JPH05347358A - 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Info
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- JPH05347358A JPH05347358A JP18187392A JP18187392A JPH05347358A JP H05347358 A JPH05347358 A JP H05347358A JP 18187392 A JP18187392 A JP 18187392A JP 18187392 A JP18187392 A JP 18187392A JP H05347358 A JPH05347358 A JP H05347358A
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- wiring
- insulating film
- contact hole
- film
- interlayer insulating
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 層間絶縁膜によって隔てられた上層配線と下
層配線における微細配線間，ボンディングパッドと広幅
の配線間が電気的な接触不良を生ずることなく接続され
た多層配線構造を有する半導体装置とこれを得る製造方
法を提供する。 【構成】 第１の層間絶縁膜２上に形成された微細なア
ルミ配線３ｂと広幅のアルミ配線３ａを覆うように第２
の層間絶縁膜４を形成し、該第２の層間絶縁膜内に、該
第２の層間絶縁膜上に形成する微細配線９ｂを上記微細
なアルミ配線３ｂに接続するためのコンタクトホール６
を形成すると同時に、該第２の層間絶縁膜上に形成する
ボンディングパッド９ａを上記広幅のアルミ配線３ａに
接続するために、上記コンタクトホール６と同一サイズ
のコンタクトホール１０を、これらボンディングパッド
９ａと上記広幅のアルミ配線３ａとで挟まれた上記第２
の層間絶縁膜内に複数形成する。
層配線における微細配線間，ボンディングパッドと広幅
の配線間が電気的な接触不良を生ずることなく接続され
た多層配線構造を有する半導体装置とこれを得る製造方
法を提供する。 【構成】 第１の層間絶縁膜２上に形成された微細なア
ルミ配線３ｂと広幅のアルミ配線３ａを覆うように第２
の層間絶縁膜４を形成し、該第２の層間絶縁膜内に、該
第２の層間絶縁膜上に形成する微細配線９ｂを上記微細
なアルミ配線３ｂに接続するためのコンタクトホール６
を形成すると同時に、該第２の層間絶縁膜上に形成する
ボンディングパッド９ａを上記広幅のアルミ配線３ａに
接続するために、上記コンタクトホール６と同一サイズ
のコンタクトホール１０を、これらボンディングパッド
９ａと上記広幅のアルミ配線３ａとで挟まれた上記第２
の層間絶縁膜内に複数形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造方法に関し、特に、内部配線から層間絶縁膜表面に
引き出されたパッド部の引き出し構造の改良に関するも
のである。
製造方法に関し、特に、内部配線から層間絶縁膜表面に
引き出されたパッド部の引き出し構造の改良に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の半導体装置の多層配線構
造を示す断面図であり、図において１はＳｉ基板、２は
第１の層間絶縁膜、３ａは線幅が数十ミクロン幅以上の
下層アルミ配線、３ｂは線幅が数ミクロン以下の下層ア
ルミ配線、４は第２の層間絶縁膜、５，６はコンタクト
ホール、９ａはアルミ配線からなるボンディングパッ
ド、９ｂは線幅が数ミクロン以下の微細アルミ配線であ
る。ここで、下層アルミ配線３ａ，３ｂは図示しない半
導体基板内に形成された素子に導通している。また、ボ
ンディングパッド９ａのサイズは数十ミクロン画以上で
あり、上記コンタクトホール５はこのボンディングパッ
ド９ａの一辺または下層アルミ配線３ａの線幅と同じ
か、或いは、それより若干小さい寸法の一辺または直径
を有する矩形また円形の開孔からなっている。また、コ
ンタクトホール６は線幅が数ミクロン以下の下層アルミ
配線３ｂ及びアルミ配線９ｂの線幅と同じか或いはそれ
より小さい寸法をその一辺または直径とする矩形または
円形の開孔からなっている。
造を示す断面図であり、図において１はＳｉ基板、２は
第１の層間絶縁膜、３ａは線幅が数十ミクロン幅以上の
下層アルミ配線、３ｂは線幅が数ミクロン以下の下層ア
ルミ配線、４は第２の層間絶縁膜、５，６はコンタクト
ホール、９ａはアルミ配線からなるボンディングパッ
ド、９ｂは線幅が数ミクロン以下の微細アルミ配線であ
る。ここで、下層アルミ配線３ａ，３ｂは図示しない半
導体基板内に形成された素子に導通している。また、ボ
ンディングパッド９ａのサイズは数十ミクロン画以上で
あり、上記コンタクトホール５はこのボンディングパッ
ド９ａの一辺または下層アルミ配線３ａの線幅と同じ
か、或いは、それより若干小さい寸法の一辺または直径
を有する矩形また円形の開孔からなっている。また、コ
ンタクトホール６は線幅が数ミクロン以下の下層アルミ
配線３ｂ及びアルミ配線９ｂの線幅と同じか或いはそれ
より小さい寸法をその一辺または直径とする矩形または
円形の開孔からなっている。
【０００３】ところで、この図３に示すような多層配線
構造を有する半導体装置では、近年、半導体装置の集積
化が進むに従って、配線自体（下層アルミ配線３ｂ，ア
ルミ配線９ｂ）もより微細化され（例えば１ミクロン以
下になり、）、このような微細配線間を層間絶縁膜４を
通して接続させるためのコンタクホール６のサイズも一
層縮小し、従来から用いられていたスパッタ法等では、
アルミ配線９ｂをコンタクトホール６内に充分に埋め込
むことができず、図３中に示すように、コンタクトホー
ル６内の側壁部のアルミ配線９ｂが極端に薄くなり、断
線不良等を発生し、装置の信頼性を低下させるという問
題点を発生する。
構造を有する半導体装置では、近年、半導体装置の集積
化が進むに従って、配線自体（下層アルミ配線３ｂ，ア
ルミ配線９ｂ）もより微細化され（例えば１ミクロン以
下になり、）、このような微細配線間を層間絶縁膜４を
通して接続させるためのコンタクホール６のサイズも一
層縮小し、従来から用いられていたスパッタ法等では、
アルミ配線９ｂをコンタクトホール６内に充分に埋め込
むことができず、図３中に示すように、コンタクトホー
ル６内の側壁部のアルミ配線９ｂが極端に薄くなり、断
線不良等を発生し、装置の信頼性を低下させるという問
題点を発生する。
【０００４】図２は、上述した問題点を解決するために
提案された半導体装置の多層配線構造の形成工程を示す
工程別断面図であり、以下、この多層配線構造の形成工
程について説明する。尚、この図において、図３と同一
符号は同一または相当する部分を示しており、７はＴｉ
Ｎ膜、８はＷ膜を示している。
提案された半導体装置の多層配線構造の形成工程を示す
工程別断面図であり、以下、この多層配線構造の形成工
程について説明する。尚、この図において、図３と同一
符号は同一または相当する部分を示しており、７はＴｉ
Ｎ膜、８はＷ膜を示している。
【０００５】まず、図２(a) に示すように、Ｓｉ基板１
上にＣＶＤ法等を用いて、例えば、シリコン酸化膜から
なる第１の層間絶縁膜２を形成し、次いで、この第１の
層間絶縁膜２上にスパッタ法等を用いて合金組成がＡｌ
−Ｃｕ（１％）のアルミ合金膜を形成し、該Ａｌ−Ｃｕ
（１％）のアルミ合金膜を通常の写真製版，エッチング
技術により、線幅が数ミクロン以下のアルミ配線３ａと
線幅が数十ミクロン以上のアルミ配線３ｂとを形成す
る。次に、図２(b) に示すように、例えば、シリコン酸
化膜からなる第２の層間絶縁膜４をＣＶＤ法等により形
成し、次いで、通常の写真製版，エッチング技術によ
り、線幅が数ミクロン以下のアルミ配線３ａに対して、
第２の層間絶縁膜４上に形成されるこれと同一寸法レベ
ルの微細配線を接続するためのコンタクトホール６と、
線幅が数十ミクロン以上のアルミ配線３ｂに、第２の層
間絶縁膜４上に形成される数十ミクロン画以上の大きさ
のボンディングパッドを接続するためのコンタクトホー
ル５とを形成する。次に、図２(c) に示すように、スパ
ッタ法等を用いて全面にＴｉＮ膜７を形成し、更に、Ｃ
ＶＤ法等を用いてコンタクトホール６が完全に埋め込ま
れるまで全面にＷ膜８を堆積させる。ここで、ＴｉＮ膜
７はＣＶＤ法等で形成されるＷ膜８の下地酸化膜に対す
る密着層としての役目を果たすもので、ＴｉＮ膜７の代
わりにＴｉＷ膜を用いてもよい。次に、図２(d) に示す
ように、エッチバック法を用いてＷ膜８及びＴｉＮ膜７
をエッチングし、コンタクトホール６内のみにＷ膜８が
残るようにする。この際のエッチングガスは、Ｗ膜８に
対してはＳＦ、ＴｉＮ膜７に対してはＣｌ2 が用いられ
る。そして、この時、Ｃｌ2 はＡｌ合金膜に対してもエ
ッチング性を示すため、図２(d) に示すように、パッド
部用開孔部５に対して形成されたアルミ配線３ａはＴｉ
Ｎ膜７とともにエッチング除去される。一方、コンタク
トホール６部分のアルミ配線３ｂがエッチングされない
のは、Ｗ膜８のエッチング時のエッチング量を、第２の
層間絶縁膜４上のＷ膜８の膜厚に対応させて、コンタク
トホール６内のＷ膜８がエッチングされない程度に制御
しているためである。尚、コンタクトホール５の大きさ
は、コンタクトホール６に比べて充分に大きく、Ｗ膜８
の成膜時、コンタクトホール５の部分に形成されるＷ膜
８の膜厚は第２の層間絶縁膜４上と同じ膜厚に成膜さ
れ、コンタクトホール５の部分に形成されるアルミ配線
３ａ上のＷ膜８は上記エッチバック時に完全に除去され
る。次に、図２(e) に示すように、スパッタ法等を用い
てアルミ合金膜を全面に形成し、通常の写真製版，エッ
チング技術により、アルミ配線からなるボンディングパ
ッド９ａ，線幅が数ミクロン以下の微細アルミ配線９ｂ
を形成すると、コンタクトホール６がＷ膜８で完全に埋
め込まれ、下層配線３ｂと線幅が数ミクロン以下の微細
アルミ配線９ｂ間がこのＷ膜８によって良好に接続され
た多層配線構造を得ることができる。
上にＣＶＤ法等を用いて、例えば、シリコン酸化膜から
なる第１の層間絶縁膜２を形成し、次いで、この第１の
層間絶縁膜２上にスパッタ法等を用いて合金組成がＡｌ
−Ｃｕ（１％）のアルミ合金膜を形成し、該Ａｌ−Ｃｕ
（１％）のアルミ合金膜を通常の写真製版，エッチング
技術により、線幅が数ミクロン以下のアルミ配線３ａと
線幅が数十ミクロン以上のアルミ配線３ｂとを形成す
る。次に、図２(b) に示すように、例えば、シリコン酸
化膜からなる第２の層間絶縁膜４をＣＶＤ法等により形
成し、次いで、通常の写真製版，エッチング技術によ
り、線幅が数ミクロン以下のアルミ配線３ａに対して、
第２の層間絶縁膜４上に形成されるこれと同一寸法レベ
ルの微細配線を接続するためのコンタクトホール６と、
線幅が数十ミクロン以上のアルミ配線３ｂに、第２の層
間絶縁膜４上に形成される数十ミクロン画以上の大きさ
のボンディングパッドを接続するためのコンタクトホー
ル５とを形成する。次に、図２(c) に示すように、スパ
ッタ法等を用いて全面にＴｉＮ膜７を形成し、更に、Ｃ
ＶＤ法等を用いてコンタクトホール６が完全に埋め込ま
れるまで全面にＷ膜８を堆積させる。ここで、ＴｉＮ膜
７はＣＶＤ法等で形成されるＷ膜８の下地酸化膜に対す
る密着層としての役目を果たすもので、ＴｉＮ膜７の代
わりにＴｉＷ膜を用いてもよい。次に、図２(d) に示す
ように、エッチバック法を用いてＷ膜８及びＴｉＮ膜７
をエッチングし、コンタクトホール６内のみにＷ膜８が
残るようにする。この際のエッチングガスは、Ｗ膜８に
対してはＳＦ、ＴｉＮ膜７に対してはＣｌ2 が用いられ
る。そして、この時、Ｃｌ2 はＡｌ合金膜に対してもエ
ッチング性を示すため、図２(d) に示すように、パッド
部用開孔部５に対して形成されたアルミ配線３ａはＴｉ
Ｎ膜７とともにエッチング除去される。一方、コンタク
トホール６部分のアルミ配線３ｂがエッチングされない
のは、Ｗ膜８のエッチング時のエッチング量を、第２の
層間絶縁膜４上のＷ膜８の膜厚に対応させて、コンタク
トホール６内のＷ膜８がエッチングされない程度に制御
しているためである。尚、コンタクトホール５の大きさ
は、コンタクトホール６に比べて充分に大きく、Ｗ膜８
の成膜時、コンタクトホール５の部分に形成されるＷ膜
８の膜厚は第２の層間絶縁膜４上と同じ膜厚に成膜さ
れ、コンタクトホール５の部分に形成されるアルミ配線
３ａ上のＷ膜８は上記エッチバック時に完全に除去され
る。次に、図２(e) に示すように、スパッタ法等を用い
てアルミ合金膜を全面に形成し、通常の写真製版，エッ
チング技術により、アルミ配線からなるボンディングパ
ッド９ａ，線幅が数ミクロン以下の微細アルミ配線９ｂ
を形成すると、コンタクトホール６がＷ膜８で完全に埋
め込まれ、下層配線３ｂと線幅が数ミクロン以下の微細
アルミ配線９ｂ間がこのＷ膜８によって良好に接続され
た多層配線構造を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の多
層配線構造は以上の工程によって形成されており、コン
タクトホール６によって微細配線部、即ち、線幅が数ミ
クロン以下のアルミ配線３ａと線幅が数ミクロン以下の
下層アルミ配線３ｂとが、接触不良を起こすことなく電
気的に良好に接続されている。しかしながら、コンタク
トホール６よりその開孔面積が数百倍以上大きく、アル
ミ配線からなるボンディングパッド９ａを広幅（線幅が
数十ミクロン以上）の下層アルミ配線３ａに接続させる
コンタクトホール５では、成長するＷ膜８の膜厚が薄
く、Ｗ膜８のエッチバック時に、コンタクトホール５内
の下層アルミ配線３ｂまでエッチングされてしまい、そ
の結果、ボンディングパッド９ａを下層アルミ配線３ａ
に形成された孔の側壁部のみでしか、該下層アルミ配線
３ａと接触させることができず、また、通常、アルミ表
面には絶縁性のアルミの自然酸化膜が形成されるため、
スパッタエッチによってこの自然酸化膜を除去してから
アルミ配線を施すが、上記の側壁部表面に生じる自然酸
化膜は、スパッタエッチによっても除去することが困難
なため、ボンディングパッド９ａと下層アルミ配線３ａ
とが電気的に良好に接続されず、電気的な接触不良を起
こすという問題点があった。
層配線構造は以上の工程によって形成されており、コン
タクトホール６によって微細配線部、即ち、線幅が数ミ
クロン以下のアルミ配線３ａと線幅が数ミクロン以下の
下層アルミ配線３ｂとが、接触不良を起こすことなく電
気的に良好に接続されている。しかしながら、コンタク
トホール６よりその開孔面積が数百倍以上大きく、アル
ミ配線からなるボンディングパッド９ａを広幅（線幅が
数十ミクロン以上）の下層アルミ配線３ａに接続させる
コンタクトホール５では、成長するＷ膜８の膜厚が薄
く、Ｗ膜８のエッチバック時に、コンタクトホール５内
の下層アルミ配線３ｂまでエッチングされてしまい、そ
の結果、ボンディングパッド９ａを下層アルミ配線３ａ
に形成された孔の側壁部のみでしか、該下層アルミ配線
３ａと接触させることができず、また、通常、アルミ表
面には絶縁性のアルミの自然酸化膜が形成されるため、
スパッタエッチによってこの自然酸化膜を除去してから
アルミ配線を施すが、上記の側壁部表面に生じる自然酸
化膜は、スパッタエッチによっても除去することが困難
なため、ボンディングパッド９ａと下層アルミ配線３ａ
とが電気的に良好に接続されず、電気的な接触不良を起
こすという問題点があった。
【０００７】尚、上記図２(c) に示す工程において、開
孔面積の大きいコンタクトホール５をＷ膜８で完全に埋
め込むことが考えられるが、コンタクトホール５のサイ
ズは、数十ミクロン画以上のボンディングパッドとほぼ
同程度であるため、これを埋め込むためのＷ膜８の形成
時間が長くなり、スループットが著しく低下するだけで
なく、層間絶縁膜４上に堆積するＷ膜８の膜厚が大きく
なって、エッチバック時のオーバーエッチングが長くな
り、このエッチング時に、開孔面積の小さいコンタクト
ホール６に埋め込まれたＷ膜８が彫り込まれてしまった
り、また、Ｗ膜８の下層配線３ａへの接着性が小さいこ
とから、開孔面積が大きいコンタクトホール５に埋め込
んだＷ膜８の膜剥がれを生じてしまう。
孔面積の大きいコンタクトホール５をＷ膜８で完全に埋
め込むことが考えられるが、コンタクトホール５のサイ
ズは、数十ミクロン画以上のボンディングパッドとほぼ
同程度であるため、これを埋め込むためのＷ膜８の形成
時間が長くなり、スループットが著しく低下するだけで
なく、層間絶縁膜４上に堆積するＷ膜８の膜厚が大きく
なって、エッチバック時のオーバーエッチングが長くな
り、このエッチング時に、開孔面積の小さいコンタクト
ホール６に埋め込まれたＷ膜８が彫り込まれてしまった
り、また、Ｗ膜８の下層配線３ａへの接着性が小さいこ
とから、開孔面積が大きいコンタクトホール５に埋め込
んだＷ膜８の膜剥がれを生じてしまう。
【０００８】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためなされたもので、微細配線部及びボンディングパ
ッド部のコンタクトホールを介した上層配線と下層配線
との接続特性が何れも向上し、これら何れのコンタクト
ホール部においても電気的接触不良を発生することがな
い多層配線構造を備えた半導体装置とその製造方法を得
ることを目的とする。
るためなされたもので、微細配線部及びボンディングパ
ッド部のコンタクトホールを介した上層配線と下層配線
との接続特性が何れも向上し、これら何れのコンタクト
ホール部においても電気的接触不良を発生することがな
い多層配線構造を備えた半導体装置とその製造方法を得
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
装置及びその製造方法は、ボンディングパッドと広幅の
下層配線とを接続するための、層間絶縁膜内に形成され
るコンタクトホールを、該層間絶縁膜を隔てた上層の微
細配線と下層の微細配線とを接続するためのコンタクト
ホールと同一サイズのコンタクトホールを複数集合させ
て形成するようにしたものである。
装置及びその製造方法は、ボンディングパッドと広幅の
下層配線とを接続するための、層間絶縁膜内に形成され
るコンタクトホールを、該層間絶縁膜を隔てた上層の微
細配線と下層の微細配線とを接続するためのコンタクト
ホールと同一サイズのコンタクトホールを複数集合させ
て形成するようにしたものである。
【００１０】この発明にかかる半導体装置及びその製造
方法は、ボンディングパッドと広幅の下層配線とを接続
するための、層間絶縁膜内に形成されるコンタクトホー
ルを、該層間絶縁膜を隔てた上層の微細配線と下層の微
細配線とを接続するためのコンタクトホールのホール径
と同一サイズの一辺をその短片とする溝状開孔を複数集
合させて形成するようにしたものである。
方法は、ボンディングパッドと広幅の下層配線とを接続
するための、層間絶縁膜内に形成されるコンタクトホー
ルを、該層間絶縁膜を隔てた上層の微細配線と下層の微
細配線とを接続するためのコンタクトホールのホール径
と同一サイズの一辺をその短片とする溝状開孔を複数集
合させて形成するようにしたものである。
【００１１】
【作用】この発明においては、ボンディングパッドと広
幅の下層配線とを、微細配線部を接続するコンタクトホ
ールと同一サイズの複数のコンタクトホールの集合体、
または、微細配線部を接続するコンタクトホールのホー
ル径と同一サイズの一辺をその短辺とする複数の溝状開
孔の集合体で接続するようにしたから、複数のコンタク
トホール（または溝状開孔）の各コンタクトホール（各
溝状開孔）において、その内部のＣＶＤ法によって埋め
込まれた金属膜により、ボンディングパッドと広幅の下
層配線とが各コンタクトホール（各溝状開孔）の開孔面
積でもって良好に接続し、その結果、これら両者間を広
い接合面積で接続することができる。
幅の下層配線とを、微細配線部を接続するコンタクトホ
ールと同一サイズの複数のコンタクトホールの集合体、
または、微細配線部を接続するコンタクトホールのホー
ル径と同一サイズの一辺をその短辺とする複数の溝状開
孔の集合体で接続するようにしたから、複数のコンタク
トホール（または溝状開孔）の各コンタクトホール（各
溝状開孔）において、その内部のＣＶＤ法によって埋め
込まれた金属膜により、ボンディングパッドと広幅の下
層配線とが各コンタクトホール（各溝状開孔）の開孔面
積でもって良好に接続し、その結果、これら両者間を広
い接合面積で接続することができる。
【００１２】尚、本発明において微細配線とは線幅が数
ミクロン以下の配線を意味し、広幅の配線とは線幅が数
十ミクロン以上の配線を意味する。
ミクロン以下の配線を意味し、広幅の配線とは線幅が数
十ミクロン以上の配線を意味する。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は、この発明の一実施例による半導体装置の
多層配線構造を形成する工程を示す工程別断面図であ
り、図において、１０は微細配線部における線幅が数ミ
クロン以下の下層アルミ配線３ｂと層間絶縁膜４上に形
成される線幅が数ミクロン以下のアルミ配線９ｂとを接
続するためのコンタクトホール６と同一サイズの複数の
コンタクトホールである。
する。図１は、この発明の一実施例による半導体装置の
多層配線構造を形成する工程を示す工程別断面図であ
り、図において、１０は微細配線部における線幅が数ミ
クロン以下の下層アルミ配線３ｂと層間絶縁膜４上に形
成される線幅が数ミクロン以下のアルミ配線９ｂとを接
続するためのコンタクトホール６と同一サイズの複数の
コンタクトホールである。
【００１４】以下、形成工程を図１に基づいて説明す
る。図１(a) に示す工程は、従来と同様であり、ここで
は説明を省略する。そして、図１(a) に示す工程後、図
１(b) に示すように、例えば、シリコン酸化膜からなる
第２の層間絶縁膜４をＣＶＤ法等により形成し、次い
で、通常の写真製版，エッチング技術により、層間絶縁
膜４上に形成される線幅が数ミクロン以下の微細配線
を、これと同一寸法レベルの下層アルミ配線３ｂに接続
するための、これら微細配線の線幅より若干小さい寸法
を一辺とする矩形、または、この若干小さい寸法を直径
とする円形のコンタクトホール６と、第２の層間絶縁膜
４上に形成されるその大きさが数十ミクロン画以上のボ
ンディングパッドを、線幅が数十ミクロン以上の下層配
線３ａに接続するための、コンタクトホール６と同一サ
イズの複数のコンタクトホール１０を形成する。例え
ば、この時のコンタクトホール６の内径（または一辺）
が０．８μｍであれば、コンタクトホール１０の内径
（または一辺）も０．８μｍとする。次に、図１(c) に
示すように、スパッタ法等を用いて従来と同様に全面に
ＴｉＮ膜７を形成し、更に、ＣＶＤ法等を用いてコンタ
クトホール６及びコンタクトホール１０の内部が完全に
埋め込まれるまで全面にＷ膜８を成長させる。ここで、
ＴｉＮ膜７はＣＶＤ法等で形成されるＷ膜８の下地酸化
膜（ここでは、シリコン酸化膜）に対する密着層として
の役目を果たすもので、これにより、コンタクトホール
６，１０の側壁部及び第２の層間絶縁膜４上へのＷ膜８
の接着性が増し、次工程におけるＷ膜８のエッチバック
工程におけるＷ膜８の剥がれを防止することができる。
尚、ＴｉＮ膜７の代わりにＴｉＷ膜を用いてもよい。次
に、図１(d) に示すように、エッチバック法を用いてＷ
膜８及びＴｉＮ膜７をエッチングし、コンタクトホール
６及びコンタクトホール１０内のみにＷ膜８が残るよう
にする。この際のエッチングガスは、従来と同様にＷ膜
８に対してはＳＦ、ＴｉＮ膜７に対してはＣｌ2 が用い
られる。また、この時、コンタクトホール６とコンタク
トホール１０の個々のコンタクトホールは同じサイズに
形成しているため、反応の進行具合が等しく同じ反応時
間でＷ膜８を埋め込むことができる。次に、図１(e) に
示すように、スパッタ法等を用いてアルミルミ合金膜を
全面に形成し、通常の写真製版，エッチング技術によ
り、線幅が数ミクロン以下のアルミ配線９ｂと数十ミク
ロン画以上の大きさのアルミ配線からなるボンディング
パッド９ａを形成すると、コンタクトホール６，１０が
Ｗ膜８で完全に埋め込まれ、下層アルミ配線３ｂとアル
ミ配線９ｂ間，下層アルミ配線３ａとボンディングパッ
ド９ａ間が、それぞれＷ膜８が埋め込まれたコンタクト
ホール６，１０を介して良好に接続される。
る。図１(a) に示す工程は、従来と同様であり、ここで
は説明を省略する。そして、図１(a) に示す工程後、図
１(b) に示すように、例えば、シリコン酸化膜からなる
第２の層間絶縁膜４をＣＶＤ法等により形成し、次い
で、通常の写真製版，エッチング技術により、層間絶縁
膜４上に形成される線幅が数ミクロン以下の微細配線
を、これと同一寸法レベルの下層アルミ配線３ｂに接続
するための、これら微細配線の線幅より若干小さい寸法
を一辺とする矩形、または、この若干小さい寸法を直径
とする円形のコンタクトホール６と、第２の層間絶縁膜
４上に形成されるその大きさが数十ミクロン画以上のボ
ンディングパッドを、線幅が数十ミクロン以上の下層配
線３ａに接続するための、コンタクトホール６と同一サ
イズの複数のコンタクトホール１０を形成する。例え
ば、この時のコンタクトホール６の内径（または一辺）
が０．８μｍであれば、コンタクトホール１０の内径
（または一辺）も０．８μｍとする。次に、図１(c) に
示すように、スパッタ法等を用いて従来と同様に全面に
ＴｉＮ膜７を形成し、更に、ＣＶＤ法等を用いてコンタ
クトホール６及びコンタクトホール１０の内部が完全に
埋め込まれるまで全面にＷ膜８を成長させる。ここで、
ＴｉＮ膜７はＣＶＤ法等で形成されるＷ膜８の下地酸化
膜（ここでは、シリコン酸化膜）に対する密着層として
の役目を果たすもので、これにより、コンタクトホール
６，１０の側壁部及び第２の層間絶縁膜４上へのＷ膜８
の接着性が増し、次工程におけるＷ膜８のエッチバック
工程におけるＷ膜８の剥がれを防止することができる。
尚、ＴｉＮ膜７の代わりにＴｉＷ膜を用いてもよい。次
に、図１(d) に示すように、エッチバック法を用いてＷ
膜８及びＴｉＮ膜７をエッチングし、コンタクトホール
６及びコンタクトホール１０内のみにＷ膜８が残るよう
にする。この際のエッチングガスは、従来と同様にＷ膜
８に対してはＳＦ、ＴｉＮ膜７に対してはＣｌ2 が用い
られる。また、この時、コンタクトホール６とコンタク
トホール１０の個々のコンタクトホールは同じサイズに
形成しているため、反応の進行具合が等しく同じ反応時
間でＷ膜８を埋め込むことができる。次に、図１(e) に
示すように、スパッタ法等を用いてアルミルミ合金膜を
全面に形成し、通常の写真製版，エッチング技術によ
り、線幅が数ミクロン以下のアルミ配線９ｂと数十ミク
ロン画以上の大きさのアルミ配線からなるボンディング
パッド９ａを形成すると、コンタクトホール６，１０が
Ｗ膜８で完全に埋め込まれ、下層アルミ配線３ｂとアル
ミ配線９ｂ間，下層アルミ配線３ａとボンディングパッ
ド９ａ間が、それぞれＷ膜８が埋め込まれたコンタクト
ホール６，１０を介して良好に接続される。
【００１５】尚、図１は半導体装置の一方向の一線上に
対応する断面図であり、また、説明の便宜上、コンタク
トホール１０を３個しか図示していないが、実際は、ボ
ンディングパッド９ａの面積に応じて、ボンディングパ
ッド９ａと下層配線３ａ間の層間絶縁膜４に出来るだけ
多くのコンタクトホール１０を形成する。
対応する断面図であり、また、説明の便宜上、コンタク
トホール１０を３個しか図示していないが、実際は、ボ
ンディングパッド９ａの面積に応じて、ボンディングパ
ッド９ａと下層配線３ａ間の層間絶縁膜４に出来るだけ
多くのコンタクトホール１０を形成する。
【００１６】このような本実施例の多層配線構造の形成
工程では、ボンディングパッド９ａと広幅の下層配線３
ａとを接続する、層間絶縁膜４内に形成するコンタクト
ホールを、該層間絶縁膜４を隔てた線幅が数ミクロン以
下の上層の微細アルミ配線９ｂと線幅が数ミクロン以下
の下層の微細アルミ配線３ｂとを接続するためのコンタ
クトホール６（ホール径が０．８μｍ）と同一サイズの
複数のコンタクトホール１０で構成したので、微細細線
（配線３ｂと配線９ｂ）の接続部と同様に、ボンディン
グパッド９ａと広幅の下層配線３ａとが電気的な接続不
良を生ずることなく接続し、電気特性が安定した信頼性
に優れた多層配線構造を得ることができる。
工程では、ボンディングパッド９ａと広幅の下層配線３
ａとを接続する、層間絶縁膜４内に形成するコンタクト
ホールを、該層間絶縁膜４を隔てた線幅が数ミクロン以
下の上層の微細アルミ配線９ｂと線幅が数ミクロン以下
の下層の微細アルミ配線３ｂとを接続するためのコンタ
クトホール６（ホール径が０．８μｍ）と同一サイズの
複数のコンタクトホール１０で構成したので、微細細線
（配線３ｂと配線９ｂ）の接続部と同様に、ボンディン
グパッド９ａと広幅の下層配線３ａとが電気的な接続不
良を生ずることなく接続し、電気特性が安定した信頼性
に優れた多層配線構造を得ることができる。
【００１７】尚、上記本実施例では、ボンディングパッ
ド９ａと広幅の下層配線３ａ間にコンタクトホール５と
同一サイズの矩形或いは円形のコンタクトホール１０を
複数形成したが、例えば、その短辺がコンタクトホール
５のホール径（即ち、円形の場合は直径，矩形の場合は
一辺の寸法）と同寸法の溝状の開孔（上記実施例に対応
させた場合、幅が０．８μｍ，長さが１００μｍの溝）
を複数形成してもよく、この場合も、上記実施例と同様
に、上記ＣＶＤ法による金属膜の成長工程と、エッチバ
ック工程とにより、この溝状の開孔内を金属膜で埋め込
むことができ、上記実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
ド９ａと広幅の下層配線３ａ間にコンタクトホール５と
同一サイズの矩形或いは円形のコンタクトホール１０を
複数形成したが、例えば、その短辺がコンタクトホール
５のホール径（即ち、円形の場合は直径，矩形の場合は
一辺の寸法）と同寸法の溝状の開孔（上記実施例に対応
させた場合、幅が０．８μｍ，長さが１００μｍの溝）
を複数形成してもよく、この場合も、上記実施例と同様
に、上記ＣＶＤ法による金属膜の成長工程と、エッチバ
ック工程とにより、この溝状の開孔内を金属膜で埋め込
むことができ、上記実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【００１８】また、上記実施例ではコンタクトホールを
埋め込む金属膜としてＷ膜８を用いたが、ＣＶＤ法によ
って成長するＭｏ，Ａｌ等の他の純金属や、ＴａＳｉ2
，ＴｉＳｉ2 等の他の高融点金属のシリサイド化物を
用いてもよく、上記実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
埋め込む金属膜としてＷ膜８を用いたが、ＣＶＤ法によ
って成長するＭｏ，Ａｌ等の他の純金属や、ＴａＳｉ2
，ＴｉＳｉ2 等の他の高融点金属のシリサイド化物を
用いてもよく、上記実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ボン
ディングパッドと広幅の下層配線とを接続するための、
層間絶縁膜内に形成されるコンタクトホールを、該層間
絶縁膜を隔てた上層の微細配線と下層の微細配線とを接
続するためのコンタクトホールと同一サイズのコンタク
トホールを複数集合させて形成するようにしたので、こ
れら何れのコンタクトホールの内部にも、ＣＶＤ法によ
る金属膜成長工程とエッチバック工程とによって金属膜
を埋め込むことができ、その結果、微細配線間とボンデ
ィングパッドと広幅の下層配線間が、各コンタクトホー
ルの開孔面積でもって良好に接続し、これらボンディン
グパッドと広幅の下層配線間が広い接合面積で接続し
た、電気的な接触不良を生じない高信頼性の半導体装置
を得ることができる効果がある。
ディングパッドと広幅の下層配線とを接続するための、
層間絶縁膜内に形成されるコンタクトホールを、該層間
絶縁膜を隔てた上層の微細配線と下層の微細配線とを接
続するためのコンタクトホールと同一サイズのコンタク
トホールを複数集合させて形成するようにしたので、こ
れら何れのコンタクトホールの内部にも、ＣＶＤ法によ
る金属膜成長工程とエッチバック工程とによって金属膜
を埋め込むことができ、その結果、微細配線間とボンデ
ィングパッドと広幅の下層配線間が、各コンタクトホー
ルの開孔面積でもって良好に接続し、これらボンディン
グパッドと広幅の下層配線間が広い接合面積で接続し
た、電気的な接触不良を生じない高信頼性の半導体装置
を得ることができる効果がある。
【００２０】更に、この発明によれば、ボンディングパ
ッドと広幅の下層配線とを接続するための、層間絶縁膜
内に形成されるコンタクトホールを、該層間絶縁膜を隔
てた上層の微細配線と下層の微細配線とを接続するため
のコンタクトホールのホール径と同一サイズの一辺をそ
の短片とする溝状開孔を複数集合させて形成するように
したので、これら何れの溝状開孔の内部にも、ＣＶＤ法
による金属膜成長工程とエッチバック工程とによって金
属膜を埋め込むことができ、その結果、微細配線間とボ
ンディングパッドと広幅の下層配線間が、各溝状開孔の
開孔面積でもって良好に接続し、これらボンディングパ
ッドと広幅の下層配線間が広い接合面積で接続した、電
気的な接触不良を生じない高信頼性の半導体装置を得る
ことができる効果がある。
ッドと広幅の下層配線とを接続するための、層間絶縁膜
内に形成されるコンタクトホールを、該層間絶縁膜を隔
てた上層の微細配線と下層の微細配線とを接続するため
のコンタクトホールのホール径と同一サイズの一辺をそ
の短片とする溝状開孔を複数集合させて形成するように
したので、これら何れの溝状開孔の内部にも、ＣＶＤ法
による金属膜成長工程とエッチバック工程とによって金
属膜を埋め込むことができ、その結果、微細配線間とボ
ンディングパッドと広幅の下層配線間が、各溝状開孔の
開孔面積でもって良好に接続し、これらボンディングパ
ッドと広幅の下層配線間が広い接合面積で接続した、電
気的な接触不良を生じない高信頼性の半導体装置を得る
ことができる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による半導体装置の多層配
線構造の形成工程を示す工程別断面図である。
線構造の形成工程を示す工程別断面図である。
【図２】従来の半導体装置の多層配線構造の形成工程を
示す工程別断面図である。
示す工程別断面図である。
【図３】従来の半導体装置の多層配線構造を示す断面図
である。
である。
１ Ｓｉ基板 ２，４ 層間絶縁膜 ３ａ アルミ配線 ３ｂ アルミ配線パッド部 ５，６，１０ コンタクトホール ７ ＴｉＮ膜 ８ Ｗ膜 ９ａ ボンディングパッド ９ｂ 微細アルミ配線
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体基板を覆う絶縁膜中に敷設された
該半導体基板内の素子に導通する微細配線と、上記絶縁
膜上面に形成された微細配線とを電気的に接続する第１
のコンタクトホールと、 上記絶縁膜中に敷設された、上記半導体基板内の素子に
導通する広幅の配線部と、上記絶縁膜上面に形成された
ボンディングパッドとを電気的に接続する第２のコンタ
クホールとを有する多層配線構造を備えてなる半導体装
置において、 上記第２のコンタクホールを、上記第１のコンタクトホ
ールと同一サイズの複数の微小コンタクトホールを集合
させて構成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体装置であって、 上記微細配線の線幅が数ミクロン以下であり、上記ボン
ディングパッドの大きさが数十ミクロン画以上であるこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】 半導体基板を覆う絶縁膜中に敷設され
た、該半導体基板内の素子に導通する微細配線と、上記
絶縁膜上面に形成された微細配線とを電気的に接続する
第１のコンタクトホールと、 上記絶縁膜中に敷設された、上記半導体基板内の素子に
導通する広幅の配線部と、上記絶縁膜上面に形成された
ボンディングパッドとを電気的に接続する第２のコンタ
クホールとを有する多層配線構造を備えてなる半導体装
置において、 上記第２のコンタクホールを、上記第１のコンタクトホ
ールのホール径と同一サイズの一片をその短片とする複
数の溝状開孔を集合させて構成したことを特徴とする半
導体装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の半導体装置であって、 上記微細配線の線幅が数ミクロン以下であり、上記ボン
ディングパッドの大きさが数十ミクロン画以上であるこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項５】 半導体基板の全面に対して第１の層間絶
縁膜を形成する工程と、 上記半導体基板内の素子に導通する微細配線と広幅の配
線とを、上記第１の層間絶縁膜上に形成する工程と、 上記配線を覆うように、上記第１の層間絶縁膜の全面に
対して第２の層間絶縁膜を形成する工程と、 上記第２の層間絶縁膜内の上記微細配線の上部と、上記
広幅の配線の上部とに、それぞれ上記第２の層間絶縁膜
表面からこれらの配線の上面に貫通するコンタクトホー
ルを形成する工程と、 上記第２の層間絶縁膜表面及び上記コンタクトホールの
内壁面に、スパッタ法によりＴｉＮ膜またはＴｉＷ膜を
形成する工程と、 上記半導体基板の全面に対してＣＶＤ法を用いて金属膜
を成長させ、上記微細配線上のコンタクトホールを金属
膜によって完全に埋め込む工程と、 エッチバック法を用いて、上記微細配線上のコンタクト
ホールに埋め込まれた金属膜を除去することなく、上記
第２の層間絶縁膜上に成長した金属膜を除去する工程
と、 上記第２の層間絶縁膜表面に配線金属層を形成し、該配
線金属層を所定形状にパターニングして、上記コンタク
トホールを通して上記微細配線に導通する微細配線と、
上記広幅の配線に導通するボンディングパッドとを形成
する工程とを備え、多層配線構造を形成する半導体装置
の製造方法において、 上記広幅の配線の上部に、上記微細配線の上部に形成す
るコンタククトホールと同一サイズの複数のコンタクト
ホールを集合させて形成し、上記ＣＶＤ法を用いた金属
膜の成長時、上記微細配線の上部に形成するコンタクト
ホールと同様に、上記複数のコンタクトホール内に金属
膜を埋め込むようにしたことを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の半導体装置であって、 上記微細配線の線幅が数ミクロン以下であり、上記ボン
ディングパッドの大きさが数十ミクロン画以上であるこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項７】 半導体基板の全面に対して第１の層間絶
縁膜を形成する工程と、 上記半導体基板内の素子に導通する微細配線と広幅の配
線とを、上記第１の層間絶縁膜上に形成する工程と、 上記配線を覆うように、上記第１の層間絶縁膜の全面に
対して第２の層間絶縁膜を形成する工程と、 上記第２の層間絶縁膜内の上記微細配線の上部と、上記
広幅の配線の上部とに、上記第２の層間絶縁膜表面から
これらの配線の上面に貫通するコンタクトホールを形成
する工程と、 上記第２の層間絶縁膜表面及び上記コンタクトホールの
内壁面に、スパッタ法によりＴｉＮ膜またはＴｉＷ膜を
形成する工程と、 上記半導体基板の全面に対してＣＶＤ法を用いて金属膜
を成長させ、上記微細配線上のコンタクトホールを金属
膜によって完全に埋め込む工程と、 エッチバック法を用いて、上記微細配線上のコンタクト
ホールに埋め込まれた金属膜を除去することなく、上記
第２の層間絶縁膜上に成長した金属膜を除去する工程
と、 上記第２の層間絶縁膜表面に配線金属層を形成し、該配
線金属層を所定形状にパターニングして、上記コンタク
トホールを通して上記微細配線に導通する微細配線と、
上記広幅の配線に導通するボンディングパッドとを形成
する工程とを備え、多層配線構造を形成する半導体装置
の製造方法において、 上記広幅の配線の上部に、上記微細配線の上部に形成す
るコンタクトホールのホール径と同一サイズの一片をそ
の短片とする複数の溝状開孔を集合させて形成し、上記
ＣＶＤ法による金属膜の成長時、上記微細配線の上部に
形成するコンタクトホールと同様に、上記複数の溝状開
孔内に金属膜を埋め込むようにしたことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載の半導体装置であって、 上記微細配線の線幅が数ミクロン以下であり、上記ボン
ディングパッドの寸法が数十ミクロン画以上であること
を特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18187392A JPH05347358A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18187392A JPH05347358A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05347358A true JPH05347358A (ja) | 1993-12-27 |
Family
ID=16108351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18187392A Pending JPH05347358A (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05347358A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6479375B2 (en) * | 1997-10-21 | 2002-11-12 | Nec Corporation | Method of forming a semiconductor device having a non-peeling electrode pad portion |
| KR100370170B1 (ko) * | 2001-03-08 | 2003-02-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 플레쉬 메탈 레이어의 콘택 형성방법 |
| US9142489B2 (en) | 2012-08-10 | 2015-09-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a non-planar conductive pattern, and methods of forming semiconductor devices including a non-planar conductive pattern |
| JP2016111084A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP18187392A patent/JPH05347358A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6479375B2 (en) * | 1997-10-21 | 2002-11-12 | Nec Corporation | Method of forming a semiconductor device having a non-peeling electrode pad portion |
| KR100370170B1 (ko) * | 2001-03-08 | 2003-02-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 플레쉬 메탈 레이어의 콘택 형성방법 |
| US9142489B2 (en) | 2012-08-10 | 2015-09-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a non-planar conductive pattern, and methods of forming semiconductor devices including a non-planar conductive pattern |
| JP2016111084A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
| US9698103B2 (en) | 2014-12-03 | 2017-07-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
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