JPS6262467B2 - - Google Patents
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- JPS6262467B2 JPS6262467B2 JP18474380A JP18474380A JPS6262467B2 JP S6262467 B2 JPS6262467 B2 JP S6262467B2 JP 18474380 A JP18474380 A JP 18474380A JP 18474380 A JP18474380 A JP 18474380A JP S6262467 B2 JPS6262467 B2 JP S6262467B2
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- Japan
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- wiring
- forming
- layer
- aluminum
- lower layer
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多層配線形成方法に係り、特に半導体
装置に於ける多層配線形成方法に関する。
装置に於ける多層配線形成方法に関する。
高集積度の半導体集積回路等の半導体装置に於
ては、アルミニウム配線による多層配線構造が多
く用いられる。そして該多層配線構造に於ては、
下層アルミニウム（Al）配線上にリン珪酸ガラ
ス（PSG）等の層間絶縁膜を形成する際の熱処理
により、下層Al配線に生ずる一般にヒーロツク
と称せられる突起のために層間絶縁膜の被覆性が
損なわれ、層間絶縁膜上に形成される上層配線と
前記下層Al配線との絶縁性が充分に確保されな
くなり、半導体装置の製造歩留まりや信頼性が低
下するという問題がある。
ては、アルミニウム配線による多層配線構造が多
く用いられる。そして該多層配線構造に於ては、
下層アルミニウム（Al）配線上にリン珪酸ガラ
ス（PSG）等の層間絶縁膜を形成する際の熱処理
により、下層Al配線に生ずる一般にヒーロツク
と称せられる突起のために層間絶縁膜の被覆性が
損なわれ、層間絶縁膜上に形成される上層配線と
前記下層Al配線との絶縁性が充分に確保されな
くなり、半導体装置の製造歩留まりや信頼性が低
下するという問題がある。
そこで従来から下記に述べるようなヒーロツク
の発生を防止する多層配線形成方法が多く用いら
れている。即ちその方法は、機能領域を有する半
導体基板上に形成された下層絶縁膜上に下層配線
用のAl膜を被着形成した後、しゆう酸等の電解
液中で陽極酸化を行つてAl膜表面に陽極酸化膜
を形成し、次いで該Al膜のハターニングを行つ
て上面に陽極酸化膜を有する下層Al配線を形成
し、次いで該下層Al配線上にSPG等の層間絶縁
膜を形成し、次いで該層間絶縁膜にコンタクト窓
を形成して後、該コンタクト窓内に表出する領域
の下層Al配線を覆う陽極酸化膜を弗化アンモニ
ウム（NH4F）等からなるエツチング液によるウ
エツト・エツチング或るいは四弗化炭素（CF4）
等のエツチング・ガスを用いるドライ・エツチン
グにより除去し、次いで層間絶縁膜上に前記コン
タクト窓に於て下層Al配線と電気的に接続する
Al等からなる上層配線を形成する方法であつ
た。ここで上記Al配線上の陽極酸化膜は二酸化
アルミニウム（Al2O3）組成を有しており、PSG
等からなる層間絶縁膜に対してエツチングの選択
性を有する適当なエツチング方法がなく、従つて
陽極酸化膜の方が層間絶縁膜に比べかなりエツチ
ング速度の遅いエツチング方法が用いられる。そ
のため従来方法に於ては陽極酸化膜のエツチング
除去に際して、コンタクト窓の拡大を少なくおさ
えるためには、陽極酸化膜の厚さを出来る限り薄
く形成する必要があるが、一方陽極酸化膜は余り
薄くなると被覆性に欠け、ヒー・ロツクを防止す
る効果がなくなるので、その厚さは少なくとも、
200±20〔Å〕程度以上に形成する必要がある。
又一方層間絶縁膜には種々な大きさを有する多数
個のコンタクト窓が形成されており、これらコン
タクト窓ごとの陽極酸化膜のエツチング・レート
はコンタクト窓の大きさ等により種々にばらつい
て来る。従つて下層Al配線上に上記程度の厚さ
を有する陽極酸化膜が形成されている際には、オ
ーバ・エツチング量を制限した条件に於ては下層
Al配線上の陽極酸化膜が完全にエツチング除去
されていないコンタクト窓が発生し、そのため従
来の方法に於ては一部のコンタクト窓に於ける下
層Al配線と上層配線のコンタクト抵抗が増大し
て、半導体装置の特性歩留まりが低下するという
問題があつた。
の発生を防止する多層配線形成方法が多く用いら
れている。即ちその方法は、機能領域を有する半
導体基板上に形成された下層絶縁膜上に下層配線
用のAl膜を被着形成した後、しゆう酸等の電解
液中で陽極酸化を行つてAl膜表面に陽極酸化膜
を形成し、次いで該Al膜のハターニングを行つ
て上面に陽極酸化膜を有する下層Al配線を形成
し、次いで該下層Al配線上にSPG等の層間絶縁
膜を形成し、次いで該層間絶縁膜にコンタクト窓
を形成して後、該コンタクト窓内に表出する領域
の下層Al配線を覆う陽極酸化膜を弗化アンモニ
ウム（NH4F）等からなるエツチング液によるウ
エツト・エツチング或るいは四弗化炭素（CF4）
等のエツチング・ガスを用いるドライ・エツチン
グにより除去し、次いで層間絶縁膜上に前記コン
タクト窓に於て下層Al配線と電気的に接続する
Al等からなる上層配線を形成する方法であつ
た。ここで上記Al配線上の陽極酸化膜は二酸化
アルミニウム（Al2O3）組成を有しており、PSG
等からなる層間絶縁膜に対してエツチングの選択
性を有する適当なエツチング方法がなく、従つて
陽極酸化膜の方が層間絶縁膜に比べかなりエツチ
ング速度の遅いエツチング方法が用いられる。そ
のため従来方法に於ては陽極酸化膜のエツチング
除去に際して、コンタクト窓の拡大を少なくおさ
えるためには、陽極酸化膜の厚さを出来る限り薄
く形成する必要があるが、一方陽極酸化膜は余り
薄くなると被覆性に欠け、ヒー・ロツクを防止す
る効果がなくなるので、その厚さは少なくとも、
200±20〔Å〕程度以上に形成する必要がある。
又一方層間絶縁膜には種々な大きさを有する多数
個のコンタクト窓が形成されており、これらコン
タクト窓ごとの陽極酸化膜のエツチング・レート
はコンタクト窓の大きさ等により種々にばらつい
て来る。従つて下層Al配線上に上記程度の厚さ
を有する陽極酸化膜が形成されている際には、オ
ーバ・エツチング量を制限した条件に於ては下層
Al配線上の陽極酸化膜が完全にエツチング除去
されていないコンタクト窓が発生し、そのため従
来の方法に於ては一部のコンタクト窓に於ける下
層Al配線と上層配線のコンタクト抵抗が増大し
て、半導体装置の特性歩留まりが低下するという
問題があつた。
本発明は上記問題点に鑑み、陽極酸化膜により
ヒー・ロツクを防止する構造を有する多層配線の
形成方法に於て、コンタクト窓内の下層アルミニ
ウム配線上に陽極酸化膜が形成されることのない
多層配線形成方法を提供する。
ヒー・ロツクを防止する構造を有する多層配線の
形成方法に於て、コンタクト窓内の下層アルミニ
ウム配線上に陽極酸化膜が形成されることのない
多層配線形成方法を提供する。
即ち本発明は多層配線形成方法において、下層
絶縁膜上に下層配線形成用のアルミニウム層を形
成する工程と、該アルミニウム層に於ける上層配
線との接続領域上にフオト・レジスト・パターン
を形成する工程と、該フオト・レジスト・パター
ンをマスクにして該アルミニウム層の表出面に選
択的に陽極酸化膜を形成する工程と、該フオト・
レジスト・パターンを除去して該アルミニウム層
の上層配線との接続領域面を選択的に表出せしめ
る工程と、該陽極酸化膜及びアルミニウム層のパ
ターニングを行つて、該アルミニウム層が表出す
る上層配線との接続領域を含み且つ該上層配線と
の接続領域以外の上面に陽極酸化膜を有する下層
アルミニウム配線を形成する工程と、該下層アル
ミニウム配線が布線された下層絶縁膜上に層間絶
縁膜を気相成長する工程と、該層間絶縁膜に該下
層アルミニウム配線に於ける上層配線との接続領
域を表出するコンタクト窓を形成する工程と、該
層間絶縁膜上に、該コンタクト窓に於て該下層ア
ルミニウム配線の上層配線との接続領域に直に接
する上層配線を形成する工程とを含むことを特徴
とする。
絶縁膜上に下層配線形成用のアルミニウム層を形
成する工程と、該アルミニウム層に於ける上層配
線との接続領域上にフオト・レジスト・パターン
を形成する工程と、該フオト・レジスト・パター
ンをマスクにして該アルミニウム層の表出面に選
択的に陽極酸化膜を形成する工程と、該フオト・
レジスト・パターンを除去して該アルミニウム層
の上層配線との接続領域面を選択的に表出せしめ
る工程と、該陽極酸化膜及びアルミニウム層のパ
ターニングを行つて、該アルミニウム層が表出す
る上層配線との接続領域を含み且つ該上層配線と
の接続領域以外の上面に陽極酸化膜を有する下層
アルミニウム配線を形成する工程と、該下層アル
ミニウム配線が布線された下層絶縁膜上に層間絶
縁膜を気相成長する工程と、該層間絶縁膜に該下
層アルミニウム配線に於ける上層配線との接続領
域を表出するコンタクト窓を形成する工程と、該
層間絶縁膜上に、該コンタクト窓に於て該下層ア
ルミニウム配線の上層配線との接続領域に直に接
する上層配線を形成する工程とを含むことを特徴
とする。
以下本発明を一実施例について第１図ａ乃至ｆ
に示す工程断面図及び第２図に示す工程上面図を
用いて詳細に説明する。
に示す工程断面図及び第２図に示す工程上面図を
用いて詳細に説明する。
本発明の方法を用いて多層配線を形成するに際
しては、第１図ａに示すように例えば第１の機能
領域１と第２機能領域２を有する半導体基板３上
に形成された下層絶縁膜４に通常の方法を用いて
前記の機能領域１及び２を表出する電極窓５を形
成した後、該下層絶縁膜４を有する半導体基板上
に蒸着等の方法により例えば１〔μｍ〕程度の厚
さを有する下層アルミニウム（Al）膜６を形成
する。次いで下層Al膜６上に例えば1.5〜２〔μ
ｍ〕程度の厚さのフオト・レジスト膜（ネガ型で
もポジ型でも良い）を塗布形成して後、通常のフ
オト・プロセスにより該フオト・レジスト膜のパ
ターンニングを行つて、前記下層Al膜６上の該
下層Al膜により形成される下層配線の上層配線
とのコンタクト領域上にフオト・レジスト・パタ
ーン７を形成する。この状態の上面を示したのが
第２図で同図に於て６は下層Al膜、７はフオ
ト・レジスト・パターン、８は後工程に於て下層
Al膜６をパターニングして形成する下層Al配線
を点線で表わしている。
しては、第１図ａに示すように例えば第１の機能
領域１と第２機能領域２を有する半導体基板３上
に形成された下層絶縁膜４に通常の方法を用いて
前記の機能領域１及び２を表出する電極窓５を形
成した後、該下層絶縁膜４を有する半導体基板上
に蒸着等の方法により例えば１〔μｍ〕程度の厚
さを有する下層アルミニウム（Al）膜６を形成
する。次いで下層Al膜６上に例えば1.5〜２〔μ
ｍ〕程度の厚さのフオト・レジスト膜（ネガ型で
もポジ型でも良い）を塗布形成して後、通常のフ
オト・プロセスにより該フオト・レジスト膜のパ
ターンニングを行つて、前記下層Al膜６上の該
下層Al膜により形成される下層配線の上層配線
とのコンタクト領域上にフオト・レジスト・パタ
ーン７を形成する。この状態の上面を示したのが
第２図で同図に於て６は下層Al膜、７はフオ
ト・レジスト・パターン、８は後工程に於て下層
Al膜６をパターニングして形成する下層Al配線
を点線で表わしている。
次いで該基板をしゆう酸（C2H2O4）等を主成分
とする電解液に浸漬し、基板を陽極として電解酸
化を行つて、第１図ｂに示すように前記フオト・
レジスト・パターン７に覆われていない下層Al
膜６の表面に厚さ400〜500〔Å〕程度の陽極酸化
膜９を形成する。次いで第１図ｃに示すように前
記フオト・レジスト・パターン７を除去して所望
の個所にAl面の表出したコンタクト領域１０を
有する陽極酸化膜９に覆われた下層Al膜６を形
成する。次いで該下層Al膜６上に通常の方法に
より前記コンタクト領域１０を含むホトレジスト
からなる下層配線パターンを形成し、弗化アンモ
ニウム（NH4F）を主成分とするエツチング液を
用いて先ず表出している領域の陽極酸化膜を溶解
除去して後、次いで前記処理により表出せしめら
れた下層Al膜を、りん酸（H3PO4）及び硝酸
（HNO3）を主成分とする液により選択的にエツチ
ング除去して、第１図ｄに示すように下層Al膜
６の面が直かに表出しているコンタクト領域１０
を所望の個所に有する、上面が400〜500〔Å〕程
度の厚さの陽極酸化膜９に覆われ、且つ電極窓５
部に於て機能領域１或るいは２と接触する下層
Al配線８を形成する。
とする電解液に浸漬し、基板を陽極として電解酸
化を行つて、第１図ｂに示すように前記フオト・
レジスト・パターン７に覆われていない下層Al
膜６の表面に厚さ400〜500〔Å〕程度の陽極酸化
膜９を形成する。次いで第１図ｃに示すように前
記フオト・レジスト・パターン７を除去して所望
の個所にAl面の表出したコンタクト領域１０を
有する陽極酸化膜９に覆われた下層Al膜６を形
成する。次いで該下層Al膜６上に通常の方法に
より前記コンタクト領域１０を含むホトレジスト
からなる下層配線パターンを形成し、弗化アンモ
ニウム（NH4F）を主成分とするエツチング液を
用いて先ず表出している領域の陽極酸化膜を溶解
除去して後、次いで前記処理により表出せしめら
れた下層Al膜を、りん酸（H3PO4）及び硝酸
（HNO3）を主成分とする液により選択的にエツチ
ング除去して、第１図ｄに示すように下層Al膜
６の面が直かに表出しているコンタクト領域１０
を所望の個所に有する、上面が400〜500〔Å〕程
度の厚さの陽極酸化膜９に覆われ、且つ電極窓５
部に於て機能領域１或るいは２と接触する下層
Al配線８を形成する。
次いで第１図ｅに示すように該基板上に、層間
絶縁膜として厚さ１〔μｍ〕程度のりん珪酸ガラ
ス（PSG）膜１１を化学気相成長せしめ次いで通
常のフオト・エツチング法により該PSG膜１１に
前記下層Al配線６のコンタクト領域１０を表出
するコンタクト窓１２を形成する。次いで蒸着及
びフオト・エツチング工程を含む通常の配線形成
方法を用いて、例えば第１図ｆに示すようにPSG
膜１１上にそのコンタクト窓１２部に於て下層
Al配線８と接触する上層Al配線１３を形成す
る。
絶縁膜として厚さ１〔μｍ〕程度のりん珪酸ガラ
ス（PSG）膜１１を化学気相成長せしめ次いで通
常のフオト・エツチング法により該PSG膜１１に
前記下層Al配線６のコンタクト領域１０を表出
するコンタクト窓１２を形成する。次いで蒸着及
びフオト・エツチング工程を含む通常の配線形成
方法を用いて、例えば第１図ｆに示すようにPSG
膜１１上にそのコンタクト窓１２部に於て下層
Al配線８と接触する上層Al配線１３を形成す
る。
上記実施例から明らかなように、本発明の方法
に於ては下層Al配線８のコンタクト領域１０に
は陽極酸化膜９が形成されないような処置を予め
こうじているので、層間絶縁膜であるPSG膜１１
にコンタクト窓１２を形成した状態で、該コンタ
クト窓１２内には下層Al配線８に於けるAl面が
直かに表出している。従つて該コンタクト窓１２
に於ける下層Al配線８と上層Al配線１３とのコ
ンタクト抵抗は極めて低くなる。又本発明の方法
を用いれば下層Al配線８上の、陽極酸化膜９の
厚さは400〜500〔Å〕程度以上に厚く形成するこ
とが可能になるので、層間絶縁膜を形成する際の
熱処理により下層Al配線８に発生するヒー・ロ
ツクを完全に防止することができる。
に於ては下層Al配線８のコンタクト領域１０に
は陽極酸化膜９が形成されないような処置を予め
こうじているので、層間絶縁膜であるPSG膜１１
にコンタクト窓１２を形成した状態で、該コンタ
クト窓１２内には下層Al配線８に於けるAl面が
直かに表出している。従つて該コンタクト窓１２
に於ける下層Al配線８と上層Al配線１３とのコ
ンタクト抵抗は極めて低くなる。又本発明の方法
を用いれば下層Al配線８上の、陽極酸化膜９の
厚さは400〜500〔Å〕程度以上に厚く形成するこ
とが可能になるので、層間絶縁膜を形成する際の
熱処理により下層Al配線８に発生するヒー・ロ
ツクを完全に防止することができる。
なお上記実施例に於ては、半導体装置に於ける
多層配線を例にとつて説明したのが、本発明の方
法はセラミツク基板上の多層配線を形成する際に
も適用可能であり、厚膜回路素子等にも適用する
ことができる。
多層配線を例にとつて説明したのが、本発明の方
法はセラミツク基板上の多層配線を形成する際に
も適用可能であり、厚膜回路素子等にも適用する
ことができる。
以上説明したように本発明によれば、アルミニ
ウム多層配線構造に於て、下層アルミニウム配線
に発生するヒー・ロツクが防止され、且つ上層、
下層配線間の低コンタクト抵抗が得られるので、
高集積度の半導体IC等多層配線構造を有する素
子の製造歩留まりを向上せしめることができる。
ウム多層配線構造に於て、下層アルミニウム配線
に発生するヒー・ロツクが防止され、且つ上層、
下層配線間の低コンタクト抵抗が得られるので、
高集積度の半導体IC等多層配線構造を有する素
子の製造歩留まりを向上せしめることができる。
第１図ａ乃至ｆは本発明の一実施例に於ける工
程断面図で、第２図は同じく工程上面図である。 図に於て、４は下層絶縁膜、５は電極窓、６は
下層アルミニウム膜６、７はフオト・レジスト・
パターン、８は下層アルミニウム配線、９は陽極
酸化膜、１０はコンタクト領域、１１はりん珪酸
ガラス膜、１２はコンタクト窓、１３は上層アル
ミニウム配線を示す。
程断面図で、第２図は同じく工程上面図である。 図に於て、４は下層絶縁膜、５は電極窓、６は
下層アルミニウム膜６、７はフオト・レジスト・
パターン、８は下層アルミニウム配線、９は陽極
酸化膜、１０はコンタクト領域、１１はりん珪酸
ガラス膜、１２はコンタクト窓、１３は上層アル
ミニウム配線を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下層絶縁膜上に下層配線形成用のアルミニウ
ム層を形成する工程と、 該アルミニウム層に於ける上層配線との接続領
域上にフオト・レジスト・パターンを形成する工
程と、 該フオト・レジスト・パターンをマスクにして
該アルミニウム層の表出面に選択的に陽極酸化膜
を形成する工程と、 該フオト・レジスト・パターンを除去して該ア
ルミニウム層の上層配線との接続領域面を選択的
に表出せしめる工程と、 該陽極酸化膜及びアルミニウム層のパターニン
グを行つて、該アルミニウム層が表出する上層配
線との接続領域を含み且つ該上層配線との接続領
域以外の上面に陽極酸化膜を有する下層アルミニ
ウム配線を形成する工程と、 該下層アルミニウム配線が布線された下層絶縁
膜上に層間絶縁膜を気相成長する工程と、 該層間絶縁膜に該下層アルミニウム配線に於け
る上層配線との接続領域を表出するコンタクト窓
を形成する工程と、 該層間絶縁膜上に、該コンタクト窓に於て該下
層アルミニウム配線の上層配線との接続領域に直
に接する上層配線を形成する工程とを含むことを
特徴とする多層配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18474380A JPS57107058A (en) | 1980-12-25 | 1980-12-25 | Multilayer wiring forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18474380A JPS57107058A (en) | 1980-12-25 | 1980-12-25 | Multilayer wiring forming method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57107058A JPS57107058A (en) | 1982-07-03 |
| JPS6262467B2 true JPS6262467B2 (ja) | 1987-12-26 |
Family
ID=16158564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18474380A Granted JPS57107058A (en) | 1980-12-25 | 1980-12-25 | Multilayer wiring forming method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57107058A (ja) |
-
1980
- 1980-12-25 JP JP18474380A patent/JPS57107058A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57107058A (en) | 1982-07-03 |
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