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発明の名称 半導体装置及び半導体装置の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−5533(P2007−5533A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−183230(P2005−183230)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】110000235
【氏名又は名称】特許業務法人 天城国際特許事務所
発明者 伊藤 豪紀
要約 課題
絶縁層中に埋設された配線上のマスクに位置ずれが発生した場合であっても、短絡事故を防止する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

解決手段
下地層11表面に第1絶縁層12を形成し、この第1絶縁層表面に複数の配線13、14を形成し、配線13、14が埋め込まれる如く第2絶縁層15を形成し、配線13、14の上面を露出させ、かつ配線13、14の側面を残存絶縁層16として被覆する如く第2絶縁層15を除去し、複数の配線13、14並びに残存絶縁層16が埋め込まれる如く第3絶縁層17を形成し、第3絶縁層17に複数の配線13、14の少なくとも上面に達するスルーホール18、19を形成する。
特許請求の範囲
【請求項1】
下地層表面に形成された第1絶縁層と、この第1絶縁層表面に隣接して形成された第1配線並びに第2配線と、前記第1絶縁層表面であって前記第1配線並びに第2配線の側壁に形成された側壁絶縁層とを具備し、前記第1配線並びに第2配線間に形成された前記側壁絶縁層は連続して形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項2】
各々前記第1、第2配線上に形成された第3絶縁層を具備し、前記第1並びに第2配線の中心間の距離を、これら配線上に形成される前記スルーホールの中心間の距離より大なる如く設定されることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第3絶縁層のエッチング速度を前記側壁絶縁層のエッチング速度より大なる如く設定されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第1、第2配線は、多層配線からなる半導体装置の2層目以上の層に形成される配線であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
【請求項5】
下地層表面に第1絶縁層を形成する工程と、この第1絶縁層表面に第1配線並びに第2配線を形成する工程と、前記第1絶縁層表面に前記配線が埋め込まれる如く第2絶縁層を形成する工程と、前記第2絶縁層を前記配線の上面を露出させ、かつ前記配線の側面を側壁絶縁層として残存させる如く除去する工程と、前記第1絶縁層表面に前記第1並びに第2配線及び前記側壁絶縁層が埋め込まれる如く第3絶縁層を形成する工程と、前記第3絶縁層に前記第1並びに第2配線の少なくとも上面に達するスルーホールを形成する工程とを具備し、前記第1並びに第2配線層間の前記側壁絶縁層は連続して形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関し、特に半導体基板上の絶縁層からこの絶縁層中に埋設された配線に至る埋め込み導電路を形成する半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体基板(あるいは下地配線層)の表面上に第1の絶縁層を介して配線が形成されており、この配線が更に第2の絶縁層に埋設されている状態から、この第2の絶縁層表面から直下の配線にスルーホールを形成し、このスルーホールの中に導電体を充填することにより配線上に埋め込み動電路を形成することは、各種の半導体集積回路製造過程にてよく行われるところである(特許文献1参照)。
【0003】
スルーホール形成にあたっては、第2の絶縁層表面にマスクを設置し、リソグラフィ技術を用いて所定の位置にスルーホールをエッチング形成することが行われる。マスクの位置合わせが正しく行われている場合には、配線上のみに達するスルーホールが形成され、埋め込み動電路は配線と正しく接続される。
【0004】
しかしながら、より一層微細化傾向が進むにつれてマスクの位置合わせの困難度も増大しており、ときとして位置ずれが発生してしまう。この結果、スルーホールがずれて形成されてしまうと、配線上に開孔するとともに配線に隣接する第2の絶縁層をエッチングし、更に、その下の第1の絶縁層をもエッチングして半導体基板あるいは下地配線層の下地層を露出してしまうことになる。
【0005】
このようにずれて形成されたスルーホール中に導電体を充填すると、導電体は配線上のみならず半導体基板あるいは下地配線層上にも達してしまい、本来絶縁されるべき配線と半導体基板や下地配線層と短絡してしまう。
【0006】
また、半導体基板上に複数の配線が隣接して形成されている場合に、各々の配線に対応してスルーホールを形成することになるが、隣接するスルーホールの中心間の距離は、隣接する配線の中心間の距離と同一に形成されている。このため、マスクの位置ずれの影響は1箇所に止まらず隣接する配線まで短絡発生の影響が及ぶことになる。
【特許文献1】特開平5−29318号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、絶縁層中に埋設された配線上のマスクに位置ずれが発生した場合であっても、短絡事故を防止する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願発明の一態様によれば、下地層表面に形成された第1絶縁層と、この第1絶縁層表面に隣接して形成された第1配線並びに第2配線と、前記第1絶縁層表面であって前記第1配線並びに第2配線の側壁に形成された側壁絶縁層とを具備し、前記第1配線並びに第2配線間に形成された前記側壁絶縁層は連続して形成されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る半導体装置及び半導体装置の製造方法によれば、マスクの位置がずれスルーホールが配線上からずれて開孔されても、スルーホール中に充填された導電体は配線側壁の絶縁膜上で止まり、下層の半導体基板などとの短絡を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下に本発明に係わる第1の実施形態を図1を参照して説明する。図1(a)に示すように、半導体基板あるいは下地配線層である下地層11表面には第1絶縁層12が形成され、この第1絶縁層12表面に導電体からなる第1配線13並びに隣接して第2配線14が形成されている。
【0011】
第1絶縁層12上には、第1配線13、第2配線14を覆うように第2絶縁層15を被着する(図1(b))。その後、図1(c)に示すように、第2絶縁層15は、第1配線13、第2配線14の表面が露出するまでエッチングされる。この結果、第2絶縁層15は第1絶縁層12上であって第1配線13、第2配線14の側壁に残存し、側壁絶縁層16が形成される。この例にあっては、図1(c)のように第1配線13と第2配線14間の側壁絶縁層16は、第1、第2配線13、14間で第1絶縁層12が露出しないように、連続して一体に形成されている。
【0012】
次に、図1(d)に示すように、第1絶縁層12表面には第1配線13、第2配線14並びに側壁絶縁層16を覆うように第3絶縁層17を被着する。その後図示しないが、第3絶縁層17表面にマスクを設置し、選択エッチングを行う。図1(e)には、第1配線13、第2配線14上にエッチングによって第1スルーホール18、第2スルーホール19が開孔された状態を示してある。
【0013】
この例においても、第1スルーホール18、第2スルーホール19ともそれぞれ第1配線13、第2配線14上にのみ開孔するようにマスクを設置しようとしたが、若干ずれて設置された。この結果、第1スルーホール18は右側にずれてしまい、一部は第1配線13外にまで至ってしまっている。しかしながら、前述したように第1配線13と第2配線14間には側壁絶縁層16が形成されており、ずれて開孔された第1スルーホール18はこの側壁絶縁層16上でとどまっている。このスルーホールを開孔するエッチングに際しては、第3絶縁層17のエッチング速度が側壁絶縁層16のエッチング速度より大になるようなエッチング剤を使用するとよい。
【0014】
なお、実施の形態においては、図1(e)に示してあるように開孔された第1スルーホール18の中心20と第2スルーホール19の中心21との距離L1を第1配線13の中心22と第2配線14の中心23間の距離L2より小なるように設定してある。この結果、第3絶縁層17上にずれることなく正しくマスクが設置されると、開孔されたスルーホールは図1(e)に点線で示すように、第1スルーホール18、第2スルーホール19ともに第1配線13、第2配線14の内側に寄った位置に形成されることになる。
【0015】
従って、マスクが正確に位置合わせされている場合には、第1スルーホール18、第2スルーホール19ともに第1配線13、第2配線14上にのみ開孔されることなる。しかしながら、マスクがずれて位置合わせされた場合であっても、スルーホール中心間の距離を配線中心間の距離より小になるよう設定されているため、スルーホールが配線外に及ぶ距離を最小限に止めることが可能である。
【0016】
次に、本発明に係わる第2の実施形態を図2を参照して説明する。この実施形態においては、半導体基板24上に第1ゲート部25、第2ゲート部26が形成されている。第1ゲート部25は、ゲート絶縁膜27、ゲート電極28並びにゲート側壁絶縁層29が形成されている。同様にして、第2ゲート部26は、ゲート絶縁膜30、ゲート電極31、ゲート側壁絶縁層32から形成されている。第1、第2ゲート部25、26のそれぞれのゲート側壁絶縁層29、32は離隔して形成されている。
【0017】
半導体基板24上には、第1、第2ゲート部25、26を覆うように第1絶縁層33が形成されている。第1絶縁層33上には第1配線34、第2配線35が形成されており、この第1、第2配線34、35の側壁には側壁絶縁層36が形成されており、第1、第2配線34、35間の側壁絶縁層36は一体に連続して形成されている。
【0018】
次に、第1絶縁層33上に第1、第2配線34、35を覆うように第2絶縁層37を形成し、この第1、第2配線34、35上を開口させるべく第2絶縁層37に第1スルーホール38、第2スルーホール39を形成する。このとき、マスクの位置合わせにずれがあると、スルーホールもずれて形成されてしまう。図2では、第1スルーホール38が第1配線34の中心より右へずれて形成されてしまい、開口部には第1配線34とともに側壁絶縁層36が露出されることになる。
【0019】
第1スルーホール38、第2スルーホール39内に埋込導電膜を形成することにより、第1配線34、第2配線35からの電極が第2絶縁層37表面に引き出される。このとき、図2のように、第1スルーホール38には第1配線34のみならず側壁絶縁層36が露出していることから、第1スルーホール38内の第1埋込導電膜40は第1配線34に接続されるとともに、隣接する側壁絶縁層36上一部がかかることとなって、他への誤接続や電気的短絡等を回避することを可能とした。第2スルーホール39には第2埋込導電膜41が形成され、第1埋込導電膜40、第2埋込導電膜41の側壁には側壁絶縁層42が形成される。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の第1の実施形態を説明するための工程断面図。
【図2】本発明の第2の実施形態を説明するための断面図。
【符号の説明】
【0021】
11…下地層、12…第1絶縁層、13…第1配線、14…第2配線、15…第2絶縁層、16、36、42…側壁絶縁層、17…第3絶縁層、18…第1スルーホール、19…第2スルーホール、20、21、22、23…中心、24…半導体基板、25…第1ゲート部、26…第2ゲート部、27、30…ゲート絶縁膜、28、31…ゲート電極、29、32…ゲート側壁絶縁層、33…第1絶縁層、34…第1配線、35…第2配線、37…第2絶縁層、38…第1スルーホール、39…第2スルーホール、40…第1埋込導電膜、41…第2埋込導電膜。




 

 


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