JPS5911648A - 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】 （ａ、）発明の技術分野 本発明は多層配線構造を有する半導体装置の製造方法の
改良に関するものである。

（′ｂ）技術の背景 ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体装置の製造において、該装置を
出来るだけ高密度に形成するために、シリコン（Ｓ：ｌ
）基板に回路素子を形成後、絶縁膜を介して多層構造に
導電性の配線膜を積層して形成し、該配線膜にて回路素
子間を接続する多層構造の配線膜が用いられている。

（Ｃ）従来技術と問題点 このような多層構造の配線膜を用いた従来の半導体装置
の製造方法について第１図の平面図および第２図の断面
図を用いながら説明する。

図示するように例えばプログラムバブルＲＯＭを形成す
る場合について述べると、まずＮ型のＳｉ基板１に素子
間分離用の二酸化シリコン（Ｓｊ−０２）膜２を所定の
パターンで形成する。その後素子間分離用５１０２膜で
画定されたコレクタ領域３内へＰ型の不純物を拡散して
ベース領域を形成し、更にＮ型の不純物の燐（Ｐ）等を
拡散してエミッタ領域４を形成する。

次いで該基板上に第１層の絶縁膜としての８１０２膜５
を該基板を熱酸化して形成したのち、該Ｓｉｎ２膜を所
定のパターンに開孔したホトレジストＪ漢をマスクとし
てプラズマエツチング等を用いて所定のパターンに窓開
きする。

＆ｌ、−１で該基（反十に第１　ＰＩ：Ｉのアルミニウ
ム（Ａ［）よりなる配線膜を蒸着等によって形成後、所
定のパターンにプラズマエツチング等を用いて形成する
。第１図、第２図で６はこのようにして形成された第１
層のＡＩよりなる配線膜である。

その後該基板上に第２層の絶縁膜としての燐硅酸ガラス
（ＰＳＧ）膜を化学蒸着（ＣＶＤ　）法等によって形成
後、所定のパターンにプラズマエツチング法等を用いて
形成する、図で７はこのようにして形成されたＰＳＧＩ
模である。

次いで該基板上に第２層のＡＩの配線膜を形成後、所定
のパターンにプラズマエツチング法等ヲ用いて形成する
。図で８はこのようにして形成された第２層のＡＩ配線
膜である。

ところで最近上述した半導体装置はます捷す高密化を要
求されており、そのため例えば第２層のＡ４配線膜８間
を分離するような第２層のＰＳＧ１１Ａ７の１１】寸法
は小さいことが望捷しい。

ゆ）発明の目的 本発明は上述した事項に捕ずいてなされたもので、第２
層のＡｌの配線膜の間を分離する絶縁膜の巾寸法が狭く
てすむような、−まだ形成したＡ４配線膜が所定のパタ
ーンにセルファラインでパターニングできるような新規
な半導体装置の製造方法の提供を目的とするものである
。

（ｅ）　　発明の構成 かかる目的を達成するための本発明の半導体装置の製造
方法は、回路素子を形成した半導体基板上に絶縁膜を介
して導電性の配線膜を形成後、ＯｊＪ記絶縁膜を所定パ
ターンに開口して接続用孔を形成し該接続用孔を介して
配線膜を接続して形成する半導体装置の製造方法におい
て、前記絶縁膜に接続用孔の上部に到る程孔径が拡がる
第１の接続用孔と接続用孔の上部に到る程孔径が狭くな
る第２の接続用孔を所定のパターンで形成後、この上に
配線膜を被着形成して前記第２の接続用孔の段差部で上
部の配線膜を断線をせ分離するようにしたことを特徴と
するものである。

（ｆ）発明の実施例 １Ｊ下図而を用いながら本発明の一実施例につき詳細に
説明する。

第３図および第４図は本発明の半導体装置の製造方法を
用いて形成した装置の平面図およびそのＢ　−Ｂ’線に
沿って切断した断面図で第５図は該製造方法で形成した
半導体装置の要部断面図である。

捷ず第３図、第４図に示すように例えばＮ型のＳｉ爪板
１１に素子間分離用のＳｉＯ２膜１２全１２のパターン
で形成する。

その後素子間分離用Ｓ　ｉ　Ｏ２１漢で画定されたコレ
クタ領域■３内へＰ型の不純物を拡散してベース領域を
形成し、更にＩｑ型の不純物のＰ等を拡散してエミッタ
領域１４ｉ形成する。

次いで該基板上に第１層の絶縁膜としてのＳｉ−０２１
模１５を該桟板全熱酸化して形成したのち、該島１０２
膜を所定のパターンに開孔したホトレジスト＋１！ｌ！
　＠　マスクとして用いプラズマエラ４−ンク等ＶＣよ
り所定のパターンに窓開きする、 次いで該基板上に第１層のアルミニウム（Ａ４）よりな
る配線膜を蒸着によって形成後、所定のパターンにプラ
ズマエツチング等を用いて形成する。

第３図、第４図で１６Ａ、１．６　Ｂはこのようにして
形成された第１層のＡｌよりなる配線膜である。

その後該基板上に第２層の絶縁膜としてのＰＳ　Ｇ膜を
厚さ約１０，０００人位に形成したのち所定のパターン
に前述の第１層の配線膜１６の間を埋めるようにしてプ
ラズマエツチングする。図で１７はこのようにして形成
した第２層目絶縁膜のＰＳＧ膜である。その後更に第３
層の絶縁膜としてのＰＳＧ膜１８をＣＶＤ法圧よって１
０，０００人の厚さに形成後、該ＰＳＧ膜上に形成する
第２層のＡ４配線膜１９Ａ、１９Ｂと該ＰＳＧＳ模膜の
第１層のＡＡ配線膜１６Ｂと接続を取るべき箇所の接続
用孔は上部方向に孔径が拡がるように窓開きし、第２層
のＡＩ配線膜を１９Ａと１９Ｂに分離したい部分の箇所
の配線用孔は上部方向へ孔径が狭くなるようにそれぞれ
別のパターンのホトレジスト膜のマスクを用いてプラズ
マエツチングして形成する。

このように第５図の如く上部方向に接続孔の開孔部の孔
径が狭くなるようにするには第５図のＰＳＧＩ模２１′
ｆ：、成長したＳｉ基板２２をプラズマエツチング装置
のペルジャー内に導入後、該ペルジャー内ｔｌｏ　　＋
ｏｒｒ程度に一旦排気してから容歌比で四弗化炭素（Ｃ
Ｆ’４）ガスが７８％酸素（０２）ガスが１２％の混合
ガスをペルジャー内に０．５ＴＯｒｒの圧力になるまで
導入する。

その後排気パルプを開いてペルジャー内に空気ｆ　ｌ〜
２ＴＯｒｒの圧力となる才で導入する。この空気が混入
されてペルジャー内の圧力が変動するのを制御すること
により開孔部のテーパー角が制御できる。その後該基板
を設置する基板設置台と該設ｊ４台に対向する電極間に
高周波電圧全印加して導入したガスをプラズマ化して該
ガスプラズマによってｉ）　Ｓ　Ｇ　模をエツチングす
れば前述した上部に到る程孔径が狭くなった第５図に示
す接続用孔２３が形成される。

このような接続用孔２３を有するＳｉ基板上にＡ４配線
膜を形成するとこの開孔された部分の段差部で同一工程
で形成したＡ４の配線１１Ｑ２＋Ａ、２４Ｂが断線を生
じるようになり、自動的に２４Ａと２４Ｂとは接続しな
くなり所望の配線パターンが得られる。

この状態が第４図に示す第２層のＡｌの配線膜１９Ａと
１９Ｂでこのようにすると同一工程で形成したＡＪの配
線１９Ａと１９Ｂとは互いに分離されており、改めてプ
ラズマエツチングを用いて配線を所定のパターンに形成
する工程が減少し、セルファフィン方式でＡｌの配線膜
のパターンが得られるうまたこのようにすれば配線膜１
９Ａと１９Ｂとを分離するためのＰＳＧ膜の形成寸法が
従来の寸法より小さくて済み、それだけ形成さｔする半
導体装置の集積度が向上することになる。

（ロ）発明の効果

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回路素子を形成した半導体基板上に絶縁膜を介して導電
   性の配線膜を形成後、前記絶縁膜を所定パターンに開口
   して接続用孔を形成し該接続用孔を介して配線膜を接続
   して形成する半導体装置の製造方法において、前記絶縁
   膜に接続用孔の上部に到る程孔径が拡がる第１の接続用
   孔と接続用孔の上部に到る程孔径が狭くなる第２の接続
   用孔を所定のパターンで形成後、この」二に配線膜を被
   着形成して前記第２の接続用孔の段差部で上部の配線膜
   を断線させ分離するようにしたことを特徴とする半導体
   装置の製造方法。