JPS633437A - 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〕 本発明はＬＳＩ等多層配線構造を有する半導体装置の製
造方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ＬＳＩ等多層配線構造を有する半導体装面の
製造方法であって、被接続部上に不純物を含有し、且つ
熱処理による流動性を有する第１の絶縁膜を形成する第
１の絶縁膜形成工程と、次にこの第１の絶縁膜上に不純
物を含有しない第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形
成工程と、次にこの第２の絶縁膜上にレジスト膜を被覆
するしシスト膜被覆工程と、次にこのレジスト膜の被接
続部上に対応した部分に開口部を設ける開口部形成工程
と、次にレジスト膜をマスクにして第１の絶縁膜及び第
２の絶縁膜に開口部を設け、被接続部を露出させる被接
続部露出工程と、づきにレジスト膜上及び被接続部上の
少なくとも第１の絶縁膜の開口部に不純物に対して非腐
食性を有する第１の導電層を形成する第１の導電層形成
工程と、次にレジスト膜上の第１の導電層をレジスト膜
とともに除去し、被接続部上の第１の導電層のみを残す
レジスト膜除去工程と、次に被接続部上に残された第１
の導電層上に高加工性を有する第２の導電層を形成する
第２の導電層形成工程とを設け、被接続部と第２の導電
層とを不純物に対して非腐食性を有する第１の導電層を
介して接続する様にしたことにより、高加工性を有する
第２の導電層が第１の絶縁膜と接触して腐食することが
ない様にし、配線の信頼性を向上させると共に、第１の
絶縁膜の不純物濃度を増加させて第１の絶縁膜の流動性
を高め、基板上の段差を良好に平坦化することができる
様にしたものである。

〔従来の技術〕

近時、ＬＳＩの分野においては、ＬＳＩの高集積化、高
速化に伴い多層配線技術が必須の技術になってきている
。この多層配線における課題は多層化による段差を如何
にして回避するかにあり、その対象としては配線層、眉
間絶縁膜等がある。

ここに配線層の平坦化方法としてはリストオフ法による
もの（特開昭５４−９３９７１号公報参照）が提案され
ており、また層間絶縁膜の平坦化方法としては、眉間絶
縁膜に熱処理により流動性を呈する材料、例えばリンガ
ラスＩＩ（ＰＳＣ；Ｍｌ）を使用する様にすることが提
案されている。第２図は斯るリンガラス膜を使用したＬ
ＳＩの一例の要部を示す。

この第２図において（１）はシリコン基板、（２）　（
３Ｊ　Ｔ４１は夫々５ｔＯ２による絶縁膜、（５１（６
）は夫々ポリシリコンによる配線層、（７）はリンガラ
ス膜、（８）はアルミニウムによる配線層を示し、この
第２図例においては、ポリシリコン配線層（５１（６）
により生ずる層間絶縁膜の段差をこの眉間絶縁膜の材料
としてリンガラスを使用してなくす様にすると共にアル
ミニウム配線層（８）をリンガラス膜（７）及び５ｔ０
２Ｆｊ！ｆ４）に設けられた開口部（７ａ）及び（４ａ
）を通してシリコン基板（１１の拡散層（９）に接続す
る様にして構成されている。この場合、この第２図に示
す部分は、シリコン基板（１１上に５ｉ０２膜ｆ２）　
（３）を介してポリシリコン配線層（５）　（６）を形
成した後、全面に５ｉ０２１ｆｆ（４）及びリンガラス
膜（７）を順次形成し、次いで被接続部となる拡散層（
９）上の３１０２膜（４）及びリンガラス膜（７）に開
口部（４ａ）及び（７ａ）を設け、拡散層（９）を部分
的に露出させ、更に、その後、熱処理を施し、リンガラ
ス膜（Ｔ）を流動させ、開口部（７ａ）の角を丸めテー
パを付ける様にすると共にリンガラス膜（７）面上を平
坦化する様にし、次いでアルミニウム配線層（８）を拡
散層（９）に接続する様に形成することによって製造さ
れる。ここにリンガラス膜（７）に含有させるリンの濃
度を高める程、リンガラス膜（７）の流動性が高まり、
リンガラス膜（７）の表面を良好に平坦化することがで
きる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、斯る従来のＬＳＩの製造方法においては
、アルミニウム配線層（８）がリンガラス膜（７）とそ
の開口部（７ａ）において直接接触することになるので
、リンガラス膜（７）に含有されるリンＰ１具体的には
Ｐ２Ｏ５によりアルミニウム配線層（８）が腐食するお
それがあり、信頼性に欠けるという不都合があると共に
、この様にアルミニウム配線層（８）が腐食するおそれ
があるためにリンガラス膜（７）のリン含有濃度を増加
させてリンガラス膜（７）の流動性を高める様にするこ
とができず、基板（１）上の段差を良好に平坦化するこ
とができないという不都合があった。

この場合、アルミニウム配線層（８）の代わりに、非腐
食性金属、例えば白金シリサイドＰｔ−５ｉによる配線
層を形成する様にすることも考えられるが、−般に白金
シリサイド等非腐食性金属は加工性が悪く、斯る非腐食
性金属により配線全体を形成することは配線加工効率を
悪化させるという不都合があった。

本発明は、斯る点に鑑み、配線加工効率を悪化させず、
配線の信頼性を向上させると共に基板上の段差を平坦化
することができる様にした半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明半導体装置の製造方法は、例えば第１図に示すよ
うに、被接続部（９）上に不純物を含有し、且つ熱処理
による流動性を有する第１の絶縁膜（１０）を形成する
第１の絶縁膜形成工程と、次にこの第１の絶縁Ｉｆｆ（
１０）上に不純物を含有しない第２の絶縁膜（１１）を
形成する第２の絶縁膜形成工程と、次にこの第２の絶縁
１１ｔ！（１１）上にレジスト膜（１２）を被覆するレ
ジスト膜形成工程と、次にこのレジスト膜（１２）の被
接続部（９）上に対応した部分に開口部（１２ａ　）を
設ける開口部形成工程と、次にレジストＩＩＩ（１２）
をマスクにして第１の絶縁膜（１０）及び第２の絶縁膜
（１１）に開口部（１０ａ）及び　（ｌｌａ　）を設け
、被接続部（９）を露出させる被接続部露出工程と、次
にレジスト膜（１２）上及び被接続部（９）上の少なく
とも第１の絶縁膜（１０）の開口部（１０ａ）に不純物
に対して非腐食性を有する第１の導電層（１３ａ　）　
　（１３ｂ　）を形成する第１の導電層形成工程と、次
にレジスト膜（１２）上の第１の導電層（１３ａ）をレ
ジスト膜（１２）とともに除去し、被接続部（９）上の
第１の導電層＜１３ｂ）のみを残すレジスト膜除去工程
と、次に被接続部（９）上に残された第１の導電層（１
３ｂ）上に高加工性を有する第２の導電層（８）を形成
する第２の導電層形成工程とを設け、被接続部（９）と
第２の導電層（８）とを不純物に対して非腐食性を有す
る第１の導電層（１３ｂ　）を介して接続する様にした
ものである。

〔作用〕

斯る本発明に依れば、被接続部（９）上の第１の絶縁Ｉ
ｌ＊（１０）の開口部（１０ａ）にはこの第１の絶縁膜
（１０）に含有される不純物に対して非腐食性を有する
第１の導電ｒｒ１（１３ｂ）を形成し、被接続部（９）
と第２の導電層（８）とをこの第１の導電層（１３ｂ　
）を介して接続するようにされているので、第２の導電
層（８）は第１の絶縁膜（１０）と接触することがなく
、この第１の絶縁膜（１０）に含有される不純物によっ
て第２の導電層（８）が腐食されることがない。従って
本発明に依れば、配線の信頼性を向上させることができ
ると共に第１の絶縁膜（１０）の不純物濃度を増加して
この第１の絶縁ＭＷ（１０）の流動性を高め、基板（１
）上の段差を良好に平坦化することができる。しかも、
この場合、第２の導電層（８）は高加工性を有するもの
とされているので、配線加工効率が低下することもない
。

〔実施例〕

以下、第１図を参照して本発明半導体装置の製造方法の
一実施例につき第２図従来例の場合と同様にその一部に
おいてシリコン基板［１）の拡散層ｆ９）とアルミニウ
ム配線Ｎ（８）とを接続するようになされたＬＳＩを製
造する場合を例にして説明しよう。

尚、この第１図において第２図に対応する部分には同一
符号を付して説明する。

先ず第１図Ａは、シリコン基板（１）上に５ｉ０２によ
る絶縁ＩＩｊ！（２）（３）を介してポリシリコンより
なる配線層（５１（６１を形成した状態を示し、また（
９）は拡散層を示す。

本例においては、次に第１図Ｂに示すように、表面全体
に５ｉ０２による絶縁［ｌ！（４）を形成し、次いで第
り図Ｃに示すようにこの絶縁膜（４）上に高濃度のリン
Ｐを含むリンガラスＬ！１（１０）を形成するようにす
る。この場合、５ｔＯ２による絶縁［！ｌ１（４１の代
わりに、Ｓｉ３Ｎ４による絶縁膜を形成する様にしても
良い。

次に第１図りに示す様にリンガラス膜（１０）に熱処理
を施し、リンガラス膜（１０）を流動化させ、このリン
ガラスｌｉ［（１０）の表面を平坦化させ、その後、第
１図Ｅに示す様にこのリンガラス膜（１０）上に５ｔ（
ｈによる絶縁１１（１１）を形成する様にする。この場
合、ＳｉＯ２による絶縁ＭＷ（１１）の代わりに、Ｓｉ
３Ｎ＋による絶縁膜を形成する様にしても良い。

次に第１図Ｆに示す様に５ｉ０２　ＩＮ　（１１）上北
フオドレジスト膜（１２）を被着形成した後、第１図Ｇ
に示す様にこのフォトレジスト！１１（１２）の拡散層
（９）上に開口部（１２ａ　）を設ける様にする。

次に第１１ｍＨに示す様にフォトレジストＩＩ！（１２
）をマスクとして５ｉ０２ＩＩ　（１１）に縦、横両方
向のエツチング、所謂等方性エツチングを施し、フォト
レジスト１臭（１２）下をアンダカットしてこのフォト
レジスト］！１１（１２）にひさし部（１２ｂ）が生ず
る様にエツチングする。また、この場合、リンガラス膜
（１０）が露出しない範囲で５ｉ０２膜（１１）をエツ
チングする様にする。

次に第１図Ｉに示す様にフォトレジスト膜（１２）をマ
スクとして５ｉ０２ＰＡ（１１）　、リンガラス膜（１
０）及び５ｉ０２膜（４１に縦方向のみのエツチング、
所謂異方性エツチングを施し、これらＳｉＯ２膜（１１
）　、’）　７．’／　ラスＩｒｌ！（１０）　及ヒＳ
ｉＯ２膜ｆ４）ニアオドレジスト膜（１２）の開口部（
１２ａ）と略同−径の開口部（ｌｌａ　）　、　　（１
０ａ　）及び（４ａ）を設け、シリコン基板（１）の拡
散層（９）を部分的に露出させる様にする。

次に第１図Ｊに示す様にスパッタリングにより非腐食性
金属である白金シリサイドＰｔ−５ｉをフォトレジスト
膜（１２）上及び拡散層（９）の露出面上に被着させ、
白金シリサイド層（１３ａ　）及び（１３ｂ）を形成す
る様にする。この場合、拡散層（９）の白金シリサイド
層（１３ｂ）の上端が異方性エツチングにより　Ｓｔ０
２Ｍ！　（１１）に形成された開口部（ｌｌａ　）の上
端と一致する様にする。また、この場合、本例において
は、フォトレジストＩＩＩ（１２）にひさし部（１２ｂ
）が生じる様に５ｉ（ｈ膜（１１）がエツチングされて
いるので、フォトレジスト膜（１２）上の白金シリサイ
ド層（１３ａ）と拡散層（９）上の白金シリサイド層（
１３ｂ）とがフォトレジスト膜（１２）の開口部（１２
ａ）の壁面を通してつながる様なことはない。

そこで次に第１図Ｋに示す様にフォトレジスト膜（１２
）上の白金シリサイドｆｆ１（１３ａ）をフォトレジス
トｌ！！！（１２）とともに除去する様にする。

次に拡散層（９）上の白金シリサイドＩ’！（１３ｂ）
上にアルミニウム配線層（８）を形成し、第１ｉＬに示
す様なアルミニウム配線層（８）と拡散層（９）とを白
金シリサイド層（１３ｂ　）を介して接続してなるＬＳ
Ｉを得る様にする。

斯る本実施例に依れば、拡散層（９）上には５ｔ（ｈ膜
（１１）の異方性エツチングによる開口部（ｌｌａ　）
の上端と一致する部分まで白金シリサイド層（１３ｂ；
が形成され、拡散層（９）とアルミニウム配線層（８）
とはこの白金シリサイド層（１３ｂ）を介して接続する
様にされているので、アルミニウム配線層（８）はリン
ガラス膜（ｔｏ）と接触することがなく、このリンガラ
ス［％（＋Ｑ）に含有されているリンＰ１具体的にはＰ
２Ｏｓによってアルミニウム配線層（８）が腐食する様
なことはない。

従って、本実施例に依れば、配線の信頼性が向上すると
いう利益があると共に、リンガラス膜（１０）のリン濃
度を増加してリンガラス膜（１０）の流動性を高め、シ
リコン基板（１１上の段差を良好に平坦化することがで
きるという利益がある。しかも、この場合、拡散層（９
）と高加工性を有するアルミニウム配線層（８）との間
にのみ配線加工性の良（ない白金シリサイドＰｔＳｉを
使用しているので、配線加工効率を低下させることがな
いという利益がある。

尚、上記実施例においては、非腐食性金属層として白金
シリサイド層（１３ｂ）、眉間絶縁膜とし１　でリンガ
ラス１５１　（１０）　、配線層としてアルミニウム配
線層（８）を形成する様にした場合について述べたが、
この代わりに、非腐食性金属層としてモリブデンシリサ
イドＭｏ５ｔｆｆ、タングステンシリサイド−Ｓｉ層等
を、眉間絶縁膜としてボロンガラス膜（ＢＳＧ膜）、ヒ
素ガラスＩＩ　（ＡｓＳＧｌ臭）、ボロンリンガラス膜
（ＢＰＳＧ１１５り等を、配線層としてアルミニウムシ
リサイド＾ｌｌ５ｉＦｉ、アルミニウム・シリコン・ｔ
Ｍ　Ａｌ５ｉＣｕ層等を使用することができ、この場合
にも上述同様の作用効果を得ることができることは勿１
命である。

また上述実施例においては、シリコン基板（１）の拡散
層（９）とアルミニウム配線層（８）とを接続してなる
ＬＳＩを製造する場合につき述べたが、この代わりに多
層に配された配線間を接続してなるＬＳＩ、基板と配線
間及び多層に配された配線間を接続してなるＬＳ　Ｉ、
及び多層配線構造を有するその他種々の半導体装置を製
造する場合にも通用でき、この場合にも上述同様の作用
効果を得ることができることは勿論である。

更に本発明は上述実施例に限らず、本発明の要旨を進展
することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿論
である。

〔発明の効果〕

本発明に依れば、第１の絶縁膜と接触する部分には非腐
食性の第１の導電層が形成され、第２の導電層は第１の
絶縁膜に含有される不純物によって腐食されない様にさ
れているので、配線の信頼性を向上させることができる
と共に第１の絶縁膜の不純物濃度を増加して第１の絶縁
膜の流動性を高め、基板上の段差を良好に平坦化するこ
とができるという利益がある。しかも、この場合、第１
の導電層は被接続部と第２の導電層との間にのみ形成さ
れ、また第２の導電層は高加工性を有するものとされて
いるので、配線加工効率を低下させることがないという
利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明半導体装置の製造方法の一実施例の説明
に供する線図、第２図は従来の半導体装置の製造方法の
説明に供する線図である。 （１）はシリコン基板、（５）及び（６）は夫々ポリシ
リコン配線層、（８）はアルミニウム配線層、（９）は
拡散層、（１０）はリンガラス膜、（１１）はＳｉＯ２
膜、（１２）はフォトレジスト、（１３ａ　）　　（１
３ｂ　）は夫々白金シリサイド層である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被接続部上に不純物を含有し、且つ熱処理による流動
   性を有する第１の絶縁膜を形成する第１の絶縁膜形成工
   程と、次に該第１の絶縁膜上に上記不純物を含有しない
   第２の絶縁膜を形成する第２の絶縁膜形成工程と、次に
   該第２の絶縁膜上にレジスト膜を被覆するレジスト膜被
   覆工程と、次に該レジスト膜の上記被接続部上に対応し
   た部分に開口部を設ける開口部形成工程と、次に上記レ
   ジスト膜をマスクにして上記第１の絶縁膜及び上記第２
   の絶縁膜に開口部を設け、上記被接続部を露出させる被
   接続部露出工程と、次に上記レジスト膜上及び上記被接
   続部上の少なくとも上記第１の絶縁膜の上記開口部に上
   記不純物に対して非腐食性を有する第１の導電層を形成
   する第１の導電層形成工程と、次に上記レジスト膜上の
   上記第１の導電層を上記レジスト膜とともに除去し、上
   記被接続部上の上記第１の導電層のみを残すレジスト膜
   除去工程と、次に上記被接続部上に残された第１の導電
   層上に高加工性を有する第２の導電層を形成する第２の
   導電層形成工程とを設け、上記被接続部と上記第２の導
   電層とを上記不純物に対して非腐食性を有する第１の導
   電層を介して接続する様にしたことを特徴とする半導体
   装置の製造方法。