JPS61131469A - 半導体装置の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多層アルミニウム配線層構造をもつ高集積度
半導体装置の製造において、コンタクト部でのアルミニ
ウム配線パターンの形成方法、およびアｊレミニウム配
線層を相互に接続する、スルーホールの形成方法に関す
る。

〔従来の技術〕

半導体集積回路において、集積度を高めるため各素子形
成部を縮小してくると、チップ上ではこれら素子を結線
するため、Ａ１配線パターンがひきまねされ、配線部の
占める面積がチップの面積の大きい部分を占めるにいた
る。

配線パターン幅の寸法は微細パターン形成技術、電流容
量、あるいは配線抵抗等により制限があり、また回路設
計上からも三層配線、更に多層配線が有効となって（る
。

多層配線技術の最も基本となる、二層配線について、従
来技術による製造方法を第２図によって説明する。

第２図（ａｌは、二層配線の工程を終わった時点での素
子部表面の構造断面図を示す。

素子形成の終わったシリコン基盤ｌ上には絶縁層となる
Ｓ　ｉ　Ｏを膜２を介して、一層目のＡ１配線層３が形
成され、更にその上にＰＳＧ、あるいはＳｉｏｗ等の絶
縁層４が気相成長されている。

絶縁層４には、二層目のＡＩ配線層５のコンタクト部と
してスルーホール７が形成されている。更にこの上に二
層目Ａ１層の蒸着、配線部のパターン形成グ、パシベー
ション膜として絶縁層６を被着して第２図（ａｌを完成
する。

さそ上記の工程を、一層目Ａｔ配線層３と、二層目ＡＩ
配線層５の相互位置に着目して、平面図で示すと第２図
（ｂ）のごとくなる。７で示した斜線部（よスルーホー
ルの位置を示している。

一般に多層配線の場合、回路設計の面から配線の方向は
直交して設けられることが多い。また通常コンタクト部
は、多少の位置ずれでもコンタクト形成に支障のないよ
う、−辺の寸法が配線部の幅の約２倍程度の大きさの矩
形のパターンが形成されている。

理想的な位置合わせが出来た状態では、二層のＡＩ配線
層の矩形状の端子部パターンおよびスルーホールの中心
は、完全に一致するが、理想的でないときは第２図〜）
で示すようにずれた状態になる。

このように位置ずれの生ずる理由として、配線層の工程
のみに注目しても、一層目のＡＩ配線層、スルーホール
、および二層目のＡＩ配線層の形成と三回のフォトリソ
グラフィ工程での位置合わせがあり、各プロセスでそれ
ぞれ多少の位置ずれを生ずることが上げられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記に述べたごとく、従来の多層配線の技術では、配線
層間のコンタクト部での位置ずれを完全に避けることは
困難で、このため二層目のＡ１配線層の段差部で断線、
あるいは電流集中による溶断等の不良発生の原因となっ
ている。

この状況を第３図に示す、同図では第２図（ｂ）におけ
るＹ−Ｙ線に沿っての断面を示し、絶縁層６は、見昌く
するため省略しである。スルーホールの位置ずれによっ
て、ＡＩ配線層のＡ８部に折り返し陣を生じ、矢印で示
す方向の電流により温度上昇を起こして断線不良の原因
となっている。

このような位置ずれによる二層目ＡＩ配線の屈折部は、
どのような確率で発生するかをみるため、一層目ＡＩ配
線層のパターン形成とスルーホールとの位置ずれ関係を
第４図に図示する。

図面上で位置ずれは上下左右の方向に確率的に同じ頻度
で発生すると考えられるので、代表的な位置ずれを７１
．７２．７３．７４で示す。この７１の関係の位置ずれ
をみると、図で斜線部Ａが大きな段差部となる。

先に述べたごとく、通常、配線層パターンはコンタクト
部で配線部よりも面積を大きくとって位置ずれの場合の
補償をしている。然し、上記Ａ部に第２図（ｂｌで示し
たごとく、幅の狭い配線部がくると断線不良が最も生じ
易い。

〔問題を解決するための手一段〕

本発明では、上記第４図で説明した、位置ずれによる二
層目ＡＩ＆線の屈折部の発生を、確率的に低下させる方
法を提案するものである。即ち、二層目のＡＩ配線方向
が一層目の方向と直交している場合、配線の屈折部の発
生は、配線方向が同一方向の場合よりも確率的に約二倍
高いことが容易にわかる。

従って、一層目配線の集積度を損なうことな（、上記問
題点を解決するため、二層目の配線を一層目配線方向と
同一方向に若干延長し、しかるのち回路設計の要求によ
る方向に直角に曲げる手段を提案するものである。

また一層目ＡＩ配線層の形状、およびスルーホールの形
状も、位置ずれによる段差部の影響を出来るだけ少な（
なるようなパターンに選んでいることである。

〔作用〕

上記手段により、二層目のＡＩ配線層のコンタクト部よ
り、配線部への移行部分に大きな段差部を生じないので
、二層目Ａｔ配線層での断線不良事故を著しく軽減する
ことが可能となった。

〔実施例〕

以下、本発明による一実施例を図面によって説明する。

第１図（ａ）は一層目Ａ１配線層３のコンタクト部３゛
　とスルーホ・−ルアとの関係位置を示す。

スルーホールの形状は配線方向にａ、直交方向に長辺寸
法すをもつ長方形に選ぶ。

Ａ１配線層３のコンタクト部３゛は、集積度を上げるた
め配線幅を広くせず、同一方向に寸法Ｃだけ延長して形
成される。

第１図（ａｌでは、位置ずれの全くない理想的な状態を
示している。この場合の寸法Ｃは従来のパターンニング
技術で、一層目配線層３とスルーホール７の形成の場合
に予想される、最大の位置ずれ寸法に選ばれる。

スルーホール７の寸法すは、図面で上下方向の位置ずれ
を生じた場合でも、一層目Ａｔ配線層３の線幅を充分露
出するだけの余裕をもたせる。

更に二層目Ａｔ配線層５のパターン設計を、第１図（ｂ
ｌに示すごとく、コンタクト部５゛は通常のパターンと
同様、正方形に近い形状とするが、一層目配線３と同方
向に引き出し線８により若干長引き出した後、必要に応
じ直角方向に曲げる構造をとる。

またコンタクト部より配線部に移行するＢ−Ｂ線の位置
は、一層目配ｙｓ３のコンタクト部３°の端部よりｄ、
即ち、予想される一層目３および：。

層目配線パターン５の最大位置ずれ寸法ｄだけ、ずれて
いることが望ましい。

〔発明の効果〕

以上に説明せるような製造方−法をとることにより、二
層の配線層構造の半導体集積回路の製造において、配線
層間の絶縁層に形成するスルーホール位置ずれによって
、発生する段差部において、Ａ１層の屈折部の影響を殆
ど避けることが可能になり、断線、溶断等の不良を著し
く低減することが可能となった。

本発明の説明ではすべて配線構造を二層としているが、
更に三層以上の多層配線の場合にも、同様に適用出来る
ことは論をまたない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、本発明による実施例を二
層配線について部分拡大図で示す。 冨２図は従、末技術による二層配線構造について、（ａ
）図で断面図を、（ｂ）図で平面図にて示す。 第３図は位置ずれを生じた場合のＡｔ配線層の断面図を
示す。 第４図は一層目の配線層とスルーホールとの位置ずれの
相関関係を示す平面図。 図面において、１はシリコン基盤、２は絶縁層、３は一
層目配線層、４は眉間絶縁層、５は二層目配線層、６は
絶縁層、７はスルーホール、８は引き出し線をそれぞれ
示す。 第ｉｌｌ 第２図 第３図 第４１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　多層配線構造の高集積度半導体装置の製造において、
   配線間のコンタクト形成部において、第一の配線層のコ
   ンタクト部は、配線部のパターン幅と同一寸法で、配線
   方向にスルーホール形成時の位置ずれ寸法相当分を延長
   して形成する工程と、長辺方向が第一の配線方向と直交
   する長方形のスルーホールを形成する工程と、更にその
   上に形成される第二の配線層は、コンタクト部に続く引
   き出し線を、少なくとも、第一配線層の延長方向に引き
   出して形成することを特徴とする半導体装置の製造方法
   。