JPH053254A - 積層配線形成方法 - Google Patents
積層配線形成方法Info
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- JPH053254A JPH053254A JP15164791A JP15164791A JPH053254A JP H053254 A JPH053254 A JP H053254A JP 15164791 A JP15164791 A JP 15164791A JP 15164791 A JP15164791 A JP 15164791A JP H053254 A JPH053254 A JP H053254A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微細な接続孔（コンタクトホール、ビアホー
ル）に確実にメタルプラグを形成でき、かつ寿命を延長
し得る積層配線を形成する。 【構成】接続孔３に埋め込むメタルプラグ５ａと上層配
線の形成において、メタルプラグ５ａと上層配線の形成
に高温スパッタを一部使用し、しかも上層配線として延
命バリアメタル膜６と延命メタル層７の積層構造の配線
を形成する。
ル）に確実にメタルプラグを形成でき、かつ寿命を延長
し得る積層配線を形成する。 【構成】接続孔３に埋め込むメタルプラグ５ａと上層配
線の形成において、メタルプラグ５ａと上層配線の形成
に高温スパッタを一部使用し、しかも上層配線として延
命バリアメタル膜６と延命メタル層７の積層構造の配線
を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層配線形成方法、特
に超高集積化されたデバイスの多層配線に利用される積
層配線形成方法に関するものである。
に超高集積化されたデバイスの多層配線に利用される積
層配線形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばＵＬＳＩ等の半導体集積回
路の微細化、超高集積化に伴い、種々の改良がなされて
きた。半導体集積回路の素子と素子を電気的に接続する
配線材料や、その配線構造においても例外でなく、ここ
十年の技術の進歩は目ざましいものがある。特に、シリ
コン（Ｓｉ）基板に、アルミニウム（Ａｌ）配線が接し
た場合、Ｓｉ基板へのＡｌの拡散、いわゆるＡｌの突き
抜け問題と、素子の微細化に伴った１μｍの微細領域に
おいて、ＥＭ（エレクトロマイグレーション）やＳＭ
（ストレスマイグレーション）に対する耐性、延命性等
の信頼性向上の問題に対しての改善が進んでいる。
路の微細化、超高集積化に伴い、種々の改良がなされて
きた。半導体集積回路の素子と素子を電気的に接続する
配線材料や、その配線構造においても例外でなく、ここ
十年の技術の進歩は目ざましいものがある。特に、シリ
コン（Ｓｉ）基板に、アルミニウム（Ａｌ）配線が接し
た場合、Ｓｉ基板へのＡｌの拡散、いわゆるＡｌの突き
抜け問題と、素子の微細化に伴った１μｍの微細領域に
おいて、ＥＭ（エレクトロマイグレーション）やＳＭ
（ストレスマイグレーション）に対する耐性、延命性等
の信頼性向上の問題に対しての改善が進んでいる。
【０００３】まず、第１のＡｌの突き抜けの問題に対し
ては、Ｓｉ基板とＡｌ配線との間に、バリアメタルを形
成することによって、ほぼ解決がなされている。このバ
リアメタルとしてＴｉＷやＴｉＮまたはＴｉＯＮ等が用
いられることは良く知られているところである。更に、
また接触抵抗をより低下させるために、例えばＴｉＮを
例にとると、基板側からＴｉ／ＴｉＮやＴｉ／ＴｉＮ／
Ｔｉ等の構造が考えられている。
ては、Ｓｉ基板とＡｌ配線との間に、バリアメタルを形
成することによって、ほぼ解決がなされている。このバ
リアメタルとしてＴｉＷやＴｉＮまたはＴｉＯＮ等が用
いられることは良く知られているところである。更に、
また接触抵抗をより低下させるために、例えばＴｉＮを
例にとると、基板側からＴｉ／ＴｉＮやＴｉ／ＴｉＮ／
Ｔｉ等の構造が考えられている。
【０００４】次に、第２のＡｌ配線の信頼性の問題に対
しては、Ａｌの粒界を介してＡｌの拡散が起こることに
起因するという考えから、 １）銅（Ｃｕ）やチタン（Ｔｉ）、またはハフニウム
（Ｈｆ）とホウ素（Ｂ）等の不純物を添加して、これら
の不純物をＡｌの粒界に析出させることにより、Ａｌの
粒界拡散を抑制する。 ２）Ａｌを高温スパッタ法等を用いて大粒径化させ、微
細配線では、いわゆる“バンブー（竹の節）構造”をと
ることにより、電流の流れる方向に、粒界を存在させな
いようにして、微細配線でのＡｌの粒界拡散を抑える。 ３）粒界があるのが、すべての諸悪の根源と考え、粒界
の無い単結晶Ａｌを超高真空スパッタなどで作成する。 ４）以上述べてきた方法と、発想を逆転させ、Ａｌは切
れても、もうひとつの金属膜で接続していればよいとい
う考えのもとに、積層メタル構造をとる。とりわけ、前
述のバリアメタルとの積層メタルにする。とりわけ、図
４に示すように延命性をもたせるため、バリアメタル膜
１４、Ａｌ層１５を重ねたような複数層以上のＡｌと他
金属の積層構造をとる［例えば１９９０年Ｓemicondnct
or Ｗorld１１月号には、Ａｌ同士であるがＡｌ／Ａｌ
の積層配線の効果（ＥＭに強いバンブー構造を２階建て
のように重ねてＳＭに対しても強くなる）を示す例が報
告されている。このＡｌ／Ａｌ積層配線とバリアメタル
も組み合わせれば、更に効果があることは容易に思い付
く。］等の方法が考えられている。
しては、Ａｌの粒界を介してＡｌの拡散が起こることに
起因するという考えから、 １）銅（Ｃｕ）やチタン（Ｔｉ）、またはハフニウム
（Ｈｆ）とホウ素（Ｂ）等の不純物を添加して、これら
の不純物をＡｌの粒界に析出させることにより、Ａｌの
粒界拡散を抑制する。 ２）Ａｌを高温スパッタ法等を用いて大粒径化させ、微
細配線では、いわゆる“バンブー（竹の節）構造”をと
ることにより、電流の流れる方向に、粒界を存在させな
いようにして、微細配線でのＡｌの粒界拡散を抑える。 ３）粒界があるのが、すべての諸悪の根源と考え、粒界
の無い単結晶Ａｌを超高真空スパッタなどで作成する。 ４）以上述べてきた方法と、発想を逆転させ、Ａｌは切
れても、もうひとつの金属膜で接続していればよいとい
う考えのもとに、積層メタル構造をとる。とりわけ、前
述のバリアメタルとの積層メタルにする。とりわけ、図
４に示すように延命性をもたせるため、バリアメタル膜
１４、Ａｌ層１５を重ねたような複数層以上のＡｌと他
金属の積層構造をとる［例えば１９９０年Ｓemicondnct
or Ｗorld１１月号には、Ａｌ同士であるがＡｌ／Ａｌ
の積層配線の効果（ＥＭに強いバンブー構造を２階建て
のように重ねてＳＭに対しても強くなる）を示す例が報
告されている。このＡｌ／Ａｌ積層配線とバリアメタル
も組み合わせれば、更に効果があることは容易に思い付
く。］等の方法が考えられている。
【０００５】このうち、上記方法１）、２）は、簡単な
工程で済むという長所はあるが、その分効果は限られた
ものになり、更に微細化が進む中では最終的な問題解決
にはならない。
工程で済むという長所はあるが、その分効果は限られた
ものになり、更に微細化が進む中では最終的な問題解決
にはならない。
【０００６】また、３）は最終的な解決ともいえるコン
セプトであるが、その実現法は困難である。
セプトであるが、その実現法は困難である。
【０００７】４）は、多少工程は複雑になるものの、確
実で容易な解決法になると考えられる。しかしながら、
異種金属同士の積層構造のために抵抗値が高くなる点と
ドライエッチング加工の必要性から加工性に難がある。
実で容易な解決法になると考えられる。しかしながら、
異種金属同士の積層構造のために抵抗値が高くなる点と
ドライエッチング加工の必要性から加工性に難がある。
【０００８】一方、Ａｌ配線の信頼性の他に半導体集積
回路の微細化に伴って配線同士の電気的接続をとる接続
孔（コンタクトホールやビアホール）も微細化している
ため、従来のバイアススパッタ法ではこれらの接続孔に
カバレージ（被覆性）良く配線を形成することができな
くなっている。そこで、基板を４００℃以上に加熱しな
がらＡｌをスパッタし、そのフロー（流動）性を利用し
て微細でアスペクト比の大きいコンタクトホールやビア
ホール内にＡｌを埋め込む、いわゆる高温スパッタ法が
注目をあびている。そのため、高温スパッタにより上記
４）で説明したような積層配線を形成することが重要に
なってきている。
回路の微細化に伴って配線同士の電気的接続をとる接続
孔（コンタクトホールやビアホール）も微細化している
ため、従来のバイアススパッタ法ではこれらの接続孔に
カバレージ（被覆性）良く配線を形成することができな
くなっている。そこで、基板を４００℃以上に加熱しな
がらＡｌをスパッタし、そのフロー（流動）性を利用し
て微細でアスペクト比の大きいコンタクトホールやビア
ホール内にＡｌを埋め込む、いわゆる高温スパッタ法が
注目をあびている。そのため、高温スパッタにより上記
４）で説明したような積層配線を形成することが重要に
なってきている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記高
温スパッタ法を用いて積層配線構造をコンタクトホール
やビアホールの埋め込みを含めて形成しようとすると、
Ａｌはフローするもののバリアメタル（この場合は配線
としてのＡｌが切れてもバリアメタルで接続していれば
良いという一種の延命特性をバリアメタルに持たせるこ
とになる）は、通常ＴｉＮ，Ｔｉ，ＴｉＯＮ，ＴｉＷ等
の金属から選ばれるか、その組み合せで用いられるため
融点が高く、Ａｌのようにフローしない。そのために、
図５に示すように下層配線１１上の層間絶縁膜１２に設
けた開孔１３にバリアメタル膜１４に厚いＡｌ層（上層
配線）１５からなる積層構造しかとることができない。
温スパッタ法を用いて積層配線構造をコンタクトホール
やビアホールの埋め込みを含めて形成しようとすると、
Ａｌはフローするもののバリアメタル（この場合は配線
としてのＡｌが切れてもバリアメタルで接続していれば
良いという一種の延命特性をバリアメタルに持たせるこ
とになる）は、通常ＴｉＮ，Ｔｉ，ＴｉＯＮ，ＴｉＷ等
の金属から選ばれるか、その組み合せで用いられるため
融点が高く、Ａｌのようにフローしない。そのために、
図５に示すように下層配線１１上の層間絶縁膜１２に設
けた開孔１３にバリアメタル膜１４に厚いＡｌ層（上層
配線）１５からなる積層構造しかとることができない。
【００１０】このため、上述の図４に示したように、更
に延命性を持たせた複数の積層構造で接続孔内への埋め
込みと配線を同時に形成することができなかった。
に延命性を持たせた複数の積層構造で接続孔内への埋め
込みと配線を同時に形成することができなかった。
【００１１】本発明は、微細な接続孔（コンタクトホー
ルやビアホール）に確実にメタルプラグを形成でき、か
つ寿命を延長し得る積層配線形成方法を提供することを
目的とする。
ルやビアホール）に確実にメタルプラグを形成でき、か
つ寿命を延長し得る積層配線形成方法を提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、下層配線上に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜中
に前記下層配線に達する開孔を形成し、該開孔に前記下
層配線と後に形成される上層配線との電気的接続をとる
ためのメタルプラグと、前記上層配線を形成する配線形
成方法において、前記上層配線の少なくとも一部をエッ
チバックする工程と、前記エッチバック後に、更に異種
の金属あるいは合金層からなる金属積層の上層配線を積
層する工程を含み、前記メタルプラグと上層配線の成膜
方法としては高温スパッタ法をそれぞれ含むことを特徴
とする積層配線形成方法によって解決される。
ば、下層配線上に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜中
に前記下層配線に達する開孔を形成し、該開孔に前記下
層配線と後に形成される上層配線との電気的接続をとる
ためのメタルプラグと、前記上層配線を形成する配線形
成方法において、前記上層配線の少なくとも一部をエッ
チバックする工程と、前記エッチバック後に、更に異種
の金属あるいは合金層からなる金属積層の上層配線を積
層する工程を含み、前記メタルプラグと上層配線の成膜
方法としては高温スパッタ法をそれぞれ含むことを特徴
とする積層配線形成方法によって解決される。
【００１３】更に、上記課題は本発明によれば、下層配
線上に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜中に前記下層
配線に達する開孔を形成し、該開孔内に前記下層配線と
後に形成される上層配線との電気的接続をとるためのメ
タルプラグと、前記上層配線を形成する配線形成方法に
おいて、前記メタルプラグと上層配線の形成時に、前記
開孔内にメタルプラグを形成するための最小限の厚さで
上層配線を形成した後、更に異種の金属あるいは合金層
からなる金属積層の上層配線を形成する工程を含み、前
記メタルプラグと上層配線の成膜方法としては高温スパ
ッタ法をそれぞれ含むことを特徴とする積層配線形成方
法によって解決される。
線上に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜中に前記下層
配線に達する開孔を形成し、該開孔内に前記下層配線と
後に形成される上層配線との電気的接続をとるためのメ
タルプラグと、前記上層配線を形成する配線形成方法に
おいて、前記メタルプラグと上層配線の形成時に、前記
開孔内にメタルプラグを形成するための最小限の厚さで
上層配線を形成した後、更に異種の金属あるいは合金層
からなる金属積層の上層配線を形成する工程を含み、前
記メタルプラグと上層配線の成膜方法としては高温スパ
ッタ法をそれぞれ含むことを特徴とする積層配線形成方
法によって解決される。
【００１４】
【作用】第１の発明によれば、一旦開孔３内にのみメタ
ルプラグ５ａを形成し、その後延命性（冗長性）を有し
た積層構造を形成できるので、開孔３の埋め込みが確実
に可能となり、かつ延命性を有する積層配線を形成する
ことができる。
ルプラグ５ａを形成し、その後延命性（冗長性）を有し
た積層構造を形成できるので、開孔３の埋め込みが確実
に可能となり、かつ延命性を有する積層配線を形成する
ことができる。
【００１５】更に、第２の発明によれば、開孔全体を埋
め込むための必要最小限のＡｌ等のメタル層５を形成す
るので、その後延命性を有する積層配線の形成のための
自由度が増大する。そのため、開孔３内へのメタル埋め
込みが可能となり、且つ延命性を有する積層配線を形成
することができる。
め込むための必要最小限のＡｌ等のメタル層５を形成す
るので、その後延命性を有する積層配線の形成のための
自由度が増大する。そのため、開孔３内へのメタル埋め
込みが可能となり、且つ延命性を有する積層配線を形成
することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の第１実施例を示す工程断面図であ
る。
する。図１は本発明の第１実施例を示す工程断面図であ
る。
【００１７】まず、図１（ａ）に示すように、例えばア
ルミニウム（Ａｌ）等のメタルからなる下層配線１上に
二酸化シリコン（ＳｉＯ2）等からなる厚さ７５００オ
ングストロームの層間絶縁膜２を形成した後、通常のリ
ソグラフィーとドライエッチを用いて、直径約０．４ミ
クロン（μｍ）の開孔（ビアホール）３を形成する。
ルミニウム（Ａｌ）等のメタルからなる下層配線１上に
二酸化シリコン（ＳｉＯ2）等からなる厚さ７５００オ
ングストロームの層間絶縁膜２を形成した後、通常のリ
ソグラフィーとドライエッチを用いて、直径約０．４ミ
クロン（μｍ）の開孔（ビアホール）３を形成する。
【００１８】次に、図３に示したマルチチャンバープロ
セス装置のスパッタ室２１，２２，２３を用いて、図１
（ｂ）に示すように、上記開孔３内を含めて全面にバリ
アメタル膜４とＡｌ層５を形成する。この工程では下記
のスパッタ条件で説明するようにＡｌ層形成の第２ステ
ップで高温スパッタ法を用いて形成しているので、Ａｌ
が流動（フロー）して、上層から開孔内への埋め込みが
容易となる。
セス装置のスパッタ室２１，２２，２３を用いて、図１
（ｂ）に示すように、上記開孔３内を含めて全面にバリ
アメタル膜４とＡｌ層５を形成する。この工程では下記
のスパッタ条件で説明するようにＡｌ層形成の第２ステ
ップで高温スパッタ法を用いて形成しているので、Ａｌ
が流動（フロー）して、上層から開孔内への埋め込みが
容易となる。
【００１９】Ｔｉ／ＴｉＯＮ（バリアメタル）：５００
オングストローム（Ｔｉ／ＴｉＮ2 ＝１００／４００オ
ングストローム）、Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、圧力：３．
５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：１０．５ＫＷ、無加熱 Ａｌ第１ステップ：１０００オングストローム、Ａｒ＝
１００ｓｃｃｍ、圧力：３．５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：
２２．５ＫＷ、無加熱 第２ステップ（高温スパッタ）：４５０℃、４０００オ
ングストローム、Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、圧力：３．５
ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：１０．５ＫＷ 次に、図３に示した装置のウエハーの第１及び第２のト
ランスファーチャンバー（搬送室）２４と２５を介し
て、バリアメタル膜とＡｌ層を形成したウエハーをエッ
チバック室２６内に移送し、Ａｌ層５とバリアメタル膜
４を上方から順次エッチバックを行ない、図１（ｃ）に
示すようにビアホール内に埋め込まれたバリアメタル膜
４ａとＡｌプラグ層５ａを選択的に形成する。このエッ
チバック室２６は、例えば通常の有磁場μ波エッチャー
を用いた。
オングストローム（Ｔｉ／ＴｉＮ2 ＝１００／４００オ
ングストローム）、Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、圧力：３．
５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：１０．５ＫＷ、無加熱 Ａｌ第１ステップ：１０００オングストローム、Ａｒ＝
１００ｓｃｃｍ、圧力：３．５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：
２２．５ＫＷ、無加熱 第２ステップ（高温スパッタ）：４５０℃、４０００オ
ングストローム、Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、圧力：３．５
ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：１０．５ＫＷ 次に、図３に示した装置のウエハーの第１及び第２のト
ランスファーチャンバー（搬送室）２４と２５を介し
て、バリアメタル膜とＡｌ層を形成したウエハーをエッ
チバック室２６内に移送し、Ａｌ層５とバリアメタル膜
４を上方から順次エッチバックを行ない、図１（ｃ）に
示すようにビアホール内に埋め込まれたバリアメタル膜
４ａとＡｌプラグ層５ａを選択的に形成する。このエッ
チバック室２６は、例えば通常の有磁場μ波エッチャー
を用いた。
【００２０】エッチバックの条件としては、ＢＣｌ3／
Ｃｌ2＝９０／６０ｓｃｃｍ、圧力２．０Ｐａ、μ波：
８００Ｗ、ＲＦバイアス：５０Ｗ（２ＭＨｚ）が好適で
あった。
Ｃｌ2＝９０／６０ｓｃｃｍ、圧力２．０Ｐａ、μ波：
８００Ｗ、ＲＦバイアス：５０Ｗ（２ＭＨｚ）が好適で
あった。
【００２１】次に、ウエハー搬送室２５と２４を介して
スパッタ室に移送して延命性（冗長性）を持たせた異種
金属のバリアメタル膜６／Ａｌ層７の積層構造を形成す
る。本実施例では図１（ｄ）に示すように、全面にバリ
アメタル膜６ａ、Ａｌ層７ａ、バリアメタル膜６ｂ、そ
してＡｌ層７ｂとなるようにバリアメタル膜／Ａｌ層の
積層構造を重ねた構造とした。このときのバリアメタル
膜、Ａｌ層を形成するためのスパッタ条件は上記と同様
に行なった。すなわち、Ａｌの第２ステップでは高温ス
パッタでＡｌ層を形成した。
スパッタ室に移送して延命性（冗長性）を持たせた異種
金属のバリアメタル膜６／Ａｌ層７の積層構造を形成す
る。本実施例では図１（ｄ）に示すように、全面にバリ
アメタル膜６ａ、Ａｌ層７ａ、バリアメタル膜６ｂ、そ
してＡｌ層７ｂとなるようにバリアメタル膜／Ａｌ層の
積層構造を重ねた構造とした。このときのバリアメタル
膜、Ａｌ層を形成するためのスパッタ条件は上記と同様
に行なった。すなわち、Ａｌの第２ステップでは高温ス
パッタでＡｌ層を形成した。
【００２２】このようにして、例えばＡｌ等の下層配線
１上に形成された層間絶縁膜２の開孔３に、その埋め込
み（穴埋め）のためのＡｌ層５を選択的に残し、更に延
命性を持たせた異種近像であるバリアメタル膜６／Ａｌ
層７の積層構造をその上に形成してなる積層配線を形成
することができた。
１上に形成された層間絶縁膜２の開孔３に、その埋め込
み（穴埋め）のためのＡｌ層５を選択的に残し、更に延
命性を持たせた異種近像であるバリアメタル膜６／Ａｌ
層７の積層構造をその上に形成してなる積層配線を形成
することができた。
【００２３】次に、本発明の第２実施例を図２を用いて
説明する。図２は本発明の第２実施例を示す工程断面図
である。
説明する。図２は本発明の第２実施例を示す工程断面図
である。
【００２４】まず、図２（ａ）に示すように、実施例１
と同様に例えばアルミニウム（Ａｌ）等のメタルからな
る下層配線１上に二酸化シリコン（ＳｉＯ2）等からな
る厚さ７５００オングストロームの層間絶縁膜２を形成
した後、通常のリソグラフィーとドライエッチを用い
て、直径約０．４ミクロン（μｍ）の開孔（ビアホー
ル）３を形成する。
と同様に例えばアルミニウム（Ａｌ）等のメタルからな
る下層配線１上に二酸化シリコン（ＳｉＯ2）等からな
る厚さ７５００オングストロームの層間絶縁膜２を形成
した後、通常のリソグラフィーとドライエッチを用い
て、直径約０．４ミクロン（μｍ）の開孔（ビアホー
ル）３を形成する。
【００２５】次に、図３に示したマルチチャンバープロ
セス装置のスパッタ室２１，２２，２３を用いて、図２
（ｂ）に示すように、上記開孔３内を含めて全面にバリ
アメタル膜４とＡｌ層５を形成する。この工程では実施
例１と同様にＡｌ層形成の第２ステツプで高温スパッタ
法を用いているので、Ａｌが流動（フロー）して開孔内
への埋め込みが容易となる。スパッタ条件は以下の通り
である。
セス装置のスパッタ室２１，２２，２３を用いて、図２
（ｂ）に示すように、上記開孔３内を含めて全面にバリ
アメタル膜４とＡｌ層５を形成する。この工程では実施
例１と同様にＡｌ層形成の第２ステツプで高温スパッタ
法を用いているので、Ａｌが流動（フロー）して開孔内
への埋め込みが容易となる。スパッタ条件は以下の通り
である。
【００２６】Ｔｉ／ＴｉＯＮ（バリアメタル）：５００
オングストローム（Ｔｉ／ＴｉＮ2＝１００／４００オ
ングストローム）、Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、圧力：３．
５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：１０．５ＫＷ、無加熱 Ａｌ第１ステップ：１０００オングストローム、Ａｒ＝
１００ｓｃｃｍ、圧力：３．５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：
２２．５ＫＷ、無加熱 第２ステップ（高温スパッタ）：３００℃、３０００オ
ングストローム、Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、圧力：３．５
ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：１０．５ＫＷ このように、直径０．４μｍの開孔３を埋め込めるＡｌ
層最小の厚さを４０００オングストロームとした。
オングストローム（Ｔｉ／ＴｉＮ2＝１００／４００オ
ングストローム）、Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、圧力：３．
５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：１０．５ＫＷ、無加熱 Ａｌ第１ステップ：１０００オングストローム、Ａｒ＝
１００ｓｃｃｍ、圧力：３．５ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：
２２．５ＫＷ、無加熱 第２ステップ（高温スパッタ）：３００℃、３０００オ
ングストローム、Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、圧力：３．５
ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力：１０．５ＫＷ このように、直径０．４μｍの開孔３を埋め込めるＡｌ
層最小の厚さを４０００オングストロームとした。
【００２７】次に、再度上記スパッタ工程順と同様に、
すなわちスパッタ室２１，２２，２３の順で図２（ｃ）
に示した延命バリアメタル膜６／延命Ａｌ層７の積層構
造を形成する。
すなわちスパッタ室２１，２２，２３の順で図２（ｃ）
に示した延命バリアメタル膜６／延命Ａｌ層７の積層構
造を形成する。
【００２８】このように開孔３を埋め込むためのＡｌ層
５の厚さを最小にし、延命性（冗長性）を持たせた延命
バリアメタル膜６／延命Ａｌ層７の積層構造をその上に
形成してなる積層配線を形成することができる。
５の厚さを最小にし、延命性（冗長性）を持たせた延命
バリアメタル膜６／延命Ａｌ層７の積層構造をその上に
形成してなる積層配線を形成することができる。
【００２９】本発明では、上記第１及び第２実施例以
外、例えば第１の実施例では、埋め込み用のＡｌ層５を
プラグ状としない途中までのエッチバックで中止した後
に、延命性（冗長性）を持たせたバリアメタル膜６／Ａ
ｌ層７を形成する方法や、第２の実施例においては、図
２（ｂ）で説明したスパッタ工程の後、延命性（冗長
性）をもったバリアメタル膜６のみを形成する。
外、例えば第１の実施例では、埋め込み用のＡｌ層５を
プラグ状としない途中までのエッチバックで中止した後
に、延命性（冗長性）を持たせたバリアメタル膜６／Ａ
ｌ層７を形成する方法や、第２の実施例においては、図
２（ｂ）で説明したスパッタ工程の後、延命性（冗長
性）をもったバリアメタル膜６のみを形成する。
【００３０】本発明では、Ａｌ，Ｔｉ，ＴｉＮ等の代わ
りに、Ｗ，Ｃｕ等のメタルを用いることも可能である。
りに、Ｗ，Ｃｕ等のメタルを用いることも可能である。
【００３１】なお、ここで、本発明実施例で使用した図
３にその概略平面図として示したマルチチャンバーを簡
単に説明する。
３にその概略平面図として示したマルチチャンバーを簡
単に説明する。
【００３２】図３に示すマルチチャンバーは、複数のウ
エハーカセット３２を収納可能なロードロック室３１を
有し、それぞれ真空度の異なる第１のトランスファーチ
ャンバー２５（１０-4Ｔｏｒｒ）と、第２のトランスフ
ァーチャンバー２４（１０-8Ｔｏｒｒ）を有し、それぞ
れのトランスファーチャンバーには、ウエハー３３を搬
送するための搬送アーム２９ａ，２９ｂが装備されてい
る。
エハーカセット３２を収納可能なロードロック室３１を
有し、それぞれ真空度の異なる第１のトランスファーチ
ャンバー２５（１０-4Ｔｏｒｒ）と、第２のトランスフ
ァーチャンバー２４（１０-8Ｔｏｒｒ）を有し、それぞ
れのトランスファーチャンバーには、ウエハー３３を搬
送するための搬送アーム２９ａ，２９ｂが装備されてい
る。
【００３３】また、第１、第２のトランスファーチャン
バー２５，２４はゲートバルブ３０でつながっている。
第１のトランスファーチャンバー２５にはエッチバック
室２６（１０-5Ｔｏｒｒ）がついており、実施例１のエ
ッチバックに用いる。又、第２のトランスファーチャン
バー２４には、中にサセプター２７を有する３つのスパ
ッタ室２１，２２，２３がついておりゲートバルブ２８
を介在させている。トランスファーチャンバー２４は実
施例１，２においてバリアメタル膜Ａｌ層の成膜に用い
た。それぞれに示した圧力は、それぞれのチャンバーの
到達真空度を示す。
バー２５，２４はゲートバルブ３０でつながっている。
第１のトランスファーチャンバー２５にはエッチバック
室２６（１０-5Ｔｏｒｒ）がついており、実施例１のエ
ッチバックに用いる。又、第２のトランスファーチャン
バー２４には、中にサセプター２７を有する３つのスパ
ッタ室２１，２２，２３がついておりゲートバルブ２８
を介在させている。トランスファーチャンバー２４は実
施例１，２においてバリアメタル膜Ａｌ層の成膜に用い
た。それぞれに示した圧力は、それぞれのチャンバーの
到達真空度を示す。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
微細な開孔（コンタクトホールやビアホール）を埋め込
むメタルプラグ部と共に、露出面全面に延命性（冗長
性）を持たせた積層構造からなる積層配線を確実に信頼
性良く形成することができる。
微細な開孔（コンタクトホールやビアホール）を埋め込
むメタルプラグ部と共に、露出面全面に延命性（冗長
性）を持たせた積層構造からなる積層配線を確実に信頼
性良く形成することができる。
【００３５】更に又、本発明の方法は公知のマルチチャ
ンバープロセス装置を好適に用いることができるので、
スループット（処理量）が向上する。
ンバープロセス装置を好適に用いることができるので、
スループット（処理量）が向上する。
【図１】本発明の第１実施例を示す工程断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す工程断面図である。
【図３】本発明を実施するために好適なマルチチャンバ
ープロセス装置の概略平面図である。
ープロセス装置の概略平面図である。
【図４】本発明の背景を説明するための断面図である。
【図５】従来技術を説明するための断面図である。
１ 下層配線
２ 層間絶縁膜
３ 開孔（接続孔）
４，４ａ バリアメタル膜
５ Ａｌ層
５ａ Ａｌプラグ層
６ 延命バリアメタル膜
７ 延命Ａｌ層
１１ 下層配線
１２ 層間絶縁膜
１３ 開孔
１４ バリアメタル膜
１５ Ａｌ層
２１，２２，２３ スパッタ室
２４ 第２のトランスファーチャンバー（搬送室）
２５ 第１のトランスファーチャンバー（搬送室）
２６ エッチバック室
２７ サセプター
２８ ゲートバルブ
２９ａ，ｂ 搬送アーム
３０ ゲートバルブ
３１ ロードロック室
３２ ウエハーカセット
３３ ウエハー
Claims (2)
- 【請求項１】 下層配線上に層間絶縁膜を形成し、該層
間絶縁膜中に前記下層配線に達する開孔を形成し、該開
孔に前記下層配線と後に形成される上層配線との電気的
接続をとるためのメタルプラグと、前記上層配線を形成
する配線形成方法において、前記上層配線の少なくとも
一部をエッチバックする工程と、前記エッチバック後
に、更に異種の金属あるいは合金層からなる金属積層の
上層配線を積層する工程を含み、前記メタルプラグと上
層配線の成膜方法としては高温スパッタ法をそれぞれ含
むことを特徴とする積層配線形成方法。 - 【請求項２】 下層配線上に層間絶縁膜を形成し、該層
間絶縁膜中に前記下層配線に達する開孔を形成し、該開
孔内に前記下層配線と後に形成される上層配線との電気
的接続をとるためのメタルプラグと、前記上層配線を形
成する配線形成方法において、前記メタルプラグと上層
配線の形成時に、前記開孔内にメタルプラグを形成する
ための最小限の厚さで上層配線を形成した後、更に異種
の金属あるいは合金層からなる金属積層の上層配線を形
成する工程を含み、前記メタルプラグと上層配線の成膜
方法としては高温スパッタ法をそれぞれ含むことを特徴
とする積層配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15164791A JPH053254A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 積層配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15164791A JPH053254A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 積層配線形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053254A true JPH053254A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15523139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15164791A Pending JPH053254A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 積層配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH053254A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5573978A (en) * | 1993-09-15 | 1996-11-12 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a metal wire in a semiconductor device |
| KR100221760B1 (ko) * | 1995-07-31 | 1999-09-15 | 가네꼬 히사시 | 에칭으로부터 비아 홀을 보호하기 위한 보호층을 포함하는 반도 체 장치 |
| US6531776B2 (en) * | 2001-03-15 | 2003-03-11 | Powerchip Semiconductor Corp. | Semiconductor device having reduced interconnect-line parasitic capacitance |
| KR100464186B1 (ko) * | 1997-06-20 | 2005-04-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 배선구조 및 그 제조방법 |
-
1991
- 1991-06-24 JP JP15164791A patent/JPH053254A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5573978A (en) * | 1993-09-15 | 1996-11-12 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a metal wire in a semiconductor device |
| KR100221760B1 (ko) * | 1995-07-31 | 1999-09-15 | 가네꼬 히사시 | 에칭으로부터 비아 홀을 보호하기 위한 보호층을 포함하는 반도 체 장치 |
| KR100464186B1 (ko) * | 1997-06-20 | 2005-04-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 배선구조 및 그 제조방법 |
| US6531776B2 (en) * | 2001-03-15 | 2003-03-11 | Powerchip Semiconductor Corp. | Semiconductor device having reduced interconnect-line parasitic capacitance |
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