JPH07245346A - 配線形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｗ（タングステン）等の配線材の選択成長工
程を含む配線形成法において、深さの異なる接続孔で良
好な埋込み性を得る。 【構成】 半導体基板１０の表面を覆う絶縁膜１２，１
６に基板表面のための深い第１の接続孔を形成した後、
第１の接続孔の途中までＷ等の配線材層２４を選択成長
させる。絶縁膜１６に配線層１４のための浅い第２の接
続孔を形成した後、第１及び第２の接続孔にＷ等の配線
材層３２Ａ，３２Ｂを同時的に選択成長させる。この
後、基板上面にＡｌ等の配線材を被着してパターニング
することにより配線層３４Ａ，３４Ｂを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｗ（タングステン）
等の配線材の選択成長工程を含む配線形成法に関し、特
に深い接続孔の途中まで配線材層を選択成長させた後該
接続孔及び浅い接続孔内に同時的に配線材層を選択成長
させることにより深さの異なる接続孔で良好な埋込み性
が得られるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、微細な接続孔のための配線形成法
としては、Ｗの選択成長を利用したものが知られてい
る。Ｗの選択成長は、図６に一例を示すように、半導体
基板１０の表面を覆う絶縁膜１２，１６に基板表面のた
めの深い接続孔を形成すると共に絶縁膜１６に配線層１
４のための浅い接続孔を形成した後、これらの接続孔に
Ｗからなる配線材層１８Ａ，１８Ｂを選択成長させるも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術によ
ると、選択成長される配線材層の厚さを浅い接続孔に合
わせると深い接続孔が１８Ａで示すように埋まりきら
ず、深い接続孔に合わせると浅い接続孔が１８Ｂで示す
ように埋込み過剰となり、いずれにしても良好な埋込み
状態にならない不都合があった。

【０００４】この発明の目的は、深さの異なる接続孔の
いずれについても良好な埋込み性が得られる新規な配線
形成法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る配線形成
法は、基板の表面を覆う１又は複数の絶縁膜に比較的深
い第１の接続孔を形成する工程と、前記第１の接続孔の
途中まで第１の配線材層を選択成長させる工程と、前記
絶縁膜に比較的浅い第２の接続孔を形成する工程と、前
記第１及び第２の接続孔内にそれぞれ第２及び第３の配
線材層を同時的に選択成長させる工程と、前記絶縁膜の
上に前記第２及び第３の配線材層につながる１又は複数
の配線層を形成する工程とを含むものである。

【０００６】

【作用】この発明の方法によれば、深い第１の接続孔を
第１の配線材層により途中まで埋めるとき、第１の接続
孔の未埋込み深さを浅い第２の接続孔の深さと等しくす
ることができる。従って、第２及び第３の配線材層は、
深さがそろった第１及び第２の接続孔内に選択成長され
るようになり、良好な埋込み状態が得られる。

【０００７】

【実施例】図１〜５は、この発明の一実施例に係る配線
形成法を示すもので、各々の図に対応する工程（１）〜
（５）を順次に説明する。

【０００８】（１）例えばシリコンからなる半導体基板
１０の表面に不純物ドープ領域等の被接続部を覆ってシ
リコンオキサイド等の絶縁膜１２を形成した後、絶縁膜
１２の上に配線層１４を介してリンケイ酸ガラス等の絶
縁膜１６を形成する。そして、絶縁膜１６の上にホトリ
ソグラフィ処理により所望の孔を有するレジスト層２０
を形成した後、レジスト層２０をマスクとするドライエ
ッチング処理により基板表面の被接続部に達する深い接
続孔２２を絶縁膜１２，１６に形成する。この後、レジ
スト層２０を除去する。

【０００９】（２）次に、接続孔２２内には、Ｗからな
る配線材層２４を選択成長させる。配線材層２４を成長
させる前に、Ｔｉ，ＴｉＮ等のバリアメタル層を接続孔
２２内に形成してもよい。配線材層２４は、配線層１４
の上面又はその近傍のレベルに対応した厚さに形成す
る。このようにすると、接続孔２２の未埋込み深さと後
述の浅い接続孔２８の深さとを実質的に等しくすること
ができる。

【００１０】（３）次に、絶縁膜１６の上にホトリソグ
ラフィ処理により所望の孔を有するレジスト層２６を形
成した後、レジスト層２６をマスクとするドライエッチ
ング処理により配線層１４の被接続部に達する浅い接続
孔２８を絶縁膜１６に形成する。接続孔２８は、接続孔
２２とは直径が異なっていてもよい。この後、レジスト
層２６を除去する。

【００１１】（４）次に、接続孔２２，２８内には、そ
れぞれＷからなる配線材層３２Ａ，３２Ｂを同時的に選
択成長させる。この場合、配線材層３２Ａ，３２Ｂは、
実質的に等しい厚さで形成される。従って、図２の工程
で接続孔２２の未埋込み深さが接続孔２８の深さとほぼ
等しくなるようにしておくと、接続孔２８が丁度埋まる
ように配線材層３２Ｂを形成することで接続孔２２も配
線材層３２Ａで丁度埋まるようになり、接続孔２２，２
８のいずれについても良好な埋込み状態が得られる。

【００１２】（５）この後は、基板上面にＡｌ等の配線
材を被着して適宜パターニングすることにより配線層３
４Ａ，３４Ｂを形成する。配線層３４Ａ，３４Ｂは、１
つの配線層として形成してもよい。配線層３４Ａは、配
線材層３２Ａ，２４を介して基板表面の被接続部に接続
される。また、配線層３４Ｂは、配線材層３２Ｂを介し
て配線層１４の被接続部に接続される。

【００１３】なお、この発明は、上記した実施例に限定
されるものではなく、種々の改変形態で実施可能であ
る。例えば、次のような変更が可能である。

【００１４】（１）この発明は、多層配線にも適用可能
である。この場合、接続孔の深さが３通り以上あるとき
は、接続孔形成及び選択成長の工程を必要回数だけ繰り
返せばよい。

【００１５】（２）この発明は、Ｗに限らず、他の金属
又は半導体の選択成長にも応用可能である。

【００１６】（３）この発明は、半導体基板の表面を覆
う絶縁膜の下に段差の高部及び低部に対応する複数の被
接続部（不純物ドープ領域等）が存在する場合にも適用
可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、深さ
の異なる接続孔のうち深い接続孔の途中まで配線材層を
選択成長させて深さの差を少なくしてから各々の接続孔
内に配線材層を選択成長させるようにしたので、いずれ
の接続孔についても配線材の埋込み状態が良好となり、
配線形成歩留りが向上する効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る配線形成法におけ
る接続孔形成工程を示す基板断面図である。

【図２】 図１の工程に続くＷ選択成長工程を示す基板
断面図である。

【図３】 図２の工程に続く接続孔形成工程を示す基板
断面図である。

【図４】 図３の工程に続くＷ選択成長工程を示す基板
断面図である。

【図５】 図４の工程に続く配線材被着・パターニング
工程を示す基板断面図である。

【図６】 従来のＷ選択成長工程を示す基板断面図であ
る。

【符号の説明】

１０：半導体基板、１２，１６：絶縁膜、１４，３４
Ａ，３４Ｂ：配線層、１８Ａ，１８Ｂ，２４，３２Ａ，
３２Ｂ：配線材層、２０，２６：レジスト層、２２，２
８：接続孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の表面を覆う１又は複数の絶縁膜に比
   較的深い第１の接続孔を形成する工程と、 前記第１の接続孔の途中まで第１の配線材層を選択成長
   させる工程と、 前記絶縁膜に比較的浅い第２の接続孔を形成する工程
   と、 前記第１及び第２の接続孔内にそれぞれ第２及び第３の
   配線材層を同時的に選択成長させる工程と、 前記絶縁膜の上に前記第２及び第３の配線材層につなが
   る１又は複数の配線層を形成する工程とを含む配線形成
   法。