JPH0410425A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0410425A
JPH0410425A JP11110990A JP11110990A JPH0410425A JP H0410425 A JPH0410425 A JP H0410425A JP 11110990 A JP11110990 A JP 11110990A JP 11110990 A JP11110990 A JP 11110990A JP H0410425 A JPH0410425 A JP H0410425A
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insulating film
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Yasushi Hayakawa
早川 康
Yoichi Kuramitsu
蔵満 洋一
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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〕 この発明は多層配線構造を有する半導体装置及びその製
造方法に関し、特に上層配線層の平坦化に関する。
〔従来の技術〕
プロセス技術の微細化により集積回路の集積度が飛躍的
に向上してきた。メモリのように同一パターンが繰り返
す規則性の高い回路ではトランジスタの微細化が直ちに
高集積化に結び付くが、ランダム論理回路のように規則
性のほとんど無い回路では微細化が直ちに高集積に結び
付くとは限らない。この主な原因は論理回路では回路要
素(通称マクロセルと呼ぶ)間の配線の多さにある。配
線をプリント基盤のように多層化すれば、信号配線を重
複して実行できるので、配線密度が飛躍的に向上する。
一方多層化すれば、製造が複雑になリ、コストや製造期
間が増大するのが一般的であるが、システムの軽薄短小
化や高速化、低電力化実現のためのワンチップ化に見ら
れるように、高集積化が最重要課題になっているので、
1μm以下の微細化レベルを用いた論理半導体装置では
、配線層を従来の2層から3層ないし4層に増加させる
傾向にある。また多層化は、上記のコストや製造期間が
増大するといった欠点に加え、多層配線の上層になれば
なるほど下層の未平坦部分が強調される。このため、断
線の可能性が非常に高くなり、製造の歩留りが悪くなっ
たり、使用時の経時変化で断線するといった信頼性上の
問題があった。
第2図はこの問題を解決した2層配線構造を有する従来
の半導体装置の断面図である。図において、la、lb
は所定間隔を隔てて形成された下層金属配線層、2は層
間絶縁膜、3は層間絶縁膜2上に形成された上層金属配
線層である。下層金属配線層1a、lb上に層間絶縁膜
2を形成すると下層金属配線層1a、lbの間の部分で
陥没部分10が生しる。この陥没部分10の段差は1μ
m前後であり、単に層間絶縁膜2を形成しただけでは、
下層配線層1a、lbの端部付近ての層間絶縁膜2の断
層面が急勾配になり、このままで層間絶縁膜2上に上層
金属配線層3を形成すると断層の側面には上層金属配線
層3が形成されないか、また形成されても極端に薄くな
るため経時変化により断線する。
そこで、層間絶縁膜2の断層面の傾斜を緩くするために
、RI E (Reactive Ion Etchi
ng)やSOG (Spln On Glass)が採
用されている。
RIEは、湿式の蝕刻のような等方性蝕刻でなく、異方
性があり加速電子の直進方向のみ蝕刻するので、上層金
属配線3を形成する前に斜め方向から加速電子を層間絶
縁膜2に照射すれば層間絶縁膜2の断層面に傾斜を付け
ることができる。
方SOGは、粘性の強い塗布膜で段差の窪みに溜まりや
すいので、層間絶縁膜2の断層面の傾斜を緩やかにする
ことができる。これらの方法を用いて、層間絶縁膜2の
断層面の傾斜を緩やかにし、その上に上層金属配線層3
を形成すると第2図のような構造の半導体装置が得られ
る。層間絶縁膜2の断層面の傾斜が緩やかになり、層間
絶縁膜2の断層面上に形成された上層金属配線層3の断
線のおそれがなくなる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の半導体装置は以上のように、層間絶縁膜2の断層
面の傾斜を緩やかにするのに、RIEやSOGを採用し
ている。RIEでは等方エッチャに比べ装置が高価でコ
ストが増大するという問題がある。SOGでは層毎に塗
布工程が必要で製造期間が増大するという問題がある。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、コスト増大や製造期間を増大させることなく
上層金属配線層の断線を防止することができる半導体装
置及びその製造方法を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置は、第1の絶縁層と、前記第
1の絶縁層上に所定間隔を隔てて形成された第1.第2
の下層配線層と、前記第1.第2の下層配線層間の前記
第1の絶縁層上に形成された埋め込み層と、前記第1.
第2の下層配線層及び前記埋め込み層上に形成された第
2の絶縁層と、前記第2の絶縁層上に形成された上層配
線層とを備えている。
この発明に係る半導体装置の製造方法は、第1の絶縁層
を準備する工程と、前記第1の絶縁層上に所定間隔を隔
てて配置された第1.第2の下層配線層及び該第1.第
2の下層配線層間の前記第1の絶縁層上に配置された前
記第1.第2の下層配線層と同じ材料より成る埋め込み
層を形成する工程と、前記第1.第2の下層配線層及び
前記埋め込み層上に第2の絶縁層を形成する工程と、前
記第2の絶縁層上に上層配線層を形成する工程とを備え
ている。
〔作用〕
この発明に係る半導体装置においては、第1゜第2の下
層配線層間の第1の絶縁層上に埋め込み層を設けたので
、第1.第2の下層配線層の端部の絶縁膜の断層面の傾
斜が緩やかになる。
この発明に係る半導体装置の製造方法においては、埋め
込み層を第1.第2の下層配線層と同じ材料にしたので
、埋め込み層と第1.第2の下層配線層を同時に形成す
ることができる。
〔実施例〕
第1図はこの発明に係る半導体装置の一実施例を示す断
面図である。この半導体装置の構造をその製造方法を述
べつつ説明する。
下部の層間絶縁膜2上に、所定間隔を有する下層金属配
線層La、lbを従来と同様に形成する。
この工程では同時に、従来と異なり、下層金属配線層1
a、lbの間の層間絶縁膜2上に、下層金属配線層1a
、lbと同じ金属材料より成る埋め込み用金属配線層4
をも形成する。埋め込み用金属配線層4は、下層金属配
線層1a、lb間を埋め込むのが主目的であるので、電
気的にフローティング状態に置かれる。
その後、下層金属配線層1a、lb及び埋め込み用金属
配線層4上に再び層間絶縁膜2を形成する。このとき、
埋め込み用金属配線層4を設けているので、下層金属配
線層1aと埋め込み用金属配線層4の間隔及び下層金属
配線層1bと埋め込み用金属配線層4の間隔は第2図の
従来の半導体装置における下層金属配線層1a、lbの
間隔よりは狭くなり、その結果、下層金属配線層1a。
1b及び埋め込み用金属配線層4上に形成された層間絶
縁膜2の陥没の度合が従来より少なくなる。
そのため、RIEやS、OGを用いなくとも、層間絶縁
膜2の断層面の傾斜が従来より緩やかになる。
特に、下層金属配線層la、lbと埋め込み用金属配線
層4との間隔を、下層金属配線層1a。
1b及び埋め込み用金属配線層4の上に形−成される層
間絶縁膜2の厚さと同程度以下にすると、この層間絶縁
膜2が第1.第2の下層金属配線層1a、lbと埋め込
み用金属配線層4との間隙を埋めてしまい、層間絶縁膜
2の表面は完全に平坦化される。
このように、層間絶縁膜2の表面が平坦化されるため、
層間絶縁膜2上に上層金属配線層3を形成すると、上層
金属配線層3にはほとんど段差が生じず、上層金属配線
層3が断線することはない。
このように埋め込み用金属配線層4を設けることで、従
来のようにRIEやSOGを採用することなく層間絶縁
膜2の表面を平坦化することができるので、コストを増
大させることなく、また、製造期間を増大させることな
く、信頼性の高い多層配線構造を実現できる。
また、埋め込み用金属配線層4は下層金属配線層1a、
lbと同じ金属配線層でよいため、下層金属配線層1a
、lbの形成工程において同時に、埋め込み用金属配線
層4を形成することができ、工程数を増やすことなく埋
め込み用金属配線層4を形成できる。
なお、上記実施例では埋め込み用金属配線層4が電気的
に接続されていない場合について説明したが、電気的に
活性化することにより、以下に示すような効果が得られ
る。埋め込み用金属配線層4を電源に接続することによ
り電源の抵抗を下げ4′導体装置の動作をより安定化す
ることができる。
また、接地することにより埋め込み用金属配線層4が下
層金属配線層1aと1bの遮蔽物となり、下層金属配線
層1a、lb間の相互干渉を防ぐことができ、半導体装
置の動作を安定化することができる。
また、上記実施例で示した埋め込み用金属配線層4をポ
リシリコン等の他の物質に変えても同様の効果が得られ
る。
さらに上記実施例では2層配線構造を有する半導体装置
について説明したが、3層以上の多層配線構造を有する
半導体装置にもこの発明は適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明に係る半導体装置によれ
ば、第1.第2の下層配線層間の第1の絶縁層上に埋め
込み層を設けたので、第1.第2の下層配線層及び埋め
込み層の上に、第2の絶縁膜を形成すると、RI E=
PSOGを採用することなく第2の絶縁膜の断層面の傾
斜を緩やかにすることができる。その結果、コストを増
大させず、かつ製造期間も増加させず、第2の絶縁層上
に形成される上層配線層の断線を防止することができる
という効果がある。
また、この発明に係る半導体装置の製造方法では、埋め
込み層を第1.第2の下層配線層と同じ材料にしたので
、埋め込み層と第1.第2の下層配線層を同時に形成す
ることができる。その結果、製造工程を増加させること
なく、上記に示した埋め込み層を形成することができる
という効果かある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る半導体装置の一実施例を示す断
面図、第2図は従来の半導体装置の断面図である。 図において、1a及び1bは下層金属配線層、2は層間
絶縁膜、3は上層金属配線層、4は埋め込み用金属配線
層である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の絶縁層と、 前記第1の絶縁層上に所定間隔を隔てて形成された第1
    、第2の下層配線層と、 前記第1、第2の下層配線層間の前記第1の絶縁層上に
    形成された埋め込み層と、 前記第1、第2の下層配線層及び前記埋め込み層上に形
    成された第2の絶縁層と、 前記第2の絶縁層上に形成された上層配線層とを備えた
    半導体装置。
  2. (2)第1の絶縁層を準備する工程と、 前記第1の絶縁層上に所定間隔を隔てて配置された第1
    、第2の下層配線層及び該第1、第2の下層配線層間の
    前記第1の絶縁層上に配置された前記第1、第2の下層
    配線層と同じ材料より成る埋め込み層を形成する工程と
    、 前記第1、第2の下層配線層及び前記埋め込み層上に第
    2の絶縁層を形成する工程と、 前記第2の絶縁層上に上層配線層を形成する工程とを備
    えた半導体装置の製造方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61184847A (ja) * 1985-02-12 1986-08-18 Nec Corp 多層配線構造
JPS6392042A (ja) * 1986-10-06 1988-04-22 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH01196141A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Nec Corp 配線層を有する半導体装置

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