JPH0846040A - 配線コンタクト構造及びその形成方法 - Google Patents
配線コンタクト構造及びその形成方法Info
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- JPH0846040A JPH0846040A JP17872594A JP17872594A JPH0846040A JP H0846040 A JPH0846040 A JP H0846040A JP 17872594 A JP17872594 A JP 17872594A JP 17872594 A JP17872594 A JP 17872594A JP H0846040 A JPH0846040 A JP H0846040A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】貫通コンタクトを使用する際、中間配線とその
上部配線（第３配線）間あるいは中間配線と下部配線
（第１配線）間の接触抵抗を低減する。 【構成】第１導電層１と、第１導電層１上に配された導
電性プラグ５と、導電性プラグの側壁部と接触する第２
導電層３と、導電性プラグの上面と接触する第３導電層
６とを備えた多層配線における配線コンタクト構造にお
いて、第２導電層と接触する導電性プラグの側壁部が第
２導電層の上面あるいは下面側に突出されている。
上部配線（第３配線）間あるいは中間配線と下部配線
（第１配線）間の接触抵抗を低減する。 【構成】第１導電層１と、第１導電層１上に配された導
電性プラグ５と、導電性プラグの側壁部と接触する第２
導電層３と、導電性プラグの上面と接触する第３導電層
６とを備えた多層配線における配線コンタクト構造にお
いて、第２導電層と接触する導電性プラグの側壁部が第
２導電層の上面あるいは下面側に突出されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の多層配
線に好適な配線コンタクト構造及びその形成方法に関す
る。
線に好適な配線コンタクト構造及びその形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置が高集積化され、チップの機
能が増大するにつれ、チップ内の配線もまた複雑さを増
している。そのため、配線を積層する多層配線が使用さ
れる。
能が増大するにつれ、チップ内の配線もまた複雑さを増
している。そのため、配線を積層する多層配線が使用さ
れる。
【０００３】従来の多層配線の配線コンタクト構造は、
例えば図５に示すように、中間配線層となる第２配線層
３は、コンタクトホール内に埋め込まれたポリシリコン
プラグ５を介して第１配線層１あるいは第３配線層６と
導通し得るように構成されている。
例えば図５に示すように、中間配線層となる第２配線層
３は、コンタクトホール内に埋め込まれたポリシリコン
プラグ５を介して第１配線層１あるいは第３配線層６と
導通し得るように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この場合、
中間配線層となる第２配線層３とポリシリコンプラグ５
の接触部分（図中Ａ部）は側壁同士の接触のため非常に
小さな面積となる。ポリシリコンプラグ５が第２配線層
３と接触する垂直方向側壁を５ｂとした。このような構
造では、例えば第１配線層−第２配線層間の抵抗は１０
ｋΩ程度になる。このように配線層とプラグとの接触面
積が小さいため接触抵抗が大きくなる。従って、従来の
コンタクト構造では第２配線層を使用するデバイス特性
を劣化させる可能性がある。
中間配線層となる第２配線層３とポリシリコンプラグ５
の接触部分（図中Ａ部）は側壁同士の接触のため非常に
小さな面積となる。ポリシリコンプラグ５が第２配線層
３と接触する垂直方向側壁を５ｂとした。このような構
造では、例えば第１配線層−第２配線層間の抵抗は１０
ｋΩ程度になる。このように配線層とプラグとの接触面
積が小さいため接触抵抗が大きくなる。従って、従来の
コンタクト構造では第２配線層を使用するデバイス特性
を劣化させる可能性がある。
【０００５】そこで、この発明はコンタクトホールの貫
通コンタクトを使用する際、中間配線とその上部配線
（第３配線）間、あるいは中間配線と下部配線（第１配
線）間の接触抵抗を低減することを目的とする。
通コンタクトを使用する際、中間配線とその上部配線
（第３配線）間、あるいは中間配線と下部配線（第１配
線）間の接触抵抗を低減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述課題を解決するた
め、本発明の請求項１においては、第１導電層と、該第
１導電層上に配された導電性プラグと、該導電性プラグ
の側壁部と接触する第２導電層と、導電性プラグの上面
と接触する第３導電層とを備えた多層配線における配線
コンタクト構造において、第２導電層と接触する導電性
プラグの側壁部が第２導電層の上面あるいは下面側に突
出されていることを特徴とするものである。
め、本発明の請求項１においては、第１導電層と、該第
１導電層上に配された導電性プラグと、該導電性プラグ
の側壁部と接触する第２導電層と、導電性プラグの上面
と接触する第３導電層とを備えた多層配線における配線
コンタクト構造において、第２導電層と接触する導電性
プラグの側壁部が第２導電層の上面あるいは下面側に突
出されていることを特徴とするものである。
【０００７】また、本発明の請求項２においては、第１
の導電層上に、順次第１の絶縁層、第２の導電層、第２
の絶縁層を形成し、第１の導電層と第２の絶縁層上に形
成される第３の導電層とを接続するためのコンタクトホ
ールを形成し、コンタクトホール内に導電性プラグを形
成し、次に全面に第３導電層を形成する多層配線におけ
る配線コンタクト構造の形成方法において、第２の絶縁
層におけるコンタクトホールの形成を等方性エッチング
で行い、第２の導電層と第１の絶縁層におけるコンタク
トホールの形成を異方性エッチングで行なうことを特徴
とするものである。
の導電層上に、順次第１の絶縁層、第２の導電層、第２
の絶縁層を形成し、第１の導電層と第２の絶縁層上に形
成される第３の導電層とを接続するためのコンタクトホ
ールを形成し、コンタクトホール内に導電性プラグを形
成し、次に全面に第３導電層を形成する多層配線におけ
る配線コンタクト構造の形成方法において、第２の絶縁
層におけるコンタクトホールの形成を等方性エッチング
で行い、第２の導電層と第１の絶縁層におけるコンタク
トホールの形成を異方性エッチングで行なうことを特徴
とするものである。
【０００８】更に又、請求項３の本発明によれば、請求
項２において等方性エッチングを等方性プラズマエッチ
ングで行なうことを特徴とするものである。
項２において等方性エッチングを等方性プラズマエッチ
ングで行なうことを特徴とするものである。
【０００９】また、請求項４の本発明によれば、請求項
２において等方性エッチングをＨＦ処理によるウェット
エッチングで行なうことを特徴とするものである。
２において等方性エッチングをＨＦ処理によるウェット
エッチングで行なうことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】本発明によれば、図１に示すように、多層配線
として順次配された第１配線層１、第２配線層３、第３
配線層６において、コンタクトホールを形成して設けら
れたポリシリコンプラグ５の側壁と第２配線層３との接
触が、第２配線層３の側壁と接触する側壁５ｂと、その
上面と接触する側壁５ａでなされている。従って、ポリ
シリコンプラグ５と第２配線層３との接触面積が増大
し、接触抵抗が低減される。
として順次配された第１配線層１、第２配線層３、第３
配線層６において、コンタクトホールを形成して設けら
れたポリシリコンプラグ５の側壁と第２配線層３との接
触が、第２配線層３の側壁と接触する側壁５ｂと、その
上面と接触する側壁５ａでなされている。従って、ポリ
シリコンプラグ５と第２配線層３との接触面積が増大
し、接触抵抗が低減される。
【００１１】しかも、本発明によれば、図３（ａ）に示
すように、第２配線層３上の第２層間絶縁膜４のコンタ
クトホール形成時に等方性エッチングがなされるので、
コンタクトホールがレジストマスクのパターンよりも外
周へ突出したコンタクトホールが形成される。そのた
め、コンタクトホール内へ埋め込まれるポリシリコンプ
ラグ５の側壁は第２配線層３上でも接触することにな
り、接触面積の増大が図れる。
すように、第２配線層３上の第２層間絶縁膜４のコンタ
クトホール形成時に等方性エッチングがなされるので、
コンタクトホールがレジストマスクのパターンよりも外
周へ突出したコンタクトホールが形成される。そのた
め、コンタクトホール内へ埋め込まれるポリシリコンプ
ラグ５の側壁は第２配線層３上でも接触することにな
り、接触面積の増大が図れる。
【００１２】
【実施例】続いて、本発明を半導体装置の多層配線に適
用した実施例を図面を参照して詳細に説明する。同図に
おいて、従来例の図で示した部分と同一の部分は同一符
号で示した。
用した実施例を図面を参照して詳細に説明する。同図に
おいて、従来例の図で示した部分と同一の部分は同一符
号で示した。
【００１３】図１は、本発明に係る配線コンタクトの構
成断面図である。図１において、貫通コンタクトとなる
ポリシリコンプラグ５の上部側壁の一部５ａが第２配線
層３の上面と接触するように突出されて配されている。
その他の構造は従来例で示した図５と同一である。すな
わち、図１において、第２配線層３とポリシリコンプラ
グ５との接触部（Ｂ部）は第２配線層３の垂直方向側壁
５ｂと水平方向側壁５ａの部位となっている。一方、従
来の場合は前述の通り、第２配線層３とポリシリコンプ
ラグ５との接触部は垂直方向側壁５ｂのみであるが、本
実施例はその側壁５ｂの他に水平方向側壁５ａの部位で
接触面積が増大されている。この接触面積の増大により
接触抵抗が低減された状態で第２配線層３と第１配線層
あるいは第３配線層とが導通される。
成断面図である。図１において、貫通コンタクトとなる
ポリシリコンプラグ５の上部側壁の一部５ａが第２配線
層３の上面と接触するように突出されて配されている。
その他の構造は従来例で示した図５と同一である。すな
わち、図１において、第２配線層３とポリシリコンプラ
グ５との接触部（Ｂ部）は第２配線層３の垂直方向側壁
５ｂと水平方向側壁５ａの部位となっている。一方、従
来の場合は前述の通り、第２配線層３とポリシリコンプ
ラグ５との接触部は垂直方向側壁５ｂのみであるが、本
実施例はその側壁５ｂの他に水平方向側壁５ａの部位で
接触面積が増大されている。この接触面積の増大により
接触抵抗が低減された状態で第２配線層３と第１配線層
あるいは第３配線層とが導通される。
【００１４】以下、上述した配線コンタクト構造を形成
する方法を図２〜図４に示した工程断面図を用いて説明
する。まず、図２（ａ）に示すように、第１配線層１と
してＣＶＤ法によりｎ型ポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ）を厚さ５０ｎｍ、タングステンシリサイド（ＷＳ
ｉ）を厚さ５０ｎｍに堆積し、それぞれｎ型ポリシリコ
ン層１ａ及びタングステンシリサイド層１ｂを形成す
る。その後、第１配線層１上にＣＶＤ法により二酸化シ
リコン（ＳｉＯ2）を厚さ１５０ｎｍに堆積して第１層
間絶縁膜２を形成する。
する方法を図２〜図４に示した工程断面図を用いて説明
する。まず、図２（ａ）に示すように、第１配線層１と
してＣＶＤ法によりｎ型ポリシリコン（ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ）を厚さ５０ｎｍ、タングステンシリサイド（ＷＳ
ｉ）を厚さ５０ｎｍに堆積し、それぞれｎ型ポリシリコ
ン層１ａ及びタングステンシリサイド層１ｂを形成す
る。その後、第１配線層１上にＣＶＤ法により二酸化シ
リコン（ＳｉＯ2）を厚さ１５０ｎｍに堆積して第１層
間絶縁膜２を形成する。
【００１５】次に、第１層間絶縁膜２上にＣＶＤ法によ
りｎ型ポリシリコンを厚さ５０ｎｍに堆積して第２配線
層３を形成し、更にその上にＣＶＤ法によりＳｉＯ2を
厚さ１００ｎｍに堆積して第２層間絶縁膜４を形成す
る。その後、全面にレジストを塗布し、リソグラフィー
技術を用いてコンタクトホール形成用の開口９をパター
ニングし、レジストマスク７を形成する。この開口９の
幅Ｗ１は０．３〜０．４μｍ程度のものとした。
りｎ型ポリシリコンを厚さ５０ｎｍに堆積して第２配線
層３を形成し、更にその上にＣＶＤ法によりＳｉＯ2を
厚さ１００ｎｍに堆積して第２層間絶縁膜４を形成す
る。その後、全面にレジストを塗布し、リソグラフィー
技術を用いてコンタクトホール形成用の開口９をパター
ニングし、レジストマスク７を形成する。この開口９の
幅Ｗ１は０．３〜０．４μｍ程度のものとした。
【００１６】次に、レジストマスク７をマスクとしてプ
ラズマエッチング（１次エッチング）により第２層間絶
縁膜４（厚さ１００ｎｍ）をエッチング除去する。この
時のプラズマエッチングの条件は等方性エッチング条件
を使用した。そのため、レジストマスク７の開口側壁表
面７ａの下方延長領域内のみならず、レジストマスク７
の下部の第２層間絶縁膜４（Ｄ部）も、ある程度エッチ
ングされる（図２（ｂ））。この等方性エッチングによ
るコンタクトホールの形成により、第２配線層３とポリ
シリコンプラグ５との接触面積が増大するのである。
ラズマエッチング（１次エッチング）により第２層間絶
縁膜４（厚さ１００ｎｍ）をエッチング除去する。この
時のプラズマエッチングの条件は等方性エッチング条件
を使用した。そのため、レジストマスク７の開口側壁表
面７ａの下方延長領域内のみならず、レジストマスク７
の下部の第２層間絶縁膜４（Ｄ部）も、ある程度エッチ
ングされる（図２（ｂ））。この等方性エッチングによ
るコンタクトホールの形成により、第２配線層３とポリ
シリコンプラグ５との接触面積が増大するのである。
【００１７】上述のように、等方性プラズマエッチング
により第２層間絶縁膜４をエッチングした後、レジスト
マスク７は剥離せずそのままにして通常の異方性のＲＩ
Ｅ（反応性イオンエッチング）を行なう（２次エッチン
グ）。この時のＲＩＥはＳｉＯ2（第２層間絶縁膜）４
とｎ型ポリシリコン（第２配線層）３の両方をエッチン
グできる条件で行い、貫通コンタクトホール１０を形成
する（図３（ａ））。
により第２層間絶縁膜４をエッチングした後、レジスト
マスク７は剥離せずそのままにして通常の異方性のＲＩ
Ｅ（反応性イオンエッチング）を行なう（２次エッチン
グ）。この時のＲＩＥはＳｉＯ2（第２層間絶縁膜）４
とｎ型ポリシリコン（第２配線層）３の両方をエッチン
グできる条件で行い、貫通コンタクトホール１０を形成
する（図３（ａ））。
【００１８】次に、レジストマスク７を剥離し、ＣＶＤ
法によりポリシリコンを厚さ５００ｎｍ程度（貫通コン
タクトホール底面から）に堆積してポリシリコン層１５
を形成する（図３（ｂ））。
法によりポリシリコンを厚さ５００ｎｍ程度（貫通コン
タクトホール底面から）に堆積してポリシリコン層１５
を形成する（図３（ｂ））。
【００１９】その後、全面をＲＩＥでエッチバックして
貫通コンタクトホール１０内にポリシリコンプラグ５を
埋め込み形成する（図４（ａ））。次に、リンイオンを
注入エネルギー３０ＫｅＶ、注入量１×１０15／ｃｍ2
でイオン注入してポリシリコンプラグ５をｎ型とし、Ｒ
ＴＡと１０５０℃、１０秒間の熱処理により注入された
リンを活性化する。
貫通コンタクトホール１０内にポリシリコンプラグ５を
埋め込み形成する（図４（ａ））。次に、リンイオンを
注入エネルギー３０ＫｅＶ、注入量１×１０15／ｃｍ2
でイオン注入してポリシリコンプラグ５をｎ型とし、Ｒ
ＴＡと１０５０℃、１０秒間の熱処理により注入された
リンを活性化する。
【００２０】その後、全面にＣＶＤ法によりｎ型ポリシ
リコンを厚さ５０ｎｍに堆積して第３配線層６を形成す
る（図４（ｂ））。
リコンを厚さ５０ｎｍに堆積して第３配線層６を形成す
る（図４（ｂ））。
【００２１】このようにして、図１に示した配線コンタ
クト構造を得ることができる。なお、上述の配線コンタ
クトの形成において、第２配線層とポリシリコンプラグ
との接触面積を増大させるための等方性エッチング（１
次エッチング）はプラズマエッチングで行なったが、そ
の他例えばＨＦ（フッ酸）によるウェットエッチングに
よっても可能である。
クト構造を得ることができる。なお、上述の配線コンタ
クトの形成において、第２配線層とポリシリコンプラグ
との接触面積を増大させるための等方性エッチング（１
次エッチング）はプラズマエッチングで行なったが、そ
の他例えばＨＦ（フッ酸）によるウェットエッチングに
よっても可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は半導体装
置等の多層配線における配線コンタクトの導電プラグと
中間配線層（第２配線層）とのコンタクト面積を増大さ
せるように構成したものである。そのために、上部配線
層あるいは下部配線層と中間配線層との間の抵抗を低減
させることができる。
置等の多層配線における配線コンタクトの導電プラグと
中間配線層（第２配線層）とのコンタクト面積を増大さ
せるように構成したものである。そのために、上部配線
層あるいは下部配線層と中間配線層との間の抵抗を低減
させることができる。
【００２３】更に又、上述のコンタクト部の低抵抗化に
より中間配線層を使用する半導体デバイスの特性劣化を
防止することができる。
より中間配線層を使用する半導体デバイスの特性劣化を
防止することができる。
【図１】本発明に係る配線コンタクトの構成断面図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る配線コンタクトの形成方法を示す
工程断面図（Ｉ）である。
工程断面図（Ｉ）である。
【図３】本発明に係る配線コンタクトの形成方法を示す
工程断面図（II）である。
工程断面図（II）である。
【図４】本発明に係る配線コンタクトの形成方法を示す
工程断面図（III）である。
工程断面図（III）である。
【図５】従来の配線コンタクトの構成断面図である。
１ 第１配線層 ２ 第１層間絶縁膜 ３ 第２配線層 ４ 第２層間絶縁膜 ５ ポリシリコンプラグ ６ 第３配線層
Claims (4)
- 【請求項１】 第１導電層と、該第１導電層上に配され
た導電性プラグと、該導電性プラグの側壁部と接触する
第２導電層と、上記導電性プラグの上面と接触する第３
導電層とを備えた多層配線における配線コンタクト構造
において、 上記第２導電層と接触する上記導電性プラグの側壁部が
上記第２導電層の上面あるいは下面側に突出されている
ことを特徴とする配線コンタクト構造。 - 【請求項２】 第１の導電層上に、順次第１の絶縁層、
第２の導電層、第２の絶縁層を形成し、上記第１の導電
層と上記第２の絶縁層上に形成される第３の導電層とを
接続するためのコンタクトホールを形成し、上記コンタ
クトホール内に導電性プラグを形成し、次に全面に第３
導電層を形成する多層配線における配線コンタクト構造
の形成方法において、 上記第２の絶縁層におけるコンタクトホールの形成を等
方性エッチングで行い、上記第２の導電層と第１の絶縁
層におけるコンタクトホールの形成を異方性エッチング
で行なうことを特徴とする配線コンタクト構造の形成方
法。 - 【請求項３】 上記等方性エッチングを等方性プラズマ
エッチングで行なうことを特徴とする請求項２記載の配
線コンタクト構造の形成方法。 - 【請求項４】 上記等方性エッチングをＨＦ処理による
ウェットエッチングで行なうことを特徴とする請求項２
記載の配線コンタクト構造の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17872594A JPH0846040A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 配線コンタクト構造及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17872594A JPH0846040A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 配線コンタクト構造及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0846040A true JPH0846040A (ja) | 1996-02-16 |
Family
ID=16053487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17872594A Pending JPH0846040A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 配線コンタクト構造及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0846040A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005044927A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Kyocera Corp | 圧電アクチュエータ及びその製造方法並びに液体吐出装置 |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17872594A patent/JPH0846040A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005044927A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Kyocera Corp | 圧電アクチュエータ及びその製造方法並びに液体吐出装置 |
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