JPH03190234A - 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〕 本発明は、半導体装置の電極配線の製造方法に関し。

充分に厚い絶縁層に微細化されたコンタクトホールを開
き、且つ、断線のない配線電極を形成することを目的と
し。

下層の金属膜上に絶縁膜とエツチングマスクとを順次積
層し、該エツチングマスクを使用して。

該絶縁膜にコンタクトホールを開口する工程と。

該エツチングマスクを除去せずに、基板上にコンタクト
ホール形成用の金属膜を該絶縁膜とほぼ同じ厚さに形成
する工程と、該基板上に、レジストを平坦になる厚さま
で塗布する工程と、該レジストを、該コンタクトホール
形成用の金属膜が露出するまで、アッシングして除去す
る工程と、露出した該コンタクトホール形成用の金属膜
をエツチング除去し、コンタクトホール内に残った該レ
ジストをアッシングして除去し、該エツチングマスクを
除去する工程と、該絶縁層及びコンタクトホール内に残
った金属膜の上に上層の金属膜を形成する工程とを含む
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体装置の電極配線の製造方法に関する。

半導体装置の製造工程において、金属等の電極配線工程
では、金属配線の絶縁膜の段差部分の被覆性、いわゆる
カバレジが重要な課題の一つとなっており、高密度、高
微細化技術の発展とともに多層電極配線のコンタクトホ
ール等の微細化に対応した技術開発が早急に望まれる。

〔従来の技術〕

第３図は従来例の説明図である。

図において、１７は下層金属膜、　１８は絶縁膜、１９
は上層金属膜、２０はコンタクトホールである。

従来技術では、第３図（ａ）に示すように、電極配線の
微細化のために、コンタクトホール２０も。

サブミクロン径まで微小化し、下層金属膜１７の上に積
層した絶縁膜１８にコンタクトホール１８を開口しても
、上層の金属膜１９は、絶縁膜１８のエツジの段差によ
りカバレジ（段差被覆性）が悪くなり。

断線等の障害を引き起こすことが多い。

この問題に対処する為に、第３図（ｂ）に示すように、
コンタクトホール２０の形状をテーパー化することによ
り、カバレジ不良の減少化を図っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来技術では、中間絶縁膜をあまり薄（すると
信頼度が低下するので、成る程度の厚さが必要であり、
その場合、中間絶縁膜に小さな孔を開けるのが難しくな
り、また、コンタクトホール上縁の金属膜の（ひれが信
頼度低下につながる問題があった。

本発明は、充分に厚い絶縁膜に、微細化されたコンタク
トホールを開け、且つ、断線のない金属配線膜を形成す
る方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

図において、■は下層の金属膜、２は絶縁膜。

３はエツチングマスク、４はコンタクトホール。

５はコンタクトホール形成ウェハー用の金属膜。

６はレジスト、７は上層の金属膜である。

本発明は、第１図（ａ）に示すように、先ず。

下層の金属膜１上に絶縁膜２とエツチングマスク３とを
順次積層し、該エツチングマスク３を使用して、該絶縁
膜２にコンタクトホール４を開口する。

次に、第１図（ｂ）に示すように、エツチングマスク３
を除去せずに、基板上にコンタクトホール形成用の金属
膜５を該絶縁膜２とほぼ同じ厚さに形成する。

第１図（ｃ）に示すように、該基板上に、レジスト６を
平坦になる厚さまで塗布する。

粘度の低いレジストを使用すれば、低い方へ流れ込む性
質があるので、成る程度のレジスト６の厚さがあれば、
塗布表面は平坦化される。

次に、第１図（ｄ）に示すように、該レジスト６を、該
コンタクトホール形成用の金属膜４が露出するまで、ア
ッシングして除去する。

この時、始めのコンタクトホール４の開口に使用したエ
ツチングマスク３が適切な厚さであれば。

コンタクトホール４の部分にはレジスト６が残る。

更に、第１図（ｅ）に示すように、露出した該コンタク
トホール形成用の金属膜４をエツチング除去し、コンタ
クトホール４内に残った該レジスト６をアッシングして
除去し、該エツチングマスク３を除去すると、コンタク
トホール４をコンタクトホール形成用の金属膜５で埋め
ることができる。

更に、この上に、上層の金属膜７をスパッタリングで形
成すると、第１図（ｆ）のように、極めてカバレジの良
い、信頼性の高い金属配線層を得〔作用〕 上記のように９本発明により、多層の絶縁層。

金属層においても、微小なコンタクトホールに。

極めてカバレジの良い、信頼性の高い金属配線層を得る
ことが出来る。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例の工程順模式断面図である。

図において、８はＳｉ基板、或いはＳｉ基板上の下地絶
縁膜、９は第１層のＡｎ膜、　１０はＳｉＯ□膜、　１
１はＰＳＧ膜、１２はポリイミド膜、　１３はコンタク
トホール、　１４はコンタクトホール１３内、１５はレ
ジスト、１６は第２層のＡＩ！膜である。

本発明の一実施例について、第２図により工程順に説明
する。

第１図（ａ）に示すように、エツチングマスクを使って
、Ｓｉ基板或いはＳｉ基板上の下地絶縁膜８上形成され
た第１層のＡｌ膜９の上に積層した。

１、０００人の厚さの二酸化シリコン（ＳｉＯｚ）膜Ｉ
Ｏと。

５．００ＯＡの厚さの燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）膜１１か
らなる絶縁層にコンタクトホール１３を開口する。

この絶縁層のコンタクトホールの穴開けに使用されるエ
ツチングマスクの材質としては、絶縁層とのエツチング
時の選択比が大きい事、メタルをスパッタする際に排ガ
ス等の放出がない事、初期の平坦性を確保するために、
スピンコードできること等の特性が要求され、これらの
条件を満たす材質として、ポリイミド膜１２．或いは、
感光性ポリイミド膜が挙げられる。

従って、実施例においては、エツチングマスクとして、
ポリイミド膜１２を使用した。

第２図（ａ）に示すように、ポリイミド膜１２をＳｉ基
板８上に形成した第１層のｋｌ　（Ａｉ’／Ｓｉ　１％
＋ＣｕＯ，５％）膜９の上にポリイミド膜１２を１．３
μｍの厚さにスピンコードした後、３００℃で２０分間
のベーキングを行い、このポリイミド膜１２をマスクと
して、絶縁層であるＳｉＯ□１０．　ＰＳＧ膜１１を連
続してエツチングして、コン　タクトホール１３を開口
する。

次いで、第１図（ｂ）に示すように、コンタクトホール
形成に使用したポリイミド膜１２を除去しないで、その
上にコンタクトホール形成用のＡＡ層１４をスパッタに
より、はぼ絶縁層１０＋１１の厚さに相当する０、６μ
ｍの厚さに形成する。

第１図（Ｃ）に示すように、この上にレジスト１５を２
μｍの厚さにスピンコードすると、レジストは低い方へ
流れ込み、レジスト１５に表面はコンタクトホール１３
の付近でも平坦となる。

次に、第２図（ｄ）に示すように、コンタクトホール形
成用のＡＩ！膜１４の表面が露出されるまで。

酸素（０□）プラズマによりアッシング（灰化）して。

Ａｊ７膜１４の表面のレジスト１５を除去する。従って
。

コンタクトホール１３内のレジスト１５はそのまま残っ
ている。

次いで、第１図（ｅ）に示すように、露出したＡｌ膜１
４を塩化硼素（ＢＣｊ’ｓ）、または塩素（Ｃ１２）ガ
スを使用したりアクティブ・イオン・エツチング（ＲＩ
Ｂ）によりエツチングし、その後、コンタクトホール１
３内のレジスト１５の部分とポリイミド膜１２を酸素プ
ラズマにてアッシングして除去すると。

コンタクトホール１３内のみにＡｆｆ膜１４埋め込まれ
か形になる。

第２図（ｆ）に示すように、更に、この上に。

スパッタにより、第２層のｉ膜１５を１μｍの厚さに形
成する。

以上、第１層の、ｌ？膜９．コンタクトホール形成用の
ＡＩ！膜１４．第２層のＡｊ？膜１６には何れも。

Ｓｉ　１％、Ｃｕ０．５％を含有したＡＩ！を使用し、
基板温度、２６０°Ｃ，アルゴン（Ａｒ）ガス圧力５Ｘ
ｌＯ−３Ｔｏｒｒ。

出力電力６．４ＫＷの条件でスパッタを行った。

〔発明の効果〕

以上説明した様に１本発明によれば、多層の絶縁層、金
属層においても、極めてカバレジの良い。

信頼性の高い金属配線層を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図。 第２図は本発明の一実施例の工程順模式断面図。 第３図は従来例の説明図 である。 図こおいて。 １は下層の金属膜、　　２は絶縁膜。 ３はエツチングマスク材 ４はコンタクトホール。 ５はコンタクトホール形成用の金属膜。 ６はレジスト　　　　７は上層の金属膜。 ８はＳｉ基板或いは下地絶縁膜。 ９は第１層のＡｊ７膜、１０はＳｉＯ□膜。 １１はＰＳＧ膜、　　　　　　１２はポリイミド膜。 １３はコンタクトホール。 １４はコンタクトホール形成用のへβ膜。 １５はレジスト、１６は第２層のＡｌ膜である。 ＊ｅｅＪ’ｌ　／）−ＩＪ＠＠ｌ　／）　工１呈ｒｌ＃
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下層の金属膜（１）上に絶縁膜（２）とエッチングマス
   ク（３）とを順次積層し、該エッチングマスク（３）を
   使用して、該絶縁膜（２）にコンタクトホール（４）を
   開口する工程と、 該エッチングマスク（３）を除去せずに、基板上にコン
   タクトホール形成用の金属膜（５）を該絶縁膜（２）と
   ほぼ同じ厚さに形成する工程と、 該基板上に、レジスト（６）を平坦になる厚さまで塗布
   する工程と、 該レジスト（６）を、該コンタクトホール形成用の金属
   膜（４）が露出するまで、アッシングして除去する工程
   と、 露出した該コンタクトホール形成用の金属膜（５）をエ
   ッチング除去し、コンタクトホール内に残った該レジス
   ト（６）をアッシングして除去し、該エッチングマスク
   （３）を除去する工程と、 該絶縁層（２）及びコンタクトホール（４）内に残った
   金属膜（５）の上に上層の金属膜（７）を形成する工程
   とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。