JPS5856438A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法、より詳しくは半導体基
板のメルク上に形成された第１層配線と、その上に絶縁
膜を介して配設される第２層配線との接続を形成′″ｒ
も方法に、関する。

半導体集積回路の集積度を高めるために、配線を多層（
形成することが行なわれる。第１図を瓢照して多層配線
につき説明すると、その（ＩＬ）において、１は半導体
基体、２ｔエバルクｌ上に形成された例えばアルミニラ
Ａ（ムｌ）の第１層配＋Ｖｉ！、　３は例えば燐シリケ
ートガラスのような絶縁層、４はこの絶縁層３の上に形
成された第２層配線（例えはムｌ　配−）である、なお
ｒは半導体基体ｌのｐ面に形成された絶一層である。

かかる多層配線を形成するに會工、絶縁層３を形成した
後に、この絶縁層に層間接続孔（ｔｈｒｏｕｇｈｈｏｌ
・またはマｉａ　ｈｏｌｅ　）　５を開孔し、しかる後
に第２層配線４を形成層Φ。かかる層間接続孔５の開孔
については、第１層配線２どの相対的位雪合わせの問題
がある。この位置合わせに十分な余裕をもたせ、第１層
配線と確実に接続がとれることを保障する目的で層間接
続孔５のまわりには、第１図（ｂ）の平面図に示す如く
ひろがり（位置合わせ余裕）をもたせなければならない
、このことは、半導体集積回路の微細化に対して障害と
なる。

かかる問題を解決するために、第１屠配１ｌｖｃ柱状突
起部を形成する技術が開発された。第１図（ｃ）を参照
すると、第１層配線２には柱状突起部６が形成されてい
て、この柱状−起部６が１！ｇ２層配線４と接続してい
る。かかる多層配ｌＩ！は、バルク１上に導通部となる
柱状突起部６をもった第１層配ＩＩｉ！２を形成し、そ
の上に燐？／リケードガラス（１’８Ｇ）層３を形成す
ると、２８０層３の第１層配線２１２の上部の層の表面
・工１図に点線で示す如（Ｋなる。この２８０層３に対
し平担化を意図した制御された（コントロール）エツチ
ングを行ない、図に実−テ示す如くに表面な形成し、し
が）１１後に第２層配線４を形成ｊΦ。

不発明の目的はかかり多層配線形成方法の改善にあり、
そのために、柱状突起部力ｂ　ｔｔ　ｋ　層間接１＆体
により接続される第１層配線と９２層配線とを有する半
導体装置を製造する方法において、半導体基体上に第１
の配線層を構成する第１の金属層を形成し、この第１の
金属層上にかかる金属層とは同一のエツチング材九対し
て異なるエツチング速度をもち、かつ、前記材料のエツ
チングに対して耐性をもつ第２の金属の層を配設し、か
かる第２の金属層上に第１の金属層と同じ材料からなり
１博通用突起部を形成すべき一第３の金属層を配役する
工程、この突起部形成層上に前記第１層配線層に対応す
るパターンを有するマスク層を形成し。

次いで前記マスク層上に前記柱状突起部に対応してレジ
スト層を配設する工程、前記マスク層をマスクにして前
記第３の金属層をエツチングし、前記レジスト層をマス
クにして前記マスク層をエツチングし、更に＊記第２の
金属層及び前記第１の金属層とを選択的にエツチング除
去して第１配置層を形成する工程１次いや前記金属層周
囲に絶縁層を形成すφ工程、しかる後前記第３の金属層
に接し、前記絶縁層上＃Ｃ延在する＃２層配線層を形成
する工程を有することを特命とする半導体装置Ｑ）製造
方法を提供すり。　゛ 以下、本発明の方法の実旅例を添付図面な参照して説明
する。

第２図に＆工、本発明の方法を実施ｊる工程における半
導体装置の要部が断面で示される。従来の技術において
は、半導体基体１１の表面に形成された絶縁膜ｌｒ上に
、第１配線層形成体として単一層のアルミニウム（ムｌ
）また６″に、多結Ｊ＆シリ＝ｔ７の−が形成きれたの
に対し、本発明の方法にお〜・てｔＸ導電性釡属層を、
上下の同種の金属層の関に。

前記金属の二゛ツチング速度と異なるエツチング速度を
もち、かつそのエッチャントに耐性をもつ他の金属層が
サンドウィッチ状に配設された３層ｐ亀ら構成する０図
示の１！施例に゛お〜・て、第１の配一層１２と後の工
程で導通部すなわち柱状突起部となるべき第１の配線層
１２と同材料の突起部形成層１３を工、アルミニウム（
ムｌ）層からなりそれぞれ約０．８〔μ■〕の厚さに形
成される。またそれらσ〕間［ｉ工、アルミニウムと昏
工異なったエツチング速度をもち、かつ、アルミニウム
のエッチャントに対して耐性をもつ導電性金属例えばチ
タン・タングステン合金（Ｔｉ−ｗ）の数１０００　（
λ〕　σ）厚さの層１４が配設される。

次いで、突起部形成層１３上に、プラズマＣＶＤ法によ
って窒化シリコンｇ（プラズマ窒化膜）１５を約０．３
〔μ■〕の厚さに被着成長する。ま１こ（工これに代え
て、チタン・タングステン合金の薄膜を形成してもよい
。この窒化シリコン膜１５は突起部形成層１３のエツチ
ングのときマスクとして用いるが、それを第１層配線に
対応して）（ターニングする（第２１伽））、従って、
第１図伽）を参照して説明した従来技術における接続部
形成用σ〕配線のひろがりは形成されない。

次いで、全面にレジスト層１６を約１．５〔μｍ〕の厚
さに形成し、従来技術による層間接続孔と同様のパター
ンで、すなわち導通用の柱状突起部を形成ｊるところに
レジスト層１６が残るようパターニングする（第２図（
ｃｌ　）。

次いで、前記窒化シリコン膜１５をマスクにして突起部
形成層１３のアルミニウムを、エッチャントとして例え
ば四塩化炭素（ｃｃｌａ　）ガスを用いエツチング除去
すると、このエツチングは、それに対して耐性をもつチ
タン・タングステン層１４で止まΦ、引続き、レジスト
層１６をマスクにして、エンチャントとして例えば四弗
化炭素（ＣＦ、）ｔｆガスｔ用い窒化シリコン膜１５を
エツチング除去する（第２図（ｄ））。

次−゛で、チタン・タングステン層１４を、エッチャン
トとして例えばクロロベンクフルオロエタン（Ｃ＊　ｃ
ｒｙｓ　）ガスを用−・エツチング除去する。引続き、
第１の配線層１２のアルミニウムな前述した如くに選択
的にエンチング除去する（第２図（Ｃ））参次いで、前
記レジスト層１６、窒化シリコン膜１５を除去し、例え
ばＰ８Ｇからなる層間絶縁膜１７を１．６〜２〔−一〕
の厚さに被層する。次いで層間絶隷Ｆｉ１７上にｉｔ層
間杷縁層１７宍面の凹部を埋めて例えばフォトンシスト
を被層する１次（・でプラズマエツチング法により前記
７オトンジスト！−と層間絶縁層をエツチングし、前記
アルミニウム層１３とその１！！！囲の層間絶縁ノーが
略同一平面となるようアルミニウム層１３のｙｉ部を表
出丁な。

し力１６稜、例えばアルミニウムを１〜１．５〔μｍ〕
の厚さに彷清し、これを選択エツチングして第２層配線
１８を形成する（第２図（ｆ））。

以上に説明した如（、本発明の方法によると、柱状突起
部り）形ｙ、ｌｌ′ｃおいて、比較的平担な異面なもつ
レジストのバターニングに始まる工程により柱状突起部
が形成され、その工程（工通常のエツチング技術で容易
になされ、第１）−配線と７Ｊ　２　ｒ−配線の接続の
ための通し孔を形成するため第１１−配線にひろがりを
形成″ｆ６必要がなく、半導体集積回路の微細化に効果
的である。

なお、上記においてを工、配線材料にアルミニウム、突
起部形成層にチタンψタングステン合金な例として説明
しんが、本発明の適用間８はこれらの材料が用−・られ
る場合に限定されるものでなく。

その他の導電性金属材料が用いられる場合にも及ぶもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図−）は従来技術により形成された半導体装ｉにお
ける２層配線の断面図、第１１伽）は第１図−の２層配
線の平面図、第１図（ｃ＞は柱状突起部をもつ従来の２
層配線の断面図、＠２図は本発明の方法を実施する工程
における半導体装置の要部ｅＩ）断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 柱状突起部からなる層間豪続体九より接続される７１１
   層配艙と第２層配蒙とを有する半導体装置を製造する方
   法において、半導体基体上に第１の配線層を構成する第
   １の金属層を形成し、この纂ｌの金属層上にかかる金属
   層とシエ同一のエツチング材に対して異なるエツチング
   速度をもち、かつ、前記材料のエツチングに対して耐性
   をもつ第２の金属の層を配設し、かかる第２の金属層上
   ６１の金属層と同じ材料からなり前記導通用突起部を形
   成すべき［３の金属層を配設する工程、この突起部形成
   層上に前記第１層配線層に対応するパターンを有するマ
   スク層を形成し１次いで前記マスク層上に前記柱状突起
   部に対応してレジスト層を配設する工程、前６己マスク
   層をマスクにして前記第３の金属層をエツチングし、前
   記レジスト層をマスクにして前記マスク層をエツチング
   し、！１！ＩＣ鵠、記８ｇ２の金属層及び前記第１の金
   属層とを選択的にエツチング除去して第１配＠４を形成
   する工程、次いで前記金属層周囲に絶縁層を形成する工
   程、しかる後前記第３の金属層ｒｃ接し、前記絶縁層上
   に延在する第２層配線層を形成する工程を有することを
   特徴とする半導体装置の製造方法。