JP2948062B2 - Ｃｕ配線形成方法 - Google Patents
Ｃｕ配線形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はＣｕ配線の形成方法に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスを高集積化するために配
線を微細化し或は半導体デバイスの動作速度を高速化す
るために配線電流密度を増大させると、エレクトロマイ
グレーションによる配線の信頼性低下が問題となる。現
在広く用いられているＡｌ配線はエレクトロマイグレー
ション耐性に劣るため、これに代わる種々の配線材料が
検討されている。ＣｕはＡｌに代わる配線材料のひとつ
として注目されており、Ｃｕ配線形成技術に関する研究
報告が文献：電子情報通信学会技術報告 ＳＤＭ８９−
８５ ｐ２５〜２９ １９８９に成されている。
線を微細化し或は半導体デバイスの動作速度を高速化す
るために配線電流密度を増大させると、エレクトロマイ
グレーションによる配線の信頼性低下が問題となる。現
在広く用いられているＡｌ配線はエレクトロマイグレー
ション耐性に劣るため、これに代わる種々の配線材料が
検討されている。ＣｕはＡｌに代わる配線材料のひとつ
として注目されており、Ｃｕ配線形成技術に関する研究
報告が文献：電子情報通信学会技術報告 ＳＤＭ８９−
８５ ｐ２５〜２９ １９８９に成されている。
【０００３】このＣｕ配線形成技術によれば、ＲＩＥ
（Reactive Ion Etching）法を用いて、Ｃｕを配線形状
にエッチング加工する。エッチングの際には、基板温度
を４００℃程度とし、またＣＣｌ4 反応性エッチングガ
ス及びＮ2 希釈ガスを用いる。ＣＣｌ4 反応性ガス単独
では化学反応性が高くＣｕのアンダーカット或はサイド
エッチングが著しいので、これを防止するため、ＣＣｌ
4 反応性エッチングガスをＮ2 希釈ガスで希釈すること
によりエッチングプラズマ中のＣｌラジカル密度を制御
する。またＣｕの酸化による配線抵抗の増加を防止する
目的で、Ｃｕ配線をＴｉＮバリア層で被覆する。このた
めＣｕ及びＴｉの合金膜を積層し、この合金膜を上述と
同様にしてＲＩＥ法でエッチング加工する。そして加工
後の合金膜をＮ2 ガス雰囲気中に保持しながら８００℃
で３０分の間合金膜の熱処理を行なう。この熱処理によ
り、合金膜中のＴｉは合金膜表面に拡散し、このＴｉが
雰囲気中のＮ2 と結合して合金膜表面にＴｉＮバリア層
を形成する。この結果、合金膜内部のＴｉ濃度は低下す
る。
（Reactive Ion Etching）法を用いて、Ｃｕを配線形状
にエッチング加工する。エッチングの際には、基板温度
を４００℃程度とし、またＣＣｌ4 反応性エッチングガ
ス及びＮ2 希釈ガスを用いる。ＣＣｌ4 反応性ガス単独
では化学反応性が高くＣｕのアンダーカット或はサイド
エッチングが著しいので、これを防止するため、ＣＣｌ
4 反応性エッチングガスをＮ2 希釈ガスで希釈すること
によりエッチングプラズマ中のＣｌラジカル密度を制御
する。またＣｕの酸化による配線抵抗の増加を防止する
目的で、Ｃｕ配線をＴｉＮバリア層で被覆する。このた
めＣｕ及びＴｉの合金膜を積層し、この合金膜を上述と
同様にしてＲＩＥ法でエッチング加工する。そして加工
後の合金膜をＮ2 ガス雰囲気中に保持しながら８００℃
で３０分の間合金膜の熱処理を行なう。この熱処理によ
り、合金膜中のＴｉは合金膜表面に拡散し、このＴｉが
雰囲気中のＮ2 と結合して合金膜表面にＴｉＮバリア層
を形成する。この結果、合金膜内部のＴｉ濃度は低下す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来技術では、ＴｉＮ形成のために行なう熱処理温度が
８００℃と高温である。従ってＭＯＳＦＥＴなどの半導
体素子を基板に形成し終えた後、基板上に配線を形成す
る場合に、高温の熱処理によって素子特性が劣化するこ
とがある。
従来技術では、ＴｉＮ形成のために行なう熱処理温度が
８００℃と高温である。従ってＭＯＳＦＥＴなどの半導
体素子を基板に形成し終えた後、基板上に配線を形成す
る場合に、高温の熱処理によって素子特性が劣化するこ
とがある。
【０００５】この発明の目的は、上述した従来の問題点
を解決するため、配線を覆うバリア層の形成温度を低減
できるＣｕ配線形成方法を提供することにある。
を解決するため、配線を覆うバリア層の形成温度を低減
できるＣｕ配線形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、第一発明のＣｕ配線形成方法は、下地上に順次に下
側バリア層、Ｃｕ層及び上側バリア層を積層する工程
と、上側バリア層上にエッチングマスクを形成する工程
と、反応性イオンエッチング法により、Ｃｕ層を配線形
状にエッチング加工しながら、Ｃｕ層のエッチング加工
側壁面に、主としてエッチングマスクと反応性エッチン
グガスとの反応生成物より成る側壁バリア層を堆積させ
る工程とを含んで成ることを特徴とする。
め、第一発明のＣｕ配線形成方法は、下地上に順次に下
側バリア層、Ｃｕ層及び上側バリア層を積層する工程
と、上側バリア層上にエッチングマスクを形成する工程
と、反応性イオンエッチング法により、Ｃｕ層を配線形
状にエッチング加工しながら、Ｃｕ層のエッチング加工
側壁面に、主としてエッチングマスクと反応性エッチン
グガスとの反応生成物より成る側壁バリア層を堆積させ
る工程とを含んで成ることを特徴とする。
【０００７】また第二発明のＣｕ配線形成方法は、下地
上に順次に下側バリア層及びＣｕ層を積層する工程と、
Ｃｕ層上に上側バリア層を兼ねるエッチングマスクを形
成する工程と、反応性イオンエッチング法により、Ｃｕ
層を配線形状にエッチング加工しながら、Ｃｕ層のエッ
チング加工側壁面に、主としてエッチングマスクと反応
性エッチングガスとの反応生成物より成る側壁バリア層
を堆積させる工程とを含んで成ることを特徴とする。
上に順次に下側バリア層及びＣｕ層を積層する工程と、
Ｃｕ層上に上側バリア層を兼ねるエッチングマスクを形
成する工程と、反応性イオンエッチング法により、Ｃｕ
層を配線形状にエッチング加工しながら、Ｃｕ層のエッ
チング加工側壁面に、主としてエッチングマスクと反応
性エッチングガスとの反応生成物より成る側壁バリア層
を堆積させる工程とを含んで成ることを特徴とする。
【０００８】
【作用】第一発明によれば、Ｃｕ層をエッチング加工す
るときに、エッチングマスクと反応性エッチングガスと
の間で反応生成物を生じさせる。そして主としてこの反
応生成物を、Ｃｕ層のエッチング加工側壁面に堆積させ
ることにより、側壁バリア層を形成する。従ってエッチ
ングと同時に並行して側壁バリア層を形成できるので側
壁バリア層形成のための熱処理を省くことができ、その
結果、従来と比べて低温で側壁バリア層を形成できる。
また下側及び上側バリア層を低温で形成することは、例
えば従来周知の薄膜形成技術により容易に達成できる。
るときに、エッチングマスクと反応性エッチングガスと
の間で反応生成物を生じさせる。そして主としてこの反
応生成物を、Ｃｕ層のエッチング加工側壁面に堆積させ
ることにより、側壁バリア層を形成する。従ってエッチ
ングと同時に並行して側壁バリア層を形成できるので側
壁バリア層形成のための熱処理を省くことができ、その
結果、従来と比べて低温で側壁バリア層を形成できる。
また下側及び上側バリア層を低温で形成することは、例
えば従来周知の薄膜形成技術により容易に達成できる。
【０００９】さらに第二発明によれば、Ｃｕ層をエッチ
ング加工するときに、エッチングマスクと反応性エッチ
ングガスとの間で反応生成物を生じさせる。そして主と
してこの反応生成物を、Ｃｕ層のエッチング加工側壁面
に堆積させることにより、側壁バリア層を形成する。従
ってエッチングと同時に並行して側壁バリア層を形成で
きるので側壁バリア層形成のための熱処理を省くことが
でき、その結果、従来と比べて低温で側壁バリア層を形
成できる。また下側バリア層を低温で形成することは例
えば従来周知の薄膜形成技術により、そして上側バリア
層を兼ねるエッチングマスクを低温で形成することは、
例えば従来周知の薄膜形成技術及びエッチング技術によ
り容易に達成できる。
ング加工するときに、エッチングマスクと反応性エッチ
ングガスとの間で反応生成物を生じさせる。そして主と
してこの反応生成物を、Ｃｕ層のエッチング加工側壁面
に堆積させることにより、側壁バリア層を形成する。従
ってエッチングと同時に並行して側壁バリア層を形成で
きるので側壁バリア層形成のための熱処理を省くことが
でき、その結果、従来と比べて低温で側壁バリア層を形
成できる。また下側バリア層を低温で形成することは例
えば従来周知の薄膜形成技術により、そして上側バリア
層を兼ねるエッチングマスクを低温で形成することは、
例えば従来周知の薄膜形成技術及びエッチング技術によ
り容易に達成できる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照し、発明の実施例につき説
明する。尚、図面は発明が理解できる程度に概略的に示
してあるにすぎず、従って発明を図示例に限定するもの
ではない。
明する。尚、図面は発明が理解できる程度に概略的に示
してあるにすぎず、従って発明を図示例に限定するもの
ではない。
【００１１】図１〜図３は第一発明の実施例の説明に供
する工程図である。まず、下地１０上に順次に下側バリ
ア層１２、Ｃｕ層１４及び上側バリア層１６を積層す
る。この実施例では、下地１０をＳｉ基板或はＳｉＯ2
膜とし、スパッタ法により、この下地１０上に順次に、
ＴｉＮ下側バリア層１２、Ｃｕ層１４及びＴｉＮ上側バ
リア層１６を積層する（図１（Ａ）〜図１（Ｃ））。バ
リア層１２、１６の厚さを０．１μｍ、またＣｕ層１４
の厚さを０．６μｍとする。
する工程図である。まず、下地１０上に順次に下側バリ
ア層１２、Ｃｕ層１４及び上側バリア層１６を積層す
る。この実施例では、下地１０をＳｉ基板或はＳｉＯ2
膜とし、スパッタ法により、この下地１０上に順次に、
ＴｉＮ下側バリア層１２、Ｃｕ層１４及びＴｉＮ上側バ
リア層１６を積層する（図１（Ａ）〜図１（Ｃ））。バ
リア層１２、１６の厚さを０．１μｍ、またＣｕ層１４
の厚さを０．６μｍとする。
【００１２】下地１０に半導体素子例えばＭＯＳＦＥＴ
を形成している場合でも、従来周知の薄膜形成技術例え
ばスパッタ法によれば、半導体素子の電気的特性を劣化
させない程度に低い温度で、各層１２、１４、１６を形
成できる。
を形成している場合でも、従来周知の薄膜形成技術例え
ばスパッタ法によれば、半導体素子の電気的特性を劣化
させない程度に低い温度で、各層１２、１４、１６を形
成できる。
【００１３】次に、上側バリア層１６上にエッチングマ
スク１８ａを形成する。この実施例では、まず、プラズ
マＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法により、上
側バリア層１６上にＳｉＯ2 マスク材料１８を積層する
（図２（Ａ））。マスク材料１８の厚さを０．５μｍと
する。次いでマスク材料１８上にレジストを厚さ１μｍ
に塗布し、然る後、レジストを露光及び現像してレジス
トパターン２０を形成する（図２（Ｂ））。レジストパ
ターン２０の平面形状は配線形状となっている。次いで
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etchi
ng）法により、レジストパターン２０を介してマスク材
料１８をエッチング加工し、この材料１８から成るエッ
チングマスク１８ａを得る（図２（Ｃ））。好ましく
は、このＲＩＥで用いる反応性エッチングガスを、上側
バリア層１６をエッチングせずマスク材料１８を選択的
にエッチングできるガスとする。例えばＣＨＦ3 ガス及
びＯ2 ガスの混合ガスとすれば良い。エッチングマスク
１８ａにレジストパターン２０の形状が転写され、従っ
てエッチングマスク１８ａの平面形状は配線形状とな
る。このマスク１８ａ形成後、レジストパターン２０を
除去する。
スク１８ａを形成する。この実施例では、まず、プラズ
マＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法により、上
側バリア層１６上にＳｉＯ2 マスク材料１８を積層する
（図２（Ａ））。マスク材料１８の厚さを０．５μｍと
する。次いでマスク材料１８上にレジストを厚さ１μｍ
に塗布し、然る後、レジストを露光及び現像してレジス
トパターン２０を形成する（図２（Ｂ））。レジストパ
ターン２０の平面形状は配線形状となっている。次いで
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etchi
ng）法により、レジストパターン２０を介してマスク材
料１８をエッチング加工し、この材料１８から成るエッ
チングマスク１８ａを得る（図２（Ｃ））。好ましく
は、このＲＩＥで用いる反応性エッチングガスを、上側
バリア層１６をエッチングせずマスク材料１８を選択的
にエッチングできるガスとする。例えばＣＨＦ3 ガス及
びＯ2 ガスの混合ガスとすれば良い。エッチングマスク
１８ａにレジストパターン２０の形状が転写され、従っ
てエッチングマスク１８ａの平面形状は配線形状とな
る。このマスク１８ａ形成後、レジストパターン２０を
除去する。
【００１４】下地１０に半導体素子例えばＭＯＳＦＥＴ
を形成している場合でも、従来周知のエッチング技術例
えばＲＩＥ法によれば、半導体素子の電気的特性を劣化
させない程度に低い温度で、エッチングマスク１８ａを
形成できる。
を形成している場合でも、従来周知のエッチング技術例
えばＲＩＥ法によれば、半導体素子の電気的特性を劣化
させない程度に低い温度で、エッチングマスク１８ａを
形成できる。
【００１５】次に、ＲＩＥ法により、Ｃｕ層１４を配線
形状にエッチング加工しながらＣｕ層１４のエッチング
加工側壁面１４１に側壁バリア層２２を堆積させる。側
壁バリア層２２は、主として、エッチングマスク１８ａ
と反応性エッチングガスとの反応生成物より成る。好ま
しくは、このＲＩＥで用いる反応性エッチングガスをＳ
ｉ原子及びＣｌ原子を含むガスとし、この反応性エッチ
ングガス中のＳｉ原子数及びＣｌ原子数の比の値を制御
することにより、側壁バリア層２２の堆積厚を制御す
る。
形状にエッチング加工しながらＣｕ層１４のエッチング
加工側壁面１４１に側壁バリア層２２を堆積させる。側
壁バリア層２２は、主として、エッチングマスク１８ａ
と反応性エッチングガスとの反応生成物より成る。好ま
しくは、このＲＩＥで用いる反応性エッチングガスをＳ
ｉ原子及びＣｌ原子を含むガスとし、この反応性エッチ
ングガス中のＳｉ原子数及びＣｌ原子数の比の値を制御
することにより、側壁バリア層２２の堆積厚を制御す
る。
【００１６】この実施例では、マグネトロンＲＩＥ装置
の反応室２３内に下地１０を設置し（図３（Ａ））、然
る後、この反応室２３内に反応性エッチングガスを導入
する。反応性エッチングガスをＳｉＣｌ4 ガス、Ｃｌ2
ガス及びＮ2 ガスの混合ガスとする。そしてマグネトロ
ンＲＩＥ法により、エッチングマスク１８ａを介して上
側バリア層１６、Ｃｕ層１４及び下側バリア層１２を順
次にエッチング加工し、所望の形状にエッチングされた
上側バリア層１６ａ、Ｃｕ層１４ａ（Ｃｕ配線１４ａ）
及び下側バリア層１２ａを得る（図３（Ｂ））。エッチ
ングを行なう際、半導体素子の電気的特性を劣化させな
い程度に低い温度例えば３００℃に下地１０を加熱す
る。またＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 及びＮ2 のガス流量をそれ
ぞれ２０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ及び１２０ｓｃｃｍと
して、これらの混合ガスを反応室２３内に導入し、反応
室２３内の圧力を３５ｍＴｏｒｒに保持する。そしてＲ
Ｆパワーを５００Ｗとして、エッチングを行なう。
の反応室２３内に下地１０を設置し（図３（Ａ））、然
る後、この反応室２３内に反応性エッチングガスを導入
する。反応性エッチングガスをＳｉＣｌ4 ガス、Ｃｌ2
ガス及びＮ2 ガスの混合ガスとする。そしてマグネトロ
ンＲＩＥ法により、エッチングマスク１８ａを介して上
側バリア層１６、Ｃｕ層１４及び下側バリア層１２を順
次にエッチング加工し、所望の形状にエッチングされた
上側バリア層１６ａ、Ｃｕ層１４ａ（Ｃｕ配線１４ａ）
及び下側バリア層１２ａを得る（図３（Ｂ））。エッチ
ングを行なう際、半導体素子の電気的特性を劣化させな
い程度に低い温度例えば３００℃に下地１０を加熱す
る。またＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 及びＮ2 のガス流量をそれ
ぞれ２０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ及び１２０ｓｃｃｍと
して、これらの混合ガスを反応室２３内に導入し、反応
室２３内の圧力を３５ｍＴｏｒｒに保持する。そしてＲ
Ｆパワーを５００Ｗとして、エッチングを行なう。
【００１７】このエッチング過程で、各層１６、１４、
１２に順次にエッチングマスク１８ａの形状が転写さ
れ、従って平面形状が配線形状となった上側バリア層１
６ａ、Ｃｕ層１４ａ（Ｃｕ配線１４ａ）及び下側バリア
層１２ａが得られる。また反応性エッチングガスとエッ
チングマスク１８ａとの反応生成物としてＳｉＯX ＮY
（但しＸ・Ｙ≠０）が生じ、主としてＳｉＯX ＮY より
成る側壁バリア層２２が得られる。側壁バリア層２２
は、Ｃｕ配線１４ａの側壁面１４１に堆積するのみなら
ず、エッチングマスク１８ａ、上側バリア層１６ａ及び
下側バリア層１２ａの側壁面にも堆積する。側壁バリア
層２２は自己整合的に各層の側壁面に堆積する。上述し
たエッチング条件のもとでは、側壁バリア層２２の堆積
厚Ｔを７００Ａ°（Ａ°：オングストローム）程度とす
ることができる。
１２に順次にエッチングマスク１８ａの形状が転写さ
れ、従って平面形状が配線形状となった上側バリア層１
６ａ、Ｃｕ層１４ａ（Ｃｕ配線１４ａ）及び下側バリア
層１２ａが得られる。また反応性エッチングガスとエッ
チングマスク１８ａとの反応生成物としてＳｉＯX ＮY
（但しＸ・Ｙ≠０）が生じ、主としてＳｉＯX ＮY より
成る側壁バリア層２２が得られる。側壁バリア層２２
は、Ｃｕ配線１４ａの側壁面１４１に堆積するのみなら
ず、エッチングマスク１８ａ、上側バリア層１６ａ及び
下側バリア層１２ａの側壁面にも堆積する。側壁バリア
層２２は自己整合的に各層の側壁面に堆積する。上述し
たエッチング条件のもとでは、側壁バリア層２２の堆積
厚Ｔを７００Ａ°（Ａ°：オングストローム）程度とす
ることができる。
【００１８】Ｃｕ配線１４ａは、下側バリア層１２ａ、
上側バリア層１６ａ及び側壁バリア層２２によって囲ま
れるので、Ｃｕ配線１４ａの耐酸化性は向上する。図４
は耐酸化性の実験結果を示す図である。同図において
は、実施例（下側、上側及び側壁バリア層によって囲ん
だストライプ状のＣｕ配線）に関する実験結果を曲線Ｉ
で、また比較例（下側、上側及び側壁バリア層で囲んで
いないシート状のＣｕ薄膜であって、ＳｉＯ2 膜上に形
成したＣｕ薄膜）に関する実験結果を曲線ＩＩで示す。
実施例及び比較例のいずれの場合も、雰囲気を空気とし
て雰囲気温度を１００〜２６０℃の範囲内で段階的に変
化させ、各段階毎に、一定温度の雰囲気中に１時間の間
Ｃｕ配線及びＣｕ薄膜を放置し、然る後、Ｃｕ配線及び
Ｃｕ薄膜の抵抗値ｒを調べた。雰囲気温度［℃］を図の
横軸に、また形成直後のＣｕ配線（実施例）及びＣｕ薄
膜（比較例）の抵抗値をｒ0 として求めたｒ／ｒ0 を図
の縦軸に示した。比較例のＣｕ薄膜についてはｒ及びｒ
0 はシート抵抗である。一般的な傾向として、Ｃｕ配線
の酸化が少なければ抵抗ｒの増加は少なく、またＣｕ配
線の酸化が多ければ抵抗ｒの増加は多くなる。この点を
考慮して曲線Ｉ及びＩＩを比較すれば、曲線Ｉでは雰囲
気温度２２０℃位までｒ／ｒ0 の増加がないのに対し曲
線ＩＩでは雰囲気温度１００℃を越えるとｒ／ｒ0 が増
加し始め、従って実施例の方が比較例よりも酸化しにく
いことが理解できる。
上側バリア層１６ａ及び側壁バリア層２２によって囲ま
れるので、Ｃｕ配線１４ａの耐酸化性は向上する。図４
は耐酸化性の実験結果を示す図である。同図において
は、実施例（下側、上側及び側壁バリア層によって囲ん
だストライプ状のＣｕ配線）に関する実験結果を曲線Ｉ
で、また比較例（下側、上側及び側壁バリア層で囲んで
いないシート状のＣｕ薄膜であって、ＳｉＯ2 膜上に形
成したＣｕ薄膜）に関する実験結果を曲線ＩＩで示す。
実施例及び比較例のいずれの場合も、雰囲気を空気とし
て雰囲気温度を１００〜２６０℃の範囲内で段階的に変
化させ、各段階毎に、一定温度の雰囲気中に１時間の間
Ｃｕ配線及びＣｕ薄膜を放置し、然る後、Ｃｕ配線及び
Ｃｕ薄膜の抵抗値ｒを調べた。雰囲気温度［℃］を図の
横軸に、また形成直後のＣｕ配線（実施例）及びＣｕ薄
膜（比較例）の抵抗値をｒ0 として求めたｒ／ｒ0 を図
の縦軸に示した。比較例のＣｕ薄膜についてはｒ及びｒ
0 はシート抵抗である。一般的な傾向として、Ｃｕ配線
の酸化が少なければ抵抗ｒの増加は少なく、またＣｕ配
線の酸化が多ければ抵抗ｒの増加は多くなる。この点を
考慮して曲線Ｉ及びＩＩを比較すれば、曲線Ｉでは雰囲
気温度２２０℃位までｒ／ｒ0 の増加がないのに対し曲
線ＩＩでは雰囲気温度１００℃を越えるとｒ／ｒ0 が増
加し始め、従って実施例の方が比較例よりも酸化しにく
いことが理解できる。
【００１９】またこの実施例のＣｕ配線１４ａにつきＳ
ＥＭ（Scanning Electron Microscope）を用いて写真を
取り、その写真像を模写した図を、図５に示す。図５か
らも理解できるように、側壁バリア層２２はエッチング
マスク１８ａから下側バリア層１２まで連続的に延在す
るように堆積する。従って３００℃の加熱を行ないなが
らエッチングを行なっている間に、下側バリア層１２ａ
とＣｕ層１４ａとの間、Ｃｕ層１４ａと上側バリア層１
６ａとの間で剥離が生じるのを、側壁バリア層２２によ
って防止できる。これら各層１２ａ、１４ａ及び１６ａ
を熱膨張係数の異なる材料で形成してもこれらの間で剥
離が生じるのを防止できる。
ＥＭ（Scanning Electron Microscope）を用いて写真を
取り、その写真像を模写した図を、図５に示す。図５か
らも理解できるように、側壁バリア層２２はエッチング
マスク１８ａから下側バリア層１２まで連続的に延在す
るように堆積する。従って３００℃の加熱を行ないなが
らエッチングを行なっている間に、下側バリア層１２ａ
とＣｕ層１４ａとの間、Ｃｕ層１４ａと上側バリア層１
６ａとの間で剥離が生じるのを、側壁バリア層２２によ
って防止できる。これら各層１２ａ、１４ａ及び１６ａ
を熱膨張係数の異なる材料で形成してもこれらの間で剥
離が生じるのを防止できる。
【００２０】また反応性エッチングガス中のＳｉ原子数
及びＣｌ原子数の比の値Ｒを任意好適な値に調整するこ
とにより、側壁バリア層２２を堆積させることができ
る。しかもＳｉ及びＣｌ原子数の比の値Ｒを変化させる
ことにより、側壁バリア層２２の堆積厚Ｔを、変化させ
ることができる。図６はこれら堆積厚ＴとＳｉ及びＣｌ
原子数の比の値Ｒとの関係を、実験的に調べた結果を示
す図である。同図の縦軸に側壁バリア層２２の堆積厚Ｔ
［Ａ°］を、及び、横軸にＳｉ及びＣｌ原子数の比の値
Ｒを取って示す。比の値Ｒは、Ｒ＝（反応性エッチング
ガス中のＳｉ原子個数）／（反応性エッチングガス中の
Ｃｌ原子個数）とする。上側バリア層１６を形成せずま
た比の値Ｒを変化させるほかは上述した実施例と同様
に、Ｃｕ配線１４ａを形成して、側壁バリア層２２の形
成の有無と堆積厚Ｔとを調べた。この実験例では、図６
からも理解できるように、比の値Ｒを０．１以下とした
ときは側壁バリア層２２は形成されないと考えられる。
比の値Ｒを０．１よりも大きくしたとき側壁バリア層２
２は形成されると考えられ、比の値Ｒがほぼ０．１〜
０．１７の範囲ではその堆積厚Ｔは比の値Ｒの増加とと
もに増加する。比の値Ｒがほぼ０．１７を越えると堆積
厚Ｔはほぼ一定となると考えられる。
及びＣｌ原子数の比の値Ｒを任意好適な値に調整するこ
とにより、側壁バリア層２２を堆積させることができ
る。しかもＳｉ及びＣｌ原子数の比の値Ｒを変化させる
ことにより、側壁バリア層２２の堆積厚Ｔを、変化させ
ることができる。図６はこれら堆積厚ＴとＳｉ及びＣｌ
原子数の比の値Ｒとの関係を、実験的に調べた結果を示
す図である。同図の縦軸に側壁バリア層２２の堆積厚Ｔ
［Ａ°］を、及び、横軸にＳｉ及びＣｌ原子数の比の値
Ｒを取って示す。比の値Ｒは、Ｒ＝（反応性エッチング
ガス中のＳｉ原子個数）／（反応性エッチングガス中の
Ｃｌ原子個数）とする。上側バリア層１６を形成せずま
た比の値Ｒを変化させるほかは上述した実施例と同様
に、Ｃｕ配線１４ａを形成して、側壁バリア層２２の形
成の有無と堆積厚Ｔとを調べた。この実験例では、図６
からも理解できるように、比の値Ｒを０．１以下とした
ときは側壁バリア層２２は形成されないと考えられる。
比の値Ｒを０．１よりも大きくしたとき側壁バリア層２
２は形成されると考えられ、比の値Ｒがほぼ０．１〜
０．１７の範囲ではその堆積厚Ｔは比の値Ｒの増加とと
もに増加する。比の値Ｒがほぼ０．１７を越えると堆積
厚Ｔはほぼ一定となると考えられる。
【００２１】またこの出願の発明者等は図６の実験例で
形成した側壁バリア層２２をオージェ電子分光分析で調
べたところ、側壁バリア層２２におけるＣｌ残存量を１
〜２ａｔｏｍｉｃ％程度と非常に少なくすることができ
た。Ｃｌはエッチング過程で側壁バリア層２２中に入り
込み残存するものであるが、側壁バリア層２２中に残存
するＣｌはＣｕ配線１４ａの腐食の原因となるものであ
る。しかしＣｌ残存量が１〜２ａｔｏｍｉｃ％程度であ
れば、Ｃｕ配線１４ａは殆ど腐食しない。Ｃｕ配線１４
ａ形成後、５０日間空気中に晒しておいてもＣｕ配線１
４ａの腐食は観察されず、腐食しないことが実験的に確
認できた。
形成した側壁バリア層２２をオージェ電子分光分析で調
べたところ、側壁バリア層２２におけるＣｌ残存量を１
〜２ａｔｏｍｉｃ％程度と非常に少なくすることができ
た。Ｃｌはエッチング過程で側壁バリア層２２中に入り
込み残存するものであるが、側壁バリア層２２中に残存
するＣｌはＣｕ配線１４ａの腐食の原因となるものであ
る。しかしＣｌ残存量が１〜２ａｔｏｍｉｃ％程度であ
れば、Ｃｕ配線１４ａは殆ど腐食しない。Ｃｕ配線１４
ａ形成後、５０日間空気中に晒しておいてもＣｕ配線１
４ａの腐食は観察されず、腐食しないことが実験的に確
認できた。
【００２２】図７〜図９は第二発明の実施例の説明に供
する工程図である。まず、下地２４上に順次に下側バリ
ア層２６及びＣｕ層２８を積層する。この実施例では、
下地２４をＳｉ基板或はＳｉＯ2 膜とし、スパッタ法に
より、この下地２４上に順次に、ＴｉＮ下側バリア層２
６及びＣｕ層２８を積層する（図７（Ａ）〜図７
（Ｂ））。
する工程図である。まず、下地２４上に順次に下側バリ
ア層２６及びＣｕ層２８を積層する。この実施例では、
下地２４をＳｉ基板或はＳｉＯ2 膜とし、スパッタ法に
より、この下地２４上に順次に、ＴｉＮ下側バリア層２
６及びＣｕ層２８を積層する（図７（Ａ）〜図７
（Ｂ））。
【００２３】下地２４に半導体素子例えばＭＯＳＦＥＴ
を形成している場合でも、従来周知の薄膜形成技術例え
ばスパッタ法によれば、半導体素子の電気的特性を劣化
させない程度に低い温度で、各層２６、２８を形成でき
る。
を形成している場合でも、従来周知の薄膜形成技術例え
ばスパッタ法によれば、半導体素子の電気的特性を劣化
させない程度に低い温度で、各層２６、２８を形成でき
る。
【００２４】次に、Ｃｕ２８層上に上側バリア層を兼ね
るエッチングマスク３０ａを形成する。この実施例で
は、まず、任意好適な薄膜形成技術例えばＣＶＤ法によ
り、Ｃｕ層２８上にＳｉＯX ＮY マスク材料３０を積層
する（図７（Ｃ））。次いでマスク材料３０上にレジス
トを塗布し、然る後、レジストを露光及び現像してレジ
ストパターン３２を形成する（図８（Ａ））。レジスト
パターン３２の平面形状は配線形状となっている。次い
で任意好適なエッチング技術例えばＲＩＥ法により、レ
ジストパターン３２を介してマスク材料３０をエッチン
グ加工し、この材料３０から成るエッチングマスク３０
ａを得る（図８（Ｂ））。好ましくは、このＲＩＥで用
いる反応性エッチングガスを、Ｃｕ層２８をエッチング
せずマスク材料３０を選択的にエッチングできるガスと
する。エッチングマスク３０ａにレジストパターン３２
の形状が転写され、従ってエッチングマスク３０ａの平
面形状は配線形状となる。このマスク３０ａ形成後、レ
ジストパターン３２を除去する。
るエッチングマスク３０ａを形成する。この実施例で
は、まず、任意好適な薄膜形成技術例えばＣＶＤ法によ
り、Ｃｕ層２８上にＳｉＯX ＮY マスク材料３０を積層
する（図７（Ｃ））。次いでマスク材料３０上にレジス
トを塗布し、然る後、レジストを露光及び現像してレジ
ストパターン３２を形成する（図８（Ａ））。レジスト
パターン３２の平面形状は配線形状となっている。次い
で任意好適なエッチング技術例えばＲＩＥ法により、レ
ジストパターン３２を介してマスク材料３０をエッチン
グ加工し、この材料３０から成るエッチングマスク３０
ａを得る（図８（Ｂ））。好ましくは、このＲＩＥで用
いる反応性エッチングガスを、Ｃｕ層２８をエッチング
せずマスク材料３０を選択的にエッチングできるガスと
する。エッチングマスク３０ａにレジストパターン３２
の形状が転写され、従ってエッチングマスク３０ａの平
面形状は配線形状となる。このマスク３０ａ形成後、レ
ジストパターン３２を除去する。
【００２５】下地２４に半導体素子例えばＭＯＳＦＥＴ
を形成している場合でも、従来周知の薄膜形成技術例え
ばＣＶＤ法及びエッチング技術例えばＲＩＥ法によれ
ば、半導体素子の電気的特性を劣化させない程度に低い
温度で、エッチングマスク３０ａを形成できる。
を形成している場合でも、従来周知の薄膜形成技術例え
ばＣＶＤ法及びエッチング技術例えばＲＩＥ法によれ
ば、半導体素子の電気的特性を劣化させない程度に低い
温度で、エッチングマスク３０ａを形成できる。
【００２６】次に、ＲＩＥ法により、Ｃｕ層２８を配線
形状にエッチング加工しながらＣｕ層２８のエッチング
加工側壁面２８１に側壁バリア層３４を堆積させる。側
壁バリア層３４は、主として、エッチングマスク３０ａ
と反応性エッチングガスとの反応生成物より成る。好ま
しくは、このＲＩＥで用いる反応性エッチングガスをＳ
ｉ原子及びＣｌ原子を含むガスとし、この反応性エッチ
ングガス中のＳｉ原子数及びＣｌ原子数の比の値を制御
することにより、側壁バリア層３４の堆積厚を制御す
る。
形状にエッチング加工しながらＣｕ層２８のエッチング
加工側壁面２８１に側壁バリア層３４を堆積させる。側
壁バリア層３４は、主として、エッチングマスク３０ａ
と反応性エッチングガスとの反応生成物より成る。好ま
しくは、このＲＩＥで用いる反応性エッチングガスをＳ
ｉ原子及びＣｌ原子を含むガスとし、この反応性エッチ
ングガス中のＳｉ原子数及びＣｌ原子数の比の値を制御
することにより、側壁バリア層３４の堆積厚を制御す
る。
【００２７】この実施例では、マグネトロンＲＩＥ装置
の反応室３６内に下地２４を設置し下地２４を３００℃
に加熱する（図９（Ａ））。然る後、この反応室３６内
に反応性エッチングガスを導入する。反応性エッチング
ガスをＳｉＣｌ4 ガス、Ｃｌ2 ガス及びＮ2 ガスの混合
ガスとする。そしてマグネトロンＲＩＥ法により、エッ
チングマスク３０ａを介して上側バリア層１６、Ｃｕ層
２８及び下側バリア層２６を順次にエッチング加工し、
所望の形状にエッチングされたＣｕ層２８ａ（Ｃｕ配線
２８ａ）及び下側バリア層２６ａを得る（図９
（Ｂ））。下地２４に半導体素子例えばＭＯＳＦＥＴを
形成している場合でも、ＲＩＥ法によれば、半導体素子
の電気的特性を劣化させない程度に低い温度でエッチン
グを行なえる。
の反応室３６内に下地２４を設置し下地２４を３００℃
に加熱する（図９（Ａ））。然る後、この反応室３６内
に反応性エッチングガスを導入する。反応性エッチング
ガスをＳｉＣｌ4 ガス、Ｃｌ2 ガス及びＮ2 ガスの混合
ガスとする。そしてマグネトロンＲＩＥ法により、エッ
チングマスク３０ａを介して上側バリア層１６、Ｃｕ層
２８及び下側バリア層２６を順次にエッチング加工し、
所望の形状にエッチングされたＣｕ層２８ａ（Ｃｕ配線
２８ａ）及び下側バリア層２６ａを得る（図９
（Ｂ））。下地２４に半導体素子例えばＭＯＳＦＥＴを
形成している場合でも、ＲＩＥ法によれば、半導体素子
の電気的特性を劣化させない程度に低い温度でエッチン
グを行なえる。
【００２８】このエッチング過程で、各層２８、２６に
順次にエッチングマスク３０ａの形状が転写され、従っ
て平面形状が配線形状となったＣｕ層２８ａ（Ｃｕ配線
２８ａ）及び下側バリア層２６ａが得られる。また反応
性エッチングガスとエッチングマスク３０ａとの反応生
成物としてＳｉＯX ＮY （但しＸ・Ｙ≠０）が生じ、主
としてＳｉＯX ＮY より成る側壁バリア層３４が得られ
る。側壁バリア層３４は、Ｃｕ配線２８ａの側壁面２８
１に堆積するのみならず、エッチングマスク３０ａ及び
下側バリア層２６ａの側壁面にも堆積し側壁バリア層３
４は下側バリア層２６ａからエッチングマスク３０ａま
で連続的に延在する。
順次にエッチングマスク３０ａの形状が転写され、従っ
て平面形状が配線形状となったＣｕ層２８ａ（Ｃｕ配線
２８ａ）及び下側バリア層２６ａが得られる。また反応
性エッチングガスとエッチングマスク３０ａとの反応生
成物としてＳｉＯX ＮY （但しＸ・Ｙ≠０）が生じ、主
としてＳｉＯX ＮY より成る側壁バリア層３４が得られ
る。側壁バリア層３４は、Ｃｕ配線２８ａの側壁面２８
１に堆積するのみならず、エッチングマスク３０ａ及び
下側バリア層２６ａの側壁面にも堆積し側壁バリア層３
４は下側バリア層２６ａからエッチングマスク３０ａま
で連続的に延在する。
【００２９】従って３００℃の加熱を行ないながらエッ
チングを行なっても、下側バリア層２６ａとＣｕ配線２
８ａとの間、Ｃｕ配線２８ａとエッチングマスク３０ａ
との間で剥離が生じるのを、側壁バリア層３４によって
防止できる。これら各層２６ａ、２８ａ及び３０ａを熱
膨張係数の異なる材料で形成しても、これらの間で剥離
が生じるのを防止できる。またＣｕ配線２８ａは下側バ
リア層２６ａ、上側バリア層を兼ねるエッチングマスク
３０ａ及び側壁バリア層２６ａに囲まれるので、Ｃｕ配
線２８ａの耐酸化性を向上できる。
チングを行なっても、下側バリア層２６ａとＣｕ配線２
８ａとの間、Ｃｕ配線２８ａとエッチングマスク３０ａ
との間で剥離が生じるのを、側壁バリア層３４によって
防止できる。これら各層２６ａ、２８ａ及び３０ａを熱
膨張係数の異なる材料で形成しても、これらの間で剥離
が生じるのを防止できる。またＣｕ配線２８ａは下側バ
リア層２６ａ、上側バリア層を兼ねるエッチングマスク
３０ａ及び側壁バリア層２６ａに囲まれるので、Ｃｕ配
線２８ａの耐酸化性を向上できる。
【００３０】また反応性エッチングガス中のＳｉ原子数
及びＣｌ原子数の比の値を任意好適な値に調整すること
により、側壁バリア層３４を堆積させることができる。
しかもＳｉ及びＣｌ原子数の比の値を変化させることに
より、側壁バリア層３４の堆積厚を、変化させることが
できる。
及びＣｌ原子数の比の値を任意好適な値に調整すること
により、側壁バリア層３４を堆積させることができる。
しかもＳｉ及びＣｌ原子数の比の値を変化させることに
より、側壁バリア層３４の堆積厚を、変化させることが
できる。
【００３１】発明は上述した実施例にのみ限定されるも
のではなく、従って各構成成分の形成材料、形成方法、
数値的条件及びそのほかを任意好適に変更できる。
のではなく、従って各構成成分の形成材料、形成方法、
数値的条件及びそのほかを任意好適に変更できる。
【００３２】例えば第一発明において、エッチングマス
クの形成材料をＳｉＯ2 或はＳｉＯX とし、反応性エッ
チングガスをＳｉＣｌ4 及びＣｌ2 の混合ガスとして、
ＳｉＯX 側壁バリア層を形成するようにしても良い。
クの形成材料をＳｉＯ2 或はＳｉＯX とし、反応性エッ
チングガスをＳｉＣｌ4 及びＣｌ2 の混合ガスとして、
ＳｉＯX 側壁バリア層を形成するようにしても良い。
【００３３】或は第一発明において、エッチングマスク
の形成材料をＳｉＯX ＮY （但しＸ・Ｙ≠０）とし、反
応性エッチングガスをＳｉＣｌ4 及びＣｌ2 の混合ガス
又はＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 及びＮ2 の混合ガスとして、Ｓ
ｉＯX ＮY 側壁バリア層を形成するようにしても良い。
の形成材料をＳｉＯX ＮY （但しＸ・Ｙ≠０）とし、反
応性エッチングガスをＳｉＣｌ4 及びＣｌ2 の混合ガス
又はＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 及びＮ2 の混合ガスとして、Ｓ
ｉＯX ＮY 側壁バリア層を形成するようにしても良い。
【００３４】或は第一発明において、エッチングマスク
の形成材料をＳｉＮとし、反応性エッチングガスをＳｉ
Ｃｌ4 、Ｃｌ2 及びＯ2 の混合ガス又はＳｉＣｌ4 、Ｃ
ｌ2、Ｏ2 及びＮ2 の混合ガスとして、ＳｉＯX ＮY 側
壁バリア層を形成するようにしても良い。またこの場合
に、エッチングガスをＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 及びＮ2 ガス
の混合ガスとして、ＳｉＮ側壁バリア層を形成するよう
にしても良い。
の形成材料をＳｉＮとし、反応性エッチングガスをＳｉ
Ｃｌ4 、Ｃｌ2 及びＯ2 の混合ガス又はＳｉＣｌ4 、Ｃ
ｌ2、Ｏ2 及びＮ2 の混合ガスとして、ＳｉＯX ＮY 側
壁バリア層を形成するようにしても良い。またこの場合
に、エッチングガスをＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 及びＮ2 ガス
の混合ガスとして、ＳｉＮ側壁バリア層を形成するよう
にしても良い。
【００３５】さらに第二発明において、エッチングマス
クの形成材料をＳｉＯX ＮY （但しＸ・Ｙ≠０）とし、
反応性エッチングガスをＳｉＣｌ4 及びＣｌ2 の混合ガ
スとして、ＳｉＯX ＮY 側壁バリア層を形成するように
しても良い。
クの形成材料をＳｉＯX ＮY （但しＸ・Ｙ≠０）とし、
反応性エッチングガスをＳｉＣｌ4 及びＣｌ2 の混合ガ
スとして、ＳｉＯX ＮY 側壁バリア層を形成するように
しても良い。
【００３６】或は第二発明において、エッチングマスク
の形成材料をＳｉＮとし、反応性エッチングガスをＳｉ
Ｃｌ4 、Ｃｌ2 及びＯ2 の混合ガス又はＳｉＣｌ4 、Ｃ
ｌ2、Ｏ2 及びＮ2 の混合ガスとして、ＳｉＯX ＮY 側
壁バリア層を形成するようにしても良い。またこの場合
に、エッチングガスをＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 及びＮ2 ガス
の混合ガスとして、ＳｉＮ側壁バリア層を形成するよう
にしても良い。
の形成材料をＳｉＮとし、反応性エッチングガスをＳｉ
Ｃｌ4 、Ｃｌ2 及びＯ2 の混合ガス又はＳｉＣｌ4 、Ｃ
ｌ2、Ｏ2 及びＮ2 の混合ガスとして、ＳｉＯX ＮY 側
壁バリア層を形成するようにしても良い。またこの場合
に、エッチングガスをＳｉＣｌ4 、Ｃｌ2 及びＮ2 ガス
の混合ガスとして、ＳｉＮ側壁バリア層を形成するよう
にしても良い。
【００３７】さらに第二発明において、上側バリア層を
兼ねるエッチングマスクの形成をリフトオフ法により形
成するようにしても良い。この場合も、半導体素子の特
性を劣化させないような低い温度でエッチングマスクを
形成できる。
兼ねるエッチングマスクの形成をリフトオフ法により形
成するようにしても良い。この場合も、半導体素子の特
性を劣化させないような低い温度でエッチングマスクを
形成できる。
【００３８】さらに第一発明における下側及び上側バリ
ア層の形成材料と、第二発明における下側バリア層の形
成材料とは、ＴｉＮに限定されない。これら各層の形成
材料を、ＴｉＮとするほか、例えばＳｉＮ、ＳｉＯX Ｎ
Y 、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ或はＴｉＷとすることができ
る。
ア層の形成材料と、第二発明における下側バリア層の形
成材料とは、ＴｉＮに限定されない。これら各層の形成
材料を、ＴｉＮとするほか、例えばＳｉＮ、ＳｉＯX Ｎ
Y 、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ或はＴｉＷとすることができ
る。
【００３９】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、第
一発明のＣｕ配線形成方法によれば、Ｃｕ層をエッチン
グ加工するときに、エッチングマスクと反応性エッチン
グガスとの間で反応生成物を生じさせる。そして主とし
てこの反応生成物を、Ｃｕ層のエッチング加工側壁面に
堆積させることにより、側壁バリア層を形成する。従っ
てエッチングと同時に側壁バリア層を形成できるので側
壁バリア層形成のための熱処理を省くことができ、その
結果、従来と比べて低温で側壁バリア層を形成できる。
また下側及び上側バリア層を低温で形成することは、例
えば従来周知の薄膜形成技術により容易に達成できる。
一発明のＣｕ配線形成方法によれば、Ｃｕ層をエッチン
グ加工するときに、エッチングマスクと反応性エッチン
グガスとの間で反応生成物を生じさせる。そして主とし
てこの反応生成物を、Ｃｕ層のエッチング加工側壁面に
堆積させることにより、側壁バリア層を形成する。従っ
てエッチングと同時に側壁バリア層を形成できるので側
壁バリア層形成のための熱処理を省くことができ、その
結果、従来と比べて低温で側壁バリア層を形成できる。
また下側及び上側バリア層を低温で形成することは、例
えば従来周知の薄膜形成技術により容易に達成できる。
【００４０】従って下地が半導体素子を含む場合でも、
その素子特性を劣化させないような低い温度でＣｕ配線
のバリア層を形成できる。
その素子特性を劣化させないような低い温度でＣｕ配線
のバリア層を形成できる。
【００４１】さらに第二発明のＣｕ配線形成方法によれ
ば、Ｃｕ層をエッチング加工するときに、エッチングマ
スクと反応性エッチングガスとの間で反応生成物を生じ
させる。そして主としてこの反応生成物を、Ｃｕ層のエ
ッチング加工側壁面に堆積させることにより、側壁バリ
ア層を形成する。従ってエッチングと同時に側壁バリア
層を形成できるので側壁バリア層形成のための熱処理を
省くことができ、その結果、従来と比べて低温で側壁バ
リア層を形成できる。また下側バリア層を低温で形成す
ることは例えば従来周知の薄膜形成技術により、そして
上側バリア層を兼ねるエッチングマスクを低温で形成す
ることは例えば従来周知の薄膜形成技術及びエッチング
技術により、容易に達成できる。
ば、Ｃｕ層をエッチング加工するときに、エッチングマ
スクと反応性エッチングガスとの間で反応生成物を生じ
させる。そして主としてこの反応生成物を、Ｃｕ層のエ
ッチング加工側壁面に堆積させることにより、側壁バリ
ア層を形成する。従ってエッチングと同時に側壁バリア
層を形成できるので側壁バリア層形成のための熱処理を
省くことができ、その結果、従来と比べて低温で側壁バ
リア層を形成できる。また下側バリア層を低温で形成す
ることは例えば従来周知の薄膜形成技術により、そして
上側バリア層を兼ねるエッチングマスクを低温で形成す
ることは例えば従来周知の薄膜形成技術及びエッチング
技術により、容易に達成できる。
【００４２】従って下地が半導体素子を含む場合でも、
その素子特性を劣化させないような低い温度でＣｕ配線
を形成できる。
その素子特性を劣化させないような低い温度でＣｕ配線
を形成できる。
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は第一発明の実施例の説明に供
する工程図である。
する工程図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は第一発明の実施例の説明に供
する工程図である。
する工程図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｂ）は第一発明の実施例の説明に供
する工程図である。
する工程図である。
【図４】耐酸化性の実験結果を示す図である。
【図５】Ｃｕ配線のＳＥＭ写真像を模写して示す図であ
る。
る。
【図６】側壁バリア層の堆積厚と反応性エッチングガス
中のＳｉ及びＣｌ原子数の比の値との関係を示す図であ
る。
中のＳｉ及びＣｌ原子数の比の値との関係を示す図であ
る。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は第二発明の実施例の説明に供
する工程図である。
する工程図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｂ）は第二発明の実施例の説明に供
する工程図である。
する工程図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｂ）は第二発明の実施例の説明に供
する工程図である。
する工程図である。
１０、２４：下地 １２、２６：下側バリア層 １４、２８：Ｃｕ層 １４ａ、２８ａ：Ｃｕ配線 １４１、２８１：エッチング加工側壁面 １６：上側バリア層 １８ａ、３０ａ：エッチングマスク ２２：側壁バリア層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−244181（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−350939（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−322425（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−106930（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−99290（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−72625（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243134（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−160081（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/3205 H01L 21/3213
Claims (7)
- 【請求項１】 下地上に順次に下側バリア層、Ｃｕ層及
び上側バリア層を積層する工程と、 前記上側バリア層上にエッチングマスクを形成する工程
と、 反応性イオンエッチング法により、前記Ｃｕ層を配線形
状にエッチング加工しながら、該Ｃｕ層のエッチング加
工側壁面に、主として前記エッチングマスクと反応性エ
ッチングガスとの反応生成物より成る側壁バリア層を堆
積させる工程とを含んで成ることを特徴とするＣｕ配線
形成方法。 - 【請求項２】 下地上に順次に下側バリア層及びＣｕ層
を積層する工程と、 前記Ｃｕ層上に上側バリア層を兼ねるエッチングマスク
を形成する工程と、 反応性イオンエッチング法により、前記Ｃｕ層を配線形
状にエッチング加工しながら、該Ｃｕ層のエッチング加
工側壁面に、主として前記エッチングマスクと反応性エ
ッチングガスとの反応生成物より成る側壁バリア層を堆
積させる工程とを含んで成ることを特徴とするＣｕ配線
形成方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のＣｕ配線形成方法
において、側壁バリア層をＳｉＯX ＮY （但しＸ・Ｙ≠
０）としたことを特徴とするＣｕ配線形成方法。 - 【請求項４】 請求項１又は２記載のＣｕ配線形成方法
において、反応性エッチングガスをＳｉ原子及びＣｌ原
子を含むガスとし、反応性エッチングガス中のＳｉ原子
数及びＣｌ原子数の比の値を制御することにより、側壁
バリア層の堆積厚を制御することを特徴とするＣｕ配線
形成方法。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載のＣｕ配線形成方法
において、反応性エッチングガスを少なくともＳｉＣｌ
4 ガス及びＣｌ2 ガスを混合したガスとすることを特徴
とするＣｕ配線形成方法。 - 【請求項６】 請求項１記載のＣｕ配線形成方法におい
て、エッチングマスクをＳｉＯ2 、ＳｉＯX ＮY （但し
Ｘ・Ｙ≠０）及びＳｉＮのなかから選択した１種の材料
で形成することを特徴とするＣｕ配線形成方法。 - 【請求項７】 請求項２記載のＣｕ配線形成方法におい
て、エッチングマスクをＳｉＯX ＮY （但しＸ・Ｙ≠
０）又はＳｉＮで形成することを特徴とするＣｕ配線形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20420693A JP2948062B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Ｃｕ配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20420693A JP2948062B2 (ja) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Ｃｕ配線形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758108A JPH0758108A (ja) | 1995-03-03 |
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