JPH0917868A - 半導体集積回路装置の配線接続構造及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の配線接続構造及びその製造方法

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JPH0917868A
JPH0917868A JP18362595A JP18362595A JPH0917868A JP H0917868 A JPH0917868 A JP H0917868A JP 18362595 A JP18362595 A JP 18362595A JP 18362595 A JP18362595 A JP 18362595A JP H0917868 A JPH0917868 A JP H0917868A
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JP
Japan
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wiring
opening
insulating film
semiconductor integrated
integrated circuit
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JP18362595A
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English (en)
Inventor
Hirotomo Miura
宏知 三浦
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体集積回路における配線の微細化に伴うビ
アコンタクトの面積縮小を緩和する。 【構成】下層配線1と上層配線4とを互いに異なる材質
で構成し、下層配線1と上層配線4とが互いにオーバー
ラップする領域よりも大きな開口面積のビアコンタクト
3を形成する。 【効果】ビアコンタクトの面積縮小に伴う配線間のコン
タクト抵抗の増大がなくなるとともに、ビアコンタクト
内での断線が防止され、更に、ビアコンタクトのマスク
合わせ余裕が大きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、上下配線層がその間の
層間絶縁膜に形成された開孔部を通じて互いに接続する
半導体集積回路装置の配線接続構造及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体基板上にトランジスタ等の
各種素子が形成される半導体集積回路装置においては、
それら素子間や素子と周辺回路との間を電気的に接続す
るために、基板上に配線が多層に形成される。それらの
配線としては、多結晶シリコン膜、高融点金属膜、高融
点金属シリサイド膜、アルミニウム合金膜等が用いられ
る。
【0003】図5及び図6に、従来の半導体集積回路装
置における多層配線間の接続構造を示す。図5は平面図
であり、図6(a)は図5のA−A線に沿った断面図、
図6(b)は図5のB−B線に沿った断面図である。
【0004】図6に示すように、半導体基板114上に
シリコン酸化膜115が形成され、このシリコン酸化膜
115の上に例えばアルミニウムからなる第1層配線1
10が形成されている。シリコン酸化膜115上には、
第1層配線110を覆うように層間絶縁膜111が形成
され、この層間絶縁膜111に、第1層配線110と後
述する第2層配線113とを互いに電気的に接続するた
めの開孔部112が形成されている。この開孔部112
は、図5に示すように、第1層配線110と第2層配線
113とが互いにオーバーラップする領域の内側に形成
されており、図6に示すように、この開孔部112を通
じて第1層配線110に接触するように例えばアルミニ
ウムからなる第2層配線113が形成されている。
【0005】次に、図7及び図8を参照して、上述した
構造の製造方法を説明する。なお、図7及び図8の各図
において、分図(a)及び(b)は図6の分図(a)及
び(b)に夫々対応している。
【0006】まず、図7に示すように、半導体基板11
4の上にシリコン酸化膜115を形成した後、このシリ
コン酸化膜115の上に第1層配線110を所定パター
ンに形成する。そして、この第1層配線110を覆うよ
うにシリコン酸化膜115の上に層間絶縁膜111を形
成する。しかる後、層間絶縁膜111の上にフォトレジ
スト膜116を形成し、このフォトレジスト膜116を
所定形状にパターニングする。そして、そのパターニン
グしたフォトレジスト膜116をマスクとして、層間絶
縁膜111を、希フッ酸溶液によるウェットエッチング
及び反応性イオンエッチング等の異方性エッチングによ
り選択的に除去し、開孔部112を形成する。
【0007】次に、図8に示すように、フォトレジスト
膜116を除去した後、開孔部112を含む層間絶縁膜
111上の全面に反応性スパッタリング法により導電膜
113を形成する。そして、導電膜113上にフォトレ
ジスト膜118を形成し、このフォトレジスト膜118
を所定形状にパターニングする。そして、そのパターニ
ングしたフォトレジスト膜118をマスクとして反応性
イオンエッチングにより導電膜113を選択的に除去
し、開孔部112において第1層配線110に電気的に
接続したパターンの第2層配線113を形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の配線接
続構造では、図5に示すように、開孔部112の開口面
積を、第1層配線110と第2層配線113との間の接
続を確実に行うために、第1層配線110と第2層配線
113とが互いにオーバーラップする領域よりも小さく
しなければならなかった。
【0009】このため、例えば、近年の微細化の要求か
ら、第1層配線110と第2層配線113とのいずれか
一方でも配線幅が狭くなると、開孔部112の開口面積
も必然的により狭くなり、その結果、第1層配線110
と第2層配線113との間の接触面積が小さくなってそ
れらの間の接触抵抗が増大したり、或いは、開孔部11
2の内部で断線を引き起こす虞があるという問題があっ
た。また、第1層配線110と第2層配線113とのい
ずれか一方でも配線幅が狭くなると、開孔部112を形
成する際のマスク合わせ精度が厳しくなるという問題も
あった。
【0010】そこで、本発明の目的は、半導体集積回路
装置の多層配線の配線幅が狭くなった場合でも、層間絶
縁膜に形成された開口部において互いに接続されるそれ
ら配線間の接触抵抗の増大や、開口部内での断線を防止
し、また、層間絶縁膜に開口部を形成する際のパターニ
ング用マスクの合わせ精度の厳密性を緩和することので
きる半導体集積回路装置の配線接続構造及びその製造方
法を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明の半導体集積回路装置の配線接続構造は、下地絶
縁膜の上に形成された第1の配線と、前記第1の配線の
上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に形
成された第2の配線とを有し、前記層間絶縁膜に形成さ
れた開孔部を通じて前記第1の配線と前記第2の配線と
が互いに電気的に接続している半導体集積回路装置の配
線接続構造において、前記開孔部が、前記第1の配線と
前記第2の配線との互いのオーバーラップ領域を含んで
それよりも大きく開口されている。
【0012】本発明の一態様では、前記開口部が、前記
第1の配線の側面の少なくとも一部を露出させるように
形成されている。
【0013】本発明の一態様では、前記第1の配線と前
記第2の配線とが互いに異なる材質で形成されている。
【0014】また、本発明の半導体集積回路装置の配線
接続構造の製造方法は、下地絶縁膜の上に第1の配線を
所定パターンに形成する工程と、前記第1の配線を含む
全面に層間絶縁膜を形成する工程と、前記第1の配線の
上の所定位置に前記第1の配線のパターンの幅よりも大
きく開口した開孔部を前記層間絶縁膜に形成する工程
と、前記開孔部を含む全面に導電膜を形成する工程と、
前記導電膜を選択的に除去し、前記開孔部を通じて前記
第1の配線に接続するパターンの第2の配線を形成する
工程とを有する。
【0015】
【作用】本発明においては、第1の配線と第2の配線と
の間の層間絶縁膜に形成する開孔部を、第1の配線と第
2の配線との互いのオーバーラップ領域を含んでそれよ
りも大きく開口するように形成するので、第1の配線又
は第2の配線の配線幅が狭くなった場合でも、第1の配
線と第2の配線とは常に互いのオーバーラップ領域の全
面で接触することが可能である。このため、開孔部の開
口面積に起因した配線間の接触抵抗の増大を招くことは
ない。また、第1の配線及び第2の配線の配線幅に依存
せずに開孔部の開口面積を大きくとることが可能である
ため、開孔部内での断線を防止できるとともに、開孔部
を形成する際のフォトレジスト膜等のパターニング用の
マスク合わせ精度の厳密性も緩和される。
【0016】また、層間絶縁膜に開孔部を形成する際
に、第1の配線の側面の少なくとも一部をもその開孔部
内で露出させるように構成することにより、第1の配線
と第2の配線とをその第1の配線の側面の少なくとも一
部においても互いに接触させることが可能となり、その
結果、配線間の接触面積が増大して、それらの間の接触
抵抗を下げることができる。
【0017】更に、第1の配線と第2の配線とを互いに
異なる材質で形成することにより、例えば、開孔部の内
部において第2の配線をパターニングするためにエッチ
ングする際、第1の配線がエッチングされないようにす
ることが可能となる。
【0018】
【実施例】以下、本発明を一実施例につき図1〜図4を
参照して説明する。
【0019】図1及び図2に、本発明の一実施例による
半導体集積回路装置の配線接続構造を示す。図1は平面
図であり、図2(a)は図1のA−A線に沿った断面
図、図2(b)は図1のB−B線に沿った断面図であ
る。
【0020】図2に示すように、半導体基板5上に膜厚
5000Åのシリコン酸化膜6が形成され、このシリコ
ン酸化膜6の上に膜厚500Åのアルミニウム合金から
なる第1層配線1が形成されている。この第1層配線1
は、アルミニウム合金層とその下に形成された高融点金
属のバリアメタル層とからなっていても良い。その場
合、バリアメタル層は、チタン(Ti)、チタンナイト
ライド(TiN)、チタンタングステン(TiW)、タ
ングステン(W)等により構成することができる。
【0021】図示の如く、シリコン酸化膜6の上には、
第1層配線1を覆うように膜厚9000Åの層間絶縁膜
2が形成され、この層間絶縁膜2に、第1層配線1と後
述する第2層配線4とを互いに電気的に接続するための
開孔部3が形成されている。この開孔部3は、図1に示
すように、第1層配線1と第2層配線4とが互いにオー
バーラップする領域を含んで、それを取り囲むように、
大きく開口して形成されている。また、図2に示すよう
に、開孔部3の深さは、9000Å以上9500Å以下
であって、これにより、第1層配線1の側面の一部が開
孔部3内に露出する形になっている。
【0022】更に、図示の如く、層間絶縁膜2の上に
は、開孔部3を通じて第1層配線1に接触するように膜
厚4000Åのタングステンからなる第2層配線4が形
成されている。この第2層配線4は、チタン、チタンナ
イトライド又はチタンタングステンで構成されても良
い。また、この第2層配線4を、アルミニウム合金層と
その下に形成した高融点金属のバリアメタル層とから構
成しても良く、バリアメタル層としては、チタン、チタ
ンナイトライド、チタンタングステン、タングステン等
を挙げることができる。
【0023】本実施例においては、図2(a)に示すよ
うに、第1層配線1の側面の一部においても第1層配線
1と第2層配線4とが互いに接触しており、従って、そ
れらの間の接触面積が大きくなって、接触抵抗が小さく
なっている。
【0024】次に、図3及び図4を参照して、図1及び
図2に示した構造の製造方法を説明する。なお、図3及
び図4の各図において、分図(a)及び(b)は図2の
分図(a)及び(b)に夫々対応している。
【0025】まず、図3に示すように、半導体基板5の
上にシリコン酸化膜6を膜厚5000Åに形成した後、
このシリコン酸化膜6の上にアルミニウム合金とバリア
メタル層とからなる膜厚500Åの第1層配線1を所定
パターンに形成する。次に、この第1層配線1を覆うよ
うにシリコン酸化膜6の上に層間絶縁膜2を膜厚900
0Åに形成する。しかる後、層間絶縁膜2の上にフォト
レジスト膜7を形成し、このフォトレジスト膜7を所定
形状にパターニングする。そして、そのパターニングし
たフォトレジスト膜7をマスクとして、層間絶縁膜2
を、希フッ酸溶液によるウェットエッチング及び反応性
イオンエッチング等の異方性エッチングにより選択的に
除去し、開孔部3を形成する。
【0026】次に、図4に示すように、フォトレジスト
膜7を除去した後、開孔部3を含む層間絶縁膜2上の全
面に反応性スパッタリング法によりタングステンからな
る導電膜4を膜厚4000Åに形成する。そして、導電
膜4上にフォトレジスト膜9を形成し、このフォトレジ
スト膜9を所定形状にパターニングする。そして、その
パターニングしたフォトレジスト膜9をマスクとして反
応性イオンエッチングにより導電膜4を選択的に除去
し、開孔部3において第1層配線1に電気的に接続した
パターンの第2層配線4を形成する。このエッチング工
程でのガス種は、SF6 とCl2 との混合ガスを用い
る。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、半導体集積回路装置の
配線の微細化に伴って配線幅が狭くなった場合でも、配
線間を接続する開孔部の開口面積を配線幅に依存せずに
大きくとることが可能であるため、開孔部の面積縮小に
起因した配線間の接触抵抗の増大をなくすことができる
とともに、開孔部での断線を防止することができ、更
に、開孔部を形成する際のマスク合わせ精度を緩和する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半導体集積回路装置の
配線接続構造を示す平面図である。
【図2】本発明の一実施例による半導体集積回路装置の
配線接続構造を示す断面図である。
【図3】本発明の一実施例による半導体集積回路装置の
配線接続構造の製造工程を示す断面図である。
【図4】本発明の一実施例による半導体集積回路装置の
配線接続構造の製造工程を示す断面図である。
【図5】従来の半導体集積回路装置の配線接続構造を示
す平面図である。
【図6】従来の半導体集積回路装置の配線接続構造を示
す断面図である。
【図7】従来の半導体集積回路装置の配線接続構造の製
造工程を示す断面図である。
【図8】従来の半導体集積回路装置の配線接続構造の製
造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
1 第1層配線 2 層間絶縁膜 3 開孔部 4 第2層配線 5 半導体基板 6 シリコン酸化膜 7、9 フォトレジスト膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下地絶縁膜の上に形成された第1の配線
    と、前記第1の配線の上に形成された層間絶縁膜と、前
    記層間絶縁膜の上に形成された第2の配線とを有し、前
    記層間絶縁膜に形成された開孔部を通じて前記第1の配
    線と前記第2の配線とが互いに電気的に接続している半
    導体集積回路装置の配線接続構造において、 前記開孔部が、前記第1の配線と前記第2の配線との互
    いのオーバーラップ領域を含んでそれよりも大きく開口
    されていることを特徴とする半導体集積回路装置の配線
    接続構造。
  2. 【請求項2】 前記開口部が、前記第1の配線の側面の
    少なくとも一部を露出させるように形成されていること
    を特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置の配
    線接続構造。
  3. 【請求項3】 前記第1の配線と前記第2の配線とが互
    いに異なる材質で形成されていることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の半導体集積回路装置の配線接続構
    造。
  4. 【請求項4】 下地絶縁膜の上に第1の配線を所定パタ
    ーンに形成する工程と、 前記第1の配線を含む全面に層間絶縁膜を形成する工程
    と、 前記第1の配線の上の所定位置に前記第1の配線のパタ
    ーンの幅よりも大きく開口した開孔部を前記層間絶縁膜
    に形成する工程と、 前記開孔部を含む全面に導電膜を形成する工程と、 前記導電膜を選択的に除去し、前記開孔部を通じて前記
    第1の配線に接続するパターンの第2の配線を形成する
    工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置の
    配線接続構造の製造方法。
JP18362595A 1995-06-27 1995-06-27 半導体集積回路装置の配線接続構造及びその製造方法 Withdrawn JPH0917868A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110902A (ja) * 1999-09-16 2001-04-20 Samsung Electronics Co Ltd 自己整列コンタクトをもつ半導体素子及びその製造方法
US6316836B1 (en) 1998-05-27 2001-11-13 Nec Corporation Semiconductor device interconnection structure
WO2004047164A1 (ja) * 2002-11-15 2004-06-03 Nec Corporation せり上げ素子分離構造を有する半導体装置及びその製造方法

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