JPS63107141A - 半導体装置の製造方法 - 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】 ［概要］ 電極窓を窓開けする前に、絶縁膜上に多結晶シリコン膜
を被着し、両膜を同時に開口して電極窓を形成し、電極
窓を含む上面にアルミニウム膜を被着し、アルミニウム
膜と多結晶シリコン膜とを共にパターンニングして、絶
縁膜上に多結晶シリコン膜を下層にしたアルミニウム配
線を形成する。

そうすれば、アルミニウム配線は配線層および電橋部分
での断線が少なくなる。

［産業上の利用分野コ 本発明は、半導体装置の製造方法にかかり、特に、アル
ミニウム配線の形成方法に関する。

ＩＣやＬＳＩなどの半導体装置においては、半導体基板
上に多数の素子が設けられ、これらを接続するための電
極配線が形成されている。このようなＩＣの配線材料に
はアルミニウム（ＡＩ）が最も良く利用されており、そ
れはアルミニウムが電気伝導性が良くて且つ安価に得ら
れる材料であるからである。

一方、ＩＣの信頼性を低下させる最大の原因は配線層の
断線や短絡のトラブルであり、従前よりその対策が採ら
れてきたが、ＩＣの高集積化、微細化の進展と共に益々
その対策が困難になりつつあり、従って、その微細な電
極や配線に相応した対策が望まれている。

［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］第２図
はＩＣにおけるアルミニウム配線の平面図を示しており
、１はアルミニウム配線、２は絶縁膜で、同図のように
、通常の配線幅は、例えば、２μｍと狭いが、１．２μ
ｍφの電極３（点線で示す）との接続部は４μｍと配線
幅を約２倍に広くして、断線しないように配慮しである
。

第３図（ａ）〜（Ｃ）は、第２図の部分における従来の
アルミニウム配線の形成工程順断面図を示している。ま
ず、同図（ａ）に示すように、半導体基板４上の燐シリ
ケートガラス（Ｐ　Ｓ　Ｇ）膜２　（膜厚１〜１．５μ
ｍ）からなる絶縁膜上に、電極窓を窓開けするためのレ
ジスト膜マスク５をフォトプロセスによって形成する。

次いで、第３図（ｂｌに示すように、弗素系の反応ガス
を用いたドライエツチングによって、ＰＳＧＳ２Ｏ２厚
の半分程度まで等友釣にエツチングする。そうすれば、
レジスト膜マスク５の下にエツチング深さと同程度の幅
のアンダーカットが入る。

次いで、同図（Ｃ１に示すように、ＰＳＧＳ２Ｏ２厚の
残り半分を異方性エツチングして、直径１．２μｍφの
電極窓（コンタクトホール）３°を開口する。

次いで、レジスト膜マスク５を除去して、第３図（ｄ）
に示すように、膜厚１μｍ程度のアルミニウム膜１を被
着する。しかる後、図示していないが、他のレジスト膜
マスクを形成し、アルミニウム膜をパターンニングして
、アルミニウム配線に形成する。

しかしながら、アルミニウムをスパッタ法又は蒸着法で
被着すると、被着の方向性のために凹部へのカバーレイ
ジ（被覆性）が悪く、第３図（ｄ）ノ断面図に示すよう
に、電極窓は側面の急峻なテーバ−（傾斜）に阻まれて
電極窓の中にはアルミニウム膜は薄くしか被着せず、そ
のため、この電極部分で断線し易いと云う問題がある。

また、アルミニウム配線はＰＳＧ膜などの絶縁膜上に設
けられるから、ＰＳＧ膜中の燐が水分を吸収し、その水
分によってアルミニウムが酸化して断線し易いと云う欠
点がある。

本発明は、これらの２つの問題点を共に低減して、断線
を減少させる製造方法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］ その目的は、絶縁膜と多結晶シリコン膜とを積層し、該
絶縁膜と多結晶シリコン膜とを同時に窓開けして電極窓
を形成し、該電極窓を含む前記多結晶シリコン膜上にア
ルミニウム膜を被着し、該アルミニウム膜と前記多結晶
シリコン膜とを同時にパターンニングして、前記電極窓
に接続したアルミニウム配線を形成する工程が含まれる
半導体装置の製造方法によって達成される。

［作用コ 即ち、本発明は、電極窓を窓開けする前に、絶縁膜上に
多結晶シリコン膜を被着し、両膜を同時に窓開けして電
極窓を形成し、電極窓を含む上面にアルミニウム膜を被
着し、電極はアルミニウム膜で埋めて、絶縁膜上はアル
ミニウム膜／多結晶シリコン膜からなる配線を形成する
。

そうすれば、電極窓の周囲がなだらかなテーパーに形成
されて、電極窓でアルミニウムが厚く被着して断線が少
な（なり、且つ、絶縁膜上の配線層は下層に多結晶シリ
コン膜を介在しているため、水分の侵入による断線が減
少する。

［実施例］ 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明にかかる形成工程順断面
図である。

第１図（ａ）に示すように、半導体基板４上に化学気相
成長法によって膜厚１〜１．５μｍのＰＳＧＳ２Ｏ２び
膜厚５００〜２０００人の多結晶シリコン膜１０を積層
被着する。この多結晶シリコン膜は燐を含み、シート抵
抗を６０Ωる程度まで下げた導電性の膜にする。

次いで、第１図（ｂ）に示すように、その上面に、電極
窓を窓開けするためのレジスト膜マスク５を形成し、Ｃ
Ｆ４　＋０２ガスを反応ガスとして、マイクロ波励起の
プラズマエツチングによって、多結晶シリコン膜１０と
ＰＳＧＳ２Ｏ２エツチングし、ＰＳＧＳ２Ｏ２分程度の
膜厚まで等友釣にエツチングする。そうすると、多結晶
シリコン膜１０のエツチング速度はＰＳＧＳ２Ｏ２ツチ
ング速度より約二倍速く、そのため、まず、多結晶シリ
コン膜１０がレジスト膜マスク５の下まで側方に深くエ
ツチングされて、アンダーカットが入り、次に、下方の
ＰＳＧＳ２Ｏ２ツチングされるから、図示のようになだ
らかなテーパーをもった電極窓１３゛が形成される。

次いで、第１図（Ｃ）に示すように、ＰＳＧＳ２Ｏ２厚
の残り半分をＣＦ４又はＣＨＦ３又はその混合ガスを反
応ガスとして異方性エツチングして、直径１．２μｍφ
の電極窓１３″を形成する。この異方性エツチングはり
アクティブイオンエツチング（ＲＩ　Ｅ）と呼ばれるエ
ツチング法で、垂直にレジスト膜マスクの通りにエツチ
ングされる。

次いで、レジスト膜マスク５を除去し、第１図（ｄｌに
示すように、膜厚１μｍ程度のアルミニウム膜１１をス
パッタ法で被着する。その時、電極窓はなだらかなテー
パーの側面をもった窓であるから、電極窓の内部に厚（
アルミニウム膜が被着する。

しかる後、図示していないが、多結晶シリコン膜１０を
下層に介在させたアルミニウム膜１１をパターンニング
して、配線を形成する。

そうすれば、電極窓１３°はアルミニウム膜のみで埋没
され、ＰＳＧ膜上はアルミニウム膜／多結晶シリコン膜
（上／下）からなるアルミニウム膜主体の配線が形成さ
れる。このような配線層は、電極窓はアルミニウムが厚
く被着していて断線が少なく、且つ、ＰＳＧ膜上の配線
は下層に多結晶シリコン膜を介在しているためにアルミ
ニウム膜への水分の侵入を抑止して、アルミニウムの酸
化による断線が減少する。従って、本発明にかかる形成
方法によれば、ＩＣなど半導体装置の高信頼化に役立つ
。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によればＩＣな
ど半導体装置の信頼性向上に大きな効果があるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ〜（ｄ）は本発明にかかる形成工程順断面
図、第２図はアルミニウム配線の断面図、 第３図（ａｌ〜（ｄｌは従来の形成工程順断面図である
。 図において、 １．１１はアルミニウム配線又はアルミニウム膜、２は
絶縁膜またはＰＳＧ膜、 ３は電極、 ３’、１３’は電極窓、 ４は半導体基板、 ５はレジスト膜マスク、 １０は多結晶シリコン膜 を示している。 第１図 了ルミニークム西ｅ糸蜜ｄ１斗ｊジ図 第２図 従艇のボ分茂工寸し１１面自析酌図 １　アルミニウム順 イメｅ、ｔｃ）→Ｎ＄　１１’原１１１Ｍコ第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁膜と多結晶シリコン膜とを積層し、該絶縁膜と多結
   晶シリコン膜とを同時に開口して電極窓を形成し、該電
   極窓を含む前記多結晶シリコン膜上にアルミニウム膜を
   被着し、該アルミニウム膜と前記多結晶シリコン膜とを
   同時にパターンニングして、前記電極窓に接続したアル
   ミニウム配線を形成する工程が含まれてなることを特徴
   とする半導体装置の製造方法。