JPH05152445A - 多層配線およびその形成方法 - Google Patents
多層配線およびその形成方法Info
- Publication number
- JPH05152445A JPH05152445A JP31512991A JP31512991A JPH05152445A JP H05152445 A JPH05152445 A JP H05152445A JP 31512991 A JP31512991 A JP 31512991A JP 31512991 A JP31512991 A JP 31512991A JP H05152445 A JPH05152445 A JP H05152445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- aluminum
- aluminum alloy
- barrier layer
- film
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の多層配線に関し，上層配線と下
層配線との間に設けられたバリア層を構成する導電性物
質と，層配線を構成するＡｌとの合金化反応を抑止し
て，上層配線と下層配線との接続部の信頼性を向上させ
る。 【構成】 アルミニウムまたはアルミニウム合金から
成る下層配線１１上に，Ｔａ（タンタル）膜１２，およ
び高融点金属，高融点金属シリサイド，アルミニウム合
金などの導電性物質１３を連続して堆積する。表面に絶
縁膜１４を堆積し，この絶縁膜１４にビアホール１５を
開口する。高融点金属，高融点金属シリサイド，アルミ
ニウム合金などの導電性物質１６，およびＴａ（タンタ
ル）膜１７を連続して堆積する。アルミニウムまたはア
ルミニウム合金を堆積して上層配線１８を形成する。
層配線との間に設けられたバリア層を構成する導電性物
質と，層配線を構成するＡｌとの合金化反応を抑止し
て，上層配線と下層配線との接続部の信頼性を向上させ
る。 【構成】 アルミニウムまたはアルミニウム合金から
成る下層配線１１上に，Ｔａ（タンタル）膜１２，およ
び高融点金属，高融点金属シリサイド，アルミニウム合
金などの導電性物質１３を連続して堆積する。表面に絶
縁膜１４を堆積し，この絶縁膜１４にビアホール１５を
開口する。高融点金属，高融点金属シリサイド，アルミ
ニウム合金などの導電性物質１６，およびＴａ（タンタ
ル）膜１７を連続して堆積する。アルミニウムまたはア
ルミニウム合金を堆積して上層配線１８を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，多層配線，特に半導体
装置の多層配線およびその形成方法に関する。
装置の多層配線およびその形成方法に関する。
【０００２】近年，半導体装置の高集積化，微細化に伴
い，配線の多層化は，避けることのできないものとなっ
てきた。多層配線においては，下層配線と上層配線とを
接続するビアホール付近での信頼性が特に要求される。
本発明は，この要求に応える多層配線を提供するもので
ある。
い，配線の多層化は，避けることのできないものとなっ
てきた。多層配線においては，下層配線と上層配線とを
接続するビアホール付近での信頼性が特に要求される。
本発明は，この要求に応える多層配線を提供するもので
ある。
【０００３】
【従来の技術】図２は，従来例を示す図である。図中，
２１はアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下
層配線，２２は高融点金属，高融点金属シリサイド，ア
ルミニウム合金などの導電性物質から成るバリア層，２
３は絶縁膜，２４はビアホール，２５は高融点金属，高
融点金属シリサイド，アルミニウム合金などの導電性物
質から成るバリア層，２６はアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金から成る上層配線である。
２１はアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下
層配線，２２は高融点金属，高融点金属シリサイド，ア
ルミニウム合金などの導電性物質から成るバリア層，２
３は絶縁膜，２４はビアホール，２５は高融点金属，高
融点金属シリサイド，アルミニウム合金などの導電性物
質から成るバリア層，２６はアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金から成る上層配線である。
【０００４】従来，ビアホール２４を介した下層配線２
１と上層配線２６との接続を行う際に，濡れ性を良好に
するため，エレクトロマイグレーションやストレスマイ
グレーションなどによる断線を防止するために，下層配
線２１の上面に高融点金属，高融点金属シリサイド，ア
ルミニウム合金などの導電性物質から成るバリア層２２
を設け，上層配線２６の下面に高融点金属，高融点金属
シリサイド，アルミニウム合金などの導電性物質から成
るバリア層２５を設け，バリア層２５上に，３００℃以
上の高温でＡｌまたはＡｌ合金を成膜して平坦化された
上層配線２６を形成していた。
１と上層配線２６との接続を行う際に，濡れ性を良好に
するため，エレクトロマイグレーションやストレスマイ
グレーションなどによる断線を防止するために，下層配
線２１の上面に高融点金属，高融点金属シリサイド，ア
ルミニウム合金などの導電性物質から成るバリア層２２
を設け，上層配線２６の下面に高融点金属，高融点金属
シリサイド，アルミニウム合金などの導電性物質から成
るバリア層２５を設け，バリア層２５上に，３００℃以
上の高温でＡｌまたはＡｌ合金を成膜して平坦化された
上層配線２６を形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高アスペクト比のビア
ホールを介して下層配線と上層配線とを接続する場合や
スタックビアを形成する場合には，上層配線の平坦化が
必須となる。そのために，次の方法が採られている。
ホールを介して下層配線と上層配線とを接続する場合や
スタックビアを形成する場合には，上層配線の平坦化が
必須となる。そのために，次の方法が採られている。
【０００６】 ３００℃以上の高温でＡｌまたはＡｌ
合金を成膜する。（従来例として示した方法） 低温でＡｌまたはＡｌ合金を成膜した後，高温にし
てビアホール内に流し込む。
合金を成膜する。（従来例として示した方法） 低温でＡｌまたはＡｌ合金を成膜した後，高温にし
てビアホール内に流し込む。
【０００７】 低温でＡｌまたはＡｌ合金を成膜した
後，荷電粒子ビームやレーザ光を照射してビアホール内
に流し込む。 極めて強い磁場中で，ＡｌまたはＡｌ合金を成膜す
る。
後，荷電粒子ビームやレーザ光を照射してビアホール内
に流し込む。 極めて強い磁場中で，ＡｌまたはＡｌ合金を成膜す
る。
【０００８】以上の方法を用いて上層配線の平坦化を行
うと，上層配線を構成するＡｌとバリア層を構成する高
融点金属，高融点金属シリサイド，アルミニウム合金な
どの導電性物質とが反応し，その結果，体積の収縮など
による断線の発生や抵抗の上昇という問題が生じる。
うと，上層配線を構成するＡｌとバリア層を構成する高
融点金属，高融点金属シリサイド，アルミニウム合金な
どの導電性物質とが反応し，その結果，体積の収縮など
による断線の発生や抵抗の上昇という問題が生じる。
【０００９】また，接続部における反射率が低下する，
という問題も生じる。本発明は，これらの問題点を解決
して，上層配線と下層配線との間に設けられたバリア層
を構成する導電性物質と，層配線を構成するＡｌとの合
金化反応を抑止して，上層配線と下層配線との接続部の
信頼性を向上させた，多層配線構造，特に半導体装置の
多層配線構造を提供することを目的とする。
という問題も生じる。本発明は，これらの問題点を解決
して，上層配線と下層配線との間に設けられたバリア層
を構成する導電性物質と，層配線を構成するＡｌとの合
金化反応を抑止して，上層配線と下層配線との接続部の
信頼性を向上させた，多層配線構造，特に半導体装置の
多層配線構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，本発明に係る多層配線は，次のように構成する。
めに，本発明に係る多層配線は，次のように構成する。
【００１１】（１）アルミニウムまたはアルミニウム合
金から成る下層配線および上層配線を，導電性物質から
成るバリア層を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成
されたビアホールを介して接続する多層配線であって，
上層配線とバリア層との間，または上層配線とバリア層
との間および下層配線とバリア層との間の双方に，Ｔａ
（タンタル）膜が設けられているように構成する。
金から成る下層配線および上層配線を，導電性物質から
成るバリア層を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成
されたビアホールを介して接続する多層配線であって，
上層配線とバリア層との間，または上層配線とバリア層
との間および下層配線とバリア層との間の双方に，Ｔａ
（タンタル）膜が設けられているように構成する。
【００１２】本発明に係る多層配線の形成方法は，次の
ように構成する。 （２）アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下
層配線および上層配線を，導電性物質から成るバリア層
を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成されたビアホ
ールを介して接続する多層配線の形成方法であって，ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下層配線上
に，導電性物質を堆積してバリア層を形成する工程と，
表面に絶縁膜を堆積し，該絶縁膜にビアホールを開口す
る工程と，導電性物質，およびＴａ（タンタル）膜を連
続して堆積する工程と，アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金を堆積して上層配線を形成する工程とを含むよう
に構成する。
ように構成する。 （２）アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下
層配線および上層配線を，導電性物質から成るバリア層
を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成されたビアホ
ールを介して接続する多層配線の形成方法であって，ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下層配線上
に，導電性物質を堆積してバリア層を形成する工程と，
表面に絶縁膜を堆積し，該絶縁膜にビアホールを開口す
る工程と，導電性物質，およびＴａ（タンタル）膜を連
続して堆積する工程と，アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金を堆積して上層配線を形成する工程とを含むよう
に構成する。
【００１３】（３）アルミニウムまたはアルミニウム合
金から成る下層配線および上層配線を，導電性物質から
成るバリア層を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成
されたビアホールを介して接続する多層配線の形成方法
であって，アルミニウムまたはアルミニウム合金から成
る下層配線上に，Ｔａ（タンタル）膜，および導電性物
質を連続して堆積する工程と，表面に絶縁膜を堆積し，
該絶縁膜にビアホールを開口する工程と，導電性物質，
およびＴａ（タンタル）膜を連続して堆積する工程と，
アルミニウムまたはアルミニウム合金を堆積して上層配
線を形成する工程とを含むように構成する。
金から成る下層配線および上層配線を，導電性物質から
成るバリア層を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成
されたビアホールを介して接続する多層配線の形成方法
であって，アルミニウムまたはアルミニウム合金から成
る下層配線上に，Ｔａ（タンタル）膜，および導電性物
質を連続して堆積する工程と，表面に絶縁膜を堆積し，
該絶縁膜にビアホールを開口する工程と，導電性物質，
およびＴａ（タンタル）膜を連続して堆積する工程と，
アルミニウムまたはアルミニウム合金を堆積して上層配
線を形成する工程とを含むように構成する。
【００１４】
【作用】本発明では，上層配線とバリア層との間，また
は上層配線とバリア層との間および下層配線とバリア層
との間の双方に，Ｔａ（タンタル）膜を設けている。Ｔ
ａは，Ａｌと反応しにくいので，上層配線用のＡｌまた
はＡｌ合金を高温で堆積する際に，Ａｌと，バリア層を
構成する，導電性物質とが反応するのを防止する。
は上層配線とバリア層との間および下層配線とバリア層
との間の双方に，Ｔａ（タンタル）膜を設けている。Ｔ
ａは，Ａｌと反応しにくいので，上層配線用のＡｌまた
はＡｌ合金を高温で堆積する際に，Ａｌと，バリア層を
構成する，導電性物質とが反応するのを防止する。
【００１５】その結果，下層配線と上層配線とが接続さ
れるビアホール近傍での不都合が生じないので，多層配
線の信頼性が向上する。
れるビアホール近傍での不都合が生じないので，多層配
線の信頼性が向上する。
【００１６】
【実施例】図１は，本発明の一実施例を示す図である。
図中，１１はアルミニウムまたはアルミニウム合金から
成る下層配線，１２はＴａ（タンタル）膜，１３は高融
点金属，高融点金属シリサイド，アルミニウム合金など
の導電性物質から成るバリア層，１４は絶縁膜，１５は
ビアホール，１６は高融点金属，高融点金属シリサイ
ド，アルミニウム合金などの導電性物質から成るバリア
層，１７はＴａ（タンタル）膜，１８はアルミニウムま
たはアルミニウム合金から成る上層配線である。
図中，１１はアルミニウムまたはアルミニウム合金から
成る下層配線，１２はＴａ（タンタル）膜，１３は高融
点金属，高融点金属シリサイド，アルミニウム合金など
の導電性物質から成るバリア層，１４は絶縁膜，１５は
ビアホール，１６は高融点金属，高融点金属シリサイ
ド，アルミニウム合金などの導電性物質から成るバリア
層，１７はＴａ（タンタル）膜，１８はアルミニウムま
たはアルミニウム合金から成る上層配線である。
【００１７】以下，本実施例を工程順に説明する。 ［工程１］ＡｌまたはＡｌ合金から成る下層配線１１上
に，スパッタ法にて，厚さ５００ÅのＴａ膜１２，厚さ
３００Åのバリア層１３を連続して堆積する。
に，スパッタ法にて，厚さ５００ÅのＴａ膜１２，厚さ
３００Åのバリア層１３を連続して堆積する。
【００１８】バリア層１３を構成する材料には，Ｔｉ
Ｗ，ＴｉＮ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗ，ＺｒＮ等の高融点金属，
ＴｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳｉ等の高融点金属シリサイ
ド，Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ等のアルミニウム合金など
の導電性物質を用いる。
Ｗ，ＴｉＮ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗ，ＺｒＮ等の高融点金属，
ＴｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳｉ等の高融点金属シリサイ
ド，Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ等のアルミニウム合金など
の導電性物質を用いる。
【００１９】［工程２］表面に厚さ１μｍのＳｉＯ2 か
ら成る絶縁膜１４を形成する。絶縁膜１４に０．８μｍ
径のビアホール１５を開口する。
ら成る絶縁膜１４を形成する。絶縁膜１４に０．８μｍ
径のビアホール１５を開口する。
【００２０】［工程３］スパッタ法にて，厚さ３００Å
のバリア層１６，厚さ５００ÅのＴａ膜１７を連続して
堆積する。
のバリア層１６，厚さ５００ÅのＴａ膜１７を連続して
堆積する。
【００２１】バリア層１６を構成する材料には，Ｔｉ
Ｗ，ＴｉＮ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗ，ＺｒＮ等の高融点金属，
ＴｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳｉ等の高融点金属シリサイ
ド，Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ等のアルミニウム合金など
の導電性物質を用いる。
Ｗ，ＴｉＮ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｗ，ＺｒＮ等の高融点金属，
ＴｉＳｉ，ＭｏＳｉ，ＷＳｉ等の高融点金属シリサイ
ド，Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ等のアルミニウム合金など
の導電性物質を用いる。
【００２２】［工程４］基板を３００℃以上の温度に保
ち，スパッタ法にてＡｌを堆積すると共にビアホール１
５内へ流し込んで平坦な表面を持った上層配線１８を形
成する。
ち，スパッタ法にてＡｌを堆積すると共にビアホール１
５内へ流し込んで平坦な表面を持った上層配線１８を形
成する。
【００２３】以上の各工程を経て，本実施例の多層配線
が完成する。本実施例では，下層配線１１とバリア層１
３との間，および上層配線１８とバリア層１６との間の
双方に，Ｔａ（タンタル）膜１２，１７を設けた例を示
したが，Ｔａ膜は，上層配線１８とバリア層１６との間
に設けるだけでもよい。
が完成する。本実施例では，下層配線１１とバリア層１
３との間，および上層配線１８とバリア層１６との間の
双方に，Ｔａ（タンタル）膜１２，１７を設けた例を示
したが，Ｔａ膜は，上層配線１８とバリア層１６との間
に設けるだけでもよい。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば，上層配線と下層配線と
の間に設けられたバリア層を構成する導電性物質と，配
線を構成するＡｌとの合金化反応を抑止できるので，上
層配線と下層配線との接続部の信頼性が良好な多層配線
を実現することができる。
の間に設けられたバリア層を構成する導電性物質と，配
線を構成するＡｌとの合金化反応を抑止できるので，上
層配線と下層配線との接続部の信頼性が良好な多層配線
を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【図２】従来例を示す図である。
１１ アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下
層配線 １２ Ｔａ（タンタル）膜 １３ 導電性物質から成るバリア層 １４ 絶縁膜 １５ ビアホール １６ 導電性物質から成るバリア層 １７ Ｔａ（タンタル）膜 １８ アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る上
層配線
層配線 １２ Ｔａ（タンタル）膜 １３ 導電性物質から成るバリア層 １４ 絶縁膜 １５ ビアホール １６ 導電性物質から成るバリア層 １７ Ｔａ（タンタル）膜 １８ アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る上
層配線
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウム合金か
ら成る下層配線および上層配線を，導電性物質から成る
バリア層を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成され
たビアホールを介して接続する多層配線であって， 上層配線とバリア層との間，または上層配線とバリア層
との間および下層配線とバリア層との間の双方に，Ｔａ
（タンタル）膜が設けられていることを特徴とする多層
配線。 - 【請求項２】 アルミニウムまたはアルミニウム合金か
ら成る下層配線および上層配線を，導電性物質から成る
バリア層を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成され
たビアホールを介して接続する多層配線の形成方法であ
って， アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下層配線
上に，導電性物質を堆積してバリア層を形成する工程
と， 表面に絶縁膜を堆積し，該絶縁膜にビアホールを開口す
る工程と， 導電性物質，およびＴａ（タンタル）膜を連続して堆積
する工程と， アルミニウムまたはアルミニウム合金を堆積して上層配
線を形成する工程とを含むことを特徴とする多層配線の
形成方法。 - 【請求項３】 アルミニウムまたはアルミニウム合金か
ら成る下層配線および上層配線を，導電性物質から成る
バリア層を間に挟んで，下層配線上の絶縁膜に形成され
たビアホールを介して接続する多層配線の形成方法であ
って， アルミニウムまたはアルミニウム合金から成る下層配線
上に，Ｔａ（タンタル）膜，および導電性物質を連続し
て堆積する工程と， 表面に絶縁膜を堆積し，該絶縁膜にビアホールを開口す
る工程と， 導電性物質，およびＴａ（タンタル）膜を連続して堆積
する工程と， アルミニウムまたはアルミニウム合金を堆積して上層配
線を形成する工程とを含むことを特徴とする多層配線の
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31512991A JPH05152445A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 多層配線およびその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31512991A JPH05152445A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 多層配線およびその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05152445A true JPH05152445A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18061757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31512991A Withdrawn JPH05152445A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 多層配線およびその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05152445A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100316525B1 (ko) * | 1999-06-14 | 2001-12-12 | 김영환 | 반도체소자의 비트라인 형성방법 |
| US6690092B2 (en) * | 1998-10-06 | 2004-02-10 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Multilayer interconnection structure of a semiconductor device |
| US7541282B2 (en) | 2004-05-25 | 2009-06-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming metal-nitride layers in contact holes |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP31512991A patent/JPH05152445A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6690092B2 (en) * | 1998-10-06 | 2004-02-10 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Multilayer interconnection structure of a semiconductor device |
| US7215029B1 (en) * | 1998-10-06 | 2007-05-08 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Multilayer interconnection structure of a semiconductor |
| KR100316525B1 (ko) * | 1999-06-14 | 2001-12-12 | 김영환 | 반도체소자의 비트라인 형성방법 |
| US7541282B2 (en) | 2004-05-25 | 2009-06-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming metal-nitride layers in contact holes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2545184B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| US6143672A (en) | Method of reducing metal voidings in 0.25 μm AL interconnect | |
| US5691571A (en) | Semiconductor device having fine contact hole with high aspect ratio | |
| JPH04320024A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2581666B2 (ja) | 配線構造体の製造方法 | |
| JP2946978B2 (ja) | 配線形成方法 | |
| JPH05152445A (ja) | 多層配線およびその形成方法 | |
| JP3158598B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH0212859A (ja) | 多層配線の形成方法 | |
| JP2757796B2 (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JP3328359B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3109269B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3137719B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2655504B2 (ja) | 半導体集積回路装置及びその製造方法 | |
| JP2001250829A (ja) | 金属配線製造方法 | |
| JPH05343401A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2906815B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06151607A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH05129447A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2893800B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3237917B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| JPH05243229A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JP2897313B2 (ja) | 配線形成法 | |
| JPH0695516B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0786401A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |