JPH06151610A - 集積回路装置の多層配線構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積回路装置の多層配線構造において、集積
度を低下させずに上方配線層のステップカバレージを向
上させる。 【構成】半導体基板１０の表面を覆う絶縁膜１２の上に
１層目の配線層１４Ａ，１４Ｂを微小スペース隔てて並
設すると共に、その上に層間絶縁膜１６を介して２層目
の配線層１８Ａ，１８Ｂを微小スペース隔てて並設す
る。微小スペースを５［μｍ］以下とすると、スペース
中央間距離Ｄを１［μｍ］以上に設定して配線層１８
Ａ，１８Ｂを形成することにより配線層１８Ａ，１８Ｂ
上に層間絶縁膜２０を形成したときの段差を軽減する。
絶縁膜２０上に配線層１８Ａ，１８Ｂと交差するように
３層目の配線層２２を形成すると、良好なステップカバ
レージが得られる。下方の隆起部は、配線層１４Ａ，１
４Ｂの代りにゲート電極層又は素子分離絶縁層等で形成
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＬＳＩ等の集積回路
装置の多層配線構造に関し、特に下方配線層の重なりを
制御することにより集積度を低下させずに上方配線層の
ステップカバレージ（段差被覆性）の向上を図ったもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、集積回路装置の多層配線構造とし
ては、図２に示すものが知られている。図２において、
集積回路基板としての半導体基板１０の表面を覆う絶縁
膜１２の上には１層目の配線層１４Ａ，１４Ｂが並設さ
れると共に、これらの配線層の上には層間絶縁膜１６を
介して２層目の配線層１８Ａ，１８Ｂが並設される。そ
して、配線層１８Ａ，１８Ｂの上には層間絶縁膜２０を
介して配線層１８Ａ，１８Ｂと交差するように３層目の
配線層２２が形成される。

【０００３】一方、他の多層配線構造としては、下方配
線層又は素子分離絶縁層との重なりを避けて上方配線層
を配置することにより上方配線層の上に更に層間絶縁膜
を形成したときの段差を軽減したものが知られている
（例えば、特開平３−２５７９２９号公報、特開平４−
９７５２９号公報等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図２の従来構造におい
て、配線層１４Ａ，１４Ｂ間のスペース及び配線層１８
Ａ，１８Ｂ間のスペースをいずれも５［μｍ］以下に微
小に設定すると、配線層１８Ａ，１８Ｂの上に絶縁膜２
０を形成したときの段差が大きくなり、絶縁膜２０の上
に配線層２２を形成したときのステップカバレージが悪
化する。すなわち、図３の点Ｐで示すようにワーストス
テップカバレージ率（最も悪い段差被覆率）は３０
［％］以下に低下し、極端な場合は図２に示すように断
線状態（ワーストステップカバレージ率がゼロの状態）
となる。

【０００５】このような問題点を解決するため、上記し
た他の多層配線構造に従って配線層１４Ａ，１４Ｂとの
重なりを避けて配線層１８Ａ，１８Ｂを配置する（具体
的には配線層１４Ａ，１４Ｂ間のスペースの上方に配線
層１８Ａを配置する）ことが考えられる。しかし、この
ようにすると、例えば配線層１４Ａ，１４Ｂ間のスペー
スや配線層１８Ａ，１８Ｂ間のスペースを拡大する必要
が生じ、配線パターンの微細化乃至高集積化の要求に反
することになる。

【０００６】また、配線層１４Ａ，１４Ｂ間にダミーパ
ターンを形成し、凹部を埋める手法も考えられるが、配
線層１４Ａ，１４Ｂ間のスペースを拡大する必要が生じ
ると共に工程数が増加するので、好ましくない。

【０００７】この発明の目的は、高い集積度を維持しつ
つ上方配線層のステップカバレージを改善できる新規な
多層配線構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、集積回路基
板の表面に複数の細長い隆起部を第１の微小スペース隔
てて並設すると共に、前記複数の隆起部の上に第１の層
間絶縁膜を介して該隆起部に沿い且つ重なるように複数
の第１の配線層を第２の微小スペース隔てて並設し、前
記複数の第１の配線層の上に第２の絶縁膜を介して該第
１の配線層と交差するように第２の配線層を形成した部
分がある集積回路装置の多層配線構造において、前記第
１及び第２の微小スペースがいずれも５［μｍ］以下で
ある場合は、前記第１及び第２の微小スペースの中央間
の距離が１［μｍ］以上になるように前記隆起部と前記
第１の配線層との重なりを設定したことを特徴とするも
のである。

【０００９】

【作用】この発明の構成によると、下方の隆起部に対し
て第１の配線層を１［μｍ］以上ずらして形成すること
により第２の配線層のステップカバレージを改善するこ
とができる。また、第１の配線層を隆起部間のスペース
内に配置するものではないので、該スペースを特に拡大
する必要がなく、集積度の低下を免れることができる。
その上、ダミーパターンを形成するものではないので、
工程数の増加を免れることができる。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る半導体集
積回路装置の多層配線構造を示すものである。

【００１１】図１において、集積回路基板としてのシリ
コン等の半導体基板１０の表面には、シリコンオキサイ
ド等の絶縁膜１２が形成され、絶縁膜１２の上には、１
層目の配線層１４Ａ，１４Ｂが微小スペース隔てて並設
される。配線層１４Ａ，１４Ｂは、例えばポリシリコン
又はポリサイド（ポリシリコン層上にシリサイドを堆積
したもの）からなるゲート電極・配線層であってもよい
し、Ａｌ合金等からなる通常の配線層であってもよい。

【００１２】配線層１４Ａ，１４Ｂの上には、層間絶縁
膜１６を介して２層目の配線層１８Ａ，１８Ｂが微小ス
ペース隔てて並設される。配線層１８Ａ，１８Ｂは、Ａ
ｌ合金等からなるもので、配線層１４に沿い且つ重なる
ように形成される。

【００１３】配線層１８Ａ，１８Ｂの上には、層間絶縁
膜２０を介して３層目の配線層２２が配線層１８Ａ，１
８Ｂと交差するように形成される。配線層２２は、Ａｌ
合金等からなるものである。

【００１４】上記のような多層配線構造において、配線
層１４Ａ，１４Ｂ間の微小スペース及び配線層１８Ａ，
１８Ｂ間の微小スペースはいずれも５［μｍ］以下に設
定される。また、これらの微小スペースの中央間の距離
Ｄが１［μｍ］以上になるように配線層１４Ａ，１４Ｂ
と配線層１８Ａ，１８Ｂとの重なりが設定される。

【００１５】図３は、スペース中央間距離Ｄとワースト
ステップカバレージ率との関係を示すもので、Ｄ＝１
［μｍ］以上になると、８０〜８５［％］以上の良好な
ステップカバレージが得られることがわかる。

【００１６】上記実施例では、配線層１８Ａ，１８Ｂの
下方の隆起部を配線層１４Ａ，１４Ｂで構成したが、こ
れは素子分離絶縁層にしてもよく、この場合に配線層１
８Ａ，１８Ｂをゲート配線層としてもよい。また、この
発明は、４層以上の多層配線構造にも適用可能であり、
この場合には、十分なステップカバレージを確保したい
配線層より下の２層が図１に関して前述した条件を満た
すようにすればよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、基板
上で隆起部の上方に第１の配線層を介して第２の配線層
を配置した多層配線構造において、隆起部と第１の配線
層との重なりを制御することにより第２の配線層のステ
ップカバレージを改善するようにしたので、高集積且つ
高信頼の集積回路装置を実現できる効果が得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る多層配線構造を示
す基板断面図である。

【図２】 従来の多層配線構造の一例を示す基板断面図
である。

【図３】 スペース中央間距離とワーストステップカバ
レージ率との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０：半導体基板、１２，１６，２０：絶縁膜、１４
Ａ，１４Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，２２：配線層、Ｄ：スペ
ース中央間距離。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 集積回路基板の表面に複数の細長い隆起
   部を第１の微小スペース隔てて並設すると共に、前記複
   数の隆起部の上に第１の層間絶縁膜を介して該隆起部に
   沿い且つ重なるように複数の第１の配線層を第２の微小
   スペース隔てて並設し、前記複数の第１の配線層の上に
   第２の絶縁膜を介して該第１の配線層と交差するように
   第２の配線層を形成した部分がある集積回路装置の多層
   配線構造において、 前記第１及び第２の微小スペースがいずれも５［μｍ］
   以下である場合は、前記第１及び第２の微小スペースの
   中央間の距離が１［μｍ］以上になるように前記隆起部
   と前記第１の配線層との重なりを設定したことを特徴と
   する集積回路装置の多層配線構造。