JPH0542139B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、厚い絶縁膜層を通して上層の金属
配線層と下層のゲート配線とを直接結線する微細
かつ信頼性の高い結線を行なう多層配線方法に関
する。

従来半導体集積回路の多層配線を形成する際、
２層目の配線ゲート電極などに結線する方法とし
ては、第１図ａに示すように、基板１の上にフイ
ールド酸化膜２を5000〜7000Åの厚さで形成す
る。

次に第１図ｂに示すように、ゲート酸化膜３
（厚さ200〜500Å）とゲート電極４（厚さ2500〜
4000Å）を積層する（通常PolySi）。それは結線
のためにフイールド酸化膜２上にも形成される。

次に、第１図ｃのように第１絶縁膜５（厚さ
5000〜8000Å）を被着した後所定のマスクを用い
て、結線のためのコンタクトホールをホトリソ工
程を行なつて形成する。

次に、第１図ｄのように第１配線パターン６を
6000〜10000Åの厚さで形成する。これは通常ア
ルミなどで行なわれる。さらに第１図ｅに示すよ
うに、第２絶縁膜７を6000〜10000Åの厚さで、
第１絶縁膜５および第１配線パターン６上に被着
し、第１配線層と第２配線層を結線するためのス
ルーホールパターンを形成する。

次に、第１図ｆに示すように、第２配線８をア
ルミなどで形成する。

このような従来の多層配線形成方法によると、
ゲート電極を第２配線層に結線するために第１配
線層を介して結線するわけであるが、この第１配
線層を形成するために結線エリアが大きくなり集
積度を向上できない。

また、集積度を上げるためにゲート電極と第１
配線を結ぶためのコンタクトホールと、第１配線
と第２配線を結ぶためのスルーホールを同一箇所
に開孔する方法もあるが、この方法はスルーホー
ルのパターニングの際に第１図ｆにおけるコンタ
クトホール部７ａにレジストが厚くなり、パター
ニングが難しくなる。

さらに、結線部が深くなりすぎて、第２配線が
断切れなどの不良を起こし易いなどの問題があ
る。

この問題を解決するためにコンタクトホールを
大きく開孔し、次にスルーホールを所定の大きさ
に開孔することによつて、結線部を２段にするこ
とにより断切れなどの不良を防ぐ方法があるが、
この方法を用いた場合の問題点としては、大きな
コンタクトホールを形成する際に結線すべきゲー
ト電極をはずれてコンタクトホールを形成してし
まう可能性がある。

こうした場合、第１絶縁膜５のエツチングで膜
厚のバラツキを考慮してオーバーエツチするとき
に下層のフイールド酸化膜がエツチングされて薄
くなつてしまう危険がある。

また、それを防ぐためにゲート電極結線部を大
きなパターンにしようとした場合に集積度が向上
しないとか、隣接ゲート電極パターンとの余裕が
なくなるというような問題がある。

この発明は、上記従来の欠点を解決するために
なされたもので、集積度を向上させかつ信頼性の
高い多層配線ができる多層配線方法を提供するこ
とを目的とする。

以下、この発明の多層配線方法の実施例につい
て図面に基づき説明する。第２図ａないし第２図
ｅはその一実施例の工程説明図である。まず、第
２図ａに示すように、基板１１（シリコン）にフ
イールド酸化膜１２を5000〜7000Å程度形成後、
結線部となるべき部分にダミー体、たとえばポリ
シリコン１３を1000〜4000Å形成する。この際形
成するポリシリコン１３は、ダブルシリコンゲー
ト構造なら第１ポリシリコンゲート（第１のゲー
ト配線）と同時に形成されるようにマスクを作成
しておけば、特に１工程を増加する必要はない。

その後、第２図ｂに示すように、ゲート酸化を
行つてゲート酸化膜１４を形成する。さらに、こ
のゲート酸化膜１４上にゲート配線１５（第２の
ゲート配線）を形成する。

次に、第２図ｃに示すように、ゲート配線１５
上に第１中間絶縁膜１６を被着し、所望の寸法よ
りも大きいマスクを用いて、第２図ｄに示すごと
く、コンタクトホール１６ａを形成する。このコ
ンタクトホール１６ａはゲート配線１５に連なつ
ている。

このコンタクトホール１６ａの形成の際に、合
せずれなどにより、コンタクトホールがゲート電
極よりはみ出した場合でも、ダミー体のポリシリ
コン１３でエツチングが止まり、フイールド酸化
膜１２をエツチングする心配はない。そして、図
中には示していない部分において、必要な第１層
金属配線層を形成する工程を経過した後、第２図
ｄより明らかなように、第２中間絶縁膜１７を
6000〜10000Åの厚さで被着する。

次に、第２図ｅに示すように、所望の寸法のマ
スクを用いて、スルーホール１７ａのパターンを
コンタクトホール１６ａの内に形成し、第２金属
配線層１８を形成する。この第２金属配線層１８
はスルーホール１７ａを通して、ゲート配線１５
に直接接続されている。

以上説明したように、上記第１の実施例ではゲ
ート電極に第２層金属配線層１８を直接結線する
方法で行なうために第１金属配線層を介していな
い。したがつて、第１金属配線層を用いた場合よ
りも集積度が大巾に向上する。

また、コンタクトホールとスルーホールの大き
さを変えているために結線スルーホールは段を持
つた形となり、アルミの断線などの不良は発生し
ない。

さらに、特にゲート電極結線部を大きくせずに
その下にダミー体、たとえばポリシリコン１３を
形成することにより大きなコンタクトホールを形
成し、それがゲート電極結線部からはずれてもダ
ミー体のポリシリコン１３によりフイールド酸化
膜１２がエツチングされてしまうような問題はな
く、ゲート電極配線ビツチも従来のものと変わり
なくパターン形成することが可能である。

なお、上記第１の実施例では、ダミー体にポリ
シリコン１３を用いたが、これは絶縁膜のエツチ
ングに対してエツチング速度の遅いものであれ
ば、モリブデン、タングステン、など何を用いて
もさしつかえない。

また、上記第１の実施例では、アルミの２層配
線の場合について述べたが、これが３層あるいは
４層になつた場合にも利用することができるのは
言うまでもない。

以上のようにこの発明の多層配線方法によれ
ば、フイールド酸化膜のエツチングを防止するダ
ミー体の上で、大きなコンタクトホール内に小さ
なスルーホールを開ける方法で、かつ第２のゲー
ト配線と第２の中間絶縁膜上の金属配線を直接接
続する方法で多層配線を形成したから、集積度を
向上させることができるとともに、信頼性の高い
多層配線を形成できるという利点を有する。ま
た、前記ダミー体は第１のゲート配線形成工程を
利用して形成できるので、従来と全く同様の製造
工程で前記ダミー体を設けて信頼性の向上、高集
積化を図ることができる。また、前記ダミー体は
酸化膜で覆われているので、例えば第３図に示す
ようにダミー体（ポリシリコン１３）まで延びる
他の配線１９があつたとしても、該配線１９がダ
ミー体（ポリシリコン１３）を介して第２のゲー
ト配線１５と短絡することは酸化膜１４で防止さ
れ、より信頼性を向上させ得る。また、その酸化
膜１４は第１のゲート配線上のゲート酸化膜形成
工程を利用して形成できるので特別に工程が増え
ることはなく、工程が煩雑になることは防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａないし第１図ｆは従来の多層配線形成
方法を説明するための工程説明図、第２図ａない
し第２図ｅはそれぞれこの発明の多層配線方法の
一実施例を説明するための工程説明図、第３図は
この発明の効果を説明するための断面図である。 １１……基板、１２……フイールド酸化膜、１
３……ポリシリコン、１４……ゲート酸化膜、１
５……ゲート配線、１６……第１中間絶縁膜、１
６ａ……コンタクトホール、１７……第２中間絶
縁膜、１７ａ……スルーホール、１８……第２層
金属配線層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板上にフイールド酸化膜を形成した後、該
   基板上への第１のゲート配線の形成と同時に、前
   記フイールド酸化膜上に前記第１のゲート配線と
   電気的に分離したダミー体を形成する工程と、 そのダミー体と前記第１のゲート配線とをそれ
   ぞれ覆うように酸化膜を形成する工程と、 前記基板上に、前記酸化膜で覆われたダミー体
   上に延在して第２のゲート配線を形成する工程
   と、 その第２のゲート配線上を含む基板上の全面に
   第１の中間絶縁膜を形成した後、この第１の中間
   絶縁膜に、前記ダミー体上で、前記第２のゲート
   配線の表面を露出させるようにコンタクトホール
   を形成する工程と、 そのコンタクトホール部を含む前記第１の中間
   絶縁膜上の全面に第２の中間絶縁膜を形成した
   後、該第２の中間絶縁膜に前記コンタクトホール
   内でスルーホールを形成し、前記第２のゲート配
   線を露出させる工程と、 前記スルーホールを通して前記第２のゲート配
   線に接続する金属配線を形成する工程とを有する
   ことを特徴とする多層配線方法。