JPS60261156A - 多層配線の形成法 - Google Patents

多層配線の形成法

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JPS60261156A
JPS60261156A JP11667084A JP11667084A JPS60261156A JP S60261156 A JPS60261156 A JP S60261156A JP 11667084 A JP11667084 A JP 11667084A JP 11667084 A JP11667084 A JP 11667084A JP S60261156 A JPS60261156 A JP S60261156A
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JP
Japan
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film
insulating film
forming
wiring
resist
Prior art date
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Pending
Application number
JP11667084A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyuki Machida
克之 町田
Susumu Muramoto
村本 進
Hideo Oikawa
及川 秀男
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、高密度な集積回路の多層配線において、下層
配線上のスルーホール部分に金属柱をあらかじめ形成し
、その周囲に絶縁膜を形成することによって平坦な上下
配線接続可能ならしめる方法に関するものである。
(従来技術) LSIの高密度化に伴ない多層配線技術の確立が望まれ
ている。従来の多層配線は、第1層の金縞配線を形成し
た後、CV’D法により層間絶縁膜を形成し、スルーホ
ールの窓開けを行なった後、第2層配線を形成し、さら
に多層に重ねる場合は上記の工程をくり返すものであっ
た。
このため、上層配線は@)下層配線によって生じた凸部
の段差部分、(ロ)スルーホールの穴の段差部分で断線
しやすくなる欠点をもっていた。この対策として、種々
の絶縁膜の平坦化法が提案されている。−例として、F
LAT法(特願昭56−61066、)は、第1層配線
形成後レジストを除去せずに方向性を有する5i02膜
を堆積し、レジスト側壁の線膜をスライドエッチで除去
し、レジスト側壁出させ、このレジストを剥離し同時に
上層のSiO膜を除去する、所謂、リフトオ7法によっ
て配線間にSiO2膜を埋め込み平坦化する方法である
。又、最近、バイアススパック法として、スパッタで絶
縁膜を形成する場合、試料基板側にもRF電圧金印加し
、Arイオンを基板側にも入射させ傾斜した部−分の絶
縁膜の力がエツチングが早いことを利用し絶縁膜表面を
平坦に形成する方法がある。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、これらの技術は下層配線上に平坦に絶縁膜を形
成するものであジ、上記の断線原因の(イ)である配線
段差部での問題を解決しようとしたものであシ、スルー
ホール部での断線問題には伺らの解決手段を与えていな
い。今後のLSIの微細化、大規模化に向けてスルーホ
ールの形状はニジ微細になるとともに、その数は膨大な
ものとなル、ここでの断線の解消手段の開発は、LSI
の高集積化を達成するもうともl犬な鍵となるといって
も過言でない。最近、タングステンの選択成長技術全ス
ルーホールの埋め込みに応用した報告がなされている。
これはWF、lとH7の湿分ガス雰囲気中でSiやAt
の上にのみタングステンが成長し、SiO,膜上には成
長しないという反応を利用したものである。しかし、こ
の方法は、選択成長のおこる条件が微妙であるほか5I
O2膜上の欠陥部分やゴミに成長がおこり、制御性、再
現性が困難である。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、スルーホール部に相当する部分にあらかじめ
金属柱を形成しておき、このあと層間絶縁膜を形成する
という従来の概念とは全く逆の方法により、平坦スルー
ホール配線接続を実現したものである。
これによって、下層配線によって生ずる段差部分の解消
及びスルーホールの穴の段差部分での断線の発生金除去
した多層配線の形成法を提供することを目的とするもの
である。
上記の目的を達成するため、本発明は集積回路の多層配
線形成において、下層配線を形成する工程と、スルーホ
ール形成位置に金属柱を形成する工程と、加工に用いた
該金属柱上のレジストを残したまま平坦部で密膜2段差
部で酸膜が形成される堆積法により第1の絶縁膜音形成
する工程と、前記金属柱側壁の第1の絶縁膜金除去した
後、レジストを剥離除去することによシ該しンスト上の
第1の絶縁膜を除去する工程と、ついで全面に第2の絶
縁膜を形成する工程と、前記金属柱上の第2の絶縁膜を
エツチング除去する工程とを含むことを特徴とする多層
配線の形成法を発明の要旨とするものである。
次に本発明の詳細な説明する。なお実施例は一つの例示
であって、本発明の精神全逸脱しない範囲で、種々の変
更あるいは改良を行いうろことは伺うまでもない。
第1図は本発明の第1の実施例を示す。第1図(4)は
通常のプロセスを経て能動素子等の形成された半導体基
板1上に配線金属を通常の堆積法で形成し、フォトリソ
グラフィ工程にL9パターニングを行ない、レジストパ
ターン2を形成し、エツチングによシ加工し、配線金属
3を形成した後、薄膜堆積に方向性を有し、平坦部では
密膜2段差部て酸膜が形成される堆積法により第1の絶
縁膜41 、42を堆積し尺ものである。
たとえば、このような膜堆積法としてマグネトロンスパ
ッタ法、イオンビーム堆積法、マイクロ−波電子サイク
ロトロン堆積法等がある。本実施例では、マイクロ波電
子ザイクロトロン堆積法(以下、ECR堆積法と呼ぶ)
を使用し5tot膜を堆積した。ここで、ECR堆積法
とは、基板温度全100℃以下に保ち真空度10−’ 
〜10−” Torrで基板表面に垂1■に方向性をも
たせて5l(h膜を堆積することができる。
この方法によって形成された5ift膜は平坦部では良
゛質の5i0241が形成されるが、側壁部では酸膜4
2が形成され、この膜はHF系(水:HF=100:3
)溶液によシ容易に除去される。本実施例では、配線金
蝿としてA−1−800OAスパッタ法で形成し、レジ
ストパターンを1.5μm形成した後、CCl4ガスを
使ってドライエツチングした。又、ECR堆積法による
510z膜の堆積条件は、ガス流量0230 、 si
n、ao +電力300 Wで堆EICOM BOCM 種条件1200A/minである。この条件を使って、
5ill膜を4500 A (At膜厚と金楓柱験との
差にスライドエッチ時のsio、膜41のエツチング量
膜厚を加えた量ン堆積した。第1図(B)は、HF系(
水: HF= 100: 3 )溶液によシ5io2膜
の線膜42を除去した後、レジスト2を錐出させ、この
レジスト2會剥離し、同時に上層のSiO2膜41全4
1ヲリフトオフのである。第1図(C)は、通常のフォ
トリングラフィにニジバターニングを行ないレジストパ
ターン5を形成した後、ドライエツチングにより加工し
、金属柱3′を形成し1ヒものである。本実施例では、
レンス)5’i1.5μm膜厚とした。、Atの金属柱
3′の高さは4000 Aとなっている。第1図り)は
、囚図と同様のECR堆積法による5i02膜堆積条件
でStO,膜6を堆積した後、)fF系(水: HF=
100 : 3 )溶液で5SO2膜の線膜を除去した
後、レジストを露出させ、このレジストを剥離し、同時
に上層のs i 02m kリフトオフしたものである
。本実施例では、ECR堆積法によるsho、膜は45
00 Aである。図0のプロセスでは、金属柱3′と金
属柱の周囲のSiO2膜6との間に5ift膜の線膜の
スライドエッチ時にくさびが生じる。このくさびのため
に、上層配線が断線するuf能性がある。このくさびを
第2の絶縁膜7で埋め込む。罪め込む方法として、CV
D法、スパッタ法等で絶縁膜を堆積する方法と樹脂をス
ピンコードする方法がある。この工程の結果が第1図(
へ)に示すようになる。
本実施例では、CVD法による5fOt膜7を200O
A堆槓した。第1図いは、くさび溝をCVD法による5
i02膜で埋め込んだ後に、エツチングによりCVD法
による5102膜を堆積分だけエツチングし金属柱a’
f:g出させ、金属柱3′と層間膜表面を平坦化したも
のである。本実施例では、エツチング時件として、CF
41104scIC、02”500M +電力150 
Wの条件で、エッチレート500人/minで行なった
なお、第1の実施例では第1図(ト)における配線金属
3の膜厚が厚く、そのためエツチングが困難になる場合
もある。この場合は、次の第2の実施例により実現する
ことができる。
第2の実施例では、一層目の配線金属を形成した後、金
属柱3“とじて膜厚だけの配扉金属を形成する。すなわ
ち2回配線金極を堆積1−る方法である。
第2図は本発明の第2の実施例を示す。第2の実施例は
第1図(2)の工程以後は第1の実施例と全く同じであ
るので説明を省略する。、第21囚の工程は、第11囚
と工程はぼ?Tl:同じであるが、配線金属3の厚さ金
、はじめから最終的配線膜厚としSiO2膜41の膜厚
全この配線金属3と等しく形成する。不実施例では、配
線金属3としてltを4000人、 510p、膜41
を4000 ’i影形成た。
第2図[F])の工程は、第1図(B)と工程はほぼ同
じであるが、配線金属3とSiO2膜41との膜厚が等
しく形成される。第2図C)は、スパック法で第2図(
6)の形状に配線金属を形成し、通常のフォトリングラ
フィ工程によりレジストパターン5を形成した後、ドラ
イエツチングによシ加工し、金属柱3“を形成したもの
である。本実施例では、配線金属としてA/=を400
0λスパツタ法で形成し、レジスト膜厚1.5μm形成
した後(’ C4ガスを使ってドライエツチングし金属
柱3“全形成した。
これ以後の工程は、第1の実施例の図0の工程を行なう
こと1cjf)第1図いに示した平坦多層配線構造が実
現される。
(発明の効果) 以上説明したように本発明は今後の超LSIのかなめの
技術である多層配線の最も問題であるスルーホール部の
平坦化を実現したものであり、次のような利点がある。
(イ)スルーホール部分の金属電極配線と層間絶縁膜が
平坦化される。
(ロ)スルーホール部分と層間絶縁膜との位置関係が自
己整合される。通常は、スルーホールの露光工程により
位置合わせによりパターンを形成し、エツチングにょシ
開口する。
このため位置合わせ精度、エツチング時のオーバエッチ
量等余裕をみこみ、スルーポール面下の下層配線の幅を
大きくとる必要があった、これが微細化の大きな障害と
なっている。しかし、本発明によれば自己整置的にコン
タクトが形成されるので微細化に有効である。
(ハ)今後の微細プロセスで最も技術的に困i%i11
が予想されるスルーホール開ロ工程を必要としない。
等の効果r山するものであめ。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の工程を説明する図である。 第2図は本発明の他の実施例の工程の一部を説明する図
である。 l・・・・・・半導体基板、2・・・・・・レジスト、
3・・・・・配線金属、3′、3“・・・・・・金属柱
、41−・・・第1の絶縁膜、42・・・・・絶縁膜、
5・・・・・・レジスト、6・・・・・絶縁膜、7・・
・・・・第2の絶縁膜 特許出願人 日本電信電話公社 第1図 (A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 集積回路の多層配線形成において、下層配線を形成する
    工程と、スルーホール形成位置に金属柱を形成する工程
    と、加工に用いた該余端柱上のレジストを残した!、ま
    平坦部で密膜2段差部で線膜が形成される堆積法により
    第1の絶縁膜を形成する工程と、前記金属柱側壁の第1
    の絶縁膜を除去した後、レジストを剥離除去することに
    より該レジスト上の第1の絶縁膜を除去する工程と、つ
    いで全面に第2の絶縁膜を形成する工程と、前記金橋柱
    上の第2の絶縁膜をエツチング除去する工程とを含むこ
    とを%徴とする多層配線の形成法。
JP11667084A 1984-06-08 1984-06-08 多層配線の形成法 Pending JPS60261156A (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56130951A (en) * 1980-03-17 1981-10-14 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS57145327A (en) * 1981-03-04 1982-09-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of semiconductor device
JPS5947740A (ja) * 1982-09-10 1984-03-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置の製造方法
JPS5967649A (ja) * 1982-10-12 1984-04-17 Hitachi Ltd 多層配線の製造方法

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