JPS60128696A - 多層配線部材の製造方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、多層配線技術に適用して有効な技術に関する
ものであり、特に、半導体集積回路装はの多層配線技術
に適用して有効な技術に関するものである。

〔背景技術〕

導電層と絶縁層とが交互に重り合い複数層をなす多層配
線構造を備えた半導体県積回路装置は、各導電層間に設
けられる絶縁層上面部を平坦化することが、重要な技術
的課題の一つとなっている。

前記絶縁層は、通常、その下層配線の有する急峻な段差
形状によって、その上面部に急峻な段差形状を有する起
状部が発生する。このために、絶縁層上部に、例えば低
抵抗値のアルミニウムからなる上層配線を形成すると、
前記起状部において、上層配船は、その被着付が悪いた
めに１．断線、エレクトロマイクレージョンによる劣化
等０）＠気的特性不良を訪発するという問題点がある。

さらに、絶縁層上部に急峻な段差形状を有する起状部が
発生すると、上層配線を椙成する導電層上部に形成され
たホトレジスト膜は、その膜厚が均一化されない。この
ために、ホトレジスト族の露光条件が・部分的に異なり
、その余裕度を太きくしなくてはならず、結果的に上層
配線の微細加工を施すことができないので、半導体集積
回路装量は、その集積度の向上を図ることができないと
いう問題点がある。

そこで、ｉ緑層上面部を平坦化するために、バイアスス
パッタ技術による平坦化技術がある（例えば雑誌［日経
エレクトロニクス別冊マイクロデバイセ、ｌ’ＪＰ１２
０〜Ｐ１２１など）。しかしながら、この技術は、下層
配線幅によって形成される絶縁層の膜厚が異なり、その
利用は、限定された範囲内でのみしか実用化しにくいと
いう問題点がある。

かかる技術における検討の結果、本発明者は、下層配録
上部および同一層内における下層配線間に絶縁層を形成
する現状の多層配線技術では、前記絶縁層上面部が平坦
化されないので、＃−尋鉢体集積回路装置集積度の向上
を図ることができないであろうと推測している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、多層配線部材の集積度を向上すること
が可能な多層配線技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、多層配線部材の信頼性を向上する
ことが可能な多層配線技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、多層配線部材において、導電層間
の絶縁層上面部を平坦化することが可能な多層配線技術
を提供することにある。

本発明の他の目的は、多層配線部材において、導電層間
の電気的接続の信頼性を向上することが可能な多層配線
技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面によって、明らかになるで
あろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば下記のとおりである。

すなわち、多層配線部材において、基板上部のｌｒ！３
縁膜にｎを設け、該溝に下層配線を埋め込むことにより
、下層配線の有する急峻な段差形状を緩オ【１し、それ
らの上部に形成される絶縁層上面部を平坦化することが
できるという作用で、その上部に形成される上層配線の
被着性を向上することにある。

〔実施例〕

以下、本発明の構成について、一実施例とともに説明す
る。

本実施例は、２心配線ｑ造を備えた牛導体集蹟回路装置
を用い、その説明をする。

第１図〜第６図は、本発明の一実施例の製造方法を説明
するだめの各製造工程における半導体隼禎回路装置の要
部断面図である。

まず、シリコン単結晶からなる半導体基板ｌを用意する
。この半導体基板１に、図示されていないが、絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ等
の半導体素子を形成する。

そして、半導体素子と後述する第１層目の導ｔＳとを電
気的に分離するために、半導体素子を覆う絶縁膜２を形
成する。この後、図示さｈていないが、所定の半導体素
子土部の絶縁膜２唱：選択的に除去し、接続孔を形成す
る。この後、彼達する第１層目の導電層によって構成さ
れる配線の急峻な段差形状を級和するために、絶縁膜３
を形成し、配０が形成されるべき部分の絶縁膜３を選択
的に除去し、第１図に示すように、配線が埋め込まれる
べきｎ４を形成する。前記絶縁膜３は、絶縁膜２とエツ
チングレートの異なる例えば化学的気相折用（以下、Ｃ
ＶＤという）技術によるフォスフオシリケードガラス（
以下、ＰＥＧという）膜を用い、その膜厚ｆｆ：ｌ（μ
ｍ〕程度に形成すればよい。

なお、溝４の形成と同時に、前記接続孔に導入されたｔ
３緑膜３は除去さｈる。

第１図に示す工程の後に、第２図に示すように、配線を
形成するために、絶縁膜３上部および溝４を埋め込むよ
うに、第１層目の導電層５を形成する。この第１層目の
導電層５は、例えばアルミニウム膜を用い、その膜Ｊｔ
’を１〔μｍｎ〕程度に形成し、充分に溝４に狸め込む
ために高周波加熱方式の垂直蒸着技術によって形成する
ことが重要であ・る。

この垂直蒸着技術とは、スリット技術、電界技術等によ
りその被着面に対して略垂直方向でアルミニウム粒子を
堆債してゆくものである。

第２図に示す工程の後に、第１層目の導電層５上部全面
に、例えばホトレジストｙＡを塗布し、その膜厚を溝４
部においてその他の部分より厚く２〔μｍ〕程度になる
ように形成する。この後に、第３図に示すように、ホト
レジスト膜の全面を１〔μ７ｎ、〕程度エツチングし、
溝４の第１層目の導電層５上部のみにホトレジスト膜に
よる耐エツチングのだめのマスク６を形成する。このマ
スク６は、第１層目の導電層５とエツチングレートが異
なり、かつ、その上部が平坦化されその下地の起状部を
緩和することができる絶縁膜、例えば塗布型の絶縁［５
％　（Ｓｐｉｎ　ｏｎ　Ｑｒａｓｓ）によって形成して
もよい。

第３図に示す工程の後に、前記マスク６を用い、それ以
外、すなわち、溝４に形成された第１層目の導を層５以
外の第１層目の導ｔＪ５を選択的に除去し、配ａＳＡ金
形成する。そして、マスク６を除去すると、第４図に示
すようになる。すなわち、急峻な段差形状を有する配線
５Ａは、絶縁膜３に設けられた溝４に埋め込まれるので
、それらの上面部は平坦化される。なお、−配線５人は
、前記接続孔を介して、所定の半導体素子間を電気的に
接続している。

第４図に示す工程の後に、平坦化された絶縁膜３および
配線５Ａ上部に、配＆’Ｊ　５　Ａと後述する第２層目
の導電層とを電気的に分しするために、絶縁膜７を形成
する。この絶縁膜７は、例えばＣ■Ｄ技術によるＰＳＣ
Ｊ！を用い、その膜厚を１〔馬ｎ〕程度に形成すわばよ
い。そして、配線５への所定上部の絶縁膜７を選択的に
除去し、配線５Ａと後述する第２層目の導電層からなる
配線とを電気的に接続する接続孔８を形成する。この後
に、配ね５Ａと同様な形成方法によって、第５図に示す
ように、一端部が配線５ＡＶｃｔ気的に接続された導電
層９を接続孔８に埋め込むように形成する。この導′Ｆ
１ａＲ９は一１例釆ば垂直蒸着技術によるアルミニウム
膜によって形成すればよい。

第５図に示す工程の後に、第６図に示すように、導電層
９の他端部−と電気的に接続、すなわち、配＃！５Ａと
電気的に接続して、平坦化された絶縁膜７上部を延在す
るように、第２層目の導電層による配ね１０を形成する
。この配線１０は、例えばアルミニウム膜を用い、その
膜厚を１〔μｍ〕程度に形成すればよい。

これら一連の製造工程によって、本実施例の半導体集積
回路装置は完成する。なお、この後に、保瞠膜等の処理
を施してもよい。

また〜、前記配線１０は、前記配線５Ａと同様に、ｒＪ
（ｗ　Ｑ膜に溝を設け、該溝に埋め込んで形成してもよ
い。

〔効果〕

（１）第１層目の導を層を第１の絶縁膜に埋め込み、そ
の急峻な段差形状を緩和することができるので、それら
の上部に形成される第２の絶縁膜上面部が平坦化さ」１
．るという作用で、第２の絶縁膜上部に形成される第２
層目の導電層の被泊性を向上することができる。

（２）第１層目の導電層を第１の絶縁膜に埋め込み、そ
の急峻な段差形状を緩和することができるので、それら
の上部に形成される第２の絶縁股上面部が平坦化され、
そして、その上部に形成される第２層目の導電層さらに
それを形成するためのホトレジスト膜々厚が平坦化され
るという作用で、ホトレジスト膜の露光栄件が均一化で
きる。

（３）　（２）により、第２層目の導電層の加工精度が
向上できるという作用で、多層配ね部材の集租度を向上
することができる。

（４）第１層目の導電層と第２層目の導電層とが、それ
らの間の層間絶縁膜に設けられた接続孔に埋め込まれた
導体層によって電気的に接続することができるので、第
２層目の導電りを接続孔を介して第１層目の導電層に電
気的に接続した場合に生じる接読孔内における被着性不
良を生じることがないので、多層配線部材の信頼性を向
上することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例１Ｃもと
づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において
、種々変更可能であることは勿論である。例えば、前記
実施例は、第１層目の等電層と第２層目の導電層との電
気的な接続について説明したが、半導体基板に設けられ
た半導体水子と第１層目の導電層、あるいは第２層目の
導亀陥と第３層目の導電層との電気的な接続に適用して
もよい。

〔利用分野〕

以上、本発明者によってなさハた発明をその背景となっ
た利用分野である半導体集積回路装置の多層配線技術に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、例
えば配録基板における多層配線技術に適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、本発明の一実施例の製造方法を説明
するための各製造工程における半導体集積回路装置の要
部断面図である。 図中、１・・・半導体基板、２，３．７・・・絶縁膜、
４・・・溝、５・・・（第１層目）導を層、５Ａ・・・
（第１層目）配線、６・・・マスク、８・・・接続孔、
９・・・５電層、１０・・・（第２層目）配線である。 第　１　図 ／゛ 第　２　図 ／ 第　３　図 ／ 第　４　図 ＼ノ 第　５　図 ゝ／ ？）１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上部に第１の絶縁膜を形成する工程と、該第１
   の絶縁膜を選択的に除去し、溝または接続孔を形成する
   工程と、前記ｎまたは接続孔に埋め込むように導電層を
   形成する工程とを具備してなることを特徴とする多層配
   ね部材の製造方法。 ２、前記導電層を形成する工程は、第１の絶縁膜上部お
   よびｎまたは接続孔に垂直入射によるメタルデポジショ
   ンにより導電層を形成する工程と、溝または接続孔に形
   成された導電層上部に選択的にマスクを形成する工程と
   、該マスクを用いて、そ身１以外の部分に形成された導
   電層を選択的に除去する工程とを具備してなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の多層配線部材の製
   造方法。