JPH10163200A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH10163200A
JPH10163200A JP8317600A JP31760096A JPH10163200A JP H10163200 A JPH10163200 A JP H10163200A JP 8317600 A JP8317600 A JP 8317600A JP 31760096 A JP31760096 A JP 31760096A JP H10163200 A JPH10163200 A JP H10163200A
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JP
Japan
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wiring
film
hole
silica
oxide film
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Pending
Application number
JP8317600A
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English (en)
Inventor
Masaaki Kinoshita
雅章 木下
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/40Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
    • H10W20/41Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes characterised by their conductive parts
    • H10W20/42Vias, e.g. via plugs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/40Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
    • H10W20/41Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes characterised by their conductive parts
    • H10W20/43Layouts of interconnections

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】第1の配線の幅が7μm以上のときに、平坦性
を悪化させず、また余分なプロセスを使わずに、第1の
配線上の酸化膜上のシリカ膜の残りを無くし、スルーホ
ール抵抗を安定化する。 【解決手段】第1の配線1の幅が7μm以上のときに、
そのパターンをくし形1A、中抜き形またはその組み合
わせ形状にすることによって、第1の配線上の酸化膜上
からシリカ溶液が流れ出やすくなる為、酸化膜上のシリ
カ膜の残りをなくす。これによって、スルーホール形成
時にスルーホール側壁からシリカが露出することを防
ぎ、スルーホール抵抗を安定化させ、第2の配線のスル
ーホール部での腐食や断線を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に多層配線のスルーホール部における配線の端部
の形状に関する。
【0002】
【従来の技術】多層配線を有する半導体装置において
は、下層の第1の配線と上層の第2の配線の間の絶縁膜
を形成する場合、第1の配線の段差の軽減および平坦化
を目的として、シリカ膜(Spin On Glass
膜)が用いられている。以下図面を用いて説明する。
【0003】図6に示すように、例えば酸化膜等の絶縁
膜上に第1の配線1と第2の配線6を層間絶縁膜(図示
せず)に形成されたスルーホール5で接続する場合、ス
ルーホールの低抵抗化を目的として、第1の配線1と第
2の配線6の交差部で、第1の配線のレイアウト上の端
部や中央に依らず、多数のスルーホール5を配置してい
た。次に図7を用いて製造方法について説明する。
【0004】まず半導体基板上に形成された絶縁膜10
上に、Alやシリサイド又は多結晶シリコン等からなる
第1の配線1をフォトリソグラフィー技術を用いてパタ
ーニングする。次いで、第1の配線1の融点を考慮し
て、低温でプラズマ酸化膜2を成長させる。次にシリカ
溶液を全面に塗布したのち加熱してシリカ膜3を形成
し、さらに不要なシリカ膜3をエッチバックによって取
り去る。次に、再びプラズマ酸化膜4を低温で成長さ
せ、スルーホール5をフォトリソグラフィ技術を用いて
開孔する。次で第2の配線6の成長およびフォトレジス
トを用いた第2の配線6のパターニングを行う。
【0005】この時第1の配線1の幅が7μm以上の場
合、シリカ溶液の表面張力によって、第1の配線1上の
酸化膜2上に、シリカ膜3が残りやすくなる。シリカ膜
3のエッチバック後に酸化膜2上にシリカ膜3が残って
いる場合、スルーホール形成後に、スルーホール5の側
壁から露出したシリカ膜3が水分を吸収し、第2の配線
6の形成後に、スルーホール5の側壁で第2の配線6の
腐食による抵抗の増大や断線の原因となる。
【0006】スルーホール5の側壁のシリカ膜3の露出
対策の第1の手法としては、シリカ膜3をエッチバック
するときにオーバーエッチングによって、第1の配線1
上の酸化膜2上のシリカ膜3を取り去ってしまう方法が
ある。
【0007】第2の手法としてサイドウォールを形成す
る方法が特開平4−273438号公報や特開平5−2
67472号公報に示されている。この方法は図8に示
すように、スルーホール5の開孔後に、絶縁膜である窒
化膜あるいは酸化膜を全面に成長し、さらにエッチバッ
クを行い、スルーホール5の側壁のみに窒化膜あるいは
酸化膜をサイドウォール8として残すことで、スルーホ
ール5の側壁のシリカ膜3の露出を防ぐというものであ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】第1の配線1の幅が7
μm以上の場合、シリカ溶液の表面張力によって、第1
の配線1上の酸化膜2上にシリカ膜3が残りやすくな
る。シリカ膜3は吸湿性の高い膜であるので、第1の配
線1上の酸化膜2上にシリカ膜3が残っていると、スル
ーホール5の開孔後にスルーホール側壁のシリカ膜3が
水分を吸収し、第2の配線6の成長時に、スルーホール
側壁部で第2の配線が腐食し、抵抗が増大したり、ある
いは断線の原因となる。
【0009】この対策としての第1の手法では、シリカ
膜3のオーバーエッチングによって、シリカ膜3を残し
たい場所である、第1の配線1の端部のシリカ膜3の残
りが少なくなり、結果として第1の配線1の端部での段
差7が大きくなり、シリカ膜を形成する本来の目的であ
る平坦性が損なわれてしまうという問題点がある。平坦
性が悪くなると、図9に示すように、第1の配線1の端
部にできた段差7上での、第2の配線6のエッチング不
足、エッチング残り9による第2の金属配線6A,6B
間のショートが発生する。
【0010】第2の手法では、窒化膜あるいは酸化膜の
成長、その後エッチバックを行うことによって余分な工
程が増え、工期が長くなり、半導体装置の価格が高くな
るという問題点がある。
【0011】本発明の目的は、工程を増すことなくスル
ーホール部において抵抗増大および断線の起こることの
ない配線を有する半導体装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
第1の配線の幅が7μm以上のときに、第1の配線上の
酸化膜上にシリカ膜を残りにくくするために、第1の配
線の端部のパターンをくし形、中抜き形またはその組み
合わせ形状とするものである。この構成によりシリカ溶
液の塗布時にシリカ溶液が第1の配線上から、第1の配
線のパターンの間に流れ出やすくなる。
【0013】また、配線上の酸化膜上にシリカ膜が残っ
たときのことを考慮して、スルーホールがシリカ膜の残
りの影響を受けないように、スルーホールを第1の配線
のレイアウト端部に配置している。
【0014】
【作用】第1の配線の幅が7μm以上になると、シリカ
塗布液の表面張力によって第1の配線中央上で、シリカ
塗布膜が残りやすくなる。第1の配線1の幅が5μm、
7μm、10μm、およびそれ以上の場合について検討
した結果、特に10μm以上の配線幅で第1の配線上の
酸化膜上にシリカ膜が残りやすく、また配線幅7μmの
場合も、ウェハ上の場所に依存して、特にウェハ外周部
でシリカ膜が残りやすいという結果を得た。残ったシリ
カ塗布膜は、エッチバックによっても完全に除去でき
ず、エッチバック後に残ったシリカ膜がスルーホール開
孔時にスルーホール側壁から露出すると、スルーホール
抵抗の増大、スルーホールでの断線といった問題を引き
起こす。
【0015】第1の配線の端部のパターンをくし形、中
抜き形あるいはその組み合わせ形状にしておくことによ
り、シリカ塗布液は配線上の酸化膜上から配線のパター
ン間に向かって流れ込む為、第1の配線上の酸化膜上に
シリカ膜が残りにくくなる。又配線上の酸化膜上にシリ
カ膜が少量残った場合でも、エッチバックによって取り
去られる。さらにエッチバックによってもシリカ膜が取
りきれない場合でも、スルーホールを第1の配線の端部
に配置することで、スルーホール開孔時に、シリカ膜の
影響を受けることがなくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の第1の実施の形態を説明す
る為の第1の配線の端部の上面図である。以下図4の断
面図を併用し製造方法と共に説明する。
【0017】まず図1及び図4に示すように、半導体基
板上に形成された酸化膜等からなる絶縁膜10上にAl
膜、多結晶シリコン膜又はシリサイド膜等を500nm
の厚さに形成したのちパターニングし、第1の配線1を
形成する。この時同時に第1の配線1の端部のパターン
をくし形1Aとする。次にシリカ膜と第1の配線1との
接触を避ける絶縁膜として、又第1の配線の融点を考慮
して、低温(約400℃)でプラズマ酸化膜2を約60
0nmの厚さに形成する。次に全面にシリカ溶液を塗布
したのち300〜400℃に加熱し、シリカ膜3を形成
することにより、第1の配線1の形成による段差7を緩
和する。この時、配線1上のプラズマ酸化膜2上に不要
なシリカ膜3が残るのでエッチバックして薄くするか取
り去る。第1の配線1の端部のくし形1A上では、シリ
カ塗布液はパターン間(低い部分)に流れ込む為、シリ
カ膜3はほとんど形成されない。わずかに形成されたと
しても、エッチバックにより完全に除去される。
【0018】次に第2の配線とシリカ膜3との接触を避
ける為に、再び低温でプラズマ酸化膜4を400nmの
厚さに形成したのち、パターニングして第1の配線1の
端部のくし形パターン上部にスルーホール5を形成す
る。次にW等の金属膜を900nmの厚さにスパッタ法
で形成したのちパターニングし、第1の配線1に接続す
る第2の配線6を形成する。
【0019】このように構成された第1の実施の形態に
よれば、スルーホール5が形成される部分の第1の配線
はくし形に形成されている為、シリカ膜は完全に除去さ
れ又段差も緩和される。従ってスルーホール5内にシリ
カ膜3が露出することはない為、第2の配線6に腐食、
抵抗の増大及び断線等が生ずることはなくなり、半導体
装置の信頼性は向上したものとなる。
【0020】図2は本発明の第2の実施の形態を説明す
る為の第1の配線の上面図である。この第2の実施の形
態では第1の配線1の端部は中抜き形1Bに形成されて
おり、この中抜き形パターンの周辺の配線上にスルーホ
ール5を形成している。形成方法は第1の実施の形態の
場合と同様である。
【0021】このように構成された第2の実施の形態に
おいても、中抜き形1B近傍上のプラズマ酸化膜上にシ
リカ膜が残るのを防ぐことができる為、第1の実施の形
態の場合と同様の効果が得られる。
【0022】図3は本発明の第3の実施の形態を説明す
る為の第1の配線の上面図であり、第1の配線の端部を
くし形1Aと中抜き形1Bとのパターン形状に形成しそ
の上部にスルーホール5を設けたものである。この構成
においても第1の実施の形態と同様の効果がある。
【0023】図1〜図4で説明した実施の形態において
は、スルーホール5の形成後に、スルーホールの側壁部
からシリカ膜3の露出を防ぐ為の絶縁膜の成長やエッチ
バックといった工程を必要とすることなく、又シリカ膜
形成の目的である平坦性を保ったままスルーホール側壁
からシリカ膜の露出を防ぐことができる。
【0024】更に図5に示すように、第1の配線1上の
酸化膜2上にシリカ膜3が残った時のことを考慮して、
その影響を受けないように、図1〜図5に示したよう
に、くし形1A又は中抜き形1Bの形成された第1の配
線の端部のみにスルーホール5を形成することにより、
より完全にシリカ膜の影響を防止することが可能であ
る。
【0025】尚、上記各実施の形態においては、絶縁膜
上に第1の配線を形成した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、半導体基板上に形成され
たものであってよいことは勿論である。
【0026】
【発明の効果】本発明における第1の効果は、シリカ膜
による平坦性を保ったまま、第1の配線上の酸化膜上か
らシリカ膜が取り去られることで、スルーホール内部で
の第2の配線の腐食、断線を防ぎ、スルーホール抵抗が
安定することである。その理由は、第1の配線の端部を
くし形、中抜き形あるいはその組み合わせ形状とするこ
とで、第1の配線上の酸化膜上からシリカ溶液が流れ出
て、第1の配線上の酸化膜上にシリカ膜が残りにくくな
り、さらにエッチバックによって残ったシリカ膜が取り
去られるからである。またシリカ膜が残った場合も、ス
ルーホールを第1の配線の端部に配置してあるので、ス
ルーホールがシリカ膜の残りの影響を受けにくくなり、
腐食による抵抗増大、断線が起こりにくくなるからであ
る。
【0027】第2の効果は、製造工程が長くならず、ま
た価格が高くならないことである。その理由は、スルー
ホール形成後に絶縁膜の成長、エッチバックといった余
分なプロセスを必要としないからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明する為の第1
の配線端部の上面図。
【図2】本発明の第2の実施の形態を説明する為の第1
の配線端部の上面図。
【図3】本発明の第3の実施の形態を説明する為の第1
の配線端部の上面図。
【図4】本発明の実施の形態を説明する為のスルーホー
ル部の断面図。
【図5】本発明の実施の形態を説明する為のスルーホー
ル部の断面図。
【図6】従来例を説明する為の第1の配線端部の上面
図。
【図7】従来例を説明する為のスルーホール部の断面
図。
【図8】従来例を説明する為のスルーホール部の断面
図。
【図9】従来例の欠点を説明する為の配線の交差部の上
面図。
【符号の説明】
1 第1の配線 1A くし形 1B 中抜き形 2 プラズマ酸化膜 3 シリカ膜 4 プラズマ酸化膜 5 スルーホール 6,6A,6B 第2の配線 7 段差 8 サイドウォール 9 エッチング残り 10 絶縁膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 順次形成された少くとも7μmの幅を有
    する第1の配線と層間絶縁膜と第2の配線とを有する半
    導体装置において、前記層間絶縁膜に形成されたスルー
    ホールを介して前記第2の配線に接続する前記第1の配
    線の端部は、くし形又は中抜き形又はこれらの組合せ形
    状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 くし形又は中抜き形パターンの端部上に
    スルーホールを配設した請求項1記載の半導体装置。
JP8317600A 1996-11-28 1996-11-28 半導体装置 Pending JPH10163200A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8317600A JPH10163200A (ja) 1996-11-28 1996-11-28 半導体装置
EP97120013A EP0845808A2 (en) 1996-11-28 1997-11-14 Multilayer wiring structure including via holes

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JP8317600A JPH10163200A (ja) 1996-11-28 1996-11-28 半導体装置

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JP4349742B2 (ja) * 2000-12-27 2009-10-21 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 回路設計装置、および回路設計方法
US7224063B2 (en) * 2001-06-01 2007-05-29 International Business Machines Corporation Dual-damascene metallization interconnection
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DE10344605B4 (de) 2003-09-25 2008-09-18 Infineon Technologies Ag Leitbahn-Verbindungsstruktur sowie zugehöriges Herstellungsverfahren
JP2018129481A (ja) 2017-02-10 2018-08-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置

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Effective date: 19990309