JPH0536837A - 多層配線形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 層間絶縁膜をエッチバックして層間接続部を
露出させることを含む多層配線形成法において、層間接
続部の低抵抗化を図る。 【構成】 基板１０を覆う絶縁膜１２の表面に絶縁体、
導電体等からなる突出部３０を形成した後、この突出部
に一部が重なるように第１の配線層３４を形成する。そ
して、基板上面に堆積絶縁膜３６、塗布絶縁膜３８等に
より層間絶縁膜をほぼ平坦状に形成した後、この層間絶
縁膜をエッチバックして突出部３０の上方で配線層３４
の一部からなる層間接続部３４ａを露出させる。この
後、基板上面に層間接続部３４ａと接続されるように第
２の配線層４２を形成する。層間接続部３４ａとして第
１の配線層３４の一部を使用するので、接続抵抗の低減
が可能となる。

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、特に配線層の一部を下
地の突出部により凸状をなすように形成し、該一部を層
間接続部として使用することにより接続抵抗の低減を可
能としたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、高集積且つ高信頼の多層配線形成
法としては、図１０〜１２に示す方法が知られている
（例えば特開平２−１１１０５２号公報参照）。

【０００３】図１０の工程では、半導体基板１０を覆う
絶縁膜１２の上にＡｌ等の配線材及びポリＳｉ等の導電
材を順次に被着した後、被着層上に所望の配線パターン
に従ってレジスト層１８を形成する。そして、レジスト
層１８をマスクとする選択エッチング処理により被着層
をパターニングして第１の配線層１４及び導電層１６を
形成する。この後、レジスト層１８を除去する。

【０００４】次に、図１１の工程では、導電層１６の上
に所望の層間接続パターンに従ってレジスト層２０を形
成する。そして、レジスト層２０をマスクとする選択エ
ッチング処理により導電層１６をパターニングして層間
接続部１６Ａを形成する。この後、レジスト層２０を除
去する。

【０００５】次に、図１２の工程では、基板上面にＳＯ
Ｇ（スピン・オン・ガラス）等を用いて層間接続部１６
Ａを覆うように層間絶縁膜２２をほぼ平坦状に形成す
る。そして、層間絶縁膜２２をエッチバックして層間接
続部１６Ａを露出させ且つ層間絶縁膜２２の一部をほぼ
平坦状に残存させる。この後、層間絶縁膜２２の残存部
分の上に層間接続部１６Ａと接続されるように第２の配
線層２４を形成する。

【０００６】なお、レジスト層２０をマスクとする選択
エッチング処理は、レジスト層１８をマスクとする選択
エッチング処理の前に行なってもよく、このようにして
も図１１に示すように層間接続部１６Ａを有する配線層
１４が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来法による
と、層間接続部１６ＡをＡｌ等の配線材とは別のポリＳ
ｉ等の導電材で形成するので、接続抵抗が高くなる。

【０００８】この発明の目的は、上記のように層間絶縁
膜をエッチバックして層間接続部を露出させることを含
む多層配線形成法において、層間接続部の低抵抗化を図
ることにある。

【０００９】

【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）基板を覆う絶縁膜の表面に配線レベル
を部分的に高めるための突出部を形成する工程と、
（ｂ）前記絶縁膜の上に第１の配線層をその一部が前記
突出部に重なるように形成する工程と、（ｃ）前記絶縁
膜の上に前記突出部及び前記第１の配線層を覆って層間
絶縁膜を形成する工程と、（ｄ）前記層間絶縁膜をエッ
チバックして前記突出部の上方で前記第１の配線層の一
部からなる層間接続部を露出させ且つ該層間接続部の周
囲に前記層間絶縁膜の一部を残存させる工程と、（ｅ）
前記層間絶縁膜の残存部分の上に前記層間接続部と接続
されるように第２の配線層を形成する工程とを含むもの
である。

【００１０】

【作用】この発明の方法によれば、第１の配線層の一部
が下地の突出部により凸状をなすように形成され、該一
部が層間接続部として使用される。従って、層間接続部
は、第１の配線層と同一の低抵抗率の配線材で形成され
ることになり、接続抵抗の低減が可能となる。

【００１１】

【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。

【００１２】（１）シリコン等の半導体基板１０を覆う
シリコンオキサイド等の絶縁膜１２の表面に配線レベル
を部分的に高めるための突出部３０を形成する。一例と
して、絶縁膜１２の上にＣＶＤ法等により他の絶縁膜３
０Ａを被着した後、この絶縁膜の上に所望の突出部パタ
ーンに対応したレジスト層３２を形成し、このレジスト
層をマスクとする選択エッチング処理により絶縁膜３０
Ａをパターニングして突出部３０を得る。この後、レジ
スト層３２を除去する。なお、選択エッチング処理で
は、絶縁膜３０Ａのエッチング速度が絶縁膜１２のエッ
チング速度より速い条件を選択するのが望ましい。ま
た、エッチングは、異方的又は等方的のいずれでもよ
い。

【００１３】突出部３０を得るための別の方法として
は、１２又は３０Ａのような単層の絶縁膜の上にレジス
ト層３２を配置して選択エッチングを行ない、このエッ
チングを途中で停止する方法を用いてもよい。また、突
出部３０は、絶縁膜に限らず、ポリＳｉ、金属等の導電
膜を選択的にエッチングするなどして形成してもよく、
あるいはゲート形成プロセスを流用するなどして絶縁膜
と導電膜との積層として形成してもよい。

【００１４】（２）次に、絶縁膜１２の上には、突出部
３０を覆ってＡｌ又はＡｌ合金等の配線材層３４Ａを蒸
着法又はスパッタ法等により形成する。そして、配線材
層３４Ａの上には、所望の配線パターンに従ってレジス
ト層３５を形成する。この場合、レジスト層３５の一部
が突出部３０に重なるようにする。

【００１５】（３）次に、レジスト層３５をマスクとす
る選択エッチング処理により配線材層３４Ａをパターニ
ングして配線層３４を形成する。この後、レジスト層３
５を除去する。配線層３４において突出部３０に重なる
部分３４ａは層間接続部として使用されるものである。

【００１６】（４）次に、絶縁膜１２の上には、突出部
３０及び配線層３４を覆ってシリコンオキサイド等の堆
積絶縁膜３６をＣＶＤ法等により形成する。そして、基
板上面には、絶縁膜３６を覆ってＳＯＧ（スピン・オン
・ガラス）、ポリイミド等の塗布絶縁膜３８を回転塗布
法等により形成し、基板上面をほぼ平坦化する。この
後、基板上面には、絶縁膜３８を覆って膜３８とのエッ
チング選択比が１に近いホトレジスト等の塗布膜４０を
回転塗布法等により形成し、基板上面を一層平坦化す
る。

【００１７】絶縁膜３６，３８は、層間絶縁膜として用
いられるものである。また、塗布膜４０は、後述のエッ
チバック工程で良好な平坦性を得るために設けられたも
ので、省略することもできるが、省略すると平坦性が悪
化する。

【００１８】（５）次に、基板上面を塗布膜４０側から
エッチバックして層間接続部３４ａを露出させ且つその
周囲に層間絶縁膜（絶縁膜３６，３８）の一部を平坦状
に残存させる。

【００１９】（６）この後は、基板上面にＡｌ又はＡｌ
合金等の配線材を被着してパターニングすることにより
第２の配線層４２を層間接続部３４ａと接続されるよう
に形成する。この結果、第１及び第２の配線層３４及び
４２は、配線層３４の一部からなる低抵抗の層間接続部
３４ａを介して相互接続されるようになる。

【００２０】図７〜９は、平坦化処理の変形例を示すも
ので、図４〜６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。

【００２１】図７の工程では、配線層３４を形成した
後、基板上面にＣＶＤ法等により厚い堆積絶縁膜３９を
ほぼ平坦状に形成し、さらにその上に塗布膜４０を形成
する。次に、図８の工程では、絶縁膜３９からなる層間
絶縁膜をエッチバックして層間接続部３４ａを露出させ
る。この後、図９の工程では、基板上面に第２の配線層
４２を層間接続部３４ａと接続されるように形成する。

【００２２】なお、上記実施例において、配線層３４，
４２は、例えばＴｉ，Ｗ等の高融点金属とＡｌ合金との
積層構造であってもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、上下
の配線層のうち下方の配線層の一部を下地の突出部によ
り凸状をなすように形成し、該一部を上下の配線層間の
接続部として使用するようにしたので、接続抵抗の低減
が可能となり、低抵抗の多層配線を実現できる効果が得
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】 平坦化処理の変形例を示す基板断面図であ
る。

【図１０】〜

【図１２】 従来の多層配線形成法を示す基板断面図で
ある。

【符号の説明】

１０：半導体基板、１２，３６，３８，３９：絶縁膜、
３０：突出部、３４，４２：配線層、３４ａ：層間接続
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】（ａ）基板を覆う絶縁膜の表面に配線レベ
   ルを部分的に高めるための突出部を形成する工程と、 （ｂ）前記絶縁膜の上に第１の配線層をその一部が前記
   突出部に重なるように形成する工程と、 （ｃ）前記絶縁膜の上に前記突出部及び前記第１の配線
   層を覆って層間絶縁膜を形成する工程と、 （ｄ）前記層間絶縁膜をエッチバックして前記突出部の
   上方で前記第１の配線層の一部からなる層間接続部を露
   出させ且つ該層間接続部の周囲に前記層間絶縁膜の一部
   を残存させる工程と、 （ｅ）前記層間絶縁膜の残存部分の上に前記層間接続部
   と接続されるように第２の配線層を形成する工程とを含
   む多層配線形成法。