JP2000031279A - 導体路の接触接続装置および接触接続方法 - Google Patents

導体路の接触接続装置および接触接続方法

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JP2000031279A JP11150450A JP15045099A JP2000031279A JP 2000031279 A JP2000031279 A JP 2000031279A JP 11150450 A JP11150450 A JP 11150450A JP 15045099 A JP15045099 A JP 15045099A JP 2000031279 A JP2000031279 A JP 2000031279A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体路の接触接続にあたり、コンタクトホー
ル接触抵抗が大きくなる問題点をコンタクトホールに特
別なデザインを施すことで解消する。 【解決手段】 基板10上に被着され第1の絶縁層50
により覆われた第1の導体路40を、第1の絶縁層50
のコンタクトホールL′を介して第2の導体路60と接
触接続する。コンタクトホールL′は、第1の導体路4
0の上の領域とそれに隣接する基板10の上の領域をカ
バーしている。第2の導体路60はコンタクトホール
L′内で、第1の導体路40との接触領域70からその
下に位置する基板10へ向かって段階づけられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に被着され
第1の絶縁層により覆われた第1の導体路を、前記第1
の絶縁層のコンタクトホールを介して第2の導体路と接
触接続するための、導体路の接触接続装置および接触接
続方法に関する。なお、本発明は任意の導体路の接触接
続に利用できるけれども、ここでは本発明ならびにその
問題点について、シリコン基板上に被着されたプラチナ
導体路およびアルミニウムのボンディングランド導体路
の接触接続に関して説明する。
【0002】
【従来の技術】図4のa〜cには慣用の接触接続装置が
略示されており、図4aは上から見た平面図、図4bは
絶縁層のエッチング側縁がポジティブな場合の断面図、
図4cは絶縁層のエッチング側縁がネガティブなときの
断面図である。
【0003】図4のa〜cの場合、参照符号10により
シリコン基板が示されており、参照符号40によりプラ
チナ導体路、50によりCVD酸化物、53によりポジ
ティブなエッチング側縁、55によりネガティブなエッ
チ側縁が示されている。また、参照符号60によりアル
ミニウムボンディングランド導体路が示されており、参
照符号61によりウェブ領域、参照符号62によりラン
ド領域、参照符号65によりアルミニウムのくびれ、参
照符号67によりエッジの裂断が示されており、さらに
参照符号Lによりコンタクトホール、Rcによりコンタ
クトホール接触抵抗が示されている。
【0004】図4のa〜cに示されている配置構成は、
アルミニウムボンディングランド導体路60における幅
の狭いウェブ領域61を介して、アルミニウムボンディ
ングランド導体路における幅の広いランド領域62へ、
細長いプラチナ導体路40を導くために用いられる。
【0005】シリコン基板10の上に延在しているプラ
チナ導体路40はまずはじめに、CVD酸化物50から
成る絶縁層によって完全に覆われる。次にプラチナ導体
路40の端部領域において、ホトリソグラフィによる慣
用のエッチングプロセスによってCVD酸化物層50に
コンタクトホールLが開けられる。その際、コンタクト
ホールLはプラチナ導体路40の端部領域周縁部から間
隔をおいて配置されている。次に、図4のaに描かれて
いる配置構成が得られるよう、アルミニウムボンディン
グランド導体路60の析出ならびにマスキングが行われ
る。
【0006】このようにして形成された接触接続の品質
を判定するために、CVD酸化物層50に設けられたコ
ンタクトホールLとアルミニウムボンディングランド導
体路60において対応するランド領域62との間の接触
抵抗Rcが測定される。
【0007】たとえばこのようなコンタクトホール接触
抵抗Rcの測定は、コンタクトホール側縁がアルミニウ
ムによって覆われている度合いを表すために用いられ、
次にこれについて図4のbとcを参照しながら詳しく説
明する。
【0008】コンタクトホールLを湿式化学的に開口し
た場合、通常はCVD酸化物層に望ましいポジティブな
エッチング側縁53が形成され、これによってコンタク
トホール側縁がアルミニウムによって良好な度合いで覆
われるようになり、つまりはコンタクトホール接触抵抗
Rcが僅かになる(図4b)。
【0009】しかしながら標準的なプロセスによれば、
局所的にウェハ上でCVD酸化物層において望ましくな
いネガティブなエッチング側縁55の生じる場合があ
り、つまりはコンタクトホール接触抵抗Rcが高くなる
可能性がある(図4c)。この原因として、CVD酸化
物層50の不均質な成長および/またはCVD酸化物層
50とプラチナ導体路40との間の界面における汚れを
挙げることができる。殊にこのようなネガティブなエッ
チング側縁によってコンタクトホール周縁部にくびれ6
5やエッジの裂断67が発生し、その結果、コンタクト
ホール接触抵抗Rcが高まり、最悪の場合、アルミニウ
ムボンディングランド導体路60が切断され、該当コン
ポーネントが故障してしまうおそれがある。
【0010】このように上述のような公知のやり方の欠
点として判明したのは、所定の割合(典型的には数%)
のコンポーネントは標準プロセスにおいて高いコンタク
トホール接触抵抗Rcを有していることである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、コンタクトホールの接触抵抗が大きくなる問題点
を解消することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、コンタクトホールは、第1の導体路の上の領域とそ
れに隣接する基板の上の領域をカバーしており、第2の
導体路はコンタクトホール内で、第1の導体路との接触
領域からその下に位置する基板へ向かって段階づけられ
ていることにより解決される。
【0013】
【発明の実施の形態】公知の手法とは異なり上記の構成
を採用すれば、コンタクトホール接触抵抗が大きくなる
問題点はコンタクトホールに特別なデザインを施したこ
とでもはや発生しない、という利点が得られる。
【0014】本発明によれば、コンタクトホールの側縁
には依存しない確実な接触接続が達成され、そのことで
高い製造品質と歩留まりが保証される。
【0015】本発明の基礎とする着想は以下の点にあ
る。すなわち、コンタクトホールは第1の導体路の上の
領域とそれに隣接する基板の領域をカバーしており、第
2の導体路はコンタクトホール内で、第1の導体路との
接触領域からその下に位置する基板へ向かって段階づけ
られている。換言すれば、第2の導体路は下降する段状
部を有しており、従来技術のように絶縁層に向かって上
昇する段状部だけではない。たとえば下降段状部につい
ては比較的小さい段差とすることができ、したがってい
っそう改善された段状部の被覆が可能となる。それゆえ
標準的なプロセスと異なり、絶縁層の厚さやコンタクト
ホール周縁部の側縁急峻度には依存しなくなる。
【0016】従属請求項には、請求項1に記載の装置な
いしは請求項11に記載の方法の有利な実施形態が示さ
れている。
【0017】1つの有利な実施形態によれば、第2の導
体路は実質的にコンタクトホール内部に位置しており、
有利にはその周縁領域だけが絶縁層の上におかれてい
る。
【0018】別の有利な実施形態によれば第2の導体路
は、第1の導体路上に接触している幅の狭いウェブ領域
とそれに続く幅の広いランド領域を有するボンディング
ランド導体路である。
【0019】別の有利な実施形態によれば、第1の導体
路はアイレット状領域を有しており、このアイレット状
領域の上にコンタクトホールの周縁部が位置している。
この構成は、ウェットエッチング法を使用したときに殊
に有利である。なぜならばその際には、第1の導体路と
第1の絶縁層との間の縁に沿ってエッチスパイクの発生
する可能性があり、これによって所期のように用いられ
るホトレジストマスクの下で第1の絶縁層との距離が定
まらなくなってしまう。
【0020】さらに別の有利な実施形態によれば、コン
タクトホール周縁部はアイレット状領域内に実質的にセ
ンタリングされて配置されている。これはプロセス許容
誤差の補償に役立つ。
【0021】他の有利な実施形態によれば基板上に、電
気的な絶縁体および/または第1の導体路と第2の導体
路のための固着層として第2の絶縁層が設けられてい
る。
【0022】その他の有利な実施形態によれば、第1お
よび/または第2の絶縁層は複数の絶縁層から成る。
【0023】さらに別の有利な実施形態によれば、第1
および/または第2の絶縁層は導電層と非導電層の組み
合わせから成る。
【0024】次に、図面を参照しながら本発明の実施例
について詳細に説明する。
【0025】
【実施例】図1のa〜cには、本発明による接触接続装
置の第1の実施形態が描かれており、ここで図1のaは
上から見た平面図、図1のbは絶縁層のエッチング側縁
がポジディブな場合の断面図、さらに図1のcは絶縁層
のエッチング側縁がネガティブな場合の断面図である。
【0026】図1のa〜cによれば、すでに説明した参
照符号に加えてL′によりコンタクトホールが示されて
おり、L′1によりウェブコンタクトホール領域、L′
2によりランドコンタクトホール領域、Rによりアルミ
ニウムボンディングランド導体路60の周縁領域、70
によりプラチナ導体路40とアルミニウムボンディング
ランド導体路60との間の接触領域、20により窒化物
層、30によりReox(=再酸化されたシリコン窒化
物)から成る固着層、100によりエッチスパイクが示
されている。
【0027】図1のa〜cに描かれているようにこの第
1の実施形態の場合、コンタクトホールL′は、プラチ
ナ導体路40の上の領域とそれに隣接する窒化物層20
の上の領域を有している。アルミニウムボンディングラ
ンド導体路60はコンタクトホールL′内で、プラチナ
導体路40との接触領域70から窒化物層20へ向かっ
て、つまり基板10の方へ向かって段階づけられてい
る。接触領域70においてプラチナ導体路40の上に接
触している幅の狭いウェブ領域61およびこれに続くそ
れよりも幅の広いランド領域62をもつアルミニウムボ
ンディングランド導体路60は、実質的にコンタクトホ
ールL′内に位置しており、その周縁領域RだけがCV
D酸化物層50の上に位置している。
【0028】この第1の実施形態では、アルミニウムボ
ンディングランド導体路60はCVD酸化物層50の上
ではなく窒化物層20の上に置かれており、このことで
プラチナ導体路40に対する段差が小さくなり、該当す
る段状部がアルミニウムで覆われる度合いが良好にな
る。
【0029】図1のbに示したエッチング側縁53がポ
ジティブである場合も、図1のcで示したエッチング側
縁55がネガティブである場合も、接触抵抗Rcは良好
な結果を示すようになる。なぜならば、もはやアルミニ
ウムの裂断が発生することはないからである。この場
合、プラチナ導体路40端部の領域70の大きさによ
り、接触抵抗の大きさが定められる。また、窒化物層2
0の上のランド領域62とそれよりも幅の狭いウェブ領
域61の位置によって、基板10上のアルミニウムの良
好な固着が保証される。
【0030】ランド領域62とそれよりも幅の狭いウェ
ブ領域61の窒化物層20上の配置によって、プラチナ
導体路40の上に突出するコンタクトホールL′が定め
られる。コンタクトホールL′をプラズマエッチング法
またはイオンビームエッチング法で開ける場合には、こ
れ以上の措置をとる必要はない。しかしコンタクトホー
ルL′をウェットエッチング法で開けるときには、エッ
チスパイク100に起因して問題の発生する可能性があ
る。図1のaには、エッチスパイクの広がり方向が矢印
で示されている。
【0031】図2は、第1の実施形態においてウェット
エッチング法の場合に発生する可能性のあるこの種のエ
ッチスパイク問題を説明するための略図である。
【0032】図2の場合、これまで述べてきた参照符号
に加えて、参照符号80によりCVD酸化物50上のホ
トレジストが示されており、参照符号90によりコンタ
クトホール窓が示されている。ここでよくわかるよう
に、プラチナ導体路とCVD酸化物との間の縁に沿って
エッチスパイク100の発生する可能性があり、これに
よってホトレジストのマスク80の下においてCVD酸
化物との距離が定まらなくなってしまう。
【0033】図3のa〜cには、本発明による接触接続
装置の第2の実施形態が描かれており、この場合、図3
のaは上から見た平面図であり、図3のbは絶縁層のエ
ッチ側縁がポジティブな場合の断面図であり、図3のc
は絶縁層のエッチ側縁がネガティブな場合の断面図であ
る。
【0034】ウェットエッチング法を利用したときにエ
ッチスパイクに対処するために、この第2の実施形態に
よればプラチナ導体路40にアイレット状領域が設けら
れており、この領域はアルミニウムボンディングランド
導体路60の周囲に輪郭に沿って配置されている。その
際、コンタクトホールL′の周縁部は、アイレット状領
域に実質的にセンタリングされて位置している。この場
合にも、アルミニウムボンディングランド導体路60の
周縁領域RだけしかCVD酸化物50の上に位置してい
ない。
【0035】CVD酸化物50におけるコンタクトホー
ルL′のオーバエッチング時間は、できるかぎり余分な
く選定すべきである。それというのも、プラチナ導体路
40は典型的には数10nmの厚さのReox層の上に
設けられており、コンタクトホールL′内では必然的に
プラチナ層の僅かなアンダーエッチングとなるからであ
る。アルミニウムによりプラチナ/Reox段を覆う度
合いが大きいことで(厚み比約1:6)、第1の実施例
の場合のようにポジティブなエッジ側縁53であっても
(図3b)ネガティブなエッジ側縁55であっても、ア
ルミニウムのエッジの裂断は生じない。
【0036】付加的に、アイレット状領域内におけるア
ルミニウムの被着によりプラチナ導体路40と窒化物層
20の間に発生するかもしれない空隙を、後続のアルミ
ニウム熱処理においてPtとAlとの金属間相の形成に
より再び閉ざすことができる。
【0037】これまで有利な実施例に基づき本発明を説
明してきたが、本発明はそれらに限定されるものではな
く、多種多様に変形可能である。
【0038】たとえば、金属製導体路や固着層の材料や
絶縁材料は実例として挙げたにすぎず、それらを適切な
材料に置き換えてもかまわない。また、シリコン以外の
基板を使用してもよい。
【0039】さらに、コンタクト窓の形状は図示の形状
に限定されるものではなく、他の形に変えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による接触接続装置の第1の実施形態を
示す図である。
【図2】第1の実施形態においてウェットエッチング法
を使用したときに発生する可能性のあるエッチスパイク
問題を説明するための図である。
【図3】本発明による接触接続装置の第2の実施形態を
示す図である。
【図4】慣用の接触接続装置を示す図である。
【符号の説明】
10 基板 20 窒化物層 30 固着層 40 プラチナ導体路 50 CVD酸化物 53 ポジティブなエッチング側縁 55 ネガティブなエッチング側縁 60 アルミニウムボンディングランド導体路 61 ウェッブ領域 62 ランド領域 L′ コンタクトホール L′1 ウェブコンタクトホール領域 L′2 ランドコンタクトホール領域 R 周縁領域

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板(10)上に被着され第1の絶縁層
    (50)により覆われた第1の導体路(40)を、前記
    第1の絶縁層(50)のコンタクトホール(L′)を介
    して第2の導体路(60)と接触接続するための、導体
    路の接触接続装置において、 コンタクトホール(L′)は、第1の導体路(40)の
    上の領域とそれに隣接する基板(10)の上の領域をカ
    バーしており、 第2の導体路(60)はコンタクトホール(L′)内
    で、第1の導体路(40)との接触領域(70)からそ
    の下に位置する基板(10)へ向かって段階づけられて
    いることを特徴とする、 導体路の接触接続装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の導体路(60)は実質的にコ
    ンタクトホール(L′)内に位置しており、該第2の導
    体路の周縁領域(R)だけが絶縁層(50)上に位置し
    ている、請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の導体路(60)は、第1の導
    体路(40)上に接触している幅の狭いウェブ領域(6
    1)とそれに続く幅の広いランド領域(62)を有する
    ボンディングランド導体路である、請求項1または2記
    載の装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の導体路(40)はアイレット
    状領域を有しており、該アイレット状領域の上に前記コ
    ンタクトホール(L′)の周縁部が位置している、請求
    項1〜3のいずれか1項記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記コンタクトホール(L′)の周縁部
    は、前記アイレット状領域上でセンタリングされて配置
    されている、請求項4記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記基板(10)上に、電気的な絶縁体
    および/または第1の導体路と第2の導体路のための固
    着層として第2の絶縁層(20)が設けられている、請
    求項1〜5のいずれか1項記載の装置。
  7. 【請求項7】 前記基板(10)または第2の絶縁層
    (20)の上に、第3の絶縁層(30)または第2の導
    体路(60)のための固着層として導電層が設けられて
    いる、請求項1〜6のいずれか1項記載の装置。
  8. 【請求項8】 前記の第1および/または第2の絶縁層
    (20,50)は複数の絶縁層から成る、請求項1〜7
    のいずれか1項記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記の第1および/または第2の絶縁層
    (20,50)は、導電層と非導電層の組み合わせから
    成る、請求項1〜7のいずれか1項記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記固着層(30)はボンディングラ
    ンド導体路(60)の下にも設けられている、請求項6
    〜9のいずれか1項記載の装置。
  11. 【請求項11】 基板(10)上に被着され第1の絶縁
    層(50)により覆われた第1の導体路(40)を、前
    記第1の絶縁層(50)のコンタクトホール(L′)を
    介して第2の導体路(60)と接触接続するための、導
    体路の接触接続方法において、 第1の導体路(40)の上の領域とそれに隣接する基板
    (10)の上の領域をもつコンタクトホール(L′)を
    形成し、 コンタクトホール(L′)内で第1の導体路(40)と
    の接触領域(70)からその下に位置する基板(10)
    へ向かって段階づけられた第2の導体路(60)を形成
    することを特徴とする、導体路の接触接続方法。
JP15045099A 1998-05-30 1999-05-28 導体路の接触接続装置および接触接続方法 Expired - Lifetime JP4717973B2 (ja)

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