JPS61258448A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
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- JPS61258448A JPS61258448A JP10080585A JP10080585A JPS61258448A JP S61258448 A JPS61258448 A JP S61258448A JP 10080585 A JP10080585 A JP 10080585A JP 10080585 A JP10080585 A JP 10080585A JP S61258448 A JPS61258448 A JP S61258448A
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- Japan
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- wiring layer
- circuit device
- semiconductor integrated
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- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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。
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〕
本発明は半導体集積回路装置の製造方法に於いて、特に
平担化された多層配線構造を有する装置の製造方法に関
するものである。
平担化された多層配線構造を有する装置の製造方法に関
するものである。
半導体集積回路の高集積化が進むにつれ、装置の配線系
の多層化は必須の要件となっている。ところが従来通り
多層配線間の絶縁膜として気相成長による膜を形成し九
場合、下層に位置する配線等の段差がそのまま層間膜形
成後の表面段差として残る為、上層の配線形成が困難と
なり段差部での断線や短絡により、装置の信頼性を著し
く損う原因となる。この欠点を解消する為近年層間絶縁
膜として、有機あるいは無機の膜を回転塗布によりて形
成する技術が用いられつつある。ところが例えば、第４
図に示す様に有機の回転塗布＄４０１を厚く形成し、下
層配＠４０２，４０３の段差が平担化されたとしても下
層と上層の配線を相互接続する為の開口部４０４，４０
５に於いては、さらにその上層に位置する配線層４０６
に対して段差を残すことになる。上記問題点の解決策と
して、第５図に示す様に下層配＠５０１を形成すると同
時に、下層と上層の配線層を相互に接続する領域に層間
膜厚に相当する高さの金属層５０２（以下接続柱という
）を残して、しかる後に回転塗布による層間膜５０３を
形成し、全面エツチングにより該接続柱上面を露出する
方法が提案されている。
の多層化は必須の要件となっている。ところが従来通り
多層配線間の絶縁膜として気相成長による膜を形成し九
場合、下層に位置する配線等の段差がそのまま層間膜形
成後の表面段差として残る為、上層の配線形成が困難と
なり段差部での断線や短絡により、装置の信頼性を著し
く損う原因となる。この欠点を解消する為近年層間絶縁
膜として、有機あるいは無機の膜を回転塗布によりて形
成する技術が用いられつつある。ところが例えば、第４
図に示す様に有機の回転塗布＄４０１を厚く形成し、下
層配＠４０２，４０３の段差が平担化されたとしても下
層と上層の配線を相互接続する為の開口部４０４，４０
５に於いては、さらにその上層に位置する配線層４０６
に対して段差を残すことになる。上記問題点の解決策と
して、第５図に示す様に下層配＠５０１を形成すると同
時に、下層と上層の配線層を相互に接続する領域に層間
膜厚に相当する高さの金属層５０２（以下接続柱という
）を残して、しかる後に回転塗布による層間膜５０３を
形成し、全面エツチングにより該接続柱上面を露出する
方法が提案されている。
しかし上記方法では、配線層形成前にすでに装置表面に
は１μｍ程度の高低差を生じているにもかかわらず、該
接続柱自体は全て同じ高さで形成される為、表面が平担
となる様に回転塗布膜を形成し九場合接続柱上の塗布膜
の厚さ人は場所によって１μｍ程度のバラツキをもつこ
とになる。
は１μｍ程度の高低差を生じているにもかかわらず、該
接続柱自体は全て同じ高さで形成される為、表面が平担
となる様に回転塗布膜を形成し九場合接続柱上の塗布膜
の厚さ人は場所によって１μｍ程度のバラツキをもつこ
とになる。
上述した従来の回転塗布による層間膜では、膜形成後第
５図に示す破線Ｂｉで全面エツチングを行って、全ての
接続柱上面を露出させた場合、接続柱上面の高低差はそ
のまま表面段差として残り、かつ下層配線５０１上の塗
布膜５０３の残膜厚Ｃは、最も薄い部分では上、子配線
層間で所望の電気的絶縁性を満足しなくなる。結局、核
接続柱を採用した多層配線方式は上記欠点が実用不能な
要因の一つになって゛いる。
５図に示す破線Ｂｉで全面エツチングを行って、全ての
接続柱上面を露出させた場合、接続柱上面の高低差はそ
のまま表面段差として残り、かつ下層配線５０１上の塗
布膜５０３の残膜厚Ｃは、最も薄い部分では上、子配線
層間で所望の電気的絶縁性を満足しなくなる。結局、核
接続柱を採用した多層配線方式は上記欠点が実用不能な
要因の一つになって゛いる。
本発明の製造方法は、多層配線構造を有する半導体集積
回路装置に於いて第１の金属層、第２の金属層および第
３の金属層を連続して全面に形成し九後下層の配線とな
るべき領域を残して、選択的に、該第１、第２および第
３の金属層を除去する工程と、前記下層の配線と上層に
形成される配線とを接続する領域以外の第３の金属層を
除去した後、熱処理を行う工程とポジティブタイプの感
光性を有する回転塗布膜を表面が平坦になる様に全面被
覆する工程と、全面露光により該第３の金属層表面と露
出させる工程を有している。
回路装置に於いて第１の金属層、第２の金属層および第
３の金属層を連続して全面に形成し九後下層の配線とな
るべき領域を残して、選択的に、該第１、第２および第
３の金属層を除去する工程と、前記下層の配線と上層に
形成される配線とを接続する領域以外の第３の金属層を
除去した後、熱処理を行う工程とポジティブタイプの感
光性を有する回転塗布膜を表面が平坦になる様に全面被
覆する工程と、全面露光により該第３の金属層表面と露
出させる工程を有している。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図〜第３図は本発明の一実施例の縦断面を工程順に
示した因である。
示した因である。
第１図は従来法により、シリコン基板１０１上に、フィ
ールド酸化膜１０２、不純物拡散層１０３および多結晶
シリコン電極、配線層１０４を形成し、絶縁膜として気
相成長によりリンガ２ス層１０５を形成する。この時点
でリンガラス層１０５の上面には約α８μｍの高低差を
生じる。次に第１の金属層として下層の配線層となるア
ルミニウム層１０６を全面に０．６μｍ被着し、ひきつ
づき第２の金属層として全面にチタン・タングステン合
金１０７を０．２μｍ被潰し、さらに第３の金属層とし
て全面にアルミニウム層１０８を０．８μｍ被着する。
ールド酸化膜１０２、不純物拡散層１０３および多結晶
シリコン電極、配線層１０４を形成し、絶縁膜として気
相成長によりリンガ２ス層１０５を形成する。この時点
でリンガラス層１０５の上面には約α８μｍの高低差を
生じる。次に第１の金属層として下層の配線層となるア
ルミニウム層１０６を全面に０．６μｍ被着し、ひきつ
づき第２の金属層として全面にチタン・タングステン合
金１０７を０．２μｍ被潰し、さらに第３の金属層とし
て全面にアルミニウム層１０８を０．８μｍ被着する。
該第１．第２および第３の金属層は蒸着法によりて形成
してもよいが、スパッタリング法による方が段差被覆性
がよい。またそれぞれの金属ターゲットを同一のスパッ
タリング装置内に設置して、＠１．第２および第３の金
属層を連続的に形成することができる。尚、第２の金属
層１０７と第３の金属層１０８は互いにエツチング特性
が異なる必要がある。しかる後に、フォトレジスト１０
９を塗布し、下層の配線となるべき領域を残してパター
ンニングする。次に７オトレジスト１０９をマスクにし
て、先ずアルミニウム層１０８をＣＣｔ、系ガスのプラ
ズマ中で、またチタン・タングステン層１０７をＣＦ、
系ガスのプラズマ中で、ひきつづきアルミニウム層１０
６をＣＣ４系ガスのプラズマ中で順次異方性エツチング
を行う。しかる後に７オトレジスト１０９を除去し再び
フォトレジストをマスクに上層のアルミニウム配線（第
３図の１１２）との接続領域のみを残してアルミニウム
層１０８をＣＣｔ、系ガスのプラズマ中でエツチング除
去し、第２図に示す接続柱１１０とする。ここで、アル
ミニウムとチタン・タングステンのＣＣｚ、系ガスおよ
びＣＦ、系ガスに対するエツチング特性は相互に１０倍
以上の選択比を有している為、アルミニウム層１０ｇの
エツチングは余分に行われてもチタン・タングステン層
１０７に達した時点で完全にストップする。したがって
下層の配線層１０６を損うことなく、接続柱１１０が形
成できる。次に、窒素で２０倍に希釈した酸素雰囲気で
４００上程度の熱処理を行うことによってチタン・タン
グステン１０７の表面が酸化され濃い紫色を呈する。こ
れによって接続柱以外の下層配線上では光の反射率が著
しく低下する。しかる後にポジチイプタイプの感光性を
有する高耐熱有機塗布膜１１１を上面が平坦になる様に
回転塗布により形成する。次に全面に紫外光を適当な時
間照射を行うことにより、光の反射率が高い接続性上の
有機膜のみ深く感光される。
してもよいが、スパッタリング法による方が段差被覆性
がよい。またそれぞれの金属ターゲットを同一のスパッ
タリング装置内に設置して、＠１．第２および第３の金
属層を連続的に形成することができる。尚、第２の金属
層１０７と第３の金属層１０８は互いにエツチング特性
が異なる必要がある。しかる後に、フォトレジスト１０
９を塗布し、下層の配線となるべき領域を残してパター
ンニングする。次に７オトレジスト１０９をマスクにし
て、先ずアルミニウム層１０８をＣＣｔ、系ガスのプラ
ズマ中で、またチタン・タングステン層１０７をＣＦ、
系ガスのプラズマ中で、ひきつづきアルミニウム層１０
６をＣＣ４系ガスのプラズマ中で順次異方性エツチング
を行う。しかる後に７オトレジスト１０９を除去し再び
フォトレジストをマスクに上層のアルミニウム配線（第
３図の１１２）との接続領域のみを残してアルミニウム
層１０８をＣＣｔ、系ガスのプラズマ中でエツチング除
去し、第２図に示す接続柱１１０とする。ここで、アル
ミニウムとチタン・タングステンのＣＣｚ、系ガスおよ
びＣＦ、系ガスに対するエツチング特性は相互に１０倍
以上の選択比を有している為、アルミニウム層１０ｇの
エツチングは余分に行われてもチタン・タングステン層
１０７に達した時点で完全にストップする。したがって
下層の配線層１０６を損うことなく、接続柱１１０が形
成できる。次に、窒素で２０倍に希釈した酸素雰囲気で
４００上程度の熱処理を行うことによってチタン・タン
グステン１０７の表面が酸化され濃い紫色を呈する。こ
れによって接続柱以外の下層配線上では光の反射率が著
しく低下する。しかる後にポジチイプタイプの感光性を
有する高耐熱有機塗布膜１１１を上面が平坦になる様に
回転塗布により形成する。次に全面に紫外光を適当な時
間照射を行うことにより、光の反射率が高い接続性上の
有機膜のみ深く感光される。
したがりて露光後、有機アルカリ溶液を用いて現像する
ことによゆ、有機膜１１１の残膜を極端に薄くすること
なく、全ての接続柱上面を自己整合的に露出させること
ができる。現像後の残膜１１１の上面を＠３図に示す様
にシリコン基板面から見て最も高い配線上に位置する接
続柱ｔｏｏａと最も低い配線上に位置する接続柱１１０
ｂの上面のほぼ中間位置に形成することによって、上層
の配線層１１２に生じる段差は接続柱１１０ａと１１０
ｂとの高低差の１／２以下となる。また有機膜１１１は
最も薄くなる部分ＤＫ於いても所望の電気耐圧を有する
膜厚で形成される。
ことによゆ、有機膜１１１の残膜を極端に薄くすること
なく、全ての接続柱上面を自己整合的に露出させること
ができる。現像後の残膜１１１の上面を＠３図に示す様
にシリコン基板面から見て最も高い配線上に位置する接
続柱ｔｏｏａと最も低い配線上に位置する接続柱１１０
ｂの上面のほぼ中間位置に形成することによって、上層
の配線層１１２に生じる段差は接続柱１１０ａと１１０
ｂとの高低差の１／２以下となる。また有機膜１１１は
最も薄くなる部分ＤＫ於いても所望の電気耐圧を有する
膜厚で形成される。
尚、本発明の主旨から明らかな様に眉間絶縁膜として形
成する塗布膜はポジティブタイプの感光性を有し、上面
が平坦となる様に厚く塗布できる膜であれば無機あるい
は無機および有機の混合物でもよい。また配線層はアル
ミニウムである必要はなく、高融点金属等半導体デバイ
スに採用し得る金属であれば良い。さらに下層配線上の
光の反射率を低下させる為の第２の金属層１０７は、シ
リコン等の半導体であっても第３の金属層に対してエツ
チングの選択比が大きくとれる物質であれば良い。しか
もシリコン膜の様に被着した時点で光の反射率を低下さ
せる効果を有する場合は、接続柱形成後の熱処理を省略
することも可能となる。
成する塗布膜はポジティブタイプの感光性を有し、上面
が平坦となる様に厚く塗布できる膜であれば無機あるい
は無機および有機の混合物でもよい。また配線層はアル
ミニウムである必要はなく、高融点金属等半導体デバイ
スに採用し得る金属であれば良い。さらに下層配線上の
光の反射率を低下させる為の第２の金属層１０７は、シ
リコン等の半導体であっても第３の金属層に対してエツ
チングの選択比が大きくとれる物質であれば良い。しか
もシリコン膜の様に被着した時点で光の反射率を低下さ
せる効果を有する場合は、接続柱形成後の熱処理を省略
することも可能となる。
以上説明したように本発明は、装置表面に生じる高低差
によって実現が困難とされていた、接続柱と回転塗布膜
を組み合わせた、平坦化多層配線を可能とすることによ
り、高集積度でかつ信頼性の高い半導体集積回路装置が
実現できる効果がある。
によって実現が困難とされていた、接続柱と回転塗布膜
を組み合わせた、平坦化多層配線を可能とすることによ
り、高集積度でかつ信頼性の高い半導体集積回路装置が
実現できる効果がある。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例の縦断面図を工程
順に示したもので、第４図及び第５図は従来の製法によ
る装置の部分断面図である。 １０１・・・・・・シリコン基板、１０２・・・・・・
フィールド酸化膜、１０３・・・・・・不純物拡散層、
１０４・・・・・・多結晶シリコン電極、配線、１０５
・・・・・・リンガラス層、１０６・・・・・・アルミ
ニウム配線層、１０７・・・・・・チタンφタングステ
ン合金層、１０８・・・・・・アルミニウム層、１０９
・・・・・・フォトレジスト、１１０・・・・・・アル
ミニウム接続柱、１１１・・・・・・感光性有機塗布膜
、１１２・・・・・・アルミニウム配線層、４０１・・
・・・・有機塗布膜、４０２・・・・・・多結晶シリコ
ン配線層、４０３，４０６・・・・・・アルミニウム配
線層、５０１・・・・・・アルミニウム配線層、５０２
・・・・・・アルミニウム接続柱、５０３・・・・・・
有機塗布膜。 第２図 第３１Ｘ１
順に示したもので、第４図及び第５図は従来の製法によ
る装置の部分断面図である。 １０１・・・・・・シリコン基板、１０２・・・・・・
フィールド酸化膜、１０３・・・・・・不純物拡散層、
１０４・・・・・・多結晶シリコン電極、配線、１０５
・・・・・・リンガラス層、１０６・・・・・・アルミ
ニウム配線層、１０７・・・・・・チタンφタングステ
ン合金層、１０８・・・・・・アルミニウム層、１０９
・・・・・・フォトレジスト、１１０・・・・・・アル
ミニウム接続柱、１１１・・・・・・感光性有機塗布膜
、１１２・・・・・・アルミニウム配線層、４０１・・
・・・・有機塗布膜、４０２・・・・・・多結晶シリコ
ン配線層、４０３，４０６・・・・・・アルミニウム配
線層、５０１・・・・・・アルミニウム配線層、５０２
・・・・・・アルミニウム接続柱、５０３・・・・・・
有機塗布膜。 第２図 第３１Ｘ１
Claims (1)
- 多層の配線構造を有する半導体集積回路装置の配線層の
形成方法に於いて、第１の金属層、第２の金属層および
第３の金属層を連続して全面に形成した後、下層の配線
となるべき領域を残して選択的に該第１、第２および第
３の金属層を除去する工程と、前記下層の配線と上層に
形成される配線とを接続する領域以外の該第３の金属層
を除去した後熱処理を行う工程と、ポジティブタイプの
感光性を有する回転塗布膜を表面が平担になる様に全面
被覆する工程と、全面露光により該第３の金属層表面を
露出させる工程を有することを特徴とする半導体集積回
路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10080585A JPS61258448A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10080585A JPS61258448A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61258448A true JPS61258448A (ja) | 1986-11-15 |
Family
ID=14283597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10080585A Pending JPS61258448A (ja) | 1985-05-13 | 1985-05-13 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61258448A (ja) |
-
1985
- 1985-05-13 JP JP10080585A patent/JPS61258448A/ja active Pending
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