JPH10308445A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続孔の開口のための過剰エッチングによ
り、第２層目配線に膜厚の薄い部分が発生したり、断線
が発生する場合がある。 【解決手段】 第１の絶縁膜１１上に形成された第１層
目配線１３は、第２の絶縁膜１４を挟んで形成された第
２層目配線１７と、接続孔１５に充填された導電性充填
部材１６を介して電気的に接続されている。接続孔１５
は、第１層目配線１３及び第２層目配線１７の配線幅よ
り開口径が大きく形成されており、底面が第１層目配線
１３の上表面より下に位置しているため、接続孔１５内
部の第１層目配線１３は、側壁の一部あるいは全部が露
出している。従って、接触面積が大きくなるため、接続
部での接触抵抗を低くすることができる。また、接続孔
１５内部が導電性充填部材１６で埋設されていることに
より、従来の埋設を行わない構造に比べると、段差被覆
性の影響を受けない。

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及びその
製造方法に係り、特に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。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体装置における配線間の接続
構造について図９及び図１０を用いて説明する。図９は
従来の半導体装置の一例の配線間の接続部の平面図、図
１０は図９のＡ−Ａ’線に沿った断面図を示す。図１０
において、図示されていないシリコン基板上に、ホウ素
−燐珪酸ガラス（ＢＰＳＧ）またはシリコン酸化膜等か
らなる第１の絶縁膜１、第１層目配線３、シリコン酸化
膜等からなる第２の絶縁膜４、第２層目配線７が形成さ
れており、第１層目配線３と第２層目配線７は導電性充
填部材６を充填した接続孔５を介して電気的に接続され
ている。

【０００３】上記の配線接続構造では、第１層目配線３
と第２層目配線７それぞれにおいて、接続孔５との位置
合わせずれを考慮したマージンが必要となる。このた
め、配線の接続孔５と接する部分は、図９に示すように
位置合わせマージンの分だけ幅を広くしなければならな
い。この位置合わせマージンが配線ピッチの縮小の妨げ
となっており、ひいては半導体装置の高集積化の妨げと
なっている。

【０００４】上記の問題点を解決するための半導体装置
の配線接続構造として、従来より配線に位置合わせマー
ジンを有しない配線接続構造の半導体装置とその製造方
法が知られている（例えば、特開平７−２４５３４３号
公報）。

【０００５】この位置合わせマージンを有しない配線接
続構造の従来の半導体装置について図１１及び図１２を
用いて説明する。図１１は位置合わせマージンを有しな
い配線接続構造の従来の半導体装置の一例の平面図、図
１２は図１１のＡ−Ａ’線に沿った断面図を示す。

【０００６】図１２において、図示されていないシリコ
ン基板上に、ＢＰＳＧまたはシリコン酸化膜等からなる
第１の絶縁膜１、第１層目配線３、シリコン酸化膜等か
らなる第２の絶縁膜４が形成されている。第２の絶縁膜
４には接続孔５が形成されている。更に、接続孔５内壁
及び第２の絶縁膜４上に第２層目配線７が形成され、第
１層目配線３と第２沿う目配線７とが接続孔５を介して
電気的に接続されている。

【０００７】更に、第２層目配線７を堆積後、接続孔５
に残った凹部には、平坦化を目的とする絶緑性充填部材
８が埋め込まれている。このとき接続孔５の開口径は、
図１１に示されるように、第１層目配線３及び第２層目
配線７の配線幅より大きく、このために配線の接続孔５
と接する部分においても配線幅を大きくする必要がな
く、配線ピッチを縮小できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のような配線接続
構造の従来の半導体装置において、接続孔の開口のため
のエッチング時には層間膜の不均一性及びエッチングの
不均一性を考慮した過剰エッチングが必要となる。従っ
て、殆どの接続孔５において、図１３に示すような、接
続孔５の底部で第１層目配線３が突出した形状となる。
そのため、第２層目配線７の配線材料を堆積する際、第
１層目配線３の両側にある微細な溝部分では段差被覆性
が悪く、第２層目配線７に膜厚の薄い部分が発生するこ
とがある。

【０００９】また、第２層目配線７の配線材料の堆積方
法によっては、図１４に見られるような断線９が発生す
る場合もある。このように、従来の半導体装置において
は、第１層目配線３と第２層目配線７の接続において、
抵抗増大の発生あるいは断線の発生が起こるという課題
がある。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
配線に位置合わせマージンを有しない配線接続構造に関
して、配線接続部での低抵抗化をはかり、抵抗増大ある
いは断線を防止して高速化、低消費電力化、および信頼
性を向上し得る半導体装置及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、第１層目配線と、第１層目
配線上に形成される絶縁膜と、絶縁膜に開口される接続
孔と、絶縁膜上に形成され接続孔を介して第１層目配線
と電気的に接続される第２層目配線を有する半導体装置
において、接続孔を、第１層目配線及び第２層目配線の
各配線幅よりも大きな開口径で、かつ、この接続孔の底
面が第１層目配線の上表面より下に位置する深さで形成
すると共に、接続孔が導電性充填部材により埋め込まれ
ている構造としたものである。

【００１２】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体装置の製造方法は、第１層目配線を形成する第
１の工程と、絶縁膜を第１層目配線上に堆積する第２の
工程と、第１層目配線上の絶縁膜に、第１層目配線の配
線幅より大きい開口径を有する接続孔を、第１層目配線
の上表面の位置より深く形成する第３の工程と、接続孔
を導電性充填部材により完全に埋設する第４の工程と、
接続孔を含む絶縁膜上に、接続孔の開口径よりも小さな
配線幅の第２層目配線を形成する第５の工程とを含むこ
とを特徴とする。

【００１３】本発明では、接続孔が第１層目配線の上表
面の配線幅より開口径を大きく形成され、接続孔底面が
第１層目配線の上表面より下に位置する深さで形成され
るため、配線側壁も接続に利用されることとなり、配線
接続部の接触面積を大きくできる。また、本発明では、
接続孔が導電性充填部材により完全に埋設されるため、
段差被覆性の影響を受けないようにできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の各実施の形態につ
いて、図面と共に説明する。図１は本発明になる半導体
装置の第１及び第２の実施の形態の配線接続構造を示す
平面図、図２は本発明になる半導体装置の第１の実施の
形態の図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図を示す。

【００１５】図１に示すように、第１層目配線１３と第
２層目配線１７とはその長手方向が互いに直交してお
り、それらの接続位置には接続孔１５が形成されてい
る。この接続孔１５は、第１層目配線１３及び第２層目
配線１７の配線幅より、開口径が若干大きく形成されて
いる。

【００１６】本発明になる半導体装置の第１の実施の形
態では、図２に示すように、図示されていない半導体基
板上に、半導体基板上に形成された素子等との絶縁を得
るための、表面が平坦化された第１の絶縁膜１１を有
し、更に第１の絶縁膜１１上に第１層目配線１３が形成
されている。第２の絶縁膜１４は、第１層目配線１３と
上層配線との短絡を防ぐために、第１層目配線１３を含
めた半導体基板全体を覆うように堆積され、更に表面が
平坦化されている。第２の絶縁膜１４には、第１層目配
線１３上の所望の位置に、上層配線との電気的接続を得
るための接続孔１５が開口され、接続孔１５は導電性充
填部材１６により埋め込まれている。

【００１７】第２の絶縁膜１４上に第２層目配線１７が
形成され、接続孔１５に充填された導電性充填部材１６
により、第１層目配線１３との電気的接続が得られてい
る。また、接続孔１５の深さは、接続孔１５の底面が第
１層目配線１３の上表面よりも下に位置し、かつ第１の
絶縁膜１１を越えてその下に位置する半導体基板または
下層配線層と短絡を起こさない深さで形成されている。
なお、接続孔１５の深さは、図２に示すように、接続孔
１５の底面が第１層目配線１３の下表面と同一となる深
さが最も望ましい。

【００１８】次に、上記配線接続構造の半導体装置の第
１の実施の形態の製造方法について、図３を参照して詳
細に説明する。

【００１９】まず、図示されていない半導体基板上に、
その半導体基板上に形成された素子等との絶縁を得るた
めの表面の平坦化された第１の絶縁膜１１を形成し、こ
の第１の絶縁膜１１上に第１層目配線１３を形成した
後、第１層目配線１３を含めた半導体基板全体を覆うよ
うに第２の絶縁膜１４を堆積し、第２の絶縁膜１４表面
を平坦化する（図３（ａ））。

【００２０】次に、第２の絶縁膜１４の所望の位置に、
第１層目配線１３と上層配線との接続を得るための接続
孔１５を、第１層目配線１３の一部が露出するように開
口する（図３（ｂ））。この接続孔１５は、第１層目配
線１３及び後に形成される第２層目配線１７の配線幅よ
り開口径が大きく形成されている。また、接続孔１５の
深さは、接続孔１５の底面が第１層目配線１３の上表面
より下に位置し、かつ、第１の絶縁膜１１を越えてその
下に位置する半導体基板または下層配線層（いずれも図
示せず）と短絡を起こさない深さで形成されている。な
お、接続孔１５の深さは、図３（ｂ）に示すように、接
続孔１５の底面が第１層目配線１３の下表面と同一とな
る深さが最も望ましい。

【００２１】次に、接続孔１５を埋設する条件にて導電
性充填部材１６を堆積し、接続孔１５の内部のみに導電
性充填部材１６が残るよう、第２の絶縁膜１４上に存在
する導電性充填部材１６の余剰分を除去する（図３
（ｃ））。なお、この導電性充填部材１６の堆積は、接
続孔１５の内部のみに選択的に導電性充填部材１６が成
長する条件にて行ってもよく、その場合は、第２の絶縁
膜１４上の余剰な導電性充填部材１６の除去は不要とな
る。

【００２２】最後に、第２層目配線１７を形成し、図１
及び図２に示されるような、第１層目配線１３と第２層
目配線１７が接続孔１５を介して電気的に接続された配
線接続構造を形成する。

【００２３】次に、本発明の第１の実施の形態の動作に
ついて説明する。図２において、素子等が形成済みの図
示されていない半導体基板上に形成された第１の絶縁膜
１１上に、第１層目配線１３が形成されている。この第
１層目配線１３は、第２の絶縁膜１４を挟んで形成され
た第２層目配線１７と、接続孔１５に充填された導電性
充填部材１６を介して電気的に接続されている。

【００２４】接続孔１５は、第１層目配線１３及び第２
層目配線１７の配線幅より開口径が大きく形成されてお
り、底面が第１層目配線１３の上表面より下に位置して
いるため、接続孔１５内部の第１層目配線１３は、側壁
の一部あるいは全部が露出している。従って、従来の第
１層目配線上表面のみで接続をとる構造に比べ、この実
施の形態の接続構造では接触面積が大きくなるため、接
続部での接触抵抗を低くすることができる。

【００２５】更に、第１の実施の形態の配線接続構造で
は、接続孔１５内部を導電性充填部材１６で埋設してい
ることにより、従来の埋設を行わない構造に比べると、
段差被覆性の影響を受けないために、配線接続部での抵
抗増大や断線の発生を防ぐことができる。

【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。本発明の第２の実施の
形態の配線間の接続部の平面図は図１と同じであり、図
１のＡ−Ａ’線に沿った断面図が、本発明になる半導体
装置の第２の実施の形態では図４に示すされる。図４
中、図２と同一構成部分には同一符号を付してある。

【００２７】図４に示すように、本発明の第２の実施の
形態においては、第１の絶縁膜１１上にエッチングスト
ッパ絶縁膜１２を堆積し、その上に第１層目配線１３を
形成している点において、第１の実施の形態と異なる。
エッチングストッパ絶縁膜１２は、接続孔１５開口のた
めのエッチングにおいて、第２の絶縁膜１４との選択比
を有する材料で構成されており、たとえば第２の絶縁膜
１４にシリコン酸化膜を用いた場合には、エッチングス
トッパ絶縁膜１２として、シリコン窒化膜等が用いられ
る。

【００２８】次に、本発明になる半導体装置の製造方法
の第２の実施の形態について、図５を参照して詳細に説
明する。図５は図１のＡ−Ａ’線に沿った断面の製造工
程を示す工程断面図である。

【００２９】まず、図示されていない半導体基板上に、
その半導体基板上に形成された素子等との絶縁を得るた
めの表面の平坦化された第１の絶縁膜１１を形成し、こ
の第１の絶縁膜１１上にエッチングストッパ絶縁膜１２
を堆積し、その上に第１層目配線１３を形成する。続い
て、第１層目配線１３を含めた半導体基板全体を覆うよ
うに第２の絶縁膜１４を堆積し、第２の絶縁膜１４表面
を平坦化する（図５（ａ））。

【００３０】次に、接続孔１５を通常のリソグラフィ及
びエッチング技術により形成する。このとき、接続孔１
５の開口のための第２の絶縁膜１４のエッチングは、エ
ッチングストッパ膜１２に対して選択比を有する条件に
て行い、接続孔１５がエッチングストッパ膜１２の上表
面に達するまで行う（図５（ｂ））。これにより、所望
の第１層目配線１３の一部が露出する。

【００３１】この接続孔１５形成後の工程は、第１の実
施の形態と同一であり、接続孔１５の内部のみに導電性
充填部材１６が埋め込まれる（図５（ｃ））。最後に、
第２層目配線１７を形成し、図１及び図４に示されるよ
うな、第１層目配線１３と第２層目配線１７が接続孔１
５を介して電気的に接続された配線接続構造を形成す
る。なお、接続孔１５形成前に、第２の絶縁膜１４上に
第２のエッチングストッパ絶縁膜を形成しておくことに
より、更に上層に、本実施の形態の配線接続構造を形成
することも可能である。

【００３２】本発明の第２の実施の形態においては、接
続孔１５の開口のためのエッチング時にエッチングスト
ッパ膜１２を用いているため、接続孔１５の深さを第１
層目配線１３の下表面と同じ位置まで制御性良く形成で
きるところに特徴がある。

【００３３】次に、本発明の第３の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。図６は本発明になる半
導体装置の第３の実施の形態の配線接続構造を示す平面
図、図７は本発明になる半導体装置の第３の実施の形態
の図６のＡ−Ａ’線に沿う断面図を示す。

【００３４】本発明の第３の実施の形態においては、図
６及び図７に示すように、第１層目配線２２及び第２層
目配線２６の上表面の幅が下表面の幅より小さく形成さ
れ、テーパーを有する断面形状となっている点、及び接
続孔２４の開口径が第１層目配線２２の上表面の配線幅
より大きく、下表面の配線幅より小さく形成されている
点において、第１及び第２の実施の形態と異なってい
る。

【００３５】次に、本発明の半導体装置の製造方法の第
３の実施の形態について、図８を参照して詳細に説明す
る。図８は図６のＡ−Ａ’線に沿った断面の製造工程を
示す工程断面図である。

【００３６】まず、第１の絶縁膜２１上に第１層目配線
２２が形成される。第１層目配線２２は、従来より知ら
れているリソグラフィ及びエッチング技術を用いて形成
される。このエッチングの際に、第１層目配線２２の上
表面の配線幅が下表面の配線幅よりも小さい、テーパー
形状の断面を有するようなエッチング条件により形成さ
れる。更に、第１及び第２の実施の形態と同様に、第１
層目配線２２を含めた半導体基板全体に第２の絶縁膜２
３が堆積された後、その表面が完全平坦化される（図８
（ａ））。

【００３７】次に、第２の絶縁膜２３の所定位置に接続
孔２４を通常のリソグラフィ及びエッチング技術により
開口する（図８（ｂ））。このとき、接続孔２４の開口
径は第１層目配線２２の上表面の配線幅より大きく、か
つ、下表面の配線幅よりも小さく形成され、接続孔２４
内部の第１層目配線２２の側壁が露出するまで開口され
る。

【００３８】続いて、第１及び第２の実施の形態と同様
の方法で、接続孔２４の内部を導電性充填部材２５によ
り埋設する（図８（ｃ））。その後、第２層目配線２６
を第１層目配線２２と同様に形成し、図７に示すような
配線接続構造を得る。第２層目配線２６の形状も第１層
目配線２２と同様に、テーパー形状を有する断面形状な
ので、更に上層にも本実施の形態の配線接続構造を形成
することが可能である。

【００３９】本発明の第３の実施の形態においては、第
１層目配線２２がテーパー形状を有する断面構造にて形
成されており、接続孔２４の開口径が第１層目配線２２
の上表面の配線幅より大きく、下表面の配線幅よりも小
さく形成されているため、接続孔２４が第１の絶縁膜２
１中まで過剰な深さを有するおそれが無くなる。なお、
第２層目配線２６は第１及び第２の実施の形態の第２層
目配線１７と同様でもよい。

【００４０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図２を参照すると、半導体素子等が
形成済みのシリコン等からなる半導体基板（図示せず）
上に、シリコン酸化膜やＢＰＳＧ等からなる表面の平坦
化された第１の絶縁膜１１を有し、第１層目配線１３が
形成されている。更に、第１層目配線１３を含んだ半導
体基板全体を覆うように、たとえばシリコン酸化膜等か
らなる第２の絶縁膜１４が堆積され、表面が平坦化され
ている。

【００４１】第２の絶縁膜１４には、第１層目配線１３
上の所望の位置に接続孔１５が開口され、接続孔１５は
導電性充填部材１６により埋設されている。第２の絶縁
膜１４上には第２層目配線１７が形成され、接続孔１５
に充填された導電性充填部材１６により、第１層目配線
１３と電気的に接続されている。

【００４２】図１に示すように、接続孔１５の開口径
は、第１層目配線１３及び第２層目配線１７の配線幅よ
り大きく形成されている。また、接続孔１５の深さは、
図２に示すように、接続孔１５の底面が第１層目配線１
３の下表面と同一となる深さに形成されている。

【００４３】接続孔１５内部では、第１層目配線１３の
側面はすべて露出しているため、導電性充填部材１６と
の接触面積が大きくなり、従来の第１層目配線の上表面
のみで接触をとる構造に比べ、接続部での接触抵抗を低
くすることができる。

【００４４】更に、接続孔１５の内部は導電性充填部材
１６で埋設されているため、従来の埋設を行わない構造
と比べると、段差被覆性の影響を受けないために、接続
部での抵抗増大や断線の発生を防ぐことができる。

【００４５】実際に、第１層目配線１１及び第２層目配
線１７の配線幅を０．４μｍ、接続孔１５の開口径を
０．６μｍ、配線材料にアルミニウム合金、導電性充填
材料にタングステンを用いて３００００個のヴィアチェ
ーンを形成し、ヴィア抵抗及び良品率を測定した。その
結果、ヴィア抵抗の平均は約３Ω、９８％以上の良品率
が得られ、従来の配線接続構造を有するものに比べ、ヴ
ィア抵抗の平均で約１０％、良品率で約１５％以上の向
上が見られ、抵抗値のばらつきにも向上が見られた。

【００４６】次に、図２の配線接続部の形成方法の実施
例について、図３を参照して詳細に説明する。

【００４７】図３は図１のＡ−Ａ’線に沿った断面の製
造工程を示す工程断面図である。まず、図示されていな
い半導体基板上に、ＢＰＳＧまたはシリコン酸化膜等か
らなる第１の絶縁膜１１を堆積する。第１の絶縁膜１１
はリフローあるいはＣＭＰ（Chemical Mechanical Poli
shing）法等を用いて、表面が完全に平坦化されてい
る。第１の絶縁膜１１上には第１層目配線１３を形成す
る。第１層目配線１３には主にアルミニウム、銅、金あ
るいはこれらの合金等が用いられている。また、チタ
ン、タングステン等の高融点金属、あるいはこれらの合
金、窒化物、珪化物等と、上記の金属の複数を重ねた積
層膜を用いてもよい。第１層目配線１３は、上記の材料
を用いて、通常のリソグラフィ及びエッチング技術を用
いて、高さ０．６μｍ、幅０．４μｍで形成されてい
る。

【００４８】次に、たとえばシリコン酸化膜、シリコン
酸化窒化膜、ＳＯＧ（Spin On Glass）、有機膜、ある
いはこれらの積層膜等からなる第２の絶縁膜１４を、化
学気相成長（ＣＶＤ）法または塗布などを用いて堆積す
る（図３（ａ））。第２の絶縁膜１４表面は、エッチバ
ックあるいはＣＭＰにより、完全に平坦化されている。
なお、塗布により形成した第２の絶縁膜１４表面は、上
記の平坦化手法を用いなくても完全平坦化された表面を
得られるものもある。

【００４９】次に、第２の絶縁膜１４の所定の位置に、
通常のリソグラフィ及びエッチング技術を用いて、接続
孔１５を開口する。接続孔１５は開口径が０．６μｍ、
深さは第１層目配線１３の下表面と同じ位置になるよう
形成されている（図３（ｂ））。

【００５０】更に、接続孔１５は、たとえばタングステ
ン、アルミニウム、あるいは銅などの導電性充填部材１
６により埋設される。導電性充填部材１６は、ＣＶＤ
法、メッキなどにより、接続孔１５内部も含めた第２の
絶縁膜１４全体を覆うように堆積され、エッチバック法
あるいはＣＭＰ等により、接続孔１５内部以外の第２の
絶縁膜１４上の余剰分は除去される。

【００５１】導電性充填部材１６は、接続孔１５の内部
のみを選択的に埋設する条件を用いて形成してもよく、
その場合は第２の絶縁膜１４上の余剰分を除去する工程
を省くこともできる。なお、導電性充填部材１６の堆積
時には、密着層あるいは成長の下地層として、チタン、
タングステン、またはそれらの合金、窒化物、珪化物
等、更にはそれらの積層膜をあらかじめ堆積しておいて
もよい（図３（ｃ））。

【００５２】更に、図２に示すように第２層目配線１７
を形成し、第１層目配線１３と第２層目配線１７が、接
続孔１５に埋設された導電性充填部材１６を介して電気
的に接続された配線接続構造を形成する。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
配線側壁も接続に利用して接触面積を大きくしているた
め、配線接続部の接触抵抗を低減でき、よって、微細な
配線構造においても良好な接続特性を得られる。

【００５４】また、本発明によれば、接続孔を導電性充
填部材により完全に埋設することにより段差被覆性の影
響を受けないようにしたため、接続部での抵抗増大や断
線等の発生を防ぐことができ、これにより、微細な接続
構造においても良好な信頼性を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の第１及び第２の実施の形
態の配線接続構造の平面図である。

【図２】本発明装置の第１の実施の形態の図１のＡ−
Ａ’線に沿った断面図である。

【図３】本発明方法の第１の実施の形態の製造工程を示
す工程断面図である。

【図４】本発明装置の第２の実施の形態の図１のＡ−
Ａ’線に沿った断面図である。

【図５】本発明方法の第２の実施の形態の製造工程を示
す工程断面図である。

【図６】本発明装置の第３の実施の形態の配線接続構造
の平面図である。

【図７】本発明装置の第３の実施の形態の図６のＡ−
Ａ’線に沿った断面図である。

【図８】本発明方法の第３の実施の形態の製造工程を示
す工程断面図である。

【図９】従来の半導体装置の一例の配線接続構造の平面
図である。

【図１０】図９のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

【図１１】従来の配線に位置合わせマージンを有しない
半導体装置の配線接続構造の平面図である。

【図１２】図１１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

【図１３】従来の配線に位置合わせマージンを有しない
半導体装置の配線接続構造の接続部の一例の拡大図であ
る。

【図１４】従来の配線に位置合わせマージンを有しない
半導体装置の配線接続構造の接続部の他の例の拡大図で
ある。

【符号の説明】

１１、２１ 第１の絶縁膜 １２ エッチングストッパ絶縁膜 １３、２２ 第１層目配線 １４、２３ 第２の絶縁膜 １５、２４ 接続孔 １６、２５ 導電性充填部材 １７、２６ 第２層目配線

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１層目配線と、前記第１層目配線上に
   形成される絶縁膜と、前記絶縁膜に開口される接続孔
   と、前記絶縁膜上に形成され前記接続孔を介して前記第
   １層目配線と電気的に接続される第２層目配線を有する
   半導体装置において、 前記接続孔は、前記第１層目配線及び第２層目配線の各
   配線幅よりも大きな開口径で、かつ、この接続孔の底面
   が前記第１層目配線の上表面より下に位置する深さで形
   成されると共に、前記接続孔が導電性充填部材により埋
   め込まれていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記第１層目配線は絶縁層上に形成さ
   れ、前記接続孔はその底面が前記第１層目配線の下表面
   と同一となる深さで形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記第１層目配線は、前記接続孔形成の
   際のエッチングにおいて、前記絶縁膜に対し選択比を有
   するエッチングストッパ絶縁膜上に形成され、前記接続
   孔はその底面が前記エッチングストッパ絶縁膜の上表面
   に達する深さで形成されていることを特徴とする請求項
   １記載の半導体装置。
4. 【請求項４】 第１層目配線と、前記第１層目配線上に
   形成される絶縁膜と、前記絶縁膜に開口される接続孔
   と、前記絶縁膜上に形成され前記接続孔を介して前記第
   １層目配線と電気的に接続される第２層目配線を有する
   半導体装置において、 前記第１層目配線及び第２層目配線のうち少なくとも前
   記第１層目配線は、上表面の配線幅が下表面の配線幅よ
   り小さくテーパーを有する断面形状とされ、前記接続孔
   は、前記第１層目配線及び第２層目配線のそれぞれの上
   表面の配線幅より大きく、かつ、下表面の配線幅よりも
   小さな開口径で、かつ、この接続孔の底面が前記第１層
   目配線の側壁に達する深さまで形成されると共に、前記
   接続孔が導電性充填部材により埋め込まれていることを
   特徴とする半導体装置。
5. 【請求項５】 第１層目配線を形成する第１の工程と、 絶縁膜を前記第１層目配線上に堆積する第２の工程と、 前記第１層目配線上の前記絶縁膜に、前記第１層目配線
   の配線幅より大きい開口径を有する接続孔を、前記第１
   層目配線の上表面の位置より深く形成する第３の工程
   と、 前記接続孔を導電性充填部材により完全に埋設する第４
   の工程と、 前記接続孔を含む前記絶縁膜上に、前記接続孔の開口径
   よりも小さな配線幅の第２層目配線を形成する第５の工
   程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記第１の工程は前記第１層目配線を絶
   縁層上に形成し、前記第３の工程は前記接続孔の底面が
   前記第１層目配線の下表面と同一となる深さで形成する
   ことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記第１の工程は前記第１層目配線を前
   記接続孔形成の際のエッチングにおいて、前記絶縁膜に
   対し選択比を有するエッチングストッパ絶縁膜上に形成
   し、前記第３の工程は前記接続孔の底面が前記エッチン
   グストッパ絶縁膜の上表面に達する深さで形成すること
   を特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 第１層目配線を上表面の配線幅が下表面
   の配線幅よりも小さい形状で形成する第１の工程と、 絶縁膜を前記第１層目配線上に堆積する第２の工程と、 前記第１層目配線上の前記絶縁膜に、前記第１層目配線
   の上表面の配線幅より大きく、かつ、下表面の配線幅よ
   りも小さい開口径を有する接続孔を前記第１層目配線の
   側面に達する深さまで形成する第３の工程と、 前記接続孔を導電性充填部材により完全に埋設する第４
   の工程と、 前記接続孔を含む前記絶縁膜上に第２層目配線を形成す
   る第５の工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製
   造方法。