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JPH0964040A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JPH0964040A
JPH0964040A JP7217113A JP21711395A JPH0964040A JP H0964040 A JPH0964040 A JP H0964040A JP 7217113 A JP7217113 A JP 7217113A JP 21711395 A JP21711395 A JP 21711395A JP H0964040 A JPH0964040 A JP H0964040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
wiring
groove
layer wiring
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7217113A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kumazawa
淳 熊澤
Yoshiharu Nagayama
義治 永山
Taku Harada
卓 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7217113A priority Critical patent/JPH0964040A/en
Publication of JPH0964040A publication Critical patent/JPH0964040A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多層配線構造を有する半導体装置を製造する
場合、絶縁膜に形成される配線を平坦化することが可能
な技術を提供する。 【構成】 多層配線構造を構成する下層配線14および
上層配線18を、各々下層絶縁膜11および上層絶縁膜
15に形成された各溝13、17内に各配線14、18
表面が各溝13、17の表面に一致する高さとなるよう
に平坦化させて埋設させる。これにより、多層配線構造
を有する半導体装置を製造する場合、絶縁膜に形成され
る配線を平坦化することが可能となり、配線形状に起因
する短絡不良、断線不良などの配線不良が発生するのを
防止することができる。
(57) [Summary] [Object] To provide a technique capable of flattening a wiring formed in an insulating film when a semiconductor device having a multilayer wiring structure is manufactured. [Structure] The lower layer wiring 14 and the upper layer wiring 18 constituting the multilayer wiring structure are respectively formed in the grooves 13 and 17 formed in the lower layer insulating film 11 and the upper layer insulating film 15, respectively.
The surface is flattened and embedded so that the surface has a height corresponding to the surfaces of the grooves 13 and 17. Thus, when manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure, it is possible to flatten the wiring formed in the insulating film and prevent wiring defects such as short circuit defects and disconnection defects due to the wiring shape. Can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に関し、特に、下層配線が層間絶縁膜を通じて
上層配線に導通されてなる多層配線構造を有する半導体
装置に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor device having a multilayer wiring structure in which a lower layer wiring is electrically connected to an upper layer wiring through an interlayer insulating film. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIで代表される最近の半導体装置
は、集積度の向上につれて、半導体基板に形成される回
路素子の集積密度はますます高まってきている。これに
伴って、各回路素子が半導体基板上に占有する面積はよ
り縮小される傾向にあり、一方、これに反比例して各回
路素子間を接続する配線の占有する面積は増大してきて
いる。
2. Description of the Related Art In recent semiconductor devices represented by LSI, the integration density of circuit elements formed on a semiconductor substrate has been increasing more and more as the degree of integration is improved. Along with this, the area occupied by each circuit element on the semiconductor substrate tends to be further reduced, and on the other hand, the area occupied by the wiring connecting each circuit element is increasing in inverse proportion to this.

【0003】このため、配線を半導体基板の厚さ方向に
向かって立体的に形成するようにした多層配線構造が採
用されてきている。この多層配線構造によれば、それま
で半導体基板上で水平面内で引き回していた配線を、層
間絶縁膜を通じて垂直方向に下層配線と上層配線とに分
けて引き回すことができるので、半導体基板上における
各回路素子の配置に自由度を与えることができるように
なる。
For this reason, a multi-layer wiring structure has been adopted in which the wiring is three-dimensionally formed in the thickness direction of the semiconductor substrate. According to this multi-layer wiring structure, wiring that has been laid in a horizontal plane on the semiconductor substrate can be separately laid vertically in the lower layer wiring and the upper layer wiring through the interlayer insulating film. The degree of freedom can be given to the arrangement of the circuit elements.

【0004】このような多層配線構造を形成するには、
配線を下層配線と上層配線とに分けて引き回す必要があ
るので、最初に半導体基板上に下層絶縁膜を形成してこ
の所望の位置にコンタクトホールを形成した後、まずこ
のコンタクトホールを含む下層絶縁膜の表面に半導体基
板に形成された所望の領域と導通する下層配線を形成す
ることが行われる。次に、下層絶縁膜および下層配線を
覆うように上層絶縁膜を形成してこの所望の位置にコン
タクトホールを形成した後、このコンタクトホールを含
む上層絶縁膜の表面に前記下層配線と導通するように上
層配線を形成することが行われる。
To form such a multilayer wiring structure,
Since it is necessary to route the wiring separately for the lower layer wiring and the upper layer wiring, after first forming the lower layer insulating film on the semiconductor substrate and forming a contact hole at this desired position, first, the lower layer insulation including this contact hole is formed. A lower layer wiring is formed on the surface of the film so as to be electrically connected to a desired region formed on the semiconductor substrate. Next, an upper insulating film is formed so as to cover the lower insulating film and the lower wiring, a contact hole is formed at this desired position, and the lower wiring is electrically connected to the surface of the upper insulating film including the contact hole. An upper layer wiring is formed on the substrate.

【0005】例えば(株)工業調査会発行、「最新LS
Iプロセス技術」、1991年1月20日発行、P36
3〜P371には、そのような多層配線構造に関する技
術が記載されている。
[0005] For example, "Latest LS" issued by Industrial Research Institute Co., Ltd.
I Process Technology ", issued January 20, 1991, P36
3 to P371 describe a technique relating to such a multilayer wiring structure.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記のような多層配線
構造を形成するには、下層絶縁膜の表面まで延在するよ
うに形成した下層配線を覆うように上層絶縁膜を形成し
た後、さらにこの上層絶縁膜の表面まで延在するように
上層配線を形成しているので、上層絶縁膜には段差が形
成されるようになる。このため、この上層絶縁膜の表面
まで延在して形成される上層配線の形状は、その段差が
反映されて平坦性に欠けるようになるので、配線形状に
起因する短絡不良、断線不良などの配線不良が発生し易
いという問題がある。
In order to form the above-mentioned multilayer wiring structure, after forming the upper layer insulating film so as to cover the lower layer wiring formed so as to extend to the surface of the lower layer insulating film, Since the upper layer wiring is formed so as to extend to the surface of the upper layer insulating film, a step is formed in the upper layer insulating film. For this reason, the shape of the upper-layer wiring formed to extend to the surface of the upper-layer insulating film is reflected in the step difference and lacks flatness. There is a problem that wiring failure easily occurs.

【0007】例えば、上層絶縁膜の段差の度合いが大き
くなるとその部分の厚さが部分的に薄くなるので、ピン
ホールが形成されるようになるため、上層配線を形成し
た場合にこの上層配線がピンホールを通じて下層配線と
短絡するようになる。あるいは、上層配線の平坦性の度
合いが小さくなると部分的に断線が発生するようにな
る。そして、これら短絡不良、断線不良は多層配線の層
数が多くなるほど発生し易くなる。
For example, when the degree of the step difference in the upper layer insulating film becomes large, the thickness of that portion partially becomes thin, so that pinholes are formed. Therefore, when the upper layer wiring is formed, this upper layer wiring is It becomes short-circuited with the lower layer wiring through the pinhole. Alternatively, if the degree of flatness of the upper layer wiring becomes small, the disconnection will partially occur. The short circuit failure and the disconnection failure are more likely to occur as the number of layers of the multilayer wiring increases.

【0008】本発明の目的は、多層配線構造を有する半
導体装置を製造する場合、絶縁膜に形成される配線を平
坦化することが可能な技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of flattening a wiring formed in an insulating film when manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure.

【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記の通りである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, typical ones are briefly described as follows.

【0011】(1)本発明の半導体装置は、半導体基板
に形成された所望の領域から引き出された下層配線が層
間絶縁膜を通じて上層配線に導通されてなる多層配線構
造を有する半導体装置であって、前記下層配線および上
層配線は、各々下層絶縁膜および上層絶縁膜に形成され
た各溝内に各配線表面が各溝の表面に一致する高さとな
るように平坦化されて埋設されている。
(1) A semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a multilayer wiring structure in which a lower layer wiring drawn from a desired region formed on a semiconductor substrate is electrically connected to an upper layer wiring through an interlayer insulating film. The lower-layer wiring and the upper-layer wiring are flattened and embedded in the grooves formed in the lower-layer insulating film and the upper-layer insulating film, respectively, so that the surface of each wiring has a height corresponding to the surface of each groove.

【0012】(2)本発明の半導体装置の製造方法は、
下層絶縁膜が形成された半導体基板の前記下層絶縁膜に
一部にコンタクトホールを有する溝を形成する工程と、
前記溝を含む下層絶縁膜の表面に下層配線となる導電材
料を形成する工程と、前記導電材料をエッチング処理し
て不要部分を除去することにより、前記溝内に表面が溝
の表面に一致する高さとなるように平坦化されて埋設さ
れた下層配線を形成する工程と、下層絶縁膜および下層
配線を覆うように上層絶縁膜を形成する工程と、前記上
層絶縁膜に一部にコンタクトホールを有する溝を形成す
る工程と、前記溝を含む上層絶縁膜の表面に上層配線と
なる導電材料を形成する工程と、前記導電材料をエッチ
ング処理して不要部分を除去することにより、前記溝内
に表面が溝の表面に一致する高さとなるように平坦化さ
れて埋設された上層配線を形成する工程とを含んでい
る。
(2) The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
Forming a groove having a contact hole in the lower insulating film of the semiconductor substrate on which the lower insulating film is formed;
The step of forming a conductive material to be a lower layer wiring on the surface of the lower insulating film including the groove, and the unnecessary portion is removed by etching the conductive material so that the surface of the groove matches the surface of the groove. A step of forming a lower layer wiring that is flattened and buried so as to have a height; a step of forming an upper layer insulating film so as to cover the lower layer insulating film and the lower layer wiring; and a contact hole in a part of the upper layer insulating film. A step of forming a groove having, a step of forming a conductive material to be an upper wiring on the surface of an upper insulating film including the groove, and a step of removing unnecessary portions by etching the conductive material And a step of forming a buried upper layer wiring so that the surface has a height corresponding to the surface of the groove.

【0013】[0013]

【作用】上述した(1)の手段によれば、本発明の半導
体装置は、多層配線構造を構成する下層配線および上層
配線は、各々下層絶縁膜および上層絶縁膜に形成された
各溝内に各配線表面が各溝の表面に一致する高さとなる
ように平坦化されて埋設されているので、多層配線構造
を有する半導体装置を製造する場合、絶縁膜に形成され
る配線を平坦化することが可能となる。
According to the above-described means (1), in the semiconductor device of the present invention, the lower layer wiring and the upper layer wiring constituting the multilayer wiring structure are provided in the respective grooves formed in the lower layer insulating film and the upper layer insulating film, respectively. Since each wiring surface is flattened and buried so as to have a height corresponding to the surface of each groove, when manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure, the wiring formed on the insulating film should be flattened. Is possible.

【0014】上述した(2)の手段によれば、本発明の
半導体装置の製造方法は、下層絶縁膜が形成された半導
体基板の前記下層絶縁膜に一部にコンタクトホールを有
する溝を形成する工程と、前記溝を含む下層絶縁膜の表
面に下層配線となる導電材料を形成する工程と、前記導
電材料をエッチング処理して不要部分を除去することに
より、前記溝内に表面が溝の表面に一致する高さとなる
ように平坦化されて埋設された下層配線を形成する工程
と、下層絶縁膜および下層配線を覆うように上層絶縁膜
を形成する工程と、前記上層絶縁膜に一部にコンタクト
ホールを有する溝を形成する工程と、前記溝を含む上層
絶縁膜の表面に上層配線となる導電材料を形成する工程
と、前記導電材料をエッチング処理して不要部分を除去
することにより、前記溝内に表面が溝の表面に一致する
高さとなるように平坦化されて埋設された上層配線を形
成する工程とを含んでいるので、多層配線構造を有する
半導体装置を製造する場合、絶縁膜に形成される配線を
平坦化することが可能となる。
According to the above-described means (2), in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a groove having a contact hole is partially formed in the lower insulating film of the semiconductor substrate on which the lower insulating film is formed. A step, a step of forming a conductive material to be a lower layer wiring on the surface of the lower insulating film including the groove, and an unnecessary portion is removed by etching the conductive material so that the surface in the groove is the surface of the groove. A step of forming a lower layer wiring which is flattened and buried so as to have a height corresponding to the step, a step of forming an upper layer insulating film so as to cover the lower layer insulating film and the lower layer wiring, and a part of the upper layer insulating film. By forming a groove having a contact hole, forming a conductive material to be an upper wiring on the surface of the upper insulating film including the groove, and etching the conductive material to remove unnecessary portions, In the case of manufacturing a semiconductor device having a multi-layer wiring structure, the insulating layer is formed in the groove so that the surface of the groove is flattened so that the surface has a height corresponding to the surface of the groove. It is possible to flatten the wiring formed on the film.

【0015】以下、本発明について、図面を参照して実
施例とともに詳細に説明する。
The present invention will now be described in detail with reference to the drawings along with embodiments.

【0016】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0017】[0017]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は本発明の実施例1による半導体装置
を示す断面図で、半導体基板に例えばバイポーラ型トラ
ンジスタを形成して、このエミッタ領域から多層配線構
造で電極層を引き出す例で示している。本実施例の半導
体装置は、例えばP型シリコン単結晶基板からなる半導
体基板1に互いに絶縁分離された複数のN型領域2A、
2B、2C…が形成され、1つのN型領域2Bには例え
ばNPN型バイポーラ型トランジスタ(以下、単にトラ
ンジスタと称する)Qが形成されている。また、他のN
型領域2A、2Cには任意の回路素子が形成される。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention, showing an example in which a bipolar transistor is formed on a semiconductor substrate and an electrode layer is drawn out from this emitter region by a multilayer wiring structure. ing. The semiconductor device according to the present embodiment has a plurality of N-type regions 2A that are insulated and separated from each other on a semiconductor substrate 1 made of, for example, a P-type silicon single crystal substrate.
2B, 2C ... Are formed, and an NPN type bipolar transistor (hereinafter, simply referred to as transistor) Q is formed in one N type region 2B. Also, other N
Arbitrary circuit elements are formed in the mold regions 2A and 2C.

【0018】3はN+型埋込層、4はN型コレクタ領
域、5はP型ベース領域、6はN+型エミッタ領域、7
はN+型コレクタコンタクト領域、8はコレクタ電極
層、9はベース電極層、10はエミッタ電極層、11は
酸化膜(SiO2)などからなる下層絶縁膜である。こ
こで、エミッタ電極層10は、図2に拡大して示すよう
に、以下のような多層配線構造を有している。
3 is an N + type buried layer, 4 is an N type collector region, 5 is a P type base region, 6 is an N + type emitter region, 7
Is an N + type collector contact region, 8 is a collector electrode layer, 9 is a base electrode layer, 10 is an emitter electrode layer, and 11 is a lower insulating film made of an oxide film (SiO 2 ). Here, the emitter electrode layer 10 has the following multilayer wiring structure as shown in an enlarged view in FIG.

【0019】下層絶縁膜11には一部にコンタクトホー
ル12を有する溝13が形成されて、この溝13内には
表面が溝13の表面に一致する高さとなるように平坦化
されたAl合金などからなる下層配線14が埋設されて
いる。また、この下層絶縁膜11および下層配線14を
覆うように酸化膜などからなる上層絶縁膜15が形成さ
れて、この上層絶縁膜15には一部にコンタクトホール
16を有する溝17が形成されている。コンタクトホー
ル16が形成される位置は、下層配線14上の任意の位
置が選ばれる。
A groove 13 having a contact hole 12 in a part thereof is formed in the lower insulating film 11, and an Al alloy whose surface is flattened so that the surface of the groove 13 coincides with the surface of the groove 13. A lower layer wiring 14 made of, for example, is buried. Further, an upper layer insulating film 15 made of an oxide film or the like is formed so as to cover the lower layer insulating film 11 and the lower layer wiring 14, and a groove 17 having a contact hole 16 is partially formed in the upper layer insulating film 15. There is. As a position where the contact hole 16 is formed, an arbitrary position on the lower layer wiring 14 is selected.

【0020】溝17内には表面が溝17の表面に一致す
る高さとなるように平坦化されたAl合金などからなる
上層配線18が埋設されている。これによって、下層配
線14と上層配線18とはコンタクトホール16を通じ
て導通されている。上層配線18は、図示するように半
導体基板1の側端位置まで延長されて、例えばパッド電
極に導通されている。19は酸化膜などからなる最終絶
縁膜で、半導体基板1の全体を覆って外部の雰囲気から
半導体装置を保護している。
In the groove 17, an upper wiring 18 made of an Al alloy or the like, which is flattened so that its surface is flush with the surface of the groove 17, is embedded. As a result, the lower layer wiring 14 and the upper layer wiring 18 are electrically connected through the contact hole 16. The upper layer wiring 18 extends to the side end position of the semiconductor substrate 1 as shown in the figure, and is electrically connected to, for example, a pad electrode. A final insulating film 19 made of an oxide film or the like covers the entire semiconductor substrate 1 to protect the semiconductor device from the external atmosphere.

【0021】以上のような構造によって、下層配線14
と上層配線18とからなる多層配線構造に形成されたエ
ミッタ電極層10が得られる。
With the above structure, the lower wiring 14
Thus, the emitter electrode layer 10 formed in a multilayer wiring structure including the upper wiring 18 and the upper wiring 18 is obtained.

【0022】次に、本実施例の半導体装置の製造方法を
図4乃至図12を参照して工程順に説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0023】まず、図4に示すように、内部にトランジ
スタQを構成する各領域が形成されるとともに、表面に
酸化膜などからなる厚さ約1〜2μmの下層絶縁膜11
が形成された、例えばP型シリコン単結晶基板からなる
半導体基板1を用意する。なお、この時点でコレクタ電
極層8およびベース電極層9は、各々N+コレクタコン
タクト領域7およびP型ベース領域5に形成されている
ものとする。
First, as shown in FIG. 4, each region constituting the transistor Q is formed inside, and the lower insulating film 11 made of an oxide film or the like and having a thickness of about 1 to 2 μm is formed on the surface.
A semiconductor substrate 1 formed of, for example, a P-type silicon single crystal substrate is prepared. At this point, collector electrode layer 8 and base electrode layer 9 are assumed to be formed in N + collector contact region 7 and P-type base region 5, respectively.

【0024】次に、図5に示すように、下層絶縁膜11
の所望部分にレジスト20を形成して、このレジスト2
0をマスクとしてドライエッチング処理を施して、後述
のように下層配線を埋設すべき溝13を形成する。この
溝13の幅および深さは、半導体装置の動作上で要求さ
れる電流密度によって決定され、例えば幅約2〜3μ
m、深さ約0.5〜1.0μmに形成される。
Next, as shown in FIG. 5, the lower insulating film 11 is formed.
Forming a resist 20 on a desired portion of the
A dry etching process is performed using 0 as a mask to form a groove 13 in which the lower layer wiring is to be buried as described later. The width and the depth of the groove 13 are determined by the current density required for the operation of the semiconductor device. For example, the width is about 2 to 3 μm.
m, and the depth is about 0.5 to 1.0 μm.

【0025】続いて、図6に示すように、下層絶縁膜1
1および溝13の所望部分にレジスト20を形成し、こ
のレジスト20をマスクとしてドライエッチング処理を
施して、下層絶縁膜11にコンタクトホール12を形成
する。このコンタクトホール12の位置はN+エミッタ
領域6上の任意の位置を選ぶ。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the lower insulating film 1
A resist 20 is formed on desired portions of the groove 1 and the groove 13, and dry etching is performed using the resist 20 as a mask to form a contact hole 12 in the lower insulating film 11. The position of this contact hole 12 is selected arbitrarily on the N + emitter region 6.

【0026】次に、図7に示すように、溝13およびコ
ンタクトホール12を含む下層絶縁膜11の表面に、C
VD(Chemical Vapor Deposit
ion)法、あるいはPVD(Physical Va
por Deposition)法などによって、Al
合金などの下層配線となる導電材料21を厚さ約1〜2
μmに形成する。
Next, as shown in FIG. 7, C is formed on the surface of the lower insulating film 11 including the groove 13 and the contact hole 12.
VD (Chemical Vapor Deposit)
Ion) method or PVD (Physical Va)
Por Deposition) method, etc.
The conductive material 21 to be the lower layer wiring such as an alloy has a thickness of about 1 to 2
It is formed to a thickness of μm.

【0027】続いて、図8に示すように、ドライエッチ
ング処理を施して導電材料21の不要部分を除去する。
これは、導電材料21を全面的にドライエッチング処理
して徐々に除去して、下層絶縁膜11の表面が見えた時
点でドライエッチング処理を停止するようにする。これ
によって、下層絶縁膜11の溝13内には表面が溝13
の表面に一致する高さとなるように平坦化されて埋設さ
れた下層配線14が形成される。
Then, as shown in FIG. 8, a dry etching process is performed to remove unnecessary portions of the conductive material 21.
This is because the conductive material 21 is entirely dry-etched and gradually removed, and the dry-etching process is stopped when the surface of the lower insulating film 11 is visible. As a result, the surface of the lower insulating film 11 has a groove 13 inside the groove 13.
The lower layer wiring 14 which is flattened and buried so as to have a height corresponding to the surface of is formed.

【0028】次に、図9に示すように、CVD法、PV
Dなどによって、下層絶縁膜11および下層配線14の
表面を覆うように酸化膜などからなる厚さ約1〜2μm
の上層絶縁膜15を形成する。
Next, as shown in FIG. 9, a CVD method and a PV method are used.
A thickness of about 1 to 2 μm made of an oxide film or the like so as to cover the surfaces of the lower insulating film 11 and the lower wiring 14 by D or the like.
The upper insulating film 15 is formed.

【0029】続いて、図10に示すように、図5及び図
6と同様なドライエッチング処理を施して、上層絶縁膜
15にコンタクトホール16を有する下層配線を埋設す
べき溝17を形成する。この溝17の幅および深さは、
前記の溝13の場合と同様に、半導体装置の動作上で要
求される電流密度によって決定され、例えば溝13と同
程度に幅約2〜3μm、深さ約0.5〜1.0μmに形
成される。
Then, as shown in FIG. 10, a dry etching process similar to that shown in FIGS. 5 and 6 is performed to form a groove 17 in which the lower layer wiring having the contact hole 16 is buried in the upper layer insulating film 15. The width and depth of this groove 17 are
Similar to the case of the groove 13, it is determined by the current density required for the operation of the semiconductor device, and is formed to have a width of about 2 to 3 μm and a depth of about 0.5 to 1.0 μm, for example, similar to the groove 13. To be done.

【0030】次に、図11に示すように、溝17および
コンタクトホール16を含む上層絶縁膜15の表面に、
CVD法、あるいはPVD法などによって、Al合金な
どの上層配線となる導電材料21を厚さ約1〜2μmに
形成する。
Next, as shown in FIG. 11, on the surface of the upper insulating film 15 including the groove 17 and the contact hole 16,
A conductive material 21 to be an upper layer wiring such as an Al alloy is formed to have a thickness of about 1 to 2 μm by the CVD method or the PVD method.

【0031】続いて、図12に示すように、図8と同様
なドライエッチング処理を施して導電材料21の不要部
分を除去する。これは、図8と同様に、導電材料21を
全面的にドライエッチング処理して徐々に除去して、上
層絶縁膜15の表面が見えた時点でドライエッチング処
理を停止するようにする。これによって、上層絶縁膜1
5の溝17内には表面が溝17の表面に一致する高さと
なるように平坦化されて埋設された下層配線18が形成
される。
Subsequently, as shown in FIG. 12, a dry etching process similar to that of FIG. 8 is performed to remove unnecessary portions of the conductive material 21. As in FIG. 8, the conductive material 21 is entirely dry-etched and gradually removed, and the dry-etching process is stopped when the surface of the upper insulating film 15 is visible. Thereby, the upper insulating film 1
In the groove 17 of No. 5, a lower layer wiring 18 is formed which is flattened and buried so that the surface has a height matching the surface of the groove 17.

【0032】次に、CVD法、あるいはPVD法などに
よって、上層絶縁膜15および上層配線18の表面を覆
うように、酸化膜などからなる厚さ約1〜2μmの最終
絶縁膜19を形成することにより、図1の半導体装置が
製造される。
Next, a final insulating film 19 made of an oxide film and having a thickness of about 1 to 2 μm is formed so as to cover the surfaces of the upper insulating film 15 and the upper wiring 18 by the CVD method or the PVD method. Thus, the semiconductor device of FIG. 1 is manufactured.

【0033】このような本実施例によれば次のような効
果が得られる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.

【0034】多層配線構造を構成する下層配線14およ
び上層配線18は、各々下層絶縁膜11および上層絶縁
膜15に形成された各溝13、17内に各配線14、1
8表面が各溝13、17の表面に一致する高さとなるよ
うに平坦化されて埋設されているので、多層配線構造を
有する半導体装置を製造する場合、絶縁膜に形成される
配線を平坦化することが可能となる。
The lower layer wiring 14 and the upper layer wiring 18 constituting the multi-layer wiring structure are provided in the respective grooves 13 and 17 formed in the lower layer insulating film 11 and the upper layer insulating film 15, respectively.
Since the surface 8 is flattened and buried so as to have a height corresponding to the surfaces of the grooves 13 and 17, when the semiconductor device having the multilayer wiring structure is manufactured, the wiring formed on the insulating film is flattened. It becomes possible to do.

【0035】従って、多層配線構造を形成する場合に、
配線形状に起因する短絡不良、断線不良などの配線不良
が発生するのを防止することができる。
Therefore, when forming a multilayer wiring structure,
It is possible to prevent a wiring defect such as a short circuit defect or a disconnection defect due to the wiring shape from occurring.

【0036】(実施例2)図3は本発明の実施例2によ
る半導体装置を示す断面図で、実施例1における半導体
装置において、下層配線14と上層配線18との間に、
中間層絶縁膜22を通じて中間層配線23を形成して、
3層の多層配線構造を形成した例を示すものである。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention. In the semiconductor device of Embodiment 1, between the lower layer wiring 14 and the upper layer wiring 18,
The intermediate layer wiring 23 is formed through the intermediate layer insulating film 22,
It shows an example in which a multilayer wiring structure of three layers is formed.

【0037】本実施例の半導体装置においても、中間層
絶縁膜22に形成されたコンタクトホール24を有する
溝25内には、表面が溝25の表面に一致する高さとな
るように平坦化されたAl合金などからなる中間層配線
23が埋設されているので、実施例1と同様な効果を得
ることができる。この実施例2の半導体装置は、実施例
1の製造方法に準じて製造することができる。
Also in the semiconductor device of this embodiment, the inside of the groove 25 having the contact hole 24 formed in the intermediate insulating film 22 is flattened so that the surface has a height corresponding to the surface of the groove 25. Since the intermediate layer wiring 23 made of Al alloy or the like is buried, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. The semiconductor device of the second embodiment can be manufactured according to the manufacturing method of the first embodiment.

【0038】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although the present invention has been specifically described based on the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0039】例えば、前記実施例では2層あるいは3層
の多層配線構造を有する半導体装置を製造する例で説明
したが、4層以上の多層配線構造を形成する場合でも同
様に適用することができる。
For example, in the above-mentioned embodiment, an example of manufacturing a semiconductor device having a two-layer or three-layer multi-layer wiring structure has been described, but the same can be applied to the case of forming a multi-layer wiring structure of four or more layers. ..

【0040】また、前記実施例ではエミッタ電極層を対
象にあげて多層配線構造を形成する例で説明したが、こ
れに限らず半導体基板の所望の領域を対象とすることが
できる。
Further, in the above-mentioned embodiment, an example in which the multilayer structure is formed by targeting the emitter electrode layer has been described, but the present invention is not limited to this, and a desired region of the semiconductor substrate can be targeted.

【0041】さらに、多層配線構造を構成する各絶縁膜
および配線の厚さ、幅などの寸法は一例を示したもので
あり、これらの値は目的、用途などに応じて変更が可能
である。
Further, the dimensions such as thickness and width of each insulating film and wiring constituting the multilayer wiring structure are merely examples, and these values can be changed according to the purpose and application.

【0042】さらにまた、前記実施例では半導体基板に
能動素子としてバイポーラ型トランジスタを形成する例
で説明したが、これに限らずMOS型トランジスタを形
成するようにしても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which a bipolar transistor is formed as an active element on a semiconductor substrate has been described, but the present invention is not limited to this, and a MOS transistor may be formed.

【0043】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
装置の技術に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではない。本発明は、少なくとも1つの
配線を半導体基板の厚さ方向に向かって複数の配線に分
けて引き回す多層配線構造を形成する条件のものには適
用できる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the technology of the semiconductor device which is the field of application which is the background of the invention has been described, but the invention is not limited thereto. The present invention can be applied to the condition of forming a multi-layer wiring structure in which at least one wiring is divided into a plurality of wirings in the thickness direction of the semiconductor substrate and is routed.

【0044】[0044]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0045】多層配線構造を構成する下層配線および上
層配線は、各々下層絶縁膜および上層絶縁膜に形成され
た各溝内に各配線表面が各溝の表面に一致する高さとな
るように平坦化されて埋設されているので、多層配線構
造を有する半導体装置を製造する場合、絶縁膜に形成さ
れる配線を平坦化することが可能となる。
The lower-layer wiring and the upper-layer wiring constituting the multi-layer wiring structure are flattened so that the surface of each wiring is in the groove formed in the lower-layer insulating film and the upper-layer insulating film, respectively, so that the height of the wiring surface is the same as the surface of each groove. Since it is embedded in the semiconductor device, the wiring formed in the insulating film can be flattened when manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1による半導体装置を示す断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の主要部を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged main part of FIG.

【図3】本発明の実施例2による半導体装置を示す断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1による半導体装置の製造方法
の一工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a step of the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例1による半導体装置の製造方法
の他の工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing another step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例1による半導体装置の製造方法
のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例1による半導体装置の製造方法
のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例1による半導体装置の製造方法
のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例1による半導体装置の製造方法
のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例1による半導体装置の製造方
法のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another process of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例1による半導体装置の製造方
法のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing another step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例1による半導体装置の製造方
法のその他の工程を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2、2A、2B、2C…N型領域、3
…N+型埋込層、4…N型コレクタ領域、5…P型ベー
ス領域、6…N+型エミッタ領域、7…N+型コレクタ
コンタクト領域、8…コレクタ電極層、9…ベース電極
層、10…エミッタ電極層、11…下層絶縁膜、12、
16、24…コンタクトホール、13、17、25…
溝、14…下層配線、15…上層絶縁膜、18…上層配
線、19…最終絶縁膜、20…レジスト、21…導電材
料、22…中間層絶縁膜、23…中間層配線。
1 ... Semiconductor substrate, 2, 2A, 2B, 2C ... N type region, 3
... N + type buried layer, 4 ... N type collector region, 5 ... P type base region, 6 ... N + type emitter region, 7 ... N + type collector contact region, 8 ... Collector electrode layer, 9 ... Base electrode layer, 10 ... Emitter electrode layer, 11 ... Lower insulating film, 12,
16, 24 ... Contact holes, 13, 17, 25 ...
Grooves, 14 ... Lower layer wiring, 15 ... Upper layer insulating film, 18 ... Upper layer wiring, 19 ... Final insulating film, 20 ... Resist, 21 ... Conductive material, 22 ... Intermediate layer insulating film, 23 ... Intermediate layer wiring.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05K 3/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H05K 3/46

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に形成された所望の領域から
引き出された下層配線が層間絶縁膜を通じて上層配線に
導通されてなる多層配線構造を有する半導体装置であっ
て、前記下層配線および上層配線は、各々下層絶縁膜お
よび上層絶縁膜に形成された各溝内に各配線表面が各溝
の表面に一致する高さとなるように平坦化されて埋設さ
れていることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a multi-layer wiring structure in which a lower layer wiring drawn from a desired region formed on a semiconductor substrate is electrically connected to an upper layer wiring through an interlayer insulating film, wherein the lower layer wiring and the upper layer wiring are A semiconductor device in which each wiring surface is flattened and embedded in each groove formed in each of the lower insulating film and the upper insulating film so that each wiring surface has a height corresponding to the surface of each groove.
【請求項2】 前記下層配線および上層配線が埋設され
ている各絶縁膜の各溝は、一部にコンタクトホールが形
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
装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a contact hole is partially formed in each groove of each insulating film in which the lower layer wiring and the upper layer wiring are buried.
【請求項3】 前記各溝内に埋設されている下層配線お
よび上層配線は、前記コンタクトホールを通じて導通し
ていることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the lower layer wiring and the upper layer wiring buried in each groove are electrically connected through the contact hole.
【請求項4】 下層絶縁膜が形成された半導体基板の前
記下層絶縁膜に一部にコンタクトホールを有する溝を形
成する工程と、前記溝を含む下層絶縁膜の表面に下層配
線となる導電材料を形成する工程と、前記導電材料をエ
ッチング処理して不要部分を除去することにより、前記
溝内に表面が溝の表面に一致する高さとなるように平坦
化されて埋設された下層配線を形成する工程と、下層絶
縁膜および下層配線を覆うように上層絶縁膜を形成する
工程と、前記上層絶縁膜に一部にコンタクトホールを有
する溝を形成する工程と、前記溝を含む上層絶縁膜の表
面に上層配線となる導電材料を形成する工程と、前記導
電材料をエッチング処理して不要部分を除去することに
より、前記溝内に表面が溝の表面に一致する高さとなる
ように平坦化されて埋設された上層配線を形成する工程
とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a groove having a contact hole in a part of the lower insulating film of a semiconductor substrate on which a lower insulating film is formed, and a conductive material which becomes a lower wiring on a surface of the lower insulating film including the groove. And a step of forming a lower layer wiring in which the surface is flattened and buried in the groove so as to have a height corresponding to the surface of the groove by etching the conductive material to remove unnecessary portions. A step of forming an upper insulating film so as to cover the lower insulating film and the lower wiring, forming a groove having a contact hole in a part of the upper insulating film, and forming an upper insulating film including the groove. A step of forming a conductive material to be an upper layer wiring on the surface and etching the conductive material to remove unnecessary portions are flattened in the groove so that the surface has a height corresponding to the surface of the groove. hand And a step of forming a buried upper layer wiring.
【請求項5】 前記下層配線を、前記半導体基板に予め
形成されている所望の領域と導通するように形成するこ
とを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方
法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the lower layer wiring is formed so as to be electrically connected to a desired region previously formed on the semiconductor substrate.
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