JPH07130851A - Wiring formation method - Google Patents

Wiring formation method

Info

Publication number
JPH07130851A
JPH07130851A JP29402793A JP29402793A JPH07130851A JP H07130851 A JPH07130851 A JP H07130851A JP 29402793 A JP29402793 A JP 29402793A JP 29402793 A JP29402793 A JP 29402793A JP H07130851 A JPH07130851 A JP H07130851A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
based material
connection hole
wiring
film
heating
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
JP29402793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Taguchi
充 田口
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP29402793A priority Critical patent/JPH07130851A/en
Publication of JPH07130851A publication Critical patent/JPH07130851A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a method for forming the wiring of Al wiring where the filling capacity of a connection hole is improved while fully utilizing the advantage of Al wiring formation technology that the process is simple. CONSTITUTION:After an Al material thin-film formation step I is performed in advance, a step II of Al material to the surface inside a connection hole for covering is performed and a process III of filling the connection hole with Al material is properly performed by a high-temperature sputter, reflow, etc., to form Al wiring.

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、配線形成方法に関し、
特に、接続孔をAl系材料により埋め込む埋め込み工程
を備える配線形成方法に関するものである。本発明は、
例えば、各種電子材料(半導体装置等)のAl系材料配
線の形成技術として利用することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wiring forming method,
In particular, the present invention relates to a wiring forming method including a step of filling a connection hole with an Al-based material. The present invention is
For example, it can be used as a technique for forming Al-based material wiring of various electronic materials (semiconductor devices and the like).

【0002】[0002]

【従来の技術及びその問題点】Al系配線を形成する技
術分野においては、半導体装置分野を代表的なものとし
て、いずれの分野においても、微細化・極小型化がます
ます進行している。
2. Description of the Related Art In the technical field of forming Al-based wiring, the semiconductor device field is representative, and miniaturization and ultra-miniaturization are progressing in every field.

【0003】例えば、半導体集積回路装置で言えば、L
SIの高集積化によりその配線、とりわけ内部多層配線
の微細化・多層化が進んでいる。これに伴い、接続孔の
埋め込み技術、特に接続孔がいかに微細になってもこれ
を配線材料で良好に埋め込める技術が重要になってい
る。このような微細接続孔埋め込み技術として、Al高
温スパッタ法、Alリフロー法(このAlの概念はいず
れも、Al合金や、Alまたはアルミニウム合金を主成
分とするAl系材料を含む)などが検討されている。
For example, in the case of a semiconductor integrated circuit device, L
With the high integration of SI, the wiring, especially the internal multi-layer wiring is being miniaturized / multi-layered. Along with this, a technique for burying a connection hole, particularly a technique for satisfactorily burying the connection hole with a wiring material, no matter how fine the connection hole is, becomes important. As such a technique for filling fine connection holes, an Al high temperature sputtering method, an Al reflow method (both of the concepts of Al include an Al alloy or an Al-based material containing Al or an aluminum alloy as a main component) and the like are considered. ing.

【0004】Al高温スパッタ法は、Al系材料を加熱
して流動状態、もしくはそれに近い状態にしてスパッタ
と同時に埋め込みを行うもので、代表的には、基板をA
l系材料の融点付近に加熱した状態でAl系材料を成膜
することによりAl系材料をフローさせつつ、埋め込み
・平坦化を行う技術である。一方Alリフロー法とは、
Al系材料を形成後、これを溶融させて埋め込みを行う
もので、代表的には一旦常温スパッタにてAl系材料を
成膜した後に、基板をAl系材料の融点付近まで加熱す
ることによりAl系材料をリフローさせ、埋め込み・平
坦化を実現する方法である。
In the Al high temperature sputtering method, an Al-based material is heated to be in a fluidized state or in a state close to that to perform filling at the same time as sputtering.
This is a technique for filling and planarizing the Al-based material while flowing it by forming a film of the Al-based material in a state of being heated near the melting point of the l-based material. On the other hand, the Al reflow method is
After forming an Al-based material, it is melted and embedded. Typically, the Al-based material is once formed by room temperature sputtering, and then the substrate is heated to near the melting point of the Al-based material to form an Al-based material. This is a method of reflowing a system material to achieve embedding / planarization.

【0005】上記技術によるAl埋め込み特性は、Al
系材料の下地材料に依存することが知られている。即
ち、図13に示すように、Al系材料6の下地にTiな
どAl系材料との濡れ性に優れた材料4を用いると、A
l系材料6と該濡れ性に優れた材料4であるTiとの界
面に合金層62(Al−Ti合金層)が形成されなが
ら、良好な埋め込みが達成される。なお、図12中、1
は下層配線であるAl配線、2は接続孔、3は層間絶縁
膜(SiO2 )である。
The Al embedding characteristic of the above technique is
It is known to depend on the base material of the system material. That is, as shown in FIG. 13, when a material 4 having excellent wettability with an Al-based material such as Ti is used as the base of the Al-based material 6, A
Good filling is achieved while the alloy layer 62 (Al—Ti alloy layer) is formed at the interface between the 1-based material 6 and Ti that is the material 4 having excellent wettability. In addition, in FIG. 12, 1
Is an Al wiring as a lower layer wiring, 2 is a connection hole, and 3 is an interlayer insulating film (SiO 2 ).

【0006】これらの方法は、CVDタングステンなど
を用いる方法に比べ、プロセスの簡便性などの点で有利
である。しかしその反面、微細な接続孔を埋め込む能力
という点においては、CVDを用いる技術より必ずしも
優れているとは考えられていない。
[0006] These methods are advantageous in terms of process simplicity and the like as compared with methods using CVD tungsten or the like. On the other hand, however, it is not necessarily considered that the technique using CVD is superior to the technique using CVD in terms of the ability to fill the fine connection holes.

【0007】このような背景で、Al系配線形成技術に
おいて、更に埋め込み能力を向上することが望まれてい
るのであり、例えば、Al高温スパッタ、またはAlリ
フローによる微細接続孔の埋め込み能力を向上すること
が切望されている。
[0007] Against this background, it is desired to further improve the burying ability in the Al-based wiring forming technology. For example, the burying ability of the fine connection hole by Al high temperature sputtering or Al reflow is improved. It is eagerly awaited.

【0008】[0008]

【発明の目的】本発明は上記従来技術の問題点を解決し
て、プロセスが簡便であるというAl配線形成技術の利
点を生かしつつ、接続孔の埋め込み能力を向上したAl
系配線の配線形成方法を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and to make use of the advantage of the Al wiring forming technique that the process is simple, while improving the filling ability of the connection hole.
An object of the present invention is to provide a wiring forming method for system wiring.

【0009】[0009]

【問題点を解決するための手段】本出願の請求項1の発
明は、接続孔をAl系材料により埋め込む埋め込み工程
を備える配線形成方法において、予めAl系材料の薄膜
を成膜し、加熱により該薄膜を構成するAl系材料を接
続孔内表面に流動被覆させる工程を含むことを特徴とす
る配線形成方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。
According to the invention of claim 1 of the present application, in a wiring forming method including a step of burying a connection hole with an Al-based material, a thin film of the Al-based material is formed in advance and heated. A wiring forming method including a step of fluidly coating an Al-based material forming the thin film on an inner surface of a connection hole, which achieves the above object.

【0010】本出願の請求項2の発明は、接続孔をAl
系材料により埋め込む埋め込み工程が、高温スパッタに
よるAl系材料の埋め込みであり、Al系材料の薄膜の
成膜のための加熱が、基板加熱によるものであることを
特徴とする請求項1に記載の配線形成方法であって、こ
れにより上記目的を達成するものである。
According to the invention of claim 2 of the present application, the connection hole is made of Al.
The embedding step of embedding with an Al-based material is embedding of an Al-based material by high-temperature sputtering, and heating for forming a thin film of an Al-based material is by heating a substrate. A wiring forming method, which achieves the above object.

【0011】本出願の請求項3の発明は、接続孔をAl
系材料により埋め込む埋め込み工程が、リフローによる
Al系材料の埋め込みであり、Al系材料の薄膜の成膜
のための加熱が、基板加熱によるものであることを特徴
とする請求項1に記載の配線形成方法であって、これに
より上記目的を達成するものである。
According to the invention of claim 3 of the present application, the connection hole is made of Al.
The wiring according to claim 1, wherein the embedding step of embedding the Al-based material is embedding of the Al-based material by reflow, and the heating for forming the thin film of the Al-based material is heating of the substrate. A forming method, which achieves the above object.

【0012】本発明について、図1を参照して説明する
と、次のとおりである。即ち、この発明においては、予
めAl系材料薄膜成膜工程Iを行った後、Al系材料の
接続孔内表面への流動被覆工程IIを行い、高温スパッ
タ、またはリフロー等による接続孔のAl系材料による
埋め込み工程IIIを行う。
The present invention will be described below with reference to FIG. That is, in the present invention, after performing the Al-based material thin film forming step I in advance, the fluid coating step II of the Al-based material on the inner surface of the connection hole is performed, and the Al-based material of the connection hole is formed by high-temperature sputtering or reflow. An embedding step III with a material is performed.

【0013】[0013]

【作用】本発明においては、予めAl系材料薄膜を成膜
した後、Al系材料の接続孔内表面への流動被覆工程を
行うので、これにより接続孔内面には薄いAl系材料皮
膜が形成される。かかるAl系材料皮膜は、同じAl系
材料と濡れ性が極めて良好であり、よって、これに高温
スパッタ、またはリフロー等による接続孔のAl系材料
による埋め込み工程を行うと、極めて埋め込み特性の良
好なAl系材料の埋め込みが実現できる。
In the present invention, since the Al-based material thin film is formed in advance and the fluid coating process of the Al-based material on the inner surface of the connection hole is performed, a thin Al-based material film is formed on the inner surface of the connection hole. To be done. Such an Al-based material film has extremely good wettability with the same Al-based material. Therefore, when the step of burying the connection hole with the Al-based material by high-temperature sputtering, reflow, or the like is carried out, the Al-based material film has extremely good burying characteristics. Embedding of Al-based material can be realized.

【0014】[0014]

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以下
の実施例により限定を受けるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, as a matter of course, the present invention is not limited to the following examples.

【0015】実施例1 この実施例は、本発明を、高集積化したSi系LSI製
造の際のAl系配線形成の際のヴィアホール埋め込みに
適用したものである。
Example 1 In this example, the present invention is applied to embedding a via hole at the time of forming an Al-based wiring in manufacturing a highly integrated Si-based LSI.

【0016】本実施例にあっては、Al高温スパッタに
よる接続孔埋め込みにおいて、100nm程度の薄いA
l系材料被覆を成膜し、引き続き基板加熱を行うことで
接続孔内部にAlを表面に流動させてAl系材料の皮膜
を形成し、その後のAl高温スパッタの埋め込み特性を
向上させる。
In this embodiment, a thin A of about 100 nm is filled in the contact hole filling by Al high temperature sputtering.
By coating an l-based material coating and subsequently heating the substrate, Al is fluidized inside the connection hole to form a film of an Al-based material, and the filling characteristics of the subsequent Al high-temperature sputtering are improved.

【0017】即ち、この実施例は、接続孔の埋め込みに
Al高温スパッタ法を用いて本発明を具体化した例であ
る。図2ないし図7を参照する。
That is, this embodiment is an example in which the present invention is embodied by using the Al high temperature sputtering method for filling the connection hole. Please refer to FIG. 2 to FIG.

【0018】図2に示すように、Al配線などの下層配
線1を形成した後、SiO2 等で層間絶縁膜3を成膜
し、通常のフォトレジスト工程、RIE工程により、接
続孔2を開口する。本実施例の接続孔2は、下層Al系
配線と上層Al系配線との接続をとるいわゆるヴィアホ
ールである。本実施例では、層間膜厚は800nm、接
続孔径は0.4μmとした。
As shown in FIG. 2, after forming a lower layer wiring 1 such as an Al wiring, an interlayer insulating film 3 is formed of SiO 2 or the like, and a connection hole 2 is opened by a usual photoresist process and RIE process. To do. The connection hole 2 of this embodiment is a so-called via hole for connecting the lower layer Al-based wiring and the upper layer Al-based wiring. In this embodiment, the interlayer film thickness is 800 nm and the connection hole diameter is 0.4 μm.

【0019】次に、枚葉式DCマグネトロンスパッタ装
置によりAl系材料と濡れ性に優れた材料4として下地
Tiを成膜し、図3の構造を得る。
Next, a single-layer DC magnetron sputtering apparatus is used to form an underlying Ti film as a material 4 having excellent wettability with the Al-based material, and the structure shown in FIG. 3 is obtained.

【0020】以下にそのTiの成膜条件を示す。 Ti成膜条件 膜厚 100nm DCパワー 4kW プロセスガス Ar 100SCCM 圧力 0.4Pa 基板温度 150℃The Ti film forming conditions are shown below. Ti film forming condition Film thickness 100 nm DC power 4 kW Process gas Ar 100 SCCM Pressure 0.4 Pa Substrate temperature 150 ° C.

【0021】本実施例では接続孔がヴィアホールである
ため、下地層(濡れ性に優れた材料4)はTi単層とし
た。Si基板の拡散層に接続するコンタクトホールに適
用する場合には、通常TiNなどのバリアメタルが必要
であり、そのような例は後に詳しく説明する(実施例3
参照)。
In this embodiment, since the connection hole is a via hole, the base layer (material 4 having excellent wettability) is a Ti single layer. When applied to the contact hole connected to the diffusion layer of the Si substrate, a barrier metal such as TiN is usually required, and such an example will be described later in detail (Example 3).
reference).

【0022】次に同じ枚葉式スパッタ装置を用いて、A
l系材料としてAlまたはAl合金を高温スパッタ成膜
し、Al系材料薄膜5を形成する。ここではAl合金と
してAl−1wt%Siを用いた。Al−Siの成膜は
前記Ti成膜に引き続き真空中で連続的に行った。Al
系材料膜の最終的な膜厚は600nmであるが、ここで
はAl系材料薄膜5として、一旦100nm厚の膜を高
温の基板加熱はせずに成膜する。
Next, using the same single-wafer sputtering apparatus,
An Al-based material thin film 5 is formed by high-temperature sputter deposition of Al or Al alloy as the l-based material. Here, Al-1 wt% Si was used as the Al alloy. The Al-Si film formation was continuously performed in a vacuum after the Ti film formation. Al
The final film thickness of the system material film is 600 nm, but here, as the Al system material thin film 5, a film having a thickness of 100 nm is once formed without heating the substrate at a high temperature.

【0023】以下にこの場合のAl系材料薄膜5の成膜
条件を示す。 Al−Si成膜条件(1) 膜厚 100nm 成膜速度 1.2μm/min. DCパワー 20kW プロセスガス Ar 100SCCM 圧力 0.4Pa 基板加熱 無し(室温)
The film forming conditions for the Al-based material thin film 5 in this case are shown below. Al-Si film forming conditions (1) Film thickness 100 nm Film forming rate 1.2 μm / min. DC power 20kW Process gas Ar 100SCCM Pressure 0.4Pa No substrate heating (room temperature)

【0024】Al系材料薄膜5の成膜後の形状を図4に
示す。本実施例のように接続孔2のアスペクト比が大き
い場合、図示のようにAl系材料であるAl−Siはほ
とんど孔内部に入り込むことができない。
The shape of the Al-based material thin film 5 after film formation is shown in FIG. When the aspect ratio of the connection hole 2 is large as in this embodiment, almost no Al-Si, which is an Al-based material, can enter the inside of the hole as illustrated.

【0025】次に真空中で連続的に、上記Al系材料で
あるAl−Siを接続孔2の内部表面に流動させるため
の基板加熱を行う。ここでいう表面流動とは、基板加熱
によりエネルギーをえたAl系材料(AlまたはAl合
金等)がマイグレードすることで下地表面上を拡がって
行く現象である(いわゆる固相拡散などとは違ったもの
である)。ここでは加熱方法として、基板表面からのガ
ス加熱法を用いた。その他任意の加熱手段を採用でき、
ランプ加熱法などを用いることも可能である。
Next, in a vacuum, the substrate is heated continuously in order to cause the Al-Si which is the Al-based material to flow to the inner surface of the connection hole 2. The surface flow referred to here is a phenomenon in which an Al-based material (Al or Al alloy, etc.) that has gained energy by heating the substrate spreads over the surface of the underlayer by migrating (different from so-called solid phase diffusion, etc.). Things). Here, a gas heating method from the substrate surface was used as the heating method. Any other heating means can be adopted,
It is also possible to use a lamp heating method or the like.

【0026】以下にここでの基板加熱条件を示す。 Al−Si表面拡散加熱条件 加熱温度 500
℃ 加熱時間 30sec. ガス Ar 100SCCM 基板裏面背圧 8.0Torr
The substrate heating conditions here are shown below. Al-Si surface diffusion heating condition Heating temperature 500
℃ heating time 30sec. Gas Ar 100SCCM Substrate back surface back pressure 8.0 Torr

【0027】上記加熱を行うことにより、図5に示すよ
うにAl系材料薄膜5を構成するAl−Siは接続孔2
の内部表面を矢印52で示す方向で流動し、模式的に符
号51で示すように接続孔2内を流動被覆する。
By performing the above heating, as shown in FIG. 5, the Al-Si forming the Al-based material thin film 5 has the contact hole 2
Flows in the direction indicated by the arrow 52 to fluidly coat the inside of the connection hole 2 as indicated by reference numeral 51.

【0028】最終的に、図6に示すように、接続孔2の
底までAl−Siが一層つながった形状となる。このよ
うにして形成されたAl系材料皮膜を符号50で示す。
この時Al−Si(皮膜50)とTi材料4の界面部分
には、Al−Si−Ti三元合金層53が形成される。
Finally, as shown in FIG. 6, Al-Si is further connected to the bottom of the connection hole 2. The Al-based material film formed in this manner is indicated by reference numeral 50.
At this time, the Al—Si—Ti ternary alloy layer 53 is formed at the interface between the Al—Si (film 50) and the Ti material 4.

【0029】この図6に示したような、Al系材料であ
るAl−Siが接続孔2の底までつながって皮膜50を
なす形状が、その後のAl高温スパッタによる埋め込み
を非常に容易にする。
The shape shown in FIG. 6 in which Al-Si which is an Al-based material is connected to the bottom of the connection hole 2 to form the film 50 makes subsequent filling by Al high temperature sputtering extremely easy.

【0030】次に真空中で連続的に、Al系材料として
Al−Siを500nm薄膜になるよう高温スパッタ成
膜し、接続孔2をAl−Siにより完全に埋め込み、図
7の構造を得る。埋め込み材料であるAl系材料を符号
6で示す。
Next, Al-Si as an Al-based material is continuously sputtered in vacuum to form a 500 nm thin film at high temperature, and the contact hole 2 is completely filled with Al-Si to obtain the structure shown in FIG. Reference numeral 6 indicates an Al-based material that is a filling material.

【0031】この埋め込みの条件を以下に示す。 Al−Si成膜条件(2) 膜厚 500n
m 成膜速度 0.6μm/min. DCパワー 10kW プロセスガス Ar 100SCCM 圧力 0.4Pa 基板温度 500℃
The conditions for this embedding are shown below. Al-Si film forming condition (2) Film thickness 500n
m deposition rate 0.6 μm / min. DC power 10kW Process gas Ar 100SCCM Pressure 0.4Pa Substrate temperature 500 ° C

【0032】Al系材料6であるAl−Si成膜時に、
RF450V程度の基板バイアスが印加される場合があ
る。
During the film formation of Al-Si which is the Al-based material 6,
A substrate bias of about RF450V may be applied.

【0033】本実施例によれば、次に記すような具体的
効果が得られる。 Al高温スパッタにおけるAl系材料の埋め込み特性
が向上する。 従来より用いられているAl高温スパッタの装置をそ
のまま使用することができる。
According to this embodiment, the following concrete effects can be obtained. The embedding characteristics of the Al-based material in Al high-temperature sputtering are improved. The Al high-temperature sputtering apparatus conventionally used can be used as it is.

【0034】実施例2 この実施例は、実施例1と同様なAl系配線形成につい
て、Alリフローにより接続孔埋め込みを行う場合に本
発明を具体化したものである。本実施例では、100n
m程度の薄いAl系材料を成膜し、引き続き基板加熱を
行うことで接続孔内部にAlを表面流動させてAl系材
料の皮膜を形成し、その後のAlリフローの埋め込み特
性を向上させるようにした。
Example 2 In this Example, the present invention is embodied in the case of forming an Al-based wiring similar to that in Example 1 and filling a contact hole by Al reflow. In this embodiment, 100n
A thin Al-based material having a thickness of about m is formed, and the substrate is subsequently heated to surface-flow Al inside the connection hole to form a film of the Al-based material and improve the filling characteristics of the subsequent Al reflow. did.

【0035】即ち、この実施例は、上記したように接続
孔の埋め込みにAlリフロー法を用いた例である。
That is, this embodiment is an example in which the Al reflow method is used for filling the connection hole as described above.

【0036】接続孔2開口、及び枚葉式スパッタ装置に
よるAl系材料との濡れ性に優れた膜4であるTi成膜
までのプロセスは、実施例1と同様にした。
The process up to the opening of the connection hole 2 and the Ti film formation, which is the film 4 excellent in wettability with the Al-based material by the single-wafer sputtering apparatus, was the same as in the first embodiment.

【0037】次にAl系材料としてAl−Si100n
mを、高温の基板加熱はせずにスパッタ成膜し、Al系
材料薄膜5を形成して、図8の構造を得た。この成膜条
件は、実施例1で示した「Al−Si成膜条件(1)」
と同様である。
Next, as an Al-based material, Al-Si100n
m was sputter-deposited without heating the substrate at a high temperature to form an Al-based material thin film 5 to obtain the structure of FIG. This film forming condition is "Al-Si film forming condition (1)" shown in Example 1.
Is the same as.

【0038】次に真空中で連続的に、上記Al−Siか
ら成るAl系材料薄膜5を接続孔内部表面に拡散させる
ための基板加熱を行う。加熱条件は実施例1と同様であ
る。これにより、Al系材料皮膜50が形成された図9
の構造を得る。皮膜50(Al−Si)とAl系材料と
濡れ性に優れた材料4(Ti)との界面には、前記例と
同様、Al−Si−Ti三元合金層53が同時に形成さ
れる。本実施例の場合においても、図9に見られるAl
−Siが接続孔2の底までつながって皮膜50をなす形
状が、その後のAlリフローによる埋め込みを非常に容
易にする。
Next, the substrate is heated continuously in a vacuum for diffusing the Al-based material thin film 5 made of Al--Si on the inner surface of the contact hole. The heating conditions are the same as in Example 1. As a result, the Al-based material film 50 is formed as shown in FIG.
Get the structure of. An Al—Si—Ti ternary alloy layer 53 is simultaneously formed at the interface between the film 50 (Al—Si), the Al-based material, and the material 4 (Ti) having excellent wettability, as in the above example. Also in the case of this embodiment, the Al seen in FIG.
The shape in which -Si is connected to the bottom of the connection hole 2 to form the film 50 makes subsequent filling by Al reflow very easy.

【0039】次に真空中で連続的に、Al系材料である
Al−Si500nmをスパッタ成膜する。これにより
Al系材料6を形成した図10の構造を得る。以下にこ
のAl系材料6の成膜条件を示す。 Al−Si成膜条件(3) 膜厚 500nm 成膜速度 1.2μm/min. DCパワー 20kW プロセスガス Ar 100SCCM 圧力 0.4Pa 基板加熱 無し(室温)
Next, Al-Si 500 nm, which is an Al-based material, is continuously sputter-deposited in a vacuum. As a result, the structure of FIG. 10 in which the Al-based material 6 is formed is obtained. The film forming conditions for this Al-based material 6 are shown below. Al-Si film forming conditions (3) Film thickness 500 nm Film forming rate 1.2 μm / min. DC power 20kW Process gas Ar 100SCCM Pressure 0.4Pa No substrate heating (room temperature)

【0040】次にAlリフロー加熱を行い、接続孔2の
埋め込みを行って、図11の構造を得る。この場合も基
板裏面からのガス加熱法を用いたが、ランプ加熱法など
を用いることも可能である。
Next, Al reflow heating is performed to fill the connection hole 2 to obtain the structure shown in FIG. Also in this case, the gas heating method from the back surface of the substrate is used, but a lamp heating method or the like can also be used.

【0041】以下にここでのAl系材料のリフロー条件
を示す。 Al−Siリフロー加熱条件 加熱温度 500
℃ 加熱時間 120sec. ガス Ar 100SCCM 基板裏面背圧 8.0Torr
The reflow conditions for the Al-based material here are shown below. Al-Si reflow heating condition Heating temperature 500
℃ heating time 120sec. Gas Ar 100SCCM Substrate back surface back pressure 8.0 Torr

【0042】本実施例によれば、次に示すような具体的
効果が得られる。 AlリフローにおけるAlの埋め込み特性が向上す
る。 従来より用いられているAlリフロー用の装置をその
まま使用することができる。
According to this embodiment, the following concrete effects can be obtained. The Al burying property in Al reflow is improved. The Al reflow apparatus conventionally used can be used as it is.

【0043】実施例3 この実施例は、接続孔2がSi基板10の拡散層11に
接続するコンタクトホールである場合に本発明を適用し
たもので、実施例1では図3に示すように接続孔2内に
符号4で示すTi層単層を形成するのであるが、本実施
例のような場合には、通常TiNなどのバリアメタルが
必要である。
Example 3 In this example, the present invention is applied to the case where the connection hole 2 is a contact hole connected to the diffusion layer 11 of the Si substrate 10. In Example 1, the connection is made as shown in FIG. Although a Ti layer single layer indicated by reference numeral 4 is formed in the hole 2, a barrier metal such as TiN is usually required in the case of this embodiment.

【0044】よって、図12に示すように、成膜構造は
Ti(100nm)/TiN(70nm)/Ti(30
nm)とした。ここで下層Ti41は低コンタクト抵抗
を得るための導電層として、上層Ti43はAl埋め込
みの濡れ層として、それぞれ機能する。TiNはバリア
層42である。これらの層は真空中で連続的に成膜され
る場合もある。またTiNのバリア性強化の目的からT
iN成膜後に大気開放される場合や、更に500℃、6
0min.程度のアニール処理が施される場合もある。
Therefore, as shown in FIG. 12, the film formation structure is Ti (100 nm) / TiN (70 nm) / Ti (30
nm). Here, the lower layer Ti41 functions as a conductive layer for obtaining a low contact resistance, and the upper layer Ti43 functions as a wet layer in which Al is embedded. TiN is the barrier layer 42. These layers may be continuously formed in a vacuum. For the purpose of strengthening the barrier property of TiN, T
When exposed to the atmosphere after iN film formation, further 500 ° C, 6
0 min. There is also a case where annealing treatment is performed to some extent.

【0045】以下に本実施例におけるTiN(バリア層
42)の成膜条件を示す。 TiN成膜条件 膜厚 70nm DCパワー 5kW プロセスガス Ar70/N2 100SCCM 圧力 0.4Pa 基板温度 150℃
The film forming conditions of TiN (barrier layer 42) in this embodiment are shown below. TiN film forming conditions Film thickness 70 nm DC power 5 kW Process gas Ar70 / N 2 100 SCCM Pressure 0.4 Pa Substrate temperature 150 ° C.

【0046】本実施例により、コンタクトホールの埋め
込みについても、実施例1と同様の効果を得ることがで
きた。
According to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained also in filling the contact hole.

【0047】実施例4 本実施例は、実施例2のAlリフロー技術によるAl系
材料の埋め込みを、実施例3で説明したようなコンタク
トホールの埋め込みに適用したものである。
Embodiment 4 In this embodiment, embedding of an Al-based material by the Al reflow technique of Embodiment 2 is applied to embedding a contact hole as described in Embodiment 3.

【0048】本実施例により、コンタクトホールの埋め
込みについても、実施例2と同様の効果を得ることがで
きた。
According to the present embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained when the contact hole is filled.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、プロセスが簡便である
というAl配線形成技術の利点を生かしつつ、コンタク
トホール、ヴィアホール等の接続孔の埋め込み能力を向
上したAl系配線の配線形成方法を提供することができ
た。
According to the present invention, there is provided a method of forming an Al-based wiring, which has an improved capability of burying a contact hole such as a contact hole or a via hole while taking advantage of the Al wiring forming technique which is simple in process. Could be provided.

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

【図1】発明の工程を示すフロー図である。FIG. 1 is a flow diagram showing the steps of the invention.

【図2】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(1)。
2A to 2C are sectional views showing steps of Example 1 in order (1).

【図3】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(2)。
3A to 3C are sectional views showing the steps of Example 1 in order (2).

【図4】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(3)。
4A to 4C are sectional views showing the steps of Example 1 in order (3).

【図5】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(4)。
5A to 5C are sectional views showing steps of Example 1 in order (4).

【図6】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(5)。
FIG. 6 is a sectional view showing the steps of Example 1 in order (5).

【図7】実施例1の工程を順に断面図で示すものである
(6)。
FIG. 7 is a sectional view showing the steps of Example 1 in order (6).

【図8】実施例2の工程を順に断面図で示すものである
(1)。
FIG. 8 is a sectional view showing the steps of Example 2 in order (1).

【図9】実施例2の工程を順に断面図で示すものである
(2)。
9A to 9C are sectional views showing the steps of Example 2 in order (2).

【図10】実施例2の工程を順に断面図で示すものであ
る(3)。
FIG. 10 is a sectional view showing the steps of Example 2 in order (3).

【図11】実施例2の工程を順に断面図で示すものであ
る(4)。
FIG. 11 is a sectional view showing the steps of Example 2 in order (4).

【図12】実施例3を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a third embodiment.

【図13】従来技術とその問題点を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a conventional technique and its problems.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

I Al系材料薄膜成膜工程 II Al系材料の接続孔内表面への流動被覆工程 III 接続孔のAl系材料による埋め込み工程(高温
スパッタ、または、リフロー等) 1 下層配線(Al) 2 接続孔(ヴィアホール、コンタクトホール) 3 層間絶縁膜(SiO2 ) 4 Al系材料と濡れ性に優れた材料(Ti) 5 Al系材料薄膜(Al−Si) 50 Al系材料皮膜(Al−Si) 6 Al系材料(Al−Si)
I Al-based material thin film deposition process II Flow coating process of Al-based material on inner surface of connection hole III Filling process of connection hole with Al-based material (high temperature sputtering or reflow) 1 Lower layer wiring (Al) 2 Connection hole (Via hole, contact hole) 3 Interlayer insulating film (SiO 2 ) 4 Material excellent in wettability with Al-based material (Ti) 5 Al-based material thin film (Al-Si) 50 Al-based material film (Al-Si) 6 Al-based material (Al-Si)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】接続孔をAl系材料により埋め込む埋め込
み工程を備える配線形成方法において、 予めAl系材料の薄膜を成膜し、 加熱により該薄膜を構成するAl系材料を接続孔内表面
に流動被覆させる工程を含むことを特徴とする配線形成
方法。
1. A wiring forming method comprising a step of burying a connection hole with an Al-based material, wherein a thin film of the Al-based material is formed in advance, and the Al-based material constituting the thin film is flowed to the inner surface of the connection hole by heating. A wiring forming method comprising a step of covering.
【請求項2】接続孔をAl系材料により埋め込む埋め込
み工程が、高温スパッタによるAl系材料の埋め込みで
あり、Al系材料の薄膜の成膜のための加熱が、基板加
熱によるものであることを特徴とする請求項1に記載の
配線形成方法。
2. The embedding step of burying the connection hole with an Al-based material is burying of the Al-based material by high-temperature sputtering, and the heating for forming a thin film of the Al-based material is by heating the substrate. The wiring forming method according to claim 1, wherein the wiring is formed.
【請求項3】接続孔をAl系材料により埋め込む埋め込
み工程が、リフローによるAl系材料の埋め込みであ
り、Al系材料の薄膜の成膜のための加熱が、基板加熱
によるものであることを特徴とする請求項1に記載の配
線形成方法。
3. An embedding step of embedding the connection hole with an Al-based material is embedding of the Al-based material by reflow, and heating for forming a thin film of the Al-based material is by heating the substrate. The wiring forming method according to claim 1.
JP29402793A 1993-10-29 1993-10-29 Wiring formation method Pending JPH07130851A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29402793A JPH07130851A (en) 1993-10-29 1993-10-29 Wiring formation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29402793A JPH07130851A (en) 1993-10-29 1993-10-29 Wiring formation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07130851A true JPH07130851A (en) 1995-05-19

Family

ID=17802318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29402793A Pending JPH07130851A (en) 1993-10-29 1993-10-29 Wiring formation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07130851A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8486773B2 (en) 2010-07-02 2013-07-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8518762B2 (en) 2010-07-02 2013-08-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8486773B2 (en) 2010-07-02 2013-07-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8518762B2 (en) 2010-07-02 2013-08-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9153537B2 (en) 2010-07-02 2015-10-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2580096B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0936230A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3244058B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH04290437A (en) Manufacture of aluminium lamination type contact/via for multilayer interconnector
US5851920A (en) Method of fabrication of metallization system
JPH07130851A (en) Wiring formation method
JP2736370B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2002353306A (en) Metal barrier for copper interconnect that incorporates silicon in the metal barrier or at the copper/metal barrier interface
JP2564786B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH10106972A (en) Manufacture of electrode wiring structure
JPH10294314A (en) Semiconductor device and fabrication thereof
JPH08139190A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3269490B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
JP2805663B2 (en) Wiring formation method
JPH0621236A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH07283318A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH11186390A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH053254A (en) Method of forming laminated wiring
KR100247645B1 (en) Method for forming metal interconnection layer of semiconductor device
JPH05291410A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3340578B2 (en) Multilayer wiring of semiconductor device and method of manufacturing the same
JPS60113444A (en) Multilayer interconnection structure
KR100197665B1 (en) Forming method for metal wiring in semiconductor device
JPH11284071A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH06151607A (en) Semiconductor device and manufacture thereof