JPH0382032A - Multilayer wiring structure and manufacture thereof - Google Patents

Multilayer wiring structure and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH0382032A
JPH0382032A JP21801589A JP21801589A JPH0382032A JP H0382032 A JPH0382032 A JP H0382032A JP 21801589 A JP21801589 A JP 21801589A JP 21801589 A JP21801589 A JP 21801589A JP H0382032 A JPH0382032 A JP H0382032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
wiring
alloy
forming
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21801589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoji Masuda
洋司 益田
Hiroshi Yamamoto
浩 山本
Jun Onoe
尾上 順
Mitsuru Sekiguchi
満 関口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP21801589A priority Critical patent/JPH0382032A/en
Publication of JPH0382032A publication Critical patent/JPH0382032A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the reliability of wirings, to inhibit the thinning of the wirings due to irregular reflection from foundation irregularities and to realize the excellent contact of the upper layer wiring and the lower layer wiring by directly connecting the layer of an Al alloy in the lower layer wiring composed of a high melting-point metal or a high melting-point metallic silicide and the Al alloy of the upper layer wiring in an uppermost layer section. CONSTITUTION:The material of an uppermost layer section 13b consists of a high melting-point metal or a high melting-point metallic silicide, laminated wirings in which at least one layer of layers 13a except the uppermost layer section 13b is made up of an Al alloy are used as a lower layer wiring 13, and the Al alloy of an upper layer wiring 18 is connected directly to the layer 13a of the Al alloy in the lower layer wiring 13 in a through-hole 17b bored to an inter-layer insulating film 15 isolating the lower layer wiring 13 and the upper layer wiring 18 composed of the Al alloy. The first laminated wiring 13 using Al-Si 13a as a lower layer and MoSi2 13b as an upper layer is formed, P-SiO2 15 is deposited as the inter-layer insulating film, and a through-hole 17a is bored. MoSi2 13b in the upper layer section of the first laminated wiring 13 is etched, Al-Si 13a is exposed, and Al-Si are deposited, thus shaping the second wiring 18.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明&友 半導体集積回路における多層配線構造とそ
の製造方法に関するものであも 従来の技術 第3図に従来の技術による一般的な多層配線構造の断面
図を示す。以下、このような多層配線構造の製造工程を
説明すも 先負 半導体素子等の形成されたシリコン基
板51上に 例えばBとPを含むシリコン酸化膜(以下
BPSGと略す)52を第1の層間絶縁膜として形成t
、、BPSG52上に例えばシリコンを含むアルミ合金
(以下Al−8iと略す)を第1配線53として形成す
も 次に 例えばプラズマCVD法によるシリコン酸化
膜(以下p−8iO*)と略す)54を第2の層間絶縁
膜として形成し エッチバック等の平坦化処理を行った
抵 エツチングによりp −S i O*54にスルー
ホール55を開口すム この抵 スルーホール55によ
り露出した第1配線53表面の自然酸化膜をアルゴンの
スパッタエツチングにより除去する前処理を行ってから
上層配線となるAl−8iを堆積LAl−8iの第2配
線56を形成し2層の多層配線が形成されも 発明が解決しようとする課題 しかしなが転 上記のような簡単な多層配線構造で(↓
 半導体集積回路の集積度の向上を目的として、設計ル
ールが微細化されるに従へ 次のような問題点が生じて
きているのに対し 対処できな(ち 1、Al−5i単体の配線で:上 配線幅が微細になる
に従へ ストレスマイグレーシaン・エレクトロマイグ
レーションにより配線の信頼性が低下すも 2、Al−3iの反射率が高いた奴 配線パターンを形
成するためのフォトレジストパターン形成の際臣 下地
の凹凸による不用な露光光の反射によりフォトレジスト
パターンの細りが発生し 均一なパターン形成が困難に
なん 特に 多層配線構造においてtit、  下層配線側が
より微細であるためこれらの影響が太きへ これらを改
善するためJQ  1に対しては下層配線を高融点金属
または高融点金属シリサイドとAl合金との積層配線を
用いる方法があり、 2に対してはAl合金層上に反射
防止膜となる層を設けることが考えられていも これを
同時に行うに(友 積層配線の最上層を高融点金属島る
いは高融点金属シリサイドとすれば良い力交 このよう
な積層配線に対し 層間絶縁膜にスルーホールを開口し
て、下層配線上層の高融点金属や高融点金属シリサイド
と上層配線のAl合金を直接接続すると、スルーホール
内にシリコンの析出が起こったり、接触抵抗が高くなっ
たりI−支ルーホールが不良になるという問題点かあム 本発明(友 このような問題点に鑑みてなされたもので
配線の信頼性を高酸 下地凹凸からの乱反射による配線
の細りを抑え かつ上層配線と下層配線の良好なコンタ
クトが実現できる多層配線構造及びその製造方法を提供
することを目的とすん課題を解決するための手段 本発明は上述の課題を解決するた吹 最上要部の材料が
高融点金層あるいは高融点金属シリサイドからなり、か
つ前記最上層部以外の層の少なくとも1層がAl合金か
らなる積層配線を下層配線とし 前記下層配線とAl合
金からなる上層配線を分離する層間絶縁膜に開口された
スルーホール内において、前記上層配線のAl合金が前
記下履配線内のAl合金の層と直接接続される構成であ
ることを特徴とする多層配線構造であム作用 本発明は上述の構成により、積層配線として用いる高融
点金属あるいは高融点金属シリサイドがストレスマイグ
レーション・エレクトロマイグレーションに強いた碌 
配線の信頼性が向上す也また積層配線の上層部の材料に
高融点金属あるいは高融点金属シリサイドを用いること
に上り、反射率を低下させ、配線パターンを形成するた
めのフォトレジストパターン形成の際に 下地の凹凸に
よる不用な露光光の反射によりフォトレジストパターン
の細りが発生することを抑えることが出来も このた敷
 フォトリソグラフィーのプロセスマージンが犬きくな
瓜 スルーホールにおけるSi析出ζ友 上層配線のAl合
金内の過剰Siがスルーホールにより露出した高融点金
属あるいは高融点金属シリサイド」二に優先的に析出す
ることが原因であり、接触抵抗が高くなるのは異種材料
同士の接続となるためであ瓜 これらを防ぐためスルー
ホール内における1層配線と下層配線の接続IQ  上
層及び下層配線に共通の材料であるAl合金による接続
となる構成を用いることにより、スルーホール部でのシ
リコン析出による不良を防ぎ、低抵抗で安定なコンタク
トを形成でき玩 実施例 (実施例1) 本発明の第1の実施例を第1図を用いて説明すも まず
、半導体素子等の形成されたシリコン基板ll上に第1
の層間膜として、 BPSG12が形成されているとこ
ろに 下層配線の導体膜として、A I −8i 13
aと高融点金属あるいは高融点金属シリサイド(以下、
簡単のため高融点金属等と略す)の層としてM o S
 i 象13bを堆積す瓜 その後下履配線パターンの
フォトレジスト14を形成する(第1図(a))。この
とき、配線パターンを形成するためのフォトレジスト1
4形戊のための露光時にMo5ia13bの反射率がA
 I −3i 13aに比べて小さいた奴 下地の凹凸
による露光光の乱反射によるフォトレジストパターンの
細りを防止して微細なパターンが形成できa 次銭 フ
ォトレジスト14をマスクとし ドライエツチングによ
りAl−3i 13aを下層 MoSi象13bを上層
とする第1積層配線13を形成す亀 この樵 層間絶縁
膜として、p−S i O象15を堆積し エッチバッ
ク法などにより平坦化を行い、 スルーホールパターン
のフォトレジスト16を形成する(第1図(b))。次
に例えl;!、CHF参とOeの混合ガスによるドライ
ユ、ッチングにより、フォトレジスト16をマスクとし
て、 p−3iOe15をエツチングして、スルーホー
ル17aを開口する(第1図(e) )o  続けて、
例えばCF4と02の混合ガスを用いて、フォトレジス
ト16をマスクとして、第1積層配線13の上層部のM
o5is13bをエツチングして、Al−3i13aま
で達するスルーホール17bを開口LA Al−3i1
3aを露出させる(第1図(d))。このとき、M。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Fields of the Invention The invention relates to a multilayer wiring structure in a semiconductor integrated circuit and its manufacturing method. A cross-sectional view is shown. The manufacturing process of such a multilayer wiring structure will be described below. First, a silicon oxide film (hereinafter abbreviated as BPSG) 52 containing, for example, B and P is formed on a silicon substrate 51 on which semiconductor elements and the like are formed as a first interlayer insulator. Formed as a film
For example, an aluminum alloy containing silicon (hereinafter abbreviated as Al-8i) is formed as the first wiring 53 on the BPSG 52, and then a silicon oxide film (hereinafter abbreviated as p-8iO*) 54 is formed by, for example, a plasma CVD method. A through hole 55 is opened in the p-SiO* 54 by resist etching, which is formed as a second interlayer insulating film and subjected to planarization treatment such as etchback. After performing pretreatment to remove the native oxide film by sputter etching with argon, Al-8i, which will become the upper layer wiring, is deposited to form the second wiring 56 of LAl-8i, forming a two-layer multilayer wiring, but the invention is solved. However, with a simple multilayer wiring structure as shown above (↓
As design rules become finer with the aim of improving the degree of integration of semiconductor integrated circuits, the following problems have arisen that cannot be addressed (1. :Top As the wiring width becomes finer, the reliability of the wiring decreases due to stress migration and electromigration, but the reflectance of Al-3i is high.Photoresist pattern formation for forming wiring patterns The photoresist pattern becomes thinner due to unnecessary reflection of exposure light due to the unevenness of the underlying layer, making it difficult to form a uniform pattern.Especially in a multilayer wiring structure, since the tit and the lower layer wiring side are finer, these effects become more pronounced. In order to improve these problems, for JQ 1, there is a method of using a layered wiring of a high melting point metal or a high melting point metal silicide and an Al alloy for the lower layer wiring, and for 2, there is a method of using an anti-reflection film on the Al alloy layer. Even if it is considered to provide a layer with If a through hole is opened in the lower layer wiring and the refractory metal or refractory metal silicide in the upper layer is directly connected to the Al alloy in the upper layer wiring, silicon will precipitate in the through hole and the contact resistance will increase. The present invention has been developed in view of the problem of poor support through holes, which improves the reliability of wiring, suppresses thinning of wiring due to diffused reflection from uneven underlying layers, and improves wiring reliability. It is an object of the present invention to provide a multilayer wiring structure that can realize good contact between lower layer wiring and a method for manufacturing the same.The present invention is intended to solve the above problems. A laminated wiring made of a gold layer or a high melting point metal silicide, and at least one of the layers other than the uppermost layer is made of an Al alloy is used as a lower layer wiring, and an interlayer insulating film is used to separate the lower layer wiring and the upper layer wiring made of an Al alloy. The present invention provides a multilayer wiring structure characterized in that the Al alloy of the upper layer wiring is directly connected to the Al alloy layer of the lower wiring in the opened through hole. Depending on the structure, the high-melting point metal or high-melting point metal silicide used as the laminated wiring has a high resistance to stress migration and electromigration.
The reliability of wiring is improved, and the use of high-melting point metals or high-melting point metal silicides as materials for the upper layer of laminated wiring reduces reflectance, which can be used when forming photoresist patterns to form wiring patterns. It is also possible to suppress thinning of the photoresist pattern due to unnecessary reflection of exposure light due to the unevenness of the underlying surface. The cause is that excess Si in the Al alloy preferentially precipitates on the high melting point metal or high melting point metal silicide exposed through the through hole, and the high contact resistance is due to the connection between dissimilar materials. In order to prevent these problems, we use a connection IQ between the first layer wiring and the lower layer wiring in the through hole.By using a configuration in which the connection is made of Al alloy, which is a common material for the upper and lower layer wiring, defects due to silicon precipitation in the through hole area can be avoided. Embodiment (Example 1) A first embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. 1st on top
A I-8i 13 is formed as a conductor film for the lower wiring where BPSG12 is formed as an interlayer film.
a and a high melting point metal or high melting point metal silicide (hereinafter referred to as
For simplicity, M o S is used as a layer of high melting point metal, etc.)
After that, a photoresist 14 of a shoe wiring pattern is formed (FIG. 1(a)). At this time, the photoresist 1 for forming the wiring pattern is
The reflectance of Mo5ia13b during exposure for 4-form
Al-3i 13a is smaller than I-3i 13a. Fine patterns can be formed by preventing thinning of the photoresist pattern due to diffuse reflection of exposure light due to unevenness of the underlying surface. To form the first laminated wiring 13 with the MoSi layer 13b as the lower layer and the MoSi layer 13b as the upper layer, a p-SiO layer 15 is deposited as an interlayer insulating film, planarized by an etch-back method, etc., and a through-hole pattern is photocoated. A resist 16 is formed (FIG. 1(b)). Next is an example l;! Using the photoresist 16 as a mask, the p-3iOe 15 is etched by dry etching using a mixed gas of CHF and Oe to open the through hole 17a (FIG. 1(e)).
For example, using a mixed gas of CF4 and 02, and using the photoresist 16 as a mask,
o5is13b is etched and a through hole 17b reaching Al-3i13a is opened LA Al-3i1
3a is exposed (FIG. 1(d)). At this time, M.

Si*13bはエツチングされるb<、Al−8i13
aはフッ素系ガスにはエツチングされな鶏 この抵フォ
トレジスト16を除去し 上層配線となるAlSiの堆
積を行うバ この堆積前に 例えば アルゴンによるス
パッタエツチングにより、スルーホール17bにより露
出した第1積層配線13のAl−5i 13aの表面の
自然酸化膜を除去することが望ましt、%  この処理
機 上層配線となるAl−5iを堆積し パターン形成
して第2配線18を形成する(第1図(e))。これに
より本発明の多層配線構造が形成できも 本実施例でi
t  p −8i O麿15のエツチングにCHF*と
O書の混合ガ、LMoSi213bのエツチングにCF
aと02の混合ガスを用いていて、p−3iO*とMo
Si*を別々にエツチングしているfAcF4とO愈の
混合ガスのみ′″Cs% p−3insとMoSi麿を
同時にエツチングしてもよ〜1 すなわ板 層間絶縁膜
のエツチングと高融点金属等のエツチングを同一のエツ
チングで行っても構わな鶏 (実施例2) 次に 本発明の第2の実施例に付いて説明すも第2の実
施例の製造工程は途中の工程までは第1の実施例と同様
であるため第1図を用いて説明すも ま哄 第1図(C
)で示される状態までtit。
Si*13b is etched b<, Al-8i13
The resistive photoresist 16 is removed and AlSi is deposited as the upper layer wiring. Before this deposition, for example, sputter etching is performed using argon to expose the first laminated wiring through the through hole 17b. It is desirable to remove the natural oxide film on the surface of the Al-5i 13a of No. 13, t,%. This processing machine deposits Al-5i, which will become the upper layer wiring, and forms a pattern to form the second wiring 18 (see Fig. 1). (e)). This makes it possible to form the multilayer wiring structure of the present invention.
t p -8i Mixture of CHF* and O book for etching of Omaro15, CF for etching of LMoSi213b
Using a mixed gas of a and 02, p-3iO* and Mo
Only a mixed gas of fAcF4 and O2 is used to etch Si* separately. You can also etch p-3ins and MoSi at the same time. Chickens that can be etched using the same method (Example 2) Next, the second example of the present invention will be explained. Since it is the same as the example, we will explain it using Figure 1.
) up to the state shown.

第1の実施例と全く同一に行われも すなわ板第1の実
施例でit  この後第1積層配線13の上層であるM
 o S i 置13bのエツチングが行われるが(第
1図(d))、第2の実施例でg!  第1積層配線1
3の上層であるM o S i *13bのエツチング
を行わ衣 層間絶縁膜のみのエツチングを行ったスルー
ホール17aの状態(第1図(C))?、  フォトレ
ジスト16を除去すも すなわ板 スルーホールには高
融点金属等が露出り、Al合金は露出しなへ次に 上層
配線となるAl−5iの堆積前に スルーホール17a
により露出した第1積層配線13の上層部のM o S
 i 象13bをアルゴンのスパッタエツチングにより
エツチング除去しAl−5i13aまで達するスルーホ
ール17bを形成LA Al−3i13aを露出させる
(第1図(f))。この抵 続けて上層配線となるAl
−3iを堆積し パターン形成して第2配線18を形成
する(第1図(e))。これにより本発明の多層配線構
造が形成できも 本実施例で(よ 高融点金属等(この
例ではM o S i *13b)を除去するアルゴン
のスパッタエツチングの胤スルーホールの角の層間絶縁
膜(この例ではp−8i0215)がスパッタされ易い
たべ ここに小面が出来て、上層配線のカバレッジが良
くなるという効果があも また スルーホール開口によ
り、第1の実施例で4友 Al合金と高融点金属等(第
1の実施例ではA I −8iとMo5ie)がスルー
ホール内に露出するたべ レジスト除去後の洗浄等r、
AI合金と高融点金属等が電池効果等により、腐食を発
生する場合がある力1 本実施例ではスルーホール開口
時には高融点金属等(この例ではMo S i *13
b)のみ露出するた△ このような腐食は発生しな(ち (実施例3) 次に 本発明の第3の実施例を第2図を用いて説明すも
 まず 半導体素子等の形成されたシリコン基板31上
に第1の層間膜としてBPSG32が形成されていると
ころに 第1実施例と同様にAl−5i33aを下Ni
l  M o S i *33bを上層とする第1積層
配線33を形成すも 次に 第1積層配線33のスルー
ホールによる上層配線との接続予定部に対し、、811
口すべきスルーホール径より大である開口部を有するフ
ォトレジスト34を形成する(第2図(a))。このと
き形成するフォトレジスト34の開口部(↓ 第1積層
配線33からはみ出さない大きさに形成すも フォトレ
ジスト形成の際の合わせズレとを考慮して、スルーホー
ル径の1.1〜1.5倍が適当であも 次に 例えばC
F4とOsの混合ガスを用いて、フォトレジスト34を
マスクとして1.第1積層配線33の上層部のM o 
S i *33bをエツチングL  Al−5i33a
を露出させた高融点金属等除去領域となるMoSi*除
去領域35を形成する(第2図(b))。このとき、M
o5t象33bはエツチングされる力<、Al−3i3
3aはフッ素系ガスにはエツチングされな鶏 この抵 
フォトレジスト34を除去し 層間絶縁膜としてp−5
iOコ36を堆積L  エッチバック法などにより平坦
化を行い、 スルーホールパターンのフォトレジスト3
7を形成する(第2図(C))。次に 例えハCHF5
と02の混合ガスによるドライエツチングにより、フォ
トレジスト37をマスクとして、 p−8iO236を
エツチングL、  A l−8133aまで達するスル
ーホール38をMoSi*除去領域35上に開口する(
第2図(d〉)。この眞 フォトレジスト37を除去し
 上層配線となるAl−3iの堆積を行う戟この堆積前
に 例えば アルゴンによるスパッタエツチングにより
、スルーホール38により露出した第1積層配線33の
MoSi*除去領域35上のAl−8i33aの表面の
自然酸化膜を除去することが望ましbl  この処理機
 上層配線となるAl−8tを堆積し パターン形成し
て第2配線38を形成する(第2図(e))。これによ
り本発明の多層配線構造が形成できム な叙 通常下層
配線形成後に(上 下層配線とシリコン基板とのコンタ
クトを確実にするためシンター処理が行われも このた
べ第1及び第2の実施例で(友 高融点金属等とAl合
金(これらの実施例ではMoSixとAl−5i)が反
応を起こして高融点金属等の除去が困難になる場合かあ
も しかしながら本実施例で(上 下層配線形成後シン
ター処理前に高融点金属等(本実施例ではMoSix)
を除去すれば高融点金属等の除去の問題は回避できも 
また スルーホール開口により、第1の実施例でl上 
Al合金と高融点金属等(これらの実施例ではAl合金
とMoSi之)がスルーホール内に露出するた吹 レジ
スト除去後の洗浄等玄 Al合金と高融点金属等が電池
効果等により、腐食を発生する場合がある八 本実施例
ではスルーホールにはAl合金のみ露出するたべ この
ような腐食は発生しなl、%  また 第2の実施例に
おいてもスルーホール内の高融点金属等に局所的なピン
ホールなどがあった場合に上記のような腐食が発生する
恐れがある八 本実施例ではこのようなことは発生し得
な鶏(実施例4) 次に 本発明の第4の実施例に付いて説明すも第4の実
施例の製造工程(上 下層配線形成工程は異なるが層間
絶縁膜形成工程以降の工程は第3の実施例と同様である
ため第2図を用いて説明すもま式 半導体素子の形成さ
れたシリコン基板31上に第1の層間膜として、BPS
G32が形成されているところに 下層配線の多層膜と
して、A I −3i 33aとM o S i e3
3bを堆積すも 次に スルーホールによる上層配線と
の接続予定部に対して、開口すべきスルーホール径より
大である開口部を有するフォトレジスト34を形成する
(第2図(f))。次に 例えばCFaと02の混合ガ
スを用へ フォトレジスト34をマスクとして、多層膜
の上層部のM o S i *33bをエツチング除去
して、Al−3i33aを露出させた高融点金属等除去
領域となるM。
It can be carried out in exactly the same way as in the first embodiment, that is, in the first embodiment of the board.
o S i Etching is performed at position 13b (FIG. 1(d)), but in the second embodiment g! First laminated wiring 1
What is the state of the through hole 17a after etching only the interlayer insulating film (FIG. 1(C))? When the photoresist 16 is removed, the high-melting point metal, etc. is exposed in the through-hole of the plate, and the Al alloy is not exposed.Next, before depositing Al-5i, which will become the upper layer wiring, the through-hole 17a is exposed.
M o S of the upper layer part of the first laminated wiring 13 exposed by
i The pattern 13b is etched away by argon sputter etching to form a through hole 17b that reaches the Al-5i 13a and exposes the LA Al-3i 13a (FIG. 1(f)). This resistor continues with Al, which becomes the upper layer wiring.
-3i is deposited and patterned to form the second wiring 18 (FIG. 1(e)). This allows the formation of the multilayer wiring structure of the present invention. (in this example, p-8i0215) is easily sputtered, and a small surface is formed here, which has the effect of improving the coverage of the upper layer wiring. High-melting point metals, etc. (A I-8i and Mo5ie in the first embodiment) are exposed in the through holes.Cleaning after resist removal, etc.
Force 1 that may cause corrosion of AI alloy and high melting point metal etc. due to battery effect etc. In this example, when opening a through hole, high melting point metal etc. (in this example Mo Si *13)
Since only b) is exposed, such corrosion does not occur (Example 3) Next, a third example of the present invention will be explained with reference to FIG. Where the BPSG 32 is formed as the first interlayer film on the silicon substrate 31, Al-5i 33a is deposited under Ni as in the first embodiment.
After forming the first laminated wiring 33 with l M o S i *33b as the upper layer, 811
A photoresist 34 having an opening larger than the diameter of the through hole to be opened is formed (FIG. 2(a)). The opening of the photoresist 34 formed at this time (↓ It should be formed to a size that does not protrude from the first laminated wiring 33. The opening of the photoresist 34 to be formed at this time should be 1.1 to 1.1 mm of the diameter of the through hole, taking into account misalignment during photoresist formation. Even if .5 times is appropriate, next, for example, C
1. Using a mixed gas of F4 and Os and using the photoresist 34 as a mask. Mo of the upper layer of the first laminated wiring 33
Etching S i *33b L Al-5i33a
A MoSi* removal region 35 is formed, which is a region from which a high melting point metal or the like is removed (FIG. 2(b)). At this time, M
o5t elephant 33b is etched force <, Al-3i3
3a is a chicken that is not etched by fluorine gas.
Remove the photoresist 34 and use p-5 as an interlayer insulating film.
Deposit the iO layer 36 and planarize it using an etch-back method or the like to form a photoresist 3 with a through-hole pattern.
7 (Fig. 2(C)). Next, example haCHF5
Using the photoresist 37 as a mask, p-8iO2 36 is etched by dry etching with a mixed gas of
Figure 2 (d>). Before removing the photoresist 37 and depositing Al-3i, which will become the upper layer wiring, sputter etching is performed using argon, for example, on the MoSi* removed region 35 of the first laminated wiring 33 exposed through the through hole 38. It is desirable to remove the natural oxide film on the surface of the Al-8i 33a. Using this processing machine, Al-8t, which will become the upper layer wiring, is deposited and patterned to form the second wiring 38 (FIG. 2(e)). As a result, the multilayer wiring structure of the present invention can be formed. Normally, after forming the lower layer wiring, sintering is performed to ensure contact between the upper and lower layer wiring and the silicon substrate. However, in this example, there may be a case where a reaction occurs between the high melting point metal, etc. and the Al alloy (MoSix and Al-5i in these examples), making it difficult to remove the high melting point metal, etc. However, in this example, (upper and lower layer wiring) After formation and before sintering, high melting point metal etc. (MoSix in this example)
The problem of removing high melting point metals, etc. can be avoided by removing
Also, due to the through-hole opening, the first embodiment
The Al alloy and high melting point metal, etc. (Al alloy and MoSi in these examples) are exposed in the through hole. In this example, only the Al alloy is exposed in the through hole. In addition, in the second example as well, corrosion may occur locally in the high melting point metal etc. in the through hole. If there is a pinhole or the like, corrosion as described above may occur. In this example, such a problem may not occur (Example 4) Next, a fourth example of the present invention The manufacturing process of the fourth embodiment (the upper and lower wiring formation steps are different, but the steps after the interlayer insulating film formation step are the same as those of the third embodiment, so we will explain it using FIG. 2). BPS is deposited as a first interlayer film on the silicon substrate 31 on which the semiconductor element is formed.
Where G32 is formed, A I-3i 33a and MoSi e3 are used as the multilayer film of the lower wiring.
After depositing the photoresist 3b, a photoresist 34 having an opening larger than the diameter of the through hole to be opened is formed in the area where the through hole is to be connected to the upper layer wiring (FIG. 2(f)). Next, use a mixed gas of, for example, CFa and 02. Using the photoresist 34 as a mask, remove the MoSi * 33b on the upper layer of the multilayer film by etching to expose the Al-3i 33a and remove the high melting point metal etc. M becomes.

Sit除去領域35を形成する(第2図(g))。この
とき、MoSi*33bはエツチングされる力<、Al
−3i33aはフッ素系ガスにはエツチングされな鶏 
この抵 フォトレジスト34を除去し 下層配線形成用
のフォトレジスト40を形成しく第2図(h))、 A
l−8i33aを下層、 MoSi*33bを上層とす
る第1積層配線33をドライエツチングにより形成すも
 このときの露光において(&Mo512除去領域35
においては他の部分に比べて反射率が高くなる力t こ
の部分は非露光部に対応するたへ 第1〜3の実施例と
同様不用な露光光の乱反射を防ぐ効果には影響を与えな
L〜 これから先の工程(よ 第3の実施例と同様に第
2図(C)〜(e)の工程を行って、本発明の多層配線
構造が形成できも な耘 本実施例において転 第3の
実施例で述べた効果は全く同様に得られも また第3の
実施例で1友 高融点金属等除去領域を形成するフォト
レジスト34の形成時に 開口部が第1積層配線33か
らはみ出した場合(よ その部分において高融点金属等
除去時に第1積層配線の下の絶縁膜(この実施例ではB
PSG32)がエツチングされてしまうたべ はみ出さ
ないようにする必要があも しかし本実施例では配線形
成前に高融点金属等の除去が行われるた取 開口部が配
線形成領域からはみ出しても配線下の絶縁膜がエツチン
グされるようなことは発生しな(1 な叙 以上の第1〜4の実施例において4L  下層配
線としてAl−3iとMoSi*の積層配線を用いた力
丈 他の組合せでもよ鶏 例え4iAI合金として&上
 シリコン以外に銅やチタン等を含むもα すなわ& 
 Al−3i−Cu、Al−8t−Ti、Al−3i−
Cu−Ti等でもよ〜1 特にT t。
A Sit removal region 35 is formed (FIG. 2(g)). At this time, MoSi*33b has an etching force <, Al
-3i33a is a chicken that is not etched by fluorine gas.
This resistor photoresist 34 is removed and a photoresist 40 for forming lower layer wiring is formed (FIG. 2(h)), A.
The first laminated interconnection 33 with L-8i 33a as the lower layer and MoSi*33b as the upper layer is formed by dry etching.
Since this part corresponds to a non-exposed part, it does not affect the effect of preventing unnecessary diffuse reflection of exposure light, as in the first to third embodiments. L~ The multilayer wiring structure of the present invention can be formed by performing the steps shown in FIGS. 2(C) to 2(e) in the same manner as in the third embodiment. Although the effects described in the third embodiment were obtained in exactly the same way, in the third embodiment, the opening protruded from the first laminated wiring 33 when forming the photoresist 34 that forms the region from which high-melting point metals, etc. are removed. (In this example, the insulating film under the first laminated wiring (B
However, in this embodiment, since the high melting point metal, etc. is removed before wiring formation, it is necessary to prevent the PSG32) from protruding from the wiring formation area. In the first to fourth embodiments described above, the strength of the 4L layer using Al-3i and MoSi* laminated wiring as the lower layer wiring does not occur. For example, if 4iAI alloy contains copper, titanium, etc. in addition to silicon, α Sunawa &
Al-3i-Cu, Al-8t-Ti, Al-3i-
Even Cu-Ti etc. 1 Especially Tt.

Cuを含むAI合金番上  エレクトロマイグレーシコ
ン・ストレスマイグレーション等に対して良くなる効果
があも また 高融点金属あるいは高融点金属シリサイ
ドとしてaMosi雪のほかにW、  Ti、Mo、 
 Ni、Tie、TiN、WSi2、TiSi象、Ta
5is、CoSi象、NiSi2、PtSiなどを用い
ることが出来も また 以上の第1〜4の実施例におい
て6↓ 2層の積層配線を用いた爪 下層配線(友 シ
リコン基板へのコンタクトが形成されるた亀 このコン
タクトに対するバリアメタルを用いて、 3層以上の積
層配線を形成してもよ〜b このようにすれば シリコ
ン基板へも良好なコンタクトが形成できも また下層配
線のAl合金層の上の高融点金属あるいは高融点金属シ
リサイドの層C友  以上の実施例では単層であるパ 
2層以上にしても良へ また 上層配線と下層配線の層
間絶縁膜として(Lp−8iO2を用い平坦化方法とし
てエッチバック法を用いている#tSOGやポリイミド
などの有機膜を用いて、塗布による平坦化を行って層間
鉋縁膜を形成しても良へ 発明の効果 以上の説明から明らかなように 本発明によれば 高融
点金属あるいは高融点金属シリサイドを含む積層配線を
用いることにより、ストレスマイグレーション・エレク
トロマイグレーションに強く、信頼性が高い多層配線構
造が得られも またスルーホール内における上層配線と
下層配線の接続8へ  上層及び下層配線に共通の材料
であるAl合金による接続となる構成を用いることによ
り、スルーホール部でのシリコン析出による不良を防ぎ
、低抵抗で安定なコンタクトを形成できも 積層配線の
上層部の材料に高融点金属あるいは高融点金属シリサイ
ドを用いることにより、反射率を低下させ、配線パター
ンを形成するための]茅トレジストパターン形成の際に
 下地の凹凸による不用な露光光の反射によるフォトレ
ジストパターンの細りが発生することを抑えることが出
来るたへ 微細な配線を形成で東 フォトリソグラフィ
ーのプロセスマージンが大きくなん これらにより、集
積度が高く高信頼性の多層配線構造が形成できも
AI alloy containing Cu has the effect of improving electromigration, stress migration, etc. Also, as a high melting point metal or high melting point metal silicide, in addition to aMosi, W, Ti, Mo,
Ni, Tie, TiN, WSi2, TiSi elephant, Ta
It is also possible to use 5is, CoSi, NiSi2, PtSi, etc. Also, in the first to fourth embodiments described above, contact to the silicon substrate is formed using two-layer laminated wiring. Tagame: You can use barrier metal for this contact to form a laminated wiring of three or more layers.b If you do this, you can also form a good contact to the silicon substrate, but also on the Al alloy layer of the lower wiring. In the above embodiments, the layer C is made of a high melting point metal or a high melting point metal silicide.
Two or more layers may be used. Also, as an interlayer insulating film between the upper layer wiring and the lower layer wiring (using Lp-8iO2 and using the etch-back method as the planarization method), use an organic film such as #tSOG or polyimide by coating. Effects of the Invention As is clear from the above explanation, according to the present invention, by using a laminated wiring containing a high-melting point metal or a high-melting point metal silicide, it is possible to form an interlayer planar film by flattening the layer. Although it is possible to obtain a multilayer wiring structure that is resistant to migration and electromigration and has high reliability, it is also possible to obtain a structure in which connections are made using Al alloy, which is a common material for upper and lower layer wiring. By using high melting point metal or high melting point metal silicide for the upper layer material of the laminated wiring, it is possible to prevent defects due to silicon precipitation in the through hole part and form a stable contact with low resistance. When forming a photoresist pattern to form a wiring pattern, it is possible to suppress thinning of the photoresist pattern due to unnecessary reflection of exposure light due to unevenness of the underlying surface. The process margin of photolithography is large, which makes it possible to form highly integrated and highly reliable multilayer wiring structures.

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

第1図は本発明の第1.第2の実施例における多層配線
構造の製造方法を示す工程断面は 第2図は本発明の第
3.第4の実施例における多層配線構造の製造方法を示
す工程断面阻 第3図は従来の技術による多層配線構造
の断面図であも11.31・・・シリコン基i  13
.33・・・第1積層配亀18.39・・・第2配IL
  15.36− p−3i O象。
FIG. 1 shows the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a process cross-section showing the method for manufacturing a multilayer wiring structure in the second embodiment. Figure 3 is a cross-sectional view of a multilayer wiring structure according to a conventional technique.
.. 33...First laminated IL 18.39...Second IL
15.36- p-3i O elephant.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)最上層部の材料が高融点金属あるいは高融点金属
シリサイドからなり、かつ前記最上層部以外の層の少な
くとも1層がAl合金からなる積層配線を下層配線とし
、前記下層配線とAl合金からなる上層配線を分離する
層間絶縁膜に開口されたスルーホール内において、前記
上層配線のAl合金が前記下層配線内のAl合金の層と
直接接続される構成であることを特徴とする多層配線構
造。
(1) A laminated wiring in which the material of the uppermost layer is made of a high melting point metal or a high melting point metal silicide, and at least one of the layers other than the uppermost layer is made of an Al alloy is used as the lower wiring, and the lower wiring and the Al alloy A multilayer wiring structure characterized in that the Al alloy of the upper layer wiring is directly connected to the Al alloy layer of the lower layer wiring in a through hole opened in an interlayer insulating film separating the upper layer wiring made of structure.
(2)最上層部が高融点金属あるいは高融点金属シリサ
イドからなり、かつ前記最上層部以外の層の少なくとも
1層がAl合金からなる積層構造である下層配線を形成
する工程と、前記下層配線上に層間絶縁膜を形成する工
程と、前記層間絶縁膜上にスルーホールを形成するため
のフォトレジストを形成し、前記層間絶縁膜をエッチン
グしてスルーホールを開口する工程と、前記フォトレジ
ストをマスクとして、前記スルーホールにより露出した
下層配線の最上層からAl合金層の上の層までをエッチ
ング除去してAl合金層を露出させる工程と、前記フォ
トレジストを除去後Al合金からなる上層配線を形成す
る工程とを備えた多層配線の形成方法。
(2) forming a lower layer wiring having a laminated structure in which the uppermost layer is made of a high melting point metal or high melting point metal silicide and at least one layer other than the uppermost layer is made of an Al alloy; forming an interlayer insulating film on the interlayer insulating film; forming a photoresist to form a through hole on the interlayer insulating film; etching the interlayer insulating film to open the through hole; A step of etching away the uppermost layer of the lower layer wiring exposed by the through hole to a layer above the Al alloy layer as a mask to expose the Al alloy layer, and a step of removing the upper layer wiring made of the Al alloy after removing the photoresist. A method for forming a multilayer wiring, comprising a step of forming a multilayer wiring.
(3)最上層部が高融点金属あるいは高融点金属シリサ
イドからなり、かつ前記最上層部以外の層の少なくとも
1層がAl合金からなる積層構造である下層配線を形成
する工程と、前記下層配線上に層間絶縁膜を形成する工
程と、前記層間絶縁膜上にスルーホールを形成するため
のフォトレジストを形成し、前記層間絶縁膜をエッチン
グしてスルーホールを開口する工程と、前記フォトレジ
スト除去後、上層配線となるAl合金膜堆積前にアルゴ
ンのスパッタエッチングを行い、前記スルーホールによ
り露出した下層配線の最上層からAl合金層の上の層ま
でを除去して前記Al合金層を露出させる工程と、前記
Al合金からなる上層配線を形成する工程とを備えた多
層配線の形成方法。
(3) forming a lower layer wiring having a laminated structure in which the uppermost layer is made of a high melting point metal or high melting point metal silicide, and at least one layer other than the uppermost layer is made of an Al alloy; and the lower layer wiring forming an interlayer insulating film on the interlayer insulating film; forming a photoresist to form a through hole on the interlayer insulating film; etching the interlayer insulating film to open the through hole; and removing the photoresist. After that, before depositing the Al alloy film that will become the upper layer wiring, argon sputter etching is performed to remove the uppermost layer of the lower layer wiring exposed by the through hole to the layer above the Al alloy layer to expose the Al alloy layer. A method for forming a multilayer interconnection comprising the steps of: and forming an upper layer interconnection made of the Al alloy.
(4)最上層部が高融点金属あるいは高融点金属シリサ
イドからなり、かつ前記最上層部以外の層の少なくとも
1層がAl合金からなる積層構造である下層配線を形成
する工程と、前記下層配線上のスルーホールによる上層
配線との接続予定部において、前記スルーホール径より
大である露出部を有するフォトレジストを形成し、前記
フォトレジストをマスクとして前記下層配線の最上層か
らAl合金層の上の層までを除去し、高融点金属あるい
は高融点金属シリサイド除去領域を形成して前記Al合
金層を露出させる工程と、前記フォトレジストを除去後
前記下層配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、スルー
ホールを形成するためのフォトレジストを形成し、前記
層間絶縁膜にスルーホールを開口する工程と、前記フォ
トレジストを除去後Al合金からなる上層配線を形成す
る工程とを備えた多層配線の形成方法。
(4) forming a lower layer wiring having a laminated structure in which the uppermost layer is made of a high melting point metal or high melting point metal silicide and at least one layer other than the uppermost layer is made of an Al alloy; A photoresist having an exposed portion larger than the diameter of the through hole is formed at the portion where the upper through hole is to be connected to the upper layer wiring, and using the photoresist as a mask, the uppermost layer of the lower layer wiring is connected to the top layer of the Al alloy layer. forming a high melting point metal or high melting point metal silicide removal region to expose the Al alloy layer, and forming an interlayer insulating film on the lower wiring after removing the photoresist. , a process of forming a photoresist for forming a through hole and opening a through hole in the interlayer insulating film; and a process of forming an upper layer wiring made of an Al alloy after removing the photoresist. Formation method.
(5)最上層部が高融点金属あるいは高融点金属シリサ
イドからなり、かつ前記最上層部以外の層の少なくとも
1層がAl合金からなる積層構造である下層配線を形成
する材料となる多層膜の堆積する工程と、前記多層膜の
下層配線となる部分のスルーホールによる上層配線との
接続予定部に対し、前記スルーホール径より大である露
出部を有するフォトレジストを形成する工程と、前記フ
ォトレジストをマスクとして前記多層膜の最上層からA
l合金層の上の層までを除去し、高融点金属あるいは高
融点金属シリサイド除去領域を形成してAl合金層を露
出させる工程と、前記フォトレジストを除去後前記多層
膜を下層配線に加工する工程と、前記下層配線上に層間
絶縁膜を形成する工程と、前記スルーホールを形成する
ためのフォトレジストを形成し、前記層間絶縁膜にスル
ーホールを開口する工程と、前記フォトレジストを除去
後Al合金からなる上層配線を形成する工程とを備えた
多層配線の形成方法。
(5) A multilayer film serving as a material for forming a lower layer wiring having a laminated structure in which the uppermost layer is made of a high-melting point metal or a high-melting point metal silicide, and at least one layer other than the above-mentioned uppermost layer is made of an Al alloy. a step of forming a photoresist having an exposed portion larger than the diameter of the through hole for a portion of the multilayer film that is to be connected to the upper layer wiring through the through hole; A from the top layer of the multilayer film using the resist as a mask
A step of removing up to the upper layer of the Al alloy layer and forming a high melting point metal or high melting point metal silicide removal region to expose the Al alloy layer, and processing the multilayer film into a lower wiring after removing the photoresist. a step of forming an interlayer insulating film on the lower wiring; a step of forming a photoresist for forming the through hole; and a step of opening a through hole in the interlayer insulating film; and after removing the photoresist. A method for forming a multilayer wiring comprising the step of forming an upper layer wiring made of an Al alloy.
JP21801589A 1989-08-24 1989-08-24 Multilayer wiring structure and manufacture thereof Pending JPH0382032A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21801589A JPH0382032A (en) 1989-08-24 1989-08-24 Multilayer wiring structure and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21801589A JPH0382032A (en) 1989-08-24 1989-08-24 Multilayer wiring structure and manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0382032A true JPH0382032A (en) 1991-04-08

Family

ID=16713291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21801589A Pending JPH0382032A (en) 1989-08-24 1989-08-24 Multilayer wiring structure and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0382032A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653331A (en) * 1992-07-31 1994-02-25 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and manufacture thereof
KR100336776B1 (en) * 1999-11-29 2002-05-16 박종섭 Pad forming method for semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653331A (en) * 1992-07-31 1994-02-25 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and manufacture thereof
KR100336776B1 (en) * 1999-11-29 2002-05-16 박종섭 Pad forming method for semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5756396A (en) Method of making a multi-layer wiring structure having conductive sidewall etch stoppers and a stacked plug interconnect
US6188135B1 (en) Copper interconnect with top barrier layer
US4917759A (en) Method for forming self-aligned vias in multi-level metal integrated circuits
JP3109468B2 (en) Pattern formation method
US6140237A (en) Damascene process for forming coplanar top surface of copper connector isolated by barrier layers in an insulating layer
JPH0572099B2 (en)
US6492260B1 (en) Method of fabricating damascene metal wiring
JP2770945B2 (en) Tungsten coating method
JP2000003959A (en) Semiconductor device possessed of dual damascene-type via contact structure and its manufacture
JPH0382032A (en) Multilayer wiring structure and manufacture thereof
JP2808616B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR19980028524A (en) Wiring formation method
US6100196A (en) Method of making a copper interconnect with top barrier layer
JPH04242960A (en) Wiring of integrated circuit
JP2809193B2 (en) Semiconductor device
JPH10209276A (en) Wiring forming method
JP2557281B2 (en) Semiconductor device
JPH11330079A (en) Po flow method for executing copper metalization
JP2653672B2 (en) Method of forming scalable fuse link device
JPH0917868A (en) Wiring connection structure of semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method
JPH1084041A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
KR100478487B1 (en) Semiconductor device and fabrication method thereof
JP2000232156A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH08274098A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH0341732A (en) Manufacture of semiconductor device