JPS6387799A - コンタクトホ−ルの形成方法 - 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】 「技術分野」 本発明は、多層配線における層間絶縁膜へのコンタクト
ホールの形成方法に間する。

「従来技術およびその問題点」 近年、各種電子部品の製造において、多層配線が盛んに
用いられでいる。この多層配線は、絶縁性基板上に、金
属膜からなる配線パターンを層間絶縁膜を介して複数層
に設けたもので、異層配線周のコンタクトは、層間絶縁
膜のコンタクトホールを通して行なっている。

第２図には、従来の多層配線におけるコンタクトホール
の一例が示されている。すなわち、ガラス、セラミック
ス等の絶縁性基板１上に、ＡＩ等の金属膜からなる第１
の配線層２が形成され、この上にＳｉＯ□等からなる層
間絶縁膜３が形成され、ざらにその上に前記と同様な金
属膜からなる第２の配線層４が形成されている。そして
、第１の配線層２と篤２の配線層４とのコンタクトは、
眉間綿ｆ４膜３に設けられたコンタクトホール５を通し
てなされでいる。この場合、コンタクトホール５の形成
は、絶縁膜３上にレジストを積層し、ウェットエッチン
グやドライエツチングを行なうことによってなされてい
た。

しかしながら、上記従来のコンタクトホールの形成方法
においでは、コンタクトホール５の内壁が切り立った形
状となりやすく、その上に金属膜を積層して第２の配線
層４を形成したとき、コンタクトホール５の段部Ａにあ
ける金属膜が極めて薄くなり、その部分で断線等が生じ
やすかった。

金属膜を厚く形成すればこの問題もある程度は解決する
が、金属膜を厚くした場合には、第２の配線層４におけ
る配線パターンを微細化しにくくなるという問題点があ
った。

「発明の目的」 本発明の目的は、内壁をテーパ状に形成することにより
、配線パターンの断線等が生じないようにしたコンタク
トホールの形成方法ヲ提供することにある。

「発明の構成」 本発明は、多層配線における層間絶縁膜へのコンタクト
ホールの形成方法において、前記層間絶縁膜の表層を内
部よりも工・ンチングレートの大きな材料で形成し、そ
の上にレジストを積層しでエツチングすることを特徴と
する。

このように、層間絶８膜の表層を内部よりもエツチング
レートの大きな材料で形成することにより、これをエツ
チングしたときに、表層のエツチング速度が大きいため
、開口部がより大きく広がったテーパ状のコンタクトホ
ールを形成することができる。そして、この層間絶縁膜
の上に金属膜を積層して配線層を形成した場合には、コ
ンタクトホールにおける段部が緩やかなものとなるため
、金属膜が極端に肉薄となることなくコンタクトホール
を覆い、その部分にあける断線等を防止することができ
る。

本発明の好ましい態様によれば、前記層間絶縁膜を、絶
縁材料からなる主層と、この主層よつもエツチングレー
トの大きな絶縁材料からなる表層とを積層して形成する
。言い換えれば、従来より層間絶縁膜として用いられて
きた絶縁層の上に、それよりもエツチングレートの大き
な絶縁材料かうなる層を積層すればよいことになる０、
このような二層構成とした場合に、より好ましい態様と
しては、主層を５ｉｎ２で形成し、表層をＳｉＮｘで形
成すればよい、　ＳｉＮｘは、ＳｉＯ□に比べてエツチ
ングレートが一桁以上大きいので、これをエツチングす
ることにより、良好なテーバ形状のコンタクトホールを
形成することができる。

なお、眉間絶縁膜を必ずしも二層構成とする必要はなく
、エツチングレートが徐々に大きくなるなるような三層
以上の構成としたり、エツチングレートが徐々に大きく
なるように材質が変わる連続膜としたつすることもでき
る０例えば、ＳｉＮｘはＮの含有量が大きいほどエツチ
ングレートが大きくなるので、Ｈの含有量が徐々に高ま
るように変化したＳｉＮｘの多層膜あるいは連続膜で構
成することもできる。

「発明の実施例」 第１図（ａ）〜（ｄ）には、本発明によるコンタクトホ
ールの形成方法の実施例が工程に従って示されている。

すなわち、第１図（ａ）に示すように、ガラス、セラミ
ックス等の絶線性基板１１上に、厚さ１００ＯＡ程度の
Ａｌ膜等からなる第１の配線層１２を形成し、その上に
厚ざ５０００Ａ〜ｌ　ｕｍ程度のＳｉＯ□からなる主層
１３をスパッタリングにより形成し、ざらにその上に厚
さ５００〜１００ＯＡ程度のＳ　ｉＮｘからなる表層１
４をプラズマＣＶＤにより形成する。主層１３および表
層１４により層間絶縁膜１５を構成する。さらに、この
上にレジスト１６を塗布し、露光、現像してパターン化
し、コンタクトホール形成箇所に孔１７ヲ設ける。

この状態で、ＣＦ４＋０２でドライエツチングし、第１
図（ｂ）に示すように、コンタクトホール１８を形成す
る。この場合、ＣＦ４＋０２によるエツチング・速度は
下記のようになる。

５ｉ（ｈ　　−５０〜１００八／ｍ１ｎＳｉＮｘ　　−
１０００〜２００ＯＡ／ｍ１ｎ（因に、ａ−Ｓｉは３０
０−７００　Ａ／ｍｉｎである。）したがって、ＳｉＮ
ｘからなる表層１４の方が主層１３よつも速くエツチン
グされるので、表層に近い部分がより大きくサイドエツ
チングされる。その結果、コンタクトホール１８は、開
口部近傍がより広くエツチングされたテーパ形状となる
。

次に、第１図（Ｃ）に示すように、レジスト１６ヲ剥離
する。コンタクトホール１８の段部Ａは、なだらかな形
状をなしでいる。

最後に、第１図（ｄ）に示すように、層間結縛膜１５上
に、厚さ１０００八程度のＡＩ膜等からなる第２の配線
層１９を積層して形成する。第２の配線層１９は、コン
タクトホール１８を通して第１の配線層１２に接続され
る。この場合、コンタクトホール１８がテーパ状をなし
ているので、段部Ａにおける第２の配線層１９の厚さは
特に薄くなることはなく、良好なカバレージか得られる
。その結果、コンタクトホール１８における第２の配線
層１９の断線等が生しにくくなり、電子部品の信頼牲を
向上させることができる。

なお、第１図（ｄ）におけるコンタクトホール１８のテ
ーパの角度θは、従来のドライエツチングによる方法で
は９０°に近く、従来のウェットエツチングによる方法
ては４５°程度てあった。これに対しで、本発明による
方法では、コンタクトホール１８のテーパの角／Ｗｅ！
２０°程度にすることができた。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、層間絶８膜の表
層を内部よりもエツチングレートの大きな材料で形成し
でエツチングすることにより、表層におけるサイドエツ
チングを大きくし、開口部が広がったテーパ形状のコン
タクトホールを得ることができる。したがって、この層
間結縛膜上に別の配線層を設けた際、コンタクトホール
の段部における断線等が生しにくくなり、電子部品の信
頼牲を向上させることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、第１図（ｂ）、第１図（Ｃ）、第１図（
ｄ）は本発明によるコンタクトホールの形成方法の実施
例を工程に従って示す断面図、筒２図は従来のコンタク
トホールにおける接続構造の一例を示す断面図である。 図中、１１は絶縁性基板、１２は第１の配線層、１３は
主層、１４は表層、１５は層間結縛膜、１６はレジスト
、１８はコンタクトホール、１９は第２の配線層、Ａは
段部である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）多層配線における層間絶縁膜へのコンタクトホー
   ルの形成方法において、前記層間絶縁膜の表層を内部よ
   りもエッチングレートの大きな材料で形成し、その上に
   レジストを積層してエッチングすることを特徴とするコ
   ンタクトホールの形成方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記層間絶縁膜
   を、絶縁材料からなる主層と、この主層よりもエッチン
   グレートの大きな絶縁材料からなる表層とを積層して形
   成するコンタクトホールの形成方法。
3. （３）特許請求の範囲第２項において、前記主層がＳｉ
   Ｏ＿２であり、前記表層がＳｉＮ＿ｘであるコンタクト
   ホールの形成方法。