JPH0449258B2 - - Google Patents
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- JPH0449258B2 JPH0449258B2 JP58143694A JP14369483A JPH0449258B2 JP H0449258 B2 JPH0449258 B2 JP H0449258B2 JP 58143694 A JP58143694 A JP 58143694A JP 14369483 A JP14369483 A JP 14369483A JP H0449258 B2 JPH0449258 B2 JP H0449258B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spin
- film
- insulating film
- wiring
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
この発明は半導体装置の製造方法、特にスピン
塗布と加熱硬化によつてスピンコートガラス膜を
形成することにより平坦な表面を得るようにした
多層配線構造の半導体装置の製造方法に関するも
のである。
塗布と加熱硬化によつてスピンコートガラス膜を
形成することにより平坦な表面を得るようにした
多層配線構造の半導体装置の製造方法に関するも
のである。
（従来技術）
半導体装置の高集積化に伴い多層配線構造にす
ることが必要になつてくる。この多層配線は、絶
縁膜と配線膜とを積層して形成される。
ることが必要になつてくる。この多層配線は、絶
縁膜と配線膜とを積層して形成される。
従来の多層配線の形成方法を第１図により説明
する。第１図において、１は半導体基板であり、
まず、この基板１上にPSG膜（リンを含んだ
SiO2膜）２を形成する。次に、このPSG膜２上
に厚さ4000〜10000Åの第１層アルミニウム配線
３を形成する。しかる後、そのアルミニウム配線
３上を含む前記PSG膜２上に、前記アルミニウ
ム配線３とほぼ同じ膜厚のPSG膜の絶縁膜４を
形成する。その後、絶縁膜４上に、約10000Åの
厚の第２層アルミニウム配線形成用のアルミニウ
ム層５を形成し、アルミニウム層５上にはフオト
レジスト６を塗布する。そして、このフオトレジ
スト６を露光・現像してパターン化し、このパタ
ーン化されたフオトレジストをマスクとしてアル
ミニウム層５をエツチングすることにより第２層
アルミニウム配線を形成する。
する。第１図において、１は半導体基板であり、
まず、この基板１上にPSG膜（リンを含んだ
SiO2膜）２を形成する。次に、このPSG膜２上
に厚さ4000〜10000Åの第１層アルミニウム配線
３を形成する。しかる後、そのアルミニウム配線
３上を含む前記PSG膜２上に、前記アルミニウ
ム配線３とほぼ同じ膜厚のPSG膜の絶縁膜４を
形成する。その後、絶縁膜４上に、約10000Åの
厚の第２層アルミニウム配線形成用のアルミニウ
ム層５を形成し、アルミニウム層５上にはフオト
レジスト６を塗布する。そして、このフオトレジ
スト６を露光・現像してパターン化し、このパタ
ーン化されたフオトレジストをマスクとしてアル
ミニウム層５をエツチングすることにより第２層
アルミニウム配線を形成する。
このような形成法では、第１層アルミニウム配
線３による段差のために、その上に形成される絶
縁膜４に急峻な段差が生じる。特にひどいとき
は、段差部の下端に凹状のへこみが形成される。
したがつて、絶縁膜４上にアルミニウム層５を形
成した場合、絶縁膜４の路肩部分７で段切れを起
こすことがある。また、アルミニウム層５をパタ
ーニングするためにフオトレジスト層６を露光・
現像した場合に、アルミニウム層５の段差部の側
壁部に未露光部分８が発生してレジストが残り、
アルミニウム層５のエツチングのときにエツチン
グ残りが生じるので、短絡の原因となつた。
線３による段差のために、その上に形成される絶
縁膜４に急峻な段差が生じる。特にひどいとき
は、段差部の下端に凹状のへこみが形成される。
したがつて、絶縁膜４上にアルミニウム層５を形
成した場合、絶縁膜４の路肩部分７で段切れを起
こすことがある。また、アルミニウム層５をパタ
ーニングするためにフオトレジスト層６を露光・
現像した場合に、アルミニウム層５の段差部の側
壁部に未露光部分８が発生してレジストが残り、
アルミニウム層５のエツチングのときにエツチン
グ残りが生じるので、短絡の原因となつた。
このような欠点を防ぐ方法としては、できるだ
け第１層配線の上の絶縁膜を平担化して、段差を
少なくすることが必要である。
け第１層配線の上の絶縁膜を平担化して、段差を
少なくすることが必要である。
平担化する方法の１つとして、スピンコートガ
ラス膜の形成法がある。第２図は、その方法を適
用して多層配線を形成した図である。この場合
は、第１層アルミニウム配線３を形成した後、ス
ピン塗布と加熱硬化によりスピンコートガラス
膜、たとえばリンを含むシリカフイルム９を形成
し、その後、絶縁膜４を化学気相成長法（CVD
法）により形成し、以後、第１図と同様にする。
ラス膜の形成法がある。第２図は、その方法を適
用して多層配線を形成した図である。この場合
は、第１層アルミニウム配線３を形成した後、ス
ピン塗布と加熱硬化によりスピンコートガラス
膜、たとえばリンを含むシリカフイルム９を形成
し、その後、絶縁膜４を化学気相成長法（CVD
法）により形成し、以後、第１図と同様にする。
このような方法によれば、スピン塗布によるシ
リカフイルム９の表面形状が平担になるので、
CVD絶縁膜４も平担となり、その結果として上
述の欠点を除去できる。
リカフイルム９の表面形状が平担になるので、
CVD絶縁膜４も平担となり、その結果として上
述の欠点を除去できる。
しかるに、上記の従来の方法では、シリカフイ
ルム９形成後の熱処理時、たとえば第２層配線形
成時のシンター時に発生する第１層配線アルミニ
ウムのヒロツクのために、第３図に示すように、
そのヒロツク１０を核としてシリカフイルム９に
クラツク１１が入り、ひどい時は、それが原因し
て、CVD絶縁膜４にまでクラツクが入るという
欠点があつた。
ルム９形成後の熱処理時、たとえば第２層配線形
成時のシンター時に発生する第１層配線アルミニ
ウムのヒロツクのために、第３図に示すように、
そのヒロツク１０を核としてシリカフイルム９に
クラツク１１が入り、ひどい時は、それが原因し
て、CVD絶縁膜４にまでクラツクが入るという
欠点があつた。
（発明の目的）
この発明は上記の点に鑑みなされたもので、ス
ピンコートガラス膜形成後の熱処理時に発生する
配線層表面のヒロツクによつてガラス膜にクラツ
クが生じることを防止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。
ピンコートガラス膜形成後の熱処理時に発生する
配線層表面のヒロツクによつてガラス膜にクラツ
クが生じることを防止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。
（実施例）
以下この発明の一実施例を第４図を参照して説
明する。
明する。
第４図ａにおいて、２１はシリコン半導体基板
である。まず、この半導体基板２１上に第４図ａ
で示すように第１の絶縁膜としてPSG膜２２を
形成する。次に、このPSG膜２２上の所定部分
に厚さ4000〜10000Åの第１層アルミニウム配線
２３（第１の配線層）をパターン形成する。しか
る後、このアルミニウム配線２３上を含む前記
PSG膜２２上に、スピン塗布と加熱硬化により
シリカフイルム２４（スピンコートガラス膜）を
平担に厚く形成する。この時、シリカフイルム２
４は、第４図ａで明らかなように、第１層アルミ
ニウム配線２３上よりもPSG膜２２上の方が厚
くなる。
である。まず、この半導体基板２１上に第４図ａ
で示すように第１の絶縁膜としてPSG膜２２を
形成する。次に、このPSG膜２２上の所定部分
に厚さ4000〜10000Åの第１層アルミニウム配線
２３（第１の配線層）をパターン形成する。しか
る後、このアルミニウム配線２３上を含む前記
PSG膜２２上に、スピン塗布と加熱硬化により
シリカフイルム２４（スピンコートガラス膜）を
平担に厚く形成する。この時、シリカフイルム２
４は、第４図ａで明らかなように、第１層アルミ
ニウム配線２３上よりもPSG膜２２上の方が厚
くなる。
このシリカフイルム２４の形成には、一例とし
て、アルコール溶液にSi（OH）4をSiO2換算で約
4.8％含むものを用いる。この溶液は、溶媒が蒸
発乾燥すると、Si（OH）4→SiO2＋2H2Oの反応式
により二酸化珪素層を形成する。この反応は常温
である程度反応するが、不充分である。この反応
を完全にするためには加熱することが必要であ
る。下層にアルミニウム配線がある場合、加熱温
度は約450℃以下が適当である。加熱は、溶液の
スピン塗布後に約250℃で行われ、さらに後述す
る絶縁膜（CVD PSG膜）の生成時にも約450℃
によつて行われる。
て、アルコール溶液にSi（OH）4をSiO2換算で約
4.8％含むものを用いる。この溶液は、溶媒が蒸
発乾燥すると、Si（OH）4→SiO2＋2H2Oの反応式
により二酸化珪素層を形成する。この反応は常温
である程度反応するが、不充分である。この反応
を完全にするためには加熱することが必要であ
る。下層にアルミニウム配線がある場合、加熱温
度は約450℃以下が適当である。加熱は、溶液の
スピン塗布後に約250℃で行われ、さらに後述す
る絶縁膜（CVD PSG膜）の生成時にも約450℃
によつて行われる。
このようにしてシリカフイルム２４を形成した
ならば、次に、フツ化炭素系のガスたとえば
C2F6などのガスにより、第１層アルミニウム配
線２３の上部表面が現われるまでシリカフイルム
２４を全面ドライエツチングする。これにより、
第１層アルミニウム配線２３上にはシリカフイル
ム２４がなくなる。一方、第１層アルミニウム配
線２３上以外のPSG膜２２上の部分には前記シ
リカフイルム２４が残存する。（第４図ｂ） しかる後、第１層アルミニウム配線２３上を含
むシリカフイルム２４上にCVD PSG膜の絶縁膜
２５（第２の絶縁膜）を、第１層アルミニウム配
線２３とほぼ同じ膜厚に形成し、この絶縁膜２５
上には第２層アルミニウム配線２６を形成する。
ならば、次に、フツ化炭素系のガスたとえば
C2F6などのガスにより、第１層アルミニウム配
線２３の上部表面が現われるまでシリカフイルム
２４を全面ドライエツチングする。これにより、
第１層アルミニウム配線２３上にはシリカフイル
ム２４がなくなる。一方、第１層アルミニウム配
線２３上以外のPSG膜２２上の部分には前記シ
リカフイルム２４が残存する。（第４図ｂ） しかる後、第１層アルミニウム配線２３上を含
むシリカフイルム２４上にCVD PSG膜の絶縁膜
２５（第２の絶縁膜）を、第１層アルミニウム配
線２３とほぼ同じ膜厚に形成し、この絶縁膜２５
上には第２層アルミニウム配線２６を形成する。
（発明の効果）
以上の実施例から明らかなように、この発明の
方法では、スピンコートガラス膜を形成した後
に、このスピンコートガラス膜を全面ドライエツ
チングして、スピンコートガラス膜を第１の配線
層上からは取り除く。すなわち、スピンコートガ
ラス膜のクラツクが生じる部分を除去するのであ
る。したがつて、第１の配線層に発生するヒロツ
クによつて以前のようにスピンコートガラス膜に
クラツクが生じることはなくなり、勿論、その上
の第２の絶縁膜にクラツクが生じることもない。
方法では、スピンコートガラス膜を形成した後
に、このスピンコートガラス膜を全面ドライエツ
チングして、スピンコートガラス膜を第１の配線
層上からは取り除く。すなわち、スピンコートガ
ラス膜のクラツクが生じる部分を除去するのであ
る。したがつて、第１の配線層に発生するヒロツ
クによつて以前のようにスピンコートガラス膜に
クラツクが生じることはなくなり、勿論、その上
の第２の絶縁膜にクラツクが生じることもない。
また、スピンコートガラス膜を全面ドライエツ
チングするため、しかもそのスピンコートガラス
膜は第１の配線層上よりも、それ以外の下地絶縁
膜（第１の絶縁膜）上の方が厚く、エツチング後
も下地絶縁膜上の全体に充分に残るため、表面形
状はエツチング後もほとんど変らず平担である。
したがつて、その上に形成する第２の絶縁膜や第
２の配線用金属層は一様な平担な表面を形成する
ことが可能となり、急峻な段差によつて生じる第
２の配線層の断線や短絡を防ぐことができる。
チングするため、しかもそのスピンコートガラス
膜は第１の配線層上よりも、それ以外の下地絶縁
膜（第１の絶縁膜）上の方が厚く、エツチング後
も下地絶縁膜上の全体に充分に残るため、表面形
状はエツチング後もほとんど変らず平担である。
したがつて、その上に形成する第２の絶縁膜や第
２の配線用金属層は一様な平担な表面を形成する
ことが可能となり、急峻な段差によつて生じる第
２の配線層の断線や短絡を防ぐことができる。
さらに、第２の配線層用金属層の表面が平担に
なれば、その表面上に形成するパターン化のため
にフオトレジスト層としても凹凸のない均一な膜
厚のものが得られるので、高精度なフオトレジス
トマスクパターンを得ることもできるようにな
る。
なれば、その表面上に形成するパターン化のため
にフオトレジスト層としても凹凸のない均一な膜
厚のものが得られるので、高精度なフオトレジス
トマスクパターンを得ることもできるようにな
る。
また、この発明の方法によれば、スピンコート
ガラス膜の塗布後、該ガラス膜を加熱硬化させた
ので、次のエツチングの制御が容易となる。しか
も、この発明では、エツチング法としてドライエ
ツチングを用いているので、より高精度にエツチ
ングを制御でき、第１の配線層上のスピンコート
ガラス膜のみを高精度に除去できる。
ガラス膜の塗布後、該ガラス膜を加熱硬化させた
ので、次のエツチングの制御が容易となる。しか
も、この発明では、エツチング法としてドライエ
ツチングを用いているので、より高精度にエツチ
ングを制御でき、第１の配線層上のスピンコート
ガラス膜のみを高精度に除去できる。
また、この発明によれば、配線（第１の配線
層）上以外の下地絶縁膜（第１の絶縁膜）上の全
体にスピンコートガラス膜を残すようにしたの
で、配線の側壁部のみにスピンコートガラス膜を
残し、下地絶縁膜上からはスピンコートガラス膜
を除去する方法（比較例という）に比較して次の
効果を有する。
層）上以外の下地絶縁膜（第１の絶縁膜）上の全
体にスピンコートガラス膜を残すようにしたの
で、配線の側壁部のみにスピンコートガラス膜を
残し、下地絶縁膜上からはスピンコートガラス膜
を除去する方法（比較例という）に比較して次の
効果を有する。
配線ピツチが小さいパターンの場合、スピンコ
ートガラス膜をスピンコートした時に、スピンコ
ートガラス膜は配線間にもかなりの厚さでスピン
コートされるために、比較例のようにこの配線間
の下地絶縁膜上のスピンコートガラス膜を除去す
るには、かなりの量のスピンコートガラス膜全面
除去を行わなければならず、それによつて本来、
比較例において段差平滑化のために必要としてい
る配線側壁部のスピンコートガラス膜の残存量は
極めて少なくなり、配線段差の平滑化効果は非常
にとぼしいものとなつてしまう。さらに、同一基
板面上に配線ピツチの非常に小さいパターン（例
えば〜1μm）と非常に大きいパターン（例えば数
十〜数百μm）が存在する場合（実際には必ずと
いつてよいほど同時に存在する）には、比較例に
おいては、この小ピツチ配線間絶縁膜上スピンコ
ートガラス膜を除去するのに上述のように大量の
除去量が必要なため、パターンピツチ大の配線間
下地絶縁膜上（スピンコートガラス膜が薄い）で
は、該絶縁膜までエツチングしてしまう現象が発
生する。これに対して、この発明のように、スピ
ンコートガラス膜は、第１の配線層の上面が露出
した時点でエツチングを終了することとし、第１
の配線層の側壁部のみならず下地絶縁膜上全体に
スピンコートガラス膜を残すようにすれば、平滑
化効果は常に充分なものが得られ、かつ配線間ピ
ツチ大のところで下地絶縁膜をエツチングして絶
縁低下をきたすようなことも防止できる。
ートガラス膜をスピンコートした時に、スピンコ
ートガラス膜は配線間にもかなりの厚さでスピン
コートされるために、比較例のようにこの配線間
の下地絶縁膜上のスピンコートガラス膜を除去す
るには、かなりの量のスピンコートガラス膜全面
除去を行わなければならず、それによつて本来、
比較例において段差平滑化のために必要としてい
る配線側壁部のスピンコートガラス膜の残存量は
極めて少なくなり、配線段差の平滑化効果は非常
にとぼしいものとなつてしまう。さらに、同一基
板面上に配線ピツチの非常に小さいパターン（例
えば〜1μm）と非常に大きいパターン（例えば数
十〜数百μm）が存在する場合（実際には必ずと
いつてよいほど同時に存在する）には、比較例に
おいては、この小ピツチ配線間絶縁膜上スピンコ
ートガラス膜を除去するのに上述のように大量の
除去量が必要なため、パターンピツチ大の配線間
下地絶縁膜上（スピンコートガラス膜が薄い）で
は、該絶縁膜までエツチングしてしまう現象が発
生する。これに対して、この発明のように、スピ
ンコートガラス膜は、第１の配線層の上面が露出
した時点でエツチングを終了することとし、第１
の配線層の側壁部のみならず下地絶縁膜上全体に
スピンコートガラス膜を残すようにすれば、平滑
化効果は常に充分なものが得られ、かつ配線間ピ
ツチ大のところで下地絶縁膜をエツチングして絶
縁低下をきたすようなことも防止できる。
なお、スピンコートガラス膜の塗布後、加熱硬
化を行わないと、該スピンコートガラス膜が脆弱
であるため、Al配線面上のみならず、下地絶縁
膜上においてもクラツクが発生する恐れがあり、
そこで下地絶縁膜上からもスピンコートガラス膜
を除去する必要があるが、この発明のように、塗
布後、熱処理によりスピンコートガラス膜を硬化
させれば、下地絶縁膜上にスピンコートガラス膜
を残しても、クラツクが生じることを防止でき
る。
化を行わないと、該スピンコートガラス膜が脆弱
であるため、Al配線面上のみならず、下地絶縁
膜上においてもクラツクが発生する恐れがあり、
そこで下地絶縁膜上からもスピンコートガラス膜
を除去する必要があるが、この発明のように、塗
布後、熱処理によりスピンコートガラス膜を硬化
させれば、下地絶縁膜上にスピンコートガラス膜
を残しても、クラツクが生じることを防止でき
る。
第１図は従来の多層配線の形成方法を説明する
ための断面図、第２図は従来の他の多層配線の形
成方法を説明するための断面図、第３図は第２図
の他の方法においてシリカフイルムにクラツクが
生じる様子を示す平面図、第４図はこの発明の半
導体装置の製造方法の一実施例を説明するための
断面図である。 ２１…シリコン半導体基板、２２…PSG膜、
２３…第１層アルミニウム配線、２４…シリカフ
イルム、２５…絶縁膜、２６…第２層アルミニウ
ム配線。
ための断面図、第２図は従来の他の多層配線の形
成方法を説明するための断面図、第３図は第２図
の他の方法においてシリカフイルムにクラツクが
生じる様子を示す平面図、第４図はこの発明の半
導体装置の製造方法の一実施例を説明するための
断面図である。 ２１…シリコン半導体基板、２２…PSG膜、
２３…第１層アルミニウム配線、２４…シリカフ
イルム、２５…絶縁膜、２６…第２層アルミニウ
ム配線。
Claims (1)
- １ 半導体基板上に第１の絶縁膜を形成した後、
この第１の絶縁膜上に第１の配線層をパターン形
成する工程と、この第１の配線層上を含む前記第
１の絶縁膜上にスピンコートガラス膜を、この第
１の配線層上より前記第１の絶縁膜上が厚くなる
ように平坦にスピン塗布する工程と、このスピン
コートガラス膜を加熱硬化させた後このスピンコ
ートガラス膜を、前記第１の配線層の上部表面の
みが露出されるまで平坦にドライエツチングする
ことにより前記第１の配線層上以外の領域に前記
スピンコートガラス膜を残存させる工程と、その
後、前記第１の配線層上および前記スピンコート
ガラス膜上に第２の絶縁膜を形成する工程とを具
備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14369483A JPS6035535A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14369483A JPS6035535A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035535A JPS6035535A (ja) | 1985-02-23 |
| JPH0449258B2 true JPH0449258B2 (ja) | 1992-08-11 |
Family
ID=15344786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14369483A Granted JPS6035535A (ja) | 1983-08-08 | 1983-08-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035535A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62295437A (ja) * | 1986-06-14 | 1987-12-22 | Yamaha Corp | 多層配線形成法 |
| JPH0611079B2 (ja) * | 1986-09-05 | 1994-02-09 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| EP0636937B1 (en) | 1993-07-28 | 2000-10-04 | Chugai Photo Chemical Co. Ltd. | color developing agent composition and color developer composition for processing silver halide color photographic material and method of using the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53104186A (en) * | 1977-02-23 | 1978-09-11 | Hitachi Ltd | Multilayer wiring body |
-
1983
- 1983-08-08 JP JP14369483A patent/JPS6035535A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6035535A (ja) | 1985-02-23 |
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