JPH05160126A - 多層配線形成法 - Google Patents

多層配線形成法

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JPH05160126A
JPH05160126A JP34791591A JP34791591A JPH05160126A JP H05160126 A JPH05160126 A JP H05160126A JP 34791591 A JP34791591 A JP 34791591A JP 34791591 A JP34791591 A JP 34791591A JP H05160126 A JPH05160126 A JP H05160126A
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JP
Japan
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insulating film
wiring
layer
forming
wiring layer
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Pending
Application number
JP34791591A
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English (en)
Inventor
Masahiko Nagura
雅彦 名倉
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Yamaha Corp
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Yamaha Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層配線形成法において、不安定な塗布絶縁
膜の残存を減少させると共に平坦性を向上させる。 【構成】 半導体基板10の表面を覆う絶縁膜12の上
に配線層14A,14Bを形成した後、これらの配線層
を覆って絶縁膜16を堆積形成する。そして、絶縁膜1
6の上にレジスト層を形成した後、絶縁膜16及びレジ
スト層をほぼ等速でエッチバックし、残存するレジスト
層を除去する。さらに、残存する絶縁膜16の上にSO
G等の塗布絶縁膜26を形成してから絶縁膜16,26
をほぼ等速でエッチバックして配線層14A,14Bの
上方に絶縁膜26が残存しないようにする。この後、残
存する絶縁膜16,26を覆って絶縁膜28を堆積形成
してから配線層14Bの一部に対応した接続孔を形成
し、この接続孔を介して配線層14Bにつながるように
配線層30を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、LSI等の製造に用
いられる多層配線形成法に関し、特にレジスト層を用い
るエッチバック処理の後塗布絶縁膜を用いるエッチバッ
ク処理を行なうことにより不安定な塗布絶縁膜の残存を
減少させ且つ平坦性を向上させるようにしたものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、LSIの多層配線を形成する方法
としては、図7〜9に例示するものが知られている。
【0003】図7の工程では、シリコン等の半導体基板
10の表面を覆うシリコンオキサイド等の絶縁膜12の
上に所望の配線材を被着してパターニングすることによ
り1層目の配線層14A,14Bを形成する。そして、
基板上面には配線層14A,14Bを覆ってプラズマC
VD(ケミカル・ベーパー・デポジション)法等により
シリコンオキサイド等の絶縁膜16を形成する。この
後、基板上面を平坦化するために、絶縁膜16の上にS
OG(スピン・オン・ガラス)を回転塗布するなどして
塗布絶縁膜18を形成する。
【0004】次に、図8の工程では、絶縁膜16,18
をほぼ等速でエッチバックして配線層14A,14Bの
上方にて絶縁膜18を消失させる。これは、後述する接
続孔の内部に吸湿性の絶縁膜18の一部が露出して導通
不良を招くのを防ぐためである。
【0005】次に、図9の工程では、絶縁膜16,18
の残存部分を覆ってプラズマCVD法等によりシリコン
オキサイド等の絶縁膜20を形成する。そして、例えば
配線層14Bの一部に対応して絶縁膜16及び20の積
層にはホトリソグラフィ処理等により接続孔CHを形成
する。このとき、接続孔CHの内部には、絶縁膜18の
一部が露出されない。
【0006】この後、基板上面に配線材を被着してパタ
ーニングすることにより2層目の配線層22を形成す
る。配線層22は、接続孔CHを介して配線層14Bに
接続される。
【0007】図10〜13は、他の従来例を示すもの
で、図7〜9と同様の部分には同様の符号を付してあ
る。
【0008】図10の工程では、図7で述べたと同様に
して半導体基板10の表面の絶縁膜12の上に1層目の
配線層14A,14B及び絶縁膜16を形成した後、絶
縁膜16を覆ってレジストを回転塗布するなどしてレジ
スト層24を形成する。
【0009】次に、図11の工程では、絶縁膜16及び
レジスト層24をほぼ等速でエッチバックして配線層1
4A,14Bの上面レベルより上方で絶縁膜16及びレ
ジスト層24を部分的に残存させる。そして、レジスト
層24の残存部分をO2 プラズマによるアッシング等に
より除去する。
【0010】次に、図12,13の工程では、絶縁膜1
6の残存部分を覆って絶縁膜20を形成する。そして、
必要に応じて接続孔を形成してから絶縁膜20上に配線
材を被着してパターニングすることにより2層目の配線
層22A,22Bを形成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図7〜9の従来法によ
ると、十分な平坦性を得るためには配線段差の高さに対
し十分厚く塗布絶縁膜18を形成する必要がある。しか
し、絶縁膜18を厚くすると、クラックが生じ易く、信
頼性が低下する。
【0012】また、接続孔CH内での導通不良を低減す
るためには絶縁膜18が14B等の配線層の上方に残ら
ないよう十分にエッチバックを行なう必要がある。しか
し、十分なエッチバックは平坦性を悪化させる。すなわ
ち、絶縁膜18は、実効的なエッチ速度の相違により図
8に示すように配線間の凹部P等で過剰にエッチされ易
い。このため、図9に示すように配線層22を形成する
際に、凹部Pで配線材の被覆性が劣化し、断線不良を招
く不都合があった。
【0013】一方、図10〜13の従来法によると、エ
ッチバック中にエッチ速度が変動するため、レジスト塗
布直後の形状を維持するのが容易でない。例えば図11
に示すように配線間の凹部P等において、レジスト残存
部の除去後につの状部分が残り、図12に示すように絶
縁膜16の上に絶縁膜20を形成すると、絶縁膜20に
も凹部P等に対応してつの状部分S1 〜S4 が生ずる。
この後、図12,13に示すように配線層14A,14
Bに交差する配線層22A,22Bを形成する際に、被
着した配線材層を選択エッチングによりパターニングす
ると、つの状部分S1 〜S4 の下にまわり込んだ配線材
が十分にエッチされずに残存するようになる。すなわ
ち、一例を図13に示すようにつの状部分S2 の下の配
線材残存部22S2 により配線層22A及び22Bが相
互接続されるようになり、短絡不良が生ずる不都合があ
った。
【0014】この発明の目的は、高信頼の多層配線構造
を歩留りよく形成する方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明による多層配線
形成法は、(a)基板の絶縁性表面の上に第1の配線層
を形成する工程と、(b)前記絶縁性表面の上に前記第
1の配線層を覆って第1の絶縁膜を堆積形成する工程
と、(c)前記第1の絶縁膜に重ねてレジスト層を形成
する工程と、(d)前記第1の絶縁膜及び前記レジスト
層をほぼ等速でエッチバックして前記第1の絶縁膜の一
部を前記第1の配線層の上に残存させ且つその残存部に
隣接して前記レジスト層の一部を残存させる工程と、
(e)前記レジスト層の残存部分を除去する工程と、
(f)この除去工程の後、前記第1の絶縁膜の残存部分
を覆って塗布絶縁膜を形成する工程と、(g)前記第1
の絶縁膜の残存部分及び前記塗布絶縁膜をほぼ等速でエ
ッチバックして前記第1の絶縁膜の一部を前記第1の配
線層の上に残存させ且つ前記塗布絶縁膜を前記第1の配
線層の上方にて消失させる工程と、(h)このエッチバ
ック工程の後、前記第1の絶縁膜の残存部分を覆って第
2の絶縁膜を堆積形成する工程と、(i)前記第2の絶
縁膜から前記第1の絶縁膜の残存部分を介して前記第1
の配線層に達するように接続孔を形成する工程と、
(j)前記接続孔を介して前記第1の配線層に接続され
るように前記第2の絶縁膜の上に第2の配線層を形成す
る工程とを含むものである。
【0016】
【作用】この発明の方法によれば、SOGのような塗布
絶縁膜を用いるエッチバック処理の前にレジスト層を用
いるエッチバック処理を行なうので、SOGのような塗
布絶縁膜は、レジスト層を用いるエッチバック処理で低
減された配線段差に対応して薄く形成すればよい。この
ように塗布絶縁膜を薄くすると、クラック発生を回避で
きると共にSOG等の不安定な被膜の残存を減らすこと
ができ、しかもシリコンオキサイド等の安定な被膜の層
間膜に占める割合を大きくすることができるので、信頼
性が向上する。
【0017】その上、薄い塗布絶縁膜を用いるエッチバ
ック処理では、少ないエッチバック量でも導通不良の低
減と平坦性の向上とを両立させることができるので、断
線不良や短絡不良が減り、歩留りが向上する。
【0018】
【実施例】図1〜6は、この発明の一実施例による多層
配線形成法を示すもので、各々の図に対応する工程
(1)〜(6)を順次に説明する。なお、図7〜12と
同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略す
る。
【0019】(1)半導体基板10の表面の絶縁膜12
の上に1層目の配線層14A,14Bを形成した後、こ
れらの配線層を覆ってプラズマCVD法等によりシリコ
ンオキサイド等の絶縁膜16を形成する。そして、絶縁
膜16にホトレジストを回転塗布した後、必要に応じて
流動化すべく軟化処理を施すなどしてレジスト層24を
平坦状に形成する。
【0020】(2)次に、絶縁膜16及びレジスト層2
4をほぼ等速でエッチバックして配線層14A,14B
の上面レベルより上方で絶縁膜16及びレジスト層24
を部分的に残存させる。そして、レジスト層24の残存
部分をO2プラズマによるアッシング等により除去す
る。
【0021】(3)次に、絶縁膜16の残存部分上にS
OGを回転塗布し、アニールするなどして塗布絶縁膜2
6を形成する。この場合、レジスト層24を用いたエッ
チバック処理により絶縁膜16の配線段差が低減されて
いるので、絶縁膜26は図7の絶縁膜18より相当に薄
くてよい。
【0022】(4)次に、絶縁膜16,26をほぼ等速
でエッチバックして配線層14A,14Bの上方にて絶
縁膜26を消失させる。これは、接続孔内での導通不良
を防ぐためである。
【0023】(5)次に、絶縁膜16,26の残存部分
を覆ってプラズマCVD法等によりシリコンオキサイド
等の絶縁膜28を形成する。この場合、絶縁膜28は、
14A,14B等の配線層上での絶縁膜16の残存膜厚
が図8の場合より薄いことに鑑み所要の層間膜厚が得ら
れるよう十分に厚く形成する。そして、周知のホトリソ
グラフィ処理等により配線層14Bの上方で絶縁膜16
及び28の積層に接続孔CHを形成する。
【0024】(6)この後、基板上面に配線材を被着し
てパターニングすることにより2層目の配線層30を形
成する。配線層30は、接続孔CHを介して配線層14
Bに接続される。
【0025】上記した多層配線形成法によれば、図3の
工程で形成する絶縁膜26が薄いので、絶縁膜26には
殆どクラックが発生しない。また、図4の工程では、少
ないエッチバック量で14B等の配線層の上方にて絶縁
膜26を消失させることができるので、良好な平坦性が
得られる。さらに、絶縁膜16,26,28により形成
される層間膜にあっては、SOG等の不安定な膜26の
残存が少なく、シリコンオキサイド等の安定な膜16,
28の占める割合が大きいので、配線の信頼性が向上す
る。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、レジ
スト層を用いるエッチバック処理の後SOG等の塗布絶
縁膜を用いるエッチバック処理を行なうことによりSO
G等の不安定な被膜の残存を減らすと共に平坦性を向上
させるようにしたので、高信頼な多層配線を歩留りよく
形成できる効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】〜
【図6】 この発明の一実施例による多層配線形成法を
示す基板断面図である。
【図7】〜
【図9】 従来の多層配線形成法の一例を示す基板断面
図である。
【図10】〜
【図12】 他の従来例を示す基板断面図である。
【図13】 図12のX−X’線に沿う基板断面図であ
る。
【符号の説明】
10:半導体基板、12,16,28:絶縁膜、14
A,14B,30:配線層、24:レジスト層、26:
塗布絶縁膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)基板の絶縁性表面の上に第1の配線
    層を形成する工程と、 (b)前記絶縁性表面の上に前記第1の配線層を覆って
    第1の絶縁膜を堆積形成する工程と、 (c)前記第1の絶縁膜に重ねてレジスト層を形成する
    工程と、 (d)前記第1の絶縁膜及び前記レジスト層をほぼ等速
    でエッチバックして前記第1の絶縁膜の一部を前記第1
    の配線層の上に残存させ且つその残存部に隣接して前記
    レジスト層の一部を残存させる工程と、 (e)前記レジスト層の残存部分を除去する工程と、 (f)この除去工程の後、前記第1の絶縁膜の残存部分
    を覆って塗布絶縁膜を形成する工程と、 (g)前記第1の絶縁膜の残存部分及び前記塗布絶縁膜
    をほぼ等速でエッチバックして前記第1の絶縁膜の一部
    を前記第1の配線層の上に残存させ且つ前記塗布絶縁膜
    を前記第1の配線層の上方にて消失させる工程と、 (h)このエッチバック工程の後、前記第1の絶縁膜の
    残存部分を覆って第2の絶縁膜を堆積形成する工程と、 (i)前記第2の絶縁膜から前記第1の絶縁膜の残存部
    分を介して前記第1の配線層に達するように接続孔を形
    成する工程と、 (j)前記接続孔を介して前記第1の配線層に接続され
    るように前記第2の絶縁膜の上に第2の配線層を形成す
    る工程とを含む多層配線形成法。
JP34791591A 1991-12-02 1991-12-02 多層配線形成法 Pending JPH05160126A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5945739A (en) * 1996-07-16 1999-08-31 Nec Corporation Semiconductor device having a conductor through an inter-level layer and a spin-on-glass in the inter-level layer with substantially planar upper surfaces of the conductor, the inter-level layer, and the spin-on-glass

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5945739A (en) * 1996-07-16 1999-08-31 Nec Corporation Semiconductor device having a conductor through an inter-level layer and a spin-on-glass in the inter-level layer with substantially planar upper surfaces of the conductor, the inter-level layer, and the spin-on-glass

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