JPH0449638A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0449638A
JPH0449638A JP16102490A JP16102490A JPH0449638A JP H0449638 A JPH0449638 A JP H0449638A JP 16102490 A JP16102490 A JP 16102490A JP 16102490 A JP16102490 A JP 16102490A JP H0449638 A JPH0449638 A JP H0449638A
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JP
Japan
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film
silicon oxide
insulating film
wiring
oxide film
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Pending
Application number
JP16102490A
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English (en)
Inventor
Atsushi Ishii
敦司 石井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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〕 この発明は半導体装置に関し、さらに詳しくは多層配線
構造を有する半導体装置において、コンタクトホール部
のの改良に関するものである。
〔従来の技術〕
従来例によるこの種の多層配線構造を有する半導体装置
として、例えば多層配線技術によって2層配線膜を形成
した主要な構成を第3図に示す。
また、第3図の各配線構造部の主要な製造工程を第4図
(a)ないしくC)に示す。
これらの図において、1は主面上にあらかじめ所期の素
子部を形成したシリコン単結晶などからなる半導体基板
(以下、単に基板ともいう)を示しており、2は基板1
上に形成された第1の絶縁膜である。3はこれらの上に
選択的に形成された第1の配線膜、4は第1の配線膜3
を絶縁被覆するための第2の絶縁膜、8a、8bは第2
の絶縁膜4の一部を選択的に除去し、第1の配線膜3の
主面を露出させたコンタクトホール、6は第2の絶縁膜
上に形成された第2の配線膜で、その一部においては第
2の絶縁膜4に選択的に開孔されたコンタクトホール5
を通じて第、1の配線膜3接続されている。また、7は
第2の配線膜6を絶縁被覆する第3の絶縁膜である。
次に、前記構成による従来の各配線膜構造の主要な製造
方法を第4図(a)ないしく口)を用いて説明する。
まず、主面上にあらかじめ所期の素子部を形成した基板
1に対して、前面にわたってシリコン酸化膜を形成させ
て第1の絶縁膜2とする0次にこの第1の絶縁膜2上に
スパッタ法によりA!もしくはAj!合金例えばアルミ
ニウム、シリコン、銅(Aj!5iCu)を0.5μm
の膜厚に形成し、レジストパターン(図示せず)をマス
クに選択的に除去した後、レジストパターンはアッシン
グ法等により除去される。
さらにその上にCVD法によりシリコン酸化膜を0.2
μm程度の膜厚に全面に形成する。この後、シラノール
(S i (OH) a )をアルコール溶媒にとかし
たS OG (Spin On Glass)溶液を全
面に塗布し、焼成して絶縁膜を形成させ、さらに全面に
対して再度CVD法でシリコン酸化膜を0.8μm程度
の膜厚に全面に形成させ、これによりシリコン酸化膜の
多層膜からなる第2の絶縁膜4を得る(第4図(a))
この後、写真製版工程を経てレジストパターンを形成し
、こをマスクに水で希釈したフッ化水素溶液で0.2〜
0.3μm程度エツチングする0次いで、反応性イオン
エツチング(以下、RIEという)を施し、選択的に第
2の絶縁膜4の一部を除去する。このとき、第1の配線
膜3の主面はシリコン酸化膜で覆われている。さらにレ
ジストパターンをアッシング法等により除去した後、マ
スクなしでRIEを施し、径の異なるコンタクトホール
8a、8bを開孔する(第4図℃))。
そして、この第2の絶縁膜4上にスパッタ法によりA!
、もしくはA1合金9例えばAj!5iCUを1.0μ
mの膜厚に形成し、レジストパターンをマスクに選択的
に除去した後レジストパターンをアッシング法等により
除去し、第2の配線膜6とする。さらにその上にCVD
法によりシリコン酸化膜を0.2μm程度の膜に全面に
形成する。この後SOG溶液を塗布し、かつ焼成して絶
縁膜を形成させ、さらに全面に対して再度CVD法でシ
リコン酸化膜を0.8μm程度の膜に全面に形成させ、
これによりシリコン酸化膜の多層膜からなる第2の絶縁
膜7を得る(第4図(C))。
この後、所定の工程を経て第3図に示した半導体装置構
造を得るのである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、現在用いられている材料、プロセス技術では
、サブミクロン径のコンタクトホールと数ミクロン径の
コンタクトホールを同時に絶縁膜を被覆して埋め込むこ
とは困難である。
例えば現在、最も一般的なS OG (Spin On
 Glass)膜を用いたプロセスでは、最小径が0.
8μmの場合、最小径でプロセスを最適化すると1.2
〜2.0μm径のコンタクトホールに対してはコンタク
トホール中のSOG膜が厚くなりSOG膜の特性から厚
くなった所でのクラックに対する耐性が弱くなる。さら
に3.0μm以上のコンタクトホールに対しては、逆に
SOGの流動性からSOGがたまらずに薄くなり、平坦
化不足を生じると言う大きな問題がある。
また、最小径より大きな径のコンタクトでプロセスを最
適化すると0.8μm径ではコンタクトを完全に埋め込
めずボイドを生じるという別の問題を生じる。
このようにSOG膜を用いたプロセスではコンタクト径
の大小に対してプロセス余裕が小さく、他のプロセスと
の併用でもプロセス余裕が広がるものの根本的にその性
質が変わらない上、SOG膜に変わる安価で量産性に富
んだ材料は他にはない。
また、さらに従来のものにおいては、コンタクトホール
形成のためのエツチングの際にも問題がある。即ち、サ
ブミクロンのコンタクトホールでは、コンタクトホール
の径によってエツチングレートが変わるマイクロローデ
ィング効果によりエツチングレートがばらつくようにな
る。このため、最小径のコンタクトを開孔するためにエ
ツチング時間を多くする必要があり、この場合逆に大き
なコンタクトホールに対してはオーバーエツチングとな
り、コンタクトの下層配線膜の表面あれが生じたり、さ
らにはスパッタされたAl1による残漬物の発生という
問題を生じる。
この発明は、従来の上述のような問題を解消するために
なされたもので、その目的は上層配線と下層配線の接触
面積が異なる場合においてもコンタクトホールの径の大
きさにかかわらず、エッチンクフロセスや埋め込みプロ
セスについて均一性。
平坦性を確保できる信鯨性の高い半導体装置を提供する
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、絶縁膜を介して下層配線
と上層配線とを順次多層に形成し、上下配線間を絶縁膜
に設けたコンタクトホールを介して、複数箇所にて相異
なる接触面積で接続してなるものにおいて、上下層間の
接続を、同程度の径のコンタクトホール1つまたは複数
を用いて行うようにしたものである。
〔作用〕
この発明に係る半導体装置においては、上下配線層間の
接続が異なる接触面積にてされるものにおいて、接続の
ためのコンタクトホールの径を全て同程度となるように
制限したので、コンタクトホール形成のためのエツチン
グを同一工程にて行える。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例による半導体装置の主要構
造を示す断面図である0図において、1〜4.6.7は
従来のものと同じものである。5a、5bはコンタクト
ホールである。このように構成される半導体装置は次の
ように製造される。
即ち、第2図はこの発明の一実施例による半導体装置の
製造工程を示す断面図である。以下、この製造方法を第
2図を用いて説明する。
まず、主面上にあらかじめ所期の素子部を形成した基板
1に対して、全面にわたってシリコン酸化膜を形成させ
て第1の絶縁膜2とする。
次にこの第1の絶縁膜2上にスパッタ法によりAI!、
5iCuを0.5μmの膜厚に形成し、レジストパター
ン(図示せず)をマスクに選択的に除去した後、レジス
トパターンをアッシング法等により除去する。
さらに、その上にCVD法によりシリコン酸化膜を0.
2μm程度の膜厚に全面に形成する。この後、SOG溶
液を塗布し、かつ焼成して絶縁膜を形成させ、さらに全
面に対して再度CVD法でシリコン酸化膜を0.8μm
程度の膜厚に全面に形成させ、これによりシリコン酸化
膜の多層膜からなる第2の絶縁膜4を得る(第2図(a
))。
この後、写真製版工程を経てレジストパターン(図示せ
ず)を形成し、これをマスクに水で希釈したフッ化水素
溶液で0゜2〜063μm程度エツチングする。
次いでRIEを施し、選択的に第2の絶縁膜4の一部を
除去する。このとき第1の配線膜3の主面はシリコン酸
化膜で覆われている。さらにレジストパターンをアッシ
ング法等により適宜除去した後、マスクなしでRIEを
施し、径が同程度のコンタクトホール5a、5bを開孔
する。ここで5bは大きなコンタクトホールを分割して
形成したもので、分割したそれぞれコンタクトホールは
、最小径のコンタクトホール5aと同程度の径を有する
ものとしている(第2図(ロ))。
そしてこの第2の絶縁膜4上にスパッタ法によりAfS
iCuを1.0μmの膜厚に形成し、レジストパターン
(図示せず)をマスクに選択的に除去した後、レジスト
パターンをアッシング法等により除去し、第2の配線1
1116とする。
さらに、その上にCVD法によりシリコン酸化膜を0.
2μm程度の膜厚に全面に形成する。この後SOG溶液
を塗布し、かつ焼成して絶縁膜を形成させ、さらに全面
に対して再度CVD法でシリコン酸化膜を0.8μm程
度の膜厚に全面に形成させ、これによりシリコン酸化膜
の多層からなる第3の絶縁膜7を得る(第2図(C))
この後、所定の工程を経て第3に示した半導体構造を得
るのである。
このように本実施例においては最大径のコンタクトホー
ルを最小径程度の複数のコンタクトホールから構成した
ので、全てのコンタクトホールの径が最小径と同程度と
なるように制限され、これにより、マイクロローディン
グ効果による大きさの違うコンタクトホール径でのエツ
チングレートの違いを考慮する必要がなくなる。
また、SOG膜を用いたプロセスによるコンタクトホー
ル部の埋め込み、平坦化においては、コンタクトホール
の径が全て最小径のものと同程度の大きさとなったので
、最小径のコンタクトホー埋め込みプロセスにより全て
のコンタクトホールの平坦化を同一工程が行える。
また埋め込みに対するプロセス的な余裕が小さい場合で
も、コンタクトホール上を第3の絶縁膜7で容易に埋め
込め、かつ十分に平坦化が図れ、クラック耐性不足、平
坦化不足に起因する諸問題を解決できる。
なお、上記実施例の説明においては、第1の絶縁膜2と
してシリコン酸化膜とじてか、材料はリン、ボロンを含
むシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、SPG膜、T E
 OS (Tetra−Ethyl−Ortho−Si
1icate)に代表される有機シランを用いてCVD
法により形成されたシリコン酸化膜やそれらを組み合わ
せて形成したものであってもよく、その形成方法、膜厚
も適宜適当に選定してもよい。
また、第2の絶縁膜4.第3の絶縁膜7についても前記
第1の絶縁膜2と同様にその構成、材料は適宜適当に選
定されればよ(、第2の絶縁膜4と第3の絶縁膜7を特
に同じ構造にしなくともよい。
また、上記実施例ではコンタクトホールの開孔のエツチ
ングプロセスもウェットエツチングとRIEの組合せと
したが、特にこれに限定しなくともよく、例えばRIE
のみで行ってもよい。
さらに、第1の配線膜3はCVD法で形成した0、4μ
m程度のポリシリコン膜、また第2の配線膜5a、5b
はスパッタ法で形成したAI!、5iCUとしたが、こ
れらの材料はアルミニウム・シリコン(AfSi)、ア
ルミニウム・銅(A/ICu)やタングステン(W)、
モリブデン(Mo)等高融点金属、それら高融点金属の
シリサイド、さらにそれらを組み合わせて形成したもの
でもよく、形成方法、膜厚はこれに限定されず、適宜適
当に選定するとよい。
〔発明の効果〕
以上の詳述したように、この発明に係る半導体装置によ
れば、基板上に多層配線構造を有する半導体素子を構成
させてなる半導体装置において、コンタクトホールの最
大径を最小径程度に制限したので、従来、種々の大きさ
のコンタクトホール径の存在により生じていたエツチン
グレート、埋め込み、平坦化の諸問題を解決でき、マス
ク、工程を増やすことなく、信韻性の高い半導体装置が
得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による半導体装置の断面図
、第2図(a)〜(C)はこの発明に係る半導体装置の
製造工程を示す断面図、第3図は従来の半導体装置の断
面図、第4図(a)〜(C)は従来の半導体装置の製造
工程を示す断面図である。 図において、1は半導体基板、2は第1の絶縁膜、3は
第1の配線、4は第2の絶縁膜、5a。 5bはコンタクトホール、6は第2の配線、7は第3の
絶縁膜である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に絶縁膜を介して順次多層に配線層
    を有し、少なくとも上層配線と下層配線とが異なる接触
    面積でコンタクトホールを介して接続されてなる、多層
    配線構造を有する半導体装置において、 上記上層配線と下層配線との接続は、同程度のコンタク
    トホール1つまたは複数を用いてなされていることを特
    徴とする半導体装置。
JP16102490A 1990-06-18 1990-06-18 半導体装置 Pending JPH0449638A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16102490A JPH0449638A (ja) 1990-06-18 1990-06-18 半導体装置

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JP16102490A JPH0449638A (ja) 1990-06-18 1990-06-18 半導体装置

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JPH0449638A true JPH0449638A (ja) 1992-02-19

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ID=15727139

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JP16102490A Pending JPH0449638A (ja) 1990-06-18 1990-06-18 半導体装置

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JP (1) JPH0449638A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003086801A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Sanyo Electric Co Ltd 絶縁ゲート型半導体装置およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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