JPS59115541A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体集権回路などの半導体装置の製造方法に
係り、待に金属配線および七の絶域構造の形成方法に関
する。

〔発明の技術的背景〕

第１図は従来の半導体装置における配線構造の一例を示
しており、Ｉは半躯体基板（１Ｍｉ）。

２は下地絶縁膜（δ”＊　　）Ｊａおよび３ｂは金属配
線、４は保護絶＃Ｒ膜である。この保護絶縁膜４は瞬り
合う配線３　ａ　＊　Ｊ　ｂ相互間を絶縁し、半導体装
置表面を保護している。なお、二層以上の配線を有する
半導体装置（二おいては、保護絶縁膜４によって上下配
線のノー間絶線を行なうよう（二形成される。

上記したような半導体装置の製造に際して、従来は配線
３ａ＠３ｂの形ｔｉ３Ｃ恢（二、保護絶縁膜４をたとえ
は化学気相成長【以下、ＣＶＤと略記する）法Ｃ二より
８１０．膜を形成し℃いる。

〔背景技術の問題点〕

ところで、半導体装置における系＋寸法の微細化の進行
に伴っ℃装置に占める１己線面積の割合が増加し、装置
全体の寸法の縮小を図る場合に配線面積が大きな障害と
なる。そこで、配線相互の間隔を小さくして配線面積を
小さくすることが必要とされている。そのために、ｔｆ
ｉＪ　ｉＬした従来の配線および絶縁膜の形成方法を七
のま〒ま使用して配線間隔を小さくしていくと、第２図
に示すように保護絶縁膜４のうち隣り会う配線３ａ・３
ｂ相互の間隔ｇ１５分の厚さが不十分になってしまう。

これによって、配線イ目豆のｋｍ特性が問題となるはか
りでなく、さらに上層に配線等を形成しようとする際に
絶縁膜４の形成後に引き続いて必要とする工程における
保護絶縁膜表面の平担化が困難になる。このような問題
は、配線間隔を少な（とも配線幅と同程度に確保してお
けば生じないが、このように配線幅Ｗ十Ｉ）ｆ−＝確保
することは配線面積の縮小化の上で大きな障害となる。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鋤みてなされたもので、半導体装
置における下地絶縁膜上の金属配線の相互間隔を配線幅
以下に短縮でき、隣り合う配線相互間の絶はを十分に確
保でき、配線面積の縮小化ひいては装置全体の寸法の縮
小化を図ることができ、しかも多層配線のために保護絶
縁１夙表面の平担化を行なう場合に容易に平担化し得る
半導体装置の製造方法を提供するものである。

〔発明の概要〕

即ち、本発明方法は、半導体ウェハ上における下地Ｍｔ
ＡＭ膜上の金属配線を形成する際に、反応性イオンエツ
チングにより配線形成と同時に配線側面に絶縁壁を形成
し、この絶歎壁により隣り合う配線相互が絶縁され℃な
る半導体装置を形成することを特徴とするものである。

このような方法によれば、隣り合う配線相互を十分に絶
縁でき、かつ配線相互の間隔を配線幅以下に短縮できる
ようになり、配線面積の縮小化を図ることができ、しか
も多層配線のために保護絶縁膜表面の平担化を行なう場
合に容易に平担化することができるようになる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明方法の一実施例を詳細に説
明する◇ 本発明方法においては、半礒体つエノ１上に金属配線を
形成する工程の市までは通常の工程を実施し、たとえは
第３図（ａ）に示すような状態の半導体ウェハを得る。

ここで、ＩＺは半導体基体δｉ、１２は下地絶線膜Ｍ１
０２であり、この下地絶鍬ＭＺ２上にたとえはアルミニ
ウムの金属１％ｒ３が黒布されており、この金ＩＰＡ睨
１３上に所定パターンでレジストＩ４が形成されている
。

次に、上記レジストＩ４をマスクとし℃反応性イブーン
エツテングを施して金属膜１３をエツチングし、このの
ちレジメ）Ｚ４を除去する。

これによって、第３図（ｂ）に示すように金属膜の残存
；％ｉ）分である弗１０）金属配線１３ａが形成される
。しかも、上記エツチングにより、配線形成と同時にレ
ジストＩ４の側面および金属配線１３ａの側面に炭素異
を成分とした絶縁壁１５が形成され、レジスト除去後に
も上記絶縁壁Ｉ５が残る。この絶縁壁Ｉ５の為さは、金
属膜Ｉ３の１＃さおよびレジス）Ｚ４の厚さで決まるも
のであり、所定の高さとなるように上記厚さを選定して
おく。

ここで、上記反応性イオンエツチング工程の一例につい
て第４図を参照して説明する。平行平板型のエツチング
室内で下側の電極４Ｉ上に第３図（ｂ）に示したような
配線形ｂ）ｔ、ｔｉｉｌのウニへ３０をｉ、き、対向す
る上側の電極４２を接地しておき、エツチング室内にＣ
Ｃ：ｔ、とｃｔ、の混合ガスを尋人し、前記ウェハ側の
電、極４Ｉに尚周７Ｊ３１信四源４３から高尚波゛瀧カ
を印加する。このときの外圧はｃＣｔ、が０．（Ｊ２５
Ｔｏｒｒ、Ｕｔ。

が０．　Ｏｌ　５　’Ｉ’ｏｒｒ７あり、尚周汲□串力
の周汲数は１３．５６　ＭＨｚ、投入ハ’７−　ハ０．
１６　Ｗ／ｄ　”（−ある。

次にウニ八３０上に再び金属膜を蒸着し、こののち上記
金属膜の不要部分を除去し、さらに残った金属膜の表面
を等方性エツチングにより浅（エツチングし、このＬに
従来と同様にＣＶＤ法（二より保護絶縁膜を形成する。

したがつ℃、このようにして得られた半導体装置の配線
構造および絶縁構造はたとえは第３図（（、ｌに示すよ
うになる。ここで、Ｉ３ｂは絶縁壁Ｉ５の形成後に絶縁
壁相互間で下地絶は膜Ｉ２上に形成された弗２の金属配
線、Ｉ６は絶は膜である。この場合、第２の金属配線Ｚ
３ｂの厚さは約０．６μｍであり、ＦＸｉＪｌの金ｊ−
配腺１３ａは上記２回目の金属膜形成により弗３図（ｂ
）に示した状態から厚みが増して約１．０μｍになって
いる。

即ち、上記猶厄の半導体装置は、反応柱イズンエッチン
グにより金属配線を形成１−るときに配線側面に形成さ
れる絶ｋｔ、璧を使用することによって隣り会う配線相
互の絶縁を確保している。

したがって、配線相互の間隔が配保輻よりも十分に短縮
されており、配線面積の縮小化ひいては装置全体の寸法
の縮小化が可能になっている。

また、さらに上層の配線を形成する場合に必要となる保
護絶縁膜表面の平担化工程において、第３図（Ｃ月二示
したような構造の絶縁膜Ｚ６に対し℃は容易に表面の平
担化を行なうことが可能である。

なお、第５図は本発明方法により製造された半導体装置
において、絶縁壁な介して隣り合う５本の配線５１〜５
５および５６〜６０をそれぞれ全長−約ｌＯαにわたっ
て形成した配線パターン例を示し℃おり、この場合に配
線相互の絶縁が良好であることが確認された。

なお、本発明方法は、半導体ウエノ１上の下地絶縁膜上
の金属配線の形成に際して、金属配線頭載の全℃あるい
は一部の配線頭載に反応性イオンエツチングにより絶縁
壁を同時に形成することによって、絶縁壁形成端域にお
ける配線面積を縮小することができる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明の半導体装置の製造方法によれば
、下地絶縁膜上の金属配線の相互間隔を配線幅以下に短
縮でき、隣り合う配線相互間の絶縁を十分に確保でき、
配線面積の縮小化ひいては装置全体の寸法の縮小化を図
ることができ、しかも二層配線のための保護絶縁ｍ１表
面の平担化を行なう場合の工程を容易に実施できるなど
の利点があるので、茜集積度の集積回路に適用して回路
面積を大幅に縮小することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の半導体装置製造方法により
製造された半導体装置の配線絶家構造を示す断面図、第
３図は本発明に係る半導体製造方法の一実施例を説明１
−るために主要工程における半導体ウェハ上の配線絶家
構造をそれぞれ示す断面図、＊４４図は本発明方法にお
ける反応性イオンエツチングによる配線形成工程な実施
するための装置を概略的に示す構成説明図、第５図は本
発明方法により製造された半導体装置の配線パターン例
を示す平面図である。 ＺＺ・・・半導体基板、Ｉ２・・・下地絶縁膜、１３ａ
Ｉ３ｂ・・・金属配線、Ｉ４・・・レジスト、Ｉ５・・
・絶縁壁、Ｉ６・・・保護絶縁膜、３０・・・半導体つ
エノλ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１３半導体ウェハにおける下地絶縁膜上の金属配線を
   形成する際に、反応性イオンエツチングにより配線形成
   と同時に配線側面に絶威壁を形成し、この絶縁壁（二よ
   り隣り合う配線相互が絶縁されてなる半導体装置を形成
   することを待敵とする半導体装置の製造方法。 （２）半畳体クエへの下地絶縁膜上に金属膜を蒸着し、
   その上に所定パターンのレジストを形成する工程と、こ
   ののち上記レジストをマスクとして反応性イオンエツチ
   ングを行なって金属配線を形成すると同時にレジストお
   よび金属１１ヒ線の側面に絶縁壁を形成したのちレジス
   トを除去する工程と、こののち再びウニノ１上に金属膜
   を形成し、この金属膜のうち、不要ご１５分をｈ去した
   のちクエハ表面に絶縁膜な形成する工程とを具１面”ｒ
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。