JPH04218920A - Semiconductor device provided with multilayer wiring structure and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device provided with multilayer wiring structure and its manufacture

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JPH04218920A
JPH04218920A JP3072810A JP7281091A JPH04218920A JP H04218920 A JPH04218920 A JP H04218920A JP 3072810 A JP3072810 A JP 3072810A JP 7281091 A JP7281091 A JP 7281091A JP H04218920 A JPH04218920 A JP H04218920A
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JP
Japan
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layer
wiring
wiring layer
semiconductor device
insulating film
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JP3072810A
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Japanese (ja)
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Kenji Yokoyama
横山 謙二
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers

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Abstract

PURPOSE:To improve initial characteristics and reliability of multilayer wiring structure by electrically connecting wiring layers which are laminated with a layer insulating film interposed at a connection part which is formed by plating. CONSTITUTION:A conductive foundation layer 12 is deposited on a surface side of a semiconductor substrate 11a and a first Au wiring layer 13 is formed by plating on a surface thereof. Then, an Au layer 15 for connection is formed by plating on a surface of the first Au wiring layer 13 and superposed. After the conductive foundation layer 12 is dry-etched using the first Au wiring layer 13 as a mask, an insulating film is deposited flat on an upper surface and a surface thereof is etched back to expose an upper part of the connection Au layer 15. A second Au wiring layer 17 is formed by plating on a surface thereof by a similar method as a formation process of the first Au wiring layer 13. Thereby, the second Au wiring layer 17 is electrically connected to the first wiring layer 13 through the connection Au layer 15.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は多層配線構造を備えた半
導体装置及びその製造方法に関し、特に配線層間の接続
技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a multilayer wiring structure and a method for manufacturing the same, and more particularly to connection technology between wiring layers.

【0002】0002

【従来の技術】一般に、半導体装置の配線技術において
は、配線層の間に層間絶縁膜を介在させて配線層を幾層
にも積層し、それらの配線層を、層間絶縁膜に形成され
た接続孔を介して下層の配線層に電気的接続した構造が
採用されおり、その配線構造は半導体装置の特性や信頼
性を決める重要な要素である。
[Prior Art] Generally, in wiring technology for semiconductor devices, a number of wiring layers are stacked with an interlayer insulating film interposed between the wiring layers, and these wiring layers are formed on the interlayer insulating film. A structure is adopted in which electrical connection is made to a lower wiring layer through a contact hole, and the wiring structure is an important element that determines the characteristics and reliability of a semiconductor device.

【0003】このような多層配線構造を、従来の半導体
装置の工程切断図である図9を参照して説明する。
[0003] Such a multilayer wiring structure will be explained with reference to FIG. 9, which is a process cutaway diagram of a conventional semiconductor device.

【0004】図9(a)において、半導体基板71の表
面側には、半導体領域71aと絶縁層71bが形成され
ており、半導体領域71aの表面には、スパッタ法によ
り堆積された後、パターンニングされた第1の配線層7
2が形成されている。この構造の半導体基板71に多層
配線を形成するために、まず、図9(b)に示す如く、
第1の配線層72の上方に層間絶縁膜73が堆積され、
次に、図9(c)に示す如く、第1の配線層72と層間
絶縁膜73の表面側に形成されるべき配線層とを接続す
るための接続孔74が開口される。この状態の半導体基
板71の表面側に、スパッタ法により金属材料が堆積さ
れて、層間絶縁膜73の表面上に金属層が形成されると
共に、接続孔74が埋め込みされる。しかる後に、図9
(d)に示す如く、金属層は、パターンニングされて、
第2の配線層75が形成される。
In FIG. 9A, a semiconductor region 71a and an insulating layer 71b are formed on the surface side of a semiconductor substrate 71, and the surface of the semiconductor region 71a is deposited by sputtering and then patterned. The first wiring layer 7
2 is formed. In order to form multilayer wiring on the semiconductor substrate 71 having this structure, first, as shown in FIG. 9(b),
An interlayer insulating film 73 is deposited above the first wiring layer 72,
Next, as shown in FIG. 9C, a connection hole 74 for connecting the first wiring layer 72 and the wiring layer to be formed on the surface side of the interlayer insulating film 73 is opened. A metal material is deposited on the surface side of the semiconductor substrate 71 in this state by sputtering to form a metal layer on the surface of the interlayer insulating film 73 and fill the connection hole 74. After that, Figure 9
As shown in (d), the metal layer is patterned,
A second wiring layer 75 is formed.

【0005】これにより、第1の配線層72と第2の配
線層75とは、層間絶縁膜73の接続孔74を介して電
気的接続される。
[0005] Thereby, the first wiring layer 72 and the second wiring layer 75 are electrically connected through the connection hole 74 of the interlayer insulating film 73.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の半
導体装置の製造方法においては、スパッタ法により、半
導体基板71の上方から層間絶縁膜73の接続孔74を
埋め込みするため、第2の配線層75と第1の配線層7
2とのカバレージは下層側の形状の影響を大きく受ける
。例えば、接続孔74の開口部周囲に付着した金属材料
によって、その下方側への堆積が妨げられ、接続孔74
の底面の隅部74aにボイドが発生する場合、あるいは
、接続孔74の内周側には金属材料は堆積しにくいため
、接続孔74の内部の第2の配線層75に薄い部分が発
生する場合がある。このようなカバレージ不良は、初期
的な断線やエレクトロマイグレーション等による経時的
な断線事故の原因となるため好ましくない。
As described above, in the conventional semiconductor device manufacturing method, the connection hole 74 of the interlayer insulating film 73 is filled from above the semiconductor substrate 71 by the sputtering method. Layer 75 and first wiring layer 7
The coverage with 2 is greatly influenced by the shape of the lower layer. For example, metal material attached around the opening of the connection hole 74 prevents the metal material from being deposited on the lower side.
If a void occurs in the corner 74a of the bottom surface of the connection hole 74, or because metal material is difficult to deposit on the inner peripheral side of the connection hole 74, a thin portion will occur in the second wiring layer 75 inside the connection hole 74. There are cases. Such poor coverage is undesirable because it may cause initial disconnection or disconnection over time due to electromigration or the like.

【0007】このような問題点を解消する方法として、
図10に示すめっき配線層を利用する方法が案出される
。図10において、半導体基板81の表面側で、層間絶
縁膜82の表面及びその接続孔82aの内面には、導電
性下地層83が堆積されている。ここで、導電性下地層
83をめっき電極としてめっき処理を行なって、第2の
配線層84を被着し、接続孔82aの内部を埋め込むも
のである。このため、導電性下地層83の表面から、確
実に金属層を成長させることができるので、前述のカバ
レージが改善される。しかし、この方法においては、接
続孔82aの側面にも導電性下地層83が存在するため
、接続孔82aのアスペクト比が高い場合には、接続孔
82aの開口部82bの付近で成長した第2の配線層8
4が、開口部が塞ぎ、内部にボイド84bを残留させて
しまう。このため、接続孔82aの内部における配線抵
抗の増大及びエレクトロマイグレーションによる断線等
の問題が発生するので、めっきを利用した配線構造を適
用できる範囲には限界がある。  特に、素子が微細化
され、半導体装置の横方向のサイズがさらに縮小されて
いくと、接続孔のアスペクト比はさらに高くなるため、
上記の問題点はより顕著なものとなる。
[0007] As a method to solve such problems,
A method using the plated wiring layer shown in FIG. 10 is devised. In FIG. 10, on the surface side of a semiconductor substrate 81, a conductive base layer 83 is deposited on the surface of an interlayer insulating film 82 and the inner surface of its connection hole 82a. Here, a plating process is performed using the conductive base layer 83 as a plating electrode to deposit the second wiring layer 84 and fill the inside of the connection hole 82a. Therefore, since the metal layer can be reliably grown from the surface of the conductive underlayer 83, the above-mentioned coverage is improved. However, in this method, since the conductive base layer 83 is also present on the side surface of the connection hole 82a, if the aspect ratio of the connection hole 82a is high, the second layer grown near the opening 82b of the connection hole 82a may wiring layer 8
4, the opening is closed, leaving a void 84b inside. This causes problems such as increased wiring resistance inside the connection hole 82a and disconnection due to electromigration, so there is a limit to the range to which a wiring structure using plating can be applied. In particular, as elements become smaller and the lateral size of semiconductor devices is further reduced, the aspect ratio of contact holes becomes even higher.
The above problems become even more noticeable.

【0008】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は、配
線層間を電気的接続する接続部を、下層の配線層表面か
らのみめっき形成することによって、初期的な特性及び
信頼性を向上した多層配線層を備える半導体装置を提供
することにある。
[0008] In view of the above problems, an object of the present invention is to improve the initial characteristics and reliability by forming the connection part for electrically connecting the wiring layers only from the surface of the lower wiring layer. An object of the present invention is to provide a semiconductor device including multilayer wiring layers.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明に係る多層配線構造を備えた半導体装置に
おいて講じた手段は、半導体基板表面側の配線パターン
領域に堆積された導電性下地層と、その表面上に被着さ
れ、この導電性下地層を介して下層と電気的接続する第
1の配線層と、第1の配線層表面に積み上げ形成された
接続金属層と、第1の配線層表面側に堆積され、接続金
属層をその上面を露出させた状態で埋める層間絶縁膜と
、層間絶縁膜の上方に被着され、接続金属層を介して第
1の配線層と電気的接続する第2の配線層とを少なくと
も有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the measures taken in a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to the present invention are as follows: a base layer, a first wiring layer deposited on the surface of the base layer and electrically connected to the lower layer via the conductive base layer, a connection metal layer stacked and formed on the surface of the first wiring layer, An interlayer insulating film is deposited on the surface side of the first wiring layer and buries the connection metal layer with its upper surface exposed; It is characterized by having at least a second wiring layer for electrical connection.

【0010】この構成の半導体装置の製造方法は、半導
体基板の表面側に導電性下地層を被着する下地層形成工
程と、導電性下地層の表面上の配線パターン領域に第1
の配線層を被着する第1の配線層形成工程と、形成すべ
き接続金属層の形成予定領域を窓開けしたマスクを第1
の配線層の表面側に覆うマスク形成工程と、このマスク
の窓開け部の第1の配線層表面上に接続金属層をめっき
形成する接続金属層形成工程と、このマスクを除去する
マスク除去工程と、第1の配線層の配線パターンの反転
領域にある導電性下地層を除去する下地層除去工程と、
第1の配線層表面側で、接続金属層をその上面が少なく
とも露出する状態に埋める層間絶縁膜を堆積する絶縁膜
形成工程と、しかる後に、それらの上方に第2の配線層
を形成する第2の配線層形成工程とを有することを特徴
とする。
A method for manufacturing a semiconductor device having this structure includes a base layer forming step of depositing a conductive base layer on the surface side of the semiconductor substrate, and a first step of depositing a conductive base layer on the surface of the conductive base layer in a wiring pattern area.
a first wiring layer forming step in which a wiring layer is deposited;
a connecting metal layer forming step of plating a connecting metal layer on the surface of the first wiring layer in the window opening of this mask; and a mask removing step of removing this mask. and a base layer removal step of removing the conductive base layer in the inverted region of the wiring pattern of the first wiring layer;
an insulating film forming step of depositing an interlayer insulating film on the surface side of the first wiring layer to bury the connection metal layer so that at least the upper surface thereof is exposed; and then a step of forming a second wiring layer above them. The method is characterized in that it has two wiring layer forming steps.

【0011】本発明において、第1の配線層として導電
性下地層の表面にめっき形成されたものを使用する場合
には、前述の第1の配線層形成工程において、形成すべ
き第1の配線層の配線パターン領域を窓開けしたマスク
を導電性下地層表面上に覆う工程と、その窓開け部の導
電性下地層表面上に第1の配線層をめっき形成するめっ
き工程とを行い、マスク除去工程において、このマスク
も除去する。この場合には、第1の配線層が、その底面
が上面に比して広い面積となるようにその側面にテーパ
ーを有するように形成して、側面に密着して層間絶縁膜
を堆積させることが好ましく、そのために、第1の配線
層を形成するためのマスクに、ネガ形のフォトレジスト
を使用することが好ましい。
In the present invention, when using a layer formed by plating on the surface of a conductive base layer as the first wiring layer, the first wiring layer to be formed is A process of covering the surface of the conductive base layer with a mask having a window opening in the wiring pattern area of the layer, and a plating process of plating a first wiring layer on the surface of the conductive base layer in the window opening, and forming the mask. In the removal process, this mask is also removed. In this case, the first wiring layer is formed so that its side surfaces are tapered so that its bottom surface has a larger area than its top surface, and the interlayer insulating film is deposited in close contact with the side surfaces. Therefore, it is preferable to use a negative photoresist as a mask for forming the first wiring layer.

【0012】また、絶縁膜形成工程としては、例えば、
第1の配線層の上方に接続金属層の上面を覆う状態に絶
縁膜を堆積させた後に、少なくとも接続金属層の表面が
露出するまでエッチバック処理を行なうものであり、こ
の場合には、接続金属層と第2の配線層との接触面積を
広く確保するために、エッチバック処理を、接続金属層
の上部が層間絶縁膜の表面から突出する状態にまで行な
うことが好ましい。
[0012] Further, as an insulating film forming step, for example,
After an insulating film is deposited above the first wiring layer to cover the top surface of the connection metal layer, an etch-back process is performed until at least the surface of the connection metal layer is exposed. In order to ensure a wide contact area between the metal layer and the second wiring layer, it is preferable to perform the etch-back process to the extent that the upper part of the connection metal layer protrudes from the surface of the interlayer insulating film.

【0013】さらに、下地層除去工程としては、例えば
、マスクを新たに形成することなく、第1の配線層をマ
スクとしてドライエッチングを行うものである。ここで
、第1の配線層に層間絶縁膜を密着して堆積させるため
に、接続金属層の上面外周側及び第1の配線層の上面外
周側を曲面とすることが望ましく、このため、ドライエ
ッチングは、接続金属層の上面及び第1の配線層の上面
も浅くエッチングすることが好ましい。
Further, as the base layer removal step, for example, dry etching is performed using the first wiring layer as a mask without forming a new mask. Here, in order to deposit the interlayer insulating film in close contact with the first wiring layer, it is desirable that the outer peripheral side of the upper surface of the connecting metal layer and the outer peripheral side of the upper surface of the first wiring layer be curved. Preferably, the etching also shallowly etches the upper surface of the connection metal layer and the upper surface of the first wiring layer.

【0014】本発明において、第1の配線層、前記接続
金属層及び第2の配線層として、例えば、Au,Agま
たはCuを使用することができる。
In the present invention, for example, Au, Ag or Cu can be used for the first wiring layer, the connection metal layer and the second wiring layer.

【0015】そして、導電性下地層が下層側及び上層側
のいずれとも密着するように、TiまたはMoを最下層
として堆積させ、第1の配線層と同種の金属またはPt
を最上層として堆積させることが好ましい。
Then, Ti or Mo is deposited as the bottom layer so that the conductive underlayer is in close contact with both the lower layer side and the upper layer side, and the same type of metal as the first wiring layer or Pt is deposited.
is preferably deposited as the top layer.

【0016】[0016]

【作用】以上の構成の本発明においては、予め、下地層
形成工程で半導体基板の表面側に導電性下地層を被着し
ておき、この導電性下地層の表面上に、めっき等により
第1の配線層を形成する。ここで、導電性下地層は残し
ておき、接続金属層の形成予定領域を窓開けしたマスク
を第1の配線層の表面に覆った後に、導電性下地層を利
用して、半導体基板をめっきして、その窓開け部に接続
金属層を形成する。そして、接続金属層を形成した後に
、第1の配線層の配線パターンの反転領域の導電性下地
層を除去する。この状態で、接続金属層がその上面を露
出した状態で、接続金属層を層間絶縁膜で埋める。しか
る後に、上記の工程を繰り返して、またはスパッタ法を
利用して、第2の配線層を形成すると、第2の配線層は
、層間絶縁膜から露出した接続金属層と接続し、この接
続金属層を介して、第1の配線層と電気的接続する。 このように、層間絶縁膜を形成する前に、接続金属層を
第1の配線層の表面からめっき形成しておくため、従来
のような層間絶縁膜の接続孔を埋めていく必要がない。 従って、接続金属層と第1の配線層との密着性が高く、
接続金属層を厚く被着する場合であっても、内部にボイ
ドを残留することがない。よって、配線抵抗が低く、ま
たエレクトロマイグレーションの発生も防止できる配線
構造を実現でき、半導体装置の初期特性及び信頼性を向
上することができる。
[Function] In the present invention having the above structure, a conductive base layer is previously deposited on the surface side of the semiconductor substrate in the base layer forming step, and a conductive base layer is coated on the surface of the conductive base layer by plating or the like. 1 wiring layer is formed. Here, the conductive base layer is left in place, and after covering the surface of the first wiring layer with a mask with an opening in the region where the connection metal layer is to be formed, the semiconductor substrate is plated using the conductive base layer. Then, a connection metal layer is formed in the window opening. After forming the connection metal layer, the conductive base layer in the inverted region of the wiring pattern of the first wiring layer is removed. In this state, the connection metal layer is filled with an interlayer insulating film with the top surface of the connection metal layer exposed. After that, when a second wiring layer is formed by repeating the above steps or using a sputtering method, the second wiring layer is connected to the connection metal layer exposed from the interlayer insulating film, and this connection metal layer is connected to the connection metal layer exposed from the interlayer insulating film. It is electrically connected to the first wiring layer through the layer. In this way, since the connection metal layer is formed by plating from the surface of the first wiring layer before forming the interlayer insulating film, there is no need to fill the connection holes in the interlayer insulating film as in the conventional method. Therefore, the adhesion between the connection metal layer and the first wiring layer is high,
Even when a thick connection metal layer is applied, no voids remain inside. Therefore, it is possible to realize a wiring structure that has low wiring resistance and can prevent electromigration, and improves the initial characteristics and reliability of the semiconductor device.

【0017】[0017]

【実施例】次に、本発明の実施例に係る半導体装置の配
線構造を、図1を参照して説明する。
Embodiment Next, a wiring structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.

【0018】図1は本例に係る半導体装置の切断図であ
り、半導体装置11において、シリコン基板11aの表
面側には半導体領域11bが形成され、半導体領域11
bが形成されていない領域には、シリコン酸化膜11c
が被着されている。この構成のシリコン基板11aの表
面側には、厚さが約10nmの下層たるTi層12aと
、厚さが約100nmの上層たるAu層12bからなる
導電性下地層12が堆積され、その導電性下地層12の
表面に、厚さが約700nmの第1のAu配線層13が
めっき形成されており、第1のAu配線層13は、導電
性下地層12を介して半導体領域11bに電気的接続し
ている。その上方には、層間絶縁膜14が堆積されてお
り、その接続孔14aの内部には、第1のAu配線層1
3の表面からめっき形成された接続用Au層15(接続
金属層)を有している。ここで、接続孔14aは、層間
絶縁膜14に開口されたものでなく、第1のAu配線層
13に積み上げ形成された接続用Au層15を埋めるよ
うに層間絶縁膜14が堆積されて形成されたものである
。そして、接続用Au層15は、層間絶縁膜14の表面
から突出した状態にある。この上方には、第1の配線層
と同様に、厚さが約10nmの下層たるTi層16aと
厚さが約100nmの上層たるAu層16bからなる導
電性下地層16を介して、接続用Au層15に電気的接
続する第2のAu配線層17を有している。これにより
、第2のAu配線層17と、第1のAu配線層13とは
、層間絶縁膜14を介して電気的接続する多層配線構造
を形成している。さらに、第2のAu配線層17の上方
には、表面絶縁膜18が堆積されている。
FIG. 1 is a cutaway view of a semiconductor device according to this example. In a semiconductor device 11, a semiconductor region 11b is formed on the surface side of a silicon substrate 11a;
In the region where b is not formed, a silicon oxide film 11c is formed.
is covered. A conductive base layer 12 consisting of a lower Ti layer 12a with a thickness of approximately 10 nm and an upper Au layer 12b with a thickness of approximately 100 nm is deposited on the surface side of the silicon substrate 11a having this configuration, and its conductivity A first Au wiring layer 13 having a thickness of approximately 700 nm is plated on the surface of the base layer 12, and the first Au wiring layer 13 is electrically connected to the semiconductor region 11b via the conductive base layer 12. Connected. An interlayer insulating film 14 is deposited above the interlayer insulating film 14, and a first Au wiring layer 1 is formed inside the contact hole 14a.
It has a connection Au layer 15 (connection metal layer) formed by plating from the surface of 3. Here, the connection hole 14a is not formed in the interlayer insulating film 14, but is formed by depositing the interlayer insulating film 14 so as to fill the connecting Au layer 15 stacked on the first Au wiring layer 13. It is what was done. The connection Au layer 15 is in a state of protruding from the surface of the interlayer insulating film 14. Above this, like the first wiring layer, a conductive base layer 16 consisting of a lower Ti layer 16a with a thickness of about 10 nm and an upper Au layer 16b with a thickness of about 100 nm is provided for connection. It has a second Au wiring layer 17 electrically connected to the Au layer 15. Thereby, the second Au wiring layer 17 and the first Au wiring layer 13 form a multilayer wiring structure in which they are electrically connected via the interlayer insulating film 14. Furthermore, a surface insulating film 18 is deposited above the second Au wiring layer 17.

【0019】次に、この構成の半導体装置11の製造方
法について、図1〜図5を参照して、説明する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device 11 having this configuration will be explained with reference to FIGS. 1 to 5.

【0020】図2〜図5は本例の半導体装置の工程切断
図であり、図2(a)において、シリコン基板11aは
配線層の形成前の状態のものであり、その表面側には半
導体領域11bとシリコン酸化膜11cとが形成されて
いる。
2 to 5 are process cross-sectional views of the semiconductor device of this example. In FIG. 2(a), the silicon substrate 11a is in a state before the wiring layer is formed, and a semiconductor layer is formed on the surface side of the silicon substrate 11a. A region 11b and a silicon oxide film 11c are formed.

【0021】まず、図2(b)に示す如く、この状態の
シリコン基板11の表面全体に、厚さが約10nmのT
i層12aをスパッタ法により堆積し、さらにTi層1
2aの表面上に、厚さが約100nmのAu層12bを
被着して、導電性下地層12を形成する(下地層形成工
程)。
First, as shown in FIG. 2(b), a T layer with a thickness of about 10 nm is applied to the entire surface of the silicon substrate 11 in this state.
The i layer 12a is deposited by sputtering, and the Ti layer 1
An Au layer 12b having a thickness of about 100 nm is deposited on the surface of 2a to form a conductive base layer 12 (base layer forming step).

【0022】次に、配線層用のマスクを形成する工程と
して、図3(a)に示す如く、導電性下地層12の表面
上を、厚さ約1μmのポジ形のフォトレジスト層19で
覆ったあと、第1の配線層の配線パターン領域に対応す
る窓開け部19aを形成する。その後に、配線層を形成
するための工程として、シリコン基板11をAuめっき
浴中に浸漬し、導電性下地層12を給電用電極としてめ
っきを行い、図3(b)に示す如く、窓開け部19aの
導電性下地層12の表面からAu膜を成長させていき、
窓開け部19aの内部に、厚さが約700nmの第1の
Au配線層13を形成する(第1の配線層形成工程)。
Next, as a step of forming a mask for the wiring layer, as shown in FIG. 3(a), the surface of the conductive base layer 12 is covered with a positive photoresist layer 19 having a thickness of approximately 1 μm. After that, a window opening 19a corresponding to the wiring pattern area of the first wiring layer is formed. After that, as a process for forming a wiring layer, the silicon substrate 11 is immersed in an Au plating bath, plating is performed using the conductive base layer 12 as a power supply electrode, and a window is opened as shown in FIG. 3(b). An Au film is grown from the surface of the conductive base layer 12 in the portion 19a,
A first Au wiring layer 13 having a thickness of about 700 nm is formed inside the window opening 19a (first wiring layer forming step).

【0023】さらに、図3(c)に示す如く、シリコン
基板11aの上方を、厚さが約1μmのポジ形のフォト
レジスト層20で覆った後に、この上方に形成する第2
の配線層と、第1のAu配線層13とを接続するための
接続金属層の形成予定領域に窓開け部20aを形成する
。ここで、窓開け部20aの内部に、フォトレジスト材
料が残らないように十分に除去する(マスク形成工程)
Furthermore, as shown in FIG. 3(c), after covering the upper part of the silicon substrate 11a with a positive photoresist layer 20 having a thickness of about 1 μm, a second photoresist layer 20 is formed above this.
A window opening 20a is formed in a region where a connecting metal layer for connecting the wiring layer and the first Au wiring layer 13 is to be formed. Here, the photoresist material is removed sufficiently so that it does not remain inside the window opening 20a (mask forming step).
.

【0024】次に、再度、シリコン基板11aをAuめ
っき浴中に浸漬し、導電性下地層12を給電用電極とし
てめっきを行い、図4(a)に示す如く、窓開け部20
aの第1のAu配線層13の表面上に、厚さが約1μm
の接続用Au層15を形成する(接続金属層形成工程)
Next, the silicon substrate 11a is immersed in the Au plating bath again, and plating is performed using the conductive base layer 12 as a power supply electrode, so that the window opening 20 is formed as shown in FIG. 4(a).
On the surface of the first Au wiring layer 13 of
forming a connection Au layer 15 (connection metal layer forming process)
.

【0025】次に、図4(b)に示す如く、シリコン基
板11aに形成したフォトレジスト層19,20を除去
する。これにより、第1のAu配線層13の上に、接続
用Au層15が積み上げた状態になる(マスク除去工程
)。
Next, as shown in FIG. 4(b), the photoresist layers 19 and 20 formed on the silicon substrate 11a are removed. As a result, the connection Au layer 15 is stacked on the first Au wiring layer 13 (mask removal step).

【0026】次に、図4(c)に示す如く、シリコン基
板11aをCF4 とO2 の混合ガス中でドライエッ
チングを行なう。ここで、第1のAu配線層13をドラ
イエッチングに対するマスクとして利用し、第1のAu
配線層13が被着されていない領域の導電性下地層12
及びシリコン酸化膜11cの表面層を除去する。(下地
層除去工程)その後に、図5(a)に示す如く、シリコ
ン基板11の上方に、厚さが約1.5μmのシリコン酸
化膜14bをプラズマCVD法により堆積させ、さらに
その表面にレジスト層21を塗布して、表面を平坦化す
る。 この状態で、プラズマエッチング法により、シリコン酸
化膜14b及びレジスト層21を表面からエッチングす
る。ここで、プラズマエッチングの条件を、シリコン酸
化膜14b及びレジスト層21に対するエッチング速度
が同じになるように設定することにより(エッチバック
法)、図5(b)に示す如く、シリコン酸化膜14bは
、平坦な層間絶縁膜14として残される。ここで、プラ
ズマエッチングは、接続用Au層15の上部15aが、
層間絶縁膜14の表面から突出する状態になるまで行な
う(絶縁膜形成工程)。
Next, as shown in FIG. 4(c), the silicon substrate 11a is dry etched in a mixed gas of CF4 and O2. Here, the first Au wiring layer 13 is used as a mask for dry etching, and the first Au wiring layer 13 is used as a mask for dry etching.
Conductive base layer 12 in areas where wiring layer 13 is not deposited
Then, the surface layer of the silicon oxide film 11c is removed. (Underlying layer removal step) After that, as shown in FIG. 5(a), a silicon oxide film 14b with a thickness of approximately 1.5 μm is deposited above the silicon substrate 11 by plasma CVD, and a resist is further applied to the surface of the silicon oxide film 14b. A layer 21 is applied to planarize the surface. In this state, the silicon oxide film 14b and the resist layer 21 are etched from the surface by plasma etching. Here, by setting the plasma etching conditions so that the etching rates for the silicon oxide film 14b and the resist layer 21 are the same (etchback method), the silicon oxide film 14b is etched as shown in FIG. 5(b). , are left as a flat interlayer insulating film 14. Here, in the plasma etching, the upper part 15a of the connection Au layer 15 is
This process is continued until it protrudes from the surface of the interlayer insulating film 14 (insulating film forming step).

【0027】しかる後に、第2の配線層形成工程として
、上記の下地層形成工程から第1のAu配線層形成工程
までと同様な工程を繰り返し、第2の配線層を形成する
Thereafter, as a second wiring layer forming step, the same steps as those from the base layer forming step to the first Au wiring layer forming step described above are repeated to form a second wiring layer.

【0028】まず、層間絶縁膜14の表面側に、厚さが
約10nmのTi層16aをスパッタ法により堆積し、
さらにTi層16aの表面上に、厚さが約100nmの
Au層16bを堆積し、導電性下地層16を形成する。 さらに、この表面上を、厚さ約1μmのポジ形のフォト
レジスト層22で覆った後に、図5(c)に示す如く、
第2の配線層の配線パターン領域に対応して窓開け部2
2aを形成する。次に、シリコン基板11aをAuめっ
き浴中に浸漬し、第2の導電性下地層16を給電用電極
としてめっきを行い、窓開け部22aの第2の導電性下
地層16の表面からAu膜を成長させていき、窓開け部
22aの内部に、厚さが700nmの第2のAu配線層
17を形成する。次に、フォトレジスト層22を除去し
、シリコン基板11をCF4 とO2 の混合ガス中で
ドライエッチングを行なう。ここで、第2のAu配線層
17がドライエッチングに対するマスクとなって、第2
のAu配線層17が被着されていない領域の第2の導電
性下地層16及び層間絶縁膜14の表面が除去される。
First, a Ti layer 16a having a thickness of about 10 nm is deposited on the surface side of the interlayer insulating film 14 by sputtering.
Further, an Au layer 16b having a thickness of about 100 nm is deposited on the surface of the Ti layer 16a to form a conductive underlayer 16. Furthermore, after covering this surface with a positive photoresist layer 22 having a thickness of about 1 μm, as shown in FIG. 5(c),
Window opening 2 corresponding to the wiring pattern area of the second wiring layer
Form 2a. Next, the silicon substrate 11a is immersed in an Au plating bath, and plating is performed using the second conductive base layer 16 as a power supply electrode. is grown to form a second Au wiring layer 17 with a thickness of 700 nm inside the window opening 22a. Next, the photoresist layer 22 is removed, and the silicon substrate 11 is dry etched in a mixed gas of CF4 and O2. Here, the second Au wiring layer 17 serves as a mask for dry etching, and the second
The surface of the second conductive base layer 16 and the interlayer insulating film 14 in the area where the Au wiring layer 17 is not deposited is removed.

【0029】その後に、表面絶縁膜18を堆積して、図
1に示す半導体装置11の多層配線を形成する(第2の
配線層形成工程)。
Thereafter, a surface insulating film 18 is deposited to form the multilayer wiring of the semiconductor device 11 shown in FIG. 1 (second wiring layer forming step).

【0030】以上のとおり、本例においては、予め形成
した導電性下地層12を、第1のAu配線層13を形成
した後も残しておき、これをめっきの給電用電極として
利用することにより、接続用Au層15を第1のAu配
線層13の表面からのみに成長させ、その後、層間絶縁
膜14で接続用Au層15を埋める。従って、接続用A
u層15が厚い場合であっても、接続用Au層15は、
第1のAu配線層14との密着性が高いと共に、その内
部にボイド等を有しない。しかも、接続用Au層16は
、層間絶縁膜17aの表面から第2のAu配線層18に
向けて突出してため、第2のAu配線層17との接触面
積が広く、密着して接続している。よって、本例の配線
構造は、初期的には配線抵抗が低く、経時的にはエレク
トロマイグレーション等が発生しないものである。この
ため、初期特性及び信頼性が良好であり、半導体装置の
設計、製造において、層間絶縁膜の厚さに対する制約を
緩和することができる。
As described above, in this example, the conductive base layer 12 formed in advance is left after the first Au wiring layer 13 is formed, and this is used as a power supply electrode for plating. , the connection Au layer 15 is grown only from the surface of the first Au wiring layer 13 , and then the connection Au layer 15 is filled with the interlayer insulating film 14 . Therefore, connection A
Even if the u layer 15 is thick, the connection Au layer 15 is
It has high adhesion to the first Au wiring layer 14 and has no voids inside. Moreover, since the connecting Au layer 16 protrudes from the surface of the interlayer insulating film 17a toward the second Au wiring layer 18, the contact area with the second Au wiring layer 17 is wide and the connection can be made in close contact with the second Au wiring layer 17. There is. Therefore, in the wiring structure of this example, the wiring resistance is initially low and electromigration does not occur over time. Therefore, initial characteristics and reliability are good, and restrictions on the thickness of the interlayer insulating film can be relaxed in designing and manufacturing a semiconductor device.

【0031】また、第1のAu配線層13,第2のAu
配線層17は、下層のシリコン酸化膜11b,表面絶縁
膜18との間に、酸化膜との密着性が高いTi層12a
と、配線層と同じAuからなる上層とからなる導電性下
地層12を有しているので、それらの密着性も高い。さ
らに、第1のAu配線層13,接続用Au層15,第2
のAu配線層17は、いずれもAuからなっているので
、配線抵抗が低く、不純物による腐食断線等の発生しに
くくなっている。
[0031] Furthermore, the first Au wiring layer 13, the second Au
The wiring layer 17 includes a Ti layer 12a with high adhesion to the oxide film between the lower silicon oxide film 11b and the surface insulating film 18.
and an upper layer made of the same Au as the wiring layer, the adhesion between them is also high. Furthermore, the first Au wiring layer 13, the connection Au layer 15, the second
Since the Au wiring layer 17 is made of Au, the wiring resistance is low and corrosion and disconnection due to impurities are less likely to occur.

【0032】なお、第2の配線層形成工程の前に、下地
層形成工程から絶縁膜形成工程を繰り返すことにより、
初期特性及び信頼性が良好な3層以上の配線構造を形成
することも可能である。
[0032] Before the second wiring layer forming step, by repeating the base layer forming step to the insulating film forming step,
It is also possible to form a wiring structure of three or more layers with good initial characteristics and reliability.

【0033】本例においては、めっき配線層を使用して
多層配線構造を形成したが、第2のAu配線層17に代
えて、スパッタ法により被着したAu層によって、第2
の配線層を形成してもよい。この方法によって製造した
半導体装置の切断図を図6に示す。同図において、半導
体装置31の第2のAu配線層32は、接続用Au層3
3の上部33aと直接に接続しており、接続用Au層3
3を介して第1のAu配線層34に電気的接続されてい
る。
In this example, a multilayer wiring structure was formed using a plated wiring layer, but instead of the second Au wiring layer 17, an Au layer deposited by sputtering was used to form the second Au wiring layer 17.
A wiring layer may be formed. A cutaway view of a semiconductor device manufactured by this method is shown in FIG. In the figure, the second Au wiring layer 32 of the semiconductor device 31 is connected to the connecting Au layer 3.
3, and is directly connected to the upper part 33a of the connecting Au layer 3.
It is electrically connected to the first Au interconnection layer 34 via 3.

【0034】この構造の半導体装置31においても、接
続用Au層33の上部33aが突出する状態に層間絶縁
膜35が形成され、この状態で、第2のAu配線層32
をスパッタ法により堆積させる。従って、従来の製造方
法のように、接続孔35aの内部を埋めていく必要がな
いため、層間絶縁膜35が厚い場合に、スパッタ法によ
って第2の配線層を堆積させても、配線構造の初期特性
及び信頼性が良好である。
Also in the semiconductor device 31 having this structure, the interlayer insulating film 35 is formed in such a state that the upper part 33a of the connection Au layer 33 protrudes, and in this state, the second Au wiring layer 32
is deposited by sputtering. Therefore, unlike the conventional manufacturing method, there is no need to fill the inside of the contact hole 35a, so if the interlayer insulating film 35 is thick, even if the second wiring layer is deposited by sputtering, the wiring structure will be Good initial characteristics and reliability.

【0035】本例においては、導電性下地層の除去に、
CF4 とO2 ガスの混合ガス中でのドライエッチン
グを利用したが、たとえばCF4 単独ガス中で行なっ
てもよく、Arガス等の不活性ガス中でのイオンミリン
グ法を利用してもよい。ここで、導電性下地層と共に、
Au配線層の上面及び接続用Au層の上面に対しても、
浅くエッチング可能な条件に設定してもよい。この場合
には、図7に示す如く、第1のAu配線層41及び接続
用Au層42の上面外周側の角部分41a,42aがエ
ッチングされ、曲面を呈する。従って、シリコン基板1
1aの上方からシリコン酸化膜43を堆積させても、第
1のAu配線層41及び接続用Au層42の角部分41
a,42aに確実に堆積することができると共に、側面
41b,42bに隙間なく堆積させることができる。
In this example, the conductive underlayer is removed by
Although dry etching in a mixed gas of CF4 and O2 gas is used, it may also be performed in a single gas of CF4, or an ion milling method in an inert gas such as Ar gas may be used. Here, together with the conductive underlayer,
Also for the top surface of the Au wiring layer and the top surface of the connection Au layer,
Conditions may be set to allow shallow etching. In this case, as shown in FIG. 7, corner portions 41a and 42a on the outer circumferential side of the upper surface of the first Au wiring layer 41 and the connecting Au layer 42 are etched to form curved surfaces. Therefore, silicon substrate 1
Even if the silicon oxide film 43 is deposited from above 1a, the corner portions 41 of the first Au wiring layer 41 and the connection Au layer 42
a, 42a, and can be deposited on side surfaces 41b, 42b without gaps.

【0036】また、めっき配線層を形成するためのフォ
トレジスト層に、ポジ形のフォトレジストに代えてネガ
形のフォトレジストを使用してもよい。窓開けした後の
ポジ形のフォトレジストにおいては、図8(a)に示す
如く、レジスト層51の側面51aはシリコン基板11
aに対して垂直、あるいは、図8(b)に示す如く、レ
ジスト層52の底面52aが広くなる。これに対して、
ネガ形のフォトレジストを使用すると、露光したとき、
レジスト表面側は内部に比較して強く露光されるため、
図8(c)に示す如く、レジスト層53の上面53aが
、底面53bに比較して広い面積になるように、側面5
3cにテーパーが発生する。このような状態で、上方か
ら窓開け部53dを埋め込みしていくと、窓開け部53
dの底面の隅部53eは、レジスト53の上面53aの
影になって、埋め込みされない部分が発生する。しかし
ながら、配線層をめっき形成する場合には、配線層は下
層から上方に向けて成長させる。そのため、図8(c)
の形状にレジスト53が形成されても、窓開け部53d
の隅部53eも埋め込みすることができる。このため、
形成された配線層54の形状は、図8(d)に示す如く
、上面54aが底面54bに比較して小さな面積になる
ように、側面54cにテーパーが形成される。この場合
には、層間絶縁膜を上方から被着したとき、上面54a
が狭いので下方が遮られないため、配線層54の側面5
4cに層間絶縁膜を確実に被着できるので、より信頼性
の高い配線構造を実現することができる。
Furthermore, a negative photoresist may be used instead of a positive photoresist for the photoresist layer for forming the plating wiring layer. In the positive photoresist after opening the window, as shown in FIG.
The bottom surface 52a of the resist layer 52 becomes wider perpendicular to the angle a or as shown in FIG. 8(b). On the contrary,
When using a negative photoresist, when exposed to light,
The surface side of the resist is exposed more strongly than the inside, so
As shown in FIG. 8(c), the side surfaces 53 are arranged such that the upper surface 53a of the resist layer 53 has a larger area than the bottom surface 53b.
A taper occurs at 3c. In this state, when the window opening portion 53d is embedded from above, the window opening portion 53d
The corner 53e of the bottom surface of d is in the shadow of the top surface 53a of the resist 53, resulting in a portion that is not embedded. However, when forming the wiring layer by plating, the wiring layer is grown upward from the bottom layer. Therefore, Fig. 8(c)
Even if the resist 53 is formed in the shape of
The corner 53e of can also be embedded. For this reason,
As shown in FIG. 8D, the formed wiring layer 54 has a tapered side surface 54c such that the top surface 54a has a smaller area than the bottom surface 54b. In this case, when the interlayer insulating film is deposited from above, the upper surface 54a
Since the lower part is not obstructed because the side surface 5 of the wiring layer 54 is narrow,
Since the interlayer insulating film can be reliably applied to 4c, a more reliable wiring structure can be realized.

【0037】本例においては、導電性下地層として、T
i層とAu層との2層構造のものを採用したが、これに
限らず、めっき工程において給電用電極として使用でき
る種類の導電材料であればよい。ここで、導電性下地層
と下層側及び上層側との密着性を向上させるために、酸
化膜の表面に直接被着される下層には、酸化膜との密着
性の高い材料としてTi層の他にMo層を、めっき配線
層が被着される上層には、めっき配線層との密着性の高
い材料として、配線層と同種の金属層の他にPt層を使
用してもよく、下層をTiまたはMoで、中間層をPt
で、上層を配線層と同種の金属で形成してもよい。なお
、配線層として、Auの他にAgまたはCuを使用する
こともできる。
In this example, T is used as the conductive underlayer.
Although a two-layer structure consisting of an i-layer and an Au layer was adopted, the present invention is not limited to this, and any conductive material that can be used as a power supply electrode in a plating process may be used. Here, in order to improve the adhesion between the conductive underlayer and the lower and upper layers, a Ti layer is used as a material with high adhesion to the oxide film for the lower layer that is directly deposited on the surface of the oxide film. In addition, a Mo layer may be used as the upper layer on which the plated wiring layer is deposited, and a Pt layer may be used in addition to the metal layer of the same type as the wiring layer as a material with high adhesion to the plated wiring layer. is made of Ti or Mo, and the middle layer is made of Pt.
The upper layer may be formed of the same type of metal as the wiring layer. Note that, in addition to Au, Ag or Cu can also be used as the wiring layer.

【0038】そして、層間絶縁膜の形成には、シリコン
酸化膜とレジスト層を堆積させてエッチバック処理を行
なったが、基板表面を平坦化できるものであればよく、
例えば、リンガラス層またはボロン・リンガラス層を単
層で、または絶縁膜としての酸化シリコン、シリコンナ
イトライド、シリコンオキシナイトライドまたはこれら
の多層膜との組み合わせで使用してもよい。
[0038] To form the interlayer insulating film, a silicon oxide film and a resist layer were deposited and an etch-back process was performed, but any material that can flatten the substrate surface may be used.
For example, a phosphorus glass layer or a boron-phosphorus glass layer may be used as a single layer, or in combination with silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or a multilayer film thereof as an insulating film.

【0039】また、めっき層の形成には、DC,パルス
,PR等の電流波形による電気めっきに限らず、無電解
めっきまたは電気めっきと無電解めっきの組合せを利用
してもよい。
Furthermore, the formation of the plating layer is not limited to electroplating using current waveforms such as DC, pulse, and PR, but may also utilize electroless plating or a combination of electroplating and electroless plating.

【0040】なお、本例においては、半導体基板の第1
層目と第2層目の配線層の接続に、めっき形成した接続
用Au層(接続金属層)を使用したが、これに限らず、
接続金属層の配置は、製造する半導体装置の機能等によ
り、最適な位置に配置されるべき性質のものであり、従
来の配線構造と組み合わされて多層配線構造を形成して
いるものであってもよい。
Note that in this example, the first
Although a plating-formed connection Au layer (connection metal layer) was used to connect the first layer and the second wiring layer, the present invention is not limited to this.
The connection metal layer should be placed in an optimal position depending on the function of the semiconductor device to be manufactured, and should be combined with a conventional wiring structure to form a multilayer wiring structure. Good too.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のとおり、本発明においては、半導
体基板の表面側に導電性下地層を被着しておき、この導
電性下地層の表面上に第1の配線層を形成し、導電性下
地層を利用して、第1の配線層の表面上に接続金属層を
めっき形成して積み上げてから、層間絶縁膜を形成する
ことに特徴を有しているので、以下の効果を奏する。
As described above, in the present invention, a conductive base layer is deposited on the surface side of a semiconductor substrate, a first wiring layer is formed on the surface of this conductive base layer, and a conductive base layer is formed on the surface of the conductive base layer. The method is characterized in that the interlayer insulating film is formed after plating and stacking the connection metal layer on the surface of the first wiring layer using a base layer, so that the following effects are achieved. .

【0042】■  接続金属層はめっき形成されるため
、第1の配線層の表面からのみ成長する。しかも、層間
絶縁膜を形成する前に接続金属層を形成しておくので、
層間絶縁膜の厚さは接続金属層の形成に影響を与えない
。 従って、接続金属層は、第1の配線層とも密着性が高く
、内部にボイド等を有しない。よって、厚い層間絶縁膜
を有する場合であっても、初期特性的には配線抵抗が低
く、経時的には信頼性が高い多層配線構造を実現できる
(2) Since the connection metal layer is formed by plating, it grows only from the surface of the first wiring layer. Moreover, since the connection metal layer is formed before forming the interlayer insulating film,
The thickness of the interlayer insulating film does not affect the formation of the connection metal layer. Therefore, the connection metal layer has high adhesion to the first wiring layer and does not have voids or the like inside. Therefore, even in the case of having a thick interlayer insulating film, it is possible to realize a multilayer wiring structure with low wiring resistance in terms of initial characteristics and high reliability over time.

【0043】■  接続金属層の上部が層間絶縁膜の表
面から突出している場合には、接続金属層と第2の配線
層との接触面積を大きく確保できるので、接続抵抗が低
く、安定した接続を実現できる。
■ If the upper part of the connection metal layer protrudes from the surface of the interlayer insulating film, a large contact area between the connection metal layer and the second wiring layer can be ensured, resulting in low connection resistance and stable connection. can be realized.

【0044】■  配線層を形成するためのマスクをネ
ガ形のフォトレジストによって形成した場合には、第1
の配線層は、底面が広くなるように形成される。この場
合には、第1の配線層の上面は、層間絶縁膜が第1の配
線層の側面に堆積するのを妨げないので、第1の配線層
と層間絶縁膜との密着も向上させることができる。
■ When the mask for forming the wiring layer is formed of negative photoresist, the first
The wiring layer is formed so that the bottom surface is wide. In this case, since the upper surface of the first wiring layer does not prevent the interlayer insulating film from being deposited on the side surface of the first wiring layer, the adhesion between the first wiring layer and the interlayer insulating film can also be improved. I can do it.

【0045】■  導電性下地層は、TiまたはMoか
らなる下層と、第2の配線層と同種の金属またはPtか
らなる上層を有している場合には、下層側の酸化膜とも
上層側の配線層とも密着性が高い。
■ When the conductive base layer has a lower layer made of Ti or Mo and an upper layer made of the same metal as the second wiring layer or Pt, the oxide film on the lower layer side and the upper layer side High adhesion to wiring layers.

【0046】■  下地層除去工程は、第1の配線層を
マスクとして導電性下地層をドライエッチングにより除
去する工程である場合には、導電性下地層を除去のため
のマスクを形成する工程を省略することができる。
[0046] When the base layer removal process is a process of removing the conductive base layer by dry etching using the first wiring layer as a mask, a process of forming a mask for removing the conductive base layer is performed. Can be omitted.

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

【図1】本発明の実施例に係る半導体装置の構造を示す
切断図である。
FIG. 1 is a cutaway diagram showing the structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法の
一部を示す工程切断図である。
FIG. 2 is a process cutaway diagram showing a part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法の
一部を示す工程切断図である。
FIG. 3 is a process cutaway diagram showing a part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法の
一部を示す工程切断図である。
FIG. 4 is a process cutaway diagram showing a part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法の
一部を示す工程切断図である。
FIG. 5 is a process cutaway diagram showing a part of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図6】図1の半導体装置における第2のAu配線層を
別の配線層に代えた半導体装置の構造を示す切断図であ
る。
6 is a cutaway diagram showing the structure of a semiconductor device in which the second Au wiring layer in the semiconductor device of FIG. 1 is replaced with another wiring layer; FIG.

【図7】本実施例に係る下地層除去工程の条件と別の条
件を採用した半導体装置の製造方法の一部を示す工程切
断図である。
FIG. 7 is a process cutaway diagram showing part of a method for manufacturing a semiconductor device using conditions different from the conditions of the base layer removal step according to the present example.

【図8】配線層形成工程におけるフォトレジスト層の構
造を示す工程切断図である。
FIG. 8 is a process cutaway diagram showing the structure of a photoresist layer in a wiring layer forming process.

【図9】従来の半導体装置の製造方法を示す工程切断図
である。
FIG. 9 is a process cutaway diagram showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図10】別の従来の半導体装置の製造方法を示す工程
切断図である。
FIG. 10 is a process cutaway diagram showing another conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】 11,31・・・半導体装置 11a・・・シリコン基板 12,16・・・導電性下地層 13,34,41・・・第1の配線層 15,42・・・接続用Au層(接続金属層)17,3
2・・・第2のAu配線層 14,35,43・・・層間絶縁膜
[Description of symbols] 11, 31... Semiconductor device 11a... Silicon substrate 12, 16... Conductive base layer 13, 34, 41... First wiring layer 15, 42... For connection Au layer (connection metal layer) 17, 3
2... Second Au wiring layer 14, 35, 43... Interlayer insulating film

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板表面側の配線パターン領域に堆
積された導電性下地層と、その表面上に被着され、この
導電性下地層を介して下層と電気的接続する第1の配線
層と、第1の配線層表面にめっきにより積み上げ形成さ
れた接続金属層と、第1の配線層表面側に堆積され、前
記接続金属層をその上面を露出させた状態で埋める層間
絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上方に被着され、前記接続
金属層を介して第1の配線層と電気的接続する第2の配
線層と、を少なくとも有することを特徴とする多層配線
構造を備えた半導体装置。
1. A conductive base layer deposited in a wiring pattern area on the front surface side of a semiconductor substrate, and a first wiring layer deposited on the surface of the conductive base layer and electrically connected to the lower layer via the conductive base layer. a connection metal layer stacked on the surface of the first wiring layer by plating; an interlayer insulating film deposited on the surface side of the first wiring layer and filling the connection metal layer with its upper surface exposed; A semiconductor having a multilayer wiring structure, comprising at least a second wiring layer deposited above the interlayer insulating film and electrically connected to the first wiring layer via the connection metal layer. Device.
【請求項2】請求項1において、第1の配線層は、前記
導電性下地層の表面にめっき形成されたものであること
を特徴とする多層配線構造を備えた半導体装置。
2. A semiconductor device having a multilayer wiring structure according to claim 1, wherein the first wiring layer is formed by plating on the surface of the conductive base layer.
【請求項3】請求項2において、第1の配線層は、その
底面が上面に比して広い面積となるように、その側面に
テーパーを有していることを特徴とする多層配線構造を
備えた半導体装置。
3. A multilayer wiring structure according to claim 2, wherein the first wiring layer has a tapered side surface so that its bottom surface has a wider area than its top surface. Semiconductor device equipped with
【請求項4】請求項1乃至請求項3のいずれか1項にお
いて、前記接続金属層は、前記層間絶縁膜の表面上から
突出していることを特徴とする多層配線構造を備えた半
導体装置。
4. A semiconductor device having a multilayer wiring structure according to claim 1, wherein the connection metal layer protrudes from a surface of the interlayer insulating film.
【請求項5】請求項1乃至請求項4のいずれか1項にお
いて、前記接続金属層の上面外周側及び第1の配線層の
上面外周側は、曲面になっていることを特徴とする多層
配線構造を備えた半導体装置。
5. The multilayer device according to any one of claims 1 to 4, wherein an outer peripheral side of the upper surface of the connection metal layer and an outer peripheral side of the upper surface of the first wiring layer are curved surfaces. A semiconductor device with a wiring structure.
【請求項6】請求項1乃至請求項5のいずれか1項にお
いて、第1の配線層、前記接続金属層及び第2の配線層
は、Au,Ag及びCuからなる群のうちのいずれか1
種の金属からなることを特徴とする多層配線構造を備え
た半導体装置。
6. In any one of claims 1 to 5, the first wiring layer, the connection metal layer, and the second wiring layer are selected from the group consisting of Au, Ag, and Cu. 1
A semiconductor device having a multilayer wiring structure characterized by being made of a certain metal.
【請求項7】請求項1乃至請求項6のいずれか1項にお
いて、前記導電性下地層は、Ti及びMoのうちのいず
れかの金属からなる下層と、第2の配線層と同種の金属
及びPtのうちのいずれかの金属からなる上層と、を少
なくとも有することを特徴とする多層配線構造を備えた
半導体装置。
7. In any one of claims 1 to 6, the conductive base layer includes a lower layer made of one of the metals Ti and Mo, and a metal of the same type as the second wiring layer. and an upper layer made of any one of the following metals:
【請求項8】半導体基板の表面側に導電性下地層を被着
する下地層形成工程と、前記導電性下地層表面上の配線
パターン領域に第1の配線層を被着する第1の配線層形
成工程と、形成すべき接続金属層の形成予定領域を窓開
けしたマスクを第1の配線層表面上に覆うマスク形成工
程と、このマスクの窓開け部の第1の配線層表面上に前
記接続金属層をめっき形成する接続金属層形成工程と、
このマスクを除去するマスク除去工程と、第1の配線層
の配線パターンの反転領域にある前記導電性下地層を除
去する下地層除去工程と、前記接続金属層の上面が少な
くとも露出する状態に、第1の配線層表面側に層間絶縁
膜を堆積させて、前記接続金属層周囲を埋める絶縁膜形
成工程と、しかる後に、その上方に第2の配線層を形成
する第2の配線層形成工程と、を有することを特徴とす
る多層配線構造を備えた半導体装置の製造方法。
8. A base layer forming step of depositing a conductive base layer on the surface side of a semiconductor substrate; and a first wiring step of depositing a first wiring layer on a wiring pattern area on the surface of the conductive base layer. a layer forming step, a mask forming step of covering the surface of the first wiring layer with a mask in which a region where a connecting metal layer is to be formed is opened; and a mask forming step of covering the surface of the first wiring layer in the opening of the mask; a connection metal layer forming step of forming the connection metal layer by plating;
a mask removal step of removing this mask; a base layer removal step of removing the conductive base layer in the inverted region of the wiring pattern of the first wiring layer; and a state in which at least the top surface of the connection metal layer is exposed. An insulating film forming step of depositing an interlayer insulating film on the surface side of the first wiring layer to fill the periphery of the connection metal layer, and then a second wiring layer forming step of forming a second wiring layer above it. A method for manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure, comprising:
【請求項9】請求項8において、第1の配線層形成工程
は、形成すべき第1の配線層の配線パターン領域を窓開
けしたマスクを前記導電性下地層表面上に覆う工程と、
その窓開け部の前記導電性下地層表面上に第1の配線層
をめっき形成するめっき工程と、を有し、前記マスク除
去工程においては、このマスクも除去することを特徴と
する多層配線構造を備えた半導体装置の製造方法。
9. In claim 8, the first wiring layer forming step includes the step of covering the surface of the conductive base layer with a mask having a window opening for a wiring pattern area of the first wiring layer to be formed;
a plating step of plating a first wiring layer on the surface of the conductive base layer in the window opening portion, and in the mask removal step, this mask is also removed. A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
【請求項10】請求項9において、第1の配線層を形成
するためのマスクに、ネガ形のフォトレジストを使用す
ることを特徴とする多層配線構造を備えた半導体装置の
製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to claim 9, wherein a negative photoresist is used as a mask for forming the first wiring layer.
【請求項11】請求項8乃至請求項10のいずれか1項
において、前記下地層除去工程は、第1の配線層をマス
クとしてドライエッチングを行うものであることを特徴
する多層配線構造を備えた半導体装置の製造方法。
11. The multilayer wiring structure according to claim 8, wherein the step of removing the base layer is performed by dry etching using the first wiring layer as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項12】請求項11において、前記ドライエッチ
ングは、前記接続金属層の上面及び第1の配線層の上面
も浅くエッチングすることを特徴とする多層配線構造を
備えた半導体装置の製造方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to claim 11, wherein the dry etching also shallowly etches the upper surface of the connection metal layer and the upper surface of the first wiring layer.
【請求項13】請求項8乃至請求項12のいずれか1項
において、前記絶縁膜形成工程は、第1の配線層の上方
に前記接続金属層の上面を覆う状態に絶縁膜を堆積させ
た後に、少なくとも前記接続金属層の表面が露出するま
でエッチバック処理を行なうものであることを特徴とす
る多層配線構造を備えた半導体装置の製造方法。
13. In any one of claims 8 to 12, the insulating film forming step includes depositing an insulating film above the first wiring layer to cover the top surface of the connection metal layer. A method for manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure, characterized in that an etch-back process is subsequently performed until at least the surface of the connection metal layer is exposed.
【請求項14】請求項13において、前記エッチバック
処理は、前記接続金属層の上部が前記層間絶縁膜表面か
ら突出する状態にまで行なうことを特徴とする多層配線
構造を備えた半導体装置の製造方法。
14. Manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to claim 13, wherein the etch-back process is performed until an upper part of the connection metal layer protrudes from a surface of the interlayer insulating film. Method.
【請求項15】請求項8乃至請求項14のいずれか1項
において、第1の配線層、前記接続金属層及び第2の配
線層は、Au,Ag及びCuからなる群のうちのいずれ
か1種の金属からなることを特徴とする多層配線構造を
備えた半導体装置の製造方法。
15. In any one of claims 8 to 14, the first wiring layer, the connection metal layer, and the second wiring layer are selected from the group consisting of Au, Ag, and Cu. A method for manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure characterized by being made of one type of metal.
【請求項16】請求項8乃至請求項15のいずれか1項
において、前記下地層形成工程は、Ti及びMoのうち
のいずれか1種の金属を最下層として被着する工程と、
第2の配線層と同種の金属種及びPtのうちのいずれか
1種の金属を最上層として被着する工程と、を有するこ
とを特徴とする多層配線構造を備えた半導体装置の製造
方法。
16. In any one of claims 8 to 15, the base layer forming step includes depositing any one of Ti and Mo as the bottom layer;
1. A method for manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure, comprising the step of depositing a metal of the same type as the second wiring layer and one of Pt as an uppermost layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012033896A (en) * 2010-06-29 2012-02-16 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Wiring board, semiconductor device, and manufacturing method of those
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JP2016167629A (en) * 2010-06-29 2016-09-15 株式会社半導体エネルギー研究所 Semiconductor device
US9875910B2 (en) 2010-06-29 2018-01-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Wiring board, semiconductor device, and manufacturing methods thereof

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