JPH08107143A - 多層配線層の形成方法 - Google Patents

多層配線層の形成方法

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JPH08107143A
JPH08107143A JP23868394A JP23868394A JPH08107143A JP H08107143 A JPH08107143 A JP H08107143A JP 23868394 A JP23868394 A JP 23868394A JP 23868394 A JP23868394 A JP 23868394A JP H08107143 A JPH08107143 A JP H08107143A
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JP
Japan
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wiring layer
forming
insulating film
wiring
photoresist
Prior art date
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Application number
JP23868394A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Tsunoda
弘昭 角田
Tatsuzo Kawaguchi
達三 川口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の半導体装置の製造方法は、第1の配
線層11上に形成されたシリコン酸化膜12に、第2の
配線層を埋め込むための開口部を形成するにあたり、シ
リコン酸化膜12上に形成するレジストの形状に特徴が
ある。開口部には配線溝とコンタクトホールがあり、コ
ンタクトホールは配線溝の下に形成する。通常、配線溝
とコンタクトホールの断面は階段形状を有する。従来、
この配線溝とコンタクトホールは別々の工程で形成され
ていたが、本発明ではレジストの形状を階段形状にする
ことにより、一回の工程で階段形状を有する開口部を形
成することができる。 【効果】 本発明を用いると、配線溝とコンタクトホー
ルを同時に形成することができ、効果的な多層配線の形
成方法を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関するもので、特に多層配線技術に関わる。
【0002】
【従来の技術】従来技術を図6から図11を用いて説明
する。これらの図は多層配線の形成方法を工程順に示し
たもので、各々配線層の断面を表している。
【0003】図6はシリコン酸化膜22を形成する工程
を示している。先ず、プラズマCVD法により第1の配
線層21上にシリコン酸化膜22を堆積し、次にその表
面をポリッシングし平坦化する。
【0004】図7はフォトレジスト24を形成する工程
を示している。シリコン酸化膜22上にレジストを塗布
した後、リソグラフィー法によってフォトレジスト24
をパターニングする。
【0005】図8は配線溝25を形成する工程を示して
いる。フォトレジスト24を用いてRIE法によりシリ
コン酸化膜22の上部を除去し配線溝25を形成する。
その後フォトレジスト24を除去する。
【0006】図9はフォトレジスト24を形成する工程
を示している。シリコン酸化膜22上と配線溝25の側
壁部およびその角部に、リソグラフィー法によってフォ
トレジスト24をパターニングする。この時、フォトレ
ジスト24は次工程で行うシリコン酸化膜22のエッチ
ングのために、配線溝25の底辺部分のシリコン酸化膜
22を露出させる必要がある。ところが実際には図に示
すように、フォトレジスト24はシリコン酸化膜22を
完全に被覆している。
【0007】図10はコンタクトホール26を形成する
工程を示している。前工程で形成した図示せぬフォトレ
ジストをマスクに、RIE法によって第1の配線層21
の表面が露出するまでシリコン酸化膜22をエッチング
し、コンタクトホールを開口する。
【0008】図11は第2の配線層23を形成する工程
を示している。前工程でマスクとして用いた図示せぬフ
ォトレジストを除去した後、第1の配線層21表面およ
び配線溝25とコンタクトホール26の内部に第2の配
線層23を形成する。
【0009】図12は第2の配線層23の表面を平坦化
する工程を示している。第2の配線層23が配線溝25
とコンタクトホール26にのみ残存形成するようポリッ
シングする。
【0010】以上の工程により多層配線層を形成する。
しかし従来の製造方法では、配線溝25内にフォトレジ
スト24を形成するため(図9参照)、その厚さは配線
溝25内とシリコン酸化膜22上とで異なり、特に配線
溝25内に形成されるフォトレジスト25の形状を制御
するのは非常に困難である。その結果、コンタクトホー
ル26が第1の配線層21まで貫通せず、第1の配線層
21と第2の配線層23が電気的に絶縁状態となる。ま
た、従来の方法で形成した多層配線に導通試験を行う
と、100個のコンタクトホール中50個に未開口が確
認された。従って従来例では歩留まりは50%と非常に
低い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の製
造方法では、配線溝にフォトレジストを形成した後コン
タクトホールを形成している。従来のリソグラフィー法
ではフォトレジストを配線溝の深さ方向に所定の形状で
形成するのは非常に困難で、実際には配線溝低面を覆う
ようにフォトレジストが形成されてしまう。その結果、
配線層間を電気的に導通させることが困難となり歩留ま
りも非常に低い。本発明は上記欠点を除去し、配線溝と
コンタクトホールを同時に形成でき、配線層間を電気的
に導通し、かつ歩留まりの高い多層配線の形成方法を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、第1の配線層上に絶縁膜を形成する工
程と、前記絶縁膜上にフォトレジストパターンを形成す
るにあたり、前記絶縁膜が露出する部分に面する前記フ
ォトレジストパターンの開口部の幅を、前記絶縁膜の露
出面に近づくにつれ狭く形成する工程と、前記フォトレ
ジストパターンをマスクに前記絶縁膜をエッチングし、
前記第1の配線層を露出させ、かつ前記第1の配線層が
露出する部分に面する前記絶縁膜の開口部の幅を、前記
第1の配線層の露出面に近づくにつれ狭く形成する工程
と、前記第1の配線層の露出面上および前記絶縁膜上に
第2の配線層を形成する工程と、前記絶縁膜上面の所定
箇所が露出するよう前記第2の配線層を除去し、その際
前記第1の配線層上に第2の配線層が残存していること
を特徴とする多層配線層の形成方法を提供する。
【0013】
【作用】本発明は、第1の配線層上に第2の配線層を形
成するにあたり、第2の配線層を形成するための開口部
を、絶縁膜を1回だけエッチングすることにより形成さ
せるというものである。多層配線層を形成する場合、開
口部の幅は第1の配線層に近づくにつれて狭く形成しな
ければならないが、従来方法だと開口部の幅が狭くなる
時点で再度エッチングを行わなければならず、複数回の
エッチングを必要としていた。一方、本発明は必要とな
る開口部の形状に合わせたフォトレジストパターンを予
め絶縁膜上に形成し、このフォトレジストパターンを用
いて絶縁膜をエッチングし開口部を形成するので、容易
にかつ完全な開口部を形成することができる。その結
果、上記配線間を電気的に導通させ、工程数が削減でき
る多層配線層の形成方法を提供できる。
【0014】
【実施例】本発明の多層配線層の形成方法の実施例を、
断面図を参照して説明する。図1はシリコン酸化膜12
を形成する工程を示している。第1の配線層11として
厚さ0.4μmのAlを選び、この上に反応ガスとして
TEOSとO2 を使用したプラズマCVD法によりシリ
コン酸化膜12を堆積させる。
【0015】図2はフォトレジスト14を形成する工程
を示している。所定箇所の光の透過量が異なる図示せぬ
マスクを用いて、PEPにより第1の配線層11の表面
が後の工程で形成するコンタクトホールの直径幅だけ露
出するようフォトレジスト14を階段状に形成する。
【0016】図3は配線溝15とコンタクトホール16
を同時に形成する工程を示している。フォトレジスト1
4をマスクとしてRIE法により、シリコン酸化膜12
を第1の配線層11の表面がコンタクトホール16の直
径幅だけ露出するようエッチングする。この時、シリコ
ン酸化膜12は階段形状となる。また、フォトレジスト
14とシリコン酸化膜12のエッチングレートから、フ
ォトレジスト14とシリコン酸化膜12の最適膜厚を設
定することができる。つまりエッチングレートの大きい
方の膜厚を大きくすると良い。
【0017】図4は第2の配線層13を形成する工程を
示している。フォトレジスト14を除去した後、第1の
配線層11表面および配線溝15とコンタクトホール1
6の内部に導電膜である第2の配線層13を形成する。
【0018】図5は第2の配線層13の表面を平坦化す
る工程を示している。第2の配線層13が配線溝15と
コンタクトホール16にのみ残存形成するようポリッシ
ングする。
【0019】以上の工程により多層配線層を形成する
が、上記した第1の配線層および第2の配線層にはA
l、W、Cuの他、導電性の材料であれば何でもよい。
また、本発明により形成した多層配線に導通試験を行う
と、100個のコンタクトホール中95個に未開口が確
認された。従って歩留まりは95%と非常に高い。
【0020】
【発明の効果】本発明を用いると、配線溝とコンタクト
ホールを同時に形成することができ、効果的な多層配線
の形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示したシリコン酸化膜を形成
する工程断面図。
【図2】本発明の実施例を示したフォトレジストを形成
する工程断面図。
【図3】本発明の実施例を示した配線溝とコンタクトホ
ールを形成する工程断面図。
【図4】本発明の実施例を示した第2の配線層を形成す
る工程断面図。
【図5】本発明の実施例を示した第2の配線層表面を平
坦化する工程断面図。
【図6】従来例を示したシリコン酸化膜を形成する工程
断面図。
【図7】従来例を示したフォトレジストを形成する工程
断面図。
【図8】従来例を示した配線溝を形成する工程断面図。
【図9】従来例を示したフォトレジストを形成する工程
断面図。
【図10】従来例を示したコンタクトホールを形成する
工程断面図。
【図11】従来例を示した第2の配線層を形成する工程
断面図。
【図12】従来例を示した第2の配線層を平坦化する工
程断面図。
【符号の説明】
11、21 第1の配線層 12、22 シリコン酸化膜 13、23 第2の配線層 14、24 フォトレジスト 15、25 配線溝 16、26 コンタクトホール

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の配線層上に絶縁膜を形成する工程
    と、 前記絶縁膜上にフォトレジストパターンを形成するにあ
    たり、前記絶縁膜が露出する部分に面する前記フォトレ
    ジストパターンの開口部の幅を、前記絶縁膜の露出面に
    近づくにつれ狭く形成する工程と、 前記フォトレジストパターンをマスクに前記絶縁膜をエ
    ッチングし、前記第1の配線層を露出させ、かつ前記第
    1の配線層が露出する部分に面する前記絶縁膜の開口部
    の幅を、前記第1の配線層の露出面に近づくにつれ狭く
    形成する工程と、 前記第1の配線層の露出面上および
    前記絶縁膜上に第2の配線層を形成する工程と、 前記絶縁膜上面の所定箇所が露出するよう前記第2の配
    線層を除去し、その際前記第1の配線層上に第2の配線
    層が残存していることを特徴とする多層配線層の形成方
    法。
  2. 【請求項2】 前記フォトレジストパターンの開口端部
    及び前記絶縁膜の開口端部が階段形状となるように形成
    することを特徴とする請求項1記載の多層配線層の形成
    方法。
  3. 【請求項3】 第1の配線層と第2の配線層とを、配線
    溝を有する開口部を介して接続する多層配線層の製造方
    法において、 前記第1の配線層上に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上にフォトレジストを形成する工程と、 遮光領域と透明領域と、この透明領域よりも光の透過量
    が少ない半透明領域とを備えたフォトマスクを用い、前
    記透明領域が前記開口部に、前記半透明領域が前記第2
    の配線層が形成される前記配線溝にあたるように、転写
    により前記フォトレジストにパターニングする工程と、 前記絶縁膜と前記フォトレジストとを異方性エッチング
    法で同時に加工する工程と、 前記開口部内部と前記絶縁膜上に前記第2の配線層を形
    成する工程と、 前記第2の配線層を加工し前記開口部と前記配線溝にの
    み前記第2の配線層を残す工程とを具備することを特徴
    とする多層配線層の形成方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7737445B2 (en) 2001-11-12 2010-06-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Contact portion of semiconductor device, and thin film transistor array panel for display device including the contact portion

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