JPS6329549A - Multilayer interconnection structure - Google Patents

Multilayer interconnection structure

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Publication number
JPS6329549A
JPS6329549A JP17156286A JP17156286A JPS6329549A JP S6329549 A JPS6329549 A JP S6329549A JP 17156286 A JP17156286 A JP 17156286A JP 17156286 A JP17156286 A JP 17156286A JP S6329549 A JPS6329549 A JP S6329549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
pedestals
interlayer insulating
interconnection
wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP17156286A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiko Takahashi
高橋 貴彦
Nobuo Owada
伸郎 大和田
Noboru Moriuchi
森内 昇
Hajime Hayakawa
早川 肇
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 Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP17156286A priority Critical patent/JPS6329549A/en
Publication of JPS6329549A publication Critical patent/JPS6329549A/en
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the electric connection of a lower interconnection having a large area and an upper interconnection excellent, by providing a plurality of pedestals independently and uprightly on the lower interconnection having the large area, forming an interlayer insulating film, on which the upper end parts of the pedestals are exposed, by etching.back thereon, and forming the upper interconnection thereon. CONSTITUTION:A plurality of pedestals 5 having minute patterns are independently provided uprightly on a lower aluminum interconnection 3, which has a wide line width of 5 mum or more. The total area of the pedestals is made to be a specified area. An interlayer insulating film 6 is formed thereon by a bias sputtering method. At this time, the thickness of the interlayer insulating film 6 is made to have value so that the pedestals 5 are completely coated. Thereafter, the interlayer insulating film 6 undergoes etching-back treatment. Then the upper end parts of all the pedestals 5 are exposed on the interlayer insulating film 6 approximately equally. Then an upper aluminum interconnection 7 is formed on the interlayer insulating film 6 and positively connected to all the pedestals 5. As a result, the interconnection is connected to the aluminum interconnection 3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多層配線構造に関し、特にペデスタルを用いて
上下配線間の接続を行ってなる多層配線構造に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a multilayer wiring structure, and more particularly to a multilayer wiring structure in which upper and lower wirings are connected using a pedestal.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に多層配線構造では、下層配線と上層配線とを眉間
絶縁膜に開設したスルーホールを通して電気的に接続す
る必要がある。従来、この種のスルーホールは、選択エ
ツチング法によって層間絶縁膜に微細な孔を開設してい
るが、この孔が所定寸法以下であると上側配線材料を孔
内に充填させることが不可能になり、電気的接続が不能
となる。
Generally, in a multilayer wiring structure, it is necessary to electrically connect the lower layer wiring and the upper layer wiring through a through hole formed in the glabella insulating film. Conventionally, this type of through-hole is created by creating a fine hole in the interlayer insulating film using a selective etching method, but if this hole is smaller than a predetermined size, it becomes impossible to fill the hole with the upper wiring material. Therefore, electrical connection becomes impossible.

このため、孔の寸法は所定以上に形成することが要求さ
れ、半導体装置の微細化の障害になる。
Therefore, the size of the hole must be larger than a predetermined value, which becomes an obstacle to miniaturization of semiconductor devices.

このようなことから、近年ではペデスタルを利用した接
続構造が提案され、半導体装置の微細化を向上する上で
有効なものとされている。
For this reason, in recent years, a connection structure using a pedestal has been proposed and is considered to be effective in improving the miniaturization of semiconductor devices.

このペデスタルを用いた接続構造は、第3図のように、
基板11の絶縁膜12上に設けた下側配線13上にペデ
スタル14を立設しておき、この上に層間絶縁膜15を
厚く形成し、かつこの眉間寒色縁膜15をエツチングハ
ックしてペデスタル14の上端部を層間絶縁膜15上に
露呈させている。
The connection structure using this pedestal is as shown in Figure 3.
A pedestal 14 is provided upright on the lower wiring 13 provided on the insulating film 12 of the substrate 11, a thick interlayer insulating film 15 is formed on this, and the cold color border film 15 is etched and hacked to form the pedestal. The upper end portion of 14 is exposed on interlayer insulating film 15 .

そして、上側配線16を所要パターンで形成して゛こノ
ヘデスタル14に接続させることにより、このペデスタ
ル14を介して上、下記線13.15を相互に電気接続
することができる。
Then, by forming the upper wiring 16 in a desired pattern and connecting it to the upper pedestal 14, the upper and lower wires 13 and 15 can be electrically connected to each other via the pedestal 14.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このペデスタルを用いた接続構造を構成する場合、層間
絶縁膜15の形成には通常バイアススパッタ法が利用さ
れるが、下側配線13の面積が大きい場合には、第4図
に仮想線で示すようにこの下側配線13上で層間絶縁膜
15が他の部位よりも厚く形成されることになる。この
ため、この状態でエツチングハックを行うと、同図実線
のように面積の大きな下側配線13上に層間絶縁膜15
の一部が残存されることになり、上側配線16との接触
面積が低減されて接続抵抗の増大を招き、素子特性の低
下を招くことがある。また、場合によってはエツチング
バックが十分でなく、接続不良を生じることもある。
When constructing a connection structure using this pedestal, a bias sputtering method is usually used to form the interlayer insulating film 15, but when the area of the lower wiring 13 is large, as shown by the imaginary line in FIG. Thus, the interlayer insulating film 15 is formed thicker on the lower wiring 13 than on other parts. Therefore, if etching hacking is performed in this state, the interlayer insulating film 15 will be formed on the lower wiring 13, which has a large area, as shown by the solid line in the figure.
As a result, a portion of the contact area with the upper wiring 16 is reduced, leading to an increase in connection resistance and deterioration of device characteristics. Further, in some cases, etching back may not be sufficient, resulting in poor connection.

本発明の目的は、面積の大きな下側配線における上側配
線との電気接続を良好に行うことのできる多層配線構造
を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a multilayer wiring structure in which a large-area lower wiring can be electrically connected to an upper wiring.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、面積の大きな下側配線上に複数のペデスタル
を独立して立設し、この上にエッチングバックによって
ペデスタル上端部を露呈させた層間絶縁膜を形成し、こ
の上に上側配線を形成した構成としている。
In other words, a plurality of pedestals are independently erected on a lower wiring having a large area, an interlayer insulating film is formed on this by etching back to expose the upper end of the pedestal, and an upper wiring is formed on top of this. It is said that

〔作用〕[Effect]

この構成によれば、層間絶縁膜は複数のペデスタル上に
形成することになるため、眉間絶縁膜をバイアススパッ
タ法で形成する場合にもこの部分での膜厚が大きくなる
ことがなく、眉間絶縁膜のエッチングバックによってペ
デスタル上面を確実に露呈させ、上側配線との接続を高
信頌度で行うことができる。
According to this configuration, since the interlayer insulating film is formed on the plurality of pedestals, even when forming the glabella insulating film by bias sputtering, the film thickness in this part does not become large, and the glabella insulating film is formed on the plurality of pedestals. By etching back the film, the top surface of the pedestal can be reliably exposed and connections with the upper wiring can be made with high reliability.

〔実施例: 第1図(a)、  (b)は本発明の一実施例の平面図
及びその断面図であり、ここでは2層配線構造に本発明
を適用した実施例を示している。
[Example: FIGS. 1(a) and 1(b) are a plan view and a cross-sectional view of an embodiment of the present invention, and show an embodiment in which the present invention is applied to a two-layer wiring structure.

第1図において、シリコン基板lの表面の絶縁膜2上に
は、下側配線としてのアルミニウム配線3を所要パター
ンに形成しており、このアルミニウム配線3の表面には
モリブデン等の金属薄膜4を一体に形成している。そし
て、このアルミニウム配線3上には所要厚さのアルミニ
ウム膜を微細パターンに形成したペデスタル5を立設し
ている。
In FIG. 1, an aluminum wiring 3 as a lower wiring is formed in a required pattern on an insulating film 2 on the surface of a silicon substrate l, and a thin metal film 4 of molybdenum or the like is coated on the surface of this aluminum wiring 3. It is formed in one piece. A pedestal 5, which is made of an aluminum film of a required thickness and formed into a fine pattern, is erected on the aluminum wiring 3.

この場合、線幅が5μm以上の広い幅のアルミニウム配
線3上には微細パターンのペデスタル5を夫々独立して
複数個立設し、これらペデスタル5のトータルの面積が
所要の面積となるように設定している。
In this case, a plurality of finely patterned pedestals 5 are independently erected on the wide aluminum wiring 3 with a line width of 5 μm or more, and the total area of these pedestals 5 is set to be the required area. are doing.

そして、前記アルミニウム配線3及びこれらペデスタル
5を覆うように層間絶縁膜6を形成し、この層間絶縁膜
6の上部に前記ペデスタル5の上端部を露呈させる。更
に、層間絶縁膜6上には所要パターンの上側配線として
のアルミニウム配線7を形成して前記ペデスタル5に接
続し、このペデスタル5を介して上、下の各アルミニウ
ム配線3.7を相互に電気接続している。
Then, an interlayer insulating film 6 is formed to cover the aluminum wiring 3 and these pedestals 5, and the upper end of the pedestal 5 is exposed above the interlayer insulating film 6. Further, an aluminum wiring 7 as an upper wiring of a required pattern is formed on the interlayer insulating film 6 and connected to the pedestal 5, and the upper and lower aluminum wirings 3.7 are electrically connected to each other via the pedestal 5. Connected.

第2図は、前記配線構造を製造する際の工程を示す断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing steps in manufacturing the wiring structure.

即ち、同図(a)のようにアルミニウム配線3上にモリ
ブデン膜4を形成した後、アルミニウム膜を所要厚さに
形成し、更にこのアルミニウム膜をフォトリソグラフィ
技術等を利用してパターニングし、ペデスタル5を立設
状態に形成する。この際ペデスタル5は微細面積に構成
し、かつこれを夫々独立して複数個立設している。
That is, after forming a molybdenum film 4 on the aluminum wiring 3 as shown in FIG. 5 in an upright state. At this time, the pedestals 5 are constructed to have a small area, and a plurality of pedestals 5 are arranged independently.

次いで、この上にバイアススパッタ法により、層間絶縁
膜6を形成する。この時、眉間絶縁膜6はペデスタル5
が完全に覆われるような厚さに形成する。このとき線幅
の大きなアルミニウム配線3においても、ペデスタル5
は微細パターンのものを複数個立設させた構造としてい
るため、アルミニウム配′!a3上に形成される眉間絶
縁膜6は部分的に厚さが増大されることはなく、他の部
分と略等しい厚さに形成される。
Next, an interlayer insulating film 6 is formed thereon by bias sputtering. At this time, the glabella insulating film 6 is attached to the pedestal 5.
Form to a thickness so that it is completely covered. At this time, even in the aluminum wiring 3 with a large line width, the pedestal 5
has a structure in which multiple micro-patterned pieces are installed vertically, so the aluminum The glabellar insulating film 6 formed on a3 is not partially increased in thickness, but is formed to have substantially the same thickness as other parts.

したがって、この後に眉間絶縁膜6をエツチングバック
処理すれば、同図(b)のように眉間絶縁膜6は略均−
に厚さが減少され、全てのペデスタル5の上端部が略等
しく層間絶縁膜6上に露呈されることになる。
Therefore, if the glabellar insulating film 6 is etched back after this, the glabellar insulating film 6 will be approximately uniform as shown in FIG.
The thickness is reduced so that the upper ends of all the pedestals 5 are exposed on the interlayer insulating film 6 substantially equally.

これにより、層間絶縁膜6上にアルミニウム配線7を形
成すれば、アルミニウム配vA7は全てのペデスタル5
と確実に接続され、結果としてアルミニウム配線3に接
続されることになる。
As a result, if the aluminum wiring 7 is formed on the interlayer insulating film 6, the aluminum wiring A7 will cover all the pedestals 5.
As a result, it is connected to the aluminum wiring 3.

この構成によれば、層間絶縁膜6をエッチングバックし
た際に、ペデスタル5上に眉間絶縁膜6が残存されるこ
とがないので、ペデスタル5の上端部を上側アルミニウ
ム配線7に確実に接続でき、上、下のアルミニウム配線
3,7を高(8傾度で電気接続できる。
According to this configuration, when the interlayer insulating film 6 is etched back, the glabellar insulating film 6 is not left on the pedestal 5, so the upper end of the pedestal 5 can be reliably connected to the upper aluminum wiring 7. The upper and lower aluminum wiring lines 3 and 7 can be electrically connected at a high (8 inclination).

なお、複数個のペデスタル5のトータルの断面積は接続
に必要な面積に設定しているので、電気砥抗が増大され
ることもない。
Incidentally, since the total cross-sectional area of the plurality of pedestals 5 is set to the area necessary for connection, electric abrasive resistance is not increased.

上述した実施例によれば次の効果を得ることができる。According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.

(1)面積の大きな下側配線上に複数のペデスタルを独
立して立設し、この上に層間絶縁膜を形成しかつ上側配
線を形成しているので、層間11Th ’4&膜をバイ
アススパッタ法で形成する場合にもこの部分での膜厚が
大きくなることがなく、層間絶縁膜のエッチングバック
によってペデスタル上面を確実に露呈させ、上側配線と
の接続を高信頬度で行うことができる。
(1) Since a plurality of pedestals are independently erected on the lower wiring with a large area, and an interlayer insulating film is formed on this, and an upper wiring is formed, the interlayer 11Th '4 & film is formed using bias sputtering. Even when the pedestal is formed, the film thickness at this portion does not become large, and the upper surface of the pedestal can be reliably exposed by etching back the interlayer insulating film, and connection with the upper wiring can be made with high reliability.

(2)ペデスタルを利用して上、下の配線を電気接続し
ているので、眉間絶縁膜にスルーホールを開設して接続
する構造に比較してスルーホールの微細化を図ることが
できる。
(2) Since the upper and lower wirings are electrically connected using the pedestal, the through holes can be made smaller compared to a structure in which through holes are opened in the glabella insulating film for connection.

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではな(、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、ペデスタルは
図示以外の数で構成することができ、その平面配列も実
施例のものに限定されることはない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on examples, the present invention is not limited to the above-mentioned examples (although it is possible to make various changes without departing from the gist of the invention). Needless to say, for example, the number of pedestals may be different from that shown in the drawings, and the planar arrangement thereof is not limited to that of the embodiment.

以上の説明では主として本発明者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装置の第1層
と第2Nの各配線を電気接続する場合に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではなく、第
2層以上の配線間を電気接続する場合にも同様に適用で
きる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor is mainly applied to the field of application which is the background of the invention, which is the case where the first layer and the 2N wiring of a semiconductor device are electrically connected, but the invention is limited to this. However, the present invention can be similarly applied to the case where electrical connections are made between wirings in the second layer or higher.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、面積の大きな下側配線上に複数のペデスタル
を独立して立設し、この上にエッチングバックによって
ペデスタル上端部を露呈させた層間絶縁膜を形成し、こ
の上に上側配線を形成した構成としているので、層間絶
縁膜は複数のペデスタル上に形成することになり、層間
絶縁膜をバイアススパッタ法で形成する場合にもこの部
分での膜厚が大きくなることがなく、層間絶縁膜の工5
・チングバンクによってペデスタル上面を確実に露呈さ
せ、上側配線との接続を高信顛度で行うことができる。
In other words, a plurality of pedestals are independently erected on a lower wiring having a large area, an interlayer insulating film is formed on this by etching back to expose the upper end of the pedestal, and an upper wiring is formed on top of this. Therefore, the interlayer insulating film is formed on multiple pedestals, and even when the interlayer insulating film is formed by bias sputtering, the film thickness in this area does not become large, and the processing of the interlayer insulating film is easy. 5
・The top surface of the pedestal can be reliably exposed by the connecting bank, and connections with the upper wiring can be made with high reliability.

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

第1図(a)、  (b)は本発明の一実施例の平面図
及びその断面図、 第2図(a)、  (b)は型造工程の一部を示す断面
図、 第3図は従来構造を示す断面図、 第4図は従来の問題点を示す断面Mである。 1・・・シリコン基板、2・・・(色縁膜、3・・・下
側アルミニウム配線、4・・・モリブデン膜、5・・・
ペデスタル、6・・・層間絶縁膜、7・・・上側アルミ
ニウム配線、11・・・シリコン基板、12・・・絶縁
膜、13・・下側配線、14・・・ペデスタル、15・
・・層間系色縁!!q、16第  1  図 (cL’+ づ 第  2  図 <Ib) 、3   3     ′″7
FIGS. 1(a) and (b) are a plan view and a cross-sectional view of an embodiment of the present invention; FIGS. 2(a) and (b) are cross-sectional views showing a part of the mold-making process; FIG. is a cross-sectional view showing a conventional structure, and FIG. 4 is a cross-sectional view M showing problems in the conventional structure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Silicon substrate, 2... (color border film, 3... Lower aluminum wiring, 4... Molybdenum film, 5...
Pedestal, 6... Interlayer insulating film, 7... Upper aluminum wiring, 11... Silicon substrate, 12... Insulating film, 13... Lower wiring, 14... Pedestal, 15.
・Interlayer color border! ! q, 16 Fig. 1 (cL'+ zu Fig. 2<Ib), 3 3'''7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、下側配線上にペデスタルを立設し、このペデスタル
の上端部を層間絶縁膜上に露呈させて上側配線との電気
接続を行う多層配線構造において、面積の大きな下側配
線上に複数のペデスタルを独立して立設し、これらペデ
スタルを介して上、下の配線を電気接続してなる多層配
線構造。 2、層間絶縁膜はバイアススパッタ法でペデスタルを覆
う厚さに形成し、かつこれをエッチングバックしてペデ
スタル上端部を露呈させてなる特許請求の範囲第1項記
載の多層配線構造。 3、複数のペデスタルのトータルの断面積を所要の断面
積となるように設定してなる特許請求の範囲第1項記載
の多層配線構造。
[Claims] 1. In a multilayer wiring structure in which a pedestal is erected on the lower wiring and the upper end of the pedestal is exposed on the interlayer insulating film to make electrical connection with the upper wiring, A multilayer wiring structure in which multiple pedestals are installed independently on the side wiring, and the upper and lower wiring are electrically connected via these pedestals. 2. The multilayer wiring structure according to claim 1, wherein the interlayer insulating film is formed to a thickness that covers the pedestal by bias sputtering, and is etched back to expose the upper end of the pedestal. 3. The multilayer wiring structure according to claim 1, wherein the total cross-sectional area of the plurality of pedestals is set to a required cross-sectional area.
JP17156286A 1986-07-23 1986-07-23 Multilayer interconnection structure Pending JPS6329549A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04304657A (en) * 1991-04-01 1992-10-28 Matsushita Electron Corp Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0513587A (en) * 1991-07-02 1993-01-22 Matsushita Electron Corp Manufacturing of semiconductor device

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