
てプラズマシリコン酸化膜(以下、P−SiO膜と称す
る)34を形成する。そして、このP−SiO膜34に
対してCMP法の研磨を施し、図3(b)のようにP−
SiO膜34の表面を平坦化する。その後、図示は省略
するが、上層のアルミニウム配線を形成し、多層配線構
造を得ている。
【0003】このCMP法を用いた平坦化技術では、P
−SiO膜34を所定の厚さになった時点で研磨を停止
させる必要があるが、その停止タイミングを把握するこ
とが困難であり、研磨量が多すぎると、図3(c)のよ
うに下層のアルミニウム配線33が研磨され、配線膜厚
が低減されてしまうことがある。逆に研磨量が少ない
と、図3(d)のようにP−SiO膜34が厚く残り過
ぎ、その表面凹凸を解消するまでに至らずに平坦化が不
十分なものとなる。従来では、研磨レートから換算した
時間により研磨量を決定しているが、この研磨レート自
体が変動された場合には、適切な研磨を行うことが困難
になる。
−SiO膜34を所定の厚さになった時点で研磨を停止
させる必要があるが、その停止タイミングを把握するこ
とが困難であり、研磨量が多すぎると、図3(c)のよ
うに下層のアルミニウム配線33が研磨され、配線膜厚
が低減されてしまうことがある。逆に研磨量が少ない
と、図3(d)のようにP−SiO膜34が厚く残り過
ぎ、その表面凹凸を解消するまでに至らずに平坦化が不
十分なものとなる。従来では、研磨レートから換算した
時間により研磨量を決定しているが、この研磨レート自
体が変動された場合には、適切な研磨を行うことが困難
になる。
【0004】そこで、このような問題を解消するため
に、研磨レートの小さい絶縁膜を利用した平坦化技術が
提案されている。即ち、図4(a)のように、半導体基
板31の表面の絶縁膜42上に下層配線としてのアルミ
ニウム配線43を所要パターンに形成した後、全面に研
磨レートの小さい絶縁膜として、プラズマCVD法によ
りプラズマシリコン窒化膜(以下、P−SiN膜と称す
る)44を約0.3μmの厚さに被着する。更に、その上
にプラズマCVD法によりP−SiO膜45を約1.5μ
mの厚さに被着する。しかる上で、図4(b)のよう
に、CMP法により全面を研磨する。このとき、P−S
iNの研磨レートはP−SiOの約1/5であるので、
研磨が進行されて配線段差部のP−SiN膜44が露呈
される時点に至ると、全体の研磨レートが小さくなる。
このため、研磨時間に多少の誤差が生じ、研磨時間が長
くなってもアルミニウム配線43が露呈されて研磨され
ることが回避できる。
に、研磨レートの小さい絶縁膜を利用した平坦化技術が
提案されている。即ち、図4(a)のように、半導体基
板31の表面の絶縁膜42上に下層配線としてのアルミ
ニウム配線43を所要パターンに形成した後、全面に研
磨レートの小さい絶縁膜として、プラズマCVD法によ
りプラズマシリコン窒化膜(以下、P−SiN膜と称す
る)44を約0.3μmの厚さに被着する。更に、その上
にプラズマCVD法によりP−SiO膜45を約1.5μ
mの厚さに被着する。しかる上で、図4(b)のよう
に、CMP法により全面を研磨する。このとき、P−S
iNの研磨レートはP−SiOの約1/5であるので、
研磨が進行されて配線段差部のP−SiN膜44が露呈
される時点に至ると、全体の研磨レートが小さくなる。
このため、研磨時間に多少の誤差が生じ、研磨時間が長
くなってもアルミニウム配線43が露呈されて研磨され
ることが回避できる。
【0005】このようにして表面を平坦化した後、図4
(c)のように、全面にP−SiO膜46を約0.8膜被
着して層間絶縁膜を完成し、更に図4(d)のように、
この層間絶縁膜にスルーホールを開孔した上で上層のア
ルミニウム配線47を形成することにより多層配線構造
が完成される。この平坦化技術では、P−SiN膜をC
MP法でP−SiO膜を研磨する際のストッパとして利
用しているが、このようにストッパとしてP−SiN膜
を利用する方法は、例えば特開昭62−216344号
公報や特開昭63−207153号公報等に既に示され
ている。但し、これらの公報に記載されているものは金
属を研磨する際のストッパとしてP−SiN膜を用いた
例である。
(c)のように、全面にP−SiO膜46を約0.8膜被
着して層間絶縁膜を完成し、更に図4(d)のように、
この層間絶縁膜にスルーホールを開孔した上で上層のア
ルミニウム配線47を形成することにより多層配線構造
が完成される。この平坦化技術では、P−SiN膜をC
MP法でP−SiO膜を研磨する際のストッパとして利
用しているが、このようにストッパとしてP−SiN膜
を利用する方法は、例えば特開昭62−216344号
公報や特開昭63−207153号公報等に既に示され
ている。但し、これらの公報に記載されているものは金
属を研磨する際のストッパとしてP−SiN膜を用いた
例である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来では
P−SiN膜をCMP法のストッパに利用することで層
間絶縁膜の平坦化を行っているが、P−SiN膜をアル
ミニウム配線を含む全面に形成しているために、多層配
線構造が完成された後にはこのP−SiN膜が配線相互
間に残されることになる。このP−SiN膜は比誘電率
が約8と大きいため、完成された配線構造における配線
間容量が大きくなり、半導体装置の動作速度が低くなる
という特性劣化が生じるおそれがある。また、P−Si
Nは膜中応力が大きいため、後工程中の熱処理や、長期
信頼性試験等によりアルミニウム配線に応力が加えら
れ、アルミニウム配線中にボイドが発生したり、断線し
たりするという所謂ストレスマイグレーションが発生し
易いという問題もある。本発明の目的は、配線間容量の
増大を抑えると共に、配線におけるストレスマイグレー
ションを抑制して層間絶縁膜の平坦化を図り、信頼性の
高い多層配線構造を有する半導体装置の製造方法を提供
することにある。
P−SiN膜をCMP法のストッパに利用することで層
間絶縁膜の平坦化を行っているが、P−SiN膜をアル
ミニウム配線を含む全面に形成しているために、多層配
線構造が完成された後にはこのP−SiN膜が配線相互
間に残されることになる。このP−SiN膜は比誘電率
が約8と大きいため、完成された配線構造における配線
間容量が大きくなり、半導体装置の動作速度が低くなる
という特性劣化が生じるおそれがある。また、P−Si
Nは膜中応力が大きいため、後工程中の熱処理や、長期
信頼性試験等によりアルミニウム配線に応力が加えら
れ、アルミニウム配線中にボイドが発生したり、断線し
たりするという所謂ストレスマイグレーションが発生し
易いという問題もある。本発明の目的は、配線間容量の
増大を抑えると共に、配線におけるストレスマイグレー
ションを抑制して層間絶縁膜の平坦化を図り、信頼性の
高い多層配線構造を有する半導体装置の製造方法を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、半
導体基板上の絶縁膜上に配線金属膜を形成する工程と、
全面に化学機械研磨法の研磨レートが小さい第1の絶縁
膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜と配線金属膜を
同時にパターン形成して下側配線を形成する工程と、全
面に前記第1の絶縁膜よりも研磨レートが大きい第2の
絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜をストッパ
として全面を化学機械研磨して表面を平坦化する工程
と、全面に第3の絶縁膜を形成する工程とを含んでい
る。また、本発明の他の製造方法は、半導体基板上の絶
縁膜上に配線金属膜を形成する工程と、全面に化学機械
研磨法の研磨レートが小さい第1の絶縁膜を形成する工
程と、第1の絶縁膜と配線金属膜を同時にパターン形成
して下側配線を形成する工程と、全面に前記第1の絶縁
膜よりも研磨レートが大きい第2の絶縁膜を形成する工
程と、第1の絶縁膜をストッパとして全面を化学機械研
磨して表面を平坦化する工程と、第1の絶縁膜と第2の
絶縁膜をエッチングレートが等しい条件で全面エッチン
グして第1の絶縁膜を除去する工程と、全面に第3の絶
縁膜を形成する工程とを含んでいる。前記各製造方法に
おいて、第1の絶縁膜としてP−SiN膜が用いられ
る。
導体基板上の絶縁膜上に配線金属膜を形成する工程と、
全面に化学機械研磨法の研磨レートが小さい第1の絶縁
膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜と配線金属膜を
同時にパターン形成して下側配線を形成する工程と、全
面に前記第1の絶縁膜よりも研磨レートが大きい第2の
絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜をストッパ
として全面を化学機械研磨して表面を平坦化する工程
と、全面に第3の絶縁膜を形成する工程とを含んでい
る。また、本発明の他の製造方法は、半導体基板上の絶
縁膜上に配線金属膜を形成する工程と、全面に化学機械
研磨法の研磨レートが小さい第1の絶縁膜を形成する工
程と、第1の絶縁膜と配線金属膜を同時にパターン形成
して下側配線を形成する工程と、全面に前記第1の絶縁
膜よりも研磨レートが大きい第2の絶縁膜を形成する工
程と、第1の絶縁膜をストッパとして全面を化学機械研
磨して表面を平坦化する工程と、第1の絶縁膜と第2の
絶縁膜をエッチングレートが等しい条件で全面エッチン
グして第1の絶縁膜を除去する工程と、全面に第3の絶
縁膜を形成する工程とを含んでいる。前記各製造方法に
おいて、第1の絶縁膜としてP−SiN膜が用いられ
る。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1実施例を工程順に示す断面図で
ある。先ず、図1(a)のように、半導体基板11の表
面の絶縁膜12上に下層配線膜としてアルミニウム・シ
リコン・銅合金(Al/Si/Cu合金)膜13をスパ
ッタ法により0.5μmの厚さに形成する。その上で、全
面にP−SiN膜14を0.3μmの厚さに被着する。次
いで、前記P−SiN膜14上に図外のフォトレジスト
膜を塗布し、このフォトレジスト膜を配線パターンに現
像し、これをマスクにして前記P−SiN膜14と下層
配線膜13を選択イオンエッチング法等により順次選択
エッチングし、図1(b)のように、所要パターンの下
層配線13Aを形成する。
る。図1は本発明の第1実施例を工程順に示す断面図で
ある。先ず、図1(a)のように、半導体基板11の表
面の絶縁膜12上に下層配線膜としてアルミニウム・シ
リコン・銅合金(Al/Si/Cu合金)膜13をスパ
ッタ法により0.5μmの厚さに形成する。その上で、全
面にP−SiN膜14を0.3μmの厚さに被着する。次
いで、前記P−SiN膜14上に図外のフォトレジスト
膜を塗布し、このフォトレジスト膜を配線パターンに現
像し、これをマスクにして前記P−SiN膜14と下層
配線膜13を選択イオンエッチング法等により順次選択
エッチングし、図1(b)のように、所要パターンの下
層配線13Aを形成する。
【0009】次に、図1(c)のように、全面に層間絶
縁膜としてP−SiO膜15を1.5μm程度成長し、前
記下層配線15A及びP−SiN膜14を完全に埋設さ
せる。そして、前記P−SiO膜15に対してCMP法
を施し、P−SiO膜15が所要の厚さになるまで研磨
を行う。この研磨により、図1(d)のように、P−S
iO膜15の表面は平坦化される。そして、このCMP
法の研磨では、前述したようにP−SiNの研磨レート
はP−SiOの研磨レートの約1/5であるため、P−
SiO膜15の研磨の進行に伴ってP−SiN膜14が
露呈される状態となると、このP−SiN膜14が研磨
のストッパとして機能し、研磨レートはそれまでの1/
5に減少される。
縁膜としてP−SiO膜15を1.5μm程度成長し、前
記下層配線15A及びP−SiN膜14を完全に埋設さ
せる。そして、前記P−SiO膜15に対してCMP法
を施し、P−SiO膜15が所要の厚さになるまで研磨
を行う。この研磨により、図1(d)のように、P−S
iO膜15の表面は平坦化される。そして、このCMP
法の研磨では、前述したようにP−SiNの研磨レート
はP−SiOの研磨レートの約1/5であるため、P−
SiO膜15の研磨の進行に伴ってP−SiN膜14が
露呈される状態となると、このP−SiN膜14が研磨
のストッパとして機能し、研磨レートはそれまでの1/
5に減少される。
【0010】したがって、以後の研磨においては、研磨
時間に多少の誤差が生じてもP−SiN膜14及びP−
SiO膜15の厚さに大きな誤差が生じることはないた
め、研磨時間を多少長目に設定しても、P−SiN膜1
4が全て研磨されて下層配線13Aの表面が研磨される
ようなことはない。この例では、予め求めておいた研磨
レートに基づいて所望の研磨時間を算出しておき、この
時間で研磨を管理することで、P−SiN膜14が約
0.2μmの厚さだけ残るようにしている。その後、図1
(e)のように、改めて全面にP−SiO膜16を0.6
μm程度被着して層間絶縁膜を形成する。この層間絶縁
膜は、下地としての前記P−SiO膜15とP−SiN
膜14の表面がCMP法の研磨により平坦化されている
ため、その表面が平坦化状態に形成されることは言うま
でもない。そして、この層間絶縁膜にスルーホールを開
孔し、アルミニウム合金等の上側配線17を形成するこ
とで多層配線構造が完成される。
時間に多少の誤差が生じてもP−SiN膜14及びP−
SiO膜15の厚さに大きな誤差が生じることはないた
め、研磨時間を多少長目に設定しても、P−SiN膜1
4が全て研磨されて下層配線13Aの表面が研磨される
ようなことはない。この例では、予め求めておいた研磨
レートに基づいて所望の研磨時間を算出しておき、この
時間で研磨を管理することで、P−SiN膜14が約
0.2μmの厚さだけ残るようにしている。その後、図1
(e)のように、改めて全面にP−SiO膜16を0.6
μm程度被着して層間絶縁膜を形成する。この層間絶縁
膜は、下地としての前記P−SiO膜15とP−SiN
膜14の表面がCMP法の研磨により平坦化されている
ため、その表面が平坦化状態に形成されることは言うま
でもない。そして、この層間絶縁膜にスルーホールを開
孔し、アルミニウム合金等の上側配線17を形成するこ
とで多層配線構造が完成される。
【0011】したがって、この製造方法により形成され
る多層配線構造は、CMP法の研磨に際してP−SiN
膜14をストッパとして利用しているので、研磨時間の
管理を緩くした場合でも下層配線13Aが研磨されるこ
とはなく、或いは層間絶縁膜15の表面に凹凸が残るこ
ともなく、表面の平坦化が実現できる。また、ストッパ
としてのP−SiN膜14が下側配線13Aの上側に残
されるものの、配線間には残されていないため、P−S
iNの比誘電率がP−SiO等に比較して大きい値であ
っても、配線間容量が大幅に増大されることはなく、半
導体装置の動作速度の低下が生じることはない。また、
P−SiNの膜中応力の影響も少なくなり、ストレスマ
イグレーションを抑制することができる。
る多層配線構造は、CMP法の研磨に際してP−SiN
膜14をストッパとして利用しているので、研磨時間の
管理を緩くした場合でも下層配線13Aが研磨されるこ
とはなく、或いは層間絶縁膜15の表面に凹凸が残るこ
ともなく、表面の平坦化が実現できる。また、ストッパ
としてのP−SiN膜14が下側配線13Aの上側に残
されるものの、配線間には残されていないため、P−S
iNの比誘電率がP−SiO等に比較して大きい値であ
っても、配線間容量が大幅に増大されることはなく、半
導体装置の動作速度の低下が生じることはない。また、
P−SiNの膜中応力の影響も少なくなり、ストレスマ
イグレーションを抑制することができる。
【0012】図2は本発明の第2実施例を製造工程順に
示す断面図である。先ず、図2(a)のように、半導体
基板21の表面の絶縁膜22上に下層配線膜としてアル
ミニウム・シリコン・銅合金(Al/Si/Cu合金)
膜23をスパッタ法により0.5μmの厚さに形成する。
その上で、全面にP−SiN膜24を0.3μmの厚さに
被着する。次いで、フォトリソグラフィ技術により前記
P−SiN膜24と下層配線膜23を選択イオンエッチ
ング法等により順次選択エッチングし、図2(b)のよ
うに、所要パターンの下層配線23Aを形成する。
示す断面図である。先ず、図2(a)のように、半導体
基板21の表面の絶縁膜22上に下層配線膜としてアル
ミニウム・シリコン・銅合金(Al/Si/Cu合金)
膜23をスパッタ法により0.5μmの厚さに形成する。
その上で、全面にP−SiN膜24を0.3μmの厚さに
被着する。次いで、フォトリソグラフィ技術により前記
P−SiN膜24と下層配線膜23を選択イオンエッチ
ング法等により順次選択エッチングし、図2(b)のよ
うに、所要パターンの下層配線23Aを形成する。
【0013】次に、図2(c)のように、全面に層間絶
縁膜としてP−SiO膜25を1.5μm程度成長し、前
記下層配線23A及びP−SiN膜24を完全に埋設さ
せる。そして、前記P−SiO膜25に対してCMP法
を施し、P−SiO膜25が所要の厚さになるまで研磨
を行ない、P−SiO膜25の表面を平坦化する。この
CMP法の研磨では、前述したようにP−SiNの研磨
レートはP−SiOの研磨レートの約1/5であるた
め、P−SiN膜24を研磨のストッパとして利用し、
予め求めておいた研磨レートに基づいて得られる研磨時
間で研磨を管理することで、P−SiN膜24が約0.2
μmの厚さだけ残るようにする。ここまでの工程は第1
実施例と同じである。
縁膜としてP−SiO膜25を1.5μm程度成長し、前
記下層配線23A及びP−SiN膜24を完全に埋設さ
せる。そして、前記P−SiO膜25に対してCMP法
を施し、P−SiO膜25が所要の厚さになるまで研磨
を行ない、P−SiO膜25の表面を平坦化する。この
CMP法の研磨では、前述したようにP−SiNの研磨
レートはP−SiOの研磨レートの約1/5であるた
め、P−SiN膜24を研磨のストッパとして利用し、
予め求めておいた研磨レートに基づいて得られる研磨時
間で研磨を管理することで、P−SiN膜24が約0.2
μmの厚さだけ残るようにする。ここまでの工程は第1
実施例と同じである。
【0014】次いで、例えばCF4 をエッチングガスに
用い、平行平板型RIE(反応性イオンエッチング)装
置により、P−SiN膜24が完全に無くなるまで全面
をエッチングする。このとき、エッチングガス濃度、流
量、装置圧力等の設定条件を適宜に設定することで、P
−SiNとP−SiOのエッチングレートをほぼ等しく
でき、これにより、層間絶縁膜としてのP−SiN膜2
4とP−SiO膜25の表面の平坦化を損なうことなく
均一にエッチングし、結果として図2(d)のように下
層配線23A上のP−SiN膜を除去することができ
る。このとき、アルミニウム合金からなる下層配線23
Aの表面が露呈されてもエッチングされることがないの
は言うまでもない。
用い、平行平板型RIE(反応性イオンエッチング)装
置により、P−SiN膜24が完全に無くなるまで全面
をエッチングする。このとき、エッチングガス濃度、流
量、装置圧力等の設定条件を適宜に設定することで、P
−SiNとP−SiOのエッチングレートをほぼ等しく
でき、これにより、層間絶縁膜としてのP−SiN膜2
4とP−SiO膜25の表面の平坦化を損なうことなく
均一にエッチングし、結果として図2(d)のように下
層配線23A上のP−SiN膜を除去することができ
る。このとき、アルミニウム合金からなる下層配線23
Aの表面が露呈されてもエッチングされることがないの
は言うまでもない。
【0015】しかる上で、図2(e)のように、全面に
P−SiO膜26を0.8μm程度被着し、層間絶縁膜を
完成する。この層間絶縁膜は下地としてのP−SiO膜
25がCMP法による研磨と、RIE法によるエッチン
グにより表面が平坦化された状態であるため、その表面
も平坦化されることになる。その後、層間絶縁膜にスル
ーホールを開孔し、アルミニウム合金の上層配線27を
形成して多層配線構造が完成される。この製造方法によ
り形成された多層配線構造は、CMP法による研磨に際
してストッパに利用されるP−SiNが全く残されてい
ないため、P−SiNの比誘電率の値が原因とされる配
線容量の増加やストレスマイグレーションが確実に防止
され、信頼性が向上される。
P−SiO膜26を0.8μm程度被着し、層間絶縁膜を
完成する。この層間絶縁膜は下地としてのP−SiO膜
25がCMP法による研磨と、RIE法によるエッチン
グにより表面が平坦化された状態であるため、その表面
も平坦化されることになる。その後、層間絶縁膜にスル
ーホールを開孔し、アルミニウム合金の上層配線27を
形成して多層配線構造が完成される。この製造方法によ
り形成された多層配線構造は、CMP法による研磨に際
してストッパに利用されるP−SiNが全く残されてい
ないため、P−SiNの比誘電率の値が原因とされる配
線容量の増加やストレスマイグレーションが確実に防止
され、信頼性が向上される。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、配線金属
膜とCMP法の研磨に際してのストッパとしての第1の
絶縁膜とを同時にパターン形成して下層配線を形成し、
しかる上で第2の絶縁膜により層間絶縁膜を形成し、か
つこれをCMP法により研磨して平坦化を施しているの
で、P−SiN等で構成される第1の絶縁膜が配線間に
残存されることがなく、配線容量の増大を防ぎ、半導体
装置の動作速度の低下や配線におけるストレスマイグレ
ーションを抑制し、信頼性を向上することができる。ま
た、CMP法により研磨を行った後に、エッチング法に
よりストッパとしての第1の絶縁膜を完全に除去してい
るので、P−SiN等で構成される第1の絶縁膜が多層
配線構造中に全く存在しなくなり、半導体装置の動作速
度の低下や配線におけるストレスマイグレーションを更
に改善することができる。
膜とCMP法の研磨に際してのストッパとしての第1の
絶縁膜とを同時にパターン形成して下層配線を形成し、
しかる上で第2の絶縁膜により層間絶縁膜を形成し、か
つこれをCMP法により研磨して平坦化を施しているの
で、P−SiN等で構成される第1の絶縁膜が配線間に
残存されることがなく、配線容量の増大を防ぎ、半導体
装置の動作速度の低下や配線におけるストレスマイグレ
ーションを抑制し、信頼性を向上することができる。ま
た、CMP法により研磨を行った後に、エッチング法に
よりストッパとしての第1の絶縁膜を完全に除去してい
るので、P−SiN等で構成される第1の絶縁膜が多層
配線構造中に全く存在しなくなり、半導体装置の動作速
度の低下や配線におけるストレスマイグレーションを更
に改善することができる。
【図1】本発明の第1実施例を製造工程順に示す断面図
である。
である。
【図2】本発明の第2実施例を製造工程順に示す断面図
である。
である。
【図3】従来のCMP法を用いた製造方法の一例を工程
順に示す断面図である。
順に示す断面図である。
【図4】従来のCMP法を用いた他の製造方法を工程順
に示す断面図である。
に示す断面図である。
11,21 半導体基板 12,22 絶縁膜 13A,23A 下層配線 14,24 P−SiN 15,25 P−SiO 16,26 P−SiO 17,27 上層配線
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板上の絶縁膜上に配線金属膜を
形成する工程と、全面に化学機械研磨法の研磨レートが
小さい第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁
膜と配線金属膜を同時にパターン形成して下側配線を形
成する工程と、全面に前記第1の絶縁膜よりも研磨レー
トが大きい第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の
絶縁膜をストッパとして全面を化学機械研磨して表面を
平坦化する工程と、全面に第3の絶縁膜を形成する工程
とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 半導体基板上の絶縁膜上に配線金属膜を
形成する工程と、全面に化学機械研磨法の研磨レートが
小さい第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁
膜と配線金属膜を同時にパターン形成して下側配線を形
成する工程と、全面に前記第1の絶縁膜よりも研磨レー
トが大きい第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の
絶縁膜をストッパとして全面を化学機械研磨して表面を
平坦化する工程と、前記第1の絶縁膜と第2の絶縁膜を
エッチングレートが等しい条件で全面エッチングして第
1の絶縁膜を除去する工程と、全面に第3の絶縁膜を形
成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項3】 第1の絶縁膜がプラズマシリコン窒化膜
である請求項1又は2の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4353704A JP2611615B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 半導体装置の製造方法 |
US08/164,579 US5677239A (en) | 1992-12-15 | 1993-12-10 | Method for fabricating multi-level interconnection structure for semiconductor device |
EP93120151A EP0602607A1 (en) | 1992-12-15 | 1993-12-14 | Method for fabricating multi-level interconnection structure for semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4353704A JP2611615B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06181209A true JPH06181209A (ja) | 1994-06-28 |
JP2611615B2 JP2611615B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=18432656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4353704A Expired - Fee Related JP2611615B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5677239A (ja) |
EP (1) | EP0602607A1 (ja) |
JP (1) | JP2611615B2 (ja) |
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WO2022131103A1 (ja) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 電子機器及び電子機器の製造方法 |
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- 1992-12-15 JP JP4353704A patent/JP2611615B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP0602607A1 (en) | 1994-06-22 |
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