JPS63226040A - 半導体集積回路装置の製造方法 - 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〕 本発明は、半導体集積回路装置の製造方法に関し、特に
、多層配線構造の半導体集積回路装置における絶縁膜表
面の平坦化に適用して有効な技術に関するものである。

〔従来技術〕

近年、半導体集積回路装置においては、多層配線化の進
展に伴い、絶縁膜の表面平坦化技術の重要度が増してい
る。従来、この表面平坦化技術としては、いわゆるエッ
チバック法が広く用いられている（例えば、徳山、橋本
編著ｒＭＯ８ＬＳＩ製造技術Ｊ　、　Ｐ、１３２〜ρ、
１３３１日経マグロウヒル社、　１９８５年６月２０日
発行。

このエッチバック法による絶縁膜の表面平坦化は次のよ
うにして行われている。すなわち、まず絶縁膜上に形成
されている配線パターンを覆うようにＣＶＤ法により全
面に例えばＳｕｎ、膜のような絶縁膜を形成する０次に
、全面にレジスト膜やスピンオングラス（ＳＯＧ）膜の
ような平坦化用の塗布膜を形成して表面を平坦化する０
次に、この塗布膜と下地の絶縁膜とのエツチング速度が
等しくなるような条件で全面エツチングを行う、これに
よって、配線間に存在する溝が絶縁膜により埋め込まれ
た平坦な表面状態にする。この後、全面に絶縁膜を形成
する。このようにして、平坦な絶縁膜表面を得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来技術は次のような問題を有する
。すなわち、配線間のスペースが広くてこの配線間の溝
のアスペクト比（溝の深さ／溝の幅）が例えば０．５程
度以下の場合には溝内に絶縁膜を埋め込むことができる
が、配線間のスペースが小さくて溝のアスペクト比が例
えば０．５程度以上の場合にはこの溝の部分における絶
縁膜の被着状態が悪くなってオーバーハング部が形成さ
れるため、この溝に絶縁膜を埋め込むのが難しくなり。

従って絶縁膜の表面平坦化を有効に行うことができない
という問題があった。

本発明の目的は、エッチバックによる表面平坦化を有効
に行い、平坦な絶縁膜表面を得ることができる技術を提
供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、前記問題点を解決すべく鋭意検討した結果
、第７図に示すように、スパッタエツチングの速度が被
エツチング物の表面の法線とイオンの入射方向とのなす
角度θに依存し、この角度θが大きい場合にエツチング
速度が大きくなる傾向を有するため、段差のある下地表
面をスパッタエツチングすると、傾斜部が平坦部に比べ
て数倍程度以上の速度で優先的にエツチングされる事実
に着目して本発明を案出するに至った。

本願に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、第１の絶縁膜を全面に形成する工程と、前記
第１の絶縁膜をスパッタエツチングする工程と、平坦化
用の塗布膜を全面に形成する工程と、前記塗布膜及び前
記第１の絶縁膜をエッチバックする工程と、第２の絶縁
膜を全面に形成する工程とを具備している。

〔作用〕

上記した手段によれば、段差パターンの間の溝に形成さ
れる第１の絶縁膜のオーバーハング部をスパッタエツチ
ングにより選択的に除去することができるので、エッチ
バックによる表面平坦化を有効に行うことができ、従っ
て第２の絶縁膜の形成により平坦な絶縁膜表面を得るこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものには同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。

第１図〜第６図は、本発明の一実施例による半導体集積
回路装置の製造方法を工程順に説明するための断面図で
ある。

第１図に示すように、例えばシリコン基板のような半導
体基板１の表面に形成された例えばＳｉＯ２膜のような
絶縁膜２の上に例えばアルミニウム膜のような配線３い
３２を形成した後１例えばプラズマＣＶＤ法や常圧ＣＶ
Ｄ法により例えばＳｉＯ２膜のような絶縁膜４を全面に
形成する。なお、この絶縁膜４として例えばＳｉＮ膜や
ＰＳＧ　（リンシリケートガラス）腹を用いてもよい、
今、前記配線３．、３．間の溝５のアスペクト比が大き
い場合を考えると、この溝５の部分における絶縁膜４に
はオーバーハング部４ａが形成される。

次に、例えばアルゴンイオン（Ａｒ”）を用いたスパッ
タエツチングにより絶縁膜４のエツチングを行う。この
スパッタエツチングの際には、既述のように、傾斜の激
しいオーバーハング部４ａが平坦部に対して優先的にエ
ツチングされる（第７図参照）。従って、エツチング後
にはオーバーハング部４ａが選択的に除去されるため、
第２図に示すように、絶縁膜４は溝５の内部でもこの溝
５のアスペクト比が小さい場合と同様な良好な形状とな
る。これによって、後述のエッチバックによる表面平坦
化を有効に行うことができる。

次に第３図に示すように１例えば５ｉｎ２膜のような絶
縁膜６を全面に形成した後、第４図に示すうに１例えば
レジスト膜、ＳＯＧ膜、ポリイミド膜のような塗布膜７
を全面に形成する。この塗布膜７の表面は平坦な形状と
なる。

次に、この塗布膜７と前記絶縁膜４，６とのエツチング
速度が等しくなるような条件で例えば反応性イオンエツ
チング（ＲＩＥ）により、例えば配線３い３．の表面が
露出するまで前記塗布膜７及び前記絶縁膜４．６をエッ
チバックする。これによって、第５図に示すように、配
線３い３□間の溝５の内部が絶縁膜４．６で完全に埋め
込まれてほぼ完全に平坦な表面が得られる。

次に第６図に示すように１例えばＣＶＤ法により全面に
例えばＳｉｎ、膜のような絶縁［８を形成する。この場
合、上述のように配線３．．３．及び溝５内に埋め込ま
れた絶縁膜４．６の表面は平坦であるから、この絶縁膜
８の表面も平坦となる。

これによって、溝５のアスペクト比が大きい場合におい
ても平坦な絶縁膜表面を得ることができる。

この後、この絶縁膜８上に二層目の配線（図示せず）を
形成し、以後第１図〜第６図に示すと同様な工程を配線
層数に応じて繰り返すことにより、多層配線をそれぞれ
平坦な絶縁膜上に順次形成することができる。これによ
って、信頼性の高い多層配線を形成することができる。

以上５本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前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において種々変更可能であること
は言うまでもない。

例えば、絶縁膜４のオーバーハング部４ａをスパッタエ
ツチングにより除去した後に直ちに第４図に示す工程以
降の平坦化工程を行うことも可能である。また、このス
パッタエツチングによる絶縁ＩＩ４のオーバーハング部
４ａの除去は、絶縁膜４の形成中に同時に行うことも可
能である。さらに、第１図に示すように、絶縁膜４の形
成前に配線３い３□の側面にあらかじめ絶縁物から成る
側壁９（一点ｌＡ、ｍで示す）を形成しておくことも可
能である。このようにすれば、溝５の部分における絶縁
膜４の被着状態をより良好にすることができるので、以
後の工程を進める上で有利となる。

さらにまた、本発明は、配線以外の各種段差パターン上
に設けられる絶縁膜の平坦化に適用することが可能であ
る。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、平坦な絶縁膜表面を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、本発明の一実施例による半導体集積
回路装置の製造方法を工程順に説明するための断面図、 第７図は、スパッタエツチングによる表面平坦化の原理
を説明するためのグラフである。 図中、１・・・半導体基板、　３．、３．・・・配線（
段差パターン）、４・・・絶縁膜（第１の絶縁膜）、４
ａ・・・オーバーハング部、５・・・溝、７・・・塗布
膜、８・・・絶縁膜（第２の絶縁膜）である。 代理人　弁理士　小川勝馬　　゛へ ■、ｌ゛・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに隣接して設けられている段差パターンの間の
   溝に第１の絶縁膜を埋め込み、この後全面に第２の絶縁
   膜を形成するようにした半導体集積回路装置の製造方法
   であって、前記第１の絶縁膜を全面に形成する工程と、
   前記第１の絶縁膜をスパッタエッチングする工程と、平
   坦化用の塗布膜を全面に形成する工程と、前記塗布膜及
   び前記第１の絶縁膜をエッチバックする工程と、前記第
   ２の絶縁膜を全面に形成する工程とを具備することを特
   徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 ２、前記段差パターンが配線であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の半導体集積回路装置の製造方
   法。 ３、前記第１の絶縁膜をＣＶＤ法により形成するように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の半導体集積回路装置の製造方法。 ４、前記ＣＶＤ法がプラズマＣＶＤ法であることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の半導体集積回路装置
   の製造方法。 ５、前記塗布膜がレジスト膜、スピンオングラス膜又は
   ポリイミド膜であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項〜第４項のいずれか一項記載の半導体集積回路装置
   の製造方法。