JPH03245531A - 半導体装置及びその製造方法 - 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〕 この発明は多層配線構造を有する半導体装置及びその製
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は従来例による多層配線構造を有する半導体装置
を示す断面図である。この図において、１は第１アルミ
配線、２は第２アルミ配線、３は第３アルミ配線、４は
第１層間膜、５は第２層間膜、６は第１スルーホール、
７は第２スルーホール、８は酸化膜である。

以下、図に従って従来の多層配線構造を有する半導体装
置について説明する。

第２図はアルミの３層配線構造を有する半導体装置であ
り、第１アルミ配線ｌと第２アルミ配線２が第１スルー
ホール６で電気的に接続されている。また第２アルミ配
線２と第３アルミ配線３は第２スルーホール７で電気的
に接続されて３層配線構造が形成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕 以上のように従来の半導体装置においては、配線密度を
高めるために多層配線構造が多（採用さ軌でいる。多層
配線構造においては配線のライン／スペース、スルーホ
ール径の微細化を実現するために層間膜の平坦化が最も
重要な技術課題となってきている。近年では第２図にお
ける第１スル−ホール６部のような深い孔部でも十分良
好な平坦性が得られる技術が開発されてきており、配線
自体の微細加工が可能となった。

しかしながら第２図に示すように、第２アルミ配Ｖａ２
と第３アルミ配線３を接続する第２のスルーホール７は
、第１スルーホール６部のような深い段差が生じる部分
には形成することができず、パターンレイアウト上の制
約を設けなければならない。これは第３図に示すように
微細な第１スルーホール６にさらに第２スルーホール７
を形成すると、結果的にスルーホールが非常に高アスペ
クト比を有した孔となり、第３アルミ配線３のステップ
カバレッジが極端に悪化するためである。また第２スル
ーホール７の加工においても厚い層間膜をエツチングす
る必要があり、その場合第２図の第２スルーホールのよ
うな通常のスルーホール部では極端なオーバーエツチン
グを受けてしまうという欠点がある。

以上のように、従来技術ではスルーホールの形成に制約
があり、そのため上層の配線密度の低下をもたらすとい
う欠点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、スルーホール上にさらに重ねてスルーホール
を形成でき、また良好なアルミのステップカバレッジを
得て、高密度かつ高倍額性の多層配線構造を備えた半導
体装置及びその製造方法を捷供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る半導体装置は、第１の接続孔上に重ねて
さらに上層の配線層との第２の接続孔を有するものにお
いて、第２の接続孔内の配線層上に形成された層間絶縁
膜を途中までエツチング除去し、前記第２の接続孔内の
配線層の表面を一部露出させた形状とし、その上にさら
に上層の配線層を形成してなることを特徴としたもので
ある。

また、この発明に係る半導体装置の製造方法は、第１の
配線層もしくは基板と電気的に接続するために開孔され
た第１の接続孔上に第２の配線層を形成し、これと電気
的に接続するために第１の接続孔上に第２の接続孔を形
成し、該第２の接続孔上に第３の配線層を形成する、多
層配線構造を有する半導体装置の製造方法において、第
２の接続孔の形成工程を、少なくとも、第１の接続孔上
に形成された第２の配線層上に第１の層間絶縁膜を設け
て表面を平坦化する工程、この第１の層間絶縁膜を途中
までエツチング除去して上記第１の接続孔部の上記第２
の配線層の表面を一部露出させる工程、さらに第２の配
線層の露出した部分で開孔部を有する第２の層間絶縁膜
を形成する工程からなるようにしたものである。

〔作用〕

この発明の半導体装置においては、第１の接続孔である
下層のコンタクトホールあるいはスルーホール上に重ね
てさらに第２の接続孔である上層のコンタクトホールあ
るいはスルーホールを設け、しかも下層のコンタクトホ
ールあるいはスルーホ−ル内に形成された配線層の溝部
を層間絶縁膜で埋めるようにしたので、配線密度の向上
が図れるとともに、上層のスルーホールのアスペクト比
の低くいものが得られる。

また、この発明の半導体装置の製造方法では、第１の接
続孔である下層のコンタクトホールあるいはスルーホー
ル上に形成された第２の配線層の溝部内に、これを埋め
るように第１の層間絶縁膜を形成し、その後、第２の配
線層上に開孔部を有する第２の層間絶縁膜を設けて第２
の接続孔である上層のコンタクトホールあるいはスルー
ホールを設けるようにしたので、上層のスルーホールの
アスペクト比を低くでき、上層の配線層を良好なステッ
プカバレッジで形成できる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図ｆａ）〜（ｅ）はこの発明による多層配線構造を
有した半導体装置とその製造方法の一実施例を示す断面
図である。図において、第２図と同一符号は同一部分を
示し、９はプラズマ酸化膜、１０は常圧ＴＥ０１膜、１
１はプラズマ窒化膜である。

次に本装置の製造方法について説明する。

第１図（ａ）は従来と同様に、酸化膜８上に第１アルミ
配線１．第１層間膜４を形成するとともに、第１層間膜
４に第１のスルーホール６を設け、その後、基板全面に
第２アルミ配ｖＡ２を形成し、スルーホール６を介して
第１のアルミ配線１と電気的に接続し、２Ｎアルミ配線
構造を形成した後に、さらにプラズマ酸化膜９を全面に
被着したところを示す。

次に第１図（ｂ）に示すように、第１スルーホール６の
ような深い段差を埋め込むのに十分な平坦性の良い性質
を有する常圧ＴＥ０１膜１０を十分厚くプラズマ酸化膜
９上に形成し平坦化を図る。

次に第１図（Ｃ）に示すように、全面エッチバック法を
用い、第２アルミ配線２の表面が露出するかあるいはプ
ラズマ酸化膜９が薄く残る程度に常圧ＴＥ０１膜１０及
びプラズマ酸化膜９を全面除去する。この時、第１スル
ーホール内の常圧ＴＥ０１膜１０及びプラズマ酸化膜９
は十分残っている。

そして、全面にプラズマ窒化膜１１を形成する。

さらに第１図（ｄ）に示すように、さらにプラズマ窒化
′ｖＡｌｌ上にプラズマ酸化膜９を形成する。次に第２
スルーホール７を写真製版及びエツチング処理により形
成するが、この時ドライエツチングをプラズマ酸化膜９
がエツチング除去され、プラズマ窒化膜１１が露出した
時点でエンドポイントが効いて終了するように行う。

次に第１図（ｅ）に示すように、プラズマ窒化膜１１を
エツチング除去する。このエツチングではプラズマ窒化
膜１１下に第１図ＦＣ）でエッチバックした時に常圧Ｔ
Ｅ０１膜が残る場合もあるのでその分のオーバーエツチ
ングを行う。こうして第１スルーホール６部の第２アル
ミ配ｖＡ２の表面が一部露出した形状の第２スルーホー
ル７が得られる。

次に図に示すような第３アルミ配線３を形成すると、３
］１アルミ配線構造が得られる。この時第１スルーホー
ル６内には層間絶縁膜である常圧ＴＥｏｓＩｌ！ｉｏが
残存しているので適正なアスペクト比を有した構造とな
り、十分良好なアルミのステップカバレッジが得られる
。

なお、上記実施例では層間絶縁膜としてプラズマ酸化膜
、常圧ＴＥ０１膜を用いたが、同様の性質を有する他の
絶縁膜を用いても同様の効果を得る。またプラズマ窒化
膜を層間絶縁膜のエツチング時のストッパとして用いた
が、同様の性質を有する他の絶縁膜を用いても同様の効
果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、コンタクトホール上
あるいはスルーホール上に重ねてさらに上層の配線層と
接続するためのスルーホールを形成する際に、適正なア
スペクト比が得られるように、上記コンタクトホールあ
るいはスルーホール内に形成された層間絶縁膜を残すよ
うに形成したので、スルーホールの加工も精度良く、ま
た信転性の高い配線密度の高い多層配線構造を得ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による半導体装置の多層配
線構造の形成工程を示す断面図、第２図及び第３図は従
来の多層配線構造を示す断面図である。 図において、１は第１アルミ配線、２は第２アルミ配線
、３は第３アルミ配線、４は第１層間膜、５は第２層間
膜、６は第１スルーホール、７は第２スルーホール、８
は酸化膜、９はプラズマ酸化膜、１０は常圧ＴＥ０１膜
、１１はプラズマ窒化膜である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の配線層もしくは基板と電気的に接続するた
   めに開孔された第１の接続孔上に第２の配線層を形成し
   、該第２の配線層と電気的に接続するために上記第１の
   接続孔上に第２の接続孔を形成し、該第２の接続孔上に
   第３の配線層を形成する、多層配線構造を有する半導体
   装置の製造方法において、 上記第２の接続孔を形成する工程は、 上記第１の接続孔上に形成された上記第２の配線層上に
   第１の層間絶縁膜を設け、表面を平坦化する第１の工程
   と、 該第１の層間絶縁膜を途中までエッチング除去して上記
   第１の接続孔部の上記第２の配線層の表面を一部露出さ
   せる第２の工程と、 該第２の配線層の一部露出した部分で開孔部を有する第
   ２の層間絶縁膜を形成する第３の工程とを含んでなるこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. （２）第１の配線層と、 該第１の配線層上に形成された第１の層間膜の第１の接
   続孔部上に設けられ、該第１の配線層と電気的に接続さ
   れた第２の配線層と、 該第２の配線層上に形成された第２の層間膜の第２の接
   続孔部上に設けられ、該第２の配線層と電気的に接続さ
   れた第３の配線層とからなる多層配線構造を有する半導
   体装置において、 上記第２の接続孔部は上記第１の接続孔部の真上に形成
   され、 しかも、上記第１の接続孔部上に形成した第２の配線層
   の溝部には、該溝部を埋めるように層間絶縁膜が形成さ
   れており、該層間絶縁膜が形成されていない第２の配線
   層表面部と上記第３の配線層とが電気的に接続されてい
   ることを特徴とする半導体装置。