JPH1084037A - Multilayer interconnection forming method - Google Patents

Multilayer interconnection forming method

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JPH1084037A
JPH1084037A JP8257452A JP25745296A JPH1084037A JP H1084037 A JPH1084037 A JP H1084037A JP 8257452 A JP8257452 A JP 8257452A JP 25745296 A JP25745296 A JP 25745296A JP H1084037 A JPH1084037 A JP H1084037A
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JP
Japan
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layer
wiring
mask
insulating film
etching
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JP8257452A
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Japanese (ja)
Inventor
Kozo Yamamoto
浩三 山本
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying 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 conductors
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make feasible of the miniaturization of interconnection patterns by self-aligned interconnection layers with the connecting parts thereof in the multilayer interconnection forming method. SOLUTION: After the successive formation of TiON/Ti layer 30a, an Al alloy layer 30b, a W layer 30c, another Al alloy layer 30d and another TiN/Ti layer 30e, the layers 30e, 30d are patterned by dry-etching step using a thin resist film corresponding to the lower layer wiring patterns and the thick resist layer 32b corresponding to the connecting part patterns as masks. Next, the layer 30c is patterned by the dry-etching step using the residual parts of the layers 30e, 30d and the layer 32b as masks. Furthermore, the residual part of the layer 30d and the layers 30b, 30a are patterned by a dry-etching step using the residual part of the layer 30c and the layer 32b as masks so as to form the interconnection layer 30 having the interconnection part 30A and the connecting part 30B while removing the layer 32b. Finally, after the deposition and etching back of the interlayer insulating films, the upper layer wirings are formed.

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】この発明は、LSI等の製造
に用いるに好適な多層配線形成法に関し、特に下層配線
及び上層配線の間の接続部を下層配線に対して自己整合
的に形成することにより配線パターンの微細化を可能に
したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a multilayer wiring suitable for use in the manufacture of LSIs and the like, and more particularly to a method for forming a connection between a lower wiring and an upper wiring in a self-alignment manner with the lower wiring. Thus, the wiring pattern can be miniaturized.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、LSIの多層配線形成法として
は、図27又は図28に示すものが知られている。これ
らの図において、1は、シリコン等の半導体基板、2
は、基板1の表面を覆って形成されたシリコンオキサイ
ド等の絶縁膜である。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method shown in FIG. 27 or FIG. 28 has been known as a method of forming a multilayer wiring of an LSI. In these figures, 1 is a semiconductor substrate such as silicon, 2
Is an insulating film such as silicon oxide formed over the surface of the substrate 1.

【0003】図27の方法では、絶縁膜2の上に配線層
3を形成した後、絶縁膜2の上に配線層3を覆って層間
絶縁膜4を形成する。そして、ホトリソグラフィ及びド
ライエッチング処理により絶縁膜4に配線層3の一部に
対応した接続孔4aを形成した後、接続孔4a及び絶縁
膜4を覆ってAl合金等の配線材を被着し、その被着層
をホトリソグラフィ及びドライエッチング処理によりパ
ターニングして配線層5を形成する。配線層5は、接続
孔4aを介して配線層3に接続される。
In the method shown in FIG. 27, after a wiring layer 3 is formed on an insulating film 2, an interlayer insulating film 4 is formed on the insulating film 2 so as to cover the wiring layer 3. Then, after forming a connection hole 4a corresponding to a part of the wiring layer 3 in the insulating film 4 by photolithography and dry etching, a wiring material such as an Al alloy is applied to cover the connection hole 4a and the insulating film 4. The deposited layer is patterned by photolithography and dry etching to form a wiring layer 5. The wiring layer 5 is connected to the wiring layer 3 via the connection hole 4a.

【0004】図28の方法では、絶縁膜2の上に配線層
3を形成した後、基板上面に配線材を被着し、その被着
層をホトリソグラフィ及びドライエッチング処理により
パターニングしてピラーと呼ばれる接続部6を配線層3
上に形成する。そして、絶縁膜2の上に配線層3及び接
続部6を覆って接続部6より厚く層間絶縁膜7を形成し
た後、絶縁膜7を接続部6が露呈されるまでエッチバッ
クする。この後、絶縁膜7の残存部の上に図27で述べ
たと同様にして配線層8を形成する。配線層8は、接続
部6を介して配線層7に接続される。なお、図28の方
法の具体例は、例えばJournal of the Electrochemical
Society, Vol.137, No.2, February 1990,第609頁
〜第613頁に示されている。
In the method shown in FIG. 28, after a wiring layer 3 is formed on an insulating film 2, a wiring material is deposited on the upper surface of the substrate, and the deposited layer is patterned by photolithography and dry etching to form a pillar. The connection portion 6 called the wiring layer 3
Form on top. Then, after forming the interlayer insulating film 7 thicker than the connection portion 6 so as to cover the wiring layer 3 and the connection portion 6 on the insulation film 2, the insulating film 7 is etched back until the connection portion 6 is exposed. Thereafter, a wiring layer 8 is formed on the remaining portion of the insulating film 7 in the same manner as described with reference to FIG. The wiring layer 8 is connected to the wiring layer 7 via the connection part 6. Note that a specific example of the method of FIG. 28 is, for example, Journal of the Electrochemical
Society, Vol. 137, No. 2, February 1990, pp. 609-613.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図27に関して前述し
た方法によると、接続孔4aを微細なパターンで形成し
たり、接続孔4a内に良好な接続状態で配線層5を形成
したりするのが容易でないという問題点がある。
According to the method described above with reference to FIG. 27, it is difficult to form the connection hole 4a in a fine pattern or to form the wiring layer 5 in the connection hole 4a in a good connection state. There is a problem that it is not easy.

【0006】また、図28に関して前述した方法による
と、接続孔の形成や接続孔内の接続状態に関する問題点
を回避できるものの、接続部6を形成するため、ホトマ
スク数や工程数が増大するという問題点がある。
Further, according to the method described above with reference to FIG. 28, although the problems relating to the formation of the connection hole and the connection state in the connection hole can be avoided, the number of photomasks and the number of steps increase because the connection portion 6 is formed. There is a problem.

【0007】さらに、図27又は図28のいずれの方法
でも、接続孔4a又は接続部6を形成する際に配線層3
に対して位置合せを行なうため、位置合せずれが生ずる
ことがある。このための対策として、配線層3の一部に
おいて幅を広げることにより位置合せ余裕をもたせるこ
とが行なわれている。しかし、配線層3の一部に位置合
せ余裕をもたせることは、配線パターンの微細化の妨げ
になる。
Further, in either of the methods shown in FIGS. 27 and 28, when forming the connection hole 4a or the connection portion 6, the wiring layer 3
, The position may be misaligned. As a countermeasure for this, it has been practiced to increase the width of a part of the wiring layer 3 so as to have a margin for alignment. However, providing a margin for alignment in a part of the wiring layer 3 hinders miniaturization of the wiring pattern.

【0008】この発明の目的は、配線パターンの微細化
を可能にする新規な多層配線形成法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a novel method for forming a multi-layered wiring which enables finer wiring patterns.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明に係る第1の多
層配線形成法は、基板を覆う絶縁膜の上に第1の配線材
層を形成する工程と、前記第1の配線材層の上に、所望
の配線パターンに対応した第1のマスク部と該配線パタ
ーンに連続する接続部パターンに対応した第2のマスク
部とを有するエッチングマスクを配置する工程であっ
て、前記第2のマスク部の厚さが前記第1のマスク部の
厚さより大きく設定されているものと、前記エッチング
マスクを用いる選択エッチング処理により前記第1の配
線材層をパターニングすることにより前記第1のマスク
部に対応した配線部とこの配線部から前記第2のマスク
部に対応して突出した接続部とを有する第1の配線層を
形成する工程と、前記エッチングマスクを除去した後、
前記絶縁膜の上に前記第1の配線層を覆って前記接続部
のピークレベルより厚く層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を前記接続部が露呈されるまで平面的に
除去して前記層間絶縁膜の平坦状部を残存させる工程
と、前記層間絶縁膜の平坦状部の上に前記接続部につな
がる第2の配線層を形成する工程とを含むものである。
A first multilayer wiring forming method according to the present invention comprises a step of forming a first wiring material layer on an insulating film covering a substrate, and a step of forming the first wiring material layer. A step of disposing an etching mask having a first mask portion corresponding to a desired wiring pattern and a second mask portion corresponding to a connection portion pattern continuous with the wiring pattern, The first mask portion is formed by patterning the first wiring material layer by a selective etching process using the etching mask, wherein the thickness of the mask portion is set to be larger than the thickness of the first mask portion; Forming a first wiring layer having a wiring portion corresponding to the above and a connection portion protruding from the wiring portion corresponding to the second mask portion; and after removing the etching mask,
Forming an interlayer insulating film on the insulating film so as to cover the first wiring layer and be thicker than a peak level of the connection portion;
Removing the interlayer insulating film in a planar manner until the connection portion is exposed to leave a flat portion of the interlayer insulating film; and connecting the flat portion of the interlayer insulating film to the connection portion on the flat portion. Forming a second wiring layer.

【0010】第1の多層配線形成法によれば、配線パタ
ーンに対応する比較的薄い第1のマスク部と接続部パタ
ーンに対応する比較的厚い第2のマスク部とを有するエ
ッチングマスクを用いて第1の配線材層をパターニング
することにより第1のマスク部に対応した配線部とこの
配線部から第2のマスク部に対応して突出した接続部と
を有する第1の配線層が得られる。この場合、エッチン
グマスクは、配線部の形成と接続部の形成とに共通に使
用されるので、接続部は、配線部に対して自己整合的に
形成され、配線部に対する接続部の位置合せは不要であ
る。
According to the first multilayer wiring forming method, an etching mask having a relatively thin first mask portion corresponding to a wiring pattern and a relatively thick second mask portion corresponding to a connection portion pattern is used. By patterning the first wiring material layer, a first wiring layer having a wiring portion corresponding to the first mask portion and a connection portion protruding from the wiring portion corresponding to the second mask portion is obtained. . In this case, since the etching mask is commonly used for forming the wiring portion and the formation of the connection portion, the connection portion is formed in a self-alignment manner with respect to the wiring portion, and the alignment of the connection portion with respect to the wiring portion is performed. Not required.

【0011】この発明に係る第2の多層配線形成法は、
基板を覆う絶縁膜の上に第1の配線材層とエッチングス
トッパ用の導電層と第2の配線材層とを順次に形成する
工程と、前記第2の配線材層の上に、所望の配線パター
ンに対応した第1のマスク部と該配線パターンに連続す
る接続部パターンに対応した第2のマスク部とを有する
エッチングマスクを配置する工程であって、前記第2の
マスク部の厚さが前記第1のマスク部の厚さより大きく
設定されているものと、前記エッチングマスクを用いる
第1の選択エッチング処理により前記第2の配線材層を
パターニングすることにより前記第2の配線材層のうち
前記エッチングマスクの第1のマスク部に対応し且つ所
定の厚さを有する第1の部分と前記エッチングマスクの
第2のマスク部に対応し且つ該所定の厚さより大きい厚
さを有する第2の部分とを残存させると共に前記エッチ
ングマスクの第2のマスク部を残存させる工程と、前記
第2の配線材層の第1及び第2の部分と前記エッチング
マスクの第2のマスク部とをマスクとする第2の選択エ
ッチング処理により前記導電層をパターニングすること
により前記導電層を前記第2の配線材層の第1及び第2
の部分に対応したパターンで残存させると共に前記エッ
チングマスクの第2のマスク部を残存させる工程と、前
記導電層の残存部と前記エッチングマスクの第2のマス
ク部とをマスクとする第3の選択エッチング処理により
前記第2の配線材層の第1及び第2の部分と前記第1の
配線材層とをパターニングすることにより前記エッチン
グマスクの第1のマスク部に対応した配線部と前記エッ
チングマスクの第2のマスク部に対応した接続部とを有
する第1の配線層を形成する工程であって、前記配線部
が前記第1の配線材層の残存部と前記導電層の残存部と
の積層からなると共に前記接続部が前記第2の配線材層
の第2の部分の残存部からなるものと、前記エッチング
マスクの第2のマスク部を除去した後、前記絶縁膜の上
に前記第1の配線層を覆って前記接続部のピークレベル
より厚く層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜
を前記接続部が露呈されるまで平面的に除去して前記層
間絶縁膜の平坦状部を残存させる工程と、前記層間絶縁
膜の平坦状部の上に前記接続部につながる第2の配線層
を形成する工程とを含むものである。
A second method for forming a multilayer wiring according to the present invention comprises:
Sequentially forming a first wiring material layer, a conductive layer for an etching stopper, and a second wiring material layer on an insulating film covering the substrate; and forming a desired wiring layer on the second wiring material layer. A step of arranging an etching mask having a first mask portion corresponding to a wiring pattern and a second mask portion corresponding to a connection portion pattern continuous with the wiring pattern, wherein the thickness of the second mask portion is Is set to be larger than the thickness of the first wiring portion, and the second wiring material layer is patterned by performing a first selective etching process using the etching mask to form the second wiring material layer. A first portion corresponding to the first mask portion of the etching mask and having a predetermined thickness and a second portion corresponding to the second mask portion of the etching mask and having a thickness larger than the predetermined thickness of Leaving the second mask portion of the etching mask and the first and second portions of the second wiring material layer and the second mask portion of the etching mask as a mask. Patterning the conductive layer by a second selective etching process, thereby forming the conductive layer into first and second layers of the second wiring material layer.
And leaving a second mask portion of the etching mask, and a third selection using the remaining portion of the conductive layer and the second mask portion of the etching mask as a mask. By patterning the first and second portions of the second wiring material layer and the first wiring material layer by etching, a wiring portion corresponding to a first mask portion of the etching mask and the etching mask Forming a first wiring layer having a connection portion corresponding to the second mask portion, wherein the wiring portion is formed between a remaining portion of the first wiring material layer and a remaining portion of the conductive layer. After removing the second mask portion of the etching mask, the connecting portion is formed of the remaining portion of the second portion of the second wiring material layer, and the connection portion is formed of the remaining portion of the second portion of the second wiring material layer. 1 wiring Forming an interlayer insulating film thicker than the peak level of the connection portion, and removing the interlayer insulating film planarly until the connection portion is exposed to leave a flat portion of the interlayer insulating film. And a step of forming a second wiring layer connected to the connection portion on the flat portion of the interlayer insulating film.

【0012】第2の多層配線形成法によれば、1つのエ
ッチングマスクを配線部の形成と接続部の形成とに共通
に使用することにより配線部に対して接続部を自己整合
的に形成するので、配線部に対する接続部の位置合せは
不要である。
According to the second multilayer wiring forming method, a connection portion is formed in a self-aligned manner with respect to the wiring portion by using one etching mask for both the formation of the wiring portion and the formation of the connection portion. Therefore, it is not necessary to align the connection portion with the wiring portion.

【0013】その上、第1の配線材層と第2の配線材層
との間にエッチングストッパ用の導電層を設け、第2の
配線材層を加工して導電層の上に接続部を形成すると共
に導電層及び第1の配線材層を加工して配線部を形成す
るようにしたので、配線部の厚さは、導電層と第1の配
線材層との合計厚さに対応して精度よく決定される。従
って、配線厚さのばらつきを低減することができる。
Further, a conductive layer for an etching stopper is provided between the first wiring material layer and the second wiring material layer, and the second wiring material layer is processed to form a connection on the conductive layer. Since the wiring portion is formed by forming the conductive layer and the first wiring material layer, the thickness of the wiring portion corresponds to the total thickness of the conductive layer and the first wiring material layer. Is determined with high accuracy. Therefore, variations in the wiring thickness can be reduced.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1〜6は、この発明の一実施形
態に係る多層配線形成法を示すもので、各々の図に対応
する工程(1)〜(6)を順次に説明する。なお、以下
の説明では、導電材の積層構成をX/Y又はX/…/Y
のように表わすものとし、X層のように最も左側の層を
最上層とし且つY層のように最も右側の層を最下層とす
る。
1 to 6 show a method of forming a multilayer wiring according to an embodiment of the present invention. Steps (1) to (6) corresponding to the respective drawings will be sequentially described. In the following description, the laminated structure of the conductive material is defined as X / Y or X /.
Where the leftmost layer such as the X layer is the uppermost layer and the rightmost layer such as the Y layer is the lowermost layer.

【0015】(1)例えばシリコンからなる半導体基板
10の表面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の上に配線材層14Aを形成
する。配線材層14Aとしては、例えばTiN/Ti/
Al合金(Al−Si−Cu)/TiON/Ti=40
/7/1500/100/20[nm]の積層(20
[nm]のTiが最下層)をスパッタ法等により形成す
る。
(1) An insulating film 12 made of silicon oxide or the like covering the surface of a semiconductor substrate 10 made of silicon, for example.
Is formed, a wiring material layer 14A is formed on the insulating film 12. As the wiring material layer 14A, for example, TiN / Ti /
Al alloy (Al-Si-Cu) / TiON / Ti = 40
/ 7/1500/100/20 [nm] (20
[Ti] of [nm] is formed by a sputtering method or the like.

【0016】次に、配線材層14Aの上に回転塗布法等
によりポジ型のレジスト層16Aを形成する。そして、
ステップアンドリピート式の露光装置によりホトマスク
18上のパターンをレジスト層16Aに転写する。
Next, a positive resist layer 16A is formed on the wiring material layer 14A by a spin coating method or the like. And
The pattern on the photomask 18 is transferred to the resist layer 16A by a step-and-repeat type exposure device.

【0017】ホトマスク18は、例えば石英板等の透明
板20の一方の主面に、所望の配線パターンに対応した
比較的薄い第1の遮光部22aと該配線パターンに連続
する接続部パターンに対応した比較的厚い第2の遮光部
22bとを形成したもので、転写用の光Lに対する透明
板20の透過率を100%とすると、第1の遮光部22
aでは100%より小で0%より大の所望の透過率(例
えば50%)となり且つ第2の遮光部22bでは0%の
透過率となるように遮光部22a,22bの厚さを定め
てある。従って、光の回折を無視すると、第1の遮光部
22aにおいては光源から発せられた光線を少なくとも
一部透過し、第2の遮光部22bにおいては同光線を遮
断する。このため、レジスト層16Aにおいて、ホトマ
スク18の透過率100%の透明部に対応する個所には
強い光Lnが入射し、第1の遮光部22aに対応する個
所には弱い光Lmが入射し、第2の遮光部22bに対応
する個所には光Lが入射しない。なお、ホトマスク18
の形成法の具体例については、図16〜図26を参照し
て後述する。
The photomask 18 has a relatively thin first light-shielding portion 22a corresponding to a desired wiring pattern and a connecting portion pattern continuous with the wiring pattern on one main surface of a transparent plate 20 such as a quartz plate. And a relatively thick second light-shielding portion 22b. If the transmittance of the transparent plate 20 to the transfer light L is 100%, the first light-shielding portion 22b is formed.
In (a), the thickness of the light shielding portions 22a and 22b is determined such that the desired transmittance (for example, 50%) is smaller than 100% and larger than 0%, and is 0% in the second light shielding portion 22b. is there. Therefore, if the diffraction of light is neglected, the first light-shielding portion 22a transmits at least a part of the light emitted from the light source, and the second light-shielding portion 22b blocks the light. Therefore, in the resist layer 16A, a strong light Ln is incident on a portion corresponding to a transparent portion of the photomask 18 having a transmittance of 100%, and a weak light Lm is incident on a portion corresponding to the first light shielding portion 22a. The light L does not enter a portion corresponding to the second light shielding portion 22b. The photomask 18
A specific example of the formation method will be described later with reference to FIGS.

【0018】(2)次に、レジスト層16Aに現像処理
を施す。この結果、第1の遮光部22aに対応して配線
パターンに対応する比較的薄いレジスト層からなる第1
のマスク部16aと第2の遮光部22bに対応して接続
部パターンに対応する比較的厚いレジスト層からなる第
2のマスク部16bとを有するエッチングマスク16が
配線材層14Aの上に得られる。第2のマスク部16b
は、第1のマスク部16aより厚い。
(2) Next, the resist layer 16A is developed. As a result, the first light-shielding portion 22a corresponding to the first thin-film resist layer corresponding to the wiring pattern is formed.
An etching mask 16 having a mask portion 16a and a second mask portion 16b made of a relatively thick resist layer corresponding to the connection portion pattern corresponding to the second light shielding portion 22b is obtained on the wiring material layer 14A. . Second mask portion 16b
Is thicker than the first mask portion 16a.

【0019】(3)次に、マスク16を用いて塩素系ガ
スによる選択的ドライエッチング処理により配線材層1
4Aをパターニングする。このときのドライエッチング
条件は、一例として、 ガス流量:BCl3/Cl2/CH22=100/150
/12[sccm] 圧力: 8[mTorr] RFパワー:90[W] とすることができる。パターニングの結果として、第1
のマスク部16aに対応した配線部14aとこの配線部
から第2のマスク部16bに対応して突出した接続部1
4bとを有する第1の配線層14が絶縁膜12の上に得
られる。この後、マスク部16bを除去する。
(3) Next, the wiring material layer 1 is selectively dry-etched with a chlorine-based gas using the mask 16.
4A is patterned. The dry etching conditions at this time are, for example, gas flow rate: BCl 3 / Cl 2 / CH 2 F 2 = 100/150
/ 12 [sccm] Pressure: 8 [mTorr] RF Power: 90 [W] As a result of the patterning, the first
Wiring portion 14a corresponding to the mask portion 16a and the connection portion 1 protruding from the wiring portion corresponding to the second mask portion 16b.
4b is obtained on the insulating film 12. After that, the mask portion 16b is removed.

【0020】(4)次に、絶縁膜12の上に配線層14
を覆って層間絶縁膜24を形成する。絶縁膜24として
は、例えばプラズマCVD(ケミカル・ベーパー・デポ
ジション)法又は常圧CVD法等によりシリコンオキサ
イド系の膜を接続部14bのピークレベルより厚く例え
ば2000[nm]の厚さに形成する。
(4) Next, the wiring layer 14 is formed on the insulating film 12.
To form an interlayer insulating film 24. As the insulating film 24, a silicon oxide-based film is formed to a thickness of, for example, 2000 [nm] thicker than the peak level of the connection portion 14b by, for example, a plasma CVD (chemical vapor deposition) method or a normal pressure CVD method. .

【0021】(5)次に、エッチバック処理により絶縁
膜24を接続部14bの頂部が露呈されるまで平面的に
除去し、絶縁膜24の平坦状部を残存させる。このとき
のエッチバック条件は、一例として、 ガス流量:CHF3 /CF4 /He=20/20/90
[sccm] 圧力: 260[Pa] RFパワー:275[W] とすることができる。
(5) Next, the insulating film 24 is planarly removed by an etch-back process until the top of the connection portion 14b is exposed, leaving a flat portion of the insulating film 24. The etch-back condition at this time is, for example, as follows: Gas flow rate: CHF 3 / CF 4 / He = 20/20/90
[Sccm] Pressure: 260 [Pa] RF power: 275 [W]

【0022】(6)次に、絶縁膜24の平坦状部の上に
Al合金等の配線材を被着し、その被着層をホトリソグ
ラフィ及び選択的ドライエッチング処理によりパターニ
ングすることにより接続部14bにつながる第2の配線
層26を形成する。この結果、配線層26は、接続部1
4bを介して配線部14aに接続される。
(6) Next, a wiring material such as an Al alloy is deposited on the flat portion of the insulating film 24, and the deposited layer is patterned by photolithography and selective dry etching to form a connection portion. A second wiring layer 26 connected to 14b is formed. As a result, the wiring layer 26 is
4b is connected to the wiring section 14a.

【0023】上記した実施形態によれば、エッチングマ
スク16を配線部14aの形成と接続部14bの形成と
に共通に使用することにより配線部14aに対して接続
部14bを自己整合的に形成したので、配線部14aに
対する接続部14bの位置合せが不要となる。従って、
配線層14には、位置合せ余裕をもたせなくてよいの
で、配線パターンの微細化が可能となる。また、ホトマ
スク18は、1枚で足り、図28の方法のように配線層
3と接続部6とで別々のホトマスクを用意する必要がな
く、工程的に簡単である。
According to the above-described embodiment, the connection portion 14b is formed in a self-aligned manner with respect to the wiring portion 14a by using the etching mask 16 in common for forming the wiring portion 14a and forming the connection portion 14b. Therefore, it is not necessary to align the connection portion 14b with the wiring portion 14a. Therefore,
Since the wiring layer 14 does not need to have a margin for alignment, the wiring pattern can be miniaturized. Further, one photomask 18 is sufficient, and it is not necessary to prepare separate photomasks for the wiring layer 3 and the connection portion 6 as in the method of FIG.

【0024】図7〜14は、この発明の他の実施形態に
係る多層配線形成法を示すもので、図1〜6と同様の部
分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
FIGS. 7 to 14 show a method of forming a multilayer wiring according to another embodiment of the present invention. Parts similar to those shown in FIGS. .

【0025】図7の工程では、半導体基板10の表面を
覆う絶縁膜12の上に第1の配線材層30P、W(タン
グステン)層30c及び第2の配線材層30Qを順次に
形成する。配線材層30Pは、一例として、TiON/
Ti=100/20[nm]のバリア層30a(Tiが
下層)上に350[nm]の厚さのAl合金(Al−S
i−Cu)層30bを積層したものである。W層30c
は、エッチングストッパ用の導電層として設けられたも
ので、例えば100[nm]の厚さに形成される。配線
材層30Qは、一例として、1000[nm]の厚さの
Al合金[Al−Si−Cu)層30dの上にTiN/
Ti=40/7[nm]の反射防止層30e(Tiが下
層)を積層したものである。層30a〜30eは、スパ
ッタ法等により形成することができる。
In the step shown in FIG. 7, a first wiring material layer 30P, a W (tungsten) layer 30c and a second wiring material layer 30Q are sequentially formed on the insulating film 12 covering the surface of the semiconductor substrate 10. The wiring material layer 30P is made of TiON /
An Al alloy (Al-S) having a thickness of 350 [nm] is formed on the barrier layer 30a (Ti is a lower layer) of Ti = 100/20 [nm].
(i-Cu) layer 30b. W layer 30c
Is provided as a conductive layer for an etching stopper, and is formed to a thickness of, for example, 100 [nm]. As an example, the wiring material layer 30Q is formed by forming a TiN / AlN layer on a 1000 nm thick Al alloy [Al-Si-Cu) layer 30d.
The anti-reflection layer 30e of Ti = 40/7 [nm] (Ti is a lower layer) is laminated. The layers 30a to 30e can be formed by a sputtering method or the like.

【0026】次に、配線材層30Qの上に回転塗布法等
によりポジ型のレジスト層32Aを形成する。そして、
図1で述べたと同様にしてホトマスク18の遮光部22
a及び22bにそれぞれ対応した配線パターン及び接続
部パターンを光Lによりレジスト層32Aに転写する。
このとき、反射防止層30eの作用により高精度のパタ
ーン転写が可能である。
Next, a positive resist layer 32A is formed on the wiring material layer 30Q by a spin coating method or the like. And
In the same manner as described with reference to FIG.
The wiring pattern and the connection portion pattern corresponding to a and 22b are transferred to the resist layer 32A by the light L.
At this time, highly accurate pattern transfer can be performed by the action of the antireflection layer 30e.

【0027】図8の工程では、レジスト層32Aに現像
処理を施す。この結果、配線パターンに対応した比較的
薄いレジスト層からなる第1のマスク部32aと接続部
パターンに対応する比較的厚いレジスト層からなる第2
のマスク部32bとを有するエッチングマスク32が配
線材層30Qの上に得られる。
In the step of FIG. 8, the resist layer 32A is subjected to a developing process. As a result, the first mask portion 32a made of a relatively thin resist layer corresponding to the wiring pattern and the second mask portion made of a relatively thick resist layer corresponding to the connection pattern are formed.
The etching mask 32 having the mask portion 32b is obtained on the wiring material layer 30Q.

【0028】図9の工程では、マスク32を用いる塩素
系ガスによる選択的ドライエッチング処理により配線材
層30Qをパターニングする。このときのドライエッチ
ング条件は、一例として、 ガス流量:BCl3/Cl2/CH22=100/150
/12[sccm] 圧力: 8[mTorr] RFパワー:90[W] とすることができる。この場合、第1のマスク部32a
を除去し且つ第2のマスク部32bを残すようにドライ
エッチングを行なう。Al合金層30dのエッチングの
際にW層30cがエッチングストッパとして作用する。
In the step of FIG. 9, the wiring material layer 30Q is patterned by selective dry etching using a chlorine-based gas using the mask 32. The dry etching conditions at this time are, for example, gas flow rate: BCl 3 / Cl 2 / CH 2 F 2 = 100/150
/ 12 [sccm] Pressure: 8 [mTorr] RF Power: 90 [W] In this case, the first mask portion 32a
Is removed and dry etching is performed so as to leave the second mask portion 32b. When etching the Al alloy layer 30d, the W layer 30c functions as an etching stopper.

【0029】パターニングの結果として、Al合金層3
0dが第1のマスク部32aに対応した配線パターンに
従って残存すると共にAl合金層30d及び反射防止層
30eの積層が第2のマスク部32bに対応した接続部
パターンに従って残存する。Al合金層30dにおいて
配線パターンに従って残存する部分は、比較的薄い第1
のマスク部32aがドライエッチングにより除去された
後もドライエッチングを受けて薄くなったものである
が、次の工程でエッチングマスクとして使用することを
考慮して適当な厚さで残存させるようにする。
As a result of the patterning, the Al alloy layer 3
0d remains according to the wiring pattern corresponding to the first mask portion 32a, and the stack of the Al alloy layer 30d and the antireflection layer 30e remains according to the connection pattern corresponding to the second mask portion 32b. A portion remaining in the Al alloy layer 30d according to the wiring pattern is a relatively thin first portion.
Is thinned by dry etching even after the mask portion 32a is removed by dry etching, but is left at an appropriate thickness in consideration of use as an etching mask in the next step. .

【0030】図10の工程では、Al合金層30dの残
存部と反射防止層30eの残存部とマスク部32bとを
マスクとしてSF6 系ガスによる選択的ドライエッチン
グ処理によりW層30cをパターニングする。このとき
のドライエッチング条件は、一例として、 ガス流量:SF6 /Ar=104/26[sccm] 圧力: 32[Pa] RFパワー:450[W] とすることができる。この場合、マスク部32bを残す
ようにドライエッチングを行なう。パターニングの結果
として、W層30cは、配線パターン及び接続部パター
ンに従って残存する。
In the step of FIG. 10, the W layer 30c is patterned by selective dry etching using an SF 6 -based gas using the remaining portion of the Al alloy layer 30d, the remaining portion of the antireflection layer 30e, and the mask portion 32b as a mask. The dry etching conditions at this time can be, for example, gas flow rate: SF 6 / Ar = 104/26 [sccm] pressure: 32 [Pa] RF power: 450 [W]. In this case, dry etching is performed so as to leave the mask portion 32b. As a result of the patterning, the W layer 30c remains according to the wiring pattern and the connection portion pattern.

【0031】図11の工程では、マスク部32bとW層
30cの残存部とをマスクとして塩素系ガスによる選択
的ドライエッチング処理によりAl合金層30dの残存
部と配線材層30Pとをパターニングする。このときの
ドライエッチング条件は、図9の工程に関して前述した
のと同じにすることができる。Al合金層30dの残存
部のエッチングが進行するとき、W層30cの残存部が
エッチングストッパとして作用する。
In the step of FIG. 11, the remaining portion of the Al alloy layer 30d and the wiring material layer 30P are patterned by selective dry etching with a chlorine-based gas using the mask portion 32b and the remaining portion of the W layer 30c as a mask. The dry etching conditions at this time can be the same as those described above with reference to the step of FIG. When the etching of the remaining portion of the Al alloy layer 30d proceeds, the remaining portion of the W layer 30c acts as an etching stopper.

【0032】パターニングの結果として、第1のマスク
部32aに対応した配線部30Aと第2のマスク部32
bに対応した接続部30Bとを有する配線層30が絶縁
膜12の上に得られる。配線部30Aは、配線材層30
Pの残存部(バリア層30a及びAl合金層30bの積
層の残存部)とW層30cの残存部とからなり、接続部
30Bは、配線材層30Qの残存部(Al合金層30d
及び反射防止層30eの積層の残存部)からなる。パタ
ーニングの後、マスク部32bを除去する。
As a result of the patterning, the wiring portion 30A corresponding to the first mask portion 32a and the second mask portion 32
The wiring layer 30 having the connection portion 30B corresponding to the “b” is obtained on the insulating film 12. The wiring portion 30 </ b> A includes the wiring material layer 30.
The remaining portion of P (the remaining portion of the laminate of the barrier layer 30a and the Al alloy layer 30b) and the remaining portion of the W layer 30c are formed. The connection portion 30B is formed of the remaining portion of the wiring material layer 30Q (the Al alloy layer 30d).
And the remaining portion of the laminated antireflection layer 30e). After the patterning, the mask portion 32b is removed.

【0033】図12の工程では、図4で述べたと同様に
して絶縁膜12の上に配線層30を覆ってシリコンオキ
サイド系の絶縁膜34を接続部30Bのピークレベルよ
り厚く例えば2000[nm]の厚さに形成する。
In the process of FIG. 12, a silicon oxide insulating film 34 is formed on the insulating film 12 so as to cover the wiring layer 30 in the same manner as described with reference to FIG. Formed to a thickness of

【0034】図13の工程では、図5で述べたと同様に
してエッチバック処理により絶縁膜34を接続部30B
の頂部が露呈されるまで平面的に除去し、絶縁膜34の
平坦状部を残存させる。
In the step of FIG. 13, the insulating film 34 is connected to the connecting portion 30B by an etch-back process in the same manner as described with reference to FIG.
Until the top of the insulating film 34 is exposed, leaving a flat portion of the insulating film 34.

【0035】図14の工程では、図6で述べたと同様に
して絶縁膜34の平坦状部に接続部30Bにつながる第
2の配線層36を形成する。この結果、配線層36は、
接続部30Bを介して配線部30Aに接続される。
In the step of FIG. 14, a second wiring layer 36 connected to the connection portion 30B is formed on the flat portion of the insulating film 34 in the same manner as described with reference to FIG. As a result, the wiring layer 36
The connection part 30B is connected to the wiring part 30A.

【0036】図7〜14の実施形態によれば、エッチン
グマスク32を配線部30Aの形成と接続部30Bの形
成とに共通に使用することにより配線部30Aに対して
接続部30Bを自己整合的に形成したので、配線部30
Aに対する接続部30Bの位置合せが不要となる。従っ
て、配線層30には、位置合せ余裕をもたせなくてよ
く、配線パターンの微細化が可能となる。また、ホトマ
スク18は、1枚で足り、図28の方法のように配線層
3と接続部6とで別々のホトマスクを用意する必要がな
く、工程的に簡単である。
According to the embodiment shown in FIGS. 7 to 14, the etching mask 32 is commonly used for forming the wiring portion 30A and the connecting portion 30B so that the connecting portion 30B is self-aligned with the wiring portion 30A. Formed in the wiring section 30
It is not necessary to align the connection portion 30B with A. Therefore, the wiring layer 30 does not need to have a margin for alignment, and the wiring pattern can be miniaturized. Further, one photomask 18 is sufficient, and it is not necessary to prepare separate photomasks for the wiring layer 3 and the connection portion 6 as in the method of FIG.

【0037】その上、第1の配線材層30Pと第2の配
線材層30Qの間にW層30cを設け、配線材層30Q
を加工してW層30c上に接続部30Bを形成すると共
にW層30c及び配線材層30Pを加工して配線部30
Aを形成するようにしたので、配線部30Aの厚さは、
配線材層30PとW層30cとの合計厚さに対応して精
度よく決まる。従って、配線厚さのばらつきを低減する
ことができる。
Further, a W layer 30c is provided between the first wiring material layer 30P and the second wiring material layer 30Q, and the wiring material layer 30Q
Is processed to form the connection portion 30B on the W layer 30c, and the W layer 30c and the wiring material layer 30P are processed to form the wiring portion 30.
A is formed, so the thickness of the wiring portion 30A is
It is determined accurately according to the total thickness of the wiring material layer 30P and the W layer 30c. Therefore, variations in the wiring thickness can be reduced.

【0038】図1〜6又は図7〜14に関して上記した
多層配線形成法は、3層以上の多層配線形成に応用する
ことができる。例えば図1〜6の方法について説明する
と、図5の工程の後、図15に示すように絶縁膜24の
平坦状部の上に図1〜5で述べたと同様にして配線層3
7及び絶縁膜38を形成し、絶縁膜38の平坦状部の上
に図6で述べたと同様にして配線層39を形成する。配
線層37は、配線層14につながるように形成し、配線
層39は、配線層37につながるように形成する。絶縁
膜38の平坦状部の上には、配線層39を覆ってパッシ
ベーション膜40を形成する。
The multilayer wiring forming method described above with reference to FIGS. 1 to 6 or FIGS. 7 to 14 can be applied to the formation of a multilayer wiring of three or more layers. For example, the method of FIGS. 1 to 6 will be described. After the step of FIG. 5, the wiring layer 3 is formed on the flat portion of the insulating film 24 as shown in FIGS.
7 and an insulating film 38 are formed, and a wiring layer 39 is formed on the flat portion of the insulating film 38 in the same manner as described with reference to FIG. The wiring layer 37 is formed so as to be connected to the wiring layer 14, and the wiring layer 39 is formed so as to be connected to the wiring layer 37. A passivation film 40 is formed on the flat portion of the insulating film 38 so as to cover the wiring layer 39.

【0039】図16〜19は、ホトマスク18の第1の
製作例を示すものである。
16 to 19 show a first example of manufacturing the photomask 18. FIG.

【0040】図16の工程では、例えば石英板等の透明
板の一方の主面にクロム層42を介して酸化クロム層4
4を形成したブランクスを用意する。そして、酸化クロ
ム層44の上に回転塗布法等により電子ビームに感応す
るポジ型のレジスト層46Aを形成する。
In the step of FIG. 16, a chromium oxide layer 4 is formed on one main surface of a transparent plate such as a quartz plate via a chromium layer 42.
A blank on which No. 4 is formed is prepared. Then, a positive resist layer 46A sensitive to an electron beam is formed on the chromium oxide layer 44 by a spin coating method or the like.

【0041】図17の工程では、電子ビームによる直接
描画法によりレジスト層46Aに露光処理を施す。この
場合、レジスト層46Aにおいて、配線パターン及びこ
れにつながる接続部パターンのいずれにも対応しない個
所にはレジスト除去を可能にするように強い電子ビーム
Esを照射し、配線パターンに対応する個所にはレジス
トを所定の厚さで残存可能とするように弱い電子ビーム
Eaを照射し、接続部パターンに対応する個所には電子
ビームを照射しない。
In the step shown in FIG. 17, the resist layer 46A is exposed by a direct drawing method using an electron beam. In this case, in the resist layer 46A, a portion corresponding to neither the wiring pattern nor the connecting portion pattern connected thereto is irradiated with a strong electron beam Es so as to enable removal of the resist, and a portion corresponding to the wiring pattern is The resist is irradiated with a weak electron beam Ea so that the resist can remain at a predetermined thickness, and a portion corresponding to the connection pattern is not irradiated with the electron beam.

【0042】図18の工程では、レジスト層46Aに現
像処理を施す。この結果、配線パターンに対応した比較
的薄いレジスト層からなる第1のマスク部46aと接続
部パターンに対応した比較的厚いレジスト層からなる第
2のマスク部46bとを有するエッチングマスク46が
酸化クロム層44上に得られる。
In the step of FIG. 18, the resist layer 46A is subjected to a developing process. As a result, the etching mask 46 having the first mask portion 46a formed of a relatively thin resist layer corresponding to the wiring pattern and the second mask portion 46b formed of the relatively thick resist layer corresponding to the connection pattern is formed of chromium oxide. Obtained on layer 44.

【0043】図19の工程では、マスク46を用いる選
択的ドライエッチング処理によりクロム層42及び酸化
クロム層44の積層をパターニングする。この結果、ク
ロム層42が第1のマスク部46aに対応した配線パタ
ーンに従って残存すると共にクロム層42及び酸化クロ
ム層44の積層が第2のマスク部46bに対応した接続
部パターンに従って残存する。クロム層42において配
線パターンに従って残存する部分は、比較的薄い第1の
マスク部46aがドライエッチングにより除去された後
もドライエッチングを受けて薄くなったものである。パ
ターニングの後、マスク部46bを除去する。
In the step of FIG. 19, the lamination of the chromium layer 42 and the chromium oxide layer 44 is patterned by selective dry etching using a mask 46. As a result, the chrome layer 42 remains according to the wiring pattern corresponding to the first mask portion 46a, and the lamination of the chromium layer 42 and the chromium oxide layer 44 remains according to the connection pattern corresponding to the second mask portion 46b. The portion of the chromium layer 42 remaining according to the wiring pattern is thinned by the dry etching even after the relatively thin first mask portion 46a is removed by the dry etching. After the patterning, the mask portion 46b is removed.

【0044】図19において、ホトマスク18は、透明
板20と、この透明板の一方の主面に形成された第1及
び第2の遮光部22a及び22bとを備えている。第1
の遮光部22aは、クロム層42のうち配線パターンに
従って残存した比較的薄い部分からなっている。第2の
遮光部22bは、クロム層42のうち接続部パターンに
従って残存した比較的厚い部分と、酸化クロム層44の
うち接続部パターンに従って残存した部分との積層から
なっている。
In FIG. 19, the photomask 18 includes a transparent plate 20, and first and second light shielding portions 22a and 22b formed on one main surface of the transparent plate. First
Is formed of a relatively thin portion of the chrome layer 42 remaining according to the wiring pattern. The second light-shielding portion 22b is formed by stacking a relatively thick portion of the chrome layer 42 remaining according to the connection pattern and a portion of the chromium oxide layer 44 remaining according to the connection pattern.

【0045】図20〜26は、ホトマスク18の第2の
製作例を示すものである。
FIGS. 20 to 26 show a second example of manufacturing the photomask 18. FIG.

【0046】図20の工程では、石英板等の透明板20
の一方の主面に半透過膜52、クロム層54及び酸化ク
ロム層56を順次に積層したブランクスを用意する。半
透過膜52としては、MoSi系のもの(例えばMoS
iON)又はCrO系のものを50〜100[nm]の
厚さに形成しておくとよい。クロム層54の厚さは、1
05[nm]にすることができる。酸化クロム層56の
上には、一例として電子ビームに感応するネガ型のレジ
スト層58Aを500[nm]の厚さに形成する。レジ
スト層58Aとしてネガ型のものを用いると、ポジ型の
ものを用いる場合に比べて露光面積が少なくて済む。
In the process of FIG. 20, a transparent plate 20 such as a quartz plate is used.
A blank is prepared in which a semi-permeable film 52, a chromium layer 54, and a chromium oxide layer 56 are sequentially laminated on one main surface. As the semi-permeable film 52, a MoSi-based film (for example, MoS
iON) or a CrO-based material is preferably formed to a thickness of 50 to 100 [nm]. The thickness of the chrome layer 54 is 1
05 [nm]. On the chromium oxide layer 56, as an example, a negative resist layer 58A sensitive to an electron beam is formed to a thickness of 500 [nm]. When a negative type resist layer is used as the resist layer 58A, the exposure area can be smaller than when a positive type resist layer is used.

【0047】図21の工程では、電子ビームによる直接
描画法によりレジスト層58Aに露光処理を施す。この
場合、レジスト層58Aにおいて、配線パターンにつな
がる接続部パターンに対応する個所にのみ電子ビームE
cを照射し、配線パターンに対応する個所及び配線パタ
ーン及び接続部パターンのいずれにも対応しない個所に
は電子ビームを照射しない。電子ビームによる露光は、
ドーズ量8.5μC/cm2 の条件で行なうことができ
る。
In the step of FIG. 21, the resist layer 58A is exposed to light by a direct drawing method using an electron beam. In this case, the electron beam E is applied only to a portion of the resist layer 58A corresponding to the connection pattern connected to the wiring pattern.
The electron beam is not irradiated on the portion corresponding to the wiring pattern and the portion not corresponding to any of the wiring pattern and the connection portion pattern. Exposure with an electron beam
It can be performed under the condition of a dose of 8.5 μC / cm 2 .

【0048】図22の工程では、レジスト層58Aに現
像処理を施す。この結果、接続部パターンに対応したレ
ジスト層からなるエッチングマスク58が得られる。次
に、マスク58を用いる選択的エッチング処理によりク
ロム層54及び酸化クロム層58の積層をパターニング
することによりクロム層54及び酸化クロム層58をマ
スク58に対応する接続部パターンに従って残存させ
る。このときのエッチング処理は、硝酸第2セリウムア
ンモニウム、過塩素酸等を含むエッチング液をスプレー
噴射することにより行なうことができる。また、このと
きのエッチング処理においては、半透過膜52がエッチ
ングストッパとして作用し、半透過膜52は、実質的に
エッチングされずに残存する。エッチングの後、マスク
58を除去する。なお、マスク58を残しておいて、次
の図23の工程でレジストを重ね塗りするようにしても
よい。
In the step of FIG. 22, the resist layer 58A is developed. As a result, an etching mask 58 made of a resist layer corresponding to the connection pattern is obtained. Next, the chromium layer 54 and the chromium oxide layer 58 are patterned by a selective etching process using the mask 58, so that the chromium layer 54 and the chromium oxide layer 58 are left according to the connection pattern corresponding to the mask 58. The etching at this time can be performed by spraying an etching solution containing ceric ammonium nitrate, perchloric acid, or the like. In the etching process at this time, the semi-permeable film 52 functions as an etching stopper, and the semi-permeable film 52 remains without being substantially etched. After the etching, the mask 58 is removed. The mask 58 may be left, and the resist may be overcoated in the next step of FIG.

【0049】図23の工程では、電子ビームに感応する
ネガ型レジスト層60Aを半透過膜52の上にクロム層
54及び酸化クロム層56の残存部を覆って500[n
m]の厚さに形成する。レジスト層60Aとしてネガ型
のものを用いると、ポジ型のものを用いる場合に比べて
露光面積が少なくて済む。
In the step shown in FIG. 23, a negative resist layer 60A responsive to the electron beam is formed on the semi-transmissive film 52 so as to cover the remaining portions of the chromium layer 54 and the chromium oxide layer 56 for 500 [n].
m]. When a negative type resist layer is used as the resist layer 60A, the exposure area can be smaller than when a positive type resist layer is used.

【0050】図24の工程では、電子ビームによる直接
描画法によりレジスト層60Aに露光処理を施す。この
場合、レジスト層60Aにおいて、配線パターン及びこ
れにつながる接続部パターンに対応する個所にのみ電子
ビームEwを照射し、配線パターン及び接続部パターン
のいずれにも対応しない個所には電子ビームを照射しな
い。電子ビームによる露光は、ドーズ量8.5μC/c
2 の条件で行なうことができる。
In the step of FIG. 24, the resist layer 60A is exposed to light by a direct drawing method using an electron beam. In this case, in the resist layer 60A, the electron beam Ew is irradiated only on the portion corresponding to the wiring pattern and the connection portion pattern connected thereto, and the electron beam is not irradiated on the portion not corresponding to any of the wiring pattern and the connection portion pattern. . Exposure with an electron beam is performed at a dose of 8.5 μC / c.
It can be carried out under the condition of m 2.

【0051】図25の工程では、レジスト層60Aに現
像処理を施す。この結果、配線パターン及び接続部パタ
ーンに対応したレジスト層からなるエッチングマスク6
0が得られる。次に、マスク60を用いてSF6 系ガス
による選択的ドライエッチング処理により半透過膜52
をパターニングすることにより半透過膜52をマスク6
0に対応する配線パターン及び接続部パターンに従って
残存させる。
In the step of FIG. 25, the resist layer 60A is developed. As a result, the etching mask 6 made of a resist layer corresponding to the wiring pattern and the connection portion pattern is formed.
0 is obtained. Next, the semi-transmissive film 52 is selectively etched with an SF 6 -based gas using a mask 60.
Of the semi-transmissive film 52 by patterning
0 is left according to the wiring pattern and the connection pattern corresponding to 0.

【0052】図26の工程では、マスク60を除去す
る。図22の工程でマスク58を残しておいた場合は、
マスク58も除去する。図26において、ホトマスク1
8は、透明板20と、この透明板の一方の主面に形成さ
れた第1及び第2の遮光部22a及び22bとを備えて
いる。第1の遮光部22aは、半透過膜52のうち配線
パターンに従って残存した部分からなっている。第2の
遮光部22bは、半透過膜52、クロム層54及び酸化
クロム層56の積層のうち接続部パターンに従って残存
した部分からなっている。
In the step of FIG. 26, the mask 60 is removed. When the mask 58 is left in the step of FIG.
The mask 58 is also removed. In FIG. 26, photomask 1
Reference numeral 8 includes a transparent plate 20, and first and second light-shielding portions 22a and 22b formed on one main surface of the transparent plate. The first light shielding portion 22a is a portion of the semi-transmissive film 52 that remains according to the wiring pattern. The second light-shielding portion 22b is formed of a portion of the lamination of the semi-transmissive film 52, the chromium layer 54, and the chromium oxide layer 56 which remains according to the connection pattern.

【0053】上記した図16〜19又は図20〜26の
製法によれば、この発明を実施する際に使用するに好適
なホトマスクを得ることができる。特に図20〜26の
製法によれば、遮光部22bの厚さを半透過膜52の厚
さに対応して精度よく決定できるので、高精度のホトマ
スクが得られる。
According to the manufacturing method shown in FIGS. 16 to 19 or FIGS. 20 to 26, a photomask suitable for use in carrying out the present invention can be obtained. In particular, according to the manufacturing method shown in FIGS. 20 to 26, the thickness of the light shielding portion 22b can be accurately determined according to the thickness of the semi-transmissive film 52, so that a highly accurate photomask can be obtained.

【0054】この発明は、上記した実施形態に限定され
るものではなく、種々の改変形態で実施可能なものであ
る。例えば、次のような変更が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented in various modified forms. For example, the following changes are possible.

【0055】(1)レジスト層に露光・現像処理を施し
てエッチングマスクを形成する際には、ホトマスクから
パターン転写する方法に代えて電子ビームによる直接描
画法を用いてもよい。
(1) When the resist layer is exposed and developed to form an etching mask, a direct drawing method using an electron beam may be used instead of a method of transferring a pattern from a photomask.

【0056】(2)ホトマスクからパターン転写する際
には、光(紫外線も含む)の代りにX線、電子ビーム、
イオンビーム等の情報キャリヤを用いてもよい。
(2) When transferring a pattern from a photomask, an X-ray, an electron beam,
An information carrier such as an ion beam may be used.

【0057】(3)ホトマスクにおいて透過率100%
の透明部及び透過率0%の遮光部をそれぞれ透過率0%
の遮光部及び透過率100%の透明部に変更すると共に
レジスト層16A又は32Aとしてネガ型のものを用い
てもよい。
(3) 100% transmittance in photomask
The transparent part and the light-shielding part with a transmittance of 0% are each transmitted with a transmittance of 0%
And the resist layer 16A or 32A may be of a negative type.

【0058】(4)レジスト層16A又は32Aとして
は、単層のものを用いたが、種類を異にする複数の層を
積層したものを用いてもよい。
(4) As the resist layer 16A or 32A, a single layer is used, but a layer in which a plurality of layers of different types are laminated may be used.

【0059】(5)絶縁膜を平面的に除去する手段とし
ては、エッチバック処理の代りにCMP(化学的・機械
的研磨)処理等を用いてもよい。
(5) As a means for planarly removing the insulating film, a CMP (chemical / mechanical polishing) process or the like may be used instead of the etch-back process.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、下層
配線及び上層配線の間の接続部を下層配線に対して自己
整合的に形成したので、下層配線には位置合せ余裕をも
たせる必要がなく、配線パターンの微細化が可能となる
効果が得られるものである。また、図28の方法に比べ
てホトマスク数が少なく、工程的に簡単となる利点もあ
る。
As described above, according to the present invention, the connection between the lower layer wiring and the upper layer wiring is formed in a self-aligned manner with respect to the lower layer wiring. Therefore, the effect that the wiring pattern can be miniaturized can be obtained. Further, there is an advantage that the number of photomasks is smaller than that of the method of FIG.

【0061】その上、図7〜14の実施形態で示したよ
うに第1及び第2の配線材層の間にエッチングストッパ
用の導電層を設け、第2の配線材層を加工して導電層上
に接続部を形成すると共に導電層及び第1の配線材層を
加工して配線部を形成すると、配線部の厚さが導電層と
第1の配線材層との合計厚さに対応するようになり、配
線厚さのばらつきを低減できる効果がある。
Further, as shown in the embodiment of FIGS. 7 to 14, a conductive layer for an etching stopper is provided between the first and second wiring material layers, and the second wiring material layer is processed to form a conductive layer. When the connection portion is formed on the layer and the wiring portion is formed by processing the conductive layer and the first wiring material layer, the thickness of the wiring portion corresponds to the total thickness of the conductive layer and the first wiring material layer. This has the effect of reducing variations in the wiring thickness.

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

【図1】 この発明の一実施形態に係る多層配線形成法
におけるレジスト露光工程を示す基板断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a substrate showing a resist exposure step in a multilayer wiring forming method according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の工程に続くレジスト現像工程を示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a resist development step following the step of FIG.

【図3】 図2の工程に続く配線パターニング工程及び
レジスト除去工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a wiring patterning step and a resist removing step subsequent to the step of FIG. 2;

【図4】 図3の工程に続く絶縁膜形成工程を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an insulating film forming step following the step of FIG. 3;

【図5】 図4の工程に続くエッチバック工程を示す断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an etch-back step following the step of FIG. 4;

【図6】 図5の工程に続く配線層形成工程を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a wiring layer forming step following the step of FIG. 5;

【図7】 この発明の他の実施形態に係る多層配線形成
法におけるレジスト露光工程を示す基板断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a substrate showing a resist exposure step in a multilayer wiring forming method according to another embodiment of the present invention.

【図8】 図7の工程に続くレジスト現像工程を示す断
面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a resist developing step following the step of FIG. 7;

【図9】 図8の工程に続く第1の配線材層の選択エッ
チング工程を示す断面図である。
9 is a cross-sectional view showing a step of selectively etching a first wiring material layer subsequent to the step of FIG. 8;

【図10】 図9の工程に続くW層の選択エッチング工
程を示す断面図である。
10 is a cross-sectional view showing a step of selectively etching a W layer following the step of FIG. 9;

【図11】 図10の工程に続く第2の配線材層の選択
エッチング工程を示す断面図である。
11 is a cross-sectional view showing a step of selectively etching a second wiring material layer following the step of FIG. 10;

【図12】 図11の工程に続く絶縁膜形成工程を示す
断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an insulating film forming step following the step of FIG. 11;

【図13】 図12の工程に続くエッチバック工程を示
す断面図である。
13 is a cross-sectional view showing an etch-back step following the step of FIG.

【図14】 図13の工程に続く配線層形成工程を示す
基板断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the substrate showing a wiring layer forming step following the step of FIG. 13;

【図15】 図5の工程に続く変形例を示す断面図であ
る。
FIG. 15 is a sectional view showing a modified example following the step of FIG. 5;

【図16】 ホトマスクの第1の製作例におけるレジス
ト層形成工程を示す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist layer in a first example of manufacturing a photomask.

【図17】 図16の工程に続くレジスト露光工程を示
す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a resist exposure step that follows the step of FIG. 16;

【図18】 図17の工程に続くレジスト現像工程を示
す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a resist developing step that follows the step of FIG. 17;

【図19】 図18の工程に続く選択エッチング工程及
びレジスト除去工程を示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a selective etching step and a resist removing step subsequent to the step of FIG. 18;

【図20】 ホトマスクの第2の製作例におけるレジス
ト層形成工程を示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist layer in a second example of manufacturing a photomask.

【図21】 図20の工程に続くレジスト露光工程を示
す断面図である。
21 is a cross-sectional view showing a resist exposure step that follows the step of FIG. 20.

【図22】 図21の工程に続くレジスト現像工程及び
選択エッチング工程を示す断面図である。
FIG. 22 is a sectional view showing a resist developing step and a selective etching step following the step of FIG. 21;

【図23】 図22の工程に続くレジスト層形成工程を
示す断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a resist layer forming step following the step in FIG. 22;

【図24】 図23の工程に続くレジスト露光工程を示
す断面図である。
24 is a cross-sectional view showing a resist exposure step that follows the step of FIG. 23.

【図25】 図24の工程に続くレジスト現像工程及び
選択エッチング工程を示す断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a resist developing step and a selective etching step following the step of FIG. 24;

【図26】 図25の工程に続くレジスト除去工程を示
す断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a resist removing step following the step of FIG. 25;

【図27】 従来の多層配線形成法の一例を示す基板断
面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view of a substrate illustrating an example of a conventional method for forming a multilayer wiring.

【図28】 従来の多層配線形成法の他の例を示す基板
断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view of a substrate showing another example of a conventional multi-layer wiring forming method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:半導体基板、12,24,34:絶縁膜、14
A,30P,30Q:配線材層、14,26,30,3
6:配線層、16A,32A:レジスト層、16,3
2:エッチングマスク、18:ホトマスク、30c:W
層(エッチングストッパ用の導電層)。
10: semiconductor substrate, 12, 24, 34: insulating film, 14
A, 30P, 30Q: wiring material layer, 14, 26, 30, 3
6: wiring layer, 16A, 32A: resist layer, 16, 3
2: etching mask, 18: photomask, 30c: W
Layer (conductive layer for etching stopper).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板を覆う絶縁膜の上に第1の配線材層を
形成する工程と、 前記第1の配線材層の上に、所望の配線パターンに対応
した第1のマスク部と該配線パターンに連続する接続部
パターンに対応した第2のマスク部とを有するエッチン
グマスクを配置する工程であって、前記第2のマスク部
の厚さが前記第1のマスク部の厚さより大きく設定され
ているものと、 前記エッチングマスクを用いる選択エッチング処理によ
り前記第1の配線材層をパターニングすることにより前
記第1のマスク部に対応した配線部とこの配線部から前
記第2のマスク部に対応して突出した接続部とを有する
第1の配線層を形成する工程と、 前記エッチングマスクを除去した後、前記絶縁膜の上に
前記第1の配線層を覆って前記接続部のピークレベルよ
り厚く層間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を前記接続部が露呈されるまで平面的に
除去して前記層間絶縁膜の平坦状部を残存させる工程
と、 前記層間絶縁膜の平坦状部の上に前記接続部につながる
第2の配線層を形成する工程とを含む多層配線形成法。
A step of forming a first wiring member layer on an insulating film covering the substrate; and forming a first mask portion corresponding to a desired wiring pattern on the first wiring member layer. A step of arranging an etching mask having a second mask portion corresponding to a connection portion pattern continuous with the wiring pattern, wherein the thickness of the second mask portion is set to be larger than the thickness of the first mask portion. And a wiring portion corresponding to the first mask portion by patterning the first wiring material layer by a selective etching process using the etching mask, and from the wiring portion to the second mask portion. Forming a first wiring layer having a correspondingly protruding connection portion; and, after removing the etching mask, covering the first wiring layer on the insulating film so as to cover a peak level of the connection portion. Thicker A step of forming an interlayer insulating film; a step of removing the interlayer insulating film planarly until the connection portion is exposed to leave a flat portion of the interlayer insulating film; and a flat portion of the interlayer insulating film. Forming a second wiring layer connected to the connection portion on the second wiring layer.
【請求項2】基板を覆う絶縁膜の上に第1の配線材層と
エッチングストッパ用の導電層と第2の配線材層とを順
次に形成する工程と、 前記第2の配線材層の上に、所望の配線パターンに対応
した第1のマスク部と該配線パターンに連続する接続部
パターンに対応した第2のマスク部とを有するエッチン
グマスクを配置する工程であって、前記第2のマスク部
の厚さが前記第1のマスク部の厚さより大きく設定され
ているものと、 前記エッチングマスクを用いる第1の選択エッチング処
理により前記第2の配線材層をパターニングすることに
より前記第2の配線材層のうち前記エッチングマスクの
第1のマスク部に対応し且つ所定の厚さを有する第1の
部分と前記エッチングマスクの第2のマスク部に対応し
且つ該所定の厚さより大きい厚さを有する第2の部分と
を残存させると共に前記エッチングマスクの第2のマス
ク部を残存させる工程と、 前記第2の配線材層の第1及び第2の部分と前記エッチ
ングマスクの第2のマスク部とをマスクとする第2の選
択エッチング処理により前記導電層をパターニングする
ことにより前記導電層を前記第2の配線材層の第1及び
第2の部分に対応したパターンで残存させると共に前記
エッチングマスクの第2のマスク部を残存させる工程
と、 前記導電層の残存部と前記エッチングマスクの第2のマ
スク部とをマスクとする第3の選択エッチング処理によ
り前記第2の配線材層の第1及び第2の部分と前記第1
の配線材層とをパターニングすることにより前記エッチ
ングマスクの第1のマスク部に対応した配線部と前記エ
ッチングマスクの第2のマスク部に対応した接続部とを
有する第1の配線層を形成する工程であって、前記配線
部が前記第1の配線材層の残存部と前記導電層の残存部
との積層からなると共に前記接続部が前記第2の配線材
層の第2の部分の残存部からなるものと、 前記エッチングマスクの第2のマスク部を除去した後、
前記絶縁膜の上に前記第1の配線層を覆って前記接続部
のピークレベルより厚く層間絶縁膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜を前記接続部が露呈されるまで平面的に
除去して前記層間絶縁膜の平坦状部を残存させる工程
と、 前記層間絶縁膜の平坦状部の上に前記接続部につながる
第2の配線層を形成する工程とを含む多層配線形成法。
2. A step of sequentially forming a first wiring material layer, a conductive layer for an etching stopper, and a second wiring material layer on an insulating film covering a substrate; A step of disposing an etching mask having a first mask portion corresponding to a desired wiring pattern and a second mask portion corresponding to a connection portion pattern continuous with the wiring pattern, A mask having a thickness set to be larger than a thickness of the first mask; and a second selective etching process using the etching mask, wherein the second wiring material layer is patterned by the second selective etching. A first portion of the wiring material layer corresponding to the first mask portion of the etching mask and having a predetermined thickness, and a thickness corresponding to the second mask portion of the etching mask and larger than the predetermined thickness Sa Leaving a second portion having the second mask portion of the etching mask and first and second portions of the second wiring material layer and a second mask portion of the etching mask. The conductive layer is patterned by a second selective etching process using as a mask, the conductive layer is left in a pattern corresponding to the first and second portions of the second wiring material layer, and the etching mask is formed. And a third selective etching process using the remaining portion of the conductive layer and the second mask portion of the etching mask as a mask. And the second part and the first part
And forming a first wiring layer having a wiring portion corresponding to the first mask portion of the etching mask and a connection portion corresponding to the second mask portion of the etching mask. A step in which the wiring portion is formed by laminating a remaining portion of the first wiring material layer and a remaining portion of the conductive layer, and the connection portion is formed by a remaining portion of the second portion of the second wiring material layer. And after removing the second mask portion of the etching mask,
Forming an interlayer insulating film thicker than the peak level of the connecting portion over the insulating film so as to cover the first wiring layer; and removing the interlayer insulating film planarly until the connecting portion is exposed. Forming a second wiring layer connected to the connecting portion on the flat portion of the interlayer insulating film by a method of forming a second wiring layer on the flat portion of the interlayer insulating film.
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