JPS61152040A - 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】 〔技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法、％に基体表面上におけ
る配線形成技術に関する。

〔背景技術〕

ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体集積回路装置において、半導
体基体表面に形成された素子に対し低抵抗接続する電極
や配線を形成する場合、通常、全面蒸着等により形成し
たアルミニウム膜をホトレジストを用いる選択エツチン
グ技術により不要部分を取り除く方法が採用されており
、この方法は■工業調査会発行、「電子材料４１９８２
年３月号、９３８〜ｐ４４等に記載されている。

第８図乃至第１１図は、これまでの半導体装置における
第１層目のアルミニウム配線形成法の例を示すものであ
り、以下、工程順に説明する。

（１）半導体基体１の主面ＫＡ択拡散により素子を形成
し、その際に表面上に形成された酸化膜（Ｓｉｎｓ）な
どの絶縁膜２に対し、ホトエツチングを行１てコンタク
ト・ホール３をあける。（第８図） （２）全面にアルミニウム膜４を蒸着等によりデボジシ
言ンする。（第９図） （３１感光性耐食樹脂、たとえばネガタイプのホトレジ
スト５を全面ＶＣ塗布し、マスク６を通して紫外線７等
を照射し、部分的に露光されたホトレジストを現像処理
することＫよりレジストパターンを作成する。（第１０
図） （４１このあと、レジストをマスクにしてアルミニウム
をエッチし、配線パターンを得る。（第１１図）上記の
ような配線形成法によれば下記の問題がある。工程１３
＋で紫外線照射時に、第１０図に示すように、下地アル
ミニウム膜４からの照射光の反射、すなわちハレーシ璽
ン現象が起り、マスク６によって遮光された部分に光（
点線で示す）があたる。レジストにはある程度の吸光剤
が入っているが、ハレーシ１ンを全くなくすことはでき
ず、遮光部分のレジストの一部が硬化して、完成時には
第１１図に示すようにアルミニウム残存部１３ができて
短絡を起こす。また、この上に層間絶縁膜を形成した場
合表面で段差を生じ、上部配線の断線の原因となる、な
お、ポジタイプのレジストを用いる場合にはマスクのパ
ターンが逆になり配線の一部がエッチされ、て断線を起
こすことがある。

これらの上記した点は半導体装置が微細化し、配線幅や
配線間隔が狭くなる場合にとくに顕著となることが本発
明が行なった検討により明らかとなった。

（発明の目的〕 本発明の一つの目的は、ホトレジスト露光工程でのハレ
ーシ冒ンによるレジストパターンの不良をなくし、微細
配線構造であっても、断線や短絡のない配線を得る配線
形成法を提供することにある。

本発明の他の目的は配線による段差がなく表面の平坦化
ができる配線形成法を提供することＫある。

〔発明の概要〕

本ｍビ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、基体上にアルミニウム電極又は配線を形成す
るｋあたって、基体表面上に形成された絶縁物層の表面
に所要とする配線の幅と厚さに対応する溝穴を堀り、こ
の溝穴を埋めこむようにアルミニウム膜を形成し、この
アルミニウム膜の上記配線忙不要となる部分を取り除く
ことにより、上記溝穴に埋め込まれたアルミニウム膜よ
りなる配線を形成するものであって、この方法によれば
、絶縁膜に溝穴の形成のためのホトレジスト処理で下地
よりのハレーシ曹／によるレジストパターンの不良がな
く、したがって微細配線の場合であっても、断線や短絡
不良が解消されて、前記発明の目的を達成できる。

〔実施例〕

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、半導体装ｆｆ１Ｋおける配線形成プロセスの工程断
面図である。

ｉｌｌ　　ｎ型単結晶半導体（８ｉ）基板ｌの主面に選
択拡散技術により素子（たとえばｐ型拡散層）を形成す
る。この選択拡散の際に基板表面に形成された熱酸化膜
をいったん除去するか、あるいはそのままでその上にＣ
ＶＤ（気相化学析出）技術による５ｉｎｓ又はＰＳＧ（
リン・シリケートガラス）等及び耐熱性有機絶縁膜の絶
縁膜の絶縁膜８を厚く形成する。この絶縁膜の厚さは求
めるアルミニウム配線の厚さよりも充分に厚くする。（
第１図）（２）　　全面に感光性耐食樹脂、たとえばネ
ガ型ホトレジスト５を塗布し、マスク６を通して紫外線
又は超紫外光７を照射し、部分的に露光されたホトレジ
ストを現像処理することＫよりレジストパターン５ａを
作成する。（第２図） （３１上記レジストパターン５ａをマスクにして絶縁膜
８を選択エッチし、求める配線の厚さと幅に対応する深
さと幅の溝穴９をあける。（第３図）（４：　　上記工
程（２）（３１と同様の方法により、溝穴９の一部より
下地に貫通するコンタクトホール１０をあける。（第４
図） （５１全面にアルミニウムを蒸着又はスパッタリングに
よりデポジットし、上記溝穴９を埋めこむよ５に充分な
厚さのアルミニウム膜１１を形成する。

次いでこの上に感光性耐食樹脂、たとえばネガタイプの
ホトレジスト１２を塗布する。このホトレジスト１２は
アルミニウム膜１１の凹部を埋めて表面が平坦化した状
態で形成される。（第５図）（６１ホトレジストをベー
クして硬化させた後、アルミニウムとホトレジストが同
一のエッチレートになる条件でエッチする。この場合、
たとえば、ガス：Ｈｅ＋ＣＣ＃、＃ガス流量：Ｈｅ４０
ＳＣＣＭ＋Ｃ（１，８０ｓｃｃＭ、圧力＝８パスカル（
Ｐａ）。

出カニ３００〜４００Ｗでドライエッチする。

４０ＳＣＣＭという量は、１分間に１気圧のもとで、４
００Ｃのガスが流れる量である。

この結果１表面が平均にエッチされて第６図に示すよう
な配線パターンが得られる。

〔発明の効果〕

以上実施例で説明した本発明によれば下記のように効果
が得られる。

１１１　　アルミニウム膜を直接にホトレジストにより
パターン化するのではなくて、絶縁膜をパターン化して
からアルミニウムを埋め込むものであるために、ハレー
シｌン現象を生ずることなく、したがってアルミニウム
配線の短絡や断線が生じることなく、半導体装置の信頼
性が向上する。

（２：　　配線層を埋め込むため、段差がなく、表面の
平坦な層間膜やパッシベーション（絶縁保ｆｉ膜）が得
られる。

（３；　　配線の幅や間隔が狭い場合にも短絡や断線が
なく、微細な配線構造が得られる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
、具体的に説明したが、本発明は上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で種々変更
可能であることはいうまでもない。

たとえば、第７図は本発明をアルミニウム２７Ｎ配線に
適用した場合の例を断面図で示すものである。

同図において、８は第１層の絶縁膜であって、その表面
部分に溝穴があけられ、この中に第１層のアルミニウム
配線１１が埋め込まれる。１４は第２層の絶縁膜であっ
てその表面部分に溝穴があけられ（その一部は貫通する
）、この中に第２層アルミニウム配線１５が埋め込まれ
、一部で第１層アルミニウム配線ＩＨＣ接続する。

１６は最終（第３層）の絶縁膜で第２層アルミニウム配
線１５を埋めこんでいる。

上記発明においては、配線層が絶縁膜の溝穴内に埋め込
まれ、各層の表面の平坦化が得られるため、下層の配線
による段差が全くなく、微細構造であって配線の短絡や
断線をなくすことができる。

〔利用分野〕 本発明は半導体装置の製造法一般に適用でき、特に微細
配線構造の形成に応用した場合有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の一実施例を示す半導体装置
の製造プロセス工程断面図である。 第７図は本発明の他の実施例を示す半導体装置の断面図
である。 第８図乃至第１１図はこれまでの半導体装置の製造プロ
セスの例を示す工程断面図である。 ｌ・・・半導体基体、２・・・表面酸化膜、３・・・コ
ンタクトホール、４・・・アルミニウム膜、５・・・ホ
トレジスト、６・・・マスク、７・・・紫外線、８・・
・絶縁膜、９・・・溝穴、１０・・・コンタクトホール
、１１・・・アルミニウム膜、１２・・・ホトレジスト
、１３・・・アルミニウム残存部。 轡〜＼ 代理人　弁理士　　高　橋　明　夫 第　　１　　図 第　　５　　図 第　　６　　図 第　　８　　図 第１０図 第１１図 第　　７　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に形成された絶縁物層の表面に所要とする配
   線の幅と厚さに対応する溝穴を堀り、この溝穴を埋めこ
   むようにアルミニウム膜を形成し、このアルミニウム膜
   の上記配線に不要の部分を取り除くことにより、上記溝
   穴に埋めこまれたアルミニウム膜よりなる配線を形成す
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２、上記アルミニウム膜の不要部分を取り除くために、
   上記アルミニウム膜表面の凹部を埋めこむように適当な
   絶縁物膜を形成し、この絶縁物とアルミニウムと同一エ
   ッチレイトになる条件で表面からエッチを行う特許請求
   の範囲第１項に記載の半導体装置の製造方法。