JP2001313336A - Manufacturing method of copper structure - Google Patents

Manufacturing method of copper structure

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JP2001313336A
JP2001313336A JP2000307010A JP2000307010A JP2001313336A JP 2001313336 A JP2001313336 A JP 2001313336A JP 2000307010 A JP2000307010 A JP 2000307010A JP 2000307010 A JP2000307010 A JP 2000307010A JP 2001313336 A JP2001313336 A JP 2001313336A
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Japan
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layer
silicon nitride
nitride layer
insulating layer
opening
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JP2000307010A
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Japanese (ja)
Inventor
Shiryo Ri
資良 李
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Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture metal wiring structure and metal via structure using a double-fitting process. SOLUTION: In this process, a double-fitting opening part with double-fitting copper structure is formed in a composite insulation layer, consisting of a silicon oxide layer and a multiple silicon nitride stop layer. Through anisortopic reactive ion etching, the double-fitting opening part is formed in the composite insulation layer. The thickness of the multiple silicon nitride stop layer is made as small as possible, without losing performance as an etching stop layer to prevent marked increase in the electrical capacity. The double-fitting copper structure uses a thin silicon nitride layer as a stop layer in the composite insulation layer, and also since copper having high conductivity is adopted RC delay is reduced effectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の製造方
法に関するもので、特に絶縁層中に、銅配線構造(copp
er interconnect)と銅ビア構造(copper via struc
tures)を備える二重嵌入開口部(dual damascene op
ening)を形成する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, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device, in which a copper wiring structure (copp
er interconnect) and copper via structure (copper via struc)
dual damascene op with tures
ening).

【0002】[0002]

【従来の技術】サブミクロンや超小型化技術の応用によ
り、半導体産業は回路密度を増加させて、超大規模集積
回路(very large scale integrated、VLSI)チップ
にまで進展させた。超小型化製造工程の発展は、光露光
やドライエッチング等、ある特定の半導体製造技術の重
要性を更に顕著にしている。高精密型露光カメラ(mode
sophisticated exposure cameras)の発展及び高感光
材料の使用により、フォトレジスト層におけるサブミク
ロン画像が容易に得られるようになった。更に、進んだ
ドライエッチング設備及び技術の応用により、超大規模
集積回路チップの製造において、フォトレジスト上のサ
ブミクロン画像を、被エッチング材に精密かつ正確に転
写できるようになった。
BACKGROUND OF THE INVENTION The application of sub-micron and microminiaturized technologies has increased the circuit density of the semiconductor industry to very large scale integrated (VLSI) chips. The development of ultra-miniaturized manufacturing processes further emphasizes the importance of certain semiconductor manufacturing technologies such as light exposure and dry etching. High-precision exposure camera (mode
The development of sophisticated exposure cameras and the use of highly sensitive materials have made it easier to obtain submicron images in photoresist layers. In addition, advanced dry etching equipment and techniques have enabled sub-micron images on photoresist to be accurately and accurately transferred to materials to be etched in the manufacture of very large scale integrated circuit chips.

【0003】しかし、半導体チップを集積化するために
は、上述の先進的な製造技術以外に、その他の特殊な製
造工程や構造の研究開発が必要である。これによって、
金属線を得ることができる二重嵌入パターンの新しい製
造工程が開発されることとなった。
However, in order to integrate a semiconductor chip, research and development of other special manufacturing processes and structures are required in addition to the above-described advanced manufacturing technology. by this,
A new manufacturing process for a double fitting pattern that can obtain metal wires has been developed.

【0004】二重嵌入開口部の製造工程の特徴は、絶縁
層において、下部の狭径開口部(narrow diameter op
ening)と上部の広径開口部(wider diameter openin
g)とを備える二重嵌入パターンを形成し、その絶縁層
上の二重嵌入開口部を、金属で充填させて、広径開口部
に位置する金属配線構造と、狭径開口部に位置する金属
ビア構造からなる金属構造を二重嵌入開口部に備えるこ
とである。二重嵌入の製造工程における金属配線構造及
び金属ビア構造は、ただ一回の金属充填によって形成さ
れるため、金属ビアと金属配線とを二回に分けて形成し
なければならない従来の製造工程よりも優れている。
[0004] The feature of the manufacturing process of the double fitting opening is that the insulating layer has a lower narrow diameter opening (narrow diameter op- eration).
ening) and wider diameter openin at the top
g) is formed, and the double fitting opening on the insulating layer is filled with metal to form a metal wiring structure located at the wide-diameter opening and a metal wiring structure located at the narrow-diameter opening. A metal structure including a metal via structure is provided in the double fitting opening. Since the metal wiring structure and the metal via structure in the manufacturing process of double fitting are formed by only one metal filling, the metal via and the metal wiring need to be formed in two separate steps. Is also excellent.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】二重嵌入開口部の形成
における重要な工程は、絶縁層上部に広径開口部を形成
する際に、広径開口部のパターンを、狭径開口部が形成
されている絶縁層下部に転移させないことである。この
問題を解決する方法として、第一のインターレベル誘電
(Interlevel Dielectric、ILD)層と第二のILD
層との間に停止層(stop layer)を介在させる方法が
ある。絶縁層下部または第1ILD層と、絶縁体上部ま
たは第2ILD層の間に停止層を設けた構成において、
所望の狭径開口部を形成した後に、広径開口部の形状を
なしているフォトレジスト層を形成する。
An important step in forming a double fitting opening is to form a pattern of a wide-diameter opening when forming a wide-diameter opening above an insulating layer. Is not transferred below the insulating layer. To solve this problem, a first interlevel dielectric (ILD) layer and a second ILD
There is a method of interposing a stop layer between the layers. In a configuration in which a stop layer is provided between the lower part of the insulating layer or the first ILD layer and the upper part of the insulator or the second ILD layer,
After forming the desired narrow opening, a photoresist layer having the shape of the wide opening is formed.

【0006】このフォトレジスト層は、第2ILD層内
に広径開口部を形成するためのマスクとして用いられ、
広径開口部の形成後、狭径開口部を備える停止層を露出
させる。この停止層は、選択性ドライエッチングによ
り、第2ILD層内に広径開口部を形成する際にマスク
となり、停止層の狭径開口部下に露出した第1ILD層
以外にはエッチングが成されない。
This photoresist layer is used as a mask for forming a wide-diameter opening in the second ILD layer,
After the formation of the wide opening, the stop layer having the narrow opening is exposed. This stop layer serves as a mask when a wide-diameter opening is formed in the second ILD layer by selective dry etching, and etching is not performed on portions other than the first ILD layer exposed below the narrow-diameter opening of the stop layer.

【0007】さらに、第1ILD層の不要なエッチング
を効果的に防止するために、絶縁層のドライエッチング
工程において、低除去率の厚い停止層が用いられる。こ
れにより、低誘電率の酸化ケイ素を両ILD層として使
用し、停止層に通常、高誘導率の窒化ケイ素層を使用す
ることで、所望の選択性エッチングを実現させることが
できる。しかし、誘電率が7である窒化ケイ素停止層に
は厚みが必要であり、よって、電気容量が大きくなり、
RC遅延(RC delays)が増加し、素子の性能が低下し
てしまうという問題があった。
Further, in order to effectively prevent unnecessary etching of the first ILD layer, a thick stop layer having a low removal rate is used in the dry etching step of the insulating layer. This allows the desired selective etching to be achieved by using low dielectric constant silicon oxide as both ILD layers and typically using a high dielectric constant silicon nitride layer for the stop layer. However, a silicon nitride stop layer having a dielectric constant of 7 requires a thickness, and thus has a large capacitance,
There is a problem that the RC delays increase and the performance of the device is reduced.

【0008】そこで、本発明者らは、複合絶縁層中の窒
化ケイ素停止層の厚さを縮減し、意図的に酸化ケイ素絶
縁層間に多層に分けて配置させた複合絶縁層を用いる
と、公知技術が採用する厚い単一の窒化ケイ素層を持つ
複合絶縁層に較べ電気容量が小さくなり、素子の性能の
低下を最小限にできることを発見し、本発明における製
造方法を発明するに至った。
Therefore, the present inventors have found that, by reducing the thickness of the silicon nitride stop layer in the composite insulating layer and using a composite insulating layer intentionally divided into multiple layers between the silicon oxide insulating layers, it is known that The inventors have found that the electric capacity is smaller than that of the composite insulating layer having a single thick silicon nitride layer employed in the technology, and that the deterioration of the performance of the device can be minimized.

【0009】すなわち本発明においてパターン化されて
二重嵌入開口部を得る複合絶縁層は、金属配線構造から
上方向に向かって、次のように構成されている。障壁層
/下部第1IDL層/第1窒化ケイ素層/上部第1ID
L層/下部第2IDL層/第2窒化ケイ素層/上部第2
IDL層
That is, in the present invention, the composite insulating layer which is patterned to obtain the double fitting opening is configured as follows from the metal wiring structure upward. Barrier layer / lower first IDL layer / first silicon nitride layer / upper first ID
L layer / lower second IDL layer / second silicon nitride layer / upper second
IDL layer

【0010】この構成にすることにより選択性反応イオ
ンエッチング(reactive ion etching、以下RIE)
を使用して、第2ILD層と第2窒化ケイ素層内に広径
開口部を形成し、同時に第1ILD層と第一窒化ケイ素
停止層内に所望の狭径開口部を形成することができる。
各窒化ケイ素層の厚さの合計は、従来の二重嵌入工程で
使用される単一の窒化ケイ素停止層の厚さより薄い。ま
た、Avanzinoによる米国特許No.5,686,354や、Huangに
よる米国特許No.5,635,423 のような公知技術が提供す
る二重嵌入工程では、本発明が採用する窒化ケイ素層を
多層に備える複合絶縁層が従来法における絶縁層よりも
低い電気容量を示すことについては触れられていない。
With this configuration, selective ion etching (reactive ion etching, hereinafter referred to as RIE) is performed.
Can be used to form a wide diameter opening in the second ILD layer and the second silicon nitride layer while simultaneously forming a desired narrow diameter opening in the first ILD layer and the first silicon nitride stop layer.
The sum of the thicknesses of each silicon nitride layer is less than the thickness of a single silicon nitride stop layer used in a conventional double inlay process. Also, in a double-insertion process provided by a known technique such as U.S. Pat.No. 5,686,354 to Avanzino and U.S. Pat. Does not mention that it exhibits lower electric capacity than the insulating layer in the above.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、二重嵌入工
程による金属配線構造及び金属ビア構造の製造を目的と
する。本発明は、低誘電率の絶縁層及び複合絶縁層の各
層に位置する多重の薄いケイ素窒素化物からなる複合絶
縁層に、二重嵌入開口部を形成することを他の目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to manufacture a metal wiring structure and a metal via structure by a double fitting process. Another object of the present invention is to form a double-fitting opening in a composite insulating layer composed of multiple thin silicon nitrides located in each of the low dielectric constant insulating layer and the composite insulating layer.

【0012】更に本発明は、二重嵌入パターン化工程の
第1段階において、第1窒化ケイ素層を停止層として、
最初の狭径開口部を複合絶縁層上部に形成できるように
し、二重嵌入パターン化工程の第二段階において、第2
窒化ケイ素層を停止層として、広径開口部を複合絶縁層
上部に形成できるようにし、第2窒化ケイ素層中の狭径
開口部をマスクとし、最終の狭径開口部を複合絶縁層下
部に形成できるようにすることを他の目的とする。
Further, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
The first narrow opening can be formed in the upper part of the composite insulating layer, and in the second stage of the double fitting patterning process,
Using the silicon nitride layer as a stop layer, a wide-diameter opening can be formed above the composite insulating layer, and the narrow-diameter opening in the second silicon nitride layer is used as a mask, and the final narrow-diameter opening is positioned below the composite insulating layer. Another object is to be able to form.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明が提供する製造工
程によると、複合絶縁層内において二重嵌入金属構造を
備える二重嵌入開口部を形成し、二重嵌入のドライエッ
チング工程において特殊な多重の薄い窒化ケイ素層を停
止層として用いることができる。金属配線構造上に障壁
層が形成された後に、複合絶縁層は、酸化ケイ素層のよ
うな第1絶縁層、薄い第1窒化ケイ素層、酸化ケイ素の
ような第2絶縁層、第2窒化ケイ素層、及び酸化ケイ素
層のような第3絶縁層を堆積させて形成する。
According to the manufacturing process provided by the present invention, a double-fitting opening having a double-fitting metal structure is formed in a composite insulating layer, and a special process is performed in a double-fitting dry etching process. Multiple thin silicon nitride layers can be used as a stop layer. After the barrier layer is formed on the metal wiring structure, the composite insulating layer includes a first insulating layer such as a silicon oxide layer, a thin first silicon nitride layer, a second insulating layer such as silicon oxide, a second silicon nitride. A layer and a third insulating layer such as a silicon oxide layer are deposited and formed.

【0014】第1次光露光及び第1次エッチング工程に
より、第3絶縁層、第2窒化ケイ素層、第2絶縁層、及
び薄い第2窒化ケイ素層に連設する最初の狭径開口部を
形成する。酸化ケイ素絶縁層対窒化ケイ素層のエッチン
グ速度比により、第1次エッチング工程を第1絶縁層の
手前で終了させることができる。
By the first light exposure and the first etching process, the first narrow opening continuous with the third insulating layer, the second silicon nitride layer, the second insulating layer, and the thin second silicon nitride layer is formed. Form. The first etching step can be completed before the first insulating layer depending on the etching rate ratio of the silicon oxide insulating layer to the silicon nitride layer.

【0015】第2次光露光及び第二次エッチング工程
は、第2窒化ケイ素層を停止層とし、第3絶縁層で広径
開口部を形成するとともに、第2窒化ケイ素層をマスク
として、狭径開口部の下にある複合絶縁層をエッチング
する。第2窒化ケイ素層は、第2次選択性ドライエッチ
ング工程において、停止層として用いられることによ
り、複合絶縁層下部が侵食されるのを防止し、所望の最
終の狭径開口部を得ることができる。
In the second light exposure and the second etching step, the second silicon nitride layer is used as a stop layer, the third insulating layer is used to form a large-diameter opening, and the second silicon nitride layer is used as a mask to narrow the second silicon nitride layer. Etch the composite insulating layer below the radial opening. The second silicon nitride layer is used as a stop layer in the second selective dry etching step to prevent the lower portion of the composite insulating layer from being eroded, and to obtain a desired final narrow opening. it can.

【0016】二重嵌入開口部下に露出した障壁層の選択
性除去により、広径開口部中に露出した第2窒化ケイ素
層が除去される。形成されたフォトレジストを除去した
後、複合絶縁層内の二重嵌入開口部を充填する金属層が
堆積する。第3絶縁層上表面の余分な金属を除去する
と、広径開口部に位置する金属配線構造と下にある金属
配線構造底部と接触すると共に、最終の狭径開口部内に
位置する金属ビア構造とからなる二重嵌入金属構造を備
えることができる。
The selective removal of the barrier layer exposed under the double-fitting opening removes the second silicon nitride layer exposed in the wide diameter opening. After removing the formed photoresist, a metal layer is deposited which fills the double fitting openings in the composite insulating layer. When the excess metal on the upper surface of the third insulating layer is removed, the metal wiring structure located in the wide-diameter opening and the bottom of the metal wiring structure located below come into contact with the metal via structure located in the final narrow-diameter opening. A double-fitting metal structure consisting of

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】上述した本発明の目的、特徴及び
長所をより一層明瞭にするため、以下に本発明の好まし
い実施の形態を挙げ、図を参照しながらさらに詳しく説
明する。酸化ケイ素などの絶縁層と薄い窒化ケイ素層と
からなる複合絶縁層に、二重嵌入金属構造を備える二重
嵌入開口部を製造する方法について、以下に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to further clarify the above-mentioned objects, features and advantages of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A method for manufacturing a double-fitting opening with a double-fitting metal structure in a composite insulating layer consisting of an insulating layer such as silicon oxide and a thin silicon nitride layer is described below.

【0018】複合絶縁層中の絶縁層には、酸化ケイ素や
Boro-Phosphosilicateのような低誘電率の材料を使用す
ることができる(両者の誘電率は約3.9)。また、誘
電率が約2.8〜3.0である水素シルセスキオキサン
(hydrogen silsesquioxane、以下HSQ)のような材
料でも、電気容量が低く、且つ性能を高めることができ
るならば、酸化ケイ素層に代替することができる。
The insulating layer in the composite insulating layer includes silicon oxide and
Low dielectric constant materials such as Boro-Phosphosilicate can be used (both have a dielectric constant of about 3.9). Further, even if a material such as hydrogen silsesquioxane (hereinafter, HSQ) having a dielectric constant of about 2.8 to 3.0 has a low electric capacity and can improve performance, silicon oxide may be used. Can be replaced by layers.

【0019】図1は二重嵌入開口部が形成される複合絶
縁層の断面略図を示す。先ず、化学機械研磨(CMP)
により、酸化ケイ素層1に平坦化工程を施し、表面を滑
らかにする。次に従来の光露光及びイオンエッチング
(RIE)によって、酸化ケイ素1内に開口部を備えた
後、その開口部内に、銅、アルミ二ウムベース層(alum
inum based layer)やタングステン(tungsten)のよ
うな耐火金属を堆積させ、金属配線構造2を形成する。
FIG. 1 shows a schematic cross section of a composite insulating layer in which a double fitting opening is formed. First, chemical mechanical polishing (CMP)
As a result, a flattening step is performed on the silicon oxide layer 1 to smooth the surface. Next, an opening is provided in the silicon oxide 1 by conventional light exposure and ion etching (RIE), and a copper and aluminum base layer (alum) is provided in the opening.
A metal wiring structure 2 is formed by depositing a refractory metal such as an inum based layer) or tungsten (tungsten).

【0020】本発明の金属配線構造2に、銅を堆積しよ
うとする場合、あらかじめチタン‐窒化チタン(図示し
ない)のような複合粘着性障壁層で、酸化ケイ素層1内
の開口部の側壁を被覆し、その銅が付近の材料を汚染し
ないようにする必要がある。R.Fスパッタリング工程
により、複合粘着性障壁層及び銅を堆積した後、化学機
械研磨法(CMP)或いはフッ素ベースの気体をエッチ
ング剤とした選択性反応イオンエッチング(RIE)に
よって余分な金属層を除去することができる。
When copper is to be deposited on the metal wiring structure 2 of the present invention, the side wall of the opening in the silicon oxide layer 1 is previously coated with a composite adhesive barrier layer such as titanium-titanium nitride (not shown). It must be coated so that the copper does not contaminate nearby materials. R. After depositing the composite sticky barrier layer and copper by the F sputtering process, the excess metal layer is removed by chemical mechanical polishing (CMP) or selective reactive ion etching (RIE) using a fluorine-based gas as an etchant. be able to.

【0021】銅からなる金属配線構造2の形成が完成し
た後、低圧化学気相堆積(LPCVD)又はプラズマ化
学気相堆積(PECVD)工程によって、厚さ約300
〜1000Åの窒化ケイ素層、すなわち、障壁層または
金属不動態層(metal passivation layer)3を形成
する。金属不動態層3または、窒化ケイ素層は、障壁層
として用いられ、銅とその上を被覆する材料との相互反
応を防ぐ。
After the formation of the metal wiring structure 2 made of copper is completed, a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) or plasma chemical vapor deposition (PECVD) process is performed to a thickness of about 300 nm.
Form a silicon nitride layer, ie, a barrier layer or metal passivation layer 3, of 〜1000 °. The metal passivation layer 3 or silicon nitride layer is used as a barrier layer and prevents the interaction between copper and the overlying material.

【0022】酸化ケイ素層4はLPCVD又はPECV
D工程によって、厚さ約5000〜6000Åの薄膜と
して窒化ケイ素層である不動態層3の上に形成される。
The silicon oxide layer 4 is made of LPCVD or PECV
Step D forms a thin film having a thickness of about 5000 to 6000 ° on the passivation layer 3 which is a silicon nitride layer.

【0023】重要な薄い第2窒化ケイ素層5は、LPC
VD又はPECVD工程によって、酸化ケイ素層4の上
に厚さ約125〜175Åの薄膜で形成される。第2窒
化ケイ素層5は、その後の第1次光露光及び第1次エッ
チングの工程において停止層として使用される。
An important thin second silicon nitride layer 5 is an LPC
A thin film having a thickness of about 125 to 175 ° is formed on the silicon oxide layer 4 by a VD or PECVD process. The second silicon nitride layer 5 is used as a stop layer in the subsequent steps of primary light exposure and primary etching.

【0024】他の酸化ケイ素層6は、LPCVD又はP
ECVD工程によって、厚さ約3000〜4000Åの
薄膜で形成される。
The other silicon oxide layer 6 is formed by LPCVD or P
The thin film having a thickness of about 3000 to 4000 degrees is formed by the ECVD process.

【0025】第3窒化ケイ素層7は、LPCVD又はP
ECVD工程によって、厚さ約800〜900Åの薄膜
で形成され、広径開口部を形成する際の停止層として用
いられる。
The third silicon nitride layer 7 is formed by LPCVD or P
It is formed as a thin film having a thickness of about 800 to 900 ° by the ECVD process, and is used as a stop layer when forming a wide-diameter opening.

【0026】酸化ケイ素層8は、LPCVD又はPEC
VD工程によって、厚さ約5000〜6000Åの薄膜
で形成される。
The silicon oxide layer 8 is made of LPCVD or PEC.
By the VD process, a thin film having a thickness of about 5000 to 6000 degrees is formed.

【0027】複合絶縁体層に使用される、酸化ケイ素層
4、6及び8のような材料は、その約3.9という低誘
電率のため、電気容量を減少させ、RC遅延を低下させ
ることができる。更に誘電率が低く電気容量を減少させ
る材料、例えば水素シルセスキオキサン(HSQ)のよ
うに誘電率が約2.8〜3.0の材料を酸化ケイ素に代
替することもできる。HSQ層はスピンオン工程によっ
て形成され、且つ薄い酸化ケイ素層が被覆されうる。
The materials used for the composite insulator layers, such as silicon oxide layers 4, 6 and 8, reduce their capacitance and reduce RC delay due to their low dielectric constant of about 3.9. Can be. Further, a material having a low dielectric constant and a decrease in electric capacity, for example, a material having a dielectric constant of about 2.8 to 3.0 such as hydrogen silsesquioxane (HSQ) can be replaced with silicon oxide. The HSQ layer is formed by a spin-on process and can be covered with a thin silicon oxide layer.

【0028】窒化ケイ素層は停止層として用いられ、酸
化ケイ素層のドライエッチング工程を終了させる。しか
し、窒化ケイ素は約7という高誘電率を有しているた
め、本発明の目的は窒化ケイ素層の厚さをできるだけ薄
くし、しかもエッチング停止層としての機能は失わない
ようにすることである。本発明は、薄いケイ素層を意図
的に多層に分けて絶縁層内に設け、絶縁層内に二重嵌入
開口部を形成し、複合絶縁層の電気容量を増加させない
ようにすることを特徴とする。
The silicon nitride layer is used as a stop layer to complete the dry etching step of the silicon oxide layer. However, since silicon nitride has a high dielectric constant of about 7, it is an object of the present invention to reduce the thickness of the silicon nitride layer as much as possible while not losing its function as an etch stop layer. . The present invention is characterized in that a thin silicon layer is intentionally divided into multiple layers and provided in an insulating layer, a double-fitting opening is formed in the insulating layer, and the electric capacity of the composite insulating layer is not increased. I do.

【0029】図2は複合絶縁層内における最初の狭径開
口部10aの形成を示す断面図である。フォトレジスト
層9は、従来技術の一般的方法を用いて、酸化ケイ素層
8の上に、所望のパターンで形成される。そしてCHF
3をエッチング剤として用いた第1次異方性RIEにお
いて、エッチングマスクとして働き、酸化ケイ素層8に
最初の狭径開口部10を形成する。CHF3をエッチン
グ剤とした場合、酸化ケイ素層対窒化ケイ素層のエッチ
ング速度比は2:1である。
FIG. 2 is a sectional view showing the formation of the first narrow-diameter opening 10a in the composite insulating layer. Photoresist layer 9 is formed in a desired pattern on silicon oxide layer 8 using conventional techniques. And CHF
In the first anisotropic RIE using 3 as an etching agent, the first narrow opening 10 is formed in the silicon oxide layer 8 by acting as an etching mask. When CHF 3 is used as an etching agent, the etching rate ratio of the silicon oxide layer to the silicon nitride layer is 2: 1.

【0030】したがって、窒化ケイ素層の露出後、RI
Eで使用するエッチング剤をCF4、CH22、CH3
のようなフッ素化合物に変更し、窒化ケイ素層7が露出
した部分を選択的にエッチングする必要がある。この状
況下における窒化ケイ素層対酸化ケイ素層のエッチング
速度比は8:1で、過度のエッチングにより、確実に窒
化ケイ素層7を除去するが、酸化ケイ素層6の重要部分
には侵食しない。
Therefore, after exposing the silicon nitride layer, the RI
The etching agents used in E are CF 4 , CH 2 F 2 , CH 3 F
It is necessary to selectively etch the exposed portion of the silicon nitride layer 7 by changing to a fluorine compound as described above. In this situation, the ratio of the etching rate of the silicon nitride layer to the silicon oxide layer is 8: 1. Excessive etching surely removes the silicon nitride layer 7 but does not erode important parts of the silicon oxide layer 6.

【0031】再び、CHF3をエッチング剤として、酸
化ケイ素層6の露出した部分に異方性RIEを施し、そ
の後エッチング剤をCF4、CH22、CH3Fのような
フッ素化合物に変えて、薄い窒化ケイ素層5にエッチン
グを施す。薄い窒化ケイ素層5とその下の酸化ケイ素層
4との間のエッチング速度比の違いにより、酸化ケイ素
層4の出現時に、薄い窒化ケイ素層のエッチングを終了
させる。直径0.18〜0.22μmである最初の狭径
開口部10aは図2に示すとおりである。
Again, the exposed portion of the silicon oxide layer 6 is subjected to anisotropic RIE using CHF 3 as an etching agent, and thereafter the etching agent is changed to a fluorine compound such as CF 4 , CH 2 F 2 , CH 3 F. Then, the thin silicon nitride layer 5 is etched. The difference in etch rate ratio between the thin silicon nitride layer 5 and the underlying silicon oxide layer 4 terminates the etching of the thin silicon nitride layer when the silicon oxide layer 4 appears. The first narrow opening 10a having a diameter of 0.18 to 0.22 μm is as shown in FIG.

【0032】プラズマ酸素灰化(plasma oxygen ashi
ng)及び湿式洗浄(wet cleans)によりフォトレジス
ト9を除去した後、直径約0.28〜0.38μmの広
径開口部12aを備えるフォトレジスト11を、酸化ケ
イ素層8の一部分を露出した形で、酸化ケイ素層8の表
面上に形成する。これは図3で示される。
Plasma oxygen ash (plasma oxygen ashi)
After removing the photoresist 9 by ng) and wet cleans, the photoresist 11 having a large-diameter opening 12a having a diameter of about 0.28 to 0.38 μm is formed by exposing a part of the silicon oxide layer 8 to a part. To form on the surface of the silicon oxide layer 8. This is shown in FIG.

【0033】第2次異方性RIEで、CHF3をエッチ
ング剤とし、酸化ケイ素層8内に広径開口部12bを形
成することができる。酸化ケイ素層8対窒化ケイ素層7
のエッチング速度比は2:1であるから、過度のエッチ
ングにより、酸化ケイ素層8を確実に除去するが、窒化
ケイ素停止層7を貫通することはない。選択性エッチン
グ速度比により、広径開口部12bは、酸化ケイ素層8
内のみに形成される。これは図4で示される。
In the second anisotropic RIE, a wide-diameter opening 12b can be formed in the silicon oxide layer 8 using CHF 3 as an etching agent. Silicon oxide layer 8 vs. silicon nitride layer 7
Since the etching rate ratio is 2: 1, excessive etching surely removes the silicon oxide layer 8 but does not penetrate the silicon nitride stop layer 7. Due to the selective etching rate ratio, the wide opening 12b is
It is formed only inside. This is shown in FIG.

【0034】更に、第2次異方性RIEにより、酸化ケ
イ素層8内に広径開口部12bを形成する際に、窒化ケ
イ素層7内にあらかじめ形成された最初の狭径開口部パ
ターン下に露出する酸化ケイ素層4がエッチングされ、
酸化ケイ素層4内に最終の狭径開口部10bを形成す
る。最終の狭径開口部10bの直径は約0.18〜0.
22μmで、図4で見ることができる。酸化ケイ素層4
のエッチングの際、酸化ケイ素層8下部に露出する窒化
ケイ素層7の一部がエッチングされる。このことも図4
に示されている。
Further, when the large-diameter opening 12b is formed in the silicon oxide layer 8 by the second anisotropic RIE, the large-diameter opening 12b is formed under the first narrow-diameter opening pattern previously formed in the silicon nitride layer 7. The exposed silicon oxide layer 4 is etched,
A final narrow opening 10b is formed in the silicon oxide layer 4. The diameter of the final narrow opening 10b is about 0.18 to 0.1.
At 22 μm, it can be seen in FIG. Silicon oxide layer 4
During the etching, a part of the silicon nitride layer 7 exposed below the silicon oxide layer 8 is etched. This is also shown in FIG.
Is shown in

【0035】最終の異方性RIEにより、最終の狭径開
口部10bに露出した窒化ケイ素層3の領域が除去され
る。この工程ではCF4、CH22、CH3Fなどのフッ
素化合物をエッチング剤として使用し、窒化ケイ素層3
の露出部分を選択的にエッチングする。この工程によ
り、広径開口部12b下に露出した窒化ケイ素層7も除
去される。これは図5で示される。続いてプラズマ酸素
灰化及び湿式洗浄により、フォトレジスト11を除去す
る。
By the final anisotropic RIE, the region of the silicon nitride layer 3 exposed in the final narrow opening 10b is removed. In this step, a fluorine compound such as CF 4 , CH 2 F 2 or CH 3 F is used as an etching agent, and the silicon nitride layer 3 is used.
Is selectively etched. By this step, the silicon nitride layer 7 exposed under the wide-diameter opening 12b is also removed. This is shown in FIG. Subsequently, the photoresist 11 is removed by plasma oxygen ashing and wet cleaning.

【0036】酸化ケイ素層及び多重の薄い窒化ケイ素層
からなる複合絶縁層中に形成される二重嵌入開口部は、
広径開口部12bとその下の最終の狭径開口部10とで
構成されることにより、二重嵌入金属構造を備える準備
が完了する。
A double-fitting opening formed in a composite insulating layer consisting of a silicon oxide layer and multiple thin silicon nitride layers,
With the wide diameter opening 12b and the final narrow diameter opening 10 below it, the preparation for providing a double-fitting metal structure is completed.

【0037】CVD又はR.Fスパッタリング工程によ
り、厚さ約10000〜15000Åの銅層を形成し、
広径開口部12bと最終の狭径開口部10bからなる二重
嵌入開口部を完全に充填する。必要であれば銅層が堆積
する前に、二重嵌入開口部の内面をタンタル(tantalu
m)又は窒化タンタル(tantalum nitride)で塗布して
おき、それを障壁層とする。化学機械研磨法により、酸
化ケイ素層8の表面から余分な銅と障壁層とを除去し、
二重嵌入金属構造13を形成する。これは図6で示され
る。
CVD or R.I. By the F sputtering process, a copper layer having a thickness of about 10,000 to 15,000 is formed,
The double fitting opening consisting of the wide opening 12b and the final narrow opening 10b is completely filled. If necessary, before depositing the copper layer, tantalum (tantalu
m) or tantalum nitride, which is used as a barrier layer. Excess copper and a barrier layer are removed from the surface of the silicon oxide layer 8 by a chemical mechanical polishing method,
A double-fitting metal structure 13 is formed. This is shown in FIG.

【0038】本発明の二重嵌入金属構造13は、薄い窒
化ケイ素層を停止層として用いることにより、効果的に
RC遅延を減少させることができる。本発明では好まし
い実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発
明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら
誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の
変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範
囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
The double-fitting metal structure 13 of the present invention can effectively reduce RC delay by using a thin silicon nitride layer as a stop layer. Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed as described above, they are not intended to limit the present invention in any way, and various persons skilled in the art can make various modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. Variations and hydrations can be added, and the protection scope of the present invention is based on the contents specified in the claims.

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

【図1】本発明において、二重嵌入開口部が形成される
複合絶縁層の断面略図を示す。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a composite insulating layer in which a double fitting opening is formed according to the present invention.

【図2】本発明において、複合絶縁層内における最初の
狭径開口部10aの形成を示す断面略図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the formation of the first narrow opening 10a in the composite insulating layer in the present invention.

【図3】本発明において、直径約0.28〜0.38μ
mの広径開口部12aを備えるフォトレジスト11が、
最初の狭径開口部10aと酸化ケイ素8の一部分とを露
出した酸化ケイ素層8の表面上に形成されることを示す
断面略図である。
FIG. 3 In the present invention, the diameter is about 0.28 to 0.38 μm.
The photoresist 11 having a wide opening 12a of m
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing that the first narrow opening 10 a and a part of the silicon oxide 8 are formed on the surface of the silicon oxide layer 8 exposing the silicon oxide layer 8.

【図4】本発明において、選択性エッチング率によって
広径開口部12bが酸化ケイ素層8だけに存在することに
なり本来の窒化ケイ素層7内の最初のの狭径開口部パタ
ーン下に露出した酸化ケイ素層4がエッチングされるこ
とを示す断面略図である。
FIG. 4 shows that, according to the present invention, a wide-diameter opening 12b is present only in the silicon oxide layer 8 due to the selective etching rate, and is exposed under the first narrow-diameter opening pattern in the original silicon nitride layer 7. 3 is a schematic sectional view showing that a silicon oxide layer 4 is etched.

【図5】本発明において、最終の狭径開口部10b下に露
出した窒化ケイ素層3を除去することにより広径開口部
12b下に露出した窒化ケイ素層7領域を除去することを
示す断面略図である。
FIG. 5 is a diagram showing a process for removing a silicon nitride layer 3 exposed under a final narrow opening 10b according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing removal of the silicon nitride layer 7 exposed below 12b.

【図6】本発明において、二重嵌入開口部内に金属層を
形成した後、化学機械研磨法により酸化ケイ素層8の表
面から余分な金属及び障壁層を除去し、二重嵌入金属構
造13を形成することを示す断面略図である。
FIG. 6 shows a method of forming a metal layer in a double-fitting opening according to the present invention, and then removing excess metal and a barrier layer from the surface of the silicon oxide layer 8 by a chemical mechanical polishing method. 2 is a schematic cross-sectional view showing forming.

【符号の説明】 1…酸化ケイ素層 2…金属配線構造 3…金属不動態層 4…酸化ケイ素層 5…第2窒化ケイ素層 6…酸化ケイ素層 7…第3窒化ケイ素層 8…酸化ケイ素層 9…フォトレジスト 10a…最初の狭径開口部 10b…最終の狭径開口部 12a…直径が約0.28〜0.38μmの広径開口部 12b…絶縁層8広径開口部 13…二重嵌入銅金属構造[Description of Signs] 1 ... Silicon oxide layer 2 ... Metal wiring structure 3 ... Metal passivation layer 4 ... Silicon oxide layer 5 ... Second silicon nitride layer 6 ... Silicon oxide layer 7 ... Third silicon nitride layer 8 ... Silicon oxide layer 9: photoresist 10a: initial narrow diameter opening 10b: final narrow diameter opening 12a: wide diameter opening having a diameter of about 0.28 to 0.38 μm 12b: insulating layer 8 wide diameter opening 13: double Inlaid copper metal structure

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 DA00 DA01 DA16 DB03 DB07 EB01 EB03 5F033 HH11 HH21 HH32 JJ11 JJ21 JJ32 KK08 KK11 KK18 KK19 KK33 MM02 MM12 MM13 NN06 NN07 PP06 PP15 QQ09 QQ11 QQ13 QQ16 QQ25 QQ37 QQ48 RR01 RR04 RR06 SS13 SS15 SS21 TT02 XX24  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) SS15 SS21 TT02 XX24

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上の二重嵌入開口部に二重嵌
入金属構造を製造する方法であって、前記二重嵌入開口
部は複合絶縁層中に形成されており、 金属配線構造を備える工程と、 障壁層を堆積する工程と、 前記障壁層上に、第1絶縁層、第1窒化ケイ素層、第2
絶縁層、第2窒化ケイ素層及び第3絶縁層からなる前記
複合絶縁層を堆積する工程と、 第1フォトレジストをマスクとして用い、前記第3絶縁
層、前記第2窒化ケイ素層、前記第2絶縁層及び前記第
1窒化ケイ素層に、最初の狭径開口部を形成する工程
と、 第2フォトレジストをマスクとして用い、前記第3絶縁
層内に広径開口部を形成する一方、前記第2窒化ケイ素
層内の最初の狭径開口部をマスクとして用い、前記第1
絶縁層を除去し、前記二重嵌入開口部の最終の狭径開口
部を前記第2窒化ケイ素層、前記第2絶縁層、前記第1
窒化ケイ素層、前記第1絶縁層に形成する工程と、 前記最終の狭径開口部底部に露出した前記障壁層の領域
を除去し、前記金属配線構造の表面を露出させる一方、
前記広径開口部に露出した前記第2窒化ケイ素領域を除
去する工程と、 前記複合絶縁層中の前記二重嵌入開口部内に前記二重嵌
入開口部底部に位置する前記金属構造の表面へ連接する
前記二重嵌入金属構造を形成する工程と、からなること
を特徴とする製造方法。
1. A method of manufacturing a double-fitting metal structure in a double-fitting opening on a semiconductor substrate, wherein the double-fitting opening is formed in a composite insulating layer and comprises a metal wiring structure. Forming a first insulating layer, a first silicon nitride layer, and a second insulating layer on the barrier layer.
Depositing the composite insulating layer comprising an insulating layer, a second silicon nitride layer, and a third insulating layer; and using the first photoresist as a mask, the third insulating layer, the second silicon nitride layer, and the second insulating layer. Forming a first narrow diameter opening in the insulating layer and the first silicon nitride layer; forming a wide diameter opening in the third insulating layer using a second photoresist as a mask; Using the first narrow opening in the silicon nitride layer as a mask, the first
The insulating layer is removed, and the final narrow-diameter opening of the double fitting opening is formed by the second silicon nitride layer, the second insulating layer, and the first insulating layer.
Forming a silicon nitride layer on the first insulating layer; removing a region of the barrier layer exposed at the bottom of the final narrow-diameter opening to expose a surface of the metal wiring structure;
Removing the second silicon nitride region exposed at the wide-diameter opening; connecting to the surface of the metal structure located at the bottom of the double-fitting opening in the double-fitting opening in the composite insulating layer; Forming the double-fitting metal structure.
【請求項2】 前記障壁層は低圧化学気相堆積(LPC
VD)又はプラズマ化学気相堆積(PECVD)工程によ
り得られる、厚さ約300〜1000Åの窒化ケイ素層
であることを特徴とする前記請求項1に記載の製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the barrier layer is formed by low pressure chemical vapor deposition (LPC).
The method according to claim 1, wherein the silicon nitride layer is obtained by a VD) or plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process and has a thickness of about 300 to 1000 °.
【請求項3】 前記第1絶縁層は前記LPCVD又は前
記PECVD工程により得られる、厚さ約5000〜6
000Åの酸化ケイ素層であることを特徴とする前記請
求項1に記載の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the first insulating layer has a thickness of about 5,000 to 6, obtained by the LPCVD or PECVD process.
2. The method according to claim 1, wherein the silicon oxide layer has a thickness of 2,000.degree.
【請求項4】 前記第1窒化ケイ素層は前記LPCVD
又は前記PECVD工程により、厚さ約125〜175
Åで形成されることを特徴とする前記請求項1に記載の
製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the first silicon nitride layer is formed by the LPCVD.
Alternatively, the thickness is about 125 to 175 by the PECVD process.
The method according to claim 1, wherein the method is formed by Å.
【請求項5】 前記第2絶縁層は前記LPCVD又は前
記PECVD工程により得られる、厚さ約3000〜4
000Åの酸化ケイ素層であることを特徴とする前記請
求項1に記載の製造方法。
5. The method according to claim 5, wherein the second insulating layer has a thickness of about 3000 to 4 obtained by the LPCVD or PECVD process.
2. The method according to claim 1, wherein the silicon oxide layer has a thickness of 2,000.degree.
【請求項6】 前記第2窒化ケイ素層は前記LPCVD
又は前記PECVD工程により、厚さ約800〜900
Åで形成されることを特徴とする前記請求項1に記載の
製造方法。
6. The method according to claim 6, wherein the second silicon nitride layer is formed by the LPCVD.
Alternatively, the thickness is about 800 to 900 by the PECVD process.
The method according to claim 1, wherein the method is formed by Å.
【請求項7】 前記第3絶縁層は前記LPCVD又は前
記PECVD工程により得られる、厚さ約5000〜6
000Åの酸化ケイ素層であることを特徴とする前記請
求項1に記載の製造方法。
7. The method according to claim 6, wherein the third insulating layer has a thickness of about 5,000 to 6, obtained by the LPCVD or PECVD process.
2. The method according to claim 1, wherein the silicon oxide layer has a thickness of 2,000.degree.
【請求項8】 前記最初の狭径開口部は、CHF3をエ
ッチング剤として用いた異方性反応イオンエッチング
(reactive ion etching 以下RIE)により、前記
第3絶縁層及び前記第2絶縁層内に形成され、前記第3
絶縁層対前記第2窒化ケイ素層、及び前記第2絶縁層対
前記第1窒化ケイ素層のエッチング速度比はそれぞれ約
2:1である一方、CF4、CH22、CH3F等のフッ
素化合物をエッチング剤として使用して、前記第2窒化
ケイ素層と前記第1窒化ケイ素層に選択性エッチングを
施し、前記第2窒化ケイ素層対前記第3絶縁層、及び前
記第1窒化ケイ素層対前記第2絶縁層のエッチング速度
比がそれぞれ約8:1であることを特徴とする前記請求
項1に記載の製造方法。
8. The first narrow opening is formed in the third insulating layer and the second insulating layer by anisotropic reactive ion etching (RIE) using CHF 3 as an etching agent. Formed in the third
The etching rate ratio of the insulating layer to the second silicon nitride layer and the etching rate of the second insulating layer to the first silicon nitride layer is about 2: 1 respectively, while CF 4 , CH 2 F 2 , CH 3 F, etc. The second silicon nitride layer and the first silicon nitride layer are selectively etched using a fluorine compound as an etchant, so that the second silicon nitride layer and the third insulating layer, and the first silicon nitride layer The method of claim 1, wherein the ratio of etching rate of the second insulating layer to each of the second insulating layers is about 8: 1.
【請求項9】 前記最初の狭径開口部の直径が約0.1
8〜0.22μmであることを特徴とする前記請求項1
に記載の製造方法。
9. The method of claim 1, wherein the diameter of the first narrow opening is about 0.1.
2. The method according to claim 1, wherein the thickness is 8 to 0.22 μm.
The production method described in 1.
【請求項10】前記広径開口部はCHF3をエッチング
剤として用いた異方性RIEにより、前記第3絶縁層中
に形成され、前記第3絶縁層対前記第2窒化ケイ素層の
エッチング速度比が2:1であることを特徴とする前記
請求項1に記載の製造方法。
10. The wide-diameter opening is formed in the third insulating layer by anisotropic RIE using CHF 3 as an etching agent, and an etching rate of the third insulating layer to the second silicon nitride layer. 2. The method according to claim 1, wherein the ratio is 2: 1.
【請求項11】前記広径開口部の直径が約0.28〜
0.32μmであることを特徴とする前記請求項1に記
載の製造方法。
11. The wide diameter opening having a diameter of about 0.28 to about 0.28.
2. The method according to claim 1, wherein the thickness is 0.32 [mu] m.
【請求項12】前記最終の狭径開口部底部に露出した前
記障壁層と、前記広径開口部下に露出した前記第2窒化
ケイ素層とを、CF4、CH22、CH3F等のフッ素化
合物をエッチング剤として用いた異方性RIEにより除
去し、前記障壁層対前記第3絶縁層、及び前記第2窒化
ケイ素層対前記第3絶縁層のエッチング速度比がそれぞ
れ約8:1であることを特徴とする前記請求項1に記載
の製造方法。
12. The barrier layer exposed at the bottom of the final narrow-diameter opening and the second silicon nitride layer exposed under the wide-diameter opening are formed of CF 4 , CH 2 F 2 , CH 3 F or the like. Is removed by anisotropic RIE using a fluorine compound as an etching agent, and the etching rate ratio of the barrier layer to the third insulating layer and the etching rate ratio of the second silicon nitride layer to the third insulating layer is about 8: 1. The method according to claim 1, wherein:
【請求項13】前記二重嵌入開口部内に形成される前記
二重嵌入金属構造が銅からなることを特徴とする前記請
求項1に記載の製造方法。
13. The manufacturing method according to claim 1, wherein the double-fitting metal structure formed in the double-fitting opening is made of copper.
【請求項14】前記複合絶縁層内の二重嵌入開口部内
に、二重嵌入銅構造を形成する方法で、前記複合絶縁層
は酸化ケイ素及び窒化ケイ素エッチング停止層からな
り、 金属配線構造を形成し、 前記金属配線構造を被覆する前記第1窒化ケイ素層を堆
積する工程と、 前記第1窒化ケイ素層を被覆する前記第1酸化ケイ素層
を堆積する工程と、 前記第1酸化ケイ素層を被覆する前記第2窒化ケイ素層
を堆積する工程と、 前記第2窒化ケイ素層を被覆する前記第2酸化ケイ素層
を堆積する工程と、 前記第2酸化ケイ素層を被覆する前記第3窒化ケイ素層
を堆積する工程と、 前記第3窒化ケイ素層を被覆する前記第3酸化ケイ素層
を堆積する工程と、 前記第1フォトレジストをマスクとして用い、前記第3
酸化ケイ素層、前記第3窒化ケイ素層、前記第2酸化ケ
イ素層、及び前記第2窒化ケイ素層内に最初の狭径開口
部を形成する工程と、 前記第2フォトレジストをマスクとして用い、前記第3
酸化ケイ素層内に前記広径開口部を異方的に形成する一
方、前記第3窒化ケイ素層内の前記最初の狭径開口部を
マスクとして用い、前記第3窒化ケイ素層、前記第2酸
化ケイ素層、前記第2窒化ケイ素層、及び第1酸化ケイ
素層内に前記最終の狭径開口部を形成して、前記二重嵌
入開口部を生じる工程と、 前記最終の狭径開口部底部に露出する前記第1窒化ケイ
素層部分と、前記広径開口部下に露出する前記第3窒化
ケイ素層の領域とを異方的に除去する工程と、 銅層が堆積する工程と、 前記第3酸化ケイ素層表面の銅層部分を除去し、前記複
合絶縁層中の前記二重嵌入開口部に、前記広径開口部内
に位置する前記銅配線構造、及び前記最終の狭径開口部
内に位置する前記銅ビア構造から構成される前記二重嵌
入銅構造を形成する工程と、からなることを特徴とする
前記請求項1に記載の製造方法。
14. A method for forming a double-fitted copper structure in a double-fitting opening in the composite insulating layer, the composite insulating layer comprising a silicon oxide and silicon nitride etch stop layer to form a metal interconnect structure. Depositing the first silicon nitride layer covering the metal wiring structure; depositing the first silicon oxide layer covering the first silicon nitride layer; covering the first silicon oxide layer Depositing the second silicon nitride layer, depositing the second silicon oxide layer covering the second silicon nitride layer, and depositing the third silicon nitride layer covering the second silicon nitride layer. Depositing, depositing the third silicon oxide layer covering the third silicon nitride layer, using the first photoresist as a mask,
Forming a first narrow opening in the silicon oxide layer, the third silicon nitride layer, the second silicon oxide layer, and the second silicon nitride layer; and using the second photoresist as a mask, Third
The third silicon nitride layer, the second oxide layer, and the second oxide layer are formed anisotropically in the silicon oxide layer while using the first narrow aperture in the third silicon nitride layer as a mask. Forming the final narrow diameter opening in the silicon layer, the second silicon nitride layer, and the first silicon oxide layer to produce the double-fitting opening; Anisotropically removing the exposed first silicon nitride layer portion and the region of the third silicon nitride layer exposed below the wide-diameter opening; depositing a copper layer; The copper layer portion on the silicon layer surface is removed, the double-fitting opening in the composite insulating layer, the copper wiring structure located in the wide-diameter opening, and the copper wiring structure located in the final narrow-diameter opening. Forming the double-fit copper structure comprising a copper via structure; The method according to claim 1, wherein the Ranaru.
【請求項15】前記第1窒化ケイ素層は前記LPCVD
又は前記PECVD工程により、厚さ約300〜100
0Åで形成されることを特徴とする前記請求項14に記載
の製造方法。
15. The method according to claim 15, wherein the first silicon nitride layer is formed by the LPCVD.
Alternatively, the thickness is about 300 to 100 by the PECVD process.
15. The manufacturing method according to claim 14, wherein the angle is formed at 0 °.
【請求項16】前記第1酸化ケイ素層は、前記LPCV
D又は前記PECVD工程により、厚さ約5000〜6
000Åで形成されることを特徴とする前記請求項14に
記載の製造方法。
16. The method according to claim 16, wherein the first silicon oxide layer comprises the LPCV.
D or a thickness of about 5000 to 6 by the PECVD process.
15. The manufacturing method according to claim 14, which is formed at 000 °.
【請求項17】前記第2窒化ケイ素層は、前記LPCV
D又は前記PECVD工程により厚さ約125〜175
Åで形成されることを特徴とする前記請求項14に記載の
製造方法。
17. The method according to claim 17, wherein the second silicon nitride layer is
D or a thickness of about 125 to 175 by the PECVD process.
15. The production method according to claim 14, wherein the production method is formed by Å.
【請求項18】前記第2酸化ケイ素層は、前記LPCV
D又は前記PECVD工程により厚さ約3000〜40
00Åで形成されることを特徴とする前記請求項14に記
載の製造方法。
18. The method according to claim 18, wherein the second silicon oxide layer comprises the LPCV
D or a thickness of about 3000 to 40 by the PECVD process.
15. The production method according to claim 14, wherein the production method is formed at 00 °.
【請求項19】前記第3窒化ケイ素層は、前記LPCV
D又は前記PECVD工程により厚さ約800〜900
Åで形成されることを特徴とする前記請求項14に記載の
製造方法。
19. The method according to claim 19, wherein the third silicon nitride layer comprises the LPCV
D or a thickness of about 800 to 900 by the PECVD process.
15. The production method according to claim 14, wherein the production method is formed by Å.
【請求項20】前記第3酸化ケイ素層は、前記LPCV
D又は前記PECVD工程により厚さ約5000〜60
00Åで形成されることを特徴とする前記請求項14に記
載の製造方法。
20. The method according to claim 19, wherein the third silicon oxide layer comprises the LPCV.
D or a thickness of about 5,000 to 60 by the PECVD process.
15. The production method according to claim 14, wherein the production method is formed at 00 °.
【請求項21】前記初期の狭径開口部及び前記最終の狭
径開口部の直径が約0.18〜0.28μmであること
を特徴とする前記請求項14に記載の製造方法。
21. The method according to claim 14, wherein the diameter of the initial narrow opening and the diameter of the final narrow opening are about 0.18 to 0.28 μm.
【請求項22】前記初期の狭径開口部は、CHF3をエ
ッチング剤として用いた異方性RIEにより、第3酸化
ケイ素層及び第2窒化ケイ素層内に形成され、CF4
CH22、CH3F等のフッ素化合物は第3窒化ケイ素
層、及び第2窒化ケイ素層内に対するエッチング剤とし
て使用されることを特徴とする前記請求項14に記載の製
造方法。
22. The initial narrow opening is formed in the third silicon oxide layer and the second silicon nitride layer by anisotropic RIE using CHF 3 as an etching agent, and CF 4 ,
15. The method according to claim 14, wherein a fluorine compound such as CH 2 F 2 or CH 3 F is used as an etching agent for the third silicon nitride layer and the second silicon nitride layer.
【請求項23】CHF3をエッチング剤として用いた酸
化ケイ素対窒化ケイ素のエッチング速度比が2:1であ
ることを特徴とする前記請求項14に記載の製造方法。
23. The method according to claim 14, wherein the etching rate ratio of silicon oxide to silicon nitride using CHF 3 as an etching agent is 2: 1.
【請求項24】CF4、CH22、CH3F等のフッ素化
合物をエッチング剤として用いた窒化ケイ素対酸化ケイ
素のエッチング速度比が8:1であることを特徴とする
前記請求項14に記載の製造方法。
24. The etching method according to claim 14, wherein the etching rate ratio of silicon nitride to silicon oxide using a fluorine compound such as CF 4 , CH 2 F 2 or CH 3 F as an etching agent is 8: 1. The production method described in 1.
【請求項25】前記広径開口部はCHF3をエッチング
剤として用いた異方性反応イオンエッチングにより第3
酸化ケイ素層に形成され、酸化ケイ素対窒化ケイ素のエ
ッチング速度比が2:1であることを特徴とする前記請
求項14に記載の製造方法。
25. The wide-diameter opening is formed by anisotropic reactive ion etching using CHF 3 as an etching agent.
15. The method according to claim 14, wherein the etching rate ratio of silicon oxide to silicon nitride is 2: 1 formed on the silicon oxide layer.
【請求項26】前記第3酸化ケイ素層内の前記広径開口
部の直径が0.28〜0.38μmであることを特徴と
する前記請求項14に記載の製造方法。
26. The method according to claim 14, wherein the diameter of the large-diameter opening in the third silicon oxide layer is 0.28 to 0.38 μm.
【請求項27】前記最終の狭径開口部底部に露出した前
記第1窒化ケイ素層と、前記広径開口部に露出した第3
窒化ケイ素物層は、CF4、CH22、CH3F等のフッ
素化合物をエッチング剤として用いた異方性RIEによ
り除去され、窒化ケイ素対酸化ケイ素のエッチング速度
比が8:1であることを特徴とする前記請求項1に記載
の製造方法。
27. The first silicon nitride layer exposed at the bottom of the final narrow diameter opening and the third silicon nitride layer exposed at the wide diameter opening.
The silicon nitride layer is removed by anisotropic RIE using a fluorine compound such as CF 4 , CH 2 F 2 or CH 3 F as an etching agent, and the etching rate ratio of silicon nitride to silicon oxide is 8: 1. The method according to claim 1, wherein:
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