JPH08204006A

JPH08204006A - 多層配線装置

Info

Publication number: JPH08204006A
Application number: JP7011599A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Toyoda; 吉彦豊田; Tetsuo Fukada; 哲生深田; Takeshi Mori; 剛森; Makiko Hasegawa; 万希子長谷川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】絶縁層上下の配線を結ぶ接続柱を形成するた
めのスルーホールエッチング時にスルーホールの径と下
層の配線幅の端とに多少の位置ずれが生じても接続柱が
形成される配線とその下層に形成されている配線間との
間の耐圧低下を生じない多層配線装置を得る。【構成】スルーホールのエッチングを停止したい絶縁
層の深さ位置にエッチングレートの小さい絶縁層のエッ
チングストッパを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、集積回路の多層配線
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１２は例えば「月刊セミコンダクター
ワールド」１９９３年６月号に示された従来の集積回路
の配線の断面構造図である。１は第１の絶縁層で酸化シ
リコン等で形成されている。２は第１の絶縁層上に形成
された第１の電極または配線でＡｌにＳｉ、Ｃｕを添加
した材料等で形成されている。以後、この明細書中にお
いては電極または配線を単に配線と記載する。３は第２
の絶縁層で第１の配線２を覆って第１の絶縁層上に酸化
シリコン等で形成されている。４は第２の配線で第２の
絶縁層３上に形成されている。５は第３の絶縁層で第２
の配線４を覆って第２の絶縁層上に形成されている。６
は第３の絶縁層上に形成された第３の配線である。７は
下層の配線例えば第２の配線２と上層の配線例えば第３
の配線とを接続するためのスルーホールで、８は接続柱
でスルーホール７にタングステン等の金属等を充填して
形成されている。

【０００３】従来の多層配線装置における異なる層の配
線間の接続部分の製造方法を示すと、図１２においてま
ずＣＶＤ法により第２の絶縁層３として酸化シリコン層
を形成した後、スパッタ法によりＣｕを添加したＡｌ層
を成膜し、これをパターニングして第２の配線４を形成
する。次に第３の絶縁層５をＣＶＤ法により酸化シリコ
ン層を成膜することにより形成する。次に反応性イオン
エッチング法ＲＩＥにより第３の絶縁層５の表面から第
２の配線４上までスルーホール７を形成する。つぎに第
３の絶縁層５上とスルーホール７内にタングステン層を
成膜しこれをパターニングして接続柱８と第３の配線６
を形成すると共に第２の配線４と第３の配線６とを電気
的に接続する。

【０００４】集積回路の微細化に伴い配線幅も小さくな
っている。このためスルーホールと配線の位置合わせ
（アラインメント）が困難となってきた。従って配線の
幅の余裕度内にスルーホールを形成するためにはスルー
ホールの径がきわめて小さくなる。これを防ぐために例
えば配線４とスルーホール８の位置合わせを厳密にせ
ず、図１２に示すように接続柱８が配線４からはずれて
も上層の配線６と下層の配線４が接続できていれば良い
という構造が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、配線４
とスルーホール８の位置にズレがあると以下に述べる問
題点がある。スルーホール８と配線４との位置が極わず
か外れた場合、電極の端から外れた部分が電極４の表面
から下方にさらにエッチングが進み図１２の左側に示し
たように電極の厚みの途中で止まったとすると、このズ
レ部分は非常に狭いのでスパッタ等による金属充填がさ
れず空洞部（ボイド）９が残ることが多い。この場合ボ
イド部分９に第３の絶縁層５等に含まれている水分によ
り第２の配線４の側壁が腐食されたり、また第２の配線
の側壁がボイドの空間に面している部分は保護（パッシ
ベーション）されていないのでエレクトロマイグレーシ
ョンが生じ易いという問題があった。

【０００６】さらにまた図１２右側に示すように、スル
ーホール７が配線４の厚みを超えて第２の絶縁層３まで
エッチングされ且つスルーホール７の配線４の端からの
ズレ部分がスパッタ等により金属層が充填できる程度の
幅があり接続柱８が形成された場合は接続柱８の第２の
絶縁層３内に延びた部分１０と第１の配線２との距離が
短くあるいは短絡するため耐圧低下、あるいはショート
を生ずるという問題があった。またズレ部分が狭くボイ
ドが生ずる場合は上に述べたような問題を生ずる。

【０００７】ここで配線４上部の絶縁層のエッチングレ
ートと配線４の端からはずれたズレ部分のエッチングレ
ートも同程度であると、スルーホール７のエッチングが
配線表面に達した後もエッチングがどんどん進み下層に
容易に達して上記のボイドや短絡あるいは絶縁不良等を
生ずるという問題があった。

【０００８】さらに、多層配線構造に用いる絶縁層の誘
電率が大きいと、またこの誘電率の大きな絶縁層の膜厚
が大きいと上下層の配線に挟まれて形成される配線容量
が増加し信号の電送遅延や波形の変形等によりＳＮが低
下する等の問題があった。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、スルーホールの位置が接続柱を
形成するための配線位置から位置合わせが少し外れても
短絡のない確実な接続を可能とすることを第１の目的と
する。また第１の目的を達成するとともに、ボイドが発
生することによる配線のエレクトロマイグレーションや
腐食を防止することを第２の目的とする。更に多層配線
間の配線容量を著しく増加することなく上記第１、第２
の目的を達成することを付加的な目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係わる発明
は、配線が形成されている第１の絶縁層を、配線を覆っ
て形成された第２の絶縁層のエッチングレートより小さ
なエッチングレートを有する絶縁層（エッチングストッ
パ）とするようにしたものである。

【００１１】請求項２に係わる発明は、第１の発明にお
いて、配線が形成されている第１の絶縁層のスルーホー
ル真下近傍領域のみをスルーホールの形成される第２の
絶縁層のエッチングレートより小さなエッチングレート
を有する絶縁層（エッチングストッパ）とし、それ以外
の第１の絶縁層が上記スルーホール真下近傍の第１の絶
縁層の誘電率より小さい誘電率の絶縁層であるようにし
たものである。

【００１２】請求項３に係わる発明は、第１の発明にお
いて、配線が形成されている第１の絶縁層が複数の絶縁
層による積層膜で、その積層膜の最上層にスルーホール
が形成される第２の絶縁層のエッチングレートより小さ
なエッチングレートを有する絶縁層（エッチングストッ
パ）を備えるようにしたものである。

【００１３】請求項４に係わる発明は、第１の絶縁層上
に形成された配線の配線間を埋めて形成された第２の絶
縁層が、配線上に形成された第３の絶縁層のエッチング
レートより小さなエッチングレートを有する絶縁層（エ
ッチングストッパ）であるようにしたものである。

【００１４】請求項５に係わる発明は、第４の発明にお
いて、第１の絶縁層上に形成された配線の配線間を埋め
て形成された第２の絶縁層のうち、上記配線上に形成さ
れた第３の絶縁層に形成されるスルーホール真下近傍領
域の第２の絶縁層のみが上記スルーホールのエッチング
に対し上記第３の絶縁層のものより小さなエッチングレ
ートの絶縁層（エッチングストッパ）であり、それ以外
の第２の絶縁層が上記スルーホール真下近傍の第２の絶
縁層の誘電率より小さい誘電率の絶縁層であるようにし
たものである。

【００１５】請求項６に係わる発明は、第４の発明にお
いて、第１の絶縁層上に形成された配線の配線間を埋め
て形成された第２の絶縁層が複数の絶縁層による積層膜
で、その積層膜の最上層を配線上に形成された第３の絶
縁層のエッチングレートより小さなエッチングレートを
有する絶縁層（エッチングストッパ）とするようにした
ものである。

【００１６】請求項７に係わる発明は、配線の上側に形
成された絶縁層が複数の絶縁層の積層膜でその最下層が
上記スルーホールのエッチングに対し上層の絶縁層に対
するエッチングレートより小さなエッチングレートの絶
縁層で、上記積層膜の２層以上が上記最下層のものより
大きなエッチングレートの絶縁層であるようにしたもの
である。

【００１７】請求項８に係わる発明は、第１の発明から
第７の発明において、配線の側面に、或いは配線の側面
及び上面、下面のうち少なくとも１つの面に高融点金属
或いは高融点金属の窒化物あるいは高融点金属シリサイ
ドを形成するようにしたものである。

【００１８】請求項９に係わる発明は、第３または第６
の発明において、スルーホールの形成される絶縁層の下
層に形成される絶縁層を絶縁層の積層膜とし、その第２
層より下層の絶縁層の誘電率が最上層の絶縁層のものよ
り小さいものとするようにしたものである。

【００１９】請求項１０に係わる発明は、第７の発明に
おいて、配線の上に形成された絶縁層の積層膜の第２層
より上層の絶縁層の誘電率が最下層の絶縁層のものより
小さいものとするようにしたものである。

【００２０】請求項１１に係わる発明は、第１から第７
の発明において、エッチングレートの大きい絶縁層を酸
化Ｓｉ、Ｐドープ酸化Ｓｉ、Ｂ・Ｐドープ酸化Ｓｉと
し、エッチングレートの小さい絶縁層（エッチングスト
ッパ）を窒化Ｓｉ、酸化窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、窒化Ａｌ
Ｓｉ、酸化Ａｌ、酸化ＡｌＳｉ、酸化窒化ＡｌＳｉ、酸
化Ｃｒ，酸化Ｎｉ、或いは上記絶縁層の化合物とするよ
うにしたものである。

【００２１】請求項１２に係わる発明は、第１から第７
の発明において、エッチングレートの大きい絶縁層をＯ
Ｈ基、Ｈ基を含んだ酸化Ｓｉ層とし、エッチングレート
の小さい絶縁層をＯＨ基、Ｈ基を含まない酸化Ｓｉ層と
するようにしたものである。

【００２２】請求項１３に係わる発明は、第１から第７
の発明において、エッチングレートの小さい絶縁層を窒
化Ｓｉ、酸化窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、窒化ＡｌＳｉ、酸化
Ａｌ、酸化ＡｌＳｉ、酸化窒化ＡｌＳｉ、酸化Ｃｒ，酸
化Ｎｉ、或いは上記絶縁層の化合物にＦを添加して形成
されたものとするようにしたものである。

【００２３】

【作用】請求項１に係わる発明は、スルーホールが形成
される絶縁層の下側の絶縁層をエッチングストッパとし
たので、スルーホールの位置が配線から外れた場合で
も、スルーホールのエッチングがエッチングストッパの
ところで減速あるいは停止するように働く。

【００２４】請求項２に係わる発明は、スルーホールが
形成される第１の絶縁層の下側のスルーホールの真下近
傍の絶縁層のみをエッチングストッパとし、それ以外の
第１の絶縁層が上記スルーホール真下近傍の第１の絶縁
層の誘電率より小さい誘電率の絶縁層であるようにした
ので、スルーホールの位置が配線から外れた場合でも、
配線容量を著しく増加することなくスルーホールのエッ
チングがエッチングストッパのところで減速あるいは停
止するように働く。

【００２５】請求項３に係わる発明は、スルーホールが
形成される絶縁層の下側の絶縁層の積層膜の最上層をエ
ッチングストッパとしたので、スルーホールの位置が配
線から外れた場合でも、スルーホールのエッチングがエ
ッチングストッパのところで減速あるいは停止するよう
に働く。

【００２６】請求項４に係わる発明は、スルーホールが
形成される絶縁層の下側の配線間に形成された絶縁層を
エッチングストッパとしたので、スルーホールの位置が
配線から外れた場合でも、スルーホールのエッチングが
エッチングストッパのところで減速あるいは停止するよ
うに働くとともに、配線側壁部分にボイドを生じないよ
うに働く。

【００２７】請求項５に係わる発明は、スルーホールの
真下近傍の第２の絶縁層の絶縁層のみをエッチングスト
ッパとし、それ以外の第２の絶縁層を上記スルーホール
真下近傍の第２の絶縁層の誘電率より小さい誘電率の絶
縁層であるようにしたので、スルーホールの位置が配線
から外れた場合でも、配線容量を著しく増加することな
く、スルーホールのエッチングがエッチングストッパの
ところで減速あるいは停止するように働くとともに、配
線側壁部分にボイドを生じないように働く。

【００２８】請求項６に係わる発明は、スルーホールが
形成される絶縁層の下側の配線間に形成された絶縁層の
積層膜の最上層をエッチングストッパとしたので、スル
ーホールの位置が配線から外れた場合でも、スルーホー
ルのエッチングがエッチングストッパのところで減速あ
るいは停止するように働くとともに、配線側壁部分にボ
イドを生じないように働く。

【００２９】請求項７に係わる発明は、配線の上側に形
成された絶縁層の積層膜の最下層をエッチングストッパ
としたので、スルーホールの位置が配線から外れた場合
でも、スルーホールのエッチングがエッチングストッパ
のところで減速あるいは停止するように働く。

【００３０】請求項８に係わる発明は、第１〜第７の発
明において配線の側面あるいは上下面に高融点金属ある
いは高融点金属の窒化物あるいは高融点金属シリサイド
を形成するようにしたので、スルーホールのエッチング
がエッチングストッパのところで減速あるいは停止する
ように働くとともに、配線の金属原子が配線の外側に移
動するのを防止するように働く。

【００３１】請求項９に係わる発明は、第３または第６
の発明において複数の絶縁層の積層膜の第２層より下層
の絶縁層の誘電率が最上層の絶縁層のものより小さいも
のとしたので、配線容量を著しく増加することなくスル
ーホールのエッチングがエッチングストッパのところで
減速あるいは停止するように働く。

【００３２】請求項１０に係わる発明は、第７の発明に
おいて、複数の絶縁層の積層膜の第２層より上層の絶縁
層の誘電率が最下層の絶縁層のものより小さいものとし
たので、配線容量を著しく増加することなくスルーホー
ルのエッチングがエッチングストッパのところで減速あ
るいは停止するように働く。

【００３３】請求項１１に係わる発明は、第１〜第７の
発明において、エッチングレートの大きい絶縁層が酸化
Ｓｉ、Ｐドープ酸化Ｓｉ、Ｂ・Ｐドープ酸化Ｓｉで、エ
ッチングレートの小さい絶縁層が窒化Ｓｉ、酸化窒化Ｓ
ｉ、窒化Ａｌ、窒化ＡｌＳｉ、酸化Ａｌ、酸化ＡｌＳ
ｉ、酸化窒化ＡｌＳｉ、酸化Ｃｒ，酸化Ｎｉ、或いは上
記絶縁層の化合物であるようにしたので、スルーホール
形成される絶縁層とスルーホールのエッチングを停止し
たい絶縁層のエッチングレートに差異が生じ、スルーホ
ールのエッチングがエッチングストッパで減速あるいは
停止されるように働く。

【００３４】請求項１２に係わる発明は、スルーホール
が形成される絶縁層をエッチングレートの大きい絶縁層
がＯＨ基或いはＨ基を含む酸化Ｓｉ膜とし、その下層の
絶縁層をＯＨ基或いはＨ基を含まない酸化Ｓｉ膜とした
ので、ＯＨ基或いはＨ基を含まない酸化Ｓｉ膜の結合手
が切れにくいので、エッチングレートが小さくなるよう
に働く。

【００３５】請求項１３に係わる発明は、第１〜第７の
発明において、エッチングレートの小さい絶縁層にＦを
導入するようにしたので、エッチングレートを著しく増
大することなく、絶縁層の誘電率を下げるように働く。

【００３６】

【実施例】実施例１．図１（ａ）にこの発明の多層配線装置の第１
の実施例の断面図を示す。図において、１１は第１の絶
縁層で例えば膜厚０．５μｍの窒化Ｓｉ層である。１４
は第１の絶縁層１１上に形成された第１の配線で幅１μ
ｍ、間隔１．５μｍ、膜厚０．５μｍのＣｕ，Ｓｉを添
加したＡｌ配線である。１５は配線１４を覆って第１の
絶縁層１１上に形成された第２の絶縁層で膜厚１μｍの
酸化Ｓｉ層である。１６は第２の絶縁層１５の上に形成
された配線である。１７は第２の絶縁層１５に第２の配
線１６から第１の配線１４まで形成された直径１μｍφ
のスルーホールである。１８は第２の配線１６と第１の
配線１４を接続するための接続柱でスルーホール１７に
Ｗ等の金属層を充填して形成されている。１３は第１の
絶縁層１１の下側に形成された絶縁層で、１２は第１の
配線１４の下方の絶縁層１３の上に形成された配線であ
る。

【００３７】スルーホール１７のエッチングは例えばＭ
ＥＲＩＥ（有磁界反応性イオンエッチング）法により例
えば表１に示すエッチング条件で行われる。

【００３８】

【表１】

【００３９】この発明の実施例の多層配線装置において
は、スルーホール１７の下側に形成されている第１の絶
縁層１１をスルーホール１７のエッチングに対し第２の
絶縁層１５のものより小さなエッチングレートを有する
絶縁層とするようにしたもので、第１の絶縁層１１をエ
ッチングレート３ｎｍ／ｍｉｎの窒化Ｓｉ層とし、第２
の絶縁層１５をエッチングレート３０ｎｍ／ｍｉｎの酸
化Ｓｉ層とするようにしたものである。その他の絶縁材
料の組み合わせの選択については後述する実施例１０で
述べる。

【００４０】以上のような構成とすることにより、絶縁
層１５の表面から配線１４の幅内にスルーホール１７の
位置あわせ（アラインメント）をしてＭＥＲＩＥ法でス
ルーホール７のエッチングを行う場合、図１（ａ）のよ
うにスルーホール１７の位置が配線１４の幅内に納まる
場合はエッチングは配線１４の表面で停止するが、図１
（ｂ）のように位置合わせが配線の端から外れた場合
は、エッチングは配線１４の横をさらに進むが、スルー
ホール１７のエッチングの先端が第２の絶縁層１１の表
面に到達すると、エッチングが減速されあるいはほとん
ど停止されるので、このスルーホール１７にＷ等の金属
層を充填して形成された接続柱１８と絶縁層１１を介し
て形成された下方の絶縁層１３上の配線１２との間に短
絡或いは絶縁低下が生じないようにすることができる。
この実施例１の構成では、後述する実施例２及び４〜６
等における埋め込み配線形成のための化学機械研磨法を
使う必要がなく、工程が簡略でコストも低いという利点
がある。しかしながら、この構造の多層配線装置では図
１２左の図で示したボイドによるエレクトロマイグレー
ションや腐食の問題点は解決できない。この解決法を後
述する実施例３、実施例４及び実施例６において述べ
る。

【００４１】実施例２．図１（ａ）の構成では第２の絶
縁層１１がスルーホール１７の下側一面に広がった構造
の多層配線装置の例を示したが、この実施例の他の構成
として、図２に示すようにスルーホール形成時のアライ
ンメント誤差よりは充分広い領域であるスルーホール１
７の下側の真下近傍領域にだけ第２の絶縁層１１を形成
するようにしてもよい。

【００４２】図２の構造の多層配線装置の製造方法の一
実施例としては、第１の絶縁層１９をエッチングストッ
パ１１より誘電率の小さい例えばＣＶＤ法により酸化シ
リコン膜を形成した後、スルーホール１７が形成される
真下近傍領域の第１の絶縁層１９のみを反応性イオンエ
ッチングＲＩＥ法でエッチングしてホールを形成する。
次にＣＶＤ法によりこのホールを埋めて窒化シリコン層
等とエッチングストッパ１１を形成する。つぎに化学機
械研磨法によりホール以外の余分の膜を除去する。以下
の多層配線の形成工程は実施例１のものと同じものとす
る。

【００４３】以上のように、第１の絶縁層１９のスルー
ホール１７の真下近傍領域のみをエッチングストッパ１
１とし、それ以外の第１の絶縁層１９の誘電率をエッチ
ングストッパ１１のものより小さなものとしたので、ス
ルーホール１７のエッチング位置が接続柱を形成する配
線１４の幅の端から少し外れた場合でも、配線容量を著
しく増加することなく配線１４の下層の配線１２との短
絡や耐圧低下を防止することができる。

【００４４】実施例３．図３にこの発明の多層配線装置
の実施例３の断面図を示す。この実施例の装置の構成
は、実施例１で示した多層配線装置における第１の絶縁
層１１を積層膜２５で構成しその最上層１１を第２の絶
縁層１５のものより小さなエッチングレートを有する絶
縁層例えば膜厚０．１μｍで比誘電率７．４の窒化Ｓｉ
層によるエッチングストッパとし、それより下層の絶縁
層２４をエッチングストッパ１１のものより小さな誘電
率の絶縁層例えば膜厚０．４μｍで比誘電率３．８の酸
化Ｓｉで形成するようにしたものである。図１０は図３
の構成において積層膜２５の膜厚を０．５μｍと一定に
したとき、積層膜２５の最上層１１の窒化Ｓｉ層の膜厚
と積層膜２５全体による配線容量との関係を示したもの
である。これから誘電率の大きい最上層１１の窒化シリ
コン層の膜厚が増加すると配線容量が増加することがわ
かる。従って誘電率の大きい最上層１１の膜厚を小さく
することにより配線容量を下げることができる。

【００４５】上記の構成とし、特に第２の絶縁層２５の
下層に誘電率の小さい絶縁層を用いることにより、第２
の絶縁層２３全体を誘電率の大きなエッチングストッパ
で形成するのに比べ、多層配線間の配線容量を著しく増
加することなく実施例１で示した短絡あるいは耐圧低下
を防止することができる。この実施例の構成では実施例
２、および後述する実施例４〜６等に比べ、埋め込み配
線形成の際、化学機械研磨法を使う必要がなく、工程が
簡略でコストも低いという利点がある。しかしながら、
この実施例の構造の多層配線装置では図１２左の図で示
したボイドによるエレクトロマイグレーションや腐食の
問題点は解決できない。この解決法については実施例４
〜６及び実施例８において述べる。

【００４６】実施例４．図４にこの発明の多層配線装置
の実施例４の断面図を示す。図において１３は第１の絶
縁層で酸化Ｓｉ層で形成されている。１４は第１の絶縁
層１３上に形成された第１の配線で、幅１μｍ、間隔
１．５μｍ、膜厚０．５μｍのＣｕ，Ｓｉを添加したＡ
ｌ配線である。１１は第１の配線１４間を埋めて上記第
１の絶縁層１３上に形成された第２の絶縁層で例えば膜
厚０．５μｍの窒化Ｓｉ層である。１５は配線１４を覆
って第２の絶縁層１１上に形成された第３の絶縁層で膜
厚１μｍの酸化Ｓｉ層である。１６は第３の絶縁層１５
上に形成された第２の配線である。１７は第３の絶縁層
１５に第２の配線１６から第１の配線１４まで形成され
た直径１μｍφのスルーホールである。１８は第２の配
線１６と第１の配線１２を接続するための接続柱でスル
ーホール１７にＷ等の金属層を充填して形成されてい
る。この実施例の多層配線装置では、第２の絶縁層１１
をスルーホールのエッチングに対し第３の絶縁層１５の
ものよりエッチングレートの小さい絶縁層（エッチング
ストッパ）で形成するようにしたものである。

【００４７】次にこの多層配線装置の製造方法を示す。
図４においてＣＶＤ法により酸化Ｓｉ膜を成膜すること
により第１の絶縁層１３を形成する。次にこの上にＣＶ
Ｄ法でＭＥＲＩＥ法によるエッチングレートが３ｎｍ／
ｍｉｎである窒化Ｓｉ等を成膜して第２の絶縁層１１を
形成する。次にこの絶縁層１１上に有磁界反応性イオン
エッチング法（ＭＥＲＩＥ）により形成した溝に前記Ａ
ｌにＳｉ、Ｃｕを添加した配線材料を埋め込み、更に溝
以外の部分に形成された配線材料を化学機械研磨法によ
り除去して形成した。次にこの上にＣＶＤ法により膜厚
約１μｍのＭＥＲＩＥ法によるエッチングレートが３
０ｎｍ／ｍｉｎの酸化Ｓｉ層による第３の絶縁層１５を
形成する。

【００４８】次にスルーホール１７の位置を配線１４の
幅内に位置合わせ（アラインメント）した後、ＭＥＲＩ
Ｅ法によりＣＨＦ3 を用いて絶縁層１５をエッチングし
スルーホール１７を形成する。このエッチング条件を表
１に示す。図９にエッチングストッパ１１のエッチング
量（深さ）と、スルーホール１７が形成される絶縁層１
５とエッチングストッパ１１とのエッチングレート比と
の関係を示す。この実施例においてはエッチングストッ
パである第２の絶縁層１１をエッチングレート３ｎｍ／
ｍｉｎの窒化Ｓｉ層とし、第３の絶縁層１５をエッチン
グレート３０ｎｍ／ｍｉｎの酸化Ｓｉ層としたのでエッ
チングレート比は０．１で、図９からエッチングストッ
パ１１のエッチング量（深さ）は０．０２２μｍとなる
（これは７．３分間のエッチング時間に相当する）。従
って実験あるいは計算で求めたエッチング時間を予め設
定することにより、エッチングストッパのエッチング量
（深さ）を２０〜５０ｎｍ程度に制御することは容易に
できる。

【００４９】以上の様な構成とすることによりスルーホ
ール１７の配線１４の幅の端から外れた部分が第２の絶
縁層（エッチングストッパ）１１に到達したとき、その
面でスルーホール１７のエッチングが減速されあるいは
停止されるのでエッチングストッパ１１のオーバーエッ
チの深さを小さく押さえることができる。従ってスルー
ホール１７の径と配線１４の幅端との位置合わせがずれ
ても配線１４間にエッチングストッパ１１があり配線１
４の側壁部分に図１２に示したボイド９が生じないので
腐食やエレクトロマイグレーション等が生じない。また
接続柱１８が接続される配線１４とその下層の配線（例
えば図１の電極１２）との間の短絡や耐圧の低下を生じ
ないようにすることができる。

【００５０】なお、この実施例では配線或いは電極材料
としてＡｌにＳｉ、Ｃｕを添加した材料を用いた場合に
ついて説明したが、配線材料としてＣｕ，Ａｇ、Ａｕ、
Ｐｔ，Ｗ当の高融点金属あるいはこれらの金属のシリサ
イド（例えばＴｉシリサイド、Ｗシリサイド、Ｐｔシリ
サイド等）或いは窒化Ｔｉ等の高融点金属の導電性窒化
物或いは不純物をドープしたＳｉ、酸化Ｒｕ等の導電性
酸化物を用いても良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。上記の配線材料に関しては他の実施例における配線
材料の選択にも適用できるものである。

【００５１】実施例５．図５（ａ）に実施例５の装置の
平面図をまた図５（ｂ）に図５（ａ）のＡＡ断面図を示
す。この装置は、図４に示した実施例４の装置において
第２の絶縁層１１のスルーホール１７の真下近傍部分の
みを例えば窒化シリコン等のエッチングストッパ１１と
し、それ以外の第２の絶縁層２８の部分を例えば酸化シ
リコン等のエッチングストッパ１１のものより小さな誘
電率の絶縁層で形成したもので、図５（ａ）はこの第２
の絶縁層の上から下を見た平面図を示したものである。

【００５２】このような構成をとることにより、スルー
ホール１７のエッチング位置が接続柱を形成する配線１
４の幅の端から少し外れた場合でも、配線容量を著しく
増加することなく上記配線１４の下層の配線１２との短
絡や耐圧低下を防止することができるとともに、配線１
４の側壁部分にボイドを生じないようにすることができ
るので、配線の腐食やエレクトロマイグレーション等を
防止することができる。

【００５３】実施例６．図６にこの発明の多層配線装置
の実施例６の断面図を示す。この実施例の装置の構成
は、実施例４で示した多層配線装置における第２の絶縁
層１１を積層膜２３で構成しその最上層を第３の絶縁層
１５のものよりエッチングレートの小さい絶縁層（エッ
チングストッパ）１１例えば膜厚０．１μｍの比誘電率
が７．４の窒化Ｓｉ層とし、それより下層の絶縁層２０
をエッチングストッパ１１の誘電率より小さな誘電率の
絶縁層で形成するようにしたものである。

【００５４】この装置の製造方法も実施例４において第
２の絶縁層としてＣＶＤ法により上記積層膜２３を形成
した後ＭＥＲＩＥ法等で配線１４を形成する以外は殆ど
同じである。

【００５５】上記の構成とし、特に第２の絶縁層２３の
下層に誘電率の小さい絶縁層を用いたので、第２の絶縁
層２３全体を誘電率の大きなエッチングストッパで形成
するのに比べ、多層配線間の配線容量を著しく増加する
ことなく実施例４で示した短絡あるいは耐圧防止の効果
及びボイドによるエレクトロマイグレーションや配線側
壁の腐食防止をすることができる。

【００５６】実施例７．図７にこの発明の多層配線装置
の実施例７の断面図を示す。この実施例の装置の構成
は、第１の絶縁層１３の上に第１の配線１４が形成され
ている。第１の配線は幅１μｍ、間隔１．５μｍ、膜厚
０．５μｍのＣｕ，Ｓｉを添加したＡｌ配線である。第
１の配線１４を覆って第２の絶縁層２７の積層膜が形成
されておりその最下層の絶縁層１１は例えばエッチング
レート３ｎｍ／ｍｉｎの窒化Ｓｉで、それより上層の絶
縁層１５はエッチングレート３０ｎｍ／ｍｉｎの酸化Ｓ
ｉ層等で最下層の絶縁層１１（エッチングストッパ）の
ものよりエッチングレートの大きい絶縁層で形成されて
いる。１６は絶縁層１５の上に形成された第２の配線で
ある。１７は第２の配線１６から第１の配線１４まで絶
縁層１５に形成されたスルーホールで、１８はスルーホ
ール１７にＣＶＤ法によりＷ等の金属層を充填して形成
された第１の配線１４と第２の配線１６を接続するため
の接続柱である。

【００５７】このような構成とすることによりスルーホ
ール１７の形成工程において第２の絶縁層上層のエッチ
ングレートの大きな絶縁層１５からエッチングされてき
たスルーホールの底が配線１４上に到達しても、エッチ
ングはエッチングストッパ１１で減速或いは停止するの
で、配線１４の幅の端からはずれた部分のスルーホール
１７のエッチングの先端が配線１４が形成されている絶
縁層１３まで到達しないようにすることができる。例え
ば図７においてスルーホール１７のエッチングが第２の
配線１６の位置から下方の絶縁層１５中を進み第１の配
線１４上のエッチングストッパ１１の表面に到達したと
き、エッチングレート３ｎｍ／ｍｉｎ、膜厚０．１μｍ
の窒化Ｓｉ層によるエッチングストッパ１１の膜（Ａの
部分）を約３３分でエッチングし終わる。この間、配線
の幅端からはずれた部分は膜厚０．５μｍ、エッチング
レート３０ｎｍ／ｍｉｎの酸化Ｓｉ層による絶縁層１５
を約１６．７分でエッチングした後さらに残りの１６．
３分でエッチングストッパ１１（Ｂの部分）を約０．０
５μｍ（４８．９ｎｍ）エッチングする。従ってエッチ
ングストッパ１１はまだ膜厚約０．０５μｍ残ることに
なり、予め所定のエッチング時間を設定することにより
エッチングストッパ１１を突き抜けることなくエッチン
グを停止させることが容易にできる。このようにして配
線１４と絶縁層１３の下層の電極（例えば図１２の配線
２）との間の短絡あるいは耐圧低下を防止することがで
きる。

【００５８】実施例８．図８にこの発明の多層配線装置
の実施例８の断面図を示す。１１は例えば膜厚０．１μ
ｍの窒化Ｓｉ等で形成されたエッチングレートの小さい
第１の絶縁層（エッチングストッパ）である。１４は第
１の配線で例えば膜厚０．５μｍ、幅１μｍ、配線間隔
１．５μｍのＡｌにＣｕ，Ｓｉを添加した金属層であ
る。２６は保護層で配線１４の側面に、或いは配線１４
の側面と上面、下面の少なくとも１つの面に形成された
Ｔｉ等の高融点金属或いは高融点金属の窒化物例えば膜
厚５０ｎｍの窒化Ｔｉあるいは高融点金属シリサイド層
である。保護層２６及び配線１４はＤＣマグネトロンス
パッタ法で連続的に成膜している。１５は配線１４の上
方に形成されたエッチングストッパ１１のものより大き
いエッチングレートを有する第２の絶縁層（層間絶縁
層）で、膜厚１μｍの酸化Ｓｉ等で形成されている。１
６は第２の絶縁層１５上に形成された第２の配線であ
る。１７は第２の配線１６から配線１４まで第２の絶縁
層１５に形成された直径１μｍ、深さ１μｍのスルーホ
ールで、１８はスルーホール１７にＷ等の金属層を充填
して形成された絶縁層１５上の配線と配線１４とを接続
する接続柱である。

【００５９】実施例４〜６では図１２の左の図で示した
ボイド９の形成を防止することによりエレクトロマイグ
レーションを防止するためのものである。この発明の構
造は、配線を構成する原子が配線１４の外側に移動する
ことを防止するための構造を提供するもので、実施例４
〜６に比べ第１の電極の周囲に高融点金属層を形成する
プロセスが増加するが、本願はスルーホール１７のエッ
チングの位置合わせが配線の端の外側にずれて図１２の
ボイド９が生じて、配線側面が直接空間に接してエレク
トロマイグレーションが生じ易い場合は勿論のこと、そ
れ以外に配線が空間と直接接していなくとも、例えば高
密度の電流を流すことにより配線の外に配線中の原子が
移動して配線を断線させる等の場合も、どちらに対して
も確実にエレクトロマイグレーションを防止することが
できるようにすることを目的としたものである。

【００６０】

【表２】

【００６１】表２にエレクトロマイグレーションの加速
試験を行った際の１０％故障時間を示す。加速条件は電
流密度１μＡ／ｃｍ2 、試料温度２００℃である。配線
１４の上下面に窒化Ｔｉを形成することにより１０％故
障時間が大幅に延びることが確認された。このような構
成の多層配線装置とすることによりエレクトロマイグレ
ーション耐性が得られることが確認された。

【００６２】実施例９．図１１に図３で示す実施例３の
多層配線構造におけるエッチングストッパの比誘電率に
対する配線容量の関係を示す。これからできるだけ誘電
率を小さく押さえる必要があることがわかる。図３、図
６に第９の発明による多層配線装置の実施例の断面図を
示す。

【００６３】

【表３】

【００６４】表３に示す各種絶縁層の比誘電率からわか
るように、エッチングストッパとして用いられる絶縁層
の誘電率は比較的大きく配線容量が大きくなる。この発
明の構成では図３及び図６に示すようにスルーホールの
エッチングを停止したい絶縁層を積層膜で形成し、その
最上層を例えば窒化Ｓｉ等による場合、エッチングスト
ッパ１１を０．１μｍ等とスルーホール１７のエッチン
グにより突き抜けを生じない程度に薄くし、その下層膜
を誘電率の小さい酸化Ｓｉ層等で形成するようにした。
図７に第１０の発明による多層配線装置の他の実施例を
示す。ここでは配線上に窒化Ｓｉ等による薄いエッチン
グストッパ層１１を設け、その上層膜は誘電率の小さい
酸化Ｓｉ層等とし、配線容量を低下するようにした。

【００６５】配線容量は積層膜の合成容量できまるの
で、積層膜全体を誘電率の大きい絶縁層で形成するのに
比べ、多層配線容量を著しく増加することなく、所定の
位置にスルーホール１７のエッチングを停止することが
できる。

【００６６】実施例１０．

【００６７】

【表４】

【００６８】表４にこの発明の多層配線装置に用いる絶
縁材料をのエッチングレートを、スルーホールのエッチ
ング方法を有磁界反応性イオンエッチング法（ＭＥＲＩ
Ｅ）とし、エッチング条件を表１に示したものとした時
の値を示したものである。

【００６９】この表から本願発明ではエッチングレート
の大きい第１の絶縁層として酸化Ｓｉ、Ｐドープ酸化Ｓ
ｉ、Ｂ・Ｐドープ酸化Ｓｉを、またエッチングストッパ
として用いるエッチングレートの小さな絶縁層としては
窒化Ｓｉ、酸化窒化Ｓｉ、酸化Ａｌ、窒化Ａｌ、酸化Ｃ
ｒ，酸化Ｎｉを用いている。その他エッチングレートの
大きい第１の絶縁層としてＦを含有する酸化Ｓｉも用い
られる。またエッチングストッパとして窒化ＡｌＳｉ、
酸化ＡｌＳｉ、酸化窒化ＡｌＳｉ或いは上記絶縁層材料
の化合物或いは上記絶縁体を母材とする絶縁材料を用い
ることもできる。

【００７０】図９は第１〜第７の発明におけるエッチン
グストッパ１１のエッチング量（深さ）とエッチングレ
ートの大きい絶縁層のエッチングレートに対するエッチ
ングレートの小さい絶縁層（エッチングストッパ）のエ
ッチングレートの比との関係を示したものである。図９
から実施例１〜７で示したエッチングレートの大きい絶
縁層にエッチングレート３０ｎｍ／ｍｉｎの酸化Ｓｉ
を、エッチングレートの小さい絶縁層（エッチングスト
ッパ）にエッチングレート３ｎｍ／ｍｉｎの窒化Ｓｉを
用いることにより０．１μｍのエッチングストッパの膜
厚以下でスルーホールのエッチングを停止することが容
易にできる。図９においてエッチングストッパの膜厚を
０．１μｍとすると、エッチングレートの比が０．６以
上でエッチングにより膜厚を突き抜けてしまうことを示
している。

【００７１】ここではスルーホールのエッチング方法と
して有磁界反応性イオンエッチング法（ＭＥＲＩＥ）を
用いた場合についてのみ述べたが、その他反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）法、電子サイクロトロン共鳴（Ｅ
ＣＲ）法等のエッチング方法についても上記材料のエッ
チングレートはほぼ同様に扱うことができる。

【００７２】上記の絶縁材料を第１〜第７の発明の多層
配線装置に適用することによりスルーホールのエッチン
グを所定の位置に停止することができる。

【００７３】実施例１１．

【００７４】

【表５】

【００７５】表５にこの発明の一実施例である酸化Ｓｉ
膜の各種成膜方法によるエッチングレートを示したもの
である。表３から同一の酸化Ｓｉによりエッチングレー
トに差異がつけられることがわかる。

【００７６】この発明の構成は、第１〜７の発明のいず
れかの多層配線装置において、エッチングレートの大き
い絶縁層をＯＨ基或いはＨ基を含む酸化Ｓｉ膜とし、エ
ッチングレートが小さい絶縁層（エッチングストッパ）
をＯＨ基或いはＨ基を含まない酸化Ｓｉ膜とするように
したものである。ここでＯＨ基或いはＨ基を含まない酸
化Ｓｉ膜というのは全く含まないというのでなくエッチ
ングレートの大きい絶縁層に対して含有量が１０％以下
とか、ＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外検出法）に対し検出
出来ない程度に少ないというものである。

【００７７】例えばプラズマＴＥＯＳＣＶＤ法により
成膜された酸化シリコン膜は、ＴＥＯＳ材料中にＯＨ
基、Ｈ基を多く含むので、成膜された酸化Ｓｉ膜中にＳ
ｉ−ＯＨ、Ｓｉ−Ｈ、Ｓｉ−Ｏの結合が含まれる。この
ような酸化Ｓｉ膜ではＳｉ−ＯＨ、Ｓｉ−Ｈ、Ｓｉ−Ｏ
の原子間距離はほとんど変わらないので誘電率の大きさ
は小さく保たてるが、Ｓｉ−０の結合手に比べＳｉ−Ｏ
Ｈ、Ｓｉ−Ｈの結合手は切れ易くしたがってＭＥＲＩＥ
法等のエッチング法に対し大きなエッチングレートの膜
が得られる。これに対しＳｉ−ＯＨ、Ｓｉ−Ｈの結合手
が少ない膜ではエッチングレートの小さい膜が得られ
る。

【００７８】よって同じ酸化Ｓｉ膜でエッチングレート
に差異のある絶縁層を多層配線装置に適用することによ
り、配線容量を増加することなく所定の位置でスルーホ
ールのエッチングを止めるようにすることが可能であ
る。

【００７９】実施例１２．

【００８０】

【表６】

【００８１】表６にこの発明に係わるＦを添加した絶縁
層の一実施例の窒化Ｓｉ層の比誘電率を示す。Ｆを添加
した窒化Ｓｉ膜の製法は、プラズマＣＶＤ法により形成
し、反応ガスにＣＦ4 を加えることによりＦを添加す
る。この様にＦの濃度が増加することにより膜を構成す
る原子間の結合距離が長くなり誘電率を小さくすること
ができる。従ってこのような絶縁層をエッチングストッ
パとして用いることにより、配線容量の小さな多層配線
を形成することができる。

【００８２】ここでは窒化Ｓｉ膜にＦを導入した場合に
ついてのみ説明したが、エッチングレートの小さい絶縁
層として酸化窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、窒化ＡｌＳｉ、酸化
Ａｌ、酸化ＡｌＳｉ、酸化窒化ＡｌＳｉ、酸化Ｃｒ，酸
化Ｎｉ、或いは上記絶縁層の化合物にＦを添加して膜を
形成しても同様に誘電率を低下することが可能である。

【００８３】

【発明の効果】第１の発明では、スルーホールが形成さ
れる絶縁層の下側の絶縁層をエッチングストッパとした
ので、スルーホールのエッチングの位置が接続柱を形成
する配線の幅の端から少し外れた場合でも、上記配線の
下層の配線との短絡や耐圧低下を防止することができ
る。

【００８４】第２の発明では、スルーホールが形成され
る第２の絶縁層の下側のスルーホールの真下近傍の第１
の絶縁層のみをエッチングストッパとし、それ以外の第
１の絶縁層が上記スルーホール真下近傍の第１の絶縁層
の誘電率より小さい誘電率の絶縁層であるようにしたの
で、スルーホールのエッチングの位置が接続柱を形成す
る配線の幅の端から少し外れた場合でも、配線容量を著
しく増加することなく、上記配線の下層の配線との短絡
や耐圧低下を防止することができる。

【００８５】第３の発明では、スルーホールが形成され
る第２の絶縁層の下側の第１の絶縁層である積層膜の最
上層をエッチングストッパとしたので、スルーホールの
エッチングの位置が接続柱を形成する配線の幅の端から
少し外れた場合でも、上記配線の下層の配線との短絡や
耐圧低下を防止することができる。

【００８６】第４の発明では、スルーホールが形成され
る絶縁層の下側の配線間に形成された絶縁層をエッチン
グストッパとしたので、スルーホールのエッチングの位
置が接続柱を形成する配線の幅の端から少し外れた場合
でも、上記配線の下層の配線との短絡や耐圧低下を防止
することができるとともに、配線側壁部分にボイドを生
じないようにすることが出来るので、配線の腐蝕やエレ
クトロマイグレーションを防止することができる。

【００８７】第５の発明では、スルーホールが形成され
る第３絶縁層の下側の配線間に形成されたスルーホール
の真下近傍の第２の絶縁層の絶縁層のみをエッチングス
トッパとし、それ以外の第２の絶縁層が上記スルーホー
ル真下近傍の第２の絶縁層の誘電率より小さい誘電率の
絶縁層であるようにしたので、スルーホールのエッチン
グの位置が接続柱を形成する配線の幅の端から少し外れ
た場合でも、配線容量を著しく増加することなく、上記
配線の下層の配線との短絡や耐圧低下を防止することが
できるとともに、配線側壁部分にボイドを生じないよう
にすることが出来るので、配線の腐蝕やエレクトロマイ
グレーションを防止することができる。

【００８８】第６の発明では、スルーホールが形成され
る絶縁層の下側の配線間に形成された絶縁層の積層膜の
最上層をエッチングストッパとしたので、スルーホール
のエッチングの位置が接続柱を形成する配線の幅の端か
ら少し外れた場合でも、上記配線の下層の配線との短絡
や耐圧低下を防止することができるとともに、配線側壁
部分にボイドを生じないようにすることが出来るので、
配線の腐蝕やエレクトロマイグレーションを防止するこ
とができる。

【００８９】第７の発明では、接続柱が形成される配線
の上側に形成された絶縁層の積層膜の最下層をエッチン
グストッパとしたので、スルーホールのエッチングの位
置が接続柱を形成する配線の幅の端から少し外れた場合
でも、エッチングストッパのところでエッチングを減速
させて、上記配線の下層の配線との短絡や耐圧低下を防
止することができる

【００９０】第８の発明では、第１の発明ないし第７の
発明において配線の側面あるいは上下面に高融点金属あ
るいは高融点金属の窒化物あるいは高融点金属シリサイ
ドを形成するようにしたので、スルーホールのエッチン
グの位置が接続柱を形成する配線の幅の端から少し外れ
た場合でも、上記配線の下層の配線との短絡や耐圧低下
を防止することができるとともに、金属シリサイド等の
膜が配線の金属原子が配線の外側に移動するのを防止す
るので、エレクトロマイグレーション耐性のある多層配
線装置を得ることができる。

【００９１】第９の発明では、第３の発明または第６の
発明において、複数の絶縁層の積層膜の第２層より下層
の絶縁層の誘電率が最上層の絶縁層のものより小さいも
のとしたので、配線容量を著しく増加することなくスル
ーホールのエッチングの位置が接続柱を形成する配線の
幅の端から少し外れた場合でも、上記配線の下層の配線
との短絡や耐圧低下を防止することができる。

【００９２】第１０の発明では、第７の発明において、
複数の絶縁層の積層膜の第２層より上層の絶縁層の誘電
率が最下層の絶縁層のものより小さいものとしたので、
配線容量を著しく増加することなく、スルーホールのエ
ッチングの位置が接続柱を形成する配線の幅の端から少
し外れた場合でも、上記配線の下層の配線との短絡や耐
圧低下を防止することができる。

【００９３】第１１の発明では、スルーホールを形成す
る絶縁層とエッチングストッパとなる絶縁層との間にエ
ッチングレートに差異のある材料を備えるようにしたの
で、スルーホールのエッチングの位置が接続柱を形成す
る配線の幅の端から少し外れた場合でも、上記配線の下
層の配線との短絡や耐圧低下を防止することができる。

【００９４】第１２の発明では、第１の発明から第７の
発明において、誘電率の小さい同一材料であるＳｉＯ2
にエッチングレートの差異を形成し、それぞれスルーホ
ールを形成する絶縁層とエッチングストッパとなる絶縁
層とに用いるようにしたので、著しく配線容量を増加す
ることなく、スルーホールのエッチングの位置が接続柱
を形成する配線の幅の端から少し外れた場合でも、上記
配線の下層の配線との短絡や耐圧低下を防止することが
できる。

【００９５】第１３の発明では、第１から第７の発明の
おいてエッチングレートの小さい絶縁層にＦを導入する
ようにしたので、エッチングレートを著しく増大するこ
となく、スルーホールのエッチングの位置が接続柱を形
成する配線の幅の端から少し外れた場合でも、上記配線
の下層の配線との短絡や耐圧低下を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の多層配線装置の構造断面図である。

【図２】実施例２の多層配線装置の構造断面図である。

【図３】実施例３の多層配線装置の構造断面図である。

【図４】実施例４の多層配線装置の構造断面図である。

【図５】実施例５の多層配線装置の構造図である。

【図６】実施例６の多層配線装置の構造断面図である。

【図７】実施例７の多層配線装置の構造断面図である。

【図８】実施例８の多層配線装置の構造断面図である。

【図９】エッチングストッパのエッチング量と絶縁層の
エッチングレートの比との関係を示す図である。

【図１０】エッチングストッパ膜厚と配線の浮遊容量の
関係を示す図である。

【図１１】エッチングストッパの比誘電率と配線の浮遊
容量の関係を示す図である。

【図１２】従来の多層配線装置の構造断面図である。

【符号の説明】

１４、１６配線１３、１５、２０、２４
絶縁層１１絶縁層（エッチングストッパ）１７スルーホ
ール１８接続柱２３、２５、２７絶縁層
の積層膜× ２６保護層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長谷川万希子尼崎市塚口本町八丁目１番１号三菱電機株式会社半導体基礎研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の絶縁層と、上記第１の絶縁層上に
形成された第１の配線と、上記第１の配線を覆って上記
第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、上記第２
の絶縁層上に形成された第２の配線と、上記第２の絶縁
層に上記第２の配線から上記第１の配線までエッチング
により形成されたスルーホールと、上記スルーホールに
金属層を充填して形成された接続柱とを備え、上記スル
ーホールのエッチングに対する第２の絶縁層のものより
小さなエッチングレートを有する第１の絶縁層を備えた
ことを特徴とする多層配線装置。
【請求項２】スルーホールの真下近傍領域の第１の絶
縁層のみが上記スルーホールのエッチングに対する第２
の絶縁層のものより小さなエッチングレートを有する絶
縁層であり、それ以外の第１の絶縁層が上記スルーホー
ル真下近傍の第１の絶縁層の誘電率より小さい誘電率の
絶縁層であることを特徴とする請求項第１項記載の多層
配線装置。
【請求項３】第１の絶縁層が複数の絶縁層の積層膜で
その最上層が上記スルーホールのエッチングに対して第
２の絶縁層のものより小さなエッチングレートを有する
絶縁層であることを特徴とする請求項第１項記載の多層
配線装置。
【請求項４】第１の絶縁層と、上記第１の絶縁層上に
形成された第１の配線と、上記第１の配線間を埋めて上
記第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、上記第
１の配線を覆って上記第２の絶縁層上に形成された第３
の絶縁層と、上記第３の絶縁層上に形成された第２の配
線と、上記第３の絶縁層に上記第２の配線から上記第１
の配線までエッチングにより形成されたスルーホール
と、上記スルーホールに金属層を充填して形成された接
続柱とを備え、上記第２の絶縁層が上記スルーホールの
エッチングに対し上記第３の絶縁層のものより小さなエ
ッチングレートの絶縁層であることを特徴とする多層配
線装置。
【請求項５】スルーホールの真下近傍領域の上記第２
の絶縁層のみが上記スルーホールのエッチングに対し上
記第３の絶縁層のものより小さなエッチングレートの絶
縁層であり、それ以外の第２の絶縁層が上記スルーホー
ル真下近傍の第２の絶縁層の誘電率より小さい誘電率の
絶縁層であることを特徴とする請求項第４項記載の多層
配線装置。
【請求項６】第２の絶縁層が複数の絶縁層の積層膜で
形成されその最上層が上記スルーホールのエッチングに
対し上記第３の絶縁層のものより小さなエッチングレー
トの絶縁層であることを特徴とする請求項第４項記載の
多層配線装置。
【請求項７】第１の絶縁層と、上記第１の絶縁層に形
成された第１の配線と、上記第１の配線を覆って上記第
１の絶縁層上に形成された第２の絶縁層と、上記第２の
絶縁層上に形成された第２の配線と、上記第２の絶縁層
に上記第２の配線から上記第１の配線までエッチングに
より形成されたスルーホールと、上記スルーホールに金
属層を充填して形成された接続柱とを備え、上記第２の
絶縁層が複数の絶縁層の積層膜でその最下層が上記スル
ーホールのエッチングに対して上記第２の絶縁層の他の
部分のものより小さなエッチングレートを有する絶縁層
であることを特徴とする多層配線装置。
【請求項８】配線の側面に、或いは配線の側面と上
面、下面の少なくとも１つの面に高融点金属或いは高融
点金属の窒化物あるいは高融点金属シリサイドによる保
護層を形成したことを特徴とする請求項第１ないし第７
項のいずれかに記載の多層配線装置。
【請求項９】複数の絶縁層の積層膜の第２層より下層
の絶縁層の誘電率が最上層の絶縁層のものより小さいも
のとしたことを特徴とする特許請求項第３項または第６
項のいずれかに記載の多層配線装置。
【請求項１０】複数の絶縁層の積層膜の第２層より上
層の絶縁層の誘電率が最下層の絶縁層のものより小さい
ものとしたことを特徴とする特許請求項第７項記載の多
層配線装置。
【請求項１１】エッチングレートの大きい絶縁層が酸
化Ｓｉ、Ｐドープ酸化Ｓｉ、Ｂ・Ｐドープ酸化Ｓｉで、
エッチングレートの小さい絶縁層が窒化Ｓｉ、酸化窒化
Ｓｉ、窒化Ａｌ、窒化ＡｌＳｉ、酸化Ａｌ、酸化ＡｌＳ
ｉ、酸化窒化ＡｌＳｉ、酸化Ｃｒ，酸化Ｎｉ、或いは上
記絶縁層の化合物であることを特徴とする請求項第１項
ないし第７項のいずれかに記載の多層配線装置。
【請求項１２】エッチングレートの大きい絶縁層がＯ
Ｈ基或いはＨ基を含む酸化Ｓｉ膜で、エッチングレート
が小さい絶縁層がＯＨ基或いはＨ基を含まない酸化Ｓｉ
膜であることを特徴とする請求項第１項ないし第７項の
いずれかに記載の多層配線装置。
【請求項１３】エッチングレートの小さい絶縁層が窒
化Ｓｉ、酸化窒化Ｓｉ、窒化Ａｌ、窒化ＡｌＳｉ、酸化
Ａｌ、酸化ＡｌＳｉ、酸化窒化ＡｌＳｉ、酸化Ｃｒ，酸
化Ｎｉ、或いは上記絶縁層の化合物にＦを添加して形成
されたものであることを特徴とする請求項第１項ないし
第７項のいずれかに記載の多層配線装置。