JPS59107539A - Manufacture of multilayer wiring - Google Patents

Manufacture of multilayer wiring

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JPS59107539A
JPS59107539A JP21692382A JP21692382A JPS59107539A JP S59107539 A JPS59107539 A JP S59107539A JP 21692382 A JP21692382 A JP 21692382A JP 21692382 A JP21692382 A JP 21692382A JP S59107539 A JPS59107539 A JP S59107539A
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JP
Japan
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wiring
insulating film
superposed
multilayer wiring
multilayer
Prior art date
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Pending
Application number
JP21692382A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Hosoe
細江 英之
Nobuo Owada
伸郎 大和田
Shunji Sasabe
笹部 俊二
Michio Yamashita
道男 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59107539A publication Critical patent/JPS59107539A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain the multilayer wiring which is securely connected by a method wherein the first wiring with a protruded part is formed on a substrate, an insulating film is superposed thereon, and the second wiring is superposed on the above by connecting it to the exposed protruded part. CONSTITUTION:An Al wiring layer 3 is selectively formed on the SiO2 film 2 located on an Si substrate 1, an Al layer 4 of the same thickness as above is superposed, and an underlying wiring is formed. Then, after an SiO2 film 5 has been coated on the above by performing a planar type bias sputtering and a flow discharge in Ar, an HF type dry etching process is conducted on the whole surface, and the upper surface of the wiring 4 is exposed. Subsequently, an upper wiring 6 of Al is provided perpendicular to the surface of paper, an SiO2 film 7 is formed again using a planar type bias-sputtering technique, and the multilayer wiring is completed. According to this constitution, an etching can be controlled easily in a highly accurate manner, because an interlayer insulating film is flatly formed, an interlayer connection part in the measurements same as the underlying wiring, and the allowable measurements of mask displacement can be unnecessitated, thereby enabling to improve the degree of integration of the multilayer wiring.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多層配線の製造方法の改良に関するものであ
る、 従来の多層配線構造を備えた半導体装置の各配線間の接
続方法は、一般に各配線間の絶縁膜にスルーホールを形
成して接続することであった。前記スルーホールの形成
においては、等方性のウェットエツチングまたは異方性
のドライエツチングが使用されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing multilayer interconnections.A conventional method for connecting interconnections in a semiconductor device having a multilayer interconnection structure generally involves using an insulating film between each interconnection. The idea was to form a through hole and connect it. In forming the through holes, isotropic wet etching or anisotropic dry etching is used.

しかしながら、ウェットエツチングによるスルーホール
の形成は、絶縁膜の厚さ方向のエツチングと同時に周囲
の絶縁膜をエツチングしてt2まうためK、集積度を向
上させることができないという欠点があった。また、ド
ライエツチングによるスルーホールの形成は、集積度を
向上させることはできるが、スルーホール開口部に急h
lな段差が生ずるために上部配線材料の被着が極めて困
難になるという欠点があった。
However, the formation of through holes by wet etching has the drawback that the degree of integration cannot be improved because the surrounding insulating film is etched at the same time as the insulating film is etched in the thickness direction. In addition, forming through holes by dry etching can improve the degree of integration, but it also causes sudden h
The disadvantage is that the formation of a large step makes it extremely difficult to deposit the upper wiring material.

また、 スルーホール形成のための耐エツチングマスク
が下部配線に対してズレを生じ、フレバス段差部が発生
しやすいという問題があった。この現象は集積度を向上
するにしたがい著しかった。
In addition, there was a problem in that the etching-resistant mask for forming through-holes was misaligned with respect to the lower interconnection, and a stepped portion of the fray bus was likely to occur. This phenomenon became more pronounced as the degree of integration increased.

このフレパス段差部が存在すると上部配線材料の被着が
極めて困難となる欠点となってあられれる。
The presence of this stepped portion of the flexible path results in a drawback that it becomes extremely difficult to adhere the upper wiring material.

さらに、下部配線上に形成されよ層間絶縁膜は突出形状
となってしまう。このために、多層化すると突出部が成
長して急峻な段差が生じて■7まう。
Furthermore, the interlayer insulating film formed on the lower wiring has a protruding shape. For this reason, when multi-layered, the protrusions grow and create steep steps.

これによって上部配線材料の被着が極めて困難になると
いう欠点があった。
This has the disadvantage that it becomes extremely difficult to deposit the upper wiring material.

本発明の目的は、前記欠点を除去し、集積度が向上して
も各配線を適確に接続し、がっ、多層配線に適した多層
配線の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing multilayer wiring, which eliminates the above-mentioned drawbacks, connects each wiring appropriately even when the degree of integration increases, and is suitable for multilayer wiring.

以下、一実施例とともに本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail along with one embodiment.

なお、全図において、同様の機能を有するものは同一記
号を付け、その説明の繰り返しは省略する。
In addition, in all the figures, parts having similar functions are given the same symbols, and their explanations will not be repeated.

第1図〜第3図、第5図〜第7図は、本発明の一実施例
を説明するための各製造工程における半導体装置の要部
断面図であり、第4図は、第3図の上面図、第8図は、
第1,7図のx −x’における断面図、第9図は、第
7図の上面図である。
1 to 3 and 5 to 7 are sectional views of main parts of a semiconductor device in each manufacturing process for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. The top view, Figure 8, is
1 and 7, and FIG. 9 is a top view of FIG. 7.

なお、本実施例は、メモリなどの半導体素子間を接続す
るための配線の一部分であり、がっ、下部配線と上部配
線との2層配線構造を備えた半導体装置について説明す
る。
In this embodiment, a part of wiring for connecting semiconductor elements such as a memory is described, and a semiconductor device having a two-layer wiring structure of a lower wiring and an upper wiring will be described.

半導体基板に拡散層などで半Hf=体素子(図示してい
ない)を形成する。半導体基板としては、例えば、−シ
リコン単結晶からなり、50〔Ω悶〕の抵抗餠を有1−
ろものでよい、 第1図に示すように、半導体基板1上に2000〜30
00A程度に二酸化シリコン(SiO2)の絶縁膜2を
形成する。この絶縁膜2は、10f’>(’I’程度の
熱処理で形成すればよい。
A half-Hf element (not shown) is formed on a semiconductor substrate using a diffusion layer or the like. As a semiconductor substrate, for example, it is made of silicon single crystal and has a resistance of 50 [Ω].
As shown in FIG.
An insulating film 2 of silicon dioxide (SiO2) is formed to a thickness of about 00A. This insulating film 2 may be formed by heat treatment of approximately 10f'>('I').

第1図の工程の後に、アルミニウム(Aβ)の配線材料
をスパッタ技術によって、1μmfA度の厚さで蒸着す
る。その上に、ホトレジストを形成し、後に形成される
上部配線との接続部分以外のホトレジストを除去してマ
スクを形成する。このマスクを用いてエツチングを行い
、マスクを除去すると、第2図に示すように、選択配線
部3が形成できる。
After the process shown in FIG. 1, a wiring material of aluminum (Aβ) is deposited to a thickness of 1 μmfA degrees by sputtering. A photoresist is formed thereon, and a mask is formed by removing the photoresist except for the connection portion with the upper wiring which will be formed later. When etching is performed using this mask and the mask is removed, a selective wiring section 3 can be formed as shown in FIG.

その後に、アルミニウムの配線利料をスパッタ技術によ
ってlpm程度蒸着し、その上にホトレジストを形成し
、第1層の下部配線のためのマスクを形成する、このマ
スクを用いて工・チングを行い、マスクな除去すると、
第3図に示すようK、下部配線4が形成できる。これに
よつ(、後に形成される上部配線との接続部分の下部配
線4が突出状に形成される。第4図は、第3図の半導体
装置を上方向から見たときの図である。
After that, a wiring layer of aluminum is deposited at about 1pm using sputtering technology, and a photoresist is formed on it to form a mask for the lower wiring of the first layer. Using this mask, etching and etching are performed. When you remove the mask,
As shown in FIG. 3, a lower wiring 4 can be formed. As a result, the lower wiring 4 at the connection portion with the upper wiring which will be formed later is formed in a protruding shape. FIG. 4 is a diagram of the semiconductor device of FIG. 3 viewed from above. .

第3図の工程の後に、第5図に示すように、ブレーナ型
バイアススパッタ技術によって、二酸化シリコンの絶縁
膜5を形成する。この絶縁膜5の上面は平坦化されて形
成される。前記プレーナ型バイアススパッタ技術は、ア
ルゴン(Ar)W囲気中でグロー放電を発生させるもの
であり、このグロー放電によってアルゴンイオン(Ar
+)ヲ生じる。ブレーナ型バイアススパッタ技術は絶縁
膜を蓄積していくものであるが、同時にアルゴンイオン
によるエツチング作用もある。このエツチング作用は、
突出部および角部に著しく、この部分においては蓄積よ
りもエツチング作用の方が強い。
After the step shown in FIG. 3, as shown in FIG. 5, an insulating film 5 of silicon dioxide is formed by Brehner type bias sputtering technique. The upper surface of this insulating film 5 is formed to be planarized. The planar bias sputtering technique generates glow discharge in an argon (Ar) W atmosphere, and this glow discharge generates argon ions (Ar).
+) wo arise. The Brehner bias sputtering technique accumulates an insulating film, but at the same time it also has an etching effect using argon ions. This etching effect is
This is particularly noticeable in protrusions and corners, where the etching effect is stronger than the accumulation.

従って、第5図に示されるように、a、b段階では絶縁
膜5の突出部が残留するが、C段階におし・では平田化
される。この絶縁膜5は、2.5μm程度の形成で平坦
化できる。
Therefore, as shown in FIG. 5, the protrusions of the insulating film 5 remain in stages a and b, but are flattened in stages C. This insulating film 5 can be flattened by forming it to a thickness of about 2.5 μm.

第5図に示す工程の後に、第6図に示すように、全面を
例えばフッ素系のドライエツチングによって、後に形成
される上部配線との接続部分の下部配線4の上面、また
は、上面部が露出するように絶縁膜5をエツチングする
After the step shown in FIG. 5, as shown in FIG. 6, the entire surface is dry-etched using, for example, fluorine, to expose the upper surface or upper surface portion of the lower wiring 4 at the connection portion with the upper wiring that will be formed later. The insulating film 5 is etched so as to be etched.

第6図に示す工程の後に、第7図に示すように、アルミ
ニウムの配線材料で第2層の上部配線6を形成する。こ
の下部配線6の厚さは1μm程度で、紙面に対して垂直
方向に形成しである一次に、二酸化シリコンの絶縁膜7
をプレーナ型バイアススパッタ技術によって形成すれば
よし・。また、絶縁膜7としては、ナイトライド(Si
、N4)または保護のためのリンガラスでもよい、これ
らの一連の工程によって、本実施例の半導体装置は完成
する。
After the step shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7, a second layer of upper wiring 6 is formed using aluminum wiring material. The thickness of this lower wiring 6 is about 1 μm, and is formed perpendicularly to the plane of the paper.
It can be formed using planar bias sputtering technology. Further, as the insulating film 7, nitride (Si
, N4) or phosphor glass for protection. Through these series of steps, the semiconductor device of this embodiment is completed.

前記完成した第7図の半導体装置のx −x’における
断面図を第8図に、第7図の半導体装置を上方向から見
たときの図を第9図に示す。
FIG. 8 is a sectional view taken along line x-x' of the completed semiconductor device of FIG. 7, and FIG. 9 is a view of the semiconductor device of FIG. 7 viewed from above.

なお、本発明は、前記実施例に限定されることなく、そ
の要旨を変更しない範囲において種々変更し得ることは
勿論である。例えば、前記実施例は、2層間a構造の半
導体装置について説明1またが、3層以上の多層配線構
造を有する半導体装置テモよい。また、配線材料として
アルミニウムを用いたが、多結晶シリコン、モリブデン
(Mo)などの高融点金属、シリサイド等の配線材料で
もよい。
It goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified in various ways without changing the gist thereof. For example, in the above embodiments, a semiconductor device having a two-layer interconnection structure is described, but a semiconductor device having a multilayer wiring structure of three or more layers may be described. Further, although aluminum is used as the wiring material, wiring materials such as polycrystalline silicon, high melting point metal such as molybdenum (Mo), silicide, etc. may also be used.

以上説明したように、本発明によれば、下部配線の形成
と同時に上部配線との接続部分を形成することができ、
フレバス段差部を生じることがない。また、スルーホー
ル開口部での配線材料の被着の問題はなくなる。従って
、下部配線と下部配線との接続が】6確にでき、信頼性
の高い多層配線を提供することができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to form the connection portion with the upper wiring at the same time as forming the lower wiring,
There is no occurrence of frebus step portions. Furthermore, the problem of adhesion of wiring material at the through-hole opening is eliminated. Therefore, the connection between the lower wiring and the lower wiring can be made reliably, and a highly reliable multilayer wiring can be provided.

また、多層配赫を形成しても、各配線間の絶縁膜は平坦
化される。これによって、従来の多層配線を形成するが
ために生じる層間絶縁膜の突出状の成長はなくなる。従
って、上部配線材料の被着の問題はなく、容易に多層配
線を備えることができる。
Further, even if a multilayer arrangement is formed, the insulating film between each wiring is flattened. This eliminates the protruding growth of the interlayer insulating film that occurs due to the formation of conventional multilayer wiring. Therefore, there is no problem of adhesion of the upper wiring material, and multilayer wiring can be easily provided.

また、従来、配線層をエツチングする場合において、前
記層間絶縁膜の突出部分の配線層の一部が残留すること
があった。このために、集積度が向上するKつれ、接近
する隣接配線が前記侵留部によって短絡することがあ−
・た。しかしながら、層間絶縁膜が平坦化されるために
、エツチング制御が容易に、かつ、精度よくでき、従っ
て、前記問題点を解消することができる。
Furthermore, conventionally, when etching a wiring layer, a portion of the wiring layer at the protruding portion of the interlayer insulating film may remain. For this reason, as the degree of integration increases, adjacent wirings that are close to each other may be short-circuited due to the encroachment.
·Ta. However, since the interlayer insulating film is planarized, etching can be controlled easily and accurately, and the above-mentioned problems can therefore be solved.

さらに、下部配線と同様の寸法で配線層間の接続部が形
成できるので、従来のマスクズレを考慮した許容寸法を
取る必要がなくなる。従って、集積度の向上ができる。
Furthermore, since the connection between wiring layers can be formed with the same dimensions as the lower wiring, there is no need to take allowable dimensions in consideration of conventional mask misalignment. Therefore, the degree of integration can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第3図、第5図〜第7図は、本発明の一実施例
を説明するための各製造工程における半導体装置の要部
断面であり、 第4図は、第3図の上面図、 第8図は、第7図のx−x’における断面図、第9図は
、第7図の上面図である。 】・・・半導体基板、2,5.7・・・絶縁膜、3・・
・選択配線部、4・・・下部配線、6・・・上部配線で
ある。 第  1  図 ? / 第  2  図 第  3  図 第  4 図 J 第  5  図 第  6  図 第  7  図 X・」
1 to 3 and 5 to 7 are cross sections of main parts of a semiconductor device in each manufacturing process for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view taken along line xx' in FIG. 7, and FIG. 9 is a top view of FIG. 7. ]...Semiconductor substrate, 2,5.7...Insulating film, 3...
- Selected wiring section, 4...lower wiring, 6...upper wiring. Figure 1? / Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure J Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure X

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、基板上に突出部をもった第1配線を形成する工程と
、前記突出部の上面部が露出するように絶縁膜を形成す
る工程と、露出した前記突出部と接続するように第2配
線を形成する工程とからなることを特徴とした多層配線
の製造方法。 2、基板−ヒに突出部をもった第1配線を形成する工程
と、前記突出部の上面部が露出するように絶縁膜を形成
する工程と、露出した前記突出部と接続するように第2
配線を形成する工程とからなる多層配線の製造方法であ
って、前記第1配線は複数の導電件材料の重ね合せによ
って構成することを特徴とする多層配線の製造方法。
[Claims] 1. A step of forming a first wiring having a protrusion on a substrate, a step of forming an insulating film so that the upper surface of the protrusion is exposed, and a step of forming a first wiring having a protrusion on the substrate. 1. A method of manufacturing a multilayer interconnection comprising the step of forming a second interconnection so as to connect the second interconnection. 2. A step of forming a first wiring having a protrusion on the substrate-A, a step of forming an insulating film so that the upper surface of the protrusion is exposed, and a step of forming a first interconnect with a protrusion so as to connect to the exposed protrusion. 2
1. A method of manufacturing a multilayer wiring comprising a step of forming a wiring, wherein the first wiring is formed by overlapping a plurality of conductive materials.
JP21692382A 1982-12-13 1982-12-13 Manufacture of multilayer wiring Pending JPS59107539A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5571751A (en) * 1994-05-09 1996-11-05 National Semiconductor Corporation Interconnect structures for integrated circuits

Cited By (4)

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