JPH09172075A - Manufacture for interlayer connection hole in multilayer wiring of semiconductor device - Google Patents

Manufacture for interlayer connection hole in multilayer wiring of semiconductor device

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JPH09172075A
JPH09172075A JP33126595A JP33126595A JPH09172075A JP H09172075 A JPH09172075 A JP H09172075A JP 33126595 A JP33126595 A JP 33126595A JP 33126595 A JP33126595 A JP 33126595A JP H09172075 A JPH09172075 A JP H09172075A
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JP
Japan
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resist
film
wiring
wiring groove
interlayer
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Application number
JP33126595A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Matsunaga
範昭 松永
Makoto Kako
真琴 加古
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce ununiformity and film thickening of a resist film by a method wherein a wiring groove is formed in an interlayer film, resist is applied to the interior of a groove and a face of the interlayer film until the groove is completely embedded, and resist is ground to such degree that the face of interlayer film is not faced, so that the film is flattened and thinned. SOLUTION: Resist 100 is applied to an interlayer film 181, and after patterned, resist is etched, to form a wiring groove 102 and a wiring groove group 103. After resist for forming the wiring groove 102 and the wiring groove group 103 is removed, interlayer connection hole forming resist 101 is reapplied. At this time, the resist 101 to be applied is applied to such degree that the wiring groove 102 and the wiring groove group 103 are completely embedded. Then, the interlayer connection hole forming resist 101 is ground by a CMP device, etc., and a film thickness Z is set to be about 1μm. The film thickness Z is decided by the relationship between a depth of the interlayer connection hole to be formed and an etching rate of the interlayer film and resist. It is possible to reduce ununiformity and film thickening of a resist film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法において、溝配線を使用したときの層間接続孔の製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing an interlayer connection hole when a trench wiring is used.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の集積回路の高集積化に伴い、集積
回路上の素子間を接続する配線に使用される面積が小さ
くなってきている。この為、配線を多層化する技術が重
要になってきている。図5の(a)乃至(e)に従来の
多層配線の製造工程を示した。
2. Description of the Related Art With the recent high integration of integrated circuits, the area used for wiring connecting elements on the integrated circuit has become smaller. For this reason, a technique for forming a multilayer wiring has become important. 5 (a) to 5 (e) show a conventional manufacturing process of a multilayer wiring.

【0003】図5の(a)に示すように、埋め込み配線
等を形成するために使用する下層部分580に下層配線
584及び585を設ける。次に、下層部分580の上
に二酸化シリコン等の絶縁膜からなる層間膜581を形
成する。この層間膜581は下層部分580に形成され
る配線と上層部分582に形成される配線または半導体
素子とを絶縁分離する作用を有している。
As shown in FIG. 5A, lower layer wirings 584 and 585 are provided in a lower layer portion 580 used for forming a buried wiring or the like. Next, an interlayer film 581 made of an insulating film such as silicon dioxide is formed on the lower layer portion 580. The interlayer film 581 has a function of insulating and separating the wiring formed in the lower layer portion 580 and the wiring or the semiconductor element formed in the upper layer portion 582.

【0004】次に、図5の(b)に示すように、層間膜
581の表面にレジスト500を塗布し、配線を形成す
るために、リソグラフィー法によりパターニングを行
う。その後、反応性イオンエッチング(以下、RIEと
言う)等により層間膜581を所望の深さまでエッチン
グし、幅の太い配線溝502及び幅の細い配線溝群50
3を形成する。この様にして形成された配線溝502及
び配線溝群503は、それらにアルミニウムや銅等の配
線材を埋め込む事より、溝配線として使用される。一般
に、これら配線は高融点金属との積層構造で使用される
場合が多い。
Next, as shown in FIG. 5B, a resist 500 is applied to the surface of the interlayer film 581, and patterning is performed by a lithography method to form wiring. After that, the interlayer film 581 is etched to a desired depth by reactive ion etching (hereinafter, referred to as RIE) or the like to form a wide wiring groove 502 and a narrow wiring groove group 50.
Form 3 The wiring groove 502 and the wiring groove group 503 thus formed are used as groove wiring by embedding a wiring material such as aluminum or copper in them. Generally, these wirings are often used in a laminated structure with a refractory metal.

【0005】次に、図5の(c)に示すように、層間膜
581に形成された配線溝502および配線溝群503
を形成するために用いたレジスト500を除去した後、
新たにレジスト501を層間膜581の表面に塗布す
る。この際、塗布したレジストの粘性のため及び、溝配
線部分586及び配線溝郡部分588のパターン形状の
違いのため、レジストの膜厚A及びBが不均一になる。
また、配線溝郡部分588では、個々の配線幅が狭く、
密集しているのため、レジスト膜厚Bが厚膜化する。
Next, as shown in FIG. 5C, the wiring groove 502 and the wiring groove group 503 formed in the interlayer film 581.
After removing the resist 500 used to form
A resist 501 is newly applied on the surface of the interlayer film 581. At this time, the film thicknesses A and B of the resist become non-uniform due to the viscosity of the applied resist and the difference in the pattern shapes of the groove wiring portion 586 and the wiring groove group portion 588.
In the wiring groove group portion 588, the individual wiring width is narrow,
Since they are dense, the resist film thickness B becomes thicker.

【0006】次に、図5の(d)に示したように、図5
の(c)の状態から、リソグラフィー法により、配線溝
部分586及び配線溝郡部分588のレジストを露光、
現像する。この露光及び現像の際、上述のようなレジス
ト膜厚の不均一化及び厚膜化が、レジスト膜の厚い配線
溝郡部分588における加工ばらつきK、L、Mの要因
となる。
Next, as shown in FIG.
From the state of (c), the resist of the wiring groove portion 586 and the wiring groove group portion 588 is exposed by the lithography method,
develop. At the time of this exposure and development, the non-uniformity and thickening of the resist film as described above cause the processing variations K, L, and M in the thick wiring groove group portion 588 of the resist film.

【0007】次に、図5の(e)に示すように、レジス
ト501をマスクにして層間膜481をエッチングし、
層間接続孔510を形成する。この場合、レジスト開口
深さが深い配線溝郡部分588においては、エッチャン
トガスがレジスト開口部全体に十分に供給されず、図5
の(e)に示すように、層間膜581のコンタクト部
(P,Q,R)の形状にばらつきが生じる。
Next, as shown in FIG. 5E, the interlayer film 481 is etched using the resist 501 as a mask,
The interlayer connection hole 510 is formed. In this case, the etchant gas is not sufficiently supplied to the entire resist opening portion in the wiring groove group portion 588 where the resist opening depth is deep, and therefore, FIG.
As shown in (e) of (4), the shapes of the contact portions (P, Q, R) of the interlayer film 581 vary.

【0008】一方、レジスト膜厚A及びBを均一にする
ため、レジストを更に厚く塗布する事も考えられる。し
かし、この場合、全体にレジスト膜厚が増大するので、
露光及び現像時の加工のばらつきが増大するとともにエ
ッチング時の加工ばらつきも増大してしまう。
On the other hand, in order to make the resist film thicknesses A and B uniform, it is possible to apply a thicker resist. However, in this case, since the resist film thickness is increased as a whole,
The variation in processing during exposure and development increases, and the variation in processing during etching also increases.

【0009】また、近年の半導体装置における多層配線
の製造において、溝配線と共存する層間接続孔の形成を
困難にする要因が多くなってきている。すなわち、半導
体装置の微細化に伴い層間接続孔の径も小さくなってお
り、また配線間の層間配線容量を低減するために層間膜
の膜厚は厚く設定される方が望ましく、そして、配線抵
抗を低減するために配線膜の膜厚をできるだけ厚く(す
なわち配線溝をできるだけ深く)するように設計する事
が要求される事により、加工ばらつきの抑制を困難にし
ている。
In addition, in the manufacture of multilayer wiring in a semiconductor device in recent years, there are many factors that make it difficult to form an interlayer connection hole coexisting with a groove wiring. That is, the diameter of the inter-layer connection hole has become smaller with the miniaturization of the semiconductor device, and it is desirable that the thickness of the inter-layer film be set thicker in order to reduce the inter-layer wiring capacitance between the wirings. In order to reduce the above, it is required to design the wiring film to be as thick as possible (that is, the wiring groove is as deep as possible), which makes it difficult to suppress variations in processing.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述のようなレジスト
膜の不均一化及び厚膜化により、露光、現像の際に、レ
ジストを所望の形状に除去できず、層間接続孔の加工ば
らつきが発生していた。本発明は、以上のような問題を
解決し、溝配線と共存する層間接続孔の加工を安定的
に、かつ、簡単に実現し得るようにした層間接続孔の製
造方法を提供する事を目的としている。
Due to the nonuniformity and thickening of the resist film as described above, the resist cannot be removed into a desired shape during exposure and development, resulting in variations in processing of interlayer connection holes. Was. An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method of manufacturing an interlayer connection hole which enables stable and easy processing of an interlayer connection hole coexisting with a groove wiring. I am trying.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、層間膜に配線溝を形成し、その溝が完全
に埋まるまで溝の内部及び層間膜表面にレジストを塗布
し、該レジストを層間膜表面が露出しない程度に研磨す
る事により平坦化し、薄膜化する工程を有することを特
徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is to form a wiring groove in an interlayer film and apply a resist to the inside of the groove and the surface of the interlayer film until the groove is completely filled, The method is characterized by including a step of flattening and thinning the resist by polishing it so that the surface of the interlayer film is not exposed.

【0012】層間接続孔加工部分のレジストが平坦化及
び薄膜化されているので、レジスト膜の不均一化及び厚
膜化を低減できる。この為、露光、現像及びエッチング
加工時の加工ばらつきが低減され、層間膜を所望の形状
に加工する事ができる。この結果、互いに絶縁された上
層部分の配線と、下層部分の配線を接続する為の層間接
続孔を安定的、かつ、高い歩留で製造する事が可能とな
る。
Since the resist in the portion where the interlayer connection hole is processed is flattened and thinned, it is possible to reduce unevenness and thickening of the resist film. Therefore, processing variations during exposure, development, and etching are reduced, and the interlayer film can be processed into a desired shape. As a result, it is possible to stably manufacture the interlayer connection hole for connecting the upper layer wiring and the lower layer wiring which are insulated from each other with a high yield.

【0013】また、上記レジストと層間膜の間に平坦化
ストッパー膜を使用する事により、研磨して、最終的に
残されるレジストの膜厚を十分に薄くする事ができ、さ
らには、層間膜上のレジストを全て除去し、配線溝のみ
レジストを残した状態にできるので、上記目的の達成を
より確実なものとする事ができる。
Further, by using the flattening stopper film between the resist and the interlayer film, the film thickness of the resist finally left after polishing can be made sufficiently thin. Since it is possible to remove all of the above resist and leave the resist only in the wiring groove, it is possible to more reliably achieve the above object.

【0014】更に、上記レジストと反射防止膜を併用す
る事により、露光時の定在波効果を抑制することができ
る。この為、レジストの奇形除去が更に抑制され、上記
目的の達成を更に確実なものとする事ができる。
Further, the standing wave effect at the time of exposure can be suppressed by using the resist and the antireflection film in combination. Therefore, the removal of the malformation of the resist is further suppressed, and the achievement of the above object can be further ensured.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1の(a)乃至(e)は本発明
の第一の実施形態図である。図1の(a)に示すよう
に、埋め込み配線等を形成するために使用する下層部分
180に下層配線184及び185を設け、その上に、
二酸化シリコン(以下、酸化膜と言う)の絶縁膜からな
る層間膜181を形成する。次に、該層間膜181上に
レジスト100を塗布し、リソグラフィー法によりパタ
ーニングした後、このレジストをマスクにRIE法でエ
ッチングを行い、配線溝102及び配線溝群103を形
成する。ここで、層間膜181は、下層部分180に形
成した配線と、上層部分182に形成した配線及び半導
体素子等を絶縁分離する作用する。また、層間膜181
はBPSG等の絶縁膜でも良い。
1 (a) to 1 (e) is a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, lower layer wirings 184 and 185 are provided in a lower layer portion 180 used to form a buried wiring and the like, and on top of that,
An interlayer film 181 made of an insulating film of silicon dioxide (hereinafter referred to as an oxide film) is formed. Next, a resist 100 is applied on the interlayer film 181, patterned by a lithography method, and then etched by a RIE method using this resist as a mask to form a wiring groove 102 and a wiring groove group 103. Here, the interlayer film 181 acts to insulate the wiring formed in the lower layer portion 180 from the wiring formed in the upper layer portion 182, the semiconductor element, and the like. In addition, the interlayer film 181
May be an insulating film such as BPSG.

【0016】次に、図1の(b)に示したように、配線
溝102及び配線溝群103形成用のレジスト100を
除去した後、層間接続孔形成用のレジスト101を再塗
布する。このとき、塗布されるレジスト101は、配線
溝102及び配線溝群103を完全に埋まる程度まで、
塗布される。ここで塗布されるレジストは単層、多層レ
ジストの如何を問わない。また、以下で説明するが、レ
ジスト101は研磨により平坦化され、薄膜化されるの
で、レジスト100は予め除去せず、レジスト101と
ともに平坦化しても良い。
Next, as shown in FIG. 1B, after removing the resist 100 for forming the wiring groove 102 and the wiring groove group 103, the resist 101 for forming the interlayer connection hole is recoated. At this time, the resist 101 to be applied is, until the wiring groove 102 and the wiring groove group 103 are completely filled,
Applied. The resist applied here may be a single-layer resist or a multi-layer resist. Further, as will be described below, since the resist 101 is flattened and thinned by polishing, the resist 100 may be flattened together with the resist 101 without being removed in advance.

【0017】次に、図1の(c)に示すように、レジス
ト101の膜厚の不均一化及び厚膜化を低減するため、
層間接続孔形成用のレジスト101を平坦化する。ま
た、この平坦化はCMP装置等により研磨によって行
い、層間膜表面191より上のレジストの膜厚Zを1μ
m程度にする。この膜厚Zは、形成しようとする層間接
続孔の深さと、層間膜のエッチングレート及びレジスト
のエッチングレートとの関係によって決められる。
Next, as shown in FIG. 1C, in order to reduce the unevenness and thickening of the resist 101,
The resist 101 for forming the interlayer connection hole is flattened. This flattening is performed by polishing with a CMP device or the like, and the film thickness Z of the resist above the interlayer film surface 191 is 1 μm.
m. The film thickness Z is determined by the relationship between the depth of the interlayer connection hole to be formed and the etching rate of the interlayer film and the etching rate of the resist.

【0018】ここで、図1の(d)に示すように、層間
接続孔形成用のレジスト101を層間膜表面191が露
出するまで研磨し、その後、層間膜表面191の上に新
たにレジスト190を塗布しても良い。また、この再塗
布されるレジスト190は、単層、多層レジストまたは
反射防止膜付き単層、多層レジスト等、レジストの構造
はどの様になっていてもよい。また、この平坦化の方法
はRIEや活性種を利用した化学エッチングなどの手法
を用いても良い。
Here, as shown in FIG. 1D, the interlayer connection hole forming resist 101 is polished until the interlayer film surface 191 is exposed, and then a new resist 190 is formed on the interlayer film surface 191. May be applied. The re-applied resist 190 may have any structure such as a single layer, a multi-layer resist, a single layer with an antireflection film, or a multi-layer resist. Further, as the planarization method, a method such as RIE or chemical etching using active species may be used.

【0019】次に、図1の(e)に示したように、図1
の(c)の状態で、リソグラフィー法により、配線溝1
02及び配線溝群103のレジストをパターニングし、
このレジスト101をマスクにRIE法により層間膜1
81をエッチングし、所望の形状の層間接続孔120を
形成する。エッチングの際に用いたエッチャントガス
は、例えば、層間膜181が二酸化シリコン及びBPS
Gの場合にはフッソ系の混合ガスを使用する。
Next, as shown in FIG.
In the state of (c) of FIG.
02 and wiring groove group 103 resist patterning,
By using this resist 101 as a mask, the interlayer film 1 is formed by the RIE method.
81 is etched to form an interlayer connection hole 120 having a desired shape. The etchant gas used during etching is, for example, silicon dioxide and BPS for the interlayer film 181.
In the case of G, a fluorine-based mixed gas is used.

【0020】また、レジスト101を塗布する前に、定
在波効果を抑制するため、反射防止膜を配線溝102内
部に塗布しても良い。また、レジスト101を平坦化し
た後、反射防止膜を平坦化されたレジスト101の上に
塗布しても良い。また、反射防止膜はレジスト101の
塗布前、及び、レジスト101の平坦化後の双方の状態
に塗布しても良い。
Before applying the resist 101, an antireflection film may be applied inside the wiring groove 102 in order to suppress the standing wave effect. Further, after the resist 101 is flattened, an antireflection film may be applied on the flattened resist 101. The antireflection film may be applied both before the resist 101 is applied and after the resist 101 is flattened.

【0021】本実施形態では、レジスト101は研磨に
より平坦化されているので、レジスト101膜の不均一
化及び厚膜化を低減できる。この為、従来起きていた層
間接続孔120の加工のばらつきを低減でき、従来より
も信頼性の高い多層配線を高い歩留りで製造する事が可
能となる。
In this embodiment, since the resist 101 is flattened by polishing, it is possible to reduce unevenness and thickening of the resist 101 film. Therefore, it is possible to reduce the variation in processing of the interlayer connection hole 120 which has occurred conventionally, and it is possible to manufacture a multilayer wiring having higher reliability than the conventional one with a high yield.

【0022】第2の実施形態を図2の(a)乃至(f)
に示した。図2の(a)に示すように、埋め込み配線等
を形成するために使用する下層部分280に下層配線2
84及び285を設け、その上に酸化膜からなる層間膜
281を形成し、該層間膜281の上に、アモルファス
シリコンからなる平坦化ストッパー膜230を厚さ0.
5μm程度形成した後、該平坦化ストッパー膜230の
上面にレジスト200を厚さ1μm程度塗布し、リソグ
ラフィー法によりパターニングし、該レジスト200を
マスクにして、平坦化ストッパー膜230及び層間膜2
81をRIE法により順次エッチングし、配線溝202
及び配線溝群203を形成する。
The second embodiment is shown in FIGS. 2 (a) to 2 (f).
It was shown to. As shown in FIG. 2A, the lower layer wiring 2 is formed in the lower layer portion 280 used for forming the embedded wiring and the like.
84 and 285 are provided, an interlayer film 281 made of an oxide film is formed thereon, and a flattening stopper film 230 made of amorphous silicon is formed on the interlayer film 281 to a thickness of 0.
After being formed to a thickness of about 5 μm, a resist 200 is applied on the upper surface of the planarization stopper film 230 to a thickness of about 1 μm and patterned by a lithographic method. Using the resist 200 as a mask, the planarization stopper film 230 and the interlayer film 2 are formed.
81 is sequentially etched by the RIE method to form a wiring groove 202.
And the wiring groove group 203 is formed.

【0023】次に、図2の(b)に示すように、第一の
実施形態と同様に、配線溝202及び配線溝群203を
完全に埋めるように、レジスト201を塗布する。次
に、図2の(c)に示すように、レジスト201を、平
坦化ストッパー膜230が露出するまで研磨する事によ
り平坦化及び薄膜化を行う。
Next, as shown in FIG. 2B, as in the first embodiment, a resist 201 is applied so as to completely fill the wiring groove 202 and the wiring groove group 203. Next, as shown in FIG. 2C, the resist 201 is flattened and thinned by polishing the flattening stopper film 230 until it is exposed.

【0024】また、図2の(d)のように、この平坦化
は平坦化ストッパー膜230が露出する前に止めても良
い。また、図2の(e)のように、平坦化ストッパー膜
230が露出するまで研磨した後、レジスト290を再
塗布しても良い。
Further, as shown in FIG. 2D, this flattening may be stopped before the flattening stopper film 230 is exposed. Further, as shown in FIG. 2E, the resist 290 may be recoated after polishing until the planarization stopper film 230 is exposed.

【0025】また、平坦化ストッパー膜はアモルファス
シリコンではなく、窒化シリコン、酸化アルミニウム、
オキシナイトライド等の絶縁膜やTiN、TaAlT
i、Wまたは高融点金属を含む合金等でも良い。また、
この平坦化の方法は研磨ではなく、RIEや活性種を利
用した化学エッチング等の手法を用いても良い。
The flattening stopper film is not amorphous silicon but silicon nitride, aluminum oxide,
Insulating film such as oxynitride, TiN, TaAlT
It may be i, W or an alloy containing a high melting point metal. Also,
This planarization method may use RIE or chemical etching using active species instead of polishing.

【0026】次に、図2の(f)に示したように、図2
の(c)の状態で、リソグラフィー法によりパターニン
グを行い、レジスト201をマスクに層間膜281をR
IE法によりエッチングし、層間接続孔220を形成す
る。また、アモルファスシリコンからなる平坦化ストッ
パー膜230は、電気を導通する性質を持ち、配線間を
短絡させてしまうので、上記工程の後、除去される。ま
た、平坦化ストッパー膜に窒化シリコン、酸化アルミニ
ウム、オキシナイトライド等の絶縁膜を使用した場合
は、除去しなくても良い。
Next, as shown in FIG.
In the state of (c), patterning is performed by the lithography method, and the interlayer film 281 is R
Etching is performed by the IE method to form the interlayer connection hole 220. Further, the flattening stopper film 230 made of amorphous silicon has a property of conducting electricity and short-circuits the wirings, so it is removed after the above steps. If an insulating film such as silicon nitride, aluminum oxide, or oxynitride is used for the flattening stopper film, it need not be removed.

【0027】また、露光の際の定在波効果を抑制するた
めに、レジスト201を塗布する前に、配線溝202内
部に、反射防止膜を塗布しても良い。また、レジスト2
01を平坦化ストッパー膜230が露出するまで研磨し
た後、反射防止膜を平坦化されたレジスト201の上に
塗布しても良い。また、反射防止膜はレジスト201の
塗布前、及び、レジスト201の平坦化後の双方の状態
に塗布しても良い。
Further, in order to suppress the standing wave effect at the time of exposure, an antireflection film may be applied inside the wiring groove 202 before applying the resist 201. Also, the resist 2
After 01 is polished until the planarization stopper film 230 is exposed, an antireflection film may be applied on the planarized resist 201. The antireflection film may be applied both before the resist 201 is applied and after the resist 201 is flattened.

【0028】本実施形態は、レジストが配線溝のみに存
在するのでレジスト膜を均一にでき、しかも配線溝の深
さ程度に薄くできる。また、反射防止膜を併用する事に
より、層間接続孔形成工程の露光における、レジスト2
01内の定在波効果を抑え、より確実にレジスト201
を所望の形状に加工できる。これらの為、互いに絶縁さ
れた上層部分の配線と、下層部分の配線を接続する為の
層間接続孔を、第一の実施形態の場合よりも更に安定的
に製造し、加工のばらつきのない信頼性の高い多層配線
を製造する事が可能となる。
In this embodiment, since the resist exists only in the wiring groove, the resist film can be made uniform and can be made as thin as the depth of the wiring groove. Further, by using the antireflection film together, the resist 2 in the exposure in the interlayer connection hole forming step is formed.
Resistant wave in 01 is suppressed, and resist 201 is more reliable.
Can be processed into a desired shape. For these reasons, the interlayer connection holes for connecting the upper layer wiring and the lower layer wiring, which are insulated from each other, are manufactured more stably than in the case of the first embodiment, and there is no variation in the processing. It is possible to manufacture highly reliable multilayer wiring.

【0029】第3の実施形態を図3の(a)乃至(d)
に示す。図3の(a)に示すように、第1の実施形態と
同様に、層間膜381に配線溝302及び配線溝群30
3を形成し、アモルファスシリコンからなる平坦化スト
ッパー膜301を層間膜381及び配線溝302内部及
び配線溝群303内部に表面に厚さ0.5μm程度形成
し、当該溝が十分に埋まるまで、平坦化ストッパー膜3
30上にレジスト301塗布する。
The third embodiment is shown in FIGS. 3A to 3D.
Shown in As shown in FIG. 3A, as in the first embodiment, the wiring groove 302 and the wiring groove group 30 are formed in the interlayer film 381.
3, a flattening stopper film 301 made of amorphous silicon is formed on the surface of the interlayer film 381, inside the wiring groove 302 and inside the wiring groove group 303 to a thickness of about 0.5 μm, and flattened until the groove is sufficiently filled. Stopper film 3
A resist 301 is applied on the surface 30.

【0030】次に、図3の(b)に示すように、平坦化
ストッパー膜330が露出しない様に、レジスト301
を研磨する事により平坦化する。また、レジスト301
を平坦化ストッパー膜330が露出するまで平坦化した
後、レジストを再塗布しても良い。また、平坦化の方法
はRIEや活性種を利用した化学エッチング等の手法を
用いても良い。
Next, as shown in FIG. 3B, the resist 301 is formed so that the flattening stopper film 330 is not exposed.
Is flattened by polishing. Also, the resist 301
May be planarized until the planarization stopper film 330 is exposed, and then the resist may be recoated. Further, as the planarization method, a method such as RIE or chemical etching using active species may be used.

【0031】次に、図3の(c)に示すように、リソグ
ラフィー法により、配線溝302及び配線溝群303の
レジストをパターニングし、配線溝302及び配線溝群
303の底部の平坦化ストッパー膜330を露出させ
る。
Next, as shown in FIG. 3C, the resist of the wiring groove 302 and the wiring groove group 303 is patterned by a lithography method, and the flattening stopper film on the bottom of the wiring groove 302 and the wiring groove group 303 is formed. Expose 330.

【0032】次に、図3の(d)に示すように、図3の
(c)の状態において、レジスト301をマスクにし
て、RIE法によりアモルファスシリコンからなる平坦
化ストッパー膜330及び層間膜381を順次エッチン
グし、層間接続孔320を形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, in the state of FIG. 3C, the resist 301 is used as a mask and the planarizing stopper film 330 and the interlayer film 381 made of amorphous silicon are formed by RIE. Are sequentially etched to form an interlayer connection hole 320.

【0033】また、図3(d)の工程は、レジスト30
1をマスクにして、RIE法により配線溝302及び配
線溝群303底部のアモルファスシリコンからなる平坦
化ストッパー膜330のみをエッチングし、その後レジ
スト301を全て剥離し、平坦化ストッパー膜330を
マスクにして層間膜381をエッチングし、層間接続孔
320を形成しても良い。。
Further, the step of FIG.
Using 1 as a mask, only the flattening stopper film 330 made of amorphous silicon at the bottom of the wiring groove 302 and the wiring groove group 303 is etched by the RIE method, and then all the resist 301 is peeled off, and the flattening stopper film 330 is used as a mask. The interlayer film 381 may be etched to form the interlayer connection hole 320. .

【0034】また、レジスト301を塗布する前に、定
在波効果を抑制するため、反射防止膜を配線溝302及
び配線溝群303内部の平坦化ストッパー膜に塗布して
も良い。また、レジスト301を平坦化した後、反射防
止膜を平坦化されたレジスト301の上に塗布しても良
い。また、反射防止膜はレジスト301の塗布前、及
び、レジスト301の平坦化後の双方の状態に塗布して
も良い。
Before applying the resist 301, an antireflection film may be applied to the flattening stopper film inside the wiring groove 302 and the wiring groove group 303 in order to suppress the standing wave effect. After the resist 301 is flattened, an antireflection film may be applied on the flattened resist 301. Further, the antireflection film may be applied both before the resist 301 is applied and after the resist 301 is flattened.

【0035】本実施形態では、レジスト301は平坦化
されているので、レジスト301膜の不均一化及び厚膜
化を低減できる。この為、従来起きていた層間接続孔3
20の加工のばらつきを低減でき、従来よりも信頼性の
高い多層配線を高い歩留りで製造する事が可能となる第
4の実施形態を図4の(a)乃至(d)に示す。図4の
(a)に示すように、溝配線及び溝配線群が形成される
上層部分482の層間膜481の表面に厚さ0.5μm
程度の平坦化ストッパー膜430を形成し、その上に厚
さ1μm程度のレジスト400を塗布し、第二の実施形
態と同様に配線溝402及び配線溝群403を形成す
る。
In this embodiment, since the resist 301 is flattened, it is possible to reduce the unevenness and thickening of the resist 301 film. For this reason, the interlayer connection hole 3 that has conventionally occurred
FIGS. 4A to 4D show a fourth embodiment in which it is possible to reduce the variation in processing of No. 20 and manufacture a multilayer wiring having higher reliability than the conventional one with a high yield. As shown in FIG. 4A, a thickness of 0.5 μm is formed on the surface of the interlayer film 481 in the upper layer portion 482 where the groove wiring and the groove wiring group are formed.
A flattening stopper film 430 having a thickness of about 4 μm is formed, a resist 400 having a thickness of about 1 μm is applied thereon, and a wiring groove 402 and a wiring groove group 403 are formed as in the second embodiment.

【0036】次に、図4の(b)に示すように、レジス
ト400を除去し、エレクトロマイグレーション及びス
トレスマイグレーションによる溝配線の断線を防止する
ためにTiNからなるバリヤメタル材料495を、平坦
化ストッパー膜430上及び配線溝402内部及び配線
溝群403内部に、堆積する。その後、上述の様に、レ
ジスト401を配線溝402及び配線溝群403が十分
に埋まるまで塗布する。また、上述の理由により、配線
溝402及び配線溝群403を形成する為のレジスト3
00は除去しなくても良い。
Next, as shown in FIG. 4B, the resist 400 is removed, and a barrier metal material 495 made of TiN is applied to the flattening stopper film in order to prevent disconnection of the groove wiring due to electromigration and stress migration. Deposited on 430, inside the wiring groove 402, and inside the wiring groove group 403. Thereafter, as described above, the resist 401 is applied until the wiring groove 402 and the wiring groove group 403 are sufficiently filled. Further, for the above reason, the resist 3 for forming the wiring groove 402 and the wiring groove group 403 is formed.
00 does not have to be removed.

【0037】次に、図4の(c)に示すように、該レジ
スト401を平坦化ストッパー膜430が露出するま
で、研磨することにより平坦化する。次に、図4の
(d)に示すように、該レジスト401及び平坦化スト
ッパー膜430をマスクに、バリヤメタル材料495及
び層間膜481をRIE法により順次エッチングし、層
間接続孔420を形成する。このバリヤメタル材料49
5のエッチングに続く層間接続孔の開孔工程において、
レジスト401を除去し、バリヤメタル材495をマス
クに層間膜420をエッチングしても良い。
Next, as shown in FIG. 4C, the resist 401 is planarized by polishing until the planarization stopper film 430 is exposed. Next, as shown in FIG. 4D, the barrier metal material 495 and the interlayer film 481 are sequentially etched by the RIE method using the resist 401 and the planarization stopper film 430 as a mask to form an interlayer connection hole 420. This barrier metal material 49
In the step of opening the interlayer connection hole following the etching of 5,
The resist 401 may be removed, and the interlayer film 420 may be etched using the barrier metal material 495 as a mask.

【0038】また、レジスト401を塗布する前に、定
在波効果を抑制するため、反射防止膜を該バリヤメタル
材料495の上に塗布しても良い。また、レジスト40
1を平坦化ストッパー膜430が露出するまで研磨する
事により平坦化した後、反射防止膜を平坦化されたレジ
スト401の上に塗布しても良い。また、反射防止膜は
レジスト401の塗布前、及び、レジスト401の平坦
化後の双方の状態に塗布しても良い。
Before applying the resist 401, an antireflection film may be applied on the barrier metal material 495 in order to suppress the standing wave effect. In addition, the resist 40
1 may be planarized by polishing until the planarization stopper film 430 is exposed, and then an antireflection film may be applied onto the planarized resist 401. The antireflection film may be applied both before the resist 401 is applied and after the resist 401 is flattened.

【0039】本実施形態は平坦化ストッパー膜430に
加え、配線溝部分402及び配線溝群部分403にバリ
ヤメタル材料495を使用しているので、エレクトロマ
イグレーション及びストレスマイグレーションによる溝
配線の断線を防止できる。また反射防止膜を併用する事
により、層間接続孔形成工程の露光における、レジスト
401内の定在波効果を抑え、より確実にレジスト40
1を現像除去できる。これらの為、第一、第二、及び第
三の実施形態より更に信頼性の高い多層配線を高い歩留
りで製造する事が可能となる。
In the present embodiment, since the barrier metal material 495 is used for the wiring groove portion 402 and the wiring groove group portion 403 in addition to the flattening stopper film 430, disconnection of the groove wiring due to electromigration and stress migration can be prevented. Further, by using the antireflection film together, the standing wave effect in the resist 401 during the exposure in the step of forming the interlayer connection hole is suppressed, and the resist 40 can be more reliably formed.
1 can be removed by development. For these reasons, it becomes possible to manufacture a multilayer wiring having higher reliability than the first, second, and third embodiments with a high yield.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明では、レジスト膜を平坦化する事
により、レジスト膜の膜厚の不均一化及び厚膜化を低減
できる為、リソグラフィー工程及びエッチング工程での
ばらつきが低減される。この結果、互いに絶縁された上
層部分の配線と、下層部分の配線を接続する為の層間接
続孔を所望の形状、寸法で安定的に製造し、加工のばら
つきのない信頼性の高い多層配線を高い歩留りで製造す
ることができる。
According to the present invention, by flattening the resist film, it is possible to reduce the unevenness and thickening of the resist film. Therefore, variations in the lithography process and the etching process are reduced. As a result, it is possible to stably manufacture the upper-layer wiring and the lower-layer wiring that are insulated from each other with a desired shape and size, and to obtain a highly reliable multi-layer wiring with no processing variations. It can be manufactured with a high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の製造方法による、多層配線におけ層間
接続孔の製造工程の第1の実施形態図
FIG. 1 is a first embodiment of a manufacturing process of an interlayer connecting hole in a multilayer wiring according to the manufacturing method of the present invention.

【図2】本発明の製造方法による、多層配線におけ層間
接続孔の製造工程の第2の実施形態図
FIG. 2 is a second embodiment diagram of a manufacturing process of an interlayer connection hole in a multilayer wiring by a manufacturing method of the present invention.

【図3】本発明の製造方法による、多層配線におけ層間
接続孔の製造工程の第3の実施形態図
FIG. 3 is a diagram of a third embodiment of the manufacturing process of the interlayer connection hole in the multilayer wiring by the manufacturing method of the present invention.

【図4】本発明の製造方法による、多層配線におけ層間
接続孔の製造工程の第4の実施形態図
FIG. 4 is a diagram of a fourth embodiment of the manufacturing process of the interlayer connection hole in the multilayer wiring by the manufacturing method of the present invention.

【図5】従来の製造方法による多層配線におけ層間接続
孔の製造工程図
FIG. 5 is a manufacturing process drawing of an interlayer connection hole in a multilayer wiring by a conventional manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

182、282、382、482、582…上層部分 180、280、380、480、580…下層部分 184、185、284、285、384、385、4
84、585…下層配線 181、281、381、481、581…層間膜 100、190、200、400、500…レジスト 101、201、301、401、501…レジスト 102、202、302、402、502…配線溝 103、203、303、403、503…配線溝群 586…溝配線部分 588…溝配線郡部分 A、B、Z…レジストの膜厚 191…層間膜表面 120、220、320、420、520…層間接続孔 AX…層間接続孔の径 BX…配線溝の深さ 230、330、530…平坦化ストッパー膜 595…バリヤメタル材料
182, 282, 382, 482, 582 ... Upper layer portion 180, 280, 380, 480, 580 ... Lower layer portion 184, 185, 284, 285, 384, 385, 4
84, 585 ... Lower layer wiring 181, 281, 381, 481, 581 ... Interlayer film 100, 190, 200, 400, 500 ... Resist 101, 201, 301, 401, 501 ... Resist 102, 202, 302, 402, 502 ... Wiring groove 103, 203, 303, 403, 503 ... Wiring groove group 586 ... Groove wiring portion 588 ... Groove wiring group portion A, B, Z ... Resist film thickness 191 ... Interlayer film surface 120, 220, 320, 420, 520 Interlayer connection hole AX Interlayer connection hole diameter BX Depth of wiring groove 230, 330, 530 Flattening stopper film 595 Barrier metal material

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一の配線層と第二の配線層を絶縁するた
めの層間膜を形成する工程と、前記層間膜に配線溝を形
成する工程と、前記配線溝内を含む層間膜表面にレジス
トを塗布し、該配線溝内部をレジストで充填させる工程
と、前記レジストを薄く、かつ、平坦化する工程と、前
記配線溝部分のレジストに露光を行い、パターニングす
る工程と、前記パターニングされたレジストをマスクと
して、前記層間膜をエッチングし、層間接続孔を形成す
る工程を具備する事を特徴とする多層配線用層間接続孔
の製造方法。
1. A step of forming an interlayer film for insulating a first wiring layer and a second wiring layer, a step of forming a wiring groove in the interlayer film, and an interlayer film surface including the inside of the wiring groove. A step of coating a resist on the wiring groove and filling the inside of the wiring groove with a resist, a step of thinning and flattening the resist, a step of exposing and patterning the resist in the wiring groove portion, and a step of performing the patterning. A method for manufacturing an interlayer connection hole for multilayer wiring, comprising the step of etching the interlayer film using the resist as a mask to form an interlayer connection hole.
【請求項2】第一の配線層と第二の配線層を絶縁するた
めの層間膜を形成する工程と、前記層間膜上に平坦化ス
トッパー膜を形成する工程と、前記層間膜及び平坦化ス
トッパー膜に配線溝を形成する工程と、前記配線溝内部
及び平坦化ストッパー膜表面にレジストを塗布し、該配
線溝内部をレジストで充填させる工程と、前記レジスト
膜を平坦化ストッパー膜が露出するまで平坦化する工程
と、前記溝内部のレジストに露光を行い、パターニング
する工程と、前記パターニングされたレジスト及び前記
平坦化ストッパー膜をマスクとして、前記層間膜をエッ
チングし、層間接続孔を形成する工程を具備する事を特
徴とする多層配線用層間接続孔の製造方法。
2. A step of forming an interlayer film for insulating the first wiring layer and the second wiring layer, a step of forming a planarization stopper film on the interlayer film, the interlayer film and the planarization. A step of forming a wiring groove in the stopper film, a step of applying a resist to the inside of the wiring groove and the surface of the flattening stopper film and filling the inside of the wiring groove with a resist, and exposing the resist film to the flattening stopper film Planarizing step, exposing the resist inside the groove to patterning, and etching the interlayer film using the patterned resist and the planarization stopper film as a mask to form an interlayer connection hole. A method of manufacturing an interlayer connection hole for multilayer wiring, comprising the steps of:
【請求項3】第一の配線層と第二の配線層を絶縁するた
めの層間膜を形成する工程と、前記層間膜に配線溝を形
成する工程と、前記層間膜表面及び前記配線溝内に平坦
化ストッパー膜を形成する工程と、前記配線溝内を含
む、平坦化ストッパー膜表面にレジストを塗布し、該配
線溝内部をレジストで充填させる工程と、前記レジスト
膜を薄く、かつ、平坦化する工程と、前記溝内部のレジ
ストに露光を行い、パターニングする工程と、前記パタ
ーニングされたレジストをマスクとして、前記平坦化ス
トッパー膜をエッチングする工程と、前記パターニング
されたマスクを剥離した後、前記平坦化ストッパー膜を
マスクとして前記層間膜をエッチングし、層間接続孔を
形成する工程を具備する事を特徴とする多層配線用層間
接続孔の製造方法。
3. A step of forming an interlayer film for insulating the first wiring layer and the second wiring layer, a step of forming a wiring groove in the interlayer film, a surface of the interlayer film and the inside of the wiring groove. A step of forming a flattening stopper film on the surface, a step of applying a resist to the surface of the flattening stopper film including the inside of the wiring groove and filling the inside of the wiring groove with a resist, and a thin and flat resist film. And a step of exposing the resist inside the groove to perform patterning, a step of etching the flattening stopper film using the patterned resist as a mask, and a step of removing the patterned mask, A method of manufacturing an interlayer connection hole for multilayer wiring, comprising the step of etching the interlayer film using the flattening stopper film as a mask to form an interlayer connection hole.
【請求項4】平坦化する工程後、平坦面に反射防止膜を
塗布する工程を具備する事を特徴とする請求項1及び2
及び3記載の多層配線用層間接続孔の製造方法。
4. The method according to claim 1, further comprising a step of applying an antireflection film on the flat surface after the step of flattening.
3. A method for manufacturing an interlayer connection hole for multilayer wiring as described in 3 above.
【請求項5】配線溝形成後、前記配線溝内部に反射防止
膜を塗布する工程を具備する事を特徴とする請求項1及
び2記載の多層配線用層間接続孔の製造方法。
5. The method for manufacturing an interlayer connection hole for multilayer wiring according to claim 1, further comprising the step of applying an antireflection film inside the wiring groove after forming the wiring groove.
【請求項6】平坦化ストッパー膜形成後、配線溝内部の
平坦化ストッパー膜の表面に反射防止膜を塗布する工程
を具備する事を特徴とする請求項3記載の多層配線用層
間接続孔の製造方法。
6. The method according to claim 3, further comprising a step of applying an antireflection film on the surface of the flattening stopper film inside the wiring groove after forming the flattening stopper film. Production method.
【請求項7】配線溝形成後の配線溝内部及び平坦化する
工程後の平坦面に反射防止膜を塗布する工程を具備する
事を特徴とする請求項1及び2記載の多層配線用層間接
続孔の製造方法。
7. The interlayer connection for multilayer wiring according to claim 1, further comprising a step of applying an antireflection film on the inside of the wiring groove after forming the wiring groove and on the flat surface after the step of flattening. Method of making holes.
【請求項8】平坦化ストッパー膜形成後、配線溝内部の
平坦化ストッパー膜及び平坦化する工程後の平坦面に反
射防止膜を塗布する工程を具備する事を特徴とする請求
項3記載の多層配線用層間接続孔の製造方法。
8. The method according to claim 3, further comprising a step of applying an antireflection film on the flattening stopper film inside the wiring groove and the flat surface after the step of flattening after the flattening stopper film is formed. Manufacturing method of interlayer connection hole for multilayer wiring.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001217249A (en) * 1999-12-22 2001-08-10 Motorola Inc Semiconductor device and its process
JP2003005345A (en) * 2001-06-20 2003-01-08 Nec Corp Mask pattern design method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001217249A (en) * 1999-12-22 2001-08-10 Motorola Inc Semiconductor device and its process
JP2003005345A (en) * 2001-06-20 2003-01-08 Nec Corp Mask pattern design method
JP4675504B2 (en) * 2001-06-20 2011-04-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Mask pattern design method

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