JPH03237721A - 多層配線の平坦化方法 - Google Patents

多層配線の平坦化方法

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JPH03237721A
JPH03237721A JP3436590A JP3436590A JPH03237721A JP H03237721 A JPH03237721 A JP H03237721A JP 3436590 A JP3436590 A JP 3436590A JP 3436590 A JP3436590 A JP 3436590A JP H03237721 A JPH03237721 A JP H03237721A
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JP
Japan
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film
wiring
insulating film
layer
cvd
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JP3436590A
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English (en)
Inventor
Yoshimi Shiotani
喜美 塩谷
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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、半導体装置の製造方法、特に、集積回路素子
のアルミニウム多層配線形成プロセスにに関し。
アルミニウム配線間の凹部を覆う層間絶縁膜の平坦化を
目的とし。
■アルミニウム配線膜間の凹部を覆って形成する層間絶
縁膜を、該凹部の両側から成長する層間絶縁膜の端部が
接触して、該層間絶縁膜の表面が平坦化する厚さまで成
長するように。
■アルミニウム配線膜間の凹部を覆って、該アルミニウ
ム配線膜上にSOG膜を被覆し、該凹部上にレジスト膜
のパターンを形成し、該レジスト膜をマスクとして9等
方性エツチングにより、該アルミニウム配線膜上のSO
G膜を工・ソチング除去して、該凹部内のみに該SOG
膜を平坦に残すように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法、特に、集積回路素子
のアルミニウム多層配線形成プロセスに関する。
近年、多層配線の平坦化はパターン形成上、その細配線
の断線防止上から、その技術的な改善の要求がますます
高まっている。
そのため、多層配線の平坦化に対する種々の方法が提案
されている。
〔従来の技術〕
第4図は従来例の説明図である。
図において、23は下地Sin、膜、24は第1層のA
/配線膜、 25ハ凹部、26は第1 ノCVD−3i
Ot膜。
27はSOG膜、28は第2 ノCVD−3iOt膜、
29ハ第2層のAl配線膜である。
通常、従来のアルミニウム(AI)等の多層配線の平坦
化には、第4図に示すような方法が採られてきた。
先ず、半導体基板の下地SiO□膜23の表面上に配設
された第1層のAj7配線膜24上の全面に第1のCC
VD−3to膜26を被覆し、ソノあと、  Al配線
膜24の間の凹部25を覆って、半導体基板全面に、シ
リコン(Si)の有機物からなるSOG膜27を塗布し
、ベーキングしてSi絶縁膜となし、ついで反応性イオ
ンエツチング(RIE)によりSOG膜27全面をエツ
チングして、第1層のAl配線膜24の凹部25の側壁
にのみSOG膜27が残るようにして、側壁の勾配。
即ちステップの角度を和らげた後、その上に第2(7)
CVD−3iOa膜28を形成し、ソノ上に第2層(7
) Al配線膜29を形成する方法が採られてきた。
しかし、この方法によると、第1層のAI!配線膜24
の隙間の間隔が1.5μm以下と微細に形成された場合
には、凹部25内に第2のCVD−3to2膜?8が落
ち込んで、その表面に大きな段差が生じて、第2層目の
AI!配線のステップカバレッジが悪くなる傾向にあっ
た。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、第1層目のAj7配線膜とAl配線膜との
スペース間隔か1.5μm以下であると、第2層目のA
I配線のステップカバレッジが悪くなる。
本発明はこの問題を解決する手段を提供することにある
〔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、lは下地絶縁膜、2はAl配線膜。
3は凹部、4は層間絶縁膜、5はボイド、6はSOG膜
、7はレジスト膜である。
上記の問題点は9本発明の手段により層間絶縁膜の平坦
化を達成するものである。
まず、第1の方法は、第1図(a)に示すように、  
Al配線膜2上にCVD法により層間絶縁膜4を形成す
るが1層間絶縁膜4.特に、常圧で形成したCVDの層
間絶縁膜4は、凹部3では角の部分のみ厚くなり、側面
や底面にはあまり絶縁膜が付かない。
このままでは、上層のAf配線を形成した場合にステッ
プカバレッジが悪くなり、断線の恐れがある。
そこで、 CVDによる層間絶縁膜4をその上に更なる
。この場合、眉間絶縁膜4の内部にボイド5と称する空
隙ができるが、  AI!配線膜2に接する程大きくな
ければ、絶縁に影響はない。
上記のようにすると、A/配線膜2の間の凹部3が層間
絶縁膜4により平坦化し、その上に形成する上層のAl
配線膜のカバレッジが良くなる。
また、第2の方法は、第1図(b)に示すように、A1
配線間の凹部にレジストパターンを形成して9等方性エ
ツチングを行い、  Ai7配線膜上のSOG膜を除去
する。その際9等方性エツチングであるため、レジスト
下の端部でのSOG膜の突起が生じなくなり、  Al
配線膜とSOG膜の面が平坦化して、その上に成長する
層間絶縁膜の平坦化が達成できる。
〔作用〕 このようにすると、第1の方法では、 CVD絶縁膜の
厚い被覆により、絶縁膜がボイドを内包して平坦化し、
多層配線の平坦化が達成できる。
また、第2の方法では、  Af配線間の凹部に。
確実にSOG膜が埋まり、しかも等方性エツチングを採
用しているため、  AI!配線の端でSOG膜が盛り
上がる心配がなく、平坦化が達成できる。
〔実施例〕
第2図は本発明の第1の実施例の工程順模式断面図、第
3図は本発明の第2の実施例の工程順模式断面図である
図において。
8は下地SiO□膜、9は第1層のAf配線膜、10は
凹部、 11は第1 (7)CVD−3iOz膜、 1
2は第2 <7)CI/D−3iOz膜、 13はボイ
ド、 14は第2層のA1配線膜。
15は下地5iOz膜、 16は第を層のAf配線膜、
 17は凹部、 18は第1 (7)CVD−3iOz
膜、 19ハSOG膜、20ハレジスト膜、 21は第
2のCVD−3iO□膜、22は第2層のAf配線膜で
ある。
本発明の第1の実施例を、第2図の工程順模式断面図に
より説明する。
第2図(a)に示すように、まず、半導体基板の下地5
iOz膜8上にパタニングされた1μmの厚さの第1層
のAj7配線膜9上にCVD法により第1のCVD−3
ift膜11を1,0OOAの厚さに被覆する。
この場合、 5iOz膜の厚さが薄いので、  Af配
線膜9の間の凹部IOを含めて、均一にSin、膜が被
覆される。
その上に、第2のCVD−3ift膜12を被覆してい
くが、その厚さが5.00OAを越すと、第2図(a)
に示すように、  AI!配線膜9の角部に集中的にS
iO□膜が形成され、凹部10内の側面や底面には薄く
しか堆積しない。
ここで、更に、 CCVD−5to膜を成長していくと
第2図(b)4こ示すように、 7.00OAを超えて
Aj2配線膜9の角部上の5in2膜が両方からお互い
に接触して内部にボイド13を内包した状態になる。
この時、第2のCVD−3iO□膜の表面は殆ど平坦な
形になっている。
第2図(C)に示すように、この平坦な第2のCVD−
3ift膜の上にAl膜をスパッタニより7.000人
の厚さに被覆し、パタニングして第2層のAj7配線膜
14を形成する。
第2の実施例を、第3図の工程順模式断面図により説明
する。
第3図(a)に示すように、半導体基板の下地SiO□
膜15上にパタニングされた1μmの厚さの第1層のA
l配線膜16上にCVD法により第1のCVD−3iO
z膜18を1.000人の厚さに被覆する。
この場合、 Si0g膜の厚さが薄いので、  Af配
線膜I6の間の凹部17を含めて、均一に5i02膜が
被覆される。
その上に、スピナーによりSOG膜19を基板全面に5
.0OOAの厚さに被覆する。塗布されたSOG膜19
は凹部17内を完全に埋めつ<L、AI!配線膜16上
に比して僅かに低く被覆される。塗布したSOG膜は4
50℃で30分間、空気中でベーキングして。
Sin、膜にする。
続いて、第3図(b)に示すように、レジストを塗布し
、パタニングして、凹部上のみレジスト膜20のマスク
パターンを形成する。
第3図(C)に示すように、レジスト膜20をマスクと
して、ウェットエツチング等の等方性エッングにより、
 Al配線膜16上のSOG膜をエツチング除去する。
この時9等方性エツチングであるため、レジスト膜20
の下の端部で、  SOG膜19が多少エツチングされ
て、 SOG膜I9の端の突起が生じなくなって。
AI配線膜16とSOG膜19の面が水平面上に並んで
平坦化する。
このため、第3図(d)に示すように、この上に第2 
(7)CVD−3iOt膜21を7.00OA(7)厚
すニ平坦状に形成することができる。
更に、第3図(e)に示すように、第2のCVD−3i
O□膜21の上にスパッタによりAl膜を7,0OOA
の厚さに被覆し、パタニングして第2層のAI配線膜2
2を形成する。
〔発明の効果〕
以上説明したように9本発明によれば、多層配線のAI
!配線とAj7配線の間隔が1.5μm以下になっても
、多層配線上の絶縁膜の平坦化が容易にでき、断線防止
、パターンの微細形成、マイグレーションの防止ができ
、従って、多層配線の形成及び信頼性の向上に寄与する
ところが第である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図。 第2図は本発明の第1の実施例の工程順模式断面図。 第3図は本発明の第2の実施例の工程順模式断面図。 第4図は従来例の説明図である。 図において。 lは下地絶縁膜、   2はAl配線膜。 3は凹部、      4は層間絶縁膜。 5はボイド、     6はSOG膜。 7まレジスト膜、   8は下地Sin、膜。 9よ第1層のAl配線膜。 10;!凹部、       tilt第1 ノCVD
−3iOx膜。 121第2 (7)CVD−SiOx膜。 13iボイド、     14は第2層のAj7A7配
線膜5は下地SiOx膜、   16は第1層のAI!
配線膜。 17マ凹部、18ハ第1 ノCVD−3iOt膜。 19はSOC膜、20はレジスト膜。 21ハ第2 (7)CVD−3iOz膜。 22は第2層のA1配線膜 本発明の第1の実旭脅・1のニオL噂目菓式前面同第 
 2  図 本発明の原1!誂四゛図 解  1[!l デ紬−束例 f)盲愛= ロ月  同 第  4t2]

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)アルミニウム配線膜(2)間の凹部(3)を覆って
    形成する層間絶縁膜(4)を、該凹部(3)の両側から
    成長する層間絶縁膜(4)の端部が接触して、該層間絶
    縁膜(4)の表面が平坦化する厚さまで成長することを
    特徴とする多層配線の平坦化方法。 2)アルミニウム配線膜(2)間の凹部(3)を覆って
    、該アルミニウム配線膜(2)上にスピン・オン・グラ
    ス(SOG)膜(6)を被覆し、該凹部(3)上にレジ
    スト膜(7)のパターンを形成し、該レジスト膜(7)
    をマスクとして、等方性エッチングにより、該アルミニ
    ウム配線膜(2)上のSOG膜(6)をエッチング除去
    して、該凹部(3)内のみに該SOG膜(6)を平坦に
    残すことを特徴とする多層配線の平坦化方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100355867B1 (ko) * 1999-12-31 2002-10-12 아남반도체 주식회사 반도체 소자의 제조 방법
DE102012106780A1 (de) 2011-08-10 2013-02-14 Daido Kogyo Co., Ltd. Speichenrad

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