JPH05251441A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPH05251441A
JPH05251441A JP4859692A JP4859692A JPH05251441A JP H05251441 A JPH05251441 A JP H05251441A JP 4859692 A JP4859692 A JP 4859692A JP 4859692 A JP4859692 A JP 4859692A JP H05251441 A JPH05251441 A JP H05251441A
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JP
Japan
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wiring
region
metal
integrated circuit
semiconductor integrated
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JP4859692A
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English (en)
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Hitoshi Abiko
仁 安彦
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体集積回路装置の製造方法において、絶
縁膜表面と配線表面とを同一面に、かつ、平坦化し、多
数の配線層を重ねられるようにする。 【構成】 配線金属体形成予定領域を除く領域に選択的
に絶縁物を形成し、配線金属体形成予定領域に選択的に
金属を埋め込むことにより、表面が完全に平坦化される
ので、多数の配線層を重ねられる。更に、配線の厚さ
は、絶縁物の厚さにより決まるので、任意に決めること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置の製
造方法に関し、詳しくは配線金属体の形成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路の金属配線は、図
3(a)に示すように、半導体基板101の一主面に絶
縁膜102を堆積後、全面に金属を堆積しフォトリソグ
ラフィーと、異方性エッチングにより配線金属105を
形成し、図3(b)に示すように、絶縁膜102を堆積
し、塗布有機膜のような平坦化材110を塗布し、この
平坦化材110と層間絶縁膜102を同じエッチング速
度でエッチングして平坦化するというエッチバック法に
より平坦化して、更に上層の配線形成工程に進んでい
た。又、図3(c)に示すように、エッチバック法の替
わりに塗布ガラス111を塗布して平坦化する方法など
もあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
層間絶縁膜の平坦化に限界がある上、配線金属の厚さも
任意に決められず、金属配線の電気抵抗が増大するとい
う欠点がある。
【0004】その理由を以下に説明する。
【0005】塗布有機膜のような平坦化材を塗布する場
合、その膜厚は下地の形状依存性がある。例えば、平坦
化材110を厚さaを塗布する場合、図4(a)に示す
ように、配線の無い広い平坦な領域112では厚さaで
塗布されるが、広い配線領域113上でも厚さaで塗布
されるため半導体チップ全体では、配線105の厚さの
段差が残る。また、図4(b)に示すように、狭い間隔
で並んだ配線領域114上でも広い配線と同様塗布平坦
化材110の厚さはaになる。2〜3層程度の多層配線
であれば、この段差も気にならないが、より多層の配線
になれば段差は大きくなり配線の多層化に限界がある。
又この事からも自明なように配線金属の厚さは、平坦化
との兼ね合いから制限を受けるので、任意に厚さを決め
られない。薄いほど平坦化に有利なのは言うまでもな
く、下層の配線ほど薄くなり、配線抵抗が増大する。
【0006】尚、この問題を解決するために、配線の無
い広い平坦な領域112に、図4(c)に示すように、
ダミーの配線パターン115を形成しておき段差を抑え
ることも提案されているが、この場合ダミーの配線パタ
ーン115はどこにも接続されないので、キャリアが注
入されてもどこへも逃げられず、他の配線に影響を与
え、半導体集積回路の誤動作を引き起こす。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は基本的には、半
導体集積回路装置の配線金属体を形成するに当たり、配
線金属体形成予定領域を除く領域に選択的に絶縁物を形
成する工程と、配線金属体形成予定領域に金属を埋め込
む工程から構成され、また配線金属体形成予定領域を除
く領域に選択的に絶縁物を形成する具体的な方法とし
て、全面に絶縁膜を形成後、配線金属体形成予定領域の
み選択的に除去する工程も含み、更に前記配線金属体形
成予定領域に金属を埋め込む具体的な方法として、全面
に金属を配線金属体形成予定領域を埋め込む姿態で形成
後、エッチバック、あるいは研磨により前記配線金属体
形成予定領域を除く領域の前記金属を選択的に除去する
こと、そして金属を配線金属体形成予定領域を埋め込む
姿態で形成する具体的な方法として、めっきを用いるこ
とも構成要件としている。
【0008】
【発明の第一の実施例】図1(a)に示すように、半導
体基板101の一主面に絶縁膜102を例えば常圧CV
D法などにより堆積後、フォトリソグラフィーと、異方
性エッチングにより配線形成予定領域のみ選択的に除去
する。この時のエッチング深さが配線の厚さになる。
【0009】次に、図1(b)に示すように、このエッ
チング領域103を埋め込むように金属104を堆積
し、配線形成予定領域内にのみ金属が残るように金属1
04をエッチングして、図1(c)に示すように、配線
105を形成する。
【0010】この説明からも明らかなように、本発明に
よれば絶縁膜表面と配線表面は同一であり、表面が完全
に平坦化されるので好きなだけ配線層を重ねられる。更
に、配線の厚さはエッチングの深さにより決まるので、
任意に決めることができる。
【0011】
【発明の第二の実施例】第一の実施例では、本発明の基
本的なアイディアを説明したが、現在の技術では実現不
可能な点もある。例えば、一般に半導体集積回路装置の
配線金属は、アルミや金が用いられているがこれらの金
属を、図1(b)に示すようにエッチング領域103を
埋め込むように堆積する方法は、現在実験的には研究さ
れているものの実用的レベルでは開発されていない。
【0012】そこで、現在可能な技術で一実施例を説明
する。
【0013】第一の実施例と同様、図1(a)に示すよ
うに、半導体基板101の一主面に絶縁膜102を例え
ば常圧CVD法などにより堆積後、フォトリソグラフィ
ーと、異方性エッチングにより配線形成予定領域のみ選
択的に除去する。この時のエッチング領域103の深さ
が配線の厚さになる。
【0014】次に、図2(a)に示すように、全面にタ
ングステン106をエッチング領域103を埋め込まな
い姿態でスパッタし、このタングステン106を電極と
して金107をめっきする。めっきによる金は段差被覆
性がよく、エッチング領域103を完全に埋め込むこと
が出来る。最後にエッチング領域103以外の領域の金
107及びタングステン106を例えば王水等により除
去して、図2(b)に示すように配線105を形成す
る。
【0015】
【発明の第三の実施例】第二の実施例では、エッチバッ
クで金属を除去したがこの場合、配線幅が大きくなる
と、配線形成予定領域を埋め込むために金属を厚く堆積
しなければならない。そこでそれを回避するには、研磨
を使えばよい。すなわち、図2(a)までと同様に配線
形成予定領域をタングステン106と金107で埋め込
んだ後、この金107とタングステン106を研磨で除
去し、図2(b)と同様に配線105を形成する。通常
この種の半導体装置では、絶縁膜102は酸化珪素や窒
化珪素などが用いられ、金属よりも硬いので、研磨剤を
適当に選べば、研磨は絶縁膜102の表面で停止する。
従って、幅の広い配線をエッチバックで形成しようとす
ると、図2(c)に示すように、金属をこの幅の少なく
とも1/2堆積しなければならないが、研磨で形成しよ
うとすれば、図2(d)に示すように、金107は配線
の厚さだけ堆積すればよい。
【0016】
【発明の第四の実施例】本発明は例えば、選択CVDメ
タルによるスルーホール埋込み技術などと組み合わせる
ことももちろん可能である。
【0017】図2(e)に示すように、第1の配線10
8上に形成したスルーホールを選択CVDタングステン
109などで埋め込んだ後、絶縁膜102を堆積し第2
の配線形成予定領域をエッチングし、埋込みタングステ
ン109の表面を露出する。あとは上述の実施例同様、
配線形成予定領域を金属を埋め込んで、図2(f)に示
すように、配線105の接続部を形成できる。
【0018】
【発明の効果】本発明は、任意の厚さの配線を、任意の
数の層だけ重ねることが出来るので、半導体集積回路の
集積度を大幅に高め、動作速度を大幅に高める効果を有
する。
【0019】発明者らの試作では、各層厚さ1の配線を
5層形成したが、歩留りには問題なく、動作速度は10
%向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための装置断面図
である。
【図2】本発明の他の一実施例を説明するための装置断
面図である。
【図3】従来技術とその問題点を説明するための装置断
面図である。
【図4】従来技術とその問題点を説明するための装置断
面図である。
【符号の説明】
101 半導体基板 102 絶縁膜 103 エッチング領域 104 金属 105 配線 106,109 タングステン 107 金 108 第1の配線 110 平坦化剤 111 塗布ガラス 112 広い平坦な領域 113 広い配線の領域 114 狭い間隔で並んだ配線領域 115 ダミーの配線パターン

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路装置の配線金属体を形成
    する当たり、当該配線金属体形成予定領域を除く領域に
    選択的に絶縁物を形成する工程、前記配線金属体形成予
    定領域に選択的に金属を埋め込む工程を有することを特
    徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 配線金属体形成予定領域を除く領域に選
    択的に絶縁物を形成する方法として、全面に絶縁膜を形
    成後、前記配線金属体形成予定領域のみ選択的に除去す
    る工程を有することを特徴とする請求項1記載の半導体
    集積回路装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 配線金属体形成予定領域に選択的に金属
    を埋め込む方法として、全面に金属を前記配線金属体形
    成予定領域を埋め込む姿態で形成後、エッチバックによ
    り前記配線金属体形成予定領域を除く領域の前記金属を
    選択的に除去することを特徴とする請求項1又は2記載
    の半導体集積回路装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 配線金属体形成予定領域に選択的に金属
    を埋め込む方法として、全面に金属を前記配線金属体形
    成予定領域を埋め込む姿態で形成後、研磨により前記配
    線金属体形成予定領域を除く領域の前記金属を選択的に
    除去することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体
    集積回路装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 全面に金属を配線金属体形成予定領域を
    埋め込む姿態で形成する方法として、全面に第1の金属
    を前記配線金属体形成予定領域を埋め込まない姿態で形
    成後、この第1の金属を1方の電極としためっきにより
    堆積することを特徴とする請求項3又は4記載の半導体
    集積回路装置の製造方法。
JP4859692A 1992-03-05 1992-03-05 半導体集積回路装置の製造方法 Withdrawn JPH05251441A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148563A (ja) * 1994-11-22 1996-06-07 Nec Corp 半導体装置の多層配線構造体の形成方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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