JPS60195950A - 多層配線部材 - Google Patents

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、多層配線技術に適用して有効な技術に関する
ものであり、特に、半導体集積回路装置の多層配線技術
に適用して有効な技術に関するものである。′ ［背景技術］　′ 半導体基板上部に導電層と絶縁層とが交互に重なり合い
複数層を゛なす多層配線構造を備えた半導体集積回路装
置は、高集積化の傾向にあり、下層配線と上層配線との
電気的な接続が、異方性エツチング技術によって眉間絶
縁層に形成される微細な接続孔を使用している。

ところが、前記微細な接続孔は、高集積化には適するが
その形状に急峻な段差を有するために、例えばアルミニ
ウムの上層配線の被着性を著しく劣化し、半導体集積回
路装置の電気的信頼性を低下させてしまう。

そこで、同一の耐エツチングマスクを用い、等方性及び
異方性エツチングを順次施こして、円弧状の接続孔と円
柱状の接続孔とにより下層配線と上層配線とを電気的に
接続し、上層配線の被着性の向上と集積度の向上とが可
能な技術が、先に本願出願人によって出願されている（
特願昭５７−１７７６８６号公報）。

しかしながら、かかる技術における本発明者の検討の結
果、半導体ウェーハ内における眉間絶縁層の膜厚の変動
等によって等方性のエツチング技術の制御、すなわち、
円弧状の接続孔の寸法制御が極めて困難であり、隣接す
る配線間との絶縁耐圧の劣化、接続孔の過大寸法による
集積度の低下等を誘発し、半導体集積回路装置の信頼性
及び歩留が低下するという問題点を見い出した６［発明
の目的］ 本発明の目的は、多層配線部材の信頼性及び歩留を向上
することが可能な技術手段を提供することにある。

本発明の他の目的は、円弧状の接続孔と円柱状の接続孔
とにより下層配線と上層配線とを電気的に接続する多層
配線部材において、前記円弧状の接続孔の寸法制御を確
実にすることが可能な技術手段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徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

［発明の概要］ 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、下層配線と上層配線との介在部の絶縁層をエ
ツチング速度の異なる第１の絶縁層と第２の絶縁層とに
よって形成し、それらを第２の絶縁層に設ける円弧状の
接続孔と第１の絶縁層に設ける円柱状の接続孔とにより
電気的な接続をすることによって、第１の絶縁層で前記
円弧状の接続孔の寸法制御をすることができるので、隣
接する配線間との絶縁耐圧の劣化、接続孔の過大寸法に
よる集積度の低下等を防止することができ、半導体集積
回路装置の信頼性及び歩留を向上することにある。

以下、本発明の構成について、実施例とともに説明する
。

本実施例は、２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］ 第１図は１本発明の一実施例を説明するための多層配線
構造を備えた半導体集積回路装置の要部断面図である。

なお、全図において、同一機能を有するものは同一符号
を付け、そのくり返しの説明は省略する。

第１図において、１は半導体基板であり、絶縁ゲート型
電界効果トランジスタ、バイポーラトランジスタ等の半
導体素子が形成されるもので、半導体集積回路装置を構
成するためのものである。

２は半導体素子間となる半導体基板１主面上部に設けら
れたフィールド絶縁層であり、半導体素子間を電気的に
分離するためのものである。３は半導体素子を覆うよう
にフィールド絶縁層２上部に設けられた絶縁層であり、
半導体素子とその上部に設けられる導電層との電気的な
分離をするためのものである。４は絶縁層３上部に設け
られた第１層目の導電層であり、主として、半導体素子
間を電気的に接続するためのものである。５は導電層４
を覆うように絶縁層３上部に設けられた絶縁層、６は絶
縁層５上部に被着して設けられた絶縁層であり、導電層
４と絶縁層６上部に設けられる導電層との電気的な分離
をするためのものである。

導電層間の絶縁層は、絶縁層５と絶縁層６とによって構
成されており、それらは所定のエツチング液に対して異
るエツチング速度を有している。７は導電層４上部の絶
縁層６に設けられた円弧状の接続孔であり、導電層４と
その上部の導電層とを電気的に接続するためのものであ
り、絶縁Ｍ６上部に設けられる導電層の被着性を向上す
るためのものでる。８は導電層４上部の絶縁層５に設け
られた円柱状の接続孔であり、導電層４とその上部の導
電層とを電気的に接続するためのものであり、集積度を
向上するためのものである。導電層間を接続する接続孔
は、接続孔７，８によって構成されている。９は一端が
接続孔７．８を介して導電層４と電気的に接続し他端が
絶縁層６上蔀を延在するように設けられた第２層目の導
電層であり、主として、導電層４間、半導体素子間等を
電気的に接続するためのものである。

次に、本実施例の具体的な製造方法について説明する。

第２図乃至第５図は、本発明の一実施例の製造方法を説
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断面図である。

まず、半導体基板ｌを用意する。この半導体基板１に、
フィールド絶縁層２．半導体素子（図示されていない）
等を形成し、それらを覆うように。

絶縁層３を形成する。そして、第２図に示すように、絶
縁層３上部に導電、層４を形成する。これは。

例えば、スパッタ蒸着技術によるアルミニウム層を用い
、その膜厚を０．８〜１．２［μｍ１．その幅を２．０
［μｍ］程度にすればよい。

第２図に示す工程の後に、絶縁層５を形成し、第３図に
示すように、その上部に絶縁層６を形成する。絶縁層５
及び絶縁層６は、所定のエツチング液に対してエツチン
グ速度が異るように、例えば、絶縁層５は、０．２〜０
．４［μｍ〕程度の膜厚を有するプラズマ技術による酸
化シリコン層、窒化シリコン層を用い、絶縁層６は、０
．５〜０．７［μｍ］程度の膜厚を有する化学的気相析
出（以下、ＣＶＤという）技術による酸化シリコン層、
フォスフオシリケードガラス層を用いればよい。また、
絶縁層６は、その上部に形成される導電層の被着性を向
上するために、塗布型の酸化シリコン層を形成した後に
その上部にＣＶＤ技術による酸化シリコン層、フォスフ
オシリケードガラス層を形成してもよい。

第３図に示す工程の後に、接続孔を形成するために、絶
縁層６上部に導電層４上部で例えば１．０［μｍ］程度
の寸法で開口された耐エツチングマスク１０を形成する
。そして、マスクｌＯを用い、第４図に示すように、絶
縁層６を選択的に除去し、円弧状の接続孔７を形成する
。これは、例えば、等方性エツチング技術を用い、その
最大寸法を２゜０〜３．０［μｍ１程度にすればよい。

接続孔７は、絶縁層６と異なるエツチング速度を有する
絶縁層５によって、その寸法制御を確実にすることがで
きる。

第４図に示す工程の後に、同一のマスクｌＯを用い、第
５図に示すように、絶縁層５を選択的に除去し、円柱状
の接続孔８を形成する。これは、例えば、異方性エツチ
ング技術を用い、その寸法０′　を１．０〜１．５［μ
ｍ］程度にすればよい。層間絶縁層に設ける接続孔は、
その上部に設け゛る導電層の被着性を向上するには円弧
状に形成すればよいが、等方性エツチング技術を用いる
ために、マスク寸法に２倍の絶縁層の膜厚分の寸法が加
算されてその寸法が形成されてしまう。ところが、接続
孔の一部に円柱状の接続孔を組合せることにより、被着
性を向上するとともに集積度を向上することができる。

第５図に示す左程の後に、マスク１０を選択に除去し、
前記第１図に示すように、接続孔７，８を介して導電層
４と電気的に接続しかつ絶縁層６上部に延在する導電層
９を形成する。これは、例えば、スパッタ蒸着技術によ
るアルミニウム層を用いればよい。

［効果］ 以上説明したように、本願において開示した新規な技術
手段によれば、以下に述べる効果を得ることができる。

（１）、第１の導電層と第２の導電層との介在部の絶縁
層をエツチング速度の異なる第１の絶縁層と第２の絶縁
層によって形成し、それらを第２の絶縁層に設ける円弧
状の接続孔と第１の絶縁層に設ける円柱状の接続孔とに
より電気的な接続をすることによって、第１の絶縁層で
前記円弧状の接続孔の寸法制御をすることができるので
、隣接する配線間との絶縁耐圧の劣化、接続孔の過大寸
法による集積度の低下等を防止することができる。

（２）、前記（１）により、隣接する配線間との絶縁耐
圧の劣化、接続孔の過大寸法による集積度の低下等を防
止することができるので、多層配線部材の信頼性及び歩
留を向上することができる。

以上説明したように、本発明者によってなされた発明を
実施例にもとすき具体的に説明したが、本発明は、前記
実施例に限定されるものではなく。

その要旨を逸脱しない範囲において１種々変形可能であ
ることは勿論である。

例えば、前記実施例は、２層配線構造を備えた半導体集
積回路装置に適用した場合について説明したが、３層も
しくはそれ以上の多層配線構造を備えた半導体集積回路
装置に適用してもよい。

また、前記実施例は、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、セラミック基板
上部に導電層と絶縁層とが交互に複数層をなす多層配線
部材の多層配線技術に適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための多層配線
構造を備えた半導体集積回路装置の要部断面図、 第２図乃至第５図は、本発明の一実施例の製造方法を説
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断面図である。 図中、１・・・半導体基板、２・・・フィールド絶縁層
、３．５．６・・・絶縁層、４，９・・導電層、７，８
・・・接続孔、１０・・・マスクである。 第　１　図 ／ 第　２　図 ／ 第　３　図 第　４　図 ／ 第　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上部に導電層と絶縁層とが交互に重なり合い複
   数層をなす多層配線部材であって、所定の第１導電層と
   その・上部の第２導電層とが、それらの介在部に設けら
   れた第１の絶・線層とその上部に設けられた第２の絶縁
   層とによって電気的に分離され、所定部において、第２
   の絶縁層瞬、設けられた円弧状の接続孔と第１の絶縁層
   に設けられた円柱状の接続孔とにより電気的に接続され
   てなることを特徴とする多層配線部材。　・・′　□、
   １２、前記第１の絶縁層と第２の絶縁層とは、所定のエ
   ツチング液に対して、異なるエツチング、速度差を有す
   ることを特徴とする特許請求の範・四箇１項記載の多層
   配線部材。 ３、前記第１の・絶縁層は、第２の絶縁層に設けられる
   。接続孔の寸法制御をするためのものであることを特徴
   とする特許請求の範囲・第１項及び第２項記載の多層配
   線部材。 ４、前記第１の絶縁層は、プラズマ技術による酸化シリ
   コン層、窒化シリコン層により形成され。 前記第２の絶縁層は、ＣＶＤ技術による酸化シリコン層
   、フォスフオシリケードガラス層又は塗布型の酸化シリ
   コン層上部にそれらが被着して形成されてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の多層配
   線部材。