JPH08501904A

JPH08501904A - 通気性エッチ停止層を有するチップ相互接続部

Info

Publication number: JPH08501904A
Application number: JP6511026A
Authority: JP
Inventors: グレコ、ステイーブン、イー．; スリッリッシイハン、クリス、ヴェンカーラマン
Original assignee: インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1993-04-29
Publication date: 1996-02-27
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: DE69323628D1; EP0667036B1; WO1994010703A1; JP2661652B2; US5371047A; EP0667036A1; DE69323628T2

Abstract

(57)【要約】相互接続構造層の間に有機物の絶縁性材料を有する集積回路は、最終的な回路に両方とも残るものである、主有機誘電体層の上方にある通気性エッチ停止抵抗有機物層を有する２つの構成要素の有機物層を利用することによって、有機絶縁体から外部へ蒸気の脱ガスによって発生する損傷を除去する。エツチ停止層は、この有機絶縁体上方の相互接続の層をパターン化するのに用いられるエッチャントに対して抵抗性がある。

Description

【発明の詳細な説明】通気性エッチ停止層を有するチップ相互接続部［技術分野］本発明の分野は多層相互接続部の電気絶縁に有機誘電絶縁体を使用した集積回路のものである。［背景技術］多層相互接続の分野において、超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）チップで利用できるデバイスを有用な回路に接続するには、数枚の配線層が必要なことが周知である。相互接続構造は誘電性絶縁フィルムによって分離された少なくとも１枚の層の導電性細線からなっている。絶縁体に埋め込まれた細線で構成された相互接続構造は、伝送される信号の伝搬遅延がある点で伝送回線と類似している。この遅延はＲＣ遅延（Ｒ＝抵抗、Ｃ＝キャパシタンス）と呼ばれることがよくあるもので、高速スイッチング・ディジタル装置における回路の全体的な遅延で大きな部分を占める。手法の１つはＲＣ遅延のキャパシタンスの項を最小限のものとするために、従来の無機絶縁体の代わりに比誘電率が低い有機誘電体を使用するものであった。当分野でもっとも一般的に使用されている誘電薄膜はＳｉＯ₂であり、その比誘電率は４．０である。ボリイミドなどの有機ポリマの比誘電率は４．０未満であり、多層相互接続用誘電フィルムとしてきわめて有望なものである。各種のポリイミドを利用できるにも関わらず、これらを多層絶縁体として使用することは、有機絶縁体にいくつかの望ましくない特性があるため限定されていた。２つの主要な制限事項のうちの１つは、標準的な反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）を使用して、従来のアルミニウム導線を画定した場合、有機絶縁体の開放構造がＲＩＥプラズマから大量のＣｌ₂を吸収し、これがアルミニウム線の腐食を引き起こす。第２の制限事項は有機絶縁体があらゆる注意を払っても１００％加硫されることがなく、微量な揮発性化合物が残り、これが以降の加熱時に離脱したり、放出されたりする。比較的フィーチャー・サイズが大きいものに使用されている適用例の１つ、すなわち、R. M. Geffken， ”Multi-LevelMetallurgy for Master Image Structu red Logic，”IEDM 1983 Proceedings, pp．542-545においては、有機誘電体が相互接続用絶縁体として使用され、金属相互接続層がリフトオフ技法によってパターン化されていた。レジストは従来の２重露光によって形成されて、金属パターンのリフトオフによる画定に適したくぼんだ（アンダーカット）断面を有するようになっていた。ほとんどがバイアである有機絶縁体のパターンのエッチングは、大面積の開口に関しては加硫前に湿式エッチングによって行われ、小面積のものに関しては傾斜レジストを使用した反応性エッチングによって行われている。リフトオフ金属法においては、数枚の有機層が互いに接触しており、脱ガス成分はこれらの層から自由に逃出する。しかしながら、金属ＲＩＥが導体パターンを画定するのに必要なものであるため、反応性イオン・エッチング法からの塩素などの望ましくないエッチング・ガスの吸収を防止するには、不透性層を使用しなければならない。有機絶縁体は慎重に加硫され、焼成され、エッチング・ガスに対してすべてのポリイミド表面をシールするために、チッ化シリコンなどの無機薄膜によってシールされる。この方法、すなわち、H．Eggers et al., ”A Polyim ide-Isolated Three-Layer Metallization System，”IEEE V-MIC Conf．Procee dings, 1985, pp. 163-169においては、ポリイミドの傾斜バイア表面も無機絶縁体によってコーティングされる。欠陥や脱ガス物質のトラップが以降の処理および使用時に構造の信頼性に影響を及ぼすものであるから、これらを回避するために十分な注意を払う必要がある。これらの技法、すなわち、リフトオフ金属パターン化および傾斜バイアは両方とも、フィーチャー・サイズが粗いものに対しては満足できるものであるが、構成要素のサイズが縮小し、チップ上の回路数が増加したことによって必要となる細かい寸法に拡張するには困難なものである。新しい要件は線を細くし、スペースを小さくすることであり（１ミクロン以下）、また層の間の線を接続するバイアを垂直にすることである。このような寸法はひいては、反応性イオン・エッチングなどの金属パターン化技法や、米国特許第４９５４１４２号に示されている化学機械研磨（金属食刻）による金属パターン化を使用することを必要とする。高密度配線に対する他の設計要件は部分的に交差するバイアおよび線を使用することである。この要件によれば、バイア開口（断面が垂直であることから、スタッドあるいは柱と呼ばれることがある）とバイア上方の金属線とが、共通面の部分だけで接触するようにする必要がある。これは反応性イオン・エッチングを使用して、バイアを画定した場合、オーバー・エッチングによって、バイアのレベルの下の絶縁体に届く深い孔がエッチされることを意味する。これにより、バイア・ホールを後で、化学蒸着、ホット・スパッタリングなどの金属付着法によって埋めるという問題が生じる。２枚の誘電体層の間に存在するエッチ停止層はオーバーエッチングに対するクッションとなり、下にある絶縁体の望ましくないエッチングを最小限のものとする。これは部分的に重畳した接続を可能とするために、超超大規模集積回路で重要な要件である。金属パターン化に使用される薬品に対する保護に加えて、上にある有機層のエッチング中に下にある有機層を保護することも必要である。この付加的な要件に対処する方法の１つは、感光性ポリイミドを使用するものである。米国特許第５０９１２８９号は感光性有機層がパターン化され、パターン化された有機誘電体層に変換された従来技術の回路を示している。下にある層はその前のプロセスによって非感光性となされており、それ故、下にある層を保護することが回避される。しかしながら、感光性ポリイミドは光活性成分が失われるため加硫中に大幅に収縮し、ＵＬＳＩの配線には望ましくない傾斜バイアをもたらす。絶縁体の溝が金属によって過充填され、余分な金属が研磨によって除去される金属食刻法の他の要件は、絶縁体が良好な研磨停止材となることである。エッチング・プロセスと同様に、良好な研磨停止材がないと、余分な金属を除去するときに、過剰研磨によって絶縁体が薄くなり、このため絶縁体の厚さの変動や、部分的に許容できないほど薄い絶縁体が生じる。有機絶縁体の研磨工程に対する抵抗力はきわめて低い。［発明の開示］本発明は複合誘電体層が最終的な回路に両方とも残る２枚の誘電体層によって形成される集積回路に関する。主誘電体層は有機物であり、ポリイミド層であることが好ましく、第２の層は主層の上に置かれるものであって、比較的薄く、エッチングに対する抵抗力があり、放出ガスに対して透過性のものである。エッチ抵抗層は以降のプロセス、すなわち、反応性イオン・エッチングなどによる主層上の有機絶縁体のパターン化、主絶縁体上の金属パターンのエッチングおよび主層からの望ましくないガスの抑制、ならびに金属食刻法での金属研磨プロセスに対する主層の保護のうち少なくとも１つにおいて主層を保護する。［図面の簡単な説明］第１図−第４図は本発明による構造のさまざまなステップにおける集積回路の一部を示す図である。［発明の好ましい実施例］第１図を参照すると、集積回路の一部が示されており、この部分にはシリコン基板１０に形成された電解効果トランジスタ３０が示されている。トランジスタ３０の周囲には絶縁用の二酸化シリコン５０があり、その上に、ここではソース２２とドレン２４を接続する相互接続部の第１層であるポリシリコン（ポリ）層６０および６２が形成されている。ポリ６０上には、層７０、すなわち二酸化シリコンのもう１つの層が付着されている。該層は層７２、すなわち下にあるトランジスタを湿気や有機誘電体から出る可能性のある移動イオンから保護するチッ化シリコンの保護層によつて覆われている。層７２上には、複合誘電体１３０と総称する層１１０および１２０からなる第２レベルの誘電体層が付着されている。層１１０は公称厚さが５Ｋないし１０Ｋ Åの主誘電体層であり、層１２０は比較的薄い（約１０００−２５００）エッチ抵抗層７２である。層１１０はたとえばポリイミドであり、層１２０はたとえば、当分野で周知のように、エッチングに対する抵抗物としてシリコンを加えたポリイミドである。層１２０は層１１０から放出される蒸気に対して透過性であるから、他の処理の間、あるいは回路の作動中の高温時に圧力が高くなることはない。他の図はこの複合層をどのようにパターン化して、上部の相互接続層からトランジスタ３０のゲート３２までの接続を行う孔を露出させるかを示している。本発明の利点は、層１２０をきわめて薄くして、それ自体の比誘電率（主有機層のものよりも高いことがある）が相互接続部の全体的なキャパシタンスに及ぼす影響を最小限のものとし、かつプレーナ化に対する影響を最小限のものとできることである。引用した特許などの従来の技術において、感光性層はエッチング・ガスに下にある層を損傷させることになるピンホールをさけるために、厚さが少なくとも０．５ミクロンでなければならなかった。このような厚い層が回路に残っていると、必要なプレーナ化を維持するのがそれに応じて困難なものとなる。第２図を参照すると、金属食刻パターン化時に主層を保護するためにこの構造を使用することが示されている。下部導体３１０（ポリシリコンまたは金属のいずれか）を接続する垂直スタッドを含んでいるバイア１０５が、反応性エッチング・ガスの従来のセットを使用して暫定チッ化シリコン層１２２にエッチされている。その後、同じパターンが酸素ベースのプラズマを使用して主層１１０にエッチされる。第２図は、溝が過充填され、余分の金属を除去するため研磨され、これによって導電プラグがバイアに残る金属導休層３２０が示されている。次の図、すなわち第３図において、過剰な金属３２０は周知の化学機械研磨ステップで除去され、その後、チッ化物１２０が剥離され、エッチ抵抗ポリイミド１２０に置き換えられる。複合構造が第４図に斜視図で示されており、頂部金属層３３０と接触する完成したスタッド３２５が示されている。本実施例の形状は底部導体３１０が水平に延びており、スタッド３２５が図面の面に対して垂直に、導体３１０とほぼ同じ深さであり、第２のポリイミド層２１０および２２０の孔２１２が図面の面に対して垂直に若干の距離にわたって延びているというものである。層３２０をＲＩＥステップによってパターン化し、導体３１０と平行に水平に延びるようにしてもよい。この場合、無機研磨停止材は必要なく、その代わり、第２図の層１２２のような暫定研磨停止層を使用して、最終ポリイミド・エッチ抵抗層２２０を配置することができる。当分野の技術者には、除去される柔軟な、あるいは薄い層が必ずしも無機研磨停止材の高い硬度である必要はなく、硬い透過性研磨停止材を使用し、残しておいてもよいことが理解されよう。暫定研磨停止材を使用するかどうかには関わりなく、エッチ抵抗層１２０および２２０は、部分交差配線ルールを使用して以降のレベルを形成するのに必要なエッチ抵抗をもたらし、また主層を望ましくないエッチングから保護する。第４図は第３図の層１２０によって覆われる層２１０および２２０からなる連続複合有機層２３０も示している。孔２１２が有機層３１０にエッチされており、スタッド３２５と部分的に交差しているが、これはデザイン・ルールで認められているものである。層１２０というエッチ停止材がなければ、孔２１２を形成するのに必要なエッチング・プロセスは層１１０まで進行するであろう。孔２１２を形成するのに必要なオーバエッチングが完了すると、層１１０のエッチングを少なくするという条件の下で、最小限の時間の間、異なるガスおよびエッチ条件を使用して、接触領域からエッチ停止層が除去される。層３３０に対する化学機械研磨操作の代わりに、ＲＩＥパターン化操作を行って、層３３０との相互接続層を設けた場合、エッチング・ガス（特に、塩素）による損傷の問題が生じるであろう。層１１０を浸食から保護することに加え、層１２０は金属ＲＩＥプロセスで使用されるエッチング・ガスに対する障壁をもたらすので、ガスが層１１０に吸収されて、信頼性の問題を引き起こすことはない。本実施例の金属ＲＩＥプロセスの場合に有用な改変形の１つにおいては、透過性層とは異なるエッチ抵抗層が選択される。該抵抗層は層３３０のパターン化後に除去され、透過性を有するエッチ抵抗層に置き換えられる。下記の詳細なプロセス・ステップはポリイミド層を金属食刻法に使用して、多層構造を製造する本発明の実施例の１つを実施するために段階的に使用される。溶剤ｎメチルピリデン（ＮＭＰ）に溶解したビフェニルジアミンフェニルジアミンの層をコーティングすることによって、ポリイミドの主層を形成して、１００ ℃で焼成し、その後、４００℃の窒素雰囲気中で３０分間加硫した。ポリイミドの表面を２分間部分的に灰化して、付着力を改善し、かつ約２３００ÅのＰＥＣＶＤチッ化シリコンの研磨停止材を付着させた。フォトレジストを使用して、パターンをエッチした。まず、フッ素プラズマを使用してチッ化シリコンをエッチし、その後、酸素プラズマを使用してポリイミドにパターンをエッチした。フオトレジストはポリイミド絶縁体のエッチング中に完全に除去される。チッ化物層をその後、下部エッチ停止材を除去する際にフッ素プラズマを使用して薄くして、平均厚さを１０００Åとした。パターンを設けたウェハ全体を金属シード層で覆い、厚い層で覆った。金属層を配置する過程で、ＣＶＤとメッキの両方を行うとともに、シード層をスパッタリングによって付着させた。化学機械研磨を行って、非パターン領域から余分の金属を除去した後、ウェハにブラシをかけてきれいにし、残っているチッ化シリコンをフッ素プラズマによって除去した。表面を水を含有したプラズマに露出して、付着力を改善した。ポリメチル／フェニルシロキサンのコポリマと、ＮＭＰ、１、３−ジメトキシベンゼンおよびｏ−キシレンの溶液に溶解したビフェニルジアミン−オキシジアニリン（ＢＰＤＡ−ＯＤＡ）のポリアミン酸エチルエステルからなる溶液で、エッチ抵抗層をスピン・コーティングした。この層を加硫して、１５００Åの厚さを得る。上記のステップを繰り返して、相互接続部の次の層を形成する。上にある層にパターンを形成するステップにおいて、シリコンを負荷したコポリマで形成されるエッチ停止層によって、非重畳パターンのエッチングが可能となる。チッ化シリコン薄化ステップは接触領域からエッチ停止層を選択的に除去し、これによって金属の付着を可能とし、かつ重畳領域の２枚の金属層の間にオーム接点を形成する。当分野の技術者には、開示した実施例に各種の変更を行えることが理解できよう。本発明をバイポーラ・トランジスタまたは電解効果トランジスタ、絶縁プロセスでのシリコンのバルク単層または２重層ポリ・プロセス、複数層の誘電体、および有機材料とエッチング・プロセスの各種の組合せとともに使用することができる。

【手続補正書】【提出日】１９９５年４月２８日【補正内容】請求の範囲１．基板のデバイス層に形成されたトランジスタを有する基板と、前記デバイス層に配置された無機物の孔のセットを有する無機絶縁体の層と、前記デバイス層の上に配置され、無機物孔の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、前記トランジスタの少なくともいくつかと接触する第１セットの導電性相互接続部材と、無機絶縁体の上記第１層上に配置された有機物の孔のセットを有する有機絶縁体の第１の層と、有機絶縁体の上記層上に配置され、有機物孔の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、導電性相互接続部材の前記第１セットまたはトランジスタの少なくともいくつかと接触し、かつ有機絶縁体の第２の層で覆われた第２セットの導電性相互接続部材とからなる集積回路において、有機絶縁体の前記第１層が第１の有機物の下位レベルと、有機絶縁体の前記第２層をエッチするエッチャントに対して抵抗性がある第２の有機物のエッチ停止層とからなる複合層であり、該エッチ停止層が有機絶縁体の前記第１層から放出される蒸気に対して透過性であり、これによって該蒸気を前記エッチ停止層から前記集積回路外へ出し、前記エッチ停止層が導電性相互接続部材の前記第２セットをエッチするエッチャントに対して抵抗性があり、これによって前記エッチ停止層が導電性相互接続部材の前記第２セットのパターン化時に有機物の前記第１層を保護することを特徴とする集積回路。２．前記回路が導電性相互接続部材の前記第２セットの上に配置された有機物の孔のセットを有している有機絶縁体の前記層を含んでおり、導電性相互接続部材の第３セットが有機絶縁体の前記層の上に配置され、かつ有機物孔の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、導電性相互接続部材の前記第１および第２セットの少なくともいくつかと接触することを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の回路。３．有機絶縁体と透過性エッチ停止層とを有する少なくとも２つの配線レベルを備えた信頼性の高いチップ相互接続構造を形成する方法において、ａ）無機絶縁体の層によって覆われており、複数個の第１の孔と、デバイス上を通過し、該第１の孔を介してデバイスと接触する導体の第１のセットを含んでいる複数個のデバイスを備えた半導体上に集積回路を設けるステップと、ｂ）第１の有機物層と、以降の工程において下にある前記有機物層から放出される蒸気に対して透過性の第１のエッチ停止層によって前記表面をコーティングするステップと、ｃ）前記エッチ停止層および前記第１有機物層内の複数個の第２の孔をパターン化するステップと、ｄ）前記第１エッチ停止層上の第２の導休をパターン化して、前記の第２の孔を介して前記第１セットの導体と接触する第２のセットの導体を形成するステップと、ｅ）第２の有機物層と、以降の工程において下にある前記有機物層から放出される蒸気に対して透過性の第２のエッチ停止層によって前記第２セットの導体をコーティングするステップと、ｆ）前記第２の有機物層と第２のエッチ停止層内の複数個の第３の孔をパターン化し、前記第１エッチ停止層で停止するステップと、ｇ）前記第２エッチ停止層上の、前記第３の孔を介して前記第２導体と接触する第３の導体をパターン化するステップと、前記ステップｂ）ないしｇ）を所定回数繰り返すステップとからなることを特徴とする方法。４．前記第１および第２のエッチ停止層の少なくとも一方が、前記第１および第２有機物層の一方の上での無機エッチ停止層の形成に引き続いて形成されて、前記第ｌおよび第２有機物層の前記一方を反応性イオン・エッチング・ステップから保護し、次いで、前記無機エッチ停止層が除去されることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の方法。５．前記第１および第２有機物層の一方の上に無機エッチ停止層を使用してから、前記エッチ停止層を形成して、前記第１および第２有機物層の前記一方を金属研磨ブロセスから保護し、次いで前記無機エッチ停止層が除去されることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の方法。６．前記第１および第２エッチ停止層の少なくとも一方が有機化合物を含有するシリコンと共重合化された有機絶縁体からなっていることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の方法。７．前記第１および第２エッチ停止層の少なくとも一方が有機化合物を含有するシリコンと共重合化された有機絶縁体からなっていることを特徴とする、請求の範囲第４項に記載の方法。８．前記第１および第２エッチ停止層の少なくとも一方が有機化合物を含有するシリコンと共重合化された有機絶縁体からなっていることを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の方法。９．半導体基板の層（１０）に形成された半導体デバイス（３０）を有する半導体基板と、前記層（１０）に配置された無機物の孔（２３、２４）のセットを有する無機絶縁体（５０）の層と、前記層（１０）の上に配置され、無機物孔（２３、２４）の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、前記半導体デバイス（３０）の少なくともいくつかと接触する第１セットの導電性相互接続部材（６０、６２）と、無機絶縁体の上記第１層（５０）上に配置された有機物の孔（１０５）のセットを有する有機絶縁体（１３０）の第１の層と、有機絶縁体（１３０）の上記層上に配置され、有機物孔（１０５）の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、導電性相互接続部材（６０、６２）の前記第１セットの少なくともいくつかと接触し、かつ有機絶縁体の少なくとも１つの追加層で覆われた第２セットの導電性相互接続部材（３２０）とからなる集積回路において、有機絶縁体の前記第１層（１３０）が第１の有機物（１１０）の下位レベルと、有機絶縁体の前記追加層をエッチするエッチャントに対して抵抗性がある第２の有機物のエッチ停止層（１２０）とからなる複合層であり、該エッチ停止層（１２０）が有機絶縁体の前記第１層（１１０）から放出される蒸気に対して透過性であり、これによって該蒸気を前記エッチ停止層（１２０）から前記集積回路外へ出し、前記エッチ停止層（１２０）が導電性相互接続部材（３２０）の前記第２セットをエッチするエッチャントに対して抵抗性があり、これによって有機物の導電体の追加セットが前記追加層上に配置され、有機物の各層上のエッチ停止層が導電体の連続するレベルを形成することが可能となり、上にある導電性相互接続部材（３１０、３２０）セットのパターン化時に下にある有機物（１３０）の層を保護することを特徴とする集積回路。１０．前記回路が導電性相互接続部材（３１０）の前記第２セットの上に配置された有機物の孔（１０５）のセットを有している有機絶縁体（１３０）の前記層を含んでおり、導電性相互接続部材（３３０）の第３セットが有機絶縁体（２１０）の前記層の上に配置され、かつ有機物孔（２１２）の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、導電性相互接続部材（３１０、３２０）の各セットの少なくともいくつかと接触することを特徴とする、請求の範囲第９項に記載の回路。１１．有機絶縁体（１３０）と透過性エッチ停止層（１２０）とを有する少なくとも２つの配線レベルを備えた信頼性の高いチップ相互接続構造を形成する方法において、ａ）無機絶縁体（５０）の層によって覆われており、複数個の第１の孔（２２、２４）と、デバイス上を通過し、該第１の孔を介してデバイスと接触する導体（６０、６２）の第１のセットを含んでいる複数個の半導体デバイス（１０）を備える集積回路を設けるステップと、ｂ）前記第１セットの導体（６０、６２）の上に第１の有機物層（１１０）と、前記第１の有機物層よりも薄く、下にある前記有機物層から放出される蒸気に対して透過性であり、前記有機物（１１０）を覆う前記エッチ停止層（１２０）とのコーティングを形成し、これによって第１の複合誘電体層（１３０）を形成するステップと、ｃ）前記エッチ停止層（１２）および前記第１有機物層（１１０）内の複数個の第２の孔（１０５）をパターン化するステップと、ｄ）前記第１エッチ停止層（１２０）上の第２の導体（３２０）をパターン化して、前記の第２の孔（１０５）を介して前記第１セットの導体と接触する第２のセットの導体を形成するステツプと、ｅ）第２の有機物層（２１０）と、有機物層（２１）よリも薄い第２エッチ停止層（２２０）を有し、下にある前記有機物層から放出される蒸気に対して透過性の第２のエッチ停止層によって前記第２セットの導体をコーティングし、これによって第２の複合誘電体層を形成するステップと、ｆ）前記第２の有機物層（２１０）と第２のエッチ停止層（２２０）内の複数個の第３の孔（２１２）をパターン化し、前記第１エッチ停止層（１１０）で停止するステップと、ｇ）前記第２エッチ停止層（２２０）上の、前記第３の孔（２１２）を介して前記第２導体と接触する第３の導体（３３０）をパターン化するステップと、前記ステップｂ）ないしｇ）を少なくとも１回繰り返すステップとからなることを特徴とする方法であって、前記第１（１２０）および第２のエッチ停止層（２２０）の少なくとも一方が、前記第１（１１０）および第２有機物層（２２０）の一方の上での無機エッチ停止層（１２２）の形成に引き続いて形成されて、前記第１および第２有機物層の前記一方を反応性イオン・エッチング・ステップまたは金属研磨ブロセスから保護し、次いで、前記無機エッチ停止層（１２２）が除去されることを特徴とする方法。１２．前記第１および第２エッチ停止層の少なくとも一方が有機化合物を含有するシリコンと共重合化された有機絶縁体からなっていることを特徴とする、請求の範囲第１１項に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者スリッリッシイハン、クリス、ヴェンカーラマンアメリカ合衆国ニューヨーク州ワッピンガーズ・フォールズ、シャーウッド・ハイツ 33

Claims

【特許請求の範囲】１．基板のデバイス層に形成されたトランジスタを有する基板と、前記デバイス層に配置された無機物の孔のセットを有する無機絶縁体の層と、前記デバイス層の上に配置され、無機物孔の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、前記トランジスタの少なくともいくつかと接触する第１セットの導電性相互接続部材と、無機絶縁体の上記第１層上に配置された有機物の孔のセットを有する有機絶縁体の第１の層と、有機絶縁体の上記層上に配置され、有機物孔の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、導電性相互接続部材の前記第１セットまたはトランジスタの少なくともいくつかと接触し、かつ有機絶縁体の第２の層で覆われた第２セットの導電性相互接続部材とからなる集積回路において、有機絶縁体の前記第１層が第１の有機物の下位レベルと、有機絶縁体の前記第２層をエッチするエッチャントに対して抵抗性がある第２の有機物のエッチ停止層とからなる複合層であり、該エッチ停止層が有機絶縁体の前記第１層から放出される蒸気に対して透過性であり、これによって該蒸気を前記エッチ停止層から前記集積回路外へ出し、前記エッチ停止層が導電性相互接続部材の前記第２セットをエッチするエッチャントに対して抵抗性があり、これによって前記エッチ停止層が導電性相互接続部材の前記第２セットのパターン化時に有機物の前記第１層を保護することを特徴とする集積回路。２．前記回路が導電性相互接続部材の前記第２セットの上に配置された有機物の孔のセットを有している有機絶縁体の前記層を含んでおり、導電性相互接続部材の第３セットが有機絶縁体の前記層の上に配置され、かつ有機物孔の前記セットの少なくともいくつかを貫通して、導電性相互接続部材の前記第１および第２セットの少なくともいくつかと接触することを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の回路。３．有機絶縁体と透過性エッチ停止層とを有する少なくとも２つの配線レベルを備えた信頼性の高いチップ相互接続構造を形成する方法において、ａ）無機絶縁体の層によって覆われており、複数個の第１の孔と、デバイス上を通過し、該第１の孔を介してデバイスと接触する導体の第１のセットを含んでいる複数個のデバイスを備えた半導体上に集積回路を設けるステップと、ｂ）第１の有機物層と、以降の工程において下にある前記有機物層から放出される蒸気に対して透過性の第１のエッチ停止層によって前記表面をコーティングするステップと、ｃ）前記エッチ停止層および前記第１有機物層内の複数個の第２の孔をパターン化するステップと、ｄ）前記第１エッチ停止層上の第２の導体をパターン化して、前記の第２の孔を介して前記第１セットの導体と接触する第２のセットの導休を形成するステップと、ｅ）第２の有機物層と、以降の工程において下にある前記有機物層から放出される蒸気に対して透過性の第２のエッチ停止層によって前記第２セットの導体をコーティングするステップと、ｆ）前記第２の有機物層と第２のエッチ停止層内の複数個の第３の孔をパターン化し、前記第ｌエッチ停止層で停止するステップと、ｇ）前記第２エッチ停止層上の、前記第３の孔を介して前記第２導体と接触する第３の導体をパターン化するステップと、前記ステップｂ）ないしｇ）を所定回数繰り返すステップとからなることを特徴とする方法。４．前記第１および第２のエッチ停止層の少なくとも一方が、前記第１および第２有機物層の一方の上での無機エッチ停止層の形成に引き続いて形成されて、前記第１および第２有機物層の前記一方を反応性イオン・エッチング・ステップから保護し、次いで、前記無機エッチ停止層が除去されることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の方法。５．前記第１および第２有機物層の一方の上に無機エッチ停止層を使用してから、前記エッチ停止層を形成して、前記第１および第２有機物層の前記一方を金属研磨プロセスから保護し、次いで前記無機エッチ停止層が除去されることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の方法。６．前記第１および第２エッチ停止層の少なくとも一方が有機化合物を含有するシリコンと共重合化された有機絶縁体からなっていることを特徴とする、請求の範囲第３項に記載の方法。７．前記第１および第２エッチ停止層の少なくとも一方が有機化合物を含有するシリコンと共重合化された有機絶縁体からなっていることを特徴とする、請求の範囲第４項に記載の方法。８．前記第１および第２エッチ停止層の少なくとも一方が有機化合物を含有するシリコンと共重合化された有機絶縁体からなっていることを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の方法。