JPH07297191A - 半導体装置製造における平坦化方法 - Google Patents

半導体装置製造における平坦化方法

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JPH07297191A
JPH07297191A JP8946594A JP8946594A JPH07297191A JP H07297191 A JPH07297191 A JP H07297191A JP 8946594 A JP8946594 A JP 8946594A JP 8946594 A JP8946594 A JP 8946594A JP H07297191 A JPH07297191 A JP H07297191A
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JP
Japan
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sog
wiring
wide
semiconductor device
fusible material
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JP8946594A
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English (en)
Inventor
Yasushi Tateshimo
八州志 舘下
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融性材料により下地段差を平坦化する場合
も、溶融性材料の膜厚を均一化して、良好な平坦化を達
成する。 【構成】 下地1上に幅狭の凸部をなす配線領域2a〜
2cと、幅広の凸部をなす配線領域3(パッドAl等)
を有することにより形成されている段差を、SOG等の
溶融性材料4を用いて平坦化する半導体装置製造におけ
る平坦化方法において、幅広の凸部にはスリット等の開
口5a,5bを設け、この開口はその上層に形成する溶
融性材料が均一に形成される構成で形成したもので、該
開口の形成後に前記溶融瀬材料の形成及び溶融を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置製造におけ
る平坦化方法に関する。特に、下地上に幅狭の凸部をな
す配線領域と、幅広の凸部をなす配線領域を有すること
により形成されている段差を溶融性材料を用いて平坦化
する半導体装置製造における平坦化方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術とその問題点】半導体装置の製造工程にお
いて、例えば半導体集積回路の配線形成における配線間
の平坦化プロセス、例えばAl−Al層間の平坦化プロ
セスでは、従来、平坦化膜であるSOGを用いてこれを
塗布して、このSOGのエッチバックを行うといった手
法が採用されている。しかしこのような手法では、パッ
ド(PAD)と称される接続用の広いAl配線上に塗布
されたSOGについては、その膜厚が、Al端部に比べ
て中央部が厚くなってしまい、平坦化がうまくできなく
なる。このように平坦化膜が十分には平坦化されない状
態では、絶対段差が生じ、上層の第2層Al配線のコン
タクト形成以降のフォトリソグラフィ時に広いDOF
(デフォーカス)マージンが必要となり、解像できなく
なることもあるという問題がある。
【0003】またAl上のSOGが厚いままでエッチン
グを行うと、Al上にSOGが残ってしまい、コンタク
トホール開口時にコンタクト側壁にSOGが露出するお
それがある。このため、O2 プラズマ処理等の特別の処
理を行わない限り、ガス発生(アウトガス)によるAl
のPoisoned Viaが生じてしまうおそれがあ
る。
【0004】以下上記のような従来技術の問題点につい
て、図3を参照して更に詳述すると、次のとおりであ
る。
【0005】図3は、従来からのSOGエッチングプロ
セスを模式的に示した図であって、図3(a)は溶融性
材料4であるSOGのコート後、図3(b)は更に第2
層配線層と接続をとるコンタクトホールをRIEにより
形成した後の断面形状を示している。
【0006】この従来技術は、平坦化されるべき基板
は、下地1上に幅狭の凸部をなす配線領域2a〜2c
と、PAD−Alである幅広の凸部をなす配線領域3を
有することにより段差が形成されているものである。こ
れを溶融性材料4であるSOGを用いて平坦化するが、
従来技術にあっては、図3(a)に示すように、幅広の
凸部の配線領域3である例えばPAD−Al上の部分で
は、溶融性材料4が厚くなって、均一な膜厚で形成する
ことができなくなる。よって、平坦化が良好にはなされ
ない。
【0007】このように配線領域3(A1)上の溶融性
材料4(SOG)が厚いままでエッチングを行うと、図
3(b)に示すようにA1上に溶融性材料4(SOG)
が残って、コンタクトホール9′に、溶融性材料4(S
OG)が露出することがある。露出部を符号41で示
す。
【0008】なお図中6はP−TEOS−SiO2 、7
はNSG、8はP−TEOS−SiO2 で、順次成膜
し、その上を溶融性材料4によって平坦化するものであ
る。
【0009】
【発明の目的】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、下地段差を平坦化する場合も、溶融性
材料の膜厚を均一化して、良好な平坦化を達成する技術
を提供することを目的としている。
【0010】
【目的を達成するための手段】本出願の請求項1の発明
は、下地上に幅狭の凸部をなす配線領域と、幅広の凸部
をなす配線領域を有することにより形成されている段差
を、溶融性材料を用いて平坦化する半導体装置製造にお
ける平坦化方法において、前記幅広の凸部には開口を設
け、該開口は、その上層に形成する溶融性材料が均一に
形成される構成で形成したものであり、該開口の形成後
に前記溶融性材料の形成及び溶融を行うことを特徴とす
る半導体装置製造における平坦化方法であって、これに
より上記目的を達成するものである。
【0011】本出願の請求項2の発明は、配線領域が、
Al系材料により形成された配線領域であることを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置製造における平坦化
方法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。
【0012】本出願の請求項3の発明は、溶融性材料が
SOGであることを特徴とする請求項1または2に記載
の半導体装置製造における平坦化方法であって、これに
より上記目的を達成するものである。
【0013】本発明において、配線材料として任意のも
のを用いることができ、例えば代表的にはAl系材料か
ら形成されるAl配線(例えば純Al、Al−Si合
金、Al−Si−Cu合金その他)について適用するこ
とができる。
【0014】本発明において、溶融性材料としては、溶
融することにより平坦化を行いうる材料であれば各種の
ものを用いることができる。例えば代表的にはシリカ化
合物等の無機系のものや、ポリイミド系樹脂等の有機系
のものがあり、いずれも用いることができるが、シリカ
系のSOGを好ましく用いることができる。
【0015】ここでSOGとは、塗布可能であり、一般
に塗布後焼成することでSiO2 を得ることのできるも
のを言う。通常、溶剤に溶かすことによって、塗布可能
にし、例えば回転塗布して用いる。一般に、シリコンを
含み(例えばシラノール基の形で含む)、有機溶剤等の
溶剤に溶かして塗布できるものが好ましく用いられる。
例えば、シラノールSi(OH)4 をエチルアルコール
2 5 OHに溶解して成るもの、オルガノシラノール
n Si(OH)4-n (nは1〜3)をブチルセルソル
ブHOCH2 CH2 OC4 9 に溶解して成るもの等を
挙げることができる。
【0016】
【作用】本発明によれば、PAD−Al等の幅広の凸部
には、その上層に形成する溶融性材料が均一に形成され
るように開口(例えばスリット状の開口)を設けたの
で、PAD−Al上等でもSOG等の溶融性材料は厚膜
化せず、均一な膜厚で、良好な平坦化を達成できる。
【0017】
【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。但し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。
【0018】実施例 この実施例は、本発明を、Al配線構造をもつ半導体装
置の製造プロセスについて適用したものである。特に、
幅広の凸部をなす配線領域が上層配線との接続用のPA
D−Alである場合について、具体化したものである。
図1(a)(b)を参照する。
【0019】本実施例は、下地1上に幅狭の凸部をなす
配線領域2a〜2cと、幅広の凸部をなす配線領域3を
有することにより形成されている段差を、溶融性材料4
を用いて平坦化する半導体装置製造における平坦化方法
であって、幅広の凸部3にはスリット状の開口5a,5
bを設け、該スリット状の開口5a,5bは、その上層
に形成する溶融性材料4が均一に形成される構成で形成
したものであり、該スリット状の開口5a,5bの形成
後に溶融性材料4の形成及び溶融を行うようにしたもの
である。
【0020】本実施例の配線領域は、Al系材料、特に
Al−1wt%Siにより形成されており、また、溶融
性材料4としては、SOGを用いた。
【0021】図1(a)(b)は本実施例の工程、特に
本実施例のSOGエッチバックプロセスを示す図であっ
て、図1(a)は溶融性材料4であるSOGのコートの
後、図1(b)は更に第2層配線接続用のコンタクトホ
ール9をRIEにより形成した後の断面形状を示してい
る。図1(a)中、6はP−TEOS−SiO2 膜、7
はNSG膜、8はP−TEOS−SiO2 膜である。
【0022】本実施例では、PAD−Alである広い配
線領域3に開口5a,5bを形成して凹部とすることに
より、該配線領域3(Al)上の溶融性材料4(SO
G)がこの凹部開口5a,5bに流れ込み、溶融性材料
4の塗布(SOGコート)後に配線領域3(Al)上の
SOG膜厚を薄くすることができる。よって広いAl配
線であるPAD−Al上の平坦化が良好になされる。
【0023】更に、溶融性材料4であるSOGのエッチ
バック後には、Al上にSOGが残らず、第2層配線接
続用のコンタクトホール9を開けたときに、溶融性材料
4であるSOGの露出は生じない。つまり、従来の技術
における図3(b)に示したような露出部41は発生し
ない。
【0024】本実施例においては、第1層Al、即ち狭
い配線領域2a〜2c及び広い配線領域3の下地の層ま
での構造は、従来知られている方法で形成する。この時
の下地は、例えばBPSGリフロー膜である。
【0025】次に第1層Alを、図1(a)に示すよう
に、幅広の配線領域3をなすPAD−Al部については
スリット状の開口5a,5bを開けて形成する。
【0026】この結果、SOG等の溶融性材料4を塗布
成膜すると、上記の通り、このスリット状凹部開口5
a,5b中に溶融性材料4(SOG)が流れ込むことに
より、幅広の配線領域3(Al)上の該溶融性材料4の
膜厚は薄くなる。
【0027】以上により、Al上部とパターン形成部の
層間膜の膜厚差が小さくなり、絶対段差も小さくなる。
【0028】結果的に、第2層配線接続用コンタクトホ
ール形成のためのRIE時のコンタクト深さの差が小さ
くなり、該コンタクトホール形成工程以降のフォトリソ
グラフィーでのDOFが小さくて済むようになる。即
ち、溶融性材料4としてSOGを成膜後これをエッチバ
ックし、P−TEOS−SiO2 をCVDしてSiO2
膜81を形成し、その後コンタクトホール9を形成する
が、平坦化が良好であるのでこのコンタクトホール9形
成用RIE以降の工程が容易になるのである。
【0029】また、このコンタクトホール形成RIE後
に、コンタクト側壁からSOGが露出することが防止で
きるようになる。
【0030】なお、幅広の配線領域3の開口は、スリッ
ト形とは限らず、正方形や円形等任意の形状の開口とし
て形成してもよい。
【0031】上述の如く、本実施例によれば、幅広の配
線領域3をなすPAD−Al上部の層間膜の平坦化を有
効に行い、かつ上層配線とのコンタクトホール形成以降
のフォトリソフラフィー時における絶対段差を低減で
き、また該コンタクトホールRIE時のコンタクト深さ
のばらつきを防止でき、また、コンタクト側壁部での溶
融性材料4(SOG等)の露出を防止できる。
【0032】実施例2 図2は、PAD部及び広いAl配線部の双方がある場合
についての構造を、平面図で模式的に示したものであ
る。本実施例は、この平面図で示すように、PAD−A
lである広い配線領域31のみならず、それ以外の幅広
の配線領域32(広いAl配線)についても、スリット
状の開口5を形成したものである。図2中、符号33で
示すのは、配線(Al配線)の最外周である。図示の明
瞭化のため、スリット状の開口5については、特に細点
を示して明示した。
【0033】PAD−Al(図2の符号31で示す領
域)に限らず、広い配線領域(図2の符号32で示す領
域)では、上述した平坦化膜の不均一という問題点が発
生するおそれがあるが、本実施例では開口5の形成によ
り、この問題点を解決した。
【0034】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、下地段差
を平坦化する場合も、溶融性材料の段差を均一化して、
良好な平坦化を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の工程を断面図で示すものである。
【図2】実施例2の開口構造を平面図で示すものであ
る。
【図3】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 下地 2a〜2c 幅狭の配線領域 3,31 幅広の配線領域(PAD−Al) 32 幅広の配線領域(広いAl配線領
域) 4 溶融性材料(SOG) 5,5a,5b 開口(スリット)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/316 G 21/469

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下地上に幅狭の凸部をなす配線領域と、幅
    広の凸部をなす配線領域を有することにより形成されて
    いる段差を、溶融性材料を用いて平坦化する半導体装置
    製造における平坦化方法において、 前記幅広の凸部には部分的に開口を設け、該開口は、そ
    の上層に形成する溶融性材料が均一に形成される構成で
    形成したものであり、 該開口の形成後に前記溶融性材料の形成及び溶融を行う
    ことを特徴とする半導体装置製造における平坦化方法。
  2. 【請求項2】配線領域が、Al系材料により形成された
    配線領域であることを特徴とする請求項1に記載の半導
    体装置製造における平坦化方法。
  3. 【請求項3】溶融性材料がSOGであることを特徴とす
    る請求項1または2に記載の半導体装置製造における平
    坦化方法。
JP8946594A 1994-04-27 1994-04-27 半導体装置製造における平坦化方法 Pending JPH07297191A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313960A (ja) * 2001-04-11 2002-10-25 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置とその製造方法
JP2007165487A (ja) * 2005-12-12 2007-06-28 Nec Electronics Corp 半導体装置及びその設計方法

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JP2002313960A (ja) * 2001-04-11 2002-10-25 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置とその製造方法
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