JPS6376457A - 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】 〔概　要〕 １層の配線層とコンタクト部とを１回のボリシングある
いはコントロールエツチングで形成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は半導体装置の製造方法に係り、とりわけ、多層
配線に適した埋込配線および埋込コンタクト部を１回の
ポリシングあるいはコントロールエツチングで形成する
方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の多層配線の代表的な製法は、アルミニム第
２層配線を形成後、ｐｓｃ等の層間絶縁膜を形成し、コ
ンタクト用のスルーホールを開口し、その上にアルミニ
ウム第２層配線を形成するものである。このような製法
によれば配線パターンの段差が上層になるほど積み重な
り、特にコンタクト部では段差が非常に大きいので、多
層化を妨げている。そこで、配線あるいはコンタクト部
を埋込構造にして平坦化を図り、より多層の配線を可能
にしようとすることが検討されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の埋込配線あるいは埋込コンタクトはそれぞれ単独
の工程として遂行され、両者を組合せる場合でも埋込配
線を完全に形成した後、埋込コンタクトを形成するとい
う別々の工程で行なわれている。そのため、工程が簡略
化されず、また位置合せ余裕を見込む必要があり微細化
を妨げるといった問題がある。また、埋込配線を形成す
るために、ポリシングを行なうと段差部分に不必要な導
体材料が残るという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記の如き問題点を、第１の絶縁層に配線パ
ターンに相当しかつ下層配線の高さと上下配線間のコン
タクトの高さの合計の高さを有する溝を形成し、この溝
中を含む全面に、下層配線材料を下層配線の厚さだけ堆
積し、その上に下層配線に対して選択的にエツチングで
きるようにして上下配線間コンタクト用導体材料を少な
くとも上記溝が埋まるまで堆積し、上記コンタクト用導
体材料を少なくとも上記溝の長さ方向において上下配線
間コンタクトの形状にパターニングし、次いでこのパタ
ーニングで除去されて生じた上記溝中の空間部が埋まる
まで第２の絶縁層を形成し、そして全面でほぼ均一に除
去して第１の絶縁層の頂面を露出させ、よって絶縁層中
に埋込まれた下層配線と上下配線間コンタクトとを形成
する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法
を提供することによって達成する。

〔実施例〕

以下、図面を参照して実施例について説明する。

先ず、第１の実施例について第１図Ｃ参照を参照して説
明する。

第１図Ｃ参照。ＰＳＧその他の層間絶縁膜１上、に、後
でアルミニウムのエツチングの際にストッパーとして働
くことのできる第１マスク材、例えば５ｉＪａ　　、Ｔ
ｉ　　、Ｍｏの薄膜（第１マスク層）２を形成した後、
ｍ縁膜１に配線パターンに相当しかつ下層配線の高さと
コンタクト部の高さの合計高さに相当する深さの溝３を
形成する。

第１図Ｃ参照、溝３の中および第１マスク層２上に配線
材料、例えばアルミニウムを配線に必要な厚みで堆積す
る。こうして形成された第１アルミニウム層４上にアル
ミニウムよりも実質的に低いエツチング速度をとれる導
電性材料、例えばＴｉ、Ｍｏを後のアルミニウムエツチ
ングのストッパー用に薄く堆積する。こうして形成され
る導電性ストッパ一層５は少なくとも溝３中の第１アル
ミニウム層４上に存在することが必要である。

第１図Ｃ参照。レジストを全面に塗布し、溝３中および
導電性ストッパ一層５上に頂面がほぼ平坦なレジスト層
６を形成する。

第１図ＣおよびＤ参照。次いで、レジスト層６と導電性
ストッパ一層５に対してほぼ等しいエツチング速度を有
するような条件下でいわゆるコントロールエツチングを
行ない、第１マスク層２上方のレジスト層６の一部と導
電性スト１．パ一層５と第１アルミニウム層４の一部を
除去する。このコントロールエツチングの目的は少なく
とも第１マスク層２上方（すなわち溝３中以外）の導電
性ストッパ一層５を除去し、かつ溝３中の導電性ストッ
パ一層５を残すことである。ただし、眉間絶縁膜１もエ
ツチングされてはならない。従って、第１マスク層２が
十分なストッパーの役割をするのであれば、第１マスク
層２上の第１アルミニウム層４は完全に除去されても構
わない。第１図りは第１アルミニウム層４が途中までエ
ツチングされた後、残った第１アルミニウム層４とほぼ
同じ高さに残ったであろうａ３中および溝３上方のレジ
ストを、レジストだけを次に除去したときの様子を表わ
している。

第１図Ｃ参照。全面にアルミニウムを堆積して、少なく
とも溝３中がアルミニウムで完全に埋まるようにする。

この第２アルミニウム層７は上下配線間コンタクトとし
ての柱状電極を形成するためのものである。

第１図Ｆ参照。溝３中の第２アルミニウム層７を柱状電
極にパターニングするために、第２アルミニウム層７上
にレジスト層８を形成し、このレジスト層８を少なくと
も溝３の長さ方向において柱状電極すなわちコンタクト
部のパータンに合わせてパターニングした後（溝３の幅
方向には位置合わせ余裕を見込んで少し太き目のパター
ンにしたり、他の配線上のコンタクトとの整合を図るた
め線状パターンとしてもよい）、そのレジスト層８をマ
スクとして第２アルミニウム層を選択的にエツチングす
る。このとき、導電性ストッパ一層５がエツチングのス
トッパーとして働き、第１アルミニウム層４までエツチ
ングされるのを阻止する。そして、溝３中には第１アル
ミニウム層４による下層配線と第２アルミニウム層７に
もとづくコンタクト部とが形成されたことになる。この
後レジスト層８を除去した様子を第一１図Ｇに示す。

第１図Ｈ参照。全面に絶縁材料、例えばＰＳＧの層を形
成し、少なくとも溝３中に残った空間を絶縁材料９で埋
める。それから、眉間絶縁膜１より上方に存在する絶縁
材料、第１および第２アルミニウム？（４）、また必要
に応じて第１マスク層２をエツチングで除去する。第１
マスクＮ２はエツチングのストッパーとして働くが、導
電性の場合には除去し、そうでない場合には残してもよ
い。エツチングにより頂面が平坦化された後、層間絶縁
膜１中には下層配線４とコンタクト部７が埋込構造で形
成されている。溝３中の残り部分は絶縁材料９が満たし
、下層配線４とコンタクト部７を完全に埋め込んでいる
。

本発明の第２の実施例では、第１図Ｂで導電性ストッパ
一層５を形成後、第２図に示す如く、その上に直ちに第
２アルミニウム層ＩＯを形成してもよい。この場合、こ
の後レジストを全面塗布し、コントロールエツチングし
て第１マスク層２上方の第２アルミニウム層ｌＯと導電
性ストッパ一層５を除去し、レジストを除去してから、
コンタクト部のパターニングを行ない、溝の残部を絶縁
材料で埋めた後エツチングして第１図Ｈの如き埋込配線
構造を形成することができる。また、第２アルミニウム
層１０を形成後直ちにコンタクト部のパターニングを行
ない、溝の残部を絶縁材料で埋めてからエツチングして
も第１図Ｈの構造を得ることができる。

なお、上記の各実施例においてエツチングをコントロー
ルエツチングに代えてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の方法によれば
、１回の溝形成と１回のエツチングを含む１度の配線工
程で１層の配線とコンタクト部の埋込構造を形成するこ
とができ、工程が簡略化される。また、配線とコンタク
ト部が同じ溝で形成されるので配線に対するコンタクト
部の位置合せ（パターニング）が容易である。関連して
、配線とコンタクト部とが自己整合的に形成され、位置
合せ余裕を大幅に見込む必要がないので微細配線に有利
である。コンタクト部形成の際眉間絶縁膜上の配線材料
は殆んどがエツチングで除去されるので、エツチングで
段差部に配線材料が残るおそれが従来より大幅に減少す
る。また、エツチングに代えてコントロールエツチング
による場合も同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｈは本発明の第１の実施例の工程要部におけ
る多層配線の要部破断斜視図、第２図は本発明あ第２の
実施例の第１図同様の図である。 １・・・層間絶縁膜、　２・・・第１マスク層、３・・
・溝、　　　　　４・・・第１アルミニウム層、５・・
・導電性ストッパー膜、 ６・・・レジスト層、　７・・・第２アルミニウム層、
８・・・レジスト層、　９・・・絶縁材料、１０・・・
第２アルミニウム層。 実施例（１）の工程

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、第１の絶縁層に配線パターンに相当しかつ下層配線
   の高さと上下配線間のコンタクトの高さの合計の高さを
   有する溝を形成し、この溝中を含む全面に、下層配線材
   料を下層配線の厚さだけ堆積し、その上に下層配線に対
   して選択的にエッチングできるようにして上下配線間コ
   ンタクト用導体材料を少なくとも上記溝が埋まるまで堆
   積し、上記コンタクト用導体材料を少なくとも上記溝の
   長さ方向において上下配線間コンタクトの形状にパター
   ニングし、次いでこのパターニングで除去されて生じた
   上記溝中の空間部が埋まるまで第２の絶縁層を形成し、
   そして全面でほぼ均一に除去して第１の絶縁層の頂面を
   露出させ、よって絶縁層中に埋込まれた下層配線と上下
   配線間コンタクトとを形成する工程を含むことを特徴と
   する半導体装置の製造方法。