JPH07326611A - 半導体装置の配線形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、層間絶縁膜の表面が平坦化され得る
ことにより、信頼性が向上せしめられ得るようにした、
半導体装置の配線形成方法を提供することを目的とす
る。 【構成】表面に酸化膜１２が形成された半導体基板１１
上に、第一の配線層１５を形成し、その上に層間絶縁膜
１７を形成した後、該層間絶縁膜の表面に、第二の配線
層１８を形成するようにした、半導体装置１０の配線形
成方法において、上記第一の配線層を形成する前に、酸
化膜上の該第一の配線層の配線パターン以外の部分に、
上記層間絶縁膜と同質の絶縁膜１３を形成しておくと共
に、第一の配線層の形成後に、該第一の配線層の上に低
粘度のレジスト１６を塗布して、このレジスト及び第一
の配線層に対して有効なエッチングによりエッチバック
を行なって、上記絶縁層の上に重なった第一の配線層を
除去して、該絶縁層及び第一の配線層の表面を平坦化す
るように、半導体装置１０の配線形成方法を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の表面に、
層間絶縁膜を介して多層配線層を形成するようにした、
半導体装置の配線形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の表面に、層間絶縁膜
を介して多層配線層を形成する場合、例えば図８に示す
ように、配線層が形成される。即ち、図８において、半
導体装置１は、半導体基板２、例えばシリコン基板の表
面に酸化膜３が形成されている。このような半導体装置
１に対して、先づ上記シリコン基板２の表面に、酸化膜
３の上から、アルミニウム等の金属から成る第一の配線
層４が形成される。この第一の配線層４は、例えばレジ
ストを塗布した後、エッチング処理によって、所定の配
線パターンを有している。

【０００３】続いて、該第一の配線層４の上から、層間
絶縁膜５が形成される。この場合、層間絶縁膜５は、無
機材料から構成されていると共に、エッチング等によ
り、該第一の配線層４に達するスルーホール５ａを備え
ている。その後、該層間絶縁膜５の上から、第二の配線
層６が形成される。

【０００４】かくして、層間絶縁膜５を挟んだ二層の配
線層４，６を有する半導体装置１が完成することとな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の半導体装置１においては、層間絶縁膜５は、
第一の配線層４の配線パターン形状に基づいて、その表
面に凹凸が形成されるので、該層間絶縁膜５は、その表
面に段差を有することになる。従って、このような段差
を有する層間絶縁膜５の上に、第二の配線層６を形成す
ると、該第二の配線層６は、層間絶縁膜５の表面の段差
部分にて、配線層が薄くなってしまう。このため、第二
の配線層６の段差部分で、抵抗値が大きくなってしまう
等の回路不良の原因になり、信頼性が低下するという問
題があった。又、第二の配線層６のパターン形成に不具
合を生じるという問題もあった。

【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、層間絶縁膜の
表面が平坦化され得ることにより、信頼性が向上せしめ
られ得るようにした、半導体装置の配線形成方法を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、表面に酸化膜が形成された半導体基板上に、第一
の配線層を形成し、その上に層間絶縁膜を形成した後、
該層間絶縁膜の表面に、第二の配線層を形成するように
した、半導体装置の配線形成方法において、上記第一の
配線層を形成する前に、酸化膜上の該第一の配線層の配
線パターン以外の部分に、上記層間絶縁膜と同質の絶縁
膜を形成しておくと共に、第一の配線層の形成後に、該
第一の配線層の上に低粘度のレジストを塗布して、この
レジスト及び第一の配線層に対して有効なエッチングに
よりエッチバックを行なって、上記絶縁層の上に重なっ
た第一の配線層を除去して、該絶縁層及び第一の配線層
の表面を平坦化するようにしたことを特徴とする、半導
体装置の配線形成方法により、達成される。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、半導体基板上に形成された
酸化膜の上にて、第一の配線層の配線パターン以外の部
分に、前以て層間絶縁膜と同質の絶縁膜が形成されてい
るので、該第一の配線層の上に塗布されたレジストと共
に、エッチバックされることにより、上記絶縁膜の上に
重なっている第一の配線層のうち配線パターン以外の部
分が、除去され得ることになる。これにより、第一の配
線層は、その配線パターン以外の部分が、上記絶縁膜に
よって埋められ、全体として表面が平坦に形成され得る
ことになる。従って、その上に層間絶縁膜を形成したと
き、該層間絶縁膜は、その表面が同様に平坦に形成され
ると共に、第一の配線層の間に位置する絶縁膜に接触す
る部分は、該絶縁膜と同質であることから、該絶縁膜と
一体化することになる。

【０００９】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて、本発
明を詳細に説明する。図１乃至図７は、本発明による半
導体装置の配線形成方法の一実施例における製造工程を
順次に示している。

【００１０】半導体装置１０は、図１に示すように、半
導体基板１１、例えばシリコン基板の表面に酸化膜１２
が形成されている。そして、このような半導体装置１０
に対して、先づ上記シリコン基板１１の表面に、酸化膜
１２の上から、ＳｉＮから成る絶縁膜１３が形成され、
さらに該絶縁膜１３の上に、第一の配線層（後述）の配
線パターンに対応する形状のレジスト１４が塗布され
る。

【００１１】この状態から、エッチング処理により、絶
縁膜１３のパターンニングが行なわれ、該絶縁膜１３
は、第一の配線層の配線パターンの部分が、エッチング
処理によって除去されることになる。即ち、該絶縁膜１
３は、第一の配線層の配線パターン以外の部分に形成さ
れることになる。その後、半導体基板１１は、その表面
全体が、酸化膜１２及び絶縁膜１３の上から、アルミニ
ウム等の金属から成る第一の配線層１５が形成される
（図２参照）。

【００１２】続いて、図３に示すように、該第一の配線
層１５の上から、低粘度のレジスト１６が塗布される。
これにより、該レジスト１６は、低粘度であることか
ら、その表面が図示のように実質的に平坦になる。

【００１３】ここで、第一の配線層１５の材料及びレジ
スト１６に対して有効に作用し得るエッチング処理、例
えばＣｌ₂，ＢＣｌ₃等によるドライエッチング処理によ
って、エッチバックを行なう。これにより、先づレジス
ト１６が除去されて、図４に示すように、第一の配線層
１５の表面が露出せしめられる。さらに、上記エッチバ
ックを行なうことにより、該第一の配線層１５及びレジ
スト１６の除去が行なわれる。かくして、図５に示すよ
うに、レジスト１６が完全に除去されると共に、第一の
配線層１５のうち、絶縁層１３上に重なっている配線パ
ターン以外の部分が除去されることになる。ここで、該
第一の配線層１５の配線パターン部分と絶縁膜１３と
は、その表面が全体として平坦になっている。

【００１４】その後、該第一の配線層１５の配線パター
ン部分と絶縁膜１３の上から、ＳｉＮから成る層間絶縁
膜１７が形成される。この層間絶縁膜１７は、下方の第
一の配線層１５の配線パターン部分と絶縁膜１３の表面
が平坦であることから、その表面も平坦になっている。

【００１５】最後に、上記層間絶縁膜１７の所定箇所
に、スルーホール１７ａ，１７ｂを開口させた後、第二
の配線層１８が形成される。

【００１６】かくして、層間絶縁膜１７を挟んだ二層の
配線層１５，１８を有する半導体装置１０が完成するこ
ととなる。

【００１７】本発明による半導体装置１０の配線形成方
法は、以上のように構成されており、半導体基板１１上
に形成された酸化膜１２の上にて、第一の配線層１５の
配線パターン以外の部分に、前以て層間絶縁膜１７と同
質のＳｉＮから成る絶縁膜１３が形成されており、上記
絶縁膜１３の上に重なっている第一の配線層１５のう
ち、配線パターン以外の部分が、該第一の配線層１５の
上に塗布されたレジスト１６と共に、エッチバックによ
って除去され得る。

【００１８】これにより、第一の配線層１５は、その配
線パターン以外の部分が、上記絶縁膜１３によって埋め
られることになり、全体として表面が平坦に形成され得
ることになる。従って、その上に層間絶縁膜１７を形成
したとき、該層間絶縁膜１７は、その表面が同様に平坦
化される。かくして、該層間絶縁膜１７上に第二の配線
層１８を形成した場合、該第二の配線層１８は、層間絶
縁膜１７が平坦であって段差を有していないことから、
平坦に形成される。このため、該第二の配線層１８は、
段差によって薄くなったりすることがなく、回路不良の
発生が効果的に排除され得ることになる。

【００１９】尚、上述した実施例においては、層間絶縁
膜１７及び絶縁膜１３の材料として、ＳｉＮが使用され
ているが、これに限らず、他の無機絶縁材料、例えばＰ
ＳＧ，ＮＳＧ等も使用され得る。

【００２０】また、第一の配線層１５及び低粘度レジス
ト１６のエッチバックの際に、該レジスト１６に開口を
設けて、通常のエッチングを行なうようにしても、同様
の効果が得られると共に、特殊なエッチングが不要であ
ることから、コストが低減され得ることになる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、半
導体基板上に形成された酸化膜の上にて、第一の配線層
の配線パターン以外の部分に、前以て層間絶縁膜と同質
の絶縁膜が形成されているので、該第一の配線層の上に
塗布されたレジストと共に、エッチバックされることに
より、上記絶縁膜の上に重なっている第一の配線層のう
ち、配線パターン以外の部分が、除去され得ることにな
る。これにより、第一の配線層は、その配線パターン以
外の部分が、上記絶縁膜によって埋められ、全体として
表面が平坦に形成され得ることになる。

【００２２】従って、その上に層間絶縁膜を形成したと
き、該層間絶縁膜は、その表面が同様に平坦に形成され
ると共に、第一の配線層の間に位置する絶縁膜に接触す
る部分は、該絶縁膜と同質であることから、該絶縁膜と
一体化することになる。これにより、該層間絶縁膜の上
に第二の配線層を形成したとき、該第二の配線層は、段
差によって薄くなったりすることがないので、回路不良
の発生が効果的に排除され得ることになる。

【００２３】この場合、絶縁膜は、第一の配線層より前
に形成されることから、第一の配線層の存在によって該
絶縁膜の形成方法等が制限されるようなことはなく、自
由度が大きい。

【００２４】また、絶縁膜１３を形成するために特別な
材料を使用していないことから、絶縁膜１３は容易に形
成され得ると共に、コストもあまり高くならない。

【００２５】かくして、本発明によれば、層間絶縁膜の
表面が平坦化され得ることにより、信頼性が向上せしめ
られ得るようにした、極めて優れた半導体装置の配線形
成方法が提供され得ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体装置の配線形成方法の一実
施例における絶縁膜にレジストを塗布した状態を示す概
略断面図である。

【図２】図１の半導体装置に第一の配線層を形成した状
態を示す概略断面図である。

【図３】図２の半導体装置に低粘度レジストを塗布した
状態を示す、概略断面図である。

【図４】図３の半導体装置の低粘度レジストをエッチバ
ックした状態を示す概略断面図である。

【図５】図４の半導体装置の第一の配線層の不要部分を
完全にエッチバックした状態を示す概略断面図である。

【図６】図５の半導体装置に層間絶縁膜を形成した状態
を示す概略断面図である。

【図７】図６の半導体装置に第二の配線層を形成した状
態を示す概略断面図である。

【図８】従来の多層配線を有する半導体装置の一例を示
す概略断面図である。

【符号の説明】

１０ 半導体装置 １１ 半導体基板 １２ 酸化膜 １３ 絶縁膜 １４ レジスト １５ 第一の配線層 １６ 低粘度レジスト １７ 層間絶縁膜 １８ 第二の配線層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に酸化膜が形成された半導体基板上
   に、第一の配線層を形成し、その上に層間絶縁膜を形成
   した後、該層間絶縁膜の表面に、第二の配線層を形成す
   るようにした、半導体装置の配線形成方法において、 上記第一の配線層を形成する前に、酸化膜上の該第一の
   配線層の配線パターン以外の部分に、上記層間絶縁膜と
   同質の絶縁膜を形成しておくと共に、第一の配線層の形
   成後に、該第一の配線層の上に低粘度のレジストを塗布
   して、このレジスト及び第一の配線層に対して有効なエ
   ッチングによりエッチバックを行なって、上記絶縁層の
   上に重なった第一の配線層を除去して、該絶縁層及び第
   一の配線層の表面を平坦化するようにしたことを特徴と
   する、半導体装置の配線形成方法。