JPS63254746A - 配線形成方法 - 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】 （産業上の利用分野〕 本発明は、配線形成方法に関する。本発明は例えば、半
導体装置などの電子部品を形成する場合等において、多
層配線などを形成する手段として利用することができる
。

〔発明の概要〕

本発明は、段差部を有する絶縁膜上に配線を形成する方
法において、該絶縁膜上に第１の導電層を形成する工程
と、上記第１の導電層上に平坦化膜を形成する工程と、
該平坦化膜と上記第１の導電層とを全面的にエツチング
し上記第１の導電層をほぼ平坦な表面にする工程と、上
記第１の導電層上に第２の導電層を形成する工程と、上
記第１の導電層と第２の導電層を同時に選択的にエツチ
ングできるパターンニング工程とを備える構成とするこ
とによって、上記段差にも拘らず、安定した平坦化を可
能として、被覆性の良好な信頼性の高い配線の形成を可
能ならしめたものである。

〔従来の技術〕

従来の配線方法、例えば従来のアルミニウム多層配線技
術にあっては、段差を有する絶縁膜上に配線を形成する
場合、平坦化が十分でなく、従って高集積化に限界があ
るという問題がある。例えば眉間絶縁膜にプラズマナイ
トライドなどを使ったとき、該絶縁膜に段差がある場合
、通常のエッチバンクでは滑らかにはなるが、平坦には
ならない。これからさらに高集積化を図るには、平坦化
が必要となる。

平坦化の方法としては、第３図に示すような従来技術が
知られている。

これは、第３図（ａ）に示すように、基板上の５ｔＯｚ
ｌ上に形成された下層アルミニウム２にＳｉＯ＊を被覆
し、更に眉間膜としての窒化シリコン（例えばプラズマ
シリコンナイトライドＰ−ＳｉＮ）Ｉｌ１４１を形成し
た場合、下層アルミニウム２を反映して段差ができるの
を平坦化するものであるが、この従来技術においてはレ
ジスト５を用い、レジストと５１０□とのエツチングレ
ートを等しくしてエツチングし、第３図（ｂ）の如く平
坦にして、その後スルーホール３１を形成し上層アルミ
ニウム配線７を成長して第３図（ｃ）のように形成する
ものである（上記５ｉＯｚに代えてリンシリケートガラ
スＰＳＧを用い、レジストとＰＳＧとのエツチングレー
トを等しくするものでもよい。ルしかしこの方法におい
てはエッチバックガスとして用いるのはＣＨＦ３に０２
を添加したものが好ましいが、このようにするとレジス
トのエツチングレートが０□の量に敏感で、Ｏｔの量に
より該エツチングレートが大きく変わり、コントロール
が難しい。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように従来技術にあっては、使用するエツチング
ガスの組成によりエツチングレートが敏感に変化するの
で、そのコントロールが難しいという問題がある。多少
ガス比が変わってもエツチングレートがそれほど変わら
ないようなエッチバックで゛ないと、安定な平坦化は難
しく、大量生産には向かない。例えばエッチバックの時
にオーバーエッチをかけると、従来技術では層間膜が薄
くなって、配線キャパシタンスが増えたり、上下層アル
ミニウム間の短絡のおそれなどがある。よってこのよう
な問題を解決した配線形成方法の開発が望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安定な平坦
化が達成できる配線形成方法を提供することを目的とす
る。

〔問題を解決するための手段〕

上記した問題点を解決するため、本発明の配線形成方法
においては、段差を有する絶縁膜上に第１の導電層を形
成する工程と、上記第１の導電層上に平坦化膜を形成す
る工程と、該平坦化膜と上記第１の導電層とを全面的に
エツチングし上記第１の導電層をほぼ平坦な表面にする
工程と、上記第１の導電層上に第２の導電層を形成する
工程と、上記第１の導電層と第２の導電層を同時に選択
的にエツチング可能とする工程とを備えてなる構成をと
る。

本発明の構成について、後記詳述する本発明の一実施例
を示す第１図を用いて説明すると、次のとおりである。

第１図（ａ）は、下地をなす５ｉＯｚ　ｌ上に下層アル
ミニウム配線２が形成され、これを反映してその上の絶
縁膜３が段差３２を有するようになっているが、本発明
においてはこのような段差を有する絶縁膜３上に第１の
導電層４を形成し、次いでこの第１の導電層４上にレジ
ストなどの平坦化膜５を形成して、第１図（ａ）に示す
ような状態にする。

次に該平坦化膜５と上記第１の導電層４とを全面的にエ
ツチングして、第１図（ｂ）に示す如く上記第１の導電
Ｎ４をほぼ平坦な表面にする。次に上記第１の導電層４
上に第２の導電層６を形成して、第１図（ｃ）のように
する（この例では第２の導電層６の形成に先立って、絶
縁膜３にスルーホール３１を形成した）。次いで上記第
１の導ＴＬ層４と第２の導電層６を同時に選択的にエツ
チングしてパターンニングし、必要な配線を得る。

〔作用〕

本発明の配線形成方法は、レジストなどの平坦化膜５と
の選択比が小さい材料、例えばエツチングレートの等し
い材料を導電層４の材料として使うことができ、これに
より安定した平坦化が実現できる。

また本発明の配線形成方法は、上記の如く第１の導電Ｎ
４と第２の導電層６とを同時に選択的にエツチングして
パターンニングでき、例えば各導電層４，６をアルミニ
ウムで形成することなどにより両導電Ｎ４．６のエツチ
ングレートを等しくできるので、−回のレジスト工程で
両者のパターンニングが可能となり、また従来のように
エツチングレートの差を特に問題にしなくても、容易に
制御性の良い平坦化を達成できる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について、図面を参照して説明する
。なお当然のことではあるが、本発明は以下に述べる実
施例により限定されるものではない。

まず第１図を参照して、本発明の第１の実施例゛説明す
る。この実施例は、本発明を半導体装置の製造における
多層アルミニウム配線形成技術に具体化したものである
。

第１図（ａ）を参照する。下地である５ｉＯｚ　ｌ上に
アルミニウム層を形成し、これをパターンニングして下
層アルミニウム２を形成する。この下層アルミニウム２
のパターンニングのあと、　本’ｔ’ＪＩＩＪではＳｉ
Ｏ□により層間膜として機能する絶縁膜３を成長する。

ここまでは通常の多層配線工（呈と同様である。このあ
と平坦化のためのエツチング工程を行う。本例では、ま
ずアルミニウムにより第１の導電層４（一層目Ａｌ）を
成長し、つづいてレジストを塗布することにより平坦化
膜５を形成する。こうすると第１図（ａ）に示すように
平坦化膜５であるレジスト表面は平坦になる。次いで本
例ではエツチングガスとしてＢＣｌ３＋ＰＣＩｌｚを用
いたガス条件でこれをエッチバックする。このようにす
ると平坦化膜５であるレジストと、第１の導電層４を構
成するアルミニウムとのエツチングレートを等しくでき
るので、第１図（ｂ）に示すような、低い部分をアルミ
ニウムで埋め込んだ構造にエッチバックして平坦化でき
る０本例において、このガス条件ではＢＣｌ３の量を上
げるとレジストとアルミニウムのアッシング量が増える
ので、この量を調整してレジストとアルミニウムのエツ
チングレート比を１にする。つづいて本例では、やはり
アルミニウムを用いて、これを蒸着することにより第２
の導電層６を形成し、二層目Ａｌとする（第１図（Ｃ）
）。この後、通常の手段によりレジストをパターンニン
グして、第２の導電層６をカットし、パターンニングす
る。このように選択的エツチングにより第２の導電層６
のパターンニングを行うのであるが、この時オーバエッ
チをかければ、第２の導電層６の下の第１の導電層４も
カットでき４ので、隣り合う第２の導電層６同士が第１
の導電層４で短絡するなどの障害は生じない。第１図（
ｃ）の状態では第１の導電Ｎ４により第２の導電Ｎ６が
短絡するような構造に見えるが、このあと両温電層４．
６を同時にパターンニングできるので、その際に第１の
導電層４もカットされ、第１層、第２層の導電層４．６
を一回のレジスト工程でカットできるとともに、短絡エ
ッチバックの安定性が増し、歩留りが向上し、かつ信頼
性が向上する。即らエッチバックの時にオーバーエッチ
をかけると、従来は層間膜が薄くなり、配線キャパシタ
ンスが増えたり、上下のアルミニウム層間の短絡の問題
があったのに対し、本発明ではエッチバンクをよけいに
やっても層間膜はほとんどエツチングされないので、こ
の問題は解決され、層間膜が厚いことによる効果も維持
できる。

次に第２図を参照して、本発明の他の実施例（第２の実
施例）を説明する。材料等は前記第１の実施例と同様で
あり、同様な構成部分は前記と同じ符号を付しておくが
、本例においては第１の導電層４　（本例でも導電層４
．６はアルミニウムとした）を成長する前に、眉間膜を
なす絶縁膜３にスルーホール３１を開孔しておく　（第
２図（ａ））。

こうすると、該スルーホール３１も第１の導電層４をな
すアルミニウムで埋め込まれ、平坦化される（第２図（
ｂ））。そのあとアルミニウムを成長して、導電層６を
形成しく第２図（ｃ）　）　、爾後上記例と同様に上層
ＡＩをなす第２の導電Ｎ６のカット（同時に第１の導電
層４のカットも行うことができる）を行って、多層配線
を形成する。

上記各側では第１．第２の導電層４．６の材料としてア
ルミニウムを用いたが、本発明はこれに限られるもので
はなく、例えばタングステンその他の高融点金属を導電
層の材料としてもよく、また一方はアルミニウムとし、
他方は高融点金属とするなど、第１．第２の導電層の材
質を互いに変えて構成することもできる。また絶祥Ｎ３
も、ＳｔＯ□に限らず、例えばＰ−ＳｉＮなどで形成さ
れるものでもよい。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれば、安定な平坦化が達成され、
信転性の向上した配線を、歩留り良く形成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例を工程順に断
面図で示すものである。第２図（ａ）〜（ｃ）は同じく
本発明の他の実施例を同様に示すものである。第３図は
従来例を示す。 ■・・・下地、２・・・下層ＡＩ、３・・・絶縁膜、４
・・・第１の導電層、５・・・平坦化膜（レジスト）、
６・・・第２の導電層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、段差を有する絶縁膜上に第１の導電層を形成する工
   程と、 上記第１の導電層上に平坦化膜を形成する工程と、 該平坦化膜と上記第１の導電層とを全面的にエッチング
   し上記第１の導電層をほぼ平坦な表面にする工程と、 上記第１の導電層上に第２の導電層を形成する工程と、 上記第１の導電層とと第２の導電層を同時に選択的にエ
   ッチング可能とするパターンニング工程と を備えてなる配線形成方法。