JPS60119749A - 多層配線部材 - Google Patents

多層配線部材

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JPS60119749A
JPS60119749A JP22680783A JP22680783A JPS60119749A JP S60119749 A JPS60119749 A JP S60119749A JP 22680783 A JP22680783 A JP 22680783A JP 22680783 A JP22680783 A JP 22680783A JP S60119749 A JPS60119749 A JP S60119749A
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JP
Japan
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wiring
layer
dummy
dimension
wirings
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JP22680783A
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English (en)
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Hajime Hayakawa
早川 肇
Fumio Mizuno
文夫 水野
Nobuo Owada
伸郎 大和田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、基板に絶縁層と配線層とが相互に複数重り合
う多層配線技術に関するものであり、特に、多層配線構
造を備えた半導体集積回路装置に適用して有効な技術に
関するものである。
〔背景技術〕
半導体集積回路装置は、その限定さhた半導体チップ面
積内に多くの配線パターンを形成し、その集積度を向上
するために、多層配線構造を採用している。多層配線構
造は、導1.性材料を選択的にパターニングして形成さ
れた複数の配線からなる配線層と、導体間を電気的に分
離する絶縁膜からなる絶縁層とが相互に複数層重シ合う
ものである。所定の絶縁層を介した下層配線層の下部配
線と上層配線層の上部配線とは、当該絶縁層に形成され
る接続孔によって、電気的な接続がなされるようになっ
ている。
本発明者等は、かかる技術であって、所定の配線層にお
ける配線パターンの外観検査ならびにその検査の結果に
おいて、高集積化が進展するにつれ、配線の仕上り寸法
、特に配線幅の仕上り寸法が、配線パターンの密度差に
依存してくる事実を発見した。この事実を具体的に説明
すると、設計上同一寸法を有する2つの配線を、配線パ
ターンの密度が高い領域と低い領域とにそねぞわ形成し
た場合、それらの仕上り寸法が異なるというものである
本発明者等は、このような事実が、主に下記の原因によ
って、生じるであろうと推察している。
第1の原因は、レジスト膜をパターンニングする際に生
じる近接効果である。これは、配線となる導電性材料上
部に、当該配線をパターンニングするためのレジスト膜
を形成し、該レジスト膜をパターンニングする場合にお
いて、選択された領域のレジスト膜に照射されるビーム
が、レジスト膜内および導電性材料上面又は導電性材料
を含む下地内部で散乱され、照射されるビーム寸法に対
してレジスト膜内における実質的なビーム寸法が異なる
という現象である。このために、特に露光パターンと露
光パターンとの接近により、レジスト膜内で散乱される
ビームが互いに干渉し、互いの露光されたレジストパタ
ーン寸法に変動を生ずるものである。
第2の原因は、密度の高い配線パターンと密度の低い配
線パターンとを形成する際の、エツチング速度差による
。これは、単位面積当りに供給されるエツチング液の割
合は一足であり、このために、密度の高い配線パターン
と密度の低い配線パターンとでは、被エツチングパター
ンの単位面積当シのエツチング量が異なるからでおる。
本発明者等は、配線寸法が配線パターンの密度差に依存
するという事実が、結果的に抵抗値のバラツキ、電流容
量のバラツキ等の!気的特性の低下を誘起し、多層配線
構造を備えた半導体集積回路装置の信頼性を向上するこ
とができないであろうという結論に達した。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、配線層における配線パターンの密度差
による配線寸法のバラツキを低減し、配線寸法の精度を
向上することが可能な多層配線技術を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、多層配線構造を備えた半導体集積
回路装置の信頼性を向上することが可能な多層配線技術
を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特9iLは
、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概贋〕
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、同時に形成された導体層からなる配線層にお
ける配線パターン密度を、配線としての機能を有しない
導体層を設けることによって均一化し、配線パターン密
度差による配線寸法ノ(ラツキを低減し、配線寸法の精
度を向上することにある。
以下、本発明の構成について、実施例とともに詳細に説
明する。
なお、全図において、同一の機能を有するものは同−付
号を付け、そのくり返しの説明は省略する。
本実施例は、多層配線構造を備えた半導体集積回路装置
について説明する。
〔実施例I〕
第1図および第3図は、本発明の〔実施例I〕を説明す
るための各製造工程における多層配線構造を備えた半導
体集積回路装置の要部平面図であり、第2図は、第1図
のX−X線における断面図、第4図は、第3図のX−X
線における断面図である。゛ 第1図および第2図は、半導体基板に絶縁ゲート型電界
効果トランジスタ、ノ<イボーラ型トランジスタ等から
なる半導体素子を形成した後に、該半導体素子間等を電
気的に接続するために形成された第1配線層を示すもの
である。第3図および第4図は、半導体素子間、第1配
諦層に形成さ幻。
た配線間等を電気的に接続するために形成された第2配
線層を示すものである。
第1図および第2図において、1はシリコン(8i)単
結晶からなる半導体基板であり、半導体集積回路装置を
構成するためのものである。この半導体基板1vCは、
半導体素子等が形成さね、るようになっている。2は例
えば二酸化シリコン(siO,)からなる絶縁膜であり
、主に半導体素子と後述する第1配線層とを電気的に分
離するためのものである。3a、3b、:(cおよび4
は絶縁膜2上部に所定のパターンを有して設けられた配
線であり、半導体基板1に設けられた半導体素子間等を
電気的に接続し、第1m目の第1配線層を構成するため
のものである。これらの配線3a、3b、3c。
4は、例えばアルミニウム(At)膜等の導電性材料を
絶縁膜2上部に形成し、この上部にポジタイプまたはネ
ガタイプのレジスト膜を形成し、該レジスト膜にパター
ンニングを施し、該パターンニングされたレジスト膜を
用いて導電性材料をエツチングすることによって形成さ
れる。配線3a。
3b、3cは、第1配線層において、例えば1〜3〔μ
m〕程度の最小寸法の配線幅を有している。配線3aと
配線3b′iたは配線3aと配線3Cの配線間隔p++
 ptは、半導体集積回路装置の製造プロセスにおける
最小加工寸法になっている。この最小加工寸法と前記最
小寸法の配線幅とが同一寸法の設計値であってもよい。
実質的には、設計値が同一寸法であっても、ポジタイプ
のレジスト膜とネガタイプのレジスト膜とでは、前記両
者の仕上り寸法が異なる。、配線4は例えば接地電位に
印加さJまた電源用の配線であり、その配線幅の寸法は
十数〜数十〔μ姐〕と極めて大きなものである。
この配線4と配線3aとは、最小加工寸法p3だけ離隔
して設けられている。
5aは配線3bと配線3cとの間に設けられた本発明の
〔実施例I〕による配線としての機能を持たない導体層
(以下、ダミーペデスタルという)である。このダミー
ペデスタル5ali、配IJ3bと最小加工寸法p41
 配線3Cと最小加工寸法ps+配線3aと最小加工寸
法P6だけ離隔(7て設けられている。5bは配線3a
と配、IJ 3 cとに囲まれるように設けられた本発
明の〔実施例I〕によるダミーペデスタルである。この
ダミーペデスタル5bは、配線3aと最小加工寸法p?
+配線3cと最小加工寸法p8だけ離隔して設けられて
いる。
ダミーベデスタ#5a、5bは、配線3a、3b。
3C14と同一材料で、かつ同一製造工程によって形成
されるようになってお9、配線としての機能は有してい
ない。半導体集積回路装置は、その機能の要求によって
、種々の配線ノ<ターン〃I形成される。従って、半導
体素子の配置等により、配線パターンに密度差が生じる
ことを、避けることが不可能に近い。この配線ノくター
ンの密度差により、配線寸法を精度よく制御することが
難しい。
しかしながら、本発明によれば、配線ノ(ターンの密度
差をダミーペデスタル5a 、5bによって均一化する
ことができる。
本発明によれば、特に、最も高精度−71要求される最
小寸法の配線幅を有する配線において、配線パターン密
度差による配線の仕上り寸法の)(ラツキを低減するこ
とができる。これは、例えば配線3bにおいて、配線3
bと配線3aとには近接効果が生じやすく、それらの対
向面側に仕上り月−法の変動を生じるが、配線3bの前
記対向面と反対側では、配線3aとほぼ同一条件の夕゛
ミーペデスタル5aを設けたことにより、対向面狽11
と同様な仕上り寸法の変動を生じることができる力)ら
である。すなわち、本発明は、少なくとも高精度を追求
するような最小寸法の配線幅を有する配線を、ダミーペ
デスタルによって、または、ダミーペデスタルと隣接配
線によって、または、隣接配線によって積極的に取り囲
み、配線ノ(ターンの密度差によって生じるであろう近
接効果、エツチング速度差を均一化し、配線の仕上り寸
法の)くラツキを低減するものである。
第3図および第4図は、第1図および第2図に示す工程
の後の工程によって形成されたものである。
第3図および第4図において、6は第1配線層と後述す
る第2配線層との間に設けられた絶縁膜であり、それら
を1気的に分離するためσ〕ものである。この絶縁膜6
の上面は、第1配線層に設けられたダミーペデスタル5
a 、5bにより配線ノくターン密度差が均一化されて
いるために、容易に平坦化されている。絶縁膜6の一部
として例えばフォス7オシリケートガラス(PEG)を
用いれば、その上面の平坦化がより向上される。7a。
7 b 、 7 c、および7dは、絶縁膜6上部に所
定のパターンを有して設けられた配線であり、半導体基
板lに設けられた半導体素子間、第1配線層に設けられ
た配線間等を電気的に接続し、第2層目の第2配線層を
構成するためのものである。これらの配置1137ar
 7 b + 7 c r 7 dは、第1配線層と同
様に、例えばアルミニウム膜等の導電性材料を、レジス
ト膜をマスキング材としてパターンニングを施すことに
よって形成している。配線7 a H7br7c、7d
 は、第2配線層において、最小寸法の配線幅を有して
いる。配線7a 、7bは、絶縁膜6に設けられた接続
孔8a 、8bを介して、配線3bと電気的に接続され
ている。配線7Cは、接続孔8Cを介して、配置i3c
と電気的に接続されている。
9aおよび9bは、本発明の〔実施例I〕によるダミー
ペデスタルであり、前記第1配線層と同様に、少なくと
も高精度を追求するような最小寸法の配線幅を有する配
線7a、7b、7c・7dを・第2配線層における最小
加工寸法離隔して、積極的に取り囲むように設けられて
いる。第2配線層の配線7a+7b、7c、7dは、第
1配線層の配線3a、3b、3c、4との電気的な接続
をするためのマスク合せズレを考慮して、第1配線層の
配線寸法よりも大きいのが一般的である1、すなわち、
最小加工寸法および最小寸法の配線幅は、各配線層で異
ってもよい。
また、本実施例の半導体集積回路装置は、第3図および
第4図に示す工程の後に、保膜膜等を第2配線層上部に
形成してもよい。
なお、ダミーペデスタルを設けたことにより生ずる電流
容量を防止するために、ダミーペデスタルを所定電位で
保持するように構成してもよい。
〔実施例■〕
第5図は、本発明の〔実施例■〕を説明するための一製
造工程における多層配線構造を備えた半導体集積回路装
置の賛部平面図である。
本実施例は、前記〔実施例I〕におけるダミーペデスタ
ルの変形例を説明するためのものである〇第5図におい
て、3d、3e、3fは絶縁膜2上部に所定のパターン
を有して設けられた配線であり、半導体基板1に設けら
れた半導体素子間を電気的に接続し、第1層目の第1配
線層を構成するためのものである。配線3d、3e、3
fは、前記〔実施例■〕と同様に、第1配線層における
最小寸法の配線幅を有している。108〜10mは本発
明の〔実施例■〕によるダミーペデスタルであり、前記
〔実施例■〕と同様に、少なくとも高精度を追求するよ
うな最小寸法の配線幅を有する配線3d 、 3e 、
 3 fを、第1配線層における最小加工寸法離隔して
、積極的に取9囲むように設けられている。このダミー
ペデスタル10a〜10m1t、、〔実施例I〕のダミ
ーペデスタル5a、5b+9a+9bに比べて小さく細
分化しておる。これは、配線パターン密度差の異なるど
のような配線パターン部分であっても、少なくとも最小
寸法の配線幅を有する配線における近接効果、エツチン
グ速度差をより均一化し、配線の仕上り寸法のバラツキ
をより低減するものである。
〔効果〕
以上説明したように、本発明によれば、所定の配線層に
おいて、少なくとも当該配線層における最小寸法の配線
幅を有する配線を囲むように、配線としての機能を有し
ないダミーペデスタル、または該ダミーペデスタルと当
該配線でない他の配線、または該他の配線を同一層内に
設けることによって、見かけ上の配線パターン密度を均
一化することが可能になる。これによって、近接効果。
エツチングの速度差による配線の仕上9寸法のバラツキ
を低減することができる。従って、配線寸法の精度を向
上することができる。
以上本発明者等によってなさねた発明を実施例にもとづ
き具体的に説明したが、本発明は前記実施例に駆足され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。例えば、本実施例は
、多層配線構造を備えた半導体集積回路装置として2層
配線構造を使用したが、3層もしくはそれ以上の配線構
造としてもよい。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者等によってなされた発
明をその背景となった利用分野である半導体集積回路装
置の多層配線技術に適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、例えば配線基板におけ
る多層配線技術などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第3図は、本発明の〔実施例I〕を説明す
るための各製造工程における多層配線構造を備えた半導
体集積回路装置の要部平面図、第2図は、第1図のX−
X線における断面図、第4図は、第3図のX−X線にお
ける断面図、第5図は、本発明の〔実施例■〕を説明す
るための一製造工程における多層配線構造を備えた半導
体集積回路装置の要部平面図である。 図中、l・・・半導体基板、2,6・・・絶縁膜、3a
。 3b、3C,3d、3e、3f14+7a、7b、7C
。 7 d ・・・配線、5a、5b+9a、9b、10a
−10m代理人 升理士 高 橋 明 失 策 1 図 第 2 図 第 3 図 第 4 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基板上に絶縁層と配線層とが相互に複数層重り合う
    多層配線部材において、前記所定の配線層の少なくとも
    最小寸法の配線幅を有する配線が、同一層内に設けられ
    た配線としての機能を有しない夕°ミーペデスタルによ
    って、または、該ダミーペデスタルと当該配線でない他
    の配線とによって、または、他の配線によって囲まれて
    いることを特徴とする多層配線部材。 2 前記多層配線部材は、半導体集積回路装置を構成す
    る半導体基板からなることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の多層配線部材。
JP22680783A 1983-12-02 1983-12-02 多層配線部材 Pending JPS60119749A (ja)

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