JPH0613468A - 半導体装置の層間コンタクト構造およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置の層間コンタクト構造およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の層間コンタクト構造およびその
製造方法を提供する。 【構成】 表面に段差による屈曲の形成された半導体基
板上でブァイアホールを通じて層間コンタクトをするに
おいて、層間絶縁層に形成されたブァイアホール100
と、このブァイアホール100を通じて接触される下層
配線50および上層配線55と、ブァイアホール100
の垂直下端部および前記下層配線50の下に形成される
パッド35aとを有する。 【効果】 これにより、従来の深いブァイアホールによ
り発生した上層配線の悪い段差塗布性による不良コンタ
クトが減少でき、段差により表面が不均一な基板上に平
坦な導電層を形成しうる。
製造方法を提供する。 【構成】 表面に段差による屈曲の形成された半導体基
板上でブァイアホールを通じて層間コンタクトをするに
おいて、層間絶縁層に形成されたブァイアホール100
と、このブァイアホール100を通じて接触される下層
配線50および上層配線55と、ブァイアホール100
の垂直下端部および前記下層配線50の下に形成される
パッド35aとを有する。 【効果】 これにより、従来の深いブァイアホールによ
り発生した上層配線の悪い段差塗布性による不良コンタ
クトが減少でき、段差により表面が不均一な基板上に平
坦な導電層を形成しうる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に係り、特に下層配線と上層配線が接触するバ
イアホールの垂直下端部にパッド (PAD)を形成すること
により上記の2配線のコンタクトを容易にする半導体装
置の層間コンタクト構造およびその製造方法に関する。
製造方法に係り、特に下層配線と上層配線が接触するバ
イアホールの垂直下端部にパッド (PAD)を形成すること
により上記の2配線のコンタクトを容易にする半導体装
置の層間コンタクト構造およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】LSIの微細化の進展につれ、物理的限
界といえる種々の問題が可視化されている。その中で
も、コンタクト(Contact) に関しては、幾何学的な段差
増大による金属配線の断線、素子の微細化による高抵抗
性の金属配線で発生する導電物質の電気的物質移動とス
トレス物質移動による問題が指摘されている。多層配線
技術は、微細化による金属配線の種々の問題を解決し、
信頼性および集積度の高い半導体装置を製造するために
提案された。これは、下層配線が形成された半導体基板
上に絶縁物質を塗布して層間絶縁層を形成した後、下層
配線上に形成された層間絶縁層の一部分を除去してバイ
アホール(via hole)を形成し、このバイアホールに導電
物質を充填して下層配線と接触される工程よりなる。
界といえる種々の問題が可視化されている。その中で
も、コンタクト(Contact) に関しては、幾何学的な段差
増大による金属配線の断線、素子の微細化による高抵抗
性の金属配線で発生する導電物質の電気的物質移動とス
トレス物質移動による問題が指摘されている。多層配線
技術は、微細化による金属配線の種々の問題を解決し、
信頼性および集積度の高い半導体装置を製造するために
提案された。これは、下層配線が形成された半導体基板
上に絶縁物質を塗布して層間絶縁層を形成した後、下層
配線上に形成された層間絶縁層の一部分を除去してバイ
アホール(via hole)を形成し、このバイアホールに導電
物質を充填して下層配線と接触される工程よりなる。
【0003】このような多層配線技術は従来の単層で集
積する配線を二層あるいは三層で配線するので、消耗さ
れる電力、抵抗値などの色々の要素によりその集積度に
限界をもつ配線技術において、高集積配線を可能にする
のみならず、配線自体の抵抗値を減らして素子の電気的
特性を向上させる効果が得られる。多層配線の信頼度は
配線自体のみならず、一層の配線と他の一層の配線を電
気的に連結する層間コンタクト技術により左右される
が、まず図1を参照して従来の層間コンタクト法を説明
する。任意の不純物ドーピング領域を有する半導体基板
10の表面を絶縁層12により電気的に絶縁させた後、
パターン30を形成することによりその表面に段差によ
る屈曲の形成された基板をモデルとして従来の多層配線
技術を説明する。これは、下層配線50と上層配線55
がバイアホールを通じて接触される時、表面屈曲により
発生する問題点を説明するためである。
積する配線を二層あるいは三層で配線するので、消耗さ
れる電力、抵抗値などの色々の要素によりその集積度に
限界をもつ配線技術において、高集積配線を可能にする
のみならず、配線自体の抵抗値を減らして素子の電気的
特性を向上させる効果が得られる。多層配線の信頼度は
配線自体のみならず、一層の配線と他の一層の配線を電
気的に連結する層間コンタクト技術により左右される
が、まず図1を参照して従来の層間コンタクト法を説明
する。任意の不純物ドーピング領域を有する半導体基板
10の表面を絶縁層12により電気的に絶縁させた後、
パターン30を形成することによりその表面に段差によ
る屈曲の形成された基板をモデルとして従来の多層配線
技術を説明する。これは、下層配線50と上層配線55
がバイアホールを通じて接触される時、表面屈曲により
発生する問題点を説明するためである。
【0004】パターン30により表面屈曲の形成された
半導体基板全面に第1絶縁層14を形成してこのパター
ンを電気的に絶縁させた後、導電物質を積層してパター
ニングすることにより下層配線50を形成する。次い
で、平坦化された層間絶縁層18を下層配線50の形成
された第1絶縁層上に形成し、層間絶縁層を部分的に除
去することにより、上層配線55と接触するためのバイ
アホールを形成する。この上層配線55は、バイアホー
ルの形成された層間絶縁層上に導電物質を蒸着した後パ
ターニングして形成され、層間コンタクトは下層配線5
0と上層配線55が接触することにより完成される。平
坦化された層間絶縁層にバイアホールを開け、二層の配
線を連結する層間コンタクト法は平坦化された層間絶縁
層によりその下部構造物による表面屈曲が発生しない平
坦層を提供した後上層配線を形成することにより、金属
配線工程時、表面の屈曲により発生した色々の問題点を
生じないという長所があるが、平坦化された層間絶縁層
はそれぞれの位置でその厚さが均一でない。これは下部
構造物の表面状態が平坦でないところにその原因があ
る。
半導体基板全面に第1絶縁層14を形成してこのパター
ンを電気的に絶縁させた後、導電物質を積層してパター
ニングすることにより下層配線50を形成する。次い
で、平坦化された層間絶縁層18を下層配線50の形成
された第1絶縁層上に形成し、層間絶縁層を部分的に除
去することにより、上層配線55と接触するためのバイ
アホールを形成する。この上層配線55は、バイアホー
ルの形成された層間絶縁層上に導電物質を蒸着した後パ
ターニングして形成され、層間コンタクトは下層配線5
0と上層配線55が接触することにより完成される。平
坦化された層間絶縁層にバイアホールを開け、二層の配
線を連結する層間コンタクト法は平坦化された層間絶縁
層によりその下部構造物による表面屈曲が発生しない平
坦層を提供した後上層配線を形成することにより、金属
配線工程時、表面の屈曲により発生した色々の問題点を
生じないという長所があるが、平坦化された層間絶縁層
はそれぞれの位置でその厚さが均一でない。これは下部
構造物の表面状態が平坦でないところにその原因があ
る。
【0005】図1によれば、下層配線50を基準とした
層間絶縁層の厚さはその厚さが一番薄い部分aおよび一
番厚い部分cとの間で下部構造物の段差程度、あるいは
それより大きい差があることが解る。これは層間コンタ
クトのためのバイアホールが層間絶縁層の厚く形成され
た上記の部分cで形成される場合、上記の部分cの厚さ
程度にまでバイアホールの深さが深くなることにより、
蒸着される導電物質の段差塗布性(step coverage) が悪
くなるからである。通常、段差塗布性は等しい塗布物質
ではホールの外形率(aspect ratio;厚さ/広さ) により
異なるが、外形率が大きくなるほど段差塗布性が悪くな
ることは、本発明分野において通常の知識を有する者に
とって明らかである。
層間絶縁層の厚さはその厚さが一番薄い部分aおよび一
番厚い部分cとの間で下部構造物の段差程度、あるいは
それより大きい差があることが解る。これは層間コンタ
クトのためのバイアホールが層間絶縁層の厚く形成され
た上記の部分cで形成される場合、上記の部分cの厚さ
程度にまでバイアホールの深さが深くなることにより、
蒸着される導電物質の段差塗布性(step coverage) が悪
くなるからである。通常、段差塗布性は等しい塗布物質
ではホールの外形率(aspect ratio;厚さ/広さ) により
異なるが、外形率が大きくなるほど段差塗布性が悪くな
ることは、本発明分野において通常の知識を有する者に
とって明らかである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】多種のホールの形成さ
れた半導体基板上に金属物質を蒸着するとき、金属物質
の段差塗布性が悪いか蒸着されるホールの深さが深けれ
ば、金属物質はホールで空間(void)を形成したり、ホー
ルの段差縁部で配線が薄くなる問題を生じることにより
高抵抗および断線による不良コンタクトをもたらす。本
発明の目的は、従来の層間コンタクト方法において問題
とされた深いバイアホールによる不良接触問題を解決す
るために、バイアホールの垂直下端部にパッドを形成す
る半導体装置の層間コンタクト構造を提供することであ
る。本発明の他の目的は、層間コンタクト構造を形成す
るための好適な製造方法を提供することである。本発明
のもう一つの目的は、段差により表面の不均一な基板上
に平坦な導電層を形成する方法を提供することである。
れた半導体基板上に金属物質を蒸着するとき、金属物質
の段差塗布性が悪いか蒸着されるホールの深さが深けれ
ば、金属物質はホールで空間(void)を形成したり、ホー
ルの段差縁部で配線が薄くなる問題を生じることにより
高抵抗および断線による不良コンタクトをもたらす。本
発明の目的は、従来の層間コンタクト方法において問題
とされた深いバイアホールによる不良接触問題を解決す
るために、バイアホールの垂直下端部にパッドを形成す
る半導体装置の層間コンタクト構造を提供することであ
る。本発明の他の目的は、層間コンタクト構造を形成す
るための好適な製造方法を提供することである。本発明
のもう一つの目的は、段差により表面の不均一な基板上
に平坦な導電層を形成する方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の前述した目的を
達成するための半導体装置の層間コンタクト構造は、表
面に段差により屈曲の形成された半導体基板上にバイア
ホールを通じた層間コンタクトを形成する半導体装置で
あって、層間絶縁層に形成されたバイアホールと、前記
バイアホールを通じて接触される下層配線および上層配
線と、前記バイアホールの垂直下端部および前記下層配
線下に形成されるパッドを具備することを特徴とする。
達成するための半導体装置の層間コンタクト構造は、表
面に段差により屈曲の形成された半導体基板上にバイア
ホールを通じた層間コンタクトを形成する半導体装置で
あって、層間絶縁層に形成されたバイアホールと、前記
バイアホールを通じて接触される下層配線および上層配
線と、前記バイアホールの垂直下端部および前記下層配
線下に形成されるパッドを具備することを特徴とする。
【0008】本発明の他の目的を達成するための半導体
装置の層間コンタクト構造の製造方法は、表面に段差に
よる屈曲の形成された半導体基板上に多層配線を形成す
る半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板全面
に第1絶縁層を形成する工程と、前記第1絶縁層上にパ
ッド物質を形成する工程と、写真食刻工程を行ってバイ
アホールの形成される領域の垂直下端部にパッドを形成
する工程と、前記パッドの形成された第1絶縁層全面に
第2絶縁層を形成する工程と、前記第2絶縁層上に導電
物質を蒸着した後パターニングして下層配線を形成する
工程と、前記下層配線の形成された第2絶縁層全面に層
間絶縁層を形成する工程と、前記層間絶縁層にバイアホ
ールを形成する工程と、および前記バイアホールを充填
しながら前記下層配線と接触する上層配線を形成する工
程よりなることを特徴とする。
装置の層間コンタクト構造の製造方法は、表面に段差に
よる屈曲の形成された半導体基板上に多層配線を形成す
る半導体装置の製造方法であって、前記半導体基板全面
に第1絶縁層を形成する工程と、前記第1絶縁層上にパ
ッド物質を形成する工程と、写真食刻工程を行ってバイ
アホールの形成される領域の垂直下端部にパッドを形成
する工程と、前記パッドの形成された第1絶縁層全面に
第2絶縁層を形成する工程と、前記第2絶縁層上に導電
物質を蒸着した後パターニングして下層配線を形成する
工程と、前記下層配線の形成された第2絶縁層全面に層
間絶縁層を形成する工程と、前記層間絶縁層にバイアホ
ールを形成する工程と、および前記バイアホールを充填
しながら前記下層配線と接触する上層配線を形成する工
程よりなることを特徴とする。
【0009】本発明のもう一つの目的を達成するための
半導体装置の配線形成方法は、表面に段差による屈曲の
形成された半導体基板上に配線を形成する方法におい
て、前記半導体基板全面に第1絶縁層を塗布する工程
と、前記第1絶縁層上にパッド物質を形成する工程と、
前記パッド物質をパターニングして前記屈曲により形成
された凹んでいる部分中、配線が形成される領域にパッ
ドを形成する工程と、前記パッドが形成された第1絶縁
層全面に第2絶縁層を形成する工程、および前記第2絶
縁層上に導電物質を蒸着した後パターニングすることに
より配線を形成する工程よりなることを特徴とする。
半導体装置の配線形成方法は、表面に段差による屈曲の
形成された半導体基板上に配線を形成する方法におい
て、前記半導体基板全面に第1絶縁層を塗布する工程
と、前記第1絶縁層上にパッド物質を形成する工程と、
前記パッド物質をパターニングして前記屈曲により形成
された凹んでいる部分中、配線が形成される領域にパッ
ドを形成する工程と、前記パッドが形成された第1絶縁
層全面に第2絶縁層を形成する工程、および前記第2絶
縁層上に導電物質を蒸着した後パターニングすることに
より配線を形成する工程よりなることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明は、バイアホールが形成される領域の垂
直下端部に周辺配線を延長したり、電気的にフローティ
ングされたパッドを形成して、平坦化された層間絶縁層
に形成されたバイアホールの深さが周辺パターンにより
深くなることを防止する。
直下端部に周辺配線を延長したり、電気的にフローティ
ングされたパッドを形成して、平坦化された層間絶縁層
に形成されたバイアホールの深さが周辺パターンにより
深くなることを防止する。
【0011】
【実施例】以下、添付した図面を参照して本発明の実施
例を詳細に説明する。図2は本発明による半導体装置の
層間コンタクト構造の実施例を示す。パッド35aはバ
イアホール100の垂直下端部および下層配線50の下
に形成され、パターン30により形成された表面屈曲に
よる溝の深さを薄くすることにより層間コンタクトを容
易にする。図3(A)〜図4(E)は本発明による半導
体装置の層間コンタクト構造の製造方法の一実施例を示
す。まず、図3(A)を参照すれば、任意のパターン3
0により表面屈曲が形成された半導体基板を図示したも
ので、パターン30は、例えばDRAMにおけるゲート電極
およびビットラインのように素子製造工程の中間工程で
形成されその上層構造物に表面屈曲を提供する。通常こ
のパターンは導電物質で形成される場合が多いので、こ
のパターンが形成された基板全面に第1絶縁層14を塗
布して上層構造物と電気的に絶縁されるようにする。
例を詳細に説明する。図2は本発明による半導体装置の
層間コンタクト構造の実施例を示す。パッド35aはバ
イアホール100の垂直下端部および下層配線50の下
に形成され、パターン30により形成された表面屈曲に
よる溝の深さを薄くすることにより層間コンタクトを容
易にする。図3(A)〜図4(E)は本発明による半導
体装置の層間コンタクト構造の製造方法の一実施例を示
す。まず、図3(A)を参照すれば、任意のパターン3
0により表面屈曲が形成された半導体基板を図示したも
ので、パターン30は、例えばDRAMにおけるゲート電極
およびビットラインのように素子製造工程の中間工程で
形成されその上層構造物に表面屈曲を提供する。通常こ
のパターンは導電物質で形成される場合が多いので、こ
のパターンが形成された基板全面に第1絶縁層14を塗
布して上層構造物と電気的に絶縁されるようにする。
【0012】図3(B)を参照すれば、第1絶縁層上に
パッドを形成する工程を示したものであって、このパッ
ド35aは第1絶縁層14上にパッド物質を沈積した
後、バイアホールの垂直下端部にフォトレジストパター
ン38を形成し、このフォトレジストパターン38をマ
スクとしてパッド物質を部分的に除去することにより形
成される。これは図1に示されたように、その下層構造
物により層間絶縁層の厚さが厚くなる部分cにパッドを
形成し、パッドの厚さとパッドの上部に形成される第2
絶縁層の厚さに該当する程度に層間絶縁層の厚さを薄く
することにより、深いバイアホールで発生する不良コン
タクトを防止するためである。このとき、フォトレジス
ト膜パターンの大きさはバイアホールとの類似性が大き
い。パッドはバイアホールの形成される部分であればど
こであっても形成されるわけではなく、その下部構造物
の屈曲により層間絶縁層の厚さが深くなる部分にのみ必
要に応じて形成されるが、通常パッドのために別途のマ
スク工程を経ず周辺配線を延長して使用する場合が多い
(図6(A)〜図6(C)および図7(A)〜図7
(B)参照)。
パッドを形成する工程を示したものであって、このパッ
ド35aは第1絶縁層14上にパッド物質を沈積した
後、バイアホールの垂直下端部にフォトレジストパター
ン38を形成し、このフォトレジストパターン38をマ
スクとしてパッド物質を部分的に除去することにより形
成される。これは図1に示されたように、その下層構造
物により層間絶縁層の厚さが厚くなる部分cにパッドを
形成し、パッドの厚さとパッドの上部に形成される第2
絶縁層の厚さに該当する程度に層間絶縁層の厚さを薄く
することにより、深いバイアホールで発生する不良コン
タクトを防止するためである。このとき、フォトレジス
ト膜パターンの大きさはバイアホールとの類似性が大き
い。パッドはバイアホールの形成される部分であればど
こであっても形成されるわけではなく、その下部構造物
の屈曲により層間絶縁層の厚さが深くなる部分にのみ必
要に応じて形成されるが、通常パッドのために別途のマ
スク工程を経ず周辺配線を延長して使用する場合が多い
(図6(A)〜図6(C)および図7(A)〜図7
(B)参照)。
【0013】図4(C)を参照すれば下層配線50を形
成する工程を示したもので、パッド35aの形成された
半導体基板全面に第2絶縁層16を塗布した後、この第
2絶縁層16上に導電物質を積層して形成しようとする
パターンで導電物質をパターニングすることにより下層
配線50を完成する。このとき、第2絶縁層16はパッ
ド35aを構成する物質が導電物質の場合は、パッド3
5aと下層配線50との間に生ずる恐れのある寄生キャ
パシタ生成を最小化するために適性絶縁膜の厚さを保ち
ながら塗布され、パッド35aを構成する物質が絶縁物
質の場合は、パッド35aの厚さと第2絶縁膜16の厚
さが下層構造物の段差を補償する程度の厚さに塗布す
る。
成する工程を示したもので、パッド35aの形成された
半導体基板全面に第2絶縁層16を塗布した後、この第
2絶縁層16上に導電物質を積層して形成しようとする
パターンで導電物質をパターニングすることにより下層
配線50を完成する。このとき、第2絶縁層16はパッ
ド35aを構成する物質が導電物質の場合は、パッド3
5aと下層配線50との間に生ずる恐れのある寄生キャ
パシタ生成を最小化するために適性絶縁膜の厚さを保ち
ながら塗布され、パッド35aを構成する物質が絶縁物
質の場合は、パッド35aの厚さと第2絶縁膜16の厚
さが下層構造物の段差を補償する程度の厚さに塗布す
る。
【0014】図4(D)を参照すれば、層間絶縁膜18
およびバイアホール100を形成する工程を示したもの
で、下層配線50が形成された第2絶縁膜16上にその
表面が平坦な層間絶縁膜18を形成し、パッド35aの
垂直上端部の層間絶縁膜を部分的に除去して接触のため
のバイアホール100を形成する。このとき、バイアホ
ールの厚さ補償効果はパッドが絶縁物質で構成され、バ
イアホールの厚さ補償のためにのみ形成される場合と周
辺配線を延長したり、電気的にフローティング(floatin
g)された導電物質を用いて追加マスク(MASK)工程を使用
せず形成された場合に殊に現れるが、前者の場合、従来
の方法では(従来の方法はパッドと第2絶縁膜のない状
態)バイアホールの厚さがb−t3 であったが、本発明
ではb−t1 −t2 −t3 になりt1 +t2 の厚さほど
補償される効果があり(このとき、bはその大きさが従
来および本発明で同一であると前提する)、後者の場
合、従来の方法ではバイアホールの厚さがb−t2 −t
3 であったが(パッドのために延長しなかったが周辺配
線は基板のある部分に存しているので絶縁のための第2
絶縁層を考慮)、本発明ではb−t1 −t2 −t3 にな
りt1 の厚さほど補償される効果がある。この説明でb
はパッドの下面に形成された第1絶縁層14の表面を基
準としたとき、層間絶縁層の表面までの厚さ、t1はパ
ッド35aの厚さ、t2 は第2絶縁層16の厚さ、t3
は下層配線50の厚さを意味する。
およびバイアホール100を形成する工程を示したもの
で、下層配線50が形成された第2絶縁膜16上にその
表面が平坦な層間絶縁膜18を形成し、パッド35aの
垂直上端部の層間絶縁膜を部分的に除去して接触のため
のバイアホール100を形成する。このとき、バイアホ
ールの厚さ補償効果はパッドが絶縁物質で構成され、バ
イアホールの厚さ補償のためにのみ形成される場合と周
辺配線を延長したり、電気的にフローティング(floatin
g)された導電物質を用いて追加マスク(MASK)工程を使用
せず形成された場合に殊に現れるが、前者の場合、従来
の方法では(従来の方法はパッドと第2絶縁膜のない状
態)バイアホールの厚さがb−t3 であったが、本発明
ではb−t1 −t2 −t3 になりt1 +t2 の厚さほど
補償される効果があり(このとき、bはその大きさが従
来および本発明で同一であると前提する)、後者の場
合、従来の方法ではバイアホールの厚さがb−t2 −t
3 であったが(パッドのために延長しなかったが周辺配
線は基板のある部分に存しているので絶縁のための第2
絶縁層を考慮)、本発明ではb−t1 −t2 −t3 にな
りt1 の厚さほど補償される効果がある。この説明でb
はパッドの下面に形成された第1絶縁層14の表面を基
準としたとき、層間絶縁層の表面までの厚さ、t1はパ
ッド35aの厚さ、t2 は第2絶縁層16の厚さ、t3
は下層配線50の厚さを意味する。
【0015】パッド35aは前述したようなバイアホー
ル厚さ補償効果のみならず、下層配線50を平坦に形成
することにより、配線抵抗を低める役割を果すが、これ
はパッドによりその表面が平坦に形成された第2絶縁層
16により可能である。また、パッドにより平坦に形成
された第2絶縁層は下層配線を形成するために食刻工程
を行う際発生するノッチング(notching)現象を防止する
が、通常表面屈曲の形成された基板に導電物質を蒸着し
た後配線パターン形成のためにフォトレジスト膜を塗布
し露光すると、このフォトレジスト膜の不均一な厚さに
より過多露光や過小露光によるフォトレジスト膜パター
ンの歪みが生ずる。これは、フォトレジスタは溶融状態
で塗布され下部構造物の屈曲と関係なくその表面が平坦
だからである。このノッチング現象防止効果は微細パタ
ーン形成を可能にするので、結局信頼性のある配線形成
を可能にする。
ル厚さ補償効果のみならず、下層配線50を平坦に形成
することにより、配線抵抗を低める役割を果すが、これ
はパッドによりその表面が平坦に形成された第2絶縁層
16により可能である。また、パッドにより平坦に形成
された第2絶縁層は下層配線を形成するために食刻工程
を行う際発生するノッチング(notching)現象を防止する
が、通常表面屈曲の形成された基板に導電物質を蒸着し
た後配線パターン形成のためにフォトレジスト膜を塗布
し露光すると、このフォトレジスト膜の不均一な厚さに
より過多露光や過小露光によるフォトレジスト膜パター
ンの歪みが生ずる。これは、フォトレジスタは溶融状態
で塗布され下部構造物の屈曲と関係なくその表面が平坦
だからである。このノッチング現象防止効果は微細パタ
ーン形成を可能にするので、結局信頼性のある配線形成
を可能にする。
【0016】図4(E)を参照すれば上層配線を形成す
る工程を示したもので、バイアホールの形成された層間
絶縁層全面に導電物質を沈積してホールを充填し、次い
で、上層配線形成のための食刻工程を経て上層配線を形
成することにより、下層および上層配線がコンタクトホ
ールを通じて電気的に接触される多層配線を完成する。
前述した本発明による半導体装置の層間コンタクト方法
の実施例によれば、バイアホールの垂直下端部にパッド
を形成することにより層間絶縁層に形成されるバイアホ
ールの厚さを寄生キャパシタを最小に保つ厚さで形成し
うるので、従来のその深さの深いバイアホールで発生し
た悪いステップカバリッジによる断線、空間(void)形成
および物質移動による多層配線の不良コンタクトが防止
できるのみならず、下層配線形成時発生したノッチング
を防止するので信頼度の高い層間コンタクトを可能にし
た。
る工程を示したもので、バイアホールの形成された層間
絶縁層全面に導電物質を沈積してホールを充填し、次い
で、上層配線形成のための食刻工程を経て上層配線を形
成することにより、下層および上層配線がコンタクトホ
ールを通じて電気的に接触される多層配線を完成する。
前述した本発明による半導体装置の層間コンタクト方法
の実施例によれば、バイアホールの垂直下端部にパッド
を形成することにより層間絶縁層に形成されるバイアホ
ールの厚さを寄生キャパシタを最小に保つ厚さで形成し
うるので、従来のその深さの深いバイアホールで発生し
た悪いステップカバリッジによる断線、空間(void)形成
および物質移動による多層配線の不良コンタクトが防止
できるのみならず、下層配線形成時発生したノッチング
を防止するので信頼度の高い層間コンタクトを可能にし
た。
【0017】図5(A)〜図5(B)は本発明による半
導体装置の層間コンタクト構造の製造方法の他の実施例
を示した断面図で、導電層58上に位置されるパッド3
5aを形成する工程を説明する。パッド35aは導電層
58上に絶縁物質で形成されバイアホールの厚さを補償
する役割を果すのでバイアホールでの層間コンタクトを
容易にする。図6(A)〜図6(C)は本発明による半
導体装置の層間コンタクト構造の製造方法のもう一つの
実施例を示した平面図および断面図で、第1導電層14
と第2導電層16がバイアホール周辺を囲繞していて下
層配線工程後平坦化工程を実施する場合にバイアホール
を形成する領域の深さが深い場合である。図6(A)を
参照すれば、横方向に延長され実線で限定された部分は
第1導電層パターンを形成するためのマスクパターンP
1であり、縦方向に延長され一側の中央部位が突き出し
て長い破線で限定された部分は第2導電層形成のための
マスクパターンP2であり、横方向に延長され短い破線
で限定された部分は下層配線形成のためのマスクパター
ンP3であり、縦方向に延長され一点鎖線で限定された
部分は上層配線形成のためのマスクパターンP4であ
り、このマスクパターンP3と他のマスクパターンP4
およびもう一つのマスクパターンP2が重なる部分に実
線で限定されその内部に斜線が引かれた部分はバイアホ
ール形成のためのマスクパターンP5である。
導体装置の層間コンタクト構造の製造方法の他の実施例
を示した断面図で、導電層58上に位置されるパッド3
5aを形成する工程を説明する。パッド35aは導電層
58上に絶縁物質で形成されバイアホールの厚さを補償
する役割を果すのでバイアホールでの層間コンタクトを
容易にする。図6(A)〜図6(C)は本発明による半
導体装置の層間コンタクト構造の製造方法のもう一つの
実施例を示した平面図および断面図で、第1導電層14
と第2導電層16がバイアホール周辺を囲繞していて下
層配線工程後平坦化工程を実施する場合にバイアホール
を形成する領域の深さが深い場合である。図6(A)を
参照すれば、横方向に延長され実線で限定された部分は
第1導電層パターンを形成するためのマスクパターンP
1であり、縦方向に延長され一側の中央部位が突き出し
て長い破線で限定された部分は第2導電層形成のための
マスクパターンP2であり、横方向に延長され短い破線
で限定された部分は下層配線形成のためのマスクパター
ンP3であり、縦方向に延長され一点鎖線で限定された
部分は上層配線形成のためのマスクパターンP4であ
り、このマスクパターンP3と他のマスクパターンP4
およびもう一つのマスクパターンP2が重なる部分に実
線で限定されその内部に斜線が引かれた部分はバイアホ
ール形成のためのマスクパターンP5である。
【0018】図6(B)は図6(A)のAA’線を切っ
てみた本発明による半導体装置の層間コンタクト構造を
図示した垂直断面図であり、図6(C)は図6(A)の
BB’線を切ってみた垂直断面図である。この図面によ
れば、パッドをバイアホール周辺を過ぎる周辺配線、即
ち第2導電層パターンP2を延長して形成することによ
り、バイアホールの厚さを第2導電層16の厚さ程度、
あるいはそれ以上の厚さ程度に低めて上層配線55のス
テップカバリッジを向上させる、図7(A)〜図7
(B)は本発明による半導体装置の層間コンタクト構造
の製造方法のもう一つの実施例を図示した平面図および
断面図で、第2導電層(あるいは第1導電層)周囲にバ
イアホールが形成された場合を示す。図7(A)〜図7
(B)で使用された符号中、図6(A)〜図6(C)で
使用した同一の符号は同一部分を示す。バイアホール周
囲を過ぎる配線、上記の図面では第2導電層パターンを
延長してパッドで使用することにより、平坦化工程後バ
イアホールの深さが低められる場合である。
てみた本発明による半導体装置の層間コンタクト構造を
図示した垂直断面図であり、図6(C)は図6(A)の
BB’線を切ってみた垂直断面図である。この図面によ
れば、パッドをバイアホール周辺を過ぎる周辺配線、即
ち第2導電層パターンP2を延長して形成することによ
り、バイアホールの厚さを第2導電層16の厚さ程度、
あるいはそれ以上の厚さ程度に低めて上層配線55のス
テップカバリッジを向上させる、図7(A)〜図7
(B)は本発明による半導体装置の層間コンタクト構造
の製造方法のもう一つの実施例を図示した平面図および
断面図で、第2導電層(あるいは第1導電層)周囲にバ
イアホールが形成された場合を示す。図7(A)〜図7
(B)で使用された符号中、図6(A)〜図6(C)で
使用した同一の符号は同一部分を示す。バイアホール周
囲を過ぎる配線、上記の図面では第2導電層パターンを
延長してパッドで使用することにより、平坦化工程後バ
イアホールの深さが低められる場合である。
【0019】図8(A)〜図8(B)は本発明による半
導体装置の層間コンタクト構造の製造方法のもう一つの
実施例を図示した平面図および断面図で、バイアホール
周辺に屈曲を形成する他のパターンのない場合を示す。
バイアホール周辺に段差を有する他のパターンのない場
合もパッド物質より構成されたパッドを形成すれば、そ
のパッドの厚さ程度にバイアホールの深さを低めて第2
層配線の段差塗布性を改善しうる。なお、本発明は、前
述した実施例に限定されるものではなく、必要に応じて
種々の変更が可能である。
導体装置の層間コンタクト構造の製造方法のもう一つの
実施例を図示した平面図および断面図で、バイアホール
周辺に屈曲を形成する他のパターンのない場合を示す。
バイアホール周辺に段差を有する他のパターンのない場
合もパッド物質より構成されたパッドを形成すれば、そ
のパッドの厚さ程度にバイアホールの深さを低めて第2
層配線の段差塗布性を改善しうる。なお、本発明は、前
述した実施例に限定されるものではなく、必要に応じて
種々の変更が可能である。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、バ
イアホールの形成される領域の垂直下端部に周辺配線を
延長したり、電気的にフローティングされたパッドを形
成して、平坦化された層間絶縁層に形成されたバイアホ
ールの深さが周辺パターンにより深くなることを防止す
ることにより、従来の深いバイアホールにより発生した
第2層配線の段差塗布性の悪さによる不良コンタクトが
減少でき、段差による表面の平坦な導電層を形成するこ
とができる。
イアホールの形成される領域の垂直下端部に周辺配線を
延長したり、電気的にフローティングされたパッドを形
成して、平坦化された層間絶縁層に形成されたバイアホ
ールの深さが周辺パターンにより深くなることを防止す
ることにより、従来の深いバイアホールにより発生した
第2層配線の段差塗布性の悪さによる不良コンタクトが
減少でき、段差による表面の平坦な導電層を形成するこ
とができる。
【図1】従来の半導体装置の層間コンタクト構造を示し
た断面図である。
た断面図である。
【図2】本発明による半導体装置の層間コンタクト構造
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図3】(A)〜(B)は本発明による半導体装置の層
間コンタクト構造の製造方法の一実施例を示した断面図
である。
間コンタクト構造の製造方法の一実施例を示した断面図
である。
【図4】(C)〜(E)は本発明による半導体装置の層
間コンタクト構造の製造方法の一実施例を示した断面図
である。
間コンタクト構造の製造方法の一実施例を示した断面図
である。
【図5】(A)〜(B)は本発明による半導体装置の層
間コンタクト構造の製造方法の他の実施例を示した断面
図である。
間コンタクト構造の製造方法の他の実施例を示した断面
図である。
【図6】(A)〜(C)は本発明による半導体装置の層
間コンタクト構造の製造方法のもう一つの実施例を示し
た平面図および断面図である。
間コンタクト構造の製造方法のもう一つの実施例を示し
た平面図および断面図である。
【図7】(A)〜(B)は本発明による半導体装置の層
間コンタクト構造の製造方法のもう一つの実施例を示し
た平面図および断面図である。
間コンタクト構造の製造方法のもう一つの実施例を示し
た平面図および断面図である。
【図8】(A)〜(B)は本発明による半導体装置の層
間コンタクト構造の製造方法のもう一つの実施例を示し
た平面図および断面図である。
間コンタクト構造の製造方法のもう一つの実施例を示し
た平面図および断面図である。
10 半導体基板 14 第1絶縁層 16 第2絶縁層 18 層間絶縁層 35 パッド物質 35a パッド 50 下層配線 55 上層配線 100 バイアホール
Claims (19)
- 【請求項1】表面に段差により屈曲の形成された半導体
基板上にバイアホールを通じた層間コンタクトを形成す
る半導体装置であって、 層間絶縁層に形成されたバイアホールと、前記バイアホ
ールを通じて接触される下層配線および上層配線と、前
記バイアホールの垂直下端部および前記下層配線下に形
成されるパッドとを具備することを特徴とする半導体装
置の層間コンタクト構造。 - 【請求項2】前記パッドの幅が前記バイアホールの幅よ
り小さくないことを特徴とする請求項第1項記載の半導
体装置の層間コンタクト構造。 - 【請求項3】前記パッドは周辺導電層から孤立されるよ
うに形成されることを特徴とする請求項第1項記載の半
導体装置の層間コンタクト構造。 - 【請求項4】前記パッドは前記バイアホールの垂直下端
部で他の配線と連結される形で形成されることを特徴と
する請求項第1項記載の半導体装置の層間コンタクト構
造。 - 【請求項5】前記パッドは前記下層配線との間に絶縁層
を介在して形成されることを特徴とする請求項第1項記
載の半導体装置の層間コンタクト構造。 - 【請求項6】前記パッドは前記表面段差を補償する程度
の厚さで形成されることを特徴とする請求項第1項記載
の半導体装置の層間コンタクト構造。 - 【請求項7】表面に段差による屈曲の形成された半導体
基板上にバイアホールを通じた層間コンタクトを形成す
る半導体装置の製造方法であって、 前記半導体基板全面に第1絶縁層を形成する工程と、 前記第1絶縁層上にパッド物質を形成する工程と、 前記パッド物質上にフォトレジスト膜パターンを形成し
た後写真食刻工程を行うことにより、バイアホール垂直
下端部にパッドを形成する工程と、 前記パッドの形成された第1絶縁層全面に第2絶縁層を
形成する工程と、 前記第2絶縁層上に導電物質を蒸着した後パターニング
して下層配線を形成する工程と、 前記下層配線の形成された第2絶縁層全面に層間絶縁層
を形成する工程と、 前記層間絶縁層にバイアホールを形成する工程と、 前記バイアホールを充填しながら前記下層配線と接触す
る上層配線を形成する工程よりなることを特徴とする半
導体装置の層間コンタクト構造の製造方法。 - 【請求項8】前記パッド物質は導電物質であることを特
徴とする請求項第7項記載の半導体装置の層間コンタク
ト構造の製造方法。 - 【請求項9】前記パッドは電気的にフローティングされ
ることを特徴とする請求項第8項記載の半導体装置の層
間コンタクト構造の製造方法。 - 【請求項10】前記パッド物質は絶縁物質であることを
特徴とする請求項第7項記載の半導体装置の層間コンタ
クト構造の製造方法。 - 【請求項11】前記パッドは前記バイアホール周辺の配
線を延長して形成することを特徴とする請求項第7項記
載の半導体装置の層間コンタクト構造の製造方法。 - 【請求項12】前記配線は素子動作に必要な導電体ライ
ンであることを特徴とする請求項第11項記載の半導体
装置の層間コンタクト構造の製造方法。 - 【請求項13】素子動作には前記パッドを必要とせず、
別途に形成された導電物質や絶縁物質中のいずれか一つ
であることを特徴とする請求項第7項記載の半導体装置
の層間コンタクト構造の製造方法。 - 【請求項14】前記層間絶縁層は平坦化されたことを特
徴とする請求項第7項記載の半導体装置の層間コンタク
ト構造の製造方法。 - 【請求項15】前記バイアホールは周辺パターンにより
その層間絶縁層の深さの深い部分に形成されることを特
徴とする請求項第7項記載の半導体装置の層間コンタク
ト構造の製造方法。 - 【請求項16】前記バイアホールは前記半導体基板の表
面から層間絶縁層の深さが一定した部分に形成されるこ
とを特徴とする請求項第7項記載の半導体装置の層間コ
ンタクト構造の製造方法。 - 【請求項17】表面に段差による屈曲の形成された半導
体基板上に配線を形成する半導体装置の製造方法であっ
て、 前記半導体基板全面に第1絶縁層を形成する工程と、 前記第2絶縁層上にパッド物質を形成する工程と、 前記パッド物質をパターニングして前記屈曲により形成
された凹んでいる部分中、配線が形成される領域にパッ
ドを形成する工程と、 前記パッドの形成された第1絶縁層全面に第2絶縁層を
形成する工程と、 前記第2絶縁層上に導電物質を蒸着した後パターニング
することにより配線を形成する工程よりなることを特徴
とする半導体装置の配線形成方法。 - 【請求項18】表面に段差による屈曲が形成され最上面
に導電物質が形成された半導体基板上にバイアホールを
通じた層間コンタクト構造を形成する半導体装置の製造
方法であって、 前記半導体基板全面にパッド物質を形成する工程と、 前記パッド物質上にフォトレジスト膜パターンを形成し
た後、写真食刻工程を行うことによりバイアホール垂直
下端部にパッドを形成する工程と、 前記パッドが形成された第1絶縁層全面に第2絶縁膜を
塗布する工程と、 前記第2絶縁層上に導電物質を蒸着した後パターニング
して下層配線を形成する工程と、 前記下層配線が形成された第2絶縁層全面に層間絶縁層
を形成する工程と、 バイアホールを形成する工程と、 前記バイアホールを充填しながら前記下層配線と接触す
る上層配線を形成する工程よりなることを特徴とする半
導体装置の層間コンタクト構造の製造方法。 - 【請求項19】前記パッド物質は絶縁物質であることを
特徴とする請求項第18項記載の半導体装置の層間コン
タクト構造の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1991P1977 | 1991-02-05 | ||
KR1019910001977A KR920017227A (ko) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 반도체장치의 층간콘택 구조 및 그 제조방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0613468A true JPH0613468A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=19310789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3124853A Pending JPH0613468A (ja) | 1991-02-05 | 1991-04-26 | 半導体装置の層間コンタクト構造およびその製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0613468A (ja) |
KR (1) | KR920017227A (ja) |
DE (1) | DE4113775A1 (ja) |
FR (1) | FR2672430A1 (ja) |
GB (1) | GB2252668A (ja) |
IT (1) | IT1248595B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7470979B2 (en) | 1996-12-04 | 2008-12-30 | Seiko Epson Corporation | Electronic component and semiconductor device, method of making the same and method of mounting the same, circuit board, and electronic instrument |
KR20200059928A (ko) * | 2018-11-22 | 2020-05-29 | 엘지디스플레이 주식회사 | 전계발광 표시장치 |
Families Citing this family (4)
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US5770518A (en) * | 1995-04-19 | 1998-06-23 | Advanced Micro Devices, Inc. | Semiconductor device and method of manufacturing without undercutting conductive lines |
KR20150021742A (ko) | 2013-08-21 | 2015-03-03 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
US9269610B2 (en) * | 2014-04-15 | 2016-02-23 | Qualcomm Incorporated | Pattern between pattern for low profile substrate |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61193454A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
US4708770A (en) * | 1986-06-19 | 1987-11-24 | Lsi Logic Corporation | Planarized process for forming vias in silicon wafers |
DE3902693C2 (de) * | 1988-01-30 | 1995-11-30 | Toshiba Kawasaki Kk | Mehrebenenverdrahtung für eine integrierte Halbleiterschaltungsanordnung und Verfahren zur Herstellung von Mehrebenenverdrahtungen für integrierte Halbleiterschaltungsanordnungen |
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