JPH08298287A - Metal wiring of semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
Metal wiring of semiconductor device and method of manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH08298287A JPH08298287A JP12721495A JP12721495A JPH08298287A JP H08298287 A JPH08298287 A JP H08298287A JP 12721495 A JP12721495 A JP 12721495A JP 12721495 A JP12721495 A JP 12721495A JP H08298287 A JPH08298287 A JP H08298287A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビアホールエッチング時に下層の金属配線の
スパッタを防止して、再現性がよく、低ダメージを実現
する。
【構成】 アルミニウムを主体とする導電体層2上の全
面に金属層3としてタングステン膜を50nmの厚さに
成膜し、フォトリソグラフィー法によりレジストパター
ンを形成し、それをマスクとして金属層3と導電体層2
を同時にエッチングして配線を形成する。その上に層間
絶縁膜4を形成し、その上にビアホール用レジストパタ
ーン5を形成し、そのレジスト5をマスクとしてフッ素
を含むエッチングガスを用いてドライエッチングを行な
う。オーバエッチングによりホール底部にポリマー8−
1,8−2が堆積し、そのポリマー8−1,8−2が下
層の金属層3及びその下の導電体層2のスパッタを抑止
する。そのポリマー8−1,8−2はアッシングにより
レジストとともに除去される。
(57) [Summary] [Purpose] To prevent spattering of metal wiring in the lower layer during via hole etching, to achieve good reproducibility and low damage. A tungsten film having a thickness of 50 nm is formed as a metal layer 3 on the entire surface of a conductor layer 2 mainly made of aluminum, a resist pattern is formed by a photolithography method, and the resist pattern is used as a mask to form the metal layer 3. Conductor layer 2
Are simultaneously etched to form wiring. An interlayer insulating film 4 is formed thereon, a via hole resist pattern 5 is formed thereon, and dry etching is performed using the resist 5 as a mask and an etching gas containing fluorine. Polymer 8-at the bottom of the hole by over-etching
1, 8-2 are deposited, and the polymers 8-1, 8-2 suppress the sputtering of the lower metal layer 3 and the conductor layer 2 thereunder. The polymers 8-1 and 8-2 are removed together with the resist by ashing.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置で用いられる
金属配線と、下層と上層の金属配線間を接続するビアホ
ールを形成する工程に特徴をもつ半導体装置の製造方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device characterized by the step of forming a metal wiring used in a semiconductor device and a via hole connecting between a lower layer and an upper layer metal wiring.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の金属配線としてはアルミニ
ウム又はアルミニウムにわずかのSiやCuを含んだア
ルミニウム合金からなるアルミニウム系配線が使用され
ている。下層と上層の金属配線間にはシリコン酸化膜系
の層間絶縁膜が形成され、その層間絶縁膜にビアホール
(スルーホールともいう)を形成して層間絶縁膜の上下
に形成されている金属配線間の電気的接続を行なう。2. Description of the Related Art Aluminum-based wiring made of aluminum or an aluminum alloy containing a small amount of Si or Cu in aluminum is used as a metal wiring of a semiconductor device. A silicon oxide film-based interlayer insulating film is formed between the lower and upper metal wirings, and a via hole (also referred to as a through hole) is formed in the interlayer insulating film to form a space between the metal wirings formed above and below the interlayer insulating film. Make electrical connection.
【0003】ビアホール形成工程においては、層間絶縁
膜の厚みが大きく異なる場所にビアホールを形成しなけ
ればならないことが多々あり、層間絶縁膜の厚みの差は
時として層間絶縁膜の最小厚み部分の2倍を越えること
がある。このような厚みの異なる場所にビアホールを形
成するために、フッ素を含むエッチングガスを用いたド
ライエッチングでビアホールを形成しようとすれば、深
さの浅いホール、すなわち層間絶縁膜の薄い部分に形成
されるビアホールは、厚い部分に形成されるビアホール
に比べてそのホールの下に存在する下層の金属配線をよ
り多くオーバーエッチすることになる。ビアホール底部
にある金属配線がアルミニウム系材料のみの場合には、
アルミニウムと反応ガスのフッ素が反応してアルミニウ
ムのフッ化物がビアホール底部に形成される。このフッ
化物はオーバーエッチング時にイオンアシスト反応によ
りスパッタされてビアホール側壁に付着したり、ビアホ
ールからフリル状に表面に飛び出した状態で形成され
る。また、このフッ化物は絶縁性であるためビアホール
の抵抗値を増大させ、信頼性の低下を引き起こすので好
ましくない。In the process of forming a via hole, it is often necessary to form a via hole in a place where the thickness of the interlayer insulating film is greatly different, and the difference in the thickness of the interlayer insulating film is sometimes 2 times the minimum thickness portion of the interlayer insulating film. It may exceed twice. In order to form via holes at such different thicknesses, if a via hole is formed by dry etching using an etching gas containing fluorine, the via hole is formed in a shallow depth, that is, in a thin portion of the interlayer insulating film. The via hole that is formed in this way overetches the underlying metal wiring under the hole more than the via hole formed in the thick portion. If the metal wiring at the bottom of the via hole is made of aluminum-based material only,
Aluminum reacts with fluorine as a reaction gas to form aluminum fluoride at the bottom of the via hole. This fluoride is sputtered by ion-assisted reaction during overetching and adheres to the sidewall of the via hole, or is formed in a frill-like state protruding from the via hole to the surface. Further, since this fluoride is insulating, it increases the resistance value of the via hole and causes a decrease in reliability, which is not preferable.
【0004】層間絶縁膜の厚さの異なる部分にビアホー
ルを形成する際の、オーバーエッチング時のアルミニウ
ム系材料のスパッタリングに基づく問題を解決するため
に、アルミニウム系材料の上層にシリコン系材料をスパ
ッタリング防止膜として積層することが考えられる。し
かし、アルミニウム系材料の上に直接シリコン系材料を
積層すると、熱処理によって両層が反応してアルミニウ
ムシリサイドが形成され、配線抵抗の増大などの不良が
発生する。In order to solve the problem due to the sputtering of the aluminum-based material at the time of over-etching when forming the via holes in the portions having different thicknesses of the interlayer insulating film, the silicon-based material is prevented from being sputtered on the upper layer of the aluminum-based material. It is conceivable to stack them as a film. However, when a silicon-based material is directly laminated on an aluminum-based material, both layers react with each other by heat treatment to form aluminum silicide, which causes defects such as an increase in wiring resistance.
【0005】そのため、アルミニウム系材料層とスパッ
タリング防止膜としてのシリコン系材料との間に反応防
止膜としてのバリアメタル層としてTiON膜を介在さ
せた方法が提案されている(特開平4−213823号
公報参照)。そのような構成の金属配線上にビアホール
を形成するエッチング工程では、エッチング条件は層間
絶縁膜をエッチング中はイオンアシスト反応が主体とな
り、シリコン系材料とその下のTiON層のエッチング
中はラジカル反応が主体となるように設定される。そう
することによって、深さの異なるビアホールを同時に形
成し浅いビアホールにおいて層間絶縁膜のエッチングが
早く終了しても、下地のアルミニウム系材料が露出しな
いために、アルミニウム系材料がスパッタされない利点
がある。Therefore, a method has been proposed in which a TiON film is interposed as a barrier metal layer as a reaction prevention film between an aluminum-based material layer and a silicon-based material as a sputtering prevention film (JP-A-4-213823). See the bulletin). In the etching step of forming a via hole on the metal wiring having such a structure, the etching condition is mainly an ion assist reaction during the etching of the interlayer insulating film and a radical reaction during the etching of the silicon-based material and the TiON layer thereunder. It is set to be the subject. By doing so, even if the via holes having different depths are formed at the same time and the etching of the interlayer insulating film is completed early in the shallow via hole, the underlying aluminum-based material is not exposed, so that there is an advantage that the aluminum-based material is not sputtered.
【0006】しかし、アルミニウム系材料層上にバリア
メタル層のTiON層を介してシリコン系材料を積層し
た導電体層をドライエッチング法により配線形状にパタ
ーン化する場合、同一ガスを用いてエッチングすること
が難しく、シリコン系材料のエッチングとバリアメタル
層及びアルミニウム系材料層とのエッチングでエッチン
グガスを切り換える必要がある。そのため、プロセスが
複雑になり、歩留まりが低下して、製造コストの上昇を
招く。However, when the conductor layer in which the silicon-based material is laminated on the aluminum-based material layer via the TiON layer of the barrier metal layer is patterned into the wiring shape by the dry etching method, the same gas should be used for etching. However, it is necessary to switch the etching gas by etching the silicon material and etching the barrier metal layer and the aluminum material layer. Therefore, the process is complicated, the yield is reduced, and the manufacturing cost is increased.
【0007】また、アルミニウム系材料層上に形成され
たシリコン系材料層とバリアメタル層のエッチングをラ
ジカル反応を主体としたエッチングで行なっているの
で、各層がサイドエッチされ、ホール底部の径が一部分
のみ広がる。このことはビアホールの信頼性を低下さ
せ、さらにレイアウト設計の自由度も低下させる。ま
た、エッチング工程がより複雑な2ステップエッチング
であるので、再現性の確保が困難となる。Further, since the etching of the silicon-based material layer and the barrier metal layer formed on the aluminum-based material layer is performed mainly by the radical reaction, each layer is side-etched and the diameter of the hole bottom is partially reduced. Only spread. This lowers the reliability of the via hole and also lowers the degree of freedom in layout design. Further, since the etching process is a more complicated two-step etching, it is difficult to secure reproducibility.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明はビアホールエ
ッチング時に下層の金属配線のスパッタを防止するとと
もに、金属配線の抵抗値も低くすることのできる金属配
線構造と、ビアホールエッチング時に下層の金属配線の
スパッタを防止して、再現性がよく、低ダメージのエッ
チングを実現できる製造方法を提供することを目的とす
るものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a metal wiring structure capable of preventing the spattering of a metal wiring in a lower layer at the time of etching a via hole and reducing the resistance value of the metal wiring, and a metal wiring structure of a lower layer at the time of etching a via hole are provided. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of preventing spatter, achieving good reproducibility and achieving low damage etching.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の金属配線は、ア
ルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム
系材料層を主たる導電体層とし、その導電体層の最上層
にはそのフッ化物が揮発性をもつ金属層が積層されてい
る。In the metal wiring of the present invention, an aluminum-based material layer made of aluminum or an aluminum alloy is used as a main conductor layer, and the fluoride is volatile in the uppermost layer of the conductor layer. Metal layers are laminated.
【0010】本発明の製造方法は次の工程(A)から
(E)を含んで金属配線上にビアホールを形成すること
に特徴をもっている。(A)アルミニウム又はアルミニ
ウム合金からなるアルミニウム系材料層を主たる導電体
層とし、その導電体層の最上層にはそのフッ化物が揮発
性をもつ金属層が積層されている金属配線を形成する工
程、(B)その金属配線上からシリコン酸化膜系の層間
絶縁膜を形成する工程、(C)その層間絶縁膜上にレジ
スト膜を形成し、ビアホールを形成する位置に開口をも
つようにそのレジスト膜にパターン化を施す工程、
(D)そのパターン化されたレジスト膜をマスクとし
て、フッ素を含むエッチングガスを用いて層間絶縁膜に
ドライエッチングを施し、金属配線に到達するビアホー
ルを形成する工程、(E)そのレジスト膜及び形成され
たビアホール底部に存在するポリマー層を除去するアッ
シング工程。The manufacturing method of the present invention is characterized by forming the via hole on the metal wiring by including the following steps (A) to (E). (A) A step of forming a metal wiring in which an aluminum-based material layer made of aluminum or an aluminum alloy is used as a main conductor layer, and a metal layer whose fluoride is volatile is laminated on the uppermost layer of the conductor layer. , (B) a step of forming a silicon oxide film-based interlayer insulating film on the metal wiring, (C) forming a resist film on the interlayer insulating film, and forming the resist so that an opening is formed at a position where a via hole is formed. Patterning the film,
(D) Using the patterned resist film as a mask, dry etching the interlayer insulating film with an etching gas containing fluorine to form a via hole reaching the metal wiring, (E) the resist film and formation An ashing process for removing the polymer layer existing at the bottom of the formed via hole.
【0011】その金属層の材料はタングステン、モリブ
デン及びタンタルのうちのいずれかであることが好まし
い。主たる導電体層ではアルミニウム系材料層の下面と
上面の少なくとも一方にチタン層が積層されていること
が好ましく、これにより金属配線の信頼性を高めること
ができる。The material of the metal layer is preferably tungsten, molybdenum or tantalum. In the main conductor layer, it is preferable that a titanium layer is laminated on at least one of the lower surface and the upper surface of the aluminum-based material layer, which can improve the reliability of the metal wiring.
【0012】金属配線間の層間絶縁膜としてシリコン酸
化膜系の層間絶縁膜が用いられ、ビアホールを形成する
のにエッチングガスとしてCF4、C2F6、C4F8、C
HF3、CH2F2などのエッチングガスを用いてドライ
エッチングを行なうと、そのようなカーボンとフッ素を
含むガスによるプラズマにある金属が触れたとき、金属
表面に生成されるフッ化物の蒸気圧が高い場合、その表
面にはカーボンとフッ素が結合したポリマー(フロロカ
ーボン)が堆積することが知られている(JJAP,Vol.31,
PP.3731-3735 (1992) 参照)。その文献には、CHF3
ガスを用いたドライエッチングによってビアホールを形
成する場合、CHF3プラズマに曝されたAlの表面を
解析した結果、Alのフッ化物が観察されたが、ポリマ
ーの存在は認められなかったことが記載されている。一
方、シリコンやタングステンをCHF3プラズマに曝し
た場合、表面にはフッ素やカーボンから構成されるポリ
マー(フロロカーボン)の存在が認められ、シリコンや
タングステンのフッ化物は形成されていなかった。その
理由として、ある材料におけるそのフッ化物の蒸気圧が
高い場合、表面にはポリマーが堆積し、逆にそのフッ化
物の蒸気圧が低い場合にはポリマーが堆積しないとされ
ている。本発明は、そのポリマーをスパッタリング防止
膜として用いるものである。A silicon oxide film type interlayer insulating film is used as an interlayer insulating film between metal wirings, and CF 4 , C 2 F 6 , C 4 F 8 and C are used as an etching gas for forming a via hole.
When dry etching is performed using an etching gas such as HF 3 or CH 2 F 2 , the vapor pressure of the fluoride generated on the metal surface when the metal in the plasma due to the gas containing carbon and fluorine is touched. It is known that when carbon is high, a polymer (fluorocarbon) in which carbon and fluorine are bonded is deposited on the surface (JJAP, Vol.31,
See PP.3731-3735 (1992)). The document states that CHF 3
When a via hole was formed by dry etching using gas, the surface of Al exposed to CHF 3 plasma was analyzed, and although a fluoride of Al was observed, it was described that the presence of a polymer was not observed. ing. On the other hand, when silicon or tungsten was exposed to CHF 3 plasma, the presence of a polymer (fluorocarbon) composed of fluorine or carbon was observed on the surface, and no fluoride of silicon or tungsten was formed. The reason is that when the vapor pressure of the fluoride in a certain material is high, the polymer is deposited on the surface, and conversely, when the vapor pressure of the fluoride is low, the polymer is not deposited. The present invention uses the polymer as an anti-sputtering film.
【0013】図1は本発明の金属配線上に層間絶縁膜が
形成され、その層間絶縁膜にビアホールが形成された状
態を表わしたものである。BPSG(ボロン、リン含有
シリコン酸化膜)、NSG(不純物を含んでいないシリ
コン酸化膜)などの酸化シリコン系材料からなる層間絶
縁膜1上に本発明の金属配線が形成されている。ここで
は、主たる導電体層2として、アルミニウム系材料層2
bとその下面と上面にそれぞれチタン層2a,2cが積
層されたものが示されている。アルミニウム系材料層2
bはAl又はAlにSiやCuをわずかに含んだAl合
金であり、その膜厚は300〜800nm、好ましくは
400〜600nmであり、Al、AlSiCu、Al
Cu、AlSiなどのアルミニウム系材料をターゲット
としたスパッタ法により形成することができる。Ti層
2a,2cは膜厚が10〜50nm、好ましくは20〜
40nmであり、Tiをターゲットとしてスパッタ法に
より形成することができる。主たる導電体層2はアルミ
ニウム系材料層2bだけの場合も含んでおり、Ti層2
a又は2cのいずれか一方のみが積層されているものも
含んでいる。FIG. 1 shows a state in which an interlayer insulating film is formed on the metal wiring of the present invention, and a via hole is formed in the interlayer insulating film. The metal wiring of the present invention is formed on the interlayer insulating film 1 made of a silicon oxide-based material such as BPSG (boron and phosphorus-containing silicon oxide film) and NSG (silicon oxide film containing no impurities). Here, the aluminum-based material layer 2 is used as the main conductor layer 2.
It is shown that the titanium layers 2a and 2c are laminated on b and the lower surface and the upper surface thereof, respectively. Aluminum-based material layer 2
b is Al or an Al alloy slightly containing Si or Cu in Al, and the film thickness thereof is 300 to 800 nm, preferably 400 to 600 nm, and Al, AlSiCu, Al
It can be formed by a sputtering method using an aluminum-based material such as Cu or AlSi as a target. The Ti layers 2a and 2c have a film thickness of 10 to 50 nm, preferably 20 to
It has a thickness of 40 nm and can be formed by a sputtering method using Ti as a target. The main conductor layer 2 includes the case of only the aluminum-based material layer 2b.
It also includes the case where only one of a and 2c is laminated.
【0014】アルミニウム系材料層2b及びTi層2
a,2cの形成時は、各層の間で大気に暴露することな
く、順次連続して積層するのが好ましい。それによっ
て、各層の界面に酸化物が形成されるのを防ぎ、配線抵
抗の上昇のない良好な積層界面をもつ導電体層を形成す
ることができる。主たる導電体層2で、アルミニウム系
材料層2bの下面と上面の少なくとも一方にTi層が形
成されている場合は、各種のプロセスによる熱処理を経
る間にアルミニウム系材料層2bとTi層との界面で合
金化反応が起こる。この合金化反応によって配線の信頼
性が著しく向上する。Aluminum-based material layer 2b and Ti layer 2
At the time of forming a and 2c, it is preferable to sequentially stack the layers without exposing the layers to the atmosphere. As a result, it is possible to prevent an oxide from being formed at the interface of each layer, and to form a conductor layer having a good laminated interface without an increase in wiring resistance. In the main conductor layer 2, when a Ti layer is formed on at least one of the lower surface and the upper surface of the aluminum-based material layer 2b, the interface between the aluminum-based material layer 2b and the Ti layer during heat treatment by various processes. An alloying reaction occurs at. This alloying reaction significantly improves the reliability of the wiring.
【0015】主たる導電体層2の上面にはそのフッ化物
が揮発性をもつ金属層3が積層されている。この金属層
3はタングステン、モリブデン及びタンタルのうちのい
ずれかの高融点金属又はそのシリサイドであることが好
ましい。これらの高融点金属又はそのシリサイドはその
フッ化物の蒸気圧が高く、すなわち揮発性の高い金属層
である。この金属層3の膜厚は10〜300nm、好ま
しくは20〜100nmである。この金属層3はSiH
4、H2及びWF6の混合ガス、SiH4、H2及びMoF5
の混合ガス、又はSiH4、H2及びTaF6の混合ガス
を用いたプラズマCVD法や、W、Mo又はTaをター
ゲットとしたスパッタ法により形成することができる。
この金属層3の材料としては、W、Mo又はTa以外で
も高融点金属や遷移金属など、そのフッ化物の蒸気圧が
高い金属であればいずれも使用することができる。4は
シリコン酸化膜系の層間絶縁膜であり、その厚みは下層
にある種々の段差、例えば金属配線や素子分離用フィー
ルド酸化膜(LOCOS酸化膜)などの影響を受けて場
所により変化する。層間絶縁膜4にはビアホール6が形
成されている。On the upper surface of the main conductor layer 2, a metal layer 3 whose fluoride is volatile is laminated. This metal layer 3 is preferably a refractory metal of any one of tungsten, molybdenum, and tantalum or a silicide thereof. These refractory metals or their silicides have high fluoride vapor pressures, that is, highly volatile metal layers. The thickness of the metal layer 3 is 10 to 300 nm, preferably 20 to 100 nm. This metal layer 3 is SiH
Mixed gas of 4 , H 2 and WF 6 , SiH 4 , H 2 and MoF 5
Can be formed by a plasma CVD method using a mixed gas of the above or a mixed gas of SiH 4 , H 2 and TaF 6 or a sputtering method using W, Mo or Ta as a target.
As a material of the metal layer 3, any metal other than W, Mo or Ta, such as a refractory metal or a transition metal, can be used as long as the fluoride has a high vapor pressure. Reference numeral 4 is a silicon oxide film-based interlayer insulating film, the thickness of which varies depending on the location under the influence of various steps in the lower layer, for example, metal wiring and element isolation field oxide film (LOCOS oxide film). A via hole 6 is formed in the interlayer insulating film 4.
【0016】図1に示される金属配線では、主たる導電
体層2上に金属層3が積層されていることにより低抵抗
の配線が実現でき、かつ導電体層2及び金属層3は金属
配線のドライエッチングにおいて同時に加工することが
でき、再現性の確保やプロセスランニングコストの低減
を図ることができる。また、金属層3はビアホール形成
用のフォトリソグラフィー工程における露光時の紫外線
の反射防止膜としても作用し、レジストパターンニング
時のハレーション防止の効果もある。In the metal wiring shown in FIG. 1, since the metal layer 3 is laminated on the main conductor layer 2, a low resistance wiring can be realized, and the conductor layer 2 and the metal layer 3 are metal wirings. It is possible to perform processing simultaneously in dry etching, and it is possible to secure reproducibility and reduce the process running cost. In addition, the metal layer 3 also acts as an antireflection film for ultraviolet rays during exposure in the photolithography process for forming via holes, and has the effect of preventing halation during resist patterning.
【0017】ビアホール6の直径は0.2〜0.8μmで
あり、デバイスのデザインルールにより適宜決定される
値である。層間絶縁膜4の厚みは場所により変化するの
で、厚みの異なる層間絶縁膜4に形成したビアホール6
は場所によって深さの異なるホールとなる。ビアホール
6を形成するためのドライエッチング中、深さの浅いホ
ール(層間絶縁膜4の薄い場所のホール)ほどオーバー
エッチングを受ける。このオーバーエッチング中、エッ
チングガスに含まれるフッ素と金属層3が結合してフッ
化物を生じる。このフッ化物は蒸気圧の高い物質である
ので表面から揮散する。そのような反応が進むに従い、
ホール底部のフッ素の割合が相対的に減少し、カーボン
過剰の状態になってポリマーが堆積する。このポリマー
はオーバーエッチング時間が増えるほど堆積するため、
浅いビアホールほどポリマーが厚く堆積する結果とな
る。このポリマーは金属層3の表面を保護し、オーバー
エッチング時に主たる導電体層2がスパッタリングされ
るのを抑制する。堆積したポリマーはレジスト除去時の
酸素プラズマアッシングによって容易に除去できるの
で、後工程への影響はない。The diameter of the via hole 6 is 0.2 to 0.8 μm, which is a value appropriately determined by the device design rule. Since the thickness of the interlayer insulating film 4 changes depending on the location, the via hole 6 formed in the interlayer insulating film 4 having a different thickness.
Is a hole with different depth depending on the location. During the dry etching for forming the via hole 6, a hole having a shallower depth (a hole in a place where the interlayer insulating film 4 is thin) is over-etched. During this over-etching, the fluorine contained in the etching gas and the metal layer 3 combine to generate a fluoride. Since this fluoride has a high vapor pressure, it volatilizes from the surface. As such reactions proceed,
The proportion of fluorine at the bottom of the hole is relatively reduced, and the polymer is deposited in the state of excess carbon. This polymer deposits as the overetch time increases, so
Shallow via holes result in thicker polymer deposition. This polymer protects the surface of the metal layer 3 and suppresses the main conductor layer 2 from being sputtered during overetching. Since the deposited polymer can be easily removed by oxygen plasma ashing at the time of removing the resist, there is no influence on the subsequent process.
【0018】図2によりビアホールを形成する本発明の
製造方法を説明する。 (A)LOCOS段差や下層のメタル配線段差などの影
響を受けて表面に種々の段差をもっているNSG膜やB
PSG膜などのシリコン酸化膜系層間絶縁膜1をCVD
法によって形成する。その上に主たる導電体層2を形成
する。一例として主たる導電体層2は3層構造であり、
1層目のTi層2aをスパッタ法により形成し、その後
大気に曝すことなくその上にAl、AlSiCu、Al
Cu、AlSiなどのアルミニウム系配線材料層2bを
別の成膜室にてスパッタ法により成膜し、その後大気に
曝すことなくさらにその上にTi層2cを別の成膜室に
てスパッタ法により成膜する。Ti層はアルミニウム系
配線材料層2bの上下に積層してもよく、一方のみでも
よい。このように、導電体層2a〜2cを大気暴露する
ことなく連続成膜すれば、各層界面の酸化はないので、
配線抵抗の上昇を抑えることができる。The manufacturing method of the present invention for forming a via hole will be described with reference to FIG. (A) NSG film or B having various steps on the surface under the influence of LOCOS step or lower metal wiring step
CVD of silicon oxide film-based interlayer insulating film 1 such as PSG film
Form by the method. A main conductor layer 2 is formed thereon. As an example, the main conductor layer 2 has a three-layer structure,
The first Ti layer 2a is formed by the sputtering method, and thereafter Al, AlSiCu, Al is formed on the Ti layer 2a without being exposed to the atmosphere.
An aluminum-based wiring material layer 2b such as Cu or AlSi is formed by a sputtering method in another film forming chamber, and then a Ti layer 2c is further formed thereon by a sputtering method in another film forming chamber without being exposed to the atmosphere. Form a film. The Ti layer may be laminated on the upper and lower sides of the aluminum-based wiring material layer 2b, or may be only one. In this way, if the conductor layers 2a to 2c are continuously formed without exposure to the atmosphere, there is no oxidation at the interface between the layers,
It is possible to suppress an increase in wiring resistance.
【0019】次に、主たる導電体層2上に金属層3をC
VD法やスパッタ法により積層する。その後、リソグラ
フィー法によって金属層3上にレジストパターンを形成
する。このフォトリソグラフィー工程においては、金属
層3は紫外線の反射防止膜の作用を果たす。そのレジス
トパターンをマスクにしてドライエッチング法により金
属層3と主たる導電体層2を同時にエッチングして金属
配線を形成する。Next, the metal layer 3 is deposited on the main conductor layer 2 by C
The layers are stacked by the VD method or the sputtering method. Then, a resist pattern is formed on the metal layer 3 by the lithography method. In this photolithography process, the metal layer 3 functions as an antireflection film for ultraviolet rays. Using the resist pattern as a mask, the metal layer 3 and the main conductor layer 2 are simultaneously etched by a dry etching method to form a metal wiring.
【0020】次に、レジストパターンを除去した後、そ
の金属配線上にCVD法によってNSGやBPSGなど
のシリコン酸化膜系の絶縁膜を形成し、その上にSOG
(スピン・オン・グラス)を全面に形成した後、エッチ
バックを行なったり表面の研磨などを行なって表面を平
坦化した後、再度CVD法によってNSGやBPSG膜
などのシリコン酸化膜系の絶縁膜を形成して表面が平坦
化された層間絶縁膜4とする。この層間絶縁膜4の膜厚
は下層の段差の影響によって場所により変化している。
層間絶縁膜4上にフォトリソグラフィー法によってビア
ホール形成用のレジストパターン5を形成する。Next, after removing the resist pattern, a silicon oxide film type insulating film such as NSG or BPSG is formed on the metal wiring by the CVD method, and the SOG is formed thereon.
After forming (spin-on-glass) on the entire surface, the surface is flattened by etching back or polishing the surface, and then a silicon oxide insulating film such as NSG or BPSG film is again formed by the CVD method. To form an interlayer insulating film 4 having a flattened surface. The film thickness of the interlayer insulating film 4 changes depending on the location due to the influence of the step difference in the lower layer.
A resist pattern 5 for forming a via hole is formed on the interlayer insulating film 4 by a photolithography method.
【0021】(B)そのレジストパターン5をマスクと
して層間絶縁膜4をカーボン及びフッ素を含むガス、例
えばCF4、C2F6、C3F8、CHF3又はC2F2などの
単一ガス又はそれらの混合ガスをエッチングガスとして
ドライエッチングを行なう。ドライエッチングが進行
し、層間絶縁膜4の薄い部分において下層にある金属層
3がまず露出する。金属層3が露出したホール6−1に
おいては、エッチングガス中に含まれるフッ素とその金
属層3が反応して蒸気圧の高い物質が形成され、表面か
ら揮散する。この表面反応によりカーボンリッチのポリ
マー8−1がホールの底部に堆積し、オーバーエッチン
グ時のイオン衝撃から金属膜3の表面を保護し、スパッ
タを抑制する。一方、層間絶縁膜の厚い部分において
は、ホール6−2は下層の金属層3までは到達しない。(B) Using the resist pattern 5 as a mask, the interlayer insulating film 4 is formed of a single gas containing carbon and fluorine, such as CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , CHF 3 or C 2 F 2. Dry etching is performed using gas or a mixed gas thereof as an etching gas. The dry etching progresses, and the metal layer 3 as an underlying layer is first exposed in a thin portion of the interlayer insulating film 4. In the hole 6-1 where the metal layer 3 is exposed, fluorine contained in the etching gas and the metal layer 3 react with each other to form a substance having a high vapor pressure, which is volatilized from the surface. Due to this surface reaction, the carbon-rich polymer 8-1 is deposited on the bottom of the hole, protecting the surface of the metal film 3 from ion bombardment during overetching and suppressing sputtering. On the other hand, in the thick portion of the interlayer insulating film, the hole 6-2 does not reach the lower metal layer 3.
【0022】(C)さらにエッチングが進行し、層間絶
縁膜の厚い部分に形成したビアホール6−2もやがて下
層の金属層3まで到達するようになり、そのホール6−
2の底部にもポリマー8−2が堆積し始める。その間、
オーバーエッチングされていたホール6−1ではポリマ
ー8−1が堆積し続けるので、結果としてポリマーの厚
みは(ポリマー8−1)>(ポリマー8−2)となる。
また、オーバーエッチングの間、主たる導電体層2はポ
リマー8−1,8−2で保護されているので、主たる導
電体層2のスパッタは抑止され続ける。(C) As the etching further progresses, the via hole 6-2 formed in the thick portion of the interlayer insulating film eventually reaches the lower metal layer 3 and the hole 6-.
Polymer 8-2 also begins to deposit on the bottom of 2. in the meantime,
Since the polymer 8-1 continues to be deposited in the over-etched hole 6-1, the thickness of the polymer is (polymer 8-1)> (polymer 8-2).
Further, during the over-etching, the main conductor layer 2 is protected by the polymers 8-1 and 8-2, so that the sputter of the main conductor layer 2 is continuously suppressed.
【0023】(D)最後に、パターンしてあるレジスト
5を酸素プラズマによるアッシングにより除去する。こ
のとき、酸素プラズマによってホール6−1,6−2の
底部に形成されてスパッタ抑止効果をもっていたポリマ
ー8−1,8−2も同時に除去される。(D) Finally, the patterned resist 5 is removed by ashing with oxygen plasma. At this time, the polymers 8-1 and 8-2 which were formed at the bottoms of the holes 6-1 and 6-2 by the oxygen plasma and had the effect of suppressing the sputtering are also removed at the same time.
【0024】[0024]
(実施例1)実施例1は金属層3がタングステンである
場合の実施例である。図2を参照して製造方法とともに
説明する。 (A)下地段差がある基板上に原料としてTEOS(テ
トラエチルオルソシリケート;Tetra-Ethyl-Ortho-Sili
cate)を使用したプラズマCVD法によってNSG膜1
を成膜した。NSG膜1の最大膜厚は900nmであっ
た。その後、Tiをターゲットとするスパッタ法により
基板温度400℃、圧力2.0mTorr、Ar雰囲気にて
Ti膜2aを全面に厚さ20nmに成膜した。引き続
き、大気暴露することなしに真空中を基板を別の成膜室
に搬送し、AlSiCu(Si1%、Cu0.5%含
有)をターゲットとするスパッタ法により基板温度40
0℃、圧力2.0mTorr、Ar雰囲気にてAlSiCu
膜2bを全面に600nm堆積した。さらに引き続き、
大気暴露することなしに真空中を基板を別の成膜室に搬
送し、Tiをターゲットとするスパッタ法により基板温
度400℃、圧力2.0mTorr、Ar雰囲気にてTi膜
2cを全面に厚さ20nmに成膜した。このようにし
て、大気暴露することなしにアルミニウムを主体とする
導電体層2を連続で640nmの厚さに成膜した。(Example 1) Example 1 is an example in which the metal layer 3 is tungsten. This will be described together with the manufacturing method with reference to FIG. (A) TEOS (tetraethyl orthosilicate; Tetra-Ethyl-Ortho-Sili) as a raw material on a substrate with a step
NSG film 1 by plasma CVD method using
Was deposited. The maximum film thickness of the NSG film 1 was 900 nm. Then, a Ti film 2a was formed to a thickness of 20 nm on the entire surface by a sputtering method using Ti as a target in a substrate temperature of 400 ° C., a pressure of 2.0 mTorr, and an Ar atmosphere. Subsequently, the substrate is transferred to another film forming chamber in a vacuum without being exposed to the atmosphere, and the substrate temperature is set to 40 by a sputtering method targeting AlSiCu (containing 1% of Si and 0.5% of Cu).
AlSiCu at 0 ° C, pressure of 2.0 mTorr and Ar atmosphere
The film 2b was deposited on the entire surface to a thickness of 600 nm. Further on,
The substrate is transported to another film forming chamber in a vacuum without being exposed to the atmosphere, and the Ti film 2c is formed on the entire surface in a substrate temperature of 400 ° C., a pressure of 2.0 mTorr, and an Ar atmosphere by a sputtering method using Ti as a target. The film was formed to a thickness of 20 nm. In this way, the conductor layer 2 composed mainly of aluminum was continuously formed to a thickness of 640 nm without exposure to the atmosphere.
【0025】次に、大気中を搬送し、プラズマCVD法
により、SiH4、H2及びWF6を含む混合ガスを用い
て、圧力80Torr、基板温度450℃で導電体層2上に
全面に金属層3としてタングステン膜を50nmの厚さ
に成膜した。その後、金属層3上にフォトリソグラフィ
ー法によりレジストパターンを形成し、金属層3と導電
体層2を、マイクロ波とRF(高周波)を用いたドライ
エッチング法により、BCl3とCl2の混合ガスを用い
て、圧力10mTorr、基板温度40℃、RFパワー60
Wで同時にエッチングした。金属層3と導電体層2とを
同時にエッチングできるので、再現性のよいエッチング
が可能であった。Next, the substrate is transported in the air, and a mixed gas containing SiH 4 , H 2 and WF 6 is used by a plasma CVD method at a pressure of 80 Torr and a substrate temperature of 450 ° C. to form a metal on the entire surface of the conductor layer 2. As the layer 3, a tungsten film was formed to a thickness of 50 nm. After that, a resist pattern is formed on the metal layer 3 by a photolithography method, and the metal layer 3 and the conductor layer 2 are mixed with BCl 3 and Cl 2 by a dry etching method using microwave and RF (high frequency). Using a pressure of 10 mTorr, substrate temperature of 40 ° C., RF power of 60
Simultaneously etched with W. Since the metal layer 3 and the conductor layer 2 can be simultaneously etched, reproducible etching was possible.
【0026】次に、その上にプラズマCVD法によって
TEOS、SiH4及びO2を用いてNSG膜を400n
mの厚さに全面に成膜し、さらにその上にSOGを全面
に形成し、ドライエッチング法によってエッチバックし
た後、再度その上にプラズマCVD法によってTEO
S、SiH4及びO2を用いてNSG膜を400nmの厚
さに全面に成膜し、表面平坦性のよい層間絶縁膜4を形
成した。この平坦化した層間絶縁膜4の膜厚は下地段差
の影響によって場所により異なっている。膜厚を測定し
た結果、最大で950nm、最小で400nmで、2倍
以上の差がみられた。その上に、フォトリソグラフィー
法によって直径0.45μmのビアホール用レジストパ
ターン5を形成した。Next, an NSG film of 400 n is formed thereon by using the plasma CVD method using TEOS, SiH 4 and O 2.
m is formed on the entire surface, SOG is formed on the entire surface, etch back is performed by dry etching, and then TEO is again formed by plasma CVD.
An NSG film having a thickness of 400 nm was formed over the entire surface using S, SiH 4, and O 2 to form an interlayer insulating film 4 having good surface flatness. The thickness of the flattened interlayer insulating film 4 varies depending on the location due to the influence of the step difference in the base. As a result of measuring the film thickness, a difference of 2 times or more was observed at the maximum of 950 nm and the minimum of 400 nm. A resist pattern 5 for via holes having a diameter of 0.45 μm was formed thereon by a photolithography method.
【0027】(B)そのレジスト5をマスクとしてRI
E(反応性イオンエッチング)法を用い、CHF3ガス
やC2F6ガスを用い、圧力150mTorr、基板温度20
℃でエッチングを行なった。この状態でサンプルの断面
SEM観察を行なった結果、ホール底部にポリマーが堆
積し、そのポリマーが下層の金属層3のスパッタを抑止
していた。また、層間絶縁膜の薄い領域に形成されたビ
アホール6−1のポリマー8−1の厚みは層間絶縁膜の
厚い領域に形成されたビアホール6−2のポリマー8−
2の厚みに比べて厚いことが分かった。(B) RI using the resist 5 as a mask
CHF 3 gas or C 2 F 6 gas is used with E (reactive ion etching) method, pressure is 150 mTorr, and substrate temperature is 20.
Etching was performed at ° C. As a result of cross-sectional SEM observation of the sample in this state, a polymer was deposited at the bottom of the hole, and the polymer suppressed the sputtering of the lower metal layer 3. The thickness of the polymer 8-1 in the via hole 6-1 formed in the thin region of the interlayer insulating film is the same as that of the polymer 8-1 in the via hole 6-2 formed in the thick region of the interlayer insulating film.
It was found to be thicker than the thickness of 2.
【0028】(C)次に、このサンプルを酸素プラズマ
中でレジストアッシングし、再度断面SEM観察を行な
った結果、ビアホール底部のポリマー8−1,8−2も
レジストとともに除去されていた。(C) Next, as a result of subjecting this sample to resist ashing in oxygen plasma and performing cross-sectional SEM observation again, the polymers 8-1 and 8-2 at the bottom of the via hole were also removed together with the resist.
【0029】図2(A)〜(C)の工程で、配線層の信
頼性を評価するために、導電体層2として下層にも上層
にもチタン層を設けないで、導電体層2をアルミニウム
合金層2bのみとしたサンプルも準備した。それを図2
(A)〜(C)と同様に処理した。配線層の信頼性を評
価するために、通常のエレクトロマイグレーション評価
を行なった結果、導電体層2の下面にも上面にもTi層
を成膜しなかったサンプルは著しく寿命が短かった。こ
の結果は、導電体層2上の金属層3の有無には関係がな
かった。これは、TiとAlの合金層が形成されなかっ
たためと考えられる。一方、Ti層をアルミニウム合金
層2bの下面又は上面のいずれか一方に積層したもの
は、配線寿命が長かった。In the steps of FIGS. 2A to 2C, in order to evaluate the reliability of the wiring layer, the titanium layer is not provided as the conductor layer 2 on the lower layer or the upper layer, and the conductor layer 2 is formed. A sample including only the aluminum alloy layer 2b was also prepared. Figure 2
It processed like (A)-(C). In order to evaluate the reliability of the wiring layer, as a result of the usual electromigration evaluation, the sample in which the Ti layer was not formed on the lower surface or the upper surface of the conductor layer 2 had a remarkably short life. This result was not related to the presence or absence of the metal layer 3 on the conductor layer 2. It is considered that this is because the alloy layer of Ti and Al was not formed. On the other hand, when the Ti layer was laminated on either the lower surface or the upper surface of the aluminum alloy layer 2b, the wiring life was long.
【0030】(比較例)比較のために、実施例1におい
て金属層3を積層しないで、他の工程は同様に行なった
結果を図3を参照して説明する。 (A)図2(A)の工程から金属層3を形成する工程を
省略した。金属配線を形成するパターン化の際には、金
属層3が存在しないので、アルミニウムを中心とする導
電体層2のみをエッチングしてパターン化した。(Comparative Example) For comparison, the result of performing the other steps in the same manner as in Example 1 without laminating the metal layer 3 will be described with reference to FIG. (A) The step of forming the metal layer 3 is omitted from the step of FIG. Since the metal layer 3 does not exist in the patterning for forming the metal wiring, only the conductor layer 2 centered on aluminum was etched and patterned.
【0031】(B)ビアホールを形成するための層間絶
縁膜4のドライエッチングにおいては、ビアホール6−
1,6−2の底部にポリマーは堆積せず、ホール側壁に
は下層メタルのスパッタ物7−1,7−2が付着した。
層間絶縁膜4の厚い領域に形成されたビアホール6−2
のスパッタ物7−2より層間絶縁膜の薄い領域に形成さ
れたビアホール6−1のスパッタ物7−1の方が激しく
付着していた。(B) In the dry etching of the interlayer insulating film 4 for forming the via hole, the via hole 6-
No polymer was deposited on the bottoms of Nos. 1 and 6-2, and the sputtered products 7-1 and 7-2 of the lower layer metal were attached to the side walls of the holes.
Via hole 6-2 formed in a thick region of interlayer insulating film 4
The sputtered material 7-1 of the via hole 6-1 formed in the region where the interlayer insulating film was thinner than the sputtered material 7-2 of FIG.
【0032】(C)レジストを除去するための酸素プラ
ズマ中でのアッシング工程を経ても、スパッタ物7−
1,7−2は依然として残っていた。スパッタ物7−
1,7−2はビアホールを形成するための層間絶縁膜4
のドライエッチングのガスとしてフッ素を含まないガス
を用いた場合にも同様に発生し、酸素プラズマ中でのア
ッシングによっては除去することはできなかった。(C) Even after the ashing process in oxygen plasma for removing the resist, the sputtered material 7-
1,7-2 still remained. Spatter 7-
1, 7-2 are interlayer insulating films 4 for forming via holes
The same occurs when a gas containing no fluorine is used as the dry etching gas, and it cannot be removed by ashing in oxygen plasma.
【0033】(実施例2)実施例2は金属層3としてモ
リブデン層を用いた。実施例1で金属層3としてタング
ステン膜を形成するのに代えて、モリブデン膜を形成し
た。モリブデン膜はモリブデンをターゲットとするスパ
ッタ法により、基板温度450℃、圧力2.0mTorr、
Ar雰囲気で導電体層2上に60nmの厚さに成膜し
た。その他の工程は実施例1と同様にしてビアホールを
形成し、実施例1と同様の結果を得た。(Example 2) In Example 2, a molybdenum layer was used as the metal layer 3. Instead of forming the tungsten film as the metal layer 3 in Example 1, a molybdenum film was formed. The molybdenum film is formed by a sputtering method using molybdenum as a target, the substrate temperature is 450 ° C., the pressure is 2.0 mTorr,
A film having a thickness of 60 nm was formed on the conductor layer 2 in an Ar atmosphere. A via hole was formed in the other steps in the same manner as in Example 1, and the same results as in Example 1 were obtained.
【0034】(実施例3)実施例2は金属層3としてタ
ンタル層を用いた。実施例1で金属層3としてタングス
テン膜を形成するのに代えて、タンタル膜を形成した。
タンタル膜はタンタルをターゲットとするスパッタ法に
より、基板温度450℃、圧力2.0mTorr、Ar雰囲
気で導電体層2上に50nmの厚さに成膜した。その他
の工程は実施例1と同様にしてビアホールを形成し、実
施例1と同様の結果を得た。(Example 3) In Example 2, a tantalum layer was used as the metal layer 3. Instead of forming the tungsten film as the metal layer 3 in Example 1, a tantalum film was formed.
The tantalum film was formed on the conductor layer 2 to a thickness of 50 nm by a sputtering method using tantalum as a target in a substrate temperature of 450 ° C., a pressure of 2.0 mTorr, and an Ar atmosphere. A via hole was formed in the other steps in the same manner as in Example 1, and the same results as in Example 1 were obtained.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明の金属配線では、アルミニウム又
はアルミニウム合金からなるアルミニウム系材料層を主
とする導電体層上に金属層が積層されていることによ
り、低抵抗の配線を実現することができる。主たる導電
体層でアルミニウム系材料層の下面と上面の少なくとも
一方にチタン層を積層すれば、金属配線の信頼性を高め
ることができる。その金属層はそのフッ化物が揮発性を
もっているので、ビアホールを形成するためのドライエ
ッチング中、層間絶縁膜の薄い場所のビアホールでオー
バーエッチングを受けた際、エッチングガスに含まれる
フッ素と金属層が結合してフッ化物を生じて揮散し、ビ
アホール底部にポリマーが堆積する。このポリマーは金
属層の表面を保護し、オーバーエッチング時に主たる導
電体層がスパッタリングされるのを抑制し、再現性がよ
く、低ダメージのエッチングを行なうことができるよう
になる。そのポリマーはレジスト除去時の酸素プラズマ
アッシングによって容易に除去できるので、後工程への
影響はない。In the metal wiring of the present invention, a wiring having a low resistance can be realized by laminating a metal layer on a conductor layer mainly composed of an aluminum material layer made of aluminum or an aluminum alloy. it can. By stacking a titanium layer on at least one of the lower surface and the upper surface of the aluminum-based material layer, which is the main conductor layer, the reliability of the metal wiring can be improved. Since the fluoride of the metal layer is volatile, during the dry etching for forming the via hole, when the via hole in the place where the interlayer insulating film is thin is over-etched, the fluorine contained in the etching gas and the metal layer are When combined, fluoride is generated and volatilized, and the polymer is deposited on the bottom of the via hole. This polymer protects the surface of the metal layer, suppresses the main conductor layer from being sputtered at the time of over-etching, and has good reproducibility and enables low-damage etching. Since the polymer can be easily removed by oxygen plasma ashing at the time of removing the resist, there is no influence on the subsequent steps.
【0036】その金属層は金属配線とするためのドライ
エッチングにおいて、その下の主たる導電体層と同時に
加工することができるので、その金属層を設けても再現
性の確保やプロセスランニングコストの点で不利になる
ことはない。またその金属層はフォトリソグラフィー工
程における露光時の紫外線の反射防止膜としても作用
し、レジストパターンニング時のハレーション防止の効
果もある。主たる導電体層の形成工程で、アルミニウム
系材料層形成の前と後の少なくとも一方において、その
アルミニウム系材料層形成時との間で大気に暴露するこ
となく連続してチタン層を形成すると、各層界面の酸化
を防ぐことができ、配線抵抗の上昇を抑えることができ
る。Since the metal layer can be processed at the same time as the main conductor layer thereunder in dry etching for forming metal wiring, reproducibility is ensured and process running cost is reduced even if the metal layer is provided. There is no disadvantage. Further, the metal layer also acts as an antireflection film for ultraviolet rays during exposure in the photolithography process, and also has an effect of preventing halation during resist patterning. In the step of forming the main conductor layer, at least one of before and after the formation of the aluminum-based material layer, when the titanium layer is continuously formed without being exposed to the atmosphere between the formation of the aluminum-based material layer, each layer is formed. Oxidation of the interface can be prevented, and an increase in wiring resistance can be suppressed.
【図1】ビアホールが形成された状態を示す一実施例の
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an example showing a state in which a via hole is formed.
【図2】ビアホールを形成する工程を示す製造方法の一
実施例の工程断面図である。FIG. 2 is a process sectional view of an example of a manufacturing method showing a process of forming a via hole.
【図3】比較例においてビアホールを形成する工程を示
す工程断面図である。FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a process of forming a via hole in a comparative example.
1,4 層間絶縁膜 2 導電体層 2a,2c Ti層 2b アルミニウム系材料層 3 フッ化物が揮発性をもつ金属層 6,6−1,6−2 ビアホール 8−1,8−2 ポリマー 1,4 Interlayer insulating film 2 Conductor layers 2a, 2c Ti layer 2b Aluminum-based material layer 3 Fluoride volatile metal layer 6,6-1,6-2 Via hole 8-1,8-2 Polymer
Claims (6)
て、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミ
ニウム系材料層を主たる導電体層とし、その導電体層の
最上層にはそのフッ化物が揮発性をもつ金属層が積層さ
れていることを特徴とする半導体装置の金属配線。1. A metal wiring used in a semiconductor device, wherein an aluminum-based material layer made of aluminum or an aluminum alloy is a main conductor layer, and the fluoride is volatile in the uppermost layer of the conductor layer. A metal wiring of a semiconductor device, wherein a metal layer is laminated.
ブデン及びタンタルのうちのいずれかの高融点金属又は
そのシリサイドである請求項1に記載の金属配線。2. The metal wiring according to claim 1, wherein the material of the metal layer is a refractory metal of any one of tungsten, molybdenum and tantalum or a silicide thereof.
材料層の下面と上面の少なくとも一方にはチタン層が積
層されている請求項1又は2に記載の金属配線。3. The metal wiring according to claim 1, wherein a titanium layer is laminated on at least one of a lower surface and an upper surface of the aluminum-based material layer in the main conductor layer.
属配線上にビアホールを形成する工程を含むことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 (A)アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアル
ミニウム系材料層を主たる導電体層とし、その導電体層
の最上層にはそのフッ化物が揮発性をもつ金属層が積層
されている金属配線を形成する工程、(B)前記金属配
線上からシリコン酸化膜系の層間絶縁膜を形成する工
程、(C)その層間絶縁膜上にレジスト膜を形成し、ビ
アホールを形成する位置に開口をもつようにそのレジス
ト膜にパターン化を施す工程、(D)そのパターン化さ
れたレジスト膜をマスクとして、フッ素を含むエッチン
グガスを用いて前記層間絶縁膜にドライエッチングを施
し、前記金属配線に到達するビアホールを形成する工
程、(E)前記レジスト膜及び形成されたビアホール底
部に存在するポリマー層を除去するアッシング工程。4. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a via hole on a metal wiring by including the following steps (A) to (E). (A) A step of forming a metal wiring in which an aluminum-based material layer made of aluminum or an aluminum alloy is used as a main conductor layer, and a metal layer whose fluoride is volatile is laminated on the uppermost layer of the conductor layer. , (B) a step of forming a silicon oxide film type interlayer insulating film on the metal wiring, (C) a resist film is formed on the interlayer insulating film, and the resist is formed so as to have an opening at a position where a via hole is formed. Patterning the film, (D) using the patterned resist film as a mask, dry etching the interlayer insulating film using an etching gas containing fluorine to form a via hole reaching the metal wiring. Step (E) an ashing step of removing the resist film and the polymer layer existing at the bottom of the formed via hole.
ブデン及びタンタルのうちのいずれかの高融点金属又は
そのシリサイドである請求項4に記載の半導体装置の製
造方法。5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the material of the metal layer is a refractory metal of any one of tungsten, molybdenum, and tantalum or a silicide thereof.
ミニウム系材料層形成の前と後の少なくとも一方におい
て、そのアルミニウム系材料層形成時との間で大気に暴
露することなく連続してチタン層を形成する請求項4又
は5に記載の半導体装置の製造方法。6. In the step of forming the main conductor layer, titanium is continuously formed at least before and / or after the formation of the aluminum-based material layer and without being exposed to the atmosphere between the formation of the aluminum-based material layer. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein a layer is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12721495A JPH08298287A (en) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | Metal wiring of semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12721495A JPH08298287A (en) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | Metal wiring of semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08298287A true JPH08298287A (en) | 1996-11-12 |
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ID=14954557
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| JP12721495A Pending JPH08298287A (en) | 1995-04-26 | 1995-04-26 | Metal wiring of semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08298287A (en) |
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- 1995-04-26 JP JP12721495A patent/JPH08298287A/en active Pending
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