JPS62247550A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置、特に多層配線構造にお；する
スルーホールの形成方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来の半導体装置の多層配線構造を示す断面図
であり、この図１おいて、１は半導体基板であり、２は
この半導体基板１上に形成された絶縁膜、３は前記絶縁
膜２上に形成された第１の金属配線層であり、４はこの
第１の金属配線層３上および絶縁膜２上に形成された第
１の層間絶縁膜、５はこの第１の層間絶縁膜４中に形成
され、第１の金属配線層３と第１の層間絶縁膜４上に形
成されるべき第２の金属配線層６の電気的接続をするた
めのスルーホールであり、６は前述した第２の金属配線
層で、スルーホール５を含んで第１の層間絶縁膜４上に
形成される。

次に、従来のスルーホールの形成方法を第５図Ｃａ）〜
（ｄ）　Ｋついて説明する。

まず、半導体基板１上に、絶縁を目的として酸化シリコ
ン膜あるいはリンガラス等の絶縁膜２を形成する（第５
図（ａ））。これは通常、半導体基板１中にトランジス
タ、ダイオード、抵抗体などの素子（図示せず）を形成
するが、不要な箇所で後に形成する金属配線層と電気的
な接続をもたないようＫするためである。次に、スパッ
タ法あるいは蒸着などにより配線となる金属を付着させ
る。

その後、フォトリングラフイーおよびエツチング忙より
所定の金属パターンを形成し、これを第１の金属配線層
３とする（第５図（ｂ））。次に、その上から、酸化シ
リコン膜あるいは窒化シリコン膜等の第１の層間絶縁膜
４をＣＶＤ（気相化学成長）法などで形成する（第５図
（Ｃ１）、さらに、フォトリソグラフィーおよびエツチ
ングにより−、第１の金属配線層３を含むようにスルー
ホール５を形成する（第５図（ｄ））。最後に、スパッ
タ法あるいは蒸着などにより配線となる金属を付着させ
、７オトリソグラフイーおよびエツチングにより所定の
パターンを形成し、第２の金属配線層６とし、第４図に
示したような多層配線構造の半導体装置が形成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のスルーホール５の形成方法では、スルーホール５
の深さは、第１の層間絶縁膜４の膜厚く等しかった。し
かし、第１の層間絶縁膜４を薄く形成することは、第１
の金属配線層３と第２の金属配線層６の間の容量増大に
つながり、半導体装置の動作速度を遅くする。また第１
の層間絶縁膜４のカバレージも低下させる要因となり、
それに伴い第２の金属配線層６の段差部でのカバレージ
が低下するので、信頼性上問題がある。さらに、第１の
層間絶縁膜４を厚く形成すると、スルーホール５の深さ
が深くなり、スルーホール５内部での第２の金属配線層
６０カバンージが劣化し、またこの段差は、その後の工
穆において障害となる等の問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、スルーホールの深さを増すことな（、かつ
スルーホール部以外での層間絶縁膜の膜厚を薄くしない
で済む半導体装置の製造方法を得ること、を目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る半導体装置の製造方法は、層間絶縁膜を
２度に分けて形成し、一度目の層間絶縁膜形成後レジス
トを塗布し、さらにその上に液状ガラスを塗布する。次
に、この液状ガラスをマスクにレジストをエツチング除
去し、さらに層間絶縁膜をエツチング除去する。その後
、二度目の層間絶縁膜を形成し、７オトリングラフイー
により所定の位置にスルーホールを形成するものである
。

〔作用〕

この発明においては、一度目の層間絶縁膜の形成後レジ
ストを塗布し、液状ガラスを塗布することにより第１の
金属配線層上には液状ガーラスが薄く形成され、軽いエ
ツチングによりその部分の液状ガラスを除去し、段差の
側壁に厚く形成された液状ガラスをマスクにレジストを
エツチングし、さらにそのレジストをマスクに層間絶縁
膜をエツチングする。これにより、第１の層間絶縁膜の
パターンに沿りて、細く深い溝が形成される。その上よ
り二度目の層間絶縁膜を付着させる。この層間絶縁膜を
薄く形成すると、スルーホール部での段差は減少する。

〔実施例〕

第１図はこの発明により形成された半導体装置の多層配
線構造を示す断面図である。この図において、１は半導
体基板であり、２はこの半導体基板１上く形成された絶
縁膜、３はこの絶縁膜２上く形成された第１の金属配線
層であり、４は一度目に形成される第１の層間絶縁膜、
４１は前記第１の層間絶縁膜４および後述の液状ガラス
７の上に二度目に形成される第２の層間絶縁膜、５は前
記第２の層間絶縁膜４１中く形成されるスルーホールで
あり、６は第２の金属配線層、７は前記第１の金属配線
層３と第１の０層間絶縁膜４および第１の層間絶縁膜４
と第２の層間絶縁膜４１０間にそれぞれ介在する液状ガ
ラスである。

次に、第１図の半導体装置の製造方法の工程を第２図＜
８）〜（ｉ）　Ｉｃ示す。

まず、第２図（ａ）、　（ｂ）のよう廻、従来方法と同
一の方法によって半導体基板１上に絶縁膜２．第１の金
属配線層３．第１の層間絶縁膜４を形成する。次に、第
２図（Ｃ）のように、レジスト８．液状ガラス９を塗布
するが、レジスト８を塗布する場合、塗布条件を適当に
選んで下地の段差を反映するようＫする。その後、液状
ガラス９を塗布する。この場合、レジスト８が下地の凸
凹を反映するような条件にて塗布されているために１こ
の液状ガラス９は凹部、すなわち、第１の金属配線層３
のない部分は厚く形成され、逆に、第１の金属配線層３
の上は薄く形成される。次に、第２図（ｄＪのように液
状ガラス９を軽くエツチングし１廖く形成された部分に
のみ液状ガラス９を残す。さらに、スルーホールを開孔
しようとする箇所の第１の層間絶縁膜４をエツチングで
きるよ５に、第２図（ｅ）のようにもう一度しシストパ
ターン１０を形成する。次に、第２図（ｆ）のよ５にレ
ジスト８とレジストパターン１０をマスクにして、第１
の層間絶縁膜４をエツチングする。次に、第２図（ｇｌ
のようにレジスト８とレジストパターン１０を除去し、
液状ガラスＴを塗布する。この時、第１の金属配線層３
と第１の層間絶縁膜４の間に細い谷１１ができるが、液
状ガラス７が厚く形成されるので、段差はてい減される
。続いて、液状ガラス７を軽（エツチング除去すると、
細い谷１１などの凹部のみに液状ガラスが残る。その上
より、第２図（ｋ）のように第２の層間絶縁膜４１をプ
ラズマＣＶＤ法などで形成する。この場合、第２の層間
絶縁膜４１の膜厚はスルーホール部の段差に全く等しい
ため、他に制約がない限り薄（形成することが望ましい
。次に、第２図（ｉ）のようにフォトリングラフイーに
よりスルーホールのレジストパターンを形成し、エツチ
ングにより第２の層間絶縁膜４１中にスルーホール５を
形成する。最後に、第２の金属配線層６を付着させ、パ
ターンニングを行うことにより、第１図に示したような
２層配線構造が形成される。

上記の工程における第１の層間絶縁膜４の形成は、第１
の金属配線層３の膜厚に近い方が段差なてい減できるの
で好ましい。この点を第３図（ａ）。

（ｂｌによって説明する。

第３図（ａ）は従来のスルーホール形成状ａのａ略を示
す断面図であり、第３図（ｂ）はこの発明の概略を示す
断面図である。図中、ＡおよびＢの部分の第１の層間絶
縁膜４が作る段差ａ、ｂは、この発明のｂの方が小さく
なっている。これは、従来法では第１の層間絶縁膜４を
プラズマＣＶＤ法等で一度に形成しているため、第２の
金属配線層６は第１の金属配線層３の膜厚分の段差は必
らずのりこえなげればならないのに対し、この発明によ
る方法では、一度プラズマＣＶＤ法などで形成した第１
の層間絶縁膜４をスルーホール５０周辺部分だけ除去し
てしまうため、第２の金属配線層６はほとんど段差をの
りこえる必要がな１まためである。

なお、上記実施例では、２層配線構造のスルーホール５
の形成に関して述べたが、３層以上の多層配線構造のス
ルーホールについても適用できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、半導体基板上に絶縁膜
を形成した後、第１の金属配線層を形成する工場と、全
面に第１の層間絶縁膜を形成する工程と、その上にレジ
ストを塗布する工程と、さらにその上に液状ガラスを塗
布した後、第１の金属配線層のある部分の液状ガラスを
エツチング除去する工程と、さらに、スルーホールを形
成しようとする箇所を含む周辺部分の第１の層間絶縁膜
をエツチングするためのレジストパターンを形成する工
程と、レジストパターンをマスクとして第１の層間絶縁
膜をエツチングする工程と、レジストパターンを除去し
た後、全面に液状ガラスを塗布する工程と、この液状ガ
ラスを第１の金属配線層および第１の層間絶縁膜か露出
するようにエツチングする工程と、その上に第２の層間
絶縁膜を形成する工程と、第１の金属配線層上の第２の
層間絶縁膜にスルーホールを形成する工程とからなるの
で、スルーホールの周辺を金属配線層より大きめに第１
の層間絶縁膜を除去でき、これＫよりスルーホールの周
辺に段差がほとんどなくなり、かつスルーホール自体の
段差も第２の層間絶縁膜の膜厚だけとなるため、第２の
金属配線層はスルーホール周辺でほとんど段差をのりこ
えることがなく、配線の信頼性が向上する利点が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製造方法により得られた半導体装置
の断面図、第２図（ａ）〜（ｉ）はこの発明の半導体装
置の製造方法の一実施例を示す工程断面図、第３図（ａ
）、　　（ｂ）は従来のスルーホールと、この発明のス
／＞ホールの段差の違いを示す断面図、第４図は従来の
スルーホールを示す断面図、第５図＜ａ）〜（ｄ）は従
来のスルーホールの形成工程を示す断面図である。 図において、１は半導体基板、２は絶縁膜、３は第１の
金属配線層、４は第１の層間絶・縁膜、５はスルーホー
ル、６は第２の金属配線層、７．９は液状ガラス、４１
は第２の層間絶縁膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大岩増雄　　　（外２名） 第１図 ４１：茎２のｉ間６Ｐ、潟に臘 第２図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） 第２図 （ｄ） （ｅ） （ｆ） 第２図 （ｈ） 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上に絶縁膜を形成した後、第１の金属配線
   層を形成する工程と、全面に第１の層間絶縁膜を形成す
   る工程と、その上にレジストを塗布する工程と、さらに
   その上に液状ガラスを塗布した後、前記第１の金属配線
   層のある部分の液状ガラスをエッチング除去する工程と
   、さらに、スルーホールを形成しようとする箇所を含む
   周辺部分の前記第１の層間絶縁膜をエッチングするため
   のレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパ
   ターンをマスクとして前記第１の層間絶縁膜をエッチン
   グする工程と、前記レジストパターンを除去した後、全
   面に液状ガラスを塗布する工程と、この液状ガラスを前
   記第１の金属配線層および第１の層間絶縁膜が露出する
   ようにエッチングする工程と、その上に第２の層間絶縁
   膜を形成する工程と、前記第１の金属配線層上の前記第
   ２の層間絶縁膜にスルーホールを形成する工程とを含む
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。