JPH04209525A - 多層配線のコンタクト構造 - 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、多層配線のコンタクト
構造に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】従来から、多層配線のコンタクト構造の
一例として、図６の概略断面図で示すように構成された
２層配線におけるコンタクト構造が知られている。すな
わち、この図における符号１は表面に各種の半導体デバ
イス（図示していない）が作り込まれた半導体基板、２
は半導体基板１の表面上に形成されて下側に位置する金
属配線（以下、下側金属配線という）、３は下側金属配
線２を覆う絶縁膜であり、４は絶縁膜３を介して下側金
属配線２と直交するように形成されて上側に位置する金
属配線（以下、上側金属配線という）である。そして、
これらの下側及び上側金属配線２．４は、絶縁膜３を厚
み方向に貫通して形成されたコンタクトホール５を通じ
て互いのコンタクト部２ａ、４ａ同士が平面的に接触す
ることによって導通接続されている。 ［０００３］さらに、このようなコンタクト構造を形成
する際には、その形成途中状態を示す図７を参照して説
明する以下のような手順が一般的に採用されている。 ［０００４］すなわち、まず最初に、半導体基板１の表
面を覆って形成された金属配線層をパターニングするこ
とによって下側金属配線２を形成し、この下側金属配線
２を含む半導体基板１の表面を全面的に覆う絶縁膜３を
形成したのち、この絶縁膜３を全面的に覆うレジスト膜
６を形成する。そして、このレジスト膜６にコンタクト
ホール形成用開孔６ａを形成したのち、このレジスト膜
６をマスクとするウェット（等方性）エツチングを行う
ことによって絶縁膜３のコンタクトホール５となるべき
部分、すなわち、コンタクトホール形成用開孔６ａ直下
に位置する部分の厚み方向に沿う上半部５ａを、また、
ドライ（異方性）エツチングを行うことによって下半部
５ｂを除去することにより、絶縁膜３の表面から下側金
属配線２の表面にまで至る深さとされたコンタクト構造
５を形成する。 ［０００５］そののち、コンタクトホール５が形成され
た絶縁膜３の表面からレジスト膜６を除去し、かつ、こ
の絶縁膜３の表面を全面的に覆う金属配線層を形成した
のち、この金属配線層をパターニングすることによって
上側金属配線４を形成する。 ［ｏ　ｏ　Ｏ６］その結果、図６で示したように、下側
金属配線２のコンタクト部２ａにおける平坦な上側表面
と上側金属配線４のコンタクト部４ａにおける下側表面
とが互いに平面的に接触することになり、これらのコン
タクト部２ａ、４ａ同士は絶縁膜３に形成されたコンタ
クトホール５を通じて導通接続されていることになる。 （０００７］

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
多層配線のコンタクト構造においては、絶縁膜３に形成
されたコンタクトホール５を通じて導通接続される複数
の金属配線２，４それぞれのコンタクト部２ａ、４ａ同
士の互いに接触するコンタクト面積が広くなり、このコ
ンタクト面積と逆比例の関係にあるコンタクト抵抗が小
さくなることが望ましい。 ［０００８］Ｌかしながら、前記従来構成とされたコン
タクト構造においては、下側及び上側金属配線２，４の
コンタクト部２ａ、４ａ同士が平面的に接触しており、
これらのコンタクト面積がコンタクトホール５の底面積
の広さによって一義的に定まるばかりか、この底面積の
広さが金属配線２のコンタクト部２ａにおける上側表面
幅によって制限されることになるため、コンタクト面積
を大きく広げることができず、コンタクト抵抗の大幅な
低減を図ることはできないという不都合が生じることに
なっていた。 ［０００９］さらにまた、この従来例構造においては、
コンタクトホール５を形成する際のドライエツチングが
終了する間近の時点では下側金属配線２のコンタクト部
２ａの上側表面までもがエツチングされることになるか
ら、このエツチングに伴って発生した金属粒子がレジス
ト膜６のコンタクトホール形成用開孔６ａの周囲に付着
してレジストとの重合反応を起こしてしまう。その結果
、図７で示すように、このレジスト膜６のコンタクトホ
ール形成用開孔６ａの周囲にはレジストと金属粒子とが
重合してなる変質領域７が形成されることになり、この
変質領域７はレジスト膜６の除去によっても除去されず
にそのまま残存してしまう場合がある。 ［００１０１そして、このような変質領域７が残存して
いると、上側金属配線４となる金属配線層を良好な状態
で形成することができず、上側金属配線４の形成に支障
を来すという不都合が生じることにもなっていた。 ［００１１］本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、導通接続される金属配線のコンタ
クト部同士のコンタクト面積を広げることが可能であり
、コンタクト抵抗の大幅な低減を図ることができる多層
配線のコンタクト構造を提供することを目的としている
。 ［００１２］

【課題を解決するための手段】本発明にかかる多層配線
のコンタクト構造は、このような目的を達成するために
、絶縁膜に形成されたコンタクトホールを通じて互いに
導通接続されるコンタクト部を備えた複数の金属配線の
うち、下側金属配線のコンタクト部内にはその厚み方向
に沿って掘り込み形成された凹部もしくは切り欠き形成
された切除部を設ける一方、この凹部もしくは切除部の
内部には上側金属配線のコンタクト部を配置したことを
特徴とするものである。 ［００１３］

【作用】上記構成によれば、下側金属配線のコンタク１
〜部内に凹部もしくは切除部を設ける一方、その内部に
上側金属配線のコンタクト部を配置しているので、下側
金属配線のコンタクト部の有する全体的な表面積、すな
わち、上側金属配線のコンタクト部と接触するコンタク
ト面積が広がることになり、このコンタクト面積が下側
金属配線のコンタクト部における上側表面幅によって制
限されることがなくなる。 ［００１４］また、この下側金属配線のコンタクト部に
は予め凹部もしくは切除部が設けられているので、絶縁
膜のコンタクトホールを形成する際のドライエツチング
によって下側金属配線のコンタクト部の上側表面までも
がエツチングされることはなくなり、このエツチングに
伴う金属粒子の発生は抑制されることになる。 ［００１５］

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 ［００１６１図１は多層配線のコンタクト構造の一例と
しての２層配線におけるコンタクト構造を示す概略断面
図であり、図２はその概略平面図である。なお、本実施
例にかかるコンタクト構造の全体的な構成については従
来例と基本的に異ならないので、図１及び図２において
図６及び図７と互いに同一もしくは相当する部品、部分
には同一符号を付し、ここでの詳しい説明は省略する。 ［００１７］本実施例にかかる多層配線のコンタクト構
造は、半導体基板１を覆う絶縁膜３に形成されたコンタ
クトホール５を通じて互いに導通接続されるコンタクト
部２ａ、４ａを備えた下側及び上側の金属配線２，４を
備えたものであり、コンタクトホール５直下に位置する
下側金属配線２のコンタクト部りａ内にはその厚み方向
に沿って掘り込み形成されることによって半導体基板１
の表面まで貫通した凹部１０が設けられている。なお、
この四部１０が必ずしも半導体基板１の表面まで到達し
ている必要はないが、図示したように、半導体基板１の
表面まで到達していることが好ましい。そして、この上
下側金属配線２のコンタクト部２ａに設けられた凹部１
０の内部には、上側金属配線４のコンタクト部４ａが入
り込んだ状態で配置されている。 ［００１８］ところで、本実施例においては、下側金属
配線２のコンタクト部りａ内に掘り込み形成された凹部
１０を設けるものとしているが、例えば、図３の変形例
で示すように、このコンタクト部２ａの一部を部分的に
切り欠き形成したうえて迂回させることによって凹部１
０に代わる切除部１１を設ける構成であってもよい。 ［００１９］また、図４で示すように、このコンタクト
部２ａを完全に切断することにより、切り欠き形成され
た切除部１２とすることも可能である。そして、これら
の場合におけるコンタクト構造の概略断面については、
その図示を省略しているが、図２と同様になることはい
うまでもない。 ［００２０１そこで、上記構成によれば、凹部１１もし
くは切除部１１．１２を設けることによって下側金属配
線のコンタクト部の有する全体的な表面積、すなわち、
上側金属配線のコンタクト部と接触するコンタクト面積
が広がることになる。そして、このコンタクト面積が、
下側金属配線２のコンタクト部２ａにおける上側表面幅
によって制限されることもなくなる。 ［００２１１つぎに、上記構成とされたコンタクト構造
の形成手順を、その形成途中状態を示す図５を参照して
説明する。 ［００２２］まず、半導体基板１の表面を全面的に覆う
酸化シリコンからなる絶縁膜３ａ（図１における絶縁膜
３の下半部に対応する）を形成し、かつ、この絶縁膜３
ａを全面的に覆うレジスト膜１３を形成したのち、この
レジスト膜１３をパターニングすることによって図５で
示すような形状とされたコンタクトホール形成用開孔１
３ａを形成する。つぎに、このレジスト膜１３をマスク
とするウェットエツチング及びドライエツチングを行う
ことによって絶縁膜３ａにコンタクトホール１４を形成
し、このレジスト膜１３を除去したうえで絶縁膜３ａの
表面上にＡｌ−３ｉ−Ｃｕ系合金からなる金属配線層を
形成したのち、この金属配線層をドライエツチングによ
ってパターニングするとともに、コンタクトホール１４
内に残っていた絶縁膜３ｂを除去すると、コンタクト部
りａ内に凹部１０が設けられた下側金属配線２が形成さ
れる。 ［００２３］そして、これ以降におけるコンタクト構造
の形成手順については、図７を参照して説明した従来例
と同様であるから詳しい説明を省略するが、本実施例に
あっては下側金属配線２のコンタクト部２ａに予め凹部
１０が設けられているために、絶縁膜３のコンタクトホ
ール５を形成する際のドライエツチングによってコンタ
クト部２ａの上側表面がエツチングされることはなく、
このエツチングに伴う金属粒子の発生が抑制されること
になる結果、レジストと金属粒子とが重合してなる変質
領域７がレジスト膜６のコンタクトホール形成用開孔６
ａの周囲に形成されることもなくなる。 ［００２４］さらに、このコンタクト構造形成の最終工
程では、コンタクトホール５が形成された絶縁膜３の表
面からレジスト膜６を除去し、かつ、この絶縁膜３の表
面を全面的に覆う金属配線層を形成したのち、この金属
配線層をパターニングすることによって上側金属配線４
を形成する。すると、この上側金属配線４のコンタクト
部４ａは、図１で示したように、下側金属配線２のコン
タクト部りａ内に設けられた凹部１０の内部に配置され
ることになり、これらのコンタクト部２ａ、４ａ同士は
互いに接触して導通接続されていることになる。 （００２５］

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下側金属配線のコンタクト部内に凹部もしくは切除部を
設け、かつ、その内部に上側金属配線のコンタクト部を
配置しているので、下側及び上側金属配線の互いに接触
して導通接続されるコンタクト部同士のコンタクト面積
が広がることになる結果、コンタクト抵抗の大幅な低減
を図ることができるという優れた効果が得られる。 ［００２６］また、この下側金属配線のコンタクト部に
は予め凹部もしくは切除部が設けられているので、絶縁
膜のコンタクトホールを形成する際のドライエツチング
によって下側金属配線のコンタクト部の上側表面がエツ
チングされることはなく、このエツチングに伴う金属粒
子の発生が抑制されることになる。そのため、レジスト
と金属粒子とが重合してなる変質領域が形成されること
もなくなり、この変質領域の存在に伴う不都合が生じる
こともなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる多層配線のコンタクト構造の一
例としての２層配線におけるコンタクト構造を示す概略
断面図である。

【図２】本発明にかかる２層配線のコンタクト構造を示
す概略平面図である。

【図３】本発明にかかる２層配線のコンタクト構造の変
形例を示す概略平面図である。

【図４】本発明にかかる２層配線のコンタクト構造の変
形例を示す概略平面図である。

【図５】本発明にかかる２層配線のコンタクト構造の形
成途中状態を示す工程断面図である。

【図６】従来例にかかる多層配線のコンタクト構造の一
例としての２層配線におけるコンタクト構造を示す概略
断面図である。

【図７】従来例にかかる２層配線のコンタクト構造の形
成途中状態を示す工程断面図である。

【符号の説明】

１・　半導体基板 ２・　下側金属配線 ２ａ　・コンタクト部 ３・　絶縁膜 ４・　上側金属配線 ４ａ　・コンタクト部 ５・　コンタクトホール １０　・凹部 １１　・切除部 １２　・切除部

【図３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁膜に形成されたコンタクトホールを通
   じて互いに導通接続されるコンタクト部を備えた複数の
   金属配線からなる多層配線のコンタクト構造であって、
   下側に位置する金属配線のコンタクト部内にはその厚み
   方向に沿って掘り込み形成された凹部もしくは切り欠き
   形成された切除部を設ける一方、この凹部もしくは切除
   部の内部には上側に位置する金属配線のコンタクト部を
   配置したことを特徴とする多層配線のコンタクト構造。