JPS5910064B2 - 多層配線構造の製造方法 - Google Patents
多層配線構造の製造方法Info
- Publication number
- JPS5910064B2 JPS5910064B2 JP14589978A JP14589978A JPS5910064B2 JP S5910064 B2 JPS5910064 B2 JP S5910064B2 JP 14589978 A JP14589978 A JP 14589978A JP 14589978 A JP14589978 A JP 14589978A JP S5910064 B2 JPS5910064 B2 JP S5910064B2
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- Japan
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- wiring
- hole
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- forming
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は特に大規模半導体集積回路（以下、ＬＳＩと称
す）に適した多層配線の製造方法に関するものである。
す）に適した多層配線の製造方法に関するものである。
ＬＳＩの製造においては高密度、高速化の要求から配線
の多層化が画られ、いわゆる多層配線構造が多用されて
いる。
の多層化が画られ、いわゆる多層配線構造が多用されて
いる。
従来の多層配線構造の一例を第１図に示す。
第１図は２層配線構造の場合であり、１はシリコン基板
、２は例えば熱酸化により形成された酸化シリコン、３
、６は各各第１及び第２配線金属層で、ＬＳＩＣ！）場
合アルミニウムが使用されている。４は一層配線アルミ
ニウム層３と二層配線アルミニウム層６の絶縁を行うた
めの層間絶縁膜であり、ＬＳＩの場合化学気相反応で形
成された低温酸化シリコンが使用されており、低温酸化
シリコンの膜厚が約０．８μｍを越えるような厚い場合
にはクラックを防ぐため燐を含有させた低温酸化シリコ
ンを用いる場合もある。
、２は例えば熱酸化により形成された酸化シリコン、３
、６は各各第１及び第２配線金属層で、ＬＳＩＣ！）場
合アルミニウムが使用されている。４は一層配線アルミ
ニウム層３と二層配線アルミニウム層６の絶縁を行うた
めの層間絶縁膜であり、ＬＳＩの場合化学気相反応で形
成された低温酸化シリコンが使用されており、低温酸化
シリコンの膜厚が約０．８μｍを越えるような厚い場合
にはクラックを防ぐため燐を含有させた低温酸化シリコ
ンを用いる場合もある。
５は一層配線アルミニウム層３と二層配線アルミニウム
層６の必要箇所を電気的に接続させるための開口部で、
いわゆるスルーホールである。
層６の必要箇所を電気的に接続させるための開口部で、
いわゆるスルーホールである。
このような構造における欠点はスルーホール５における
一層配線アルミニウム層３と二層配線アルミニウム層６
の電気的接触が不安定なことである。
一層配線アルミニウム層３と二層配線アルミニウム層６
の電気的接触が不安定なことである。
即ち、スルーホール５を形成した後二層配線アルミ千ウ
ム層６を形成する間に大気中の酸素とスルーホール５に
おいて露出された一層配線アルミニウム層３とが反応し
てアルミニウム酸化物（いわゆるアルミナ）を形成して
しまい、一層配線アルミニウム層３と二層配線アルミニ
ウム層６の接触界面Ｔは完全なオーミック接触にならな
いという欠点があつた。この欠点を解消するために、ス
ルーホール５の形成後真空中でスパッタエッチもしくは
イオンエッチによりー層配線アルミニウム層３のスルー
ホール５の部分に生成されたアルミニウム酸化物を除去
した後同一真空槽内で真空を破ることなく直ちに二層配
線アルミニウム層を形成することが行われている。
ム層６を形成する間に大気中の酸素とスルーホール５に
おいて露出された一層配線アルミニウム層３とが反応し
てアルミニウム酸化物（いわゆるアルミナ）を形成して
しまい、一層配線アルミニウム層３と二層配線アルミニ
ウム層６の接触界面Ｔは完全なオーミック接触にならな
いという欠点があつた。この欠点を解消するために、ス
ルーホール５の形成後真空中でスパッタエッチもしくは
イオンエッチによりー層配線アルミニウム層３のスルー
ホール５の部分に生成されたアルミニウム酸化物を除去
した後同一真空槽内で真空を破ることなく直ちに二層配
線アルミニウム層を形成することが行われている。
このような方法によると、アルミニウム酸化物の除去か
ら二層配線アルミニウム層の形成までの間に酸素の導入
が断たれているので、アルミニウム酸化物の生成が無く
良好な電気的接触が得られると考えられていたが、本発
明者の実験によれば必ずしもそうでないことが判明した
。即ち、この理由については未だ明確ではないが、次の
ように推察され、これを第２図を用いて説明する。第２
図はスパツタエツチによりスルーホール部分のアルミニ
ウム酸化物１１を除去する場合であるが、イオンエツチ
の場合でも同様である。スパツタエツチの場合、例えば
アルゴンのような不活性ガスを１０−２Ｔ０ｒｒ程度の
低真空中でイオン化し被エツチング物に衝突させること
によりエツチングが行われる。このとき、第２図に示す
ように、低温酸化シリコン４へのアルゴンイオン８の衝
突により低温酸化シリコン４もエツチングされると同時
にシリコン原子９と酸素原子１０に分離する。この分離
した酸素原子１０の内のあるものはスルーホール５の一
層配線アルミニウム層３と反応してアルミニウム酸化物
１１を生成する。従つて、スパツタエツチによりスルー
ホール部分のアルミニウム酸化物を除去しても再び生成
されるので、完全な除去は難しく、不安定な電気的接触
をもたらすことになる。本発明は上述の事情に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは酸化シリコ
ン層よりなる層間絶縁層にスルーホールを形成後、該ス
ルーホールで露出された配線金属層表面の清浄化をスパ
ツタエツチもしくはイオンエツチにより行なう際に発生
する酸素によりスルーホールの配線金属層表面が酸化す
ることを防止することにより、スルーホールにおいて良
好な電気的接触を得ることができる多層配線構造の製造
方法を提供することにある。
ら二層配線アルミニウム層の形成までの間に酸素の導入
が断たれているので、アルミニウム酸化物の生成が無く
良好な電気的接触が得られると考えられていたが、本発
明者の実験によれば必ずしもそうでないことが判明した
。即ち、この理由については未だ明確ではないが、次の
ように推察され、これを第２図を用いて説明する。第２
図はスパツタエツチによりスルーホール部分のアルミニ
ウム酸化物１１を除去する場合であるが、イオンエツチ
の場合でも同様である。スパツタエツチの場合、例えば
アルゴンのような不活性ガスを１０−２Ｔ０ｒｒ程度の
低真空中でイオン化し被エツチング物に衝突させること
によりエツチングが行われる。このとき、第２図に示す
ように、低温酸化シリコン４へのアルゴンイオン８の衝
突により低温酸化シリコン４もエツチングされると同時
にシリコン原子９と酸素原子１０に分離する。この分離
した酸素原子１０の内のあるものはスルーホール５の一
層配線アルミニウム層３と反応してアルミニウム酸化物
１１を生成する。従つて、スパツタエツチによりスルー
ホール部分のアルミニウム酸化物を除去しても再び生成
されるので、完全な除去は難しく、不安定な電気的接触
をもたらすことになる。本発明は上述の事情に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは酸化シリコ
ン層よりなる層間絶縁層にスルーホールを形成後、該ス
ルーホールで露出された配線金属層表面の清浄化をスパ
ツタエツチもしくはイオンエツチにより行なう際に発生
する酸素によりスルーホールの配線金属層表面が酸化す
ることを防止することにより、スルーホールにおいて良
好な電気的接触を得ることができる多層配線構造の製造
方法を提供することにある。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。第３図は
本発明による多層配線構造の製造方法の一実施例を説明
するための概略構成図であり、２層配線の場合である。
本発明による多層配線構造の製造方法の一実施例を説明
するための概略構成図であり、２層配線の場合である。
この実施例では、一層配線アルミニウム層３の表面上に
化学気相反応あるいはプラズマ化学気相反応によつて形
成された低温酸化シリコン層４を積層し、この酸化シリ
コン層４の表面上にプラズマ化学気相反応によつて形成
された低温窒化シリコン層１２を積層する。次に、これ
ら各シリコン層１２及び４にスルーホール５を開口した
後、真空中でスパツタエツチにより一層配線アルミニウ
ム層３のスルーホール部分に生成されたアルミニウム酸
化物を除去し、しかる後、同一真空槽内で前記窒化シリ
コン層１２上に前記スルーホール５を通じて一層配線ア
ルミニウム層３に電気的に接続された二層配線アルミニ
ウム層６を積層して形成する。この場合、低温窒化シリ
コン層１２は、シランガスとアンモニア及び窒素ガスの
混合気体を０．１〜０．４Ｔ０ｒｒの圧力に保ち、シリ
コン基板温度２００〜３００℃で４００〜６００Ｗの高
周波電力を印加することによりプラズマ化学気相反応を
起させることにより容易に形成できる。なお、第３図に
おいて第１図、第２図と同一または相当部分は同一符号
を付してある。このように上記実施例の方法によると、
酸化シリコン層４および窒化シリコン層１２よりなる２
層構造の層間絶縁層にスルーホール５を形成した後、こ
のスルーホール５の一層配線アルミニウム層３表面の酸
化物を除去するためにその表面清浄化をスパツタエツチ
により行なう際に前記窒化シリコン層１２もエツチング
されて分離されるが、この分解生成物はシリコン原子と
窒素原子よりなるため、従来の場合のよのに酸化シリコ
ン層よりなる層間絶縁層がエツチングされる際に発生す
る酸素によりスルーホール部分にアルミニウム酸化物が
形成されることはなく、良好な電気的接触が得られるこ
とが実験的にも確認された。
化学気相反応あるいはプラズマ化学気相反応によつて形
成された低温酸化シリコン層４を積層し、この酸化シリ
コン層４の表面上にプラズマ化学気相反応によつて形成
された低温窒化シリコン層１２を積層する。次に、これ
ら各シリコン層１２及び４にスルーホール５を開口した
後、真空中でスパツタエツチにより一層配線アルミニウ
ム層３のスルーホール部分に生成されたアルミニウム酸
化物を除去し、しかる後、同一真空槽内で前記窒化シリ
コン層１２上に前記スルーホール５を通じて一層配線ア
ルミニウム層３に電気的に接続された二層配線アルミニ
ウム層６を積層して形成する。この場合、低温窒化シリ
コン層１２は、シランガスとアンモニア及び窒素ガスの
混合気体を０．１〜０．４Ｔ０ｒｒの圧力に保ち、シリ
コン基板温度２００〜３００℃で４００〜６００Ｗの高
周波電力を印加することによりプラズマ化学気相反応を
起させることにより容易に形成できる。なお、第３図に
おいて第１図、第２図と同一または相当部分は同一符号
を付してある。このように上記実施例の方法によると、
酸化シリコン層４および窒化シリコン層１２よりなる２
層構造の層間絶縁層にスルーホール５を形成した後、こ
のスルーホール５の一層配線アルミニウム層３表面の酸
化物を除去するためにその表面清浄化をスパツタエツチ
により行なう際に前記窒化シリコン層１２もエツチング
されて分離されるが、この分解生成物はシリコン原子と
窒素原子よりなるため、従来の場合のよのに酸化シリコ
ン層よりなる層間絶縁層がエツチングされる際に発生す
る酸素によりスルーホール部分にアルミニウム酸化物が
形成されることはなく、良好な電気的接触が得られるこ
とが実験的にも確認された。
なお、上記実施例ではＬＳＩの多層配線構造の例につい
て述べたが、本発明はプリント基板等他の多層配線を必
要とするすべてのものにも適用できることは勿論である
。
て述べたが、本発明はプリント基板等他の多層配線を必
要とするすべてのものにも適用できることは勿論である
。
また、第１、第２の配線金属層としてアルミニウムの場
合について説明したが、Ａｔ合金、Ｔｉ，ＭＯ，Ａｕ，
Ｃｒ等他の金属であつても同様に適用することもできる
。以上説明したように、本発明によれば、第１の配線金
属層と第２の配線金属層の層間絶縁層として酸化シリコ
ン層および窒化シリコン層よりなる積層構造の層間絶縁
層を形成することにより、この層間絶縁層にスルーホー
ルを形成した後、該スルーホールで露出された第１の配
線金属層表面の清浄化をスパツタエツチもしくはイオン
エツチにより行なう際に前記酸化シリコン層が窒化シリ
コン層で被覆されるため、前記スルーホールの配線金属
層表面が酸化するのを防止することができ、したがつて
、スルーホールにおいて良好な電気的接触を得ることが
でき、信頼性の向上にすぐれた効果を発揮することがで
きる。
合について説明したが、Ａｔ合金、Ｔｉ，ＭＯ，Ａｕ，
Ｃｒ等他の金属であつても同様に適用することもできる
。以上説明したように、本発明によれば、第１の配線金
属層と第２の配線金属層の層間絶縁層として酸化シリコ
ン層および窒化シリコン層よりなる積層構造の層間絶縁
層を形成することにより、この層間絶縁層にスルーホー
ルを形成した後、該スルーホールで露出された第１の配
線金属層表面の清浄化をスパツタエツチもしくはイオン
エツチにより行なう際に前記酸化シリコン層が窒化シリ
コン層で被覆されるため、前記スルーホールの配線金属
層表面が酸化するのを防止することができ、したがつて
、スルーホールにおいて良好な電気的接触を得ることが
でき、信頼性の向上にすぐれた効果を発揮することがで
きる。
第１図は従来の多層配線構造の一例を示す概略構成図、
第２図はスパツタエツチの際に低温酸化シリコン層から
酸素が分離するときの態様を示す説明図、第３図は本発
明による多層配線構造の製造方法の一実施例を説明する
ための概略構成図である。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・酸化シリ
コン、３・・・・・・一層配線アルミニウム層、４・・
・・・・低温酸化シリコン層、５・・・・・・スルーホ
ール、６・・・・・・二層配線アルミニウム層、１２・
・・・・・低温窒化シリコン層。
第２図はスパツタエツチの際に低温酸化シリコン層から
酸素が分離するときの態様を示す説明図、第３図は本発
明による多層配線構造の製造方法の一実施例を説明する
ための概略構成図である。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・酸化シリ
コン、３・・・・・・一層配線アルミニウム層、４・・
・・・・低温酸化シリコン層、５・・・・・・スルーホ
ール、６・・・・・・二層配線アルミニウム層、１２・
・・・・・低温窒化シリコン層。
Claims (1)
- １ 第１の配線金属層の表面上に酸化シリコン層を形成
すると共に、該酸化シリコン層上に窒化シリコン層を積
層してこれら酸化シリコン層および窒化シリコン層によ
り層間絶縁層を形成する工程と、前記層間絶縁層の一部
に前記第１の配線金属層に達する開口部を形成する工程
と、この工程後前記窒化シリコン層上に開口部を通じて
前記第１の配線金属層と電気的に接続される第２の配線
金属層を形成するに際し、前記開口部にて露出された第
１の配線金属層表面の清浄化を真空中でエッチングによ
り行つたのち、同一の真空中で第２の配線金属層を形成
する工程とを具備することを特徴とする多層配線構造の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589978A JPS5910064B2 (ja) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | 多層配線構造の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589978A JPS5910064B2 (ja) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | 多層配線構造の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5571040A JPS5571040A (en) | 1980-05-28 |
| JPS5910064B2 true JPS5910064B2 (ja) | 1984-03-06 |
Family
ID=15395624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14589978A Expired JPS5910064B2 (ja) | 1978-11-22 | 1978-11-22 | 多層配線構造の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5910064B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125838A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | 電極の製造法 |
| JPS59114840A (ja) * | 1982-12-22 | 1984-07-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US4489482A (en) * | 1983-06-06 | 1984-12-25 | Fairchild Camera & Instrument Corp. | Impregnation of aluminum interconnects with copper |
| JP2509175B2 (ja) * | 1985-03-20 | 1996-06-19 | 株式会社日立製作所 | 配線構造体の製造方法 |
| US4782380A (en) * | 1987-01-22 | 1988-11-01 | Advanced Micro Devices, Inc. | Multilayer interconnection for integrated circuit structure having two or more conductive metal layers |
| JP2538607B2 (ja) * | 1987-08-24 | 1996-09-25 | 富士通株式会社 | 気相成長法 |
| US5371047A (en) * | 1992-10-30 | 1994-12-06 | International Business Machines Corporation | Chip interconnection having a breathable etch stop layer |
-
1978
- 1978-11-22 JP JP14589978A patent/JPS5910064B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5571040A (en) | 1980-05-28 |
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