JPS5852847A - 配線の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は配線の形成方法に関し、特に牛導体集槓回路（
工０）における多層配線、又は拡散領域に接続嘔れる配
線の形成方法に関するものである。

ｘＯの多層配線技術として、規則的に平行に配置された
下層のアルミニウム配線（以下、ムｔ１と称する）に対
し、その所定箇所にて層間絶縁膜に設けたスルーホール
を介して上層のアルミニウム配ＩＩ（以下、ムｔ２と称
する）ｔ−接続する方法か一般的である。ＩＯの集積度
を高めるためには、各ムｔＩＦｉ４とより各１１２間の
配線ピッチ會小毛（する必費がある。ところか、これま
での技術によれば、ムｔ１及び１１２間の接続不良を防
ぐ目的で、内省の接続箇所＃Ｉｃシいて特にムＬ２ｔ−
上紀スルーホールよりかなり大きく膨出部ぜ、いわゆる
ドツグボーン構造とすることによシ、ムｔ２の形成時に
使用する１スクの合せ余裕をとっている。このため、各
人ｔ２間の配線ピッチは、上記スルーホールとムｔ２と
の合せ余裕分、即ち上記の膨出部の慟の分だけ大きくな
ってしまうから、この間＠を解決しないことＫは高集積
化、チップサイズの細小？図れないという諌Ｉ＠が浅場
れている。このようなドツグボーン構造は、拡散領域と
七の配−とのコンタクト領域でも余儀なく嘔れており、
例えば険理ＩＢ１用のＭ工ｓｙｍτ（Ｍ＠ｔ−ａｌ　工
ｎｓ＋ｕｌａｔＯｒ　ｓ＠ｍ１ａｏｎａｕｏｔｏｒ　Ｆ
ｉｅｌｄ　Ｉｆｆ　−ｅｏｔ　’ｒｒｌｎ８１ｅｔｏｒ
　、）の多数のＸ散領域同士を配線で接続する際にやは
り集積度の向上にとって障害となることが分っている。

従って、本発明の目的は、上記した如き合せ余裕をなく
丁ことによって配線の関−ｔ−Ｖかくし、島集積化及び
砿細化を実現する方法上提供することにある。

以下、本＠明の実施例を図ｔｈについて拝細に説明する
。

１１！１図及び第２因は、第１の実施例による論理Ｌ８
工用の多層配線の形成方法を各工程毎に主要部の平面図
及び断面図全並記し友状態で示したものである。

まず第１ム図及び第２ム図のように、例えばＰ型シリコ
ン基板１の一生面にリンシリケートガラス艇２ｔ−公知
の化学的気相成長技術（ｏｗｎ　）で形成し、このガラ
スミ２上に公知の真空蒸着及びフォトエツチング技術で
１層目のアルミニウム配Ｉｔ（ムｔｘ＞を所定ハターン
に形成する。このムｔ１からガラス膜２上Ｋかけて全面
に別の層間絶縁膜３會ＯＶＤで形成した後、図示の如く
、上層のアルミニウム配ｌ５（Ａｚ２）に対厄する箇所
にＩ［吻状の欠除部４を肩するフォトレジスト５を傾ぜ
る。この場合、ムｔ１及びムｔ２間の接続筒Ｆ９ｒにお
いては常法通りムｔ１にト０ッグボーン構造ａｔ−形Ｆ
Ｌ、、かつフォトレジスト５の欠除部番の一端２ｓ　Ａ
　ｔ　１のトングボーン６内に包含１れルヨうにしてお
く、ここで使用するフォトレジスト５としては、公知の
遠紫外光用のネガタイプレジストを使用し、塗布後の露
光、現像処理によって図示の如くパターニングされた際
、ひ？し形状７となるものかよい。

次いでＷＩＢ図及び＃！２Ｂ図のように、フォトレジス
ト５の欠除ｆｆＢ４の一端部を包囲する如き開口８全肩
する７オトレジスト９を普ぜる。このフォトレジスト９
は通常タイプのものであってよいか、ここで注目すべき
ことけ、両レジスト５及び９を上記のように重ねること
によって欠除部番及び８を図示の如くにオーバーラツプ
姑ゼていることである。即ち、後述するように、開口８
内に存′　在している欠除ｓ３の三辺と、開口８の一辺
とによってｉ８まれた矩形状の領域１０けムｔ１−ムｔ
２間の接続箇所（コンタクト部）を決めるものであって
、両レジスト５及び９の重ね合せで精度曳く規定される
ものである。

次いで第１Ｃ図及び第２０園のように１フオトレジスト
５及び９ｔマスクとして上記の領域１０に露出している
層間絶縁膜３ｔエツチングする。

このエツチングはプラズマによるト°ライエツチングで
行なうのかよく、レジスト５及び９の欠除部４及び８で
規定逼れる領域１０に正確に一致したスルーホール１１
を形成できる。このスルーホール１１ｒｌｉ、その３辺
がレジスト５の欠除部４で規定δれ、かつ残シの一辺か
レジスト９の開口８で規定されたものでＴｏ夛、直下Ｋ
Ｆｉムｔｌの端ｓｔ露出、芒ゼている。

次いで第１Ｄ図及び第２Ｄ図のように、フォトレジスト
９のみを化学的に１去し死後、第１Ｉｌ１図及び第２１
１図のように、フォトレジスト５上から公知の真空蒸着
技術によってアル１ニウム１２１全面に付着せしめる。

これによって、アルミニラＡ１２ｔｊｘルーホール１ｌ
Ｙｃ完全に埋めると共に、レジスト５の開口４の箇所で
はその段差若しくはひもしｆｌ　７　ＫＴｈいてレジス
ト５上のアルミニウムとは完全に分＃された状膳となる
。

次いで第１１Ｆ図及び第２ｙ図のように、フォトレジス
ト５を化学的に除去する。この際、レジスト５ど共にそ
の上のアルミニウム１２ｐ−わゆるリフトオフ方式で同
時に除去され、レジスト５の欠除部番の箇所にのみアル
ミニウムかムｔ２として選択的に残される。また、レジ
スト５の欠除部４けＣト１し形状７となっているために
、薬品の廻り込みか充分となり、上記リフトオフを精度
曳く行なえる。

上記した如く、本実施例の方法ＶＣよって、ムｔ１に対
してスルーホール１ｉｔ−介してムｔ２ｆ接続せしめた
多層配線構造を形成できるか、両レジスト５及び９を用
いてスルーホールを規定し、１！にリフトオフでム１２
七選択的に残すようにしていルカラ、ムシ１−ム２２間
のコンタクトをセルファライン方式で自己整合的に形成
できる。この結果、既述し几如きムｔ２の合ぞ余裕ｔと
る必要か全くないので、第１１図のように各ムｔ２を接
近して配置する場合にヤれらの間隔又は配線ピッチｔ−
縮小することかでき、高集積度の倣細配置配線Ｖ＊現す
ることか可能となる。

なお、本実施例による方法は、内レジスト５及び９の１
ね合せによってコンタクトホール定しているが、第１Ｂ
図及び第２Ｂ図から明らかなように、両欠除ｓ４及び８
ｔ−オーバーラツプ嘔ゼる際に欠除部４の長名方向（図
面上下方向）Ｋおける欠除部８の位置合せはめる程度余
裕を以って行なうことかて龜る。また、欠除部８の横方
向（図面左右方向）のｍを大きめにしておけば、その横
方向での位置合せも楽である。従って、両レジストの位
、ｌｋ合ゼか非常に容易であプ、作業性の面で有利であ
る。

第３図及び第４図は、第２の実施例による方法を上述の
第１の実施例と同様に示すものでめる。

即ち、まず第３ム図及び第４ム図のように、Ｐ型シリコ
ン基板ＩＫ公知の方法でＮ＋型拡散領域２０ｉ形成し、
更にその拡散マスクとして用いた絶縁膜（例えば熱酸化
８１０１膜）２１上に上述したと同様のネガタイプレジ
スト５を所定パターンに形成する。

次いで第３ＢＩｍ及び第４Ｂ図のように、上述しタト同
様の７オトレジスト９を砿ぜ、両レジストの欠Ｗｋｓ４
及び８で規定される矩形状の領域１０を形成する。

次いでｆ４３０図及び第４Ｃ図のように、両レジスト５
及び９會マスクとして傾城１０下の日１０！膜２１’ｉ
エツチングし、拡散領域２０に通じるコンタクトホール
２２を形成する。このエツチングは上述したドライエツ
チングでなく浮式エツチングで行なってよい。

次いで第３Ｄ図及び第４Ｄ図のように、レジスト９ｔ−
除去した後、Ｗ、３　ｗ図及び第４ｍ向のように、公知
の真空参看技術でアルミニウム１２ｔ−全面に付着ゼし
める。

次いで第３Ｆ図及び第４１Ｆ図のように、上述したと同
様のり７トオフでレジスト５及びその上のアルミニウム
１２１に除去し、レジスト５の欠除部４の位置に１熾か
拡散領域２０とコンタクトしたアルミニウム配線１２１
１丁。

この実施例の方法によって、拡散領域２０に接続された
アルミニウム配＠１２’ｉ形成できるが、上記の両レジ
スト５及び９によるコンタクトホールの規定とリフトオ
フ技術とによって、アルミニウム配−１２のコンタクト
の合せ余裕が不要となり、コンタクト領域の占有面積を
減らして素子の高集積化全図ることができる。

なお、上記の・拡散領域２０は通常の拡散抵抗であって
よく、或いはＭＩｇＦＩＩＴ用のソース又はドレイン領
域であって４よい。後者の場合には、図示省略したか、
拡散拳域２０上の絶縁膜はゲート酸化膜及びリンシリケ
ートガラス膜の２層構造からなシ、また拡散領域２０に
隣接してゲート酸化編上にポリ日１等のゲート電極か予
め設けられている。このＭ工ｊｌＦＩＴの場合、拡散領
域２〇−配置１ｉ１１２間のコンタクト用の合せ余裕（
又はドツグボーン）か不要となゐことから、そのコンタ
クト部とゲート電極との間の合せ余裕も不要とな９、そ
れらの間隔を縮めてＦＩＴ自体の素子サイズも小場（す
ることかできる。従って３人力ＭムＭＤ等（ｒＪＭＸｔ
ｌｆｌＪ論場ゲートを組むと＠ｆｌＣ集槓度の面で非常
に有利となる。

第５図及び第６ＴＩ！ＪＦｉ、第３の実施例による方法
で作Ｆ！Ｌ場れた構造を示すものである。

この実施例では、上述した方法によって、基板１に対し
合せ余裕なしに絶縁膜３０のコンタクトホール３１を介
してＡｔＩｔ−接続し、謎に層間絶縁膜３２のスルーホ
ール３３ｔ−介してムｔｌＫ対しムｔ２ｔ′！＃続した
多層配線構造としている。

Ａｔｌ０形収方法は第１の実施例にシけるＡｔ２と同様
に行なえるのでその説明を省略したが、ムｔ２の方は常
法に従ってドツグボーン３４付きの形状としている。

このようにすれば、ＡＡＩの側で各１２１間の配−ピッ
チか詰められるから、上層のＡｔ２にトングボーンか存
在していても全体として各ムｔ２間の間隔も縮めること
かできる。つまり、仮にＡｔ１もトングボーンにする場
合、一般にはこの人ｔ１のトングボーンより大きめにム
ｔ２のドツグボーンを形成しているから、全体として配
線ピッチか大きくなってしまうか、本実施例のように作
成丁ればＡｔ２のドツグボーンの面積自体を小石〈でき
るために、結果的にムｔ２間のピッチを七の分だけ結め
ることか可能である。

以上、本発明を例示したが、上述した各実施例は本発明
の技術的思＠に基いてｗｌに変形が可能である。例えば
、上述のレジスト環外のマスク材を使用してよく、また
下地の絶縁膜のエツチング方法も種々採用できる。、ま
た、第１Ｂ図において、レジスト９のパターンを第７図
の如くに変形してよい。この場合、レジスト９の欠除部
８は上述した矩形状ではなく、直劇的な形状になってい
る。

また、本発明は、上下の導体（牛導体も含む）間の接続
に広く応用可能でろる。

本発明は、上述した如く、肉！スク層によって接続領域
ｔ−規定し、ＩＮ’ｌｌｌシた配線材料ｔマスク層と同
時Ｋ１１１１！去してマスク層のない箇所に配線材料を
選択的に装丁ようにしているから、接続￥ｒ竜ルファラ
インで達成でき、上層の配線を余ゼ余裕の考慮なしに形
成できる。従って配線間の間隔又はピッチを縮小でき、
集積度を向上名ゼることか可能でるる。

尚、第１ム図〜第１１図、第２ム図〜第２１図賃おける
ム石及び第ＳＩＮ、第６図におけるム１゜はドックボー
ン構造でなくコンタクト部か配線部と同じ幅ｉ肩するも
のでも裏込。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の！！施例を示すものであって、第１ム図
〜第１１図は第１の実施例による方法を工Ｓ＊に示す要
部の各平面図、第２ム図〜第２Ｆ図は第１ム図のＸ−Ｘ
＠に対応する各工程における断面図、第３ム図〜第３１
図は第２の１１！施例による方法を工機順に示すＪＩ！
部の各平面図、第４Ａ図〜第４シ図／ｆｉｔ１ｇ３ム図
のＹ−Ｙ線に対応する各工程における断面図、＃Ｉ５図
は第３の実施例による方法で得られ九多層配線構造の平
面図、第６図は第５図ノＺ−Ｚ＠断面図、第１図は第２
のマスクパターンを変形した場合の第１ＢＩＷと同様の
平面図である。 なお、図面に示賂九九符号において、３．２１１．３０
及び３２は絶ｌ１１ｍ％４及び８＃′ｉ欠除部又は開口
、５及び９ｉｊフオトレジスト、１１．２２．３１及び
３３はスルーホール又はコンタクトホール、１２はアル
ミニウム、ムｔ１はｔｍ目のプルミニラム配縁、ムｔ２
は２層目のアルミニウム配線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下層の導体層上に絶縁膜を設ける工程と、この絶縁
   膜に形成したスルーホールを介して前記下層の導体層［
   Ｊｌ綬されるべき上層の配線とほぼ同一位置にほぼ同一
   形状の欠除ａｔ−肩する鯖１のマスク層を前記絶縁膜上
   に形成する工程と、前記下層の導体層及び前記上層の配
   線間の接続予定領域のうち前記上層の配線の導出側の周
   辺部分を規定するための欠除部會肩する第２のマスク層
   を前記第１のマスク層上に積層する工程と、前記接続予
   定領域の他の周辺部分全体を前記第１のマスク層で規定
   し友状轄で前記第１及び第２のマスク層【用いて前記の
   各欠除部内に露出している前Ｅ絶縁膜ヲエッチングする
   工程と、このエツチングで前記接続予定領域にスルーホ
   ールを形成した後に前記第２のマスク層を除去する工程
   と、この除去後に前記スルーホールを含む全面に前記上
   層の配縁材料ｔ−僅着する工程と、この僅着後に前記第
   １のマスク層と共和このマスク上の前記配線材料を除去
   することによって一端か前記スルーホールを介して前配
   下層の導体層に接し穴前記上層の配線を前記第１のマス
   ク層の前記欠除部位置に形成する工程とを夫々具備する
   こと１＊黴とする配線の形成方法。