JPH07273190A - 半導体装置の配線構造及びその形成方法 - Google Patents
半導体装置の配線構造及びその形成方法Info
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- JPH07273190A JPH07273190A JP8230294A JP8230294A JPH07273190A JP H07273190 A JPH07273190 A JP H07273190A JP 8230294 A JP8230294 A JP 8230294A JP 8230294 A JP8230294 A JP 8230294A JP H07273190 A JPH07273190 A JP H07273190A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】開口部下方の下層配線に位置合わせ余裕を持た
せる必要が無い半導体装置の配線構造及びその形成方法
を提供する。 【構成】半導体装置の配線構造は、（イ）基体１０上に
形成された下層配線１１と、（ロ）下層配線１１の側壁
を被覆する、第１の絶縁材料から成るサイドウオール１
２と、（ハ）下層配線、サイドウオール及び基体上に形
成され、そして下層配線上方に開口部１５が形成され
た、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層１３と、（ニ）
層間絶縁層上に形成され、且つ開口部内に延び、下層配
線と電気的に接続された上層配線１６とから成る。半導
体装置の配線構造形成方法は、基体上に形成された下層
配線の側壁にサイドウオールを形成し、全面に層間絶縁
層を形成した後、下層配線上方の層間絶縁層に開口部を
形成し、層間絶縁層上及び開口部内に上層配線を形成す
る工程から成る。
せる必要が無い半導体装置の配線構造及びその形成方法
を提供する。 【構成】半導体装置の配線構造は、（イ）基体１０上に
形成された下層配線１１と、（ロ）下層配線１１の側壁
を被覆する、第１の絶縁材料から成るサイドウオール１
２と、（ハ）下層配線、サイドウオール及び基体上に形
成され、そして下層配線上方に開口部１５が形成され
た、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層１３と、（ニ）
層間絶縁層上に形成され、且つ開口部内に延び、下層配
線と電気的に接続された上層配線１６とから成る。半導
体装置の配線構造形成方法は、基体上に形成された下層
配線の側壁にサイドウオールを形成し、全面に層間絶縁
層を形成した後、下層配線上方の層間絶縁層に開口部を
形成し、層間絶縁層上及び開口部内に上層配線を形成す
る工程から成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の配線構造
及びその形成方法に関する。
及びその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、半導体装
置の製造プロセスにおける寸法ルールが微細化してお
り、コンタクトホール、ビアホールあるいはスルーホー
ル（以下、総称して接続孔とも呼ぶ）の径も微細化して
いる。ここで、半導体装置の製造プロセスの一例を、図
１０を参照して、以下に説明する。
置の製造プロセスにおける寸法ルールが微細化してお
り、コンタクトホール、ビアホールあるいはスルーホー
ル（以下、総称して接続孔とも呼ぶ）の径も微細化して
いる。ここで、半導体装置の製造プロセスの一例を、図
１０を参照して、以下に説明する。
【０００３】［工程−１０］先ず、絶縁層等から成る基
体１１０上に、例えばアルミニウム系合金から下層配線
１１２を形成する（図１０の（Ａ）参照）。
体１１０上に、例えばアルミニウム系合金から下層配線
１１２を形成する（図１０の（Ａ）参照）。
【０００４】［工程−２０］その後、全面に例えばＳｉ
Ｏ2から成る層間絶縁層１１４を形成し、更に、下層配
線１１２の上方の層間絶縁層１１４上にレジスト１１６
を形成してレジスト１１６をパターニングする。次い
で、レジスト１１６をマスクとして、ドライエッチング
法にて開口部１１８を形成する（図１０の（Ｂ）参
照）。その後、レジスト１１６を除去する。
Ｏ2から成る層間絶縁層１１４を形成し、更に、下層配
線１１２の上方の層間絶縁層１１４上にレジスト１１６
を形成してレジスト１１６をパターニングする。次い
で、レジスト１１６をマスクとして、ドライエッチング
法にて開口部１１８を形成する（図１０の（Ｂ）参
照）。その後、レジスト１１６を除去する。
【０００５】［工程−３０］次に、開口部１１８内を含
む層間絶縁層１１４上にＴｉ層及びＡｌ−Ｓｉ層を順に
スパッタ法で全面に堆積させた後、層間絶縁層１１４上
のこれらのＴｉ層及びＡｌ−Ｓｉ層をパターニングす
る。これによってＴｉ層とＡｌ−Ｓｉ層の２層から成る
上層配線１２０が形成される（図１０の（Ｃ）参照）。
このような工程にて形成された上層配線１２０は、開口
部１１８及びその内に形成されたＴｉ層及びＡｌ−Ｓｉ
層から成るビアホール（接続孔）を介して下層配線１１
２に電気的に接続される。
む層間絶縁層１１４上にＴｉ層及びＡｌ−Ｓｉ層を順に
スパッタ法で全面に堆積させた後、層間絶縁層１１４上
のこれらのＴｉ層及びＡｌ−Ｓｉ層をパターニングす
る。これによってＴｉ層とＡｌ−Ｓｉ層の２層から成る
上層配線１２０が形成される（図１０の（Ｃ）参照）。
このような工程にて形成された上層配線１２０は、開口
部１１８及びその内に形成されたＴｉ層及びＡｌ−Ｓｉ
層から成るビアホール（接続孔）を介して下層配線１１
２に電気的に接続される。
【０００６】ゲートアレイ等から構成された各種大規模
集積回路は、１つの半導体セル内に多数の接続孔を有す
る。層間絶縁層１１４に開口部１１８を形成するため、
レジスト１１６をパターニングする。下層配線１１２と
接続孔との電気的接続を安定して形成するには、パター
ニングされたレジスト１１６の下層配線１１２に対する
位置合わせずれが生じても、開口部１１８が下層配線１
１２の上方に確実に形成されるように、位置合わせ余裕
を持たせる必要がある。例えば、０．３５μｍ設計ルー
ルにおける下層配線１１２の構造は、図１１の（Ａ）に
模式的な平面図を示すように、通常の下層配線１１２の
幅が０．５μｍであるのに対して、開口部底部の下層配
線１１２の幅を１．０μｍとしている。即ち、開口部１
１８の形成が下層配線１１２のいずれかの幅方向に０．
２５μｍずれても問題が生じないように設計している。
言い換えれば、位置合わせ余裕を０．２５μｍとしてい
る。このような位置合わせ余裕を持たせないと、レジス
ト１１６のパターニングの際に下層配線１１２に対する
位置合わせずれが生じた場合、開口部を形成する際、絶
縁層から成る基体１１０に損傷が発生する虞がある（図
１１の（Ｂ）参照）。
集積回路は、１つの半導体セル内に多数の接続孔を有す
る。層間絶縁層１１４に開口部１１８を形成するため、
レジスト１１６をパターニングする。下層配線１１２と
接続孔との電気的接続を安定して形成するには、パター
ニングされたレジスト１１６の下層配線１１２に対する
位置合わせずれが生じても、開口部１１８が下層配線１
１２の上方に確実に形成されるように、位置合わせ余裕
を持たせる必要がある。例えば、０．３５μｍ設計ルー
ルにおける下層配線１１２の構造は、図１１の（Ａ）に
模式的な平面図を示すように、通常の下層配線１１２の
幅が０．５μｍであるのに対して、開口部底部の下層配
線１１２の幅を１．０μｍとしている。即ち、開口部１
１８の形成が下層配線１１２のいずれかの幅方向に０．
２５μｍずれても問題が生じないように設計している。
言い換えれば、位置合わせ余裕を０．２５μｍとしてい
る。このような位置合わせ余裕を持たせないと、レジス
ト１１６のパターニングの際に下層配線１１２に対する
位置合わせずれが生じた場合、開口部を形成する際、絶
縁層から成る基体１１０に損傷が発生する虞がある（図
１１の（Ｂ）参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
配線構造においては、接続孔が存在する部分の下層配線
の配線幅を広くする必要があり、半導体素子の集積度に
影響を与えるという問題がある。即ち、１つの半導体セ
ルの面積が必然的に大きくなり、その結果、半導体装置
の集積度が低下する。更には、配線面積が増加し、配線
設計の自由度が低下する。例えばゲートアレイにおいて
は、配線設計の自由度の低下は、ゲートアレイ中のトラ
ンジスタの使用効率を低下させる問題につながる。更
に、配線設計の自由度の低下は設計工数の増大につなが
り、例えばＡＳＩＣのコストアップ問題を招く。
配線構造においては、接続孔が存在する部分の下層配線
の配線幅を広くする必要があり、半導体素子の集積度に
影響を与えるという問題がある。即ち、１つの半導体セ
ルの面積が必然的に大きくなり、その結果、半導体装置
の集積度が低下する。更には、配線面積が増加し、配線
設計の自由度が低下する。例えばゲートアレイにおいて
は、配線設計の自由度の低下は、ゲートアレイ中のトラ
ンジスタの使用効率を低下させる問題につながる。更
に、配線設計の自由度の低下は設計工数の増大につなが
り、例えばＡＳＩＣのコストアップ問題を招く。
【０００８】従って、本発明の目的は、たとえ層間絶縁
層に開口部を形成するためのレジストに位置合わせずれ
が生じても、開口部下方の下層配線に位置合わせ余裕を
持たせる必要が無く、しかも、安定した電気的接続を得
ることができる半導体装置の配線構造及びその形成方法
を提供することにある。
層に開口部を形成するためのレジストに位置合わせずれ
が生じても、開口部下方の下層配線に位置合わせ余裕を
持たせる必要が無く、しかも、安定した電気的接続を得
ることができる半導体装置の配線構造及びその形成方法
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第１の態様に係る半導体装置の配線構造
は、（イ）基体上に形成された下層配線と、（ロ）下層
配線の側壁を被覆する、第１の絶縁材料から成るサイド
ウオールと、（ハ）下層配線、サイドウオール及び基体
上に形成され、そして下層配線上方に開口部が形成され
た、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層と、（ニ）層間
絶縁層上に形成され、且つ開口部内に延び、下層配線と
電気的に接続された上層配線、から成ることを特徴とす
る。
めの本発明の第１の態様に係る半導体装置の配線構造
は、（イ）基体上に形成された下層配線と、（ロ）下層
配線の側壁を被覆する、第１の絶縁材料から成るサイド
ウオールと、（ハ）下層配線、サイドウオール及び基体
上に形成され、そして下層配線上方に開口部が形成され
た、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層と、（ニ）層間
絶縁層上に形成され、且つ開口部内に延び、下層配線と
電気的に接続された上層配線、から成ることを特徴とす
る。
【００１０】本発明の第１の態様に係る半導体装置の配
線構造においては、第１の絶縁材料の、層間絶縁層に開
口部を形成する際に用いられるエッチャントではエッチ
ングされない材料とする。ここで、エッチャントではエ
ッチングされないとは、第１の絶縁材料に対する第２の
絶縁材料のエッチング選択比が２倍以上であることを意
味する。第１の絶縁材料／第２の絶縁材料の組み合わせ
として、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、ＳｉＮ／ＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3／ＳｉＮを挙げることができるが、中でも、Ａｌ2Ｏ
3／ＳｉＯ2の組み合わせを用いることが好ましい。
線構造においては、第１の絶縁材料の、層間絶縁層に開
口部を形成する際に用いられるエッチャントではエッチ
ングされない材料とする。ここで、エッチャントではエ
ッチングされないとは、第１の絶縁材料に対する第２の
絶縁材料のエッチング選択比が２倍以上であることを意
味する。第１の絶縁材料／第２の絶縁材料の組み合わせ
として、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、ＳｉＮ／ＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3／ＳｉＮを挙げることができるが、中でも、Ａｌ2Ｏ
3／ＳｉＯ2の組み合わせを用いることが好ましい。
【００１１】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る半導体装置の配線構造は、（イ）基体上に
形成された複数の下層配線と、（ロ）下層配線の間に形
成された第１の絶縁材料から成る第１の絶縁層、及び第
１の絶縁層上に形成された第２の絶縁材料から成る第２
の絶縁層と、（ハ）下層配線及び第２の絶縁層上に形成
され、そして下層配線上方に開口部が形成された、第３
の絶縁材料から成る層間絶縁層と、（ニ）層間絶縁層上
に形成され、且つ開口部内に延び、下層配線と電気的に
接続された上層配線、から成ることを特徴とする。
の態様に係る半導体装置の配線構造は、（イ）基体上に
形成された複数の下層配線と、（ロ）下層配線の間に形
成された第１の絶縁材料から成る第１の絶縁層、及び第
１の絶縁層上に形成された第２の絶縁材料から成る第２
の絶縁層と、（ハ）下層配線及び第２の絶縁層上に形成
され、そして下層配線上方に開口部が形成された、第３
の絶縁材料から成る層間絶縁層と、（ニ）層間絶縁層上
に形成され、且つ開口部内に延び、下層配線と電気的に
接続された上層配線、から成ることを特徴とする。
【００１２】本発明の第２の態様に係る半導体装置の配
線構造においては、第２の絶縁材料の、層間絶縁層に開
口部を形成する際に用いられるエッチャントではエッチ
ングされない材料とする。ここで、エッチャントではエ
ッチングされないとは、第２の絶縁材料に対する第３の
絶縁材料のエッチング選択比が２倍以上であることを意
味する。第２の絶縁材料／第３の絶縁材料の組み合わせ
として、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、ＳｉＮ／ＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3／ＳｉＮを挙げることができるが、中でも、Ａｌ2Ｏ
3／ＳｉＯ2の組み合わせを用いることが好ましい。
線構造においては、第２の絶縁材料の、層間絶縁層に開
口部を形成する際に用いられるエッチャントではエッチ
ングされない材料とする。ここで、エッチャントではエ
ッチングされないとは、第２の絶縁材料に対する第３の
絶縁材料のエッチング選択比が２倍以上であることを意
味する。第２の絶縁材料／第３の絶縁材料の組み合わせ
として、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、ＳｉＮ／ＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3／ＳｉＮを挙げることができるが、中でも、Ａｌ2Ｏ
3／ＳｉＯ2の組み合わせを用いることが好ましい。
【００１３】上記の目的を達成するための本発明の第１
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法は、（イ）
基体上に下層配線を形成する工程と、（ロ）下層配線の
側壁に、第１の絶縁材料から成るサイドウオールを形成
する工程と、（ハ）下層配線、サイドウオール及び基体
上に、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層を形成する工
程と、（ニ）下層配線上方の層間絶縁層に開口部を形成
する工程と、（ホ）層間絶縁層上及び開口部内に上層配
線を形成し、以って開口部を介して下層配線と上層配線
とを電気的に接続する工程、から成ることを特徴とす
る。
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法は、（イ）
基体上に下層配線を形成する工程と、（ロ）下層配線の
側壁に、第１の絶縁材料から成るサイドウオールを形成
する工程と、（ハ）下層配線、サイドウオール及び基体
上に、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層を形成する工
程と、（ニ）下層配線上方の層間絶縁層に開口部を形成
する工程と、（ホ）層間絶縁層上及び開口部内に上層配
線を形成し、以って開口部を介して下層配線と上層配線
とを電気的に接続する工程、から成ることを特徴とす
る。
【００１４】本発明の第１の態様に係る半導体装置の配
線構造形成方法においては、サイドウオールの形成は、
基体及び下層配線上に第１の絶縁材料から成る絶縁層を
形成した後、この絶縁層をエッチバックする工程から成
ることが好ましい。また、第１の絶縁材料は、層間絶縁
層に開口部を形成する際に用いられるエッチャントでは
エッチングされない材料であることが好ましい。ここ
で、エッチャントではエッチングされないとは、第１の
絶縁材料に対する第２の絶縁材料のエッチング選択比が
２倍以上であることを意味する。第１の絶縁材料／第２
の絶縁材料の組み合わせとして、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、
ＳｉＮ／ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＮを挙げることがで
きるが、中でも、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の組み合わせを用
いることが好ましい。
線構造形成方法においては、サイドウオールの形成は、
基体及び下層配線上に第１の絶縁材料から成る絶縁層を
形成した後、この絶縁層をエッチバックする工程から成
ることが好ましい。また、第１の絶縁材料は、層間絶縁
層に開口部を形成する際に用いられるエッチャントでは
エッチングされない材料であることが好ましい。ここ
で、エッチャントではエッチングされないとは、第１の
絶縁材料に対する第２の絶縁材料のエッチング選択比が
２倍以上であることを意味する。第１の絶縁材料／第２
の絶縁材料の組み合わせとして、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2、
ＳｉＮ／ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＮを挙げることがで
きるが、中でも、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の組み合わせを用
いることが好ましい。
【００１５】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法は、（イ）
基体上に、第１の絶縁材料から成る第１の絶縁層を形成
し、第１の絶縁層上に第２の絶縁材料から成る第２の絶
縁層を形成する工程と、（ロ）第１及び第２の絶縁層に
溝部を形成する工程と、（ハ）溝部内に下層配線を形成
する工程と、（ニ）下層配線及び第２の絶縁層上に、第
３の絶縁材料から成る層間絶縁層を形成する工程と、
（ホ）下層配線上方の層間絶縁層に開口部を形成する工
程と、（ヘ）層間絶縁層上及び開口部内に上層配線を形
成し、以って開口部を介して下層配線と上層配線とを電
気的に接続する工程、から成ることを特徴とする。
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法は、（イ）
基体上に、第１の絶縁材料から成る第１の絶縁層を形成
し、第１の絶縁層上に第２の絶縁材料から成る第２の絶
縁層を形成する工程と、（ロ）第１及び第２の絶縁層に
溝部を形成する工程と、（ハ）溝部内に下層配線を形成
する工程と、（ニ）下層配線及び第２の絶縁層上に、第
３の絶縁材料から成る層間絶縁層を形成する工程と、
（ホ）下層配線上方の層間絶縁層に開口部を形成する工
程と、（ヘ）層間絶縁層上及び開口部内に上層配線を形
成し、以って開口部を介して下層配線と上層配線とを電
気的に接続する工程、から成ることを特徴とする。
【００１６】本発明の第２の態様に係る半導体装置の配
線構造形成方法においては、溝部内に下層配線を形成す
る工程は、溝部内を含む第２の絶縁層上に下層配線を構
成する配線材料層を形成した後、配線材料層をエッチバ
ックし若しくはケミカルメカニカルポリッシングして、
第２の絶縁層上の配線材料層を除去する工程から成るこ
とが好ましい。
線構造形成方法においては、溝部内に下層配線を形成す
る工程は、溝部内を含む第２の絶縁層上に下層配線を構
成する配線材料層を形成した後、配線材料層をエッチバ
ックし若しくはケミカルメカニカルポリッシングして、
第２の絶縁層上の配線材料層を除去する工程から成るこ
とが好ましい。
【００１７】上記の目的を達成するための本発明の第３
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法は、（イ）
基体上に複数の下層配線を形成する工程と、（ロ）下層
配線の間の基体上に第１の絶縁材料から成る第１の絶縁
層を形成し、第１の絶縁層上に第２の絶縁材料から成る
第２の絶縁層を形成する工程と、（ハ）下層配線及び第
２の絶縁層上に、第３の絶縁材料から成る層間絶縁層を
形成する工程と、（ニ）下層配線上方の層間絶縁層に開
口部を形成する工程と、（ホ）層間絶縁層上及び開口部
内に上層配線を形成し、以って開口部を介して下層配線
と上層配線とを電気的に接続する工程、から成ることを
特徴とする。
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法は、（イ）
基体上に複数の下層配線を形成する工程と、（ロ）下層
配線の間の基体上に第１の絶縁材料から成る第１の絶縁
層を形成し、第１の絶縁層上に第２の絶縁材料から成る
第２の絶縁層を形成する工程と、（ハ）下層配線及び第
２の絶縁層上に、第３の絶縁材料から成る層間絶縁層を
形成する工程と、（ニ）下層配線上方の層間絶縁層に開
口部を形成する工程と、（ホ）層間絶縁層上及び開口部
内に上層配線を形成し、以って開口部を介して下層配線
と上層配線とを電気的に接続する工程、から成ることを
特徴とする。
【００１８】本発明の第３の態様に係る半導体装置の配
線構造形成方法においては、第２の絶縁層を形成する工
程は、下層配線及び第１の絶縁層上に形成された第２の
絶縁材料をエッチバックし若しくはケミカルメカニカル
ポリッシングする工程を含むことが好ましい。
線構造形成方法においては、第２の絶縁層を形成する工
程は、下層配線及び第１の絶縁層上に形成された第２の
絶縁材料をエッチバックし若しくはケミカルメカニカル
ポリッシングする工程を含むことが好ましい。
【００１９】本発明の第２及び第３の態様に係る半導体
装置の配線構造形成方法においては、第２の絶縁材料
は、層間絶縁層に開口部を形成する際に用いられるエッ
チャントではエッチングされない材料であることが望ま
しい。ここで、エッチャントではエッチングされないと
は、第２の絶縁材料に対する第３の絶縁材料のエッチン
グ選択比が２倍以上であることを意味する。第２の絶縁
材料／第３の絶縁材料の組み合わせとして、Ａｌ2Ｏ3／
ＳｉＯ2、ＳｉＮ／ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＮを挙げる
ことができるが、中でも、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の組み合
わせを用いることが好ましい。
装置の配線構造形成方法においては、第２の絶縁材料
は、層間絶縁層に開口部を形成する際に用いられるエッ
チャントではエッチングされない材料であることが望ま
しい。ここで、エッチャントではエッチングされないと
は、第２の絶縁材料に対する第３の絶縁材料のエッチン
グ選択比が２倍以上であることを意味する。第２の絶縁
材料／第３の絶縁材料の組み合わせとして、Ａｌ2Ｏ3／
ＳｉＯ2、ＳｉＮ／ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＮを挙げる
ことができるが、中でも、Ａｌ2Ｏ3／ＳｉＯ2の組み合
わせを用いることが好ましい。
【００２０】基体としては、半導体基板若しくは半絶縁
性基板上に形成された各種絶縁膜や、硝子等の絶縁性基
板を挙げることができる。基体を構成する絶縁膜、ある
いは層間絶縁層として、更には、本発明の第２の態様に
係る半導体装置の配線構造における第１の絶縁材料とし
て、ＳｉＯ2、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、
ＰｂＳＧ、ＳｂＳＧ、ＳＯＧ、ＳｉＯＮあるいはＳｉＮ
等の公知の絶縁材料、あるいはこれらの絶縁膜を積層し
たものを挙げることができる。
性基板上に形成された各種絶縁膜や、硝子等の絶縁性基
板を挙げることができる。基体を構成する絶縁膜、ある
いは層間絶縁層として、更には、本発明の第２の態様に
係る半導体装置の配線構造における第１の絶縁材料とし
て、ＳｉＯ2、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、
ＰｂＳＧ、ＳｂＳＧ、ＳＯＧ、ＳｉＯＮあるいはＳｉＮ
等の公知の絶縁材料、あるいはこれらの絶縁膜を積層し
たものを挙げることができる。
【００２１】下層配線を構成する材料として、アルミニ
ウム系合金層とチタン（Ｔｉ）層の組み合わせ、銅（Ｃ
ｕ）層とＴｉ層の組み合わせを例示することができる。
また、上層配線を構成する材料として、アルミニウム系
合金層とチタン（Ｔｉ）層やＴｉＮ層との組み合わせを
例示することができる。更には、ブランケットタングス
テンＣＶＤ法や選択タングステンＣＶＤ法を用いて層間
絶縁層に形成された開口部内にタングステンから成るメ
タルプラグを形成し、層間絶縁層上にアルミニウム系合
金層とチタン（Ｔｉ）層の組み合わせ、アルミニウム系
合金層とＴｉＮ層の組み合わせ等から成る配線を形成
し、このような配線とメタルプラグから上層配線を構成
することもできる。アルミニウム系合金層は、例えば、
純アルミニウム、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ、Ａｌ−Ｇｅ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｇｅ等の種々のアル
ミニウム合金から構成することができる。
ウム系合金層とチタン（Ｔｉ）層の組み合わせ、銅（Ｃ
ｕ）層とＴｉ層の組み合わせを例示することができる。
また、上層配線を構成する材料として、アルミニウム系
合金層とチタン（Ｔｉ）層やＴｉＮ層との組み合わせを
例示することができる。更には、ブランケットタングス
テンＣＶＤ法や選択タングステンＣＶＤ法を用いて層間
絶縁層に形成された開口部内にタングステンから成るメ
タルプラグを形成し、層間絶縁層上にアルミニウム系合
金層とチタン（Ｔｉ）層の組み合わせ、アルミニウム系
合金層とＴｉＮ層の組み合わせ等から成る配線を形成
し、このような配線とメタルプラグから上層配線を構成
することもできる。アルミニウム系合金層は、例えば、
純アルミニウム、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ、Ａｌ−Ｇｅ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｇｅ等の種々のアル
ミニウム合金から構成することができる。
【００２２】
【作用】本発明の半導体装置の配線構造及びその形成方
法においては、下層配線の側部に、サイドウオールある
いは第２の絶縁層が形成されている。それ故、層間絶縁
層に開口部を形成する際、レジストの下層配線に対する
位置合わせずれが発生していたとしても、層間絶縁層を
エッチングして開口部を形成したとき、開口部の底部に
は下層配線及びサイドウオール若しくは第２の絶縁層が
露出するだけであり、基体が露出することはない。従っ
て、層間絶縁層のエッチングによる開口部の形成時、基
体に損傷が発生することを防止できる。従来の配線構造
においては、パターニングされたレジストの下層配線に
対する位置合わせずれが生じても、開口部が下層配線の
上方に確実に形成されるように、開口部底部の下層配線
の幅を広げるといった、下層配線に位置合わせ余裕を持
たせる必要がある。一方、本発明の配線構造において
は、このような下層配線に対して位置合わせ余裕を持た
せる必要がなく、下層配線の配線幅を配線の最小寸法ル
ールで形成することができる。
法においては、下層配線の側部に、サイドウオールある
いは第２の絶縁層が形成されている。それ故、層間絶縁
層に開口部を形成する際、レジストの下層配線に対する
位置合わせずれが発生していたとしても、層間絶縁層を
エッチングして開口部を形成したとき、開口部の底部に
は下層配線及びサイドウオール若しくは第２の絶縁層が
露出するだけであり、基体が露出することはない。従っ
て、層間絶縁層のエッチングによる開口部の形成時、基
体に損傷が発生することを防止できる。従来の配線構造
においては、パターニングされたレジストの下層配線に
対する位置合わせずれが生じても、開口部が下層配線の
上方に確実に形成されるように、開口部底部の下層配線
の幅を広げるといった、下層配線に位置合わせ余裕を持
たせる必要がある。一方、本発明の配線構造において
は、このような下層配線に対して位置合わせ余裕を持た
せる必要がなく、下層配線の配線幅を配線の最小寸法ル
ールで形成することができる。
【００２３】
【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。尚、実施例１は、本発明の第１の態様に
係る半導体装置の配線構造、及び第１の態様に係る半導
体装置の配線構造形成方法に関する。また、実施例２
は、本発明の第２の態様に係る半導体装置の配線構造、
及び第２の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に
関する。更に、実施例３は、本発明の第２の態様に係る
半導体装置の配線構造、及び第３の態様に係る半導体装
置の配線構造形成方法に関する。実施例４は、本発明の
第２の態様に係る半導体装置の配線構造をＭＯＳ型トラ
ンジスタの多層配線構造に適用した例である。
明を説明する。尚、実施例１は、本発明の第１の態様に
係る半導体装置の配線構造、及び第１の態様に係る半導
体装置の配線構造形成方法に関する。また、実施例２
は、本発明の第２の態様に係る半導体装置の配線構造、
及び第２の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に
関する。更に、実施例３は、本発明の第２の態様に係る
半導体装置の配線構造、及び第３の態様に係る半導体装
置の配線構造形成方法に関する。実施例４は、本発明の
第２の態様に係る半導体装置の配線構造をＭＯＳ型トラ
ンジスタの多層配線構造に適用した例である。
【００２４】（実施例１）実施例１の配線構造は、本発
明の第１の態様に係る半導体装置の配線構造、及び第１
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に関する。
明の第１の態様に係る半導体装置の配線構造、及び第１
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に関する。
【００２５】実施例１の配線構造は、図１の（Ａ）に模
式的な一部断面図を示すように、基体１０上に形成され
た下層配線１１と、第１の絶縁材料から成るサイドウオ
ール１２と、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層１３
と、層間絶縁層１３上に形成された上層配線１６から構
成されている。第１の絶縁材料から成るサイドウオール
１２は、下層配線１１の側壁を被覆している。層間絶縁
層１３は、下層配線１１、サイドウオール１２及び基体
１０上に形成されている。また、下層配線１１の上方の
層間絶縁層１３には開口部１５が形成されている。上層
配線１６は、層間絶縁層１３上に形成され、且つ開口部
１５内に延び、下層配線１１と電気的に接続されてい
る。
式的な一部断面図を示すように、基体１０上に形成され
た下層配線１１と、第１の絶縁材料から成るサイドウオ
ール１２と、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層１３
と、層間絶縁層１３上に形成された上層配線１６から構
成されている。第１の絶縁材料から成るサイドウオール
１２は、下層配線１１の側壁を被覆している。層間絶縁
層１３は、下層配線１１、サイドウオール１２及び基体
１０上に形成されている。また、下層配線１１の上方の
層間絶縁層１３には開口部１５が形成されている。上層
配線１６は、層間絶縁層１３上に形成され、且つ開口部
１５内に延び、下層配線１１と電気的に接続されてい
る。
【００２６】実施例１においては、サイドウオール１２
を構成する第１の絶縁材料は、層間絶縁層１３に開口部
１５を形成する際に用いられるエッチャントではエッチ
ングされない材料、具体的にはＡｌ2Ｏ3から成り、層間
絶縁層１３を構成する第２の絶縁材料はＳｉＯ2から成
る。
を構成する第１の絶縁材料は、層間絶縁層１３に開口部
１５を形成する際に用いられるエッチャントではエッチ
ングされない材料、具体的にはＡｌ2Ｏ3から成り、層間
絶縁層１３を構成する第２の絶縁材料はＳｉＯ2から成
る。
【００２７】図１の（Ａ）に示すように、開口部１５に
位置合わせずれが発生したとしても、開口部１５の底部
には、下層配線１１及び第１の絶縁材料から成るサイド
ウオール１２が露出するだけである。従って、従来技術
のように開口部の下方に位置する下層配線の幅を広くす
る必要がない。即ち、実施例１の配線構造においては、
第１の絶縁材料から成るサイドウオール１２を形成する
ことによって、図１の（Ｂ）に模式的な切断一部平面図
を示すように、開口部１５の下方の下層配線１１に位置
合わせ余裕を持たせることを不要にしている。サイドウ
オール１２の幅は、発生し得る開口部１５の下層配線１
１に対する位置合わせずれの最大値よりも大きくすれば
よい。尚、開口部１５の底部に露出したサイドウオール
１２の部分を、参照番号１２Ａで示した。また、図１の
（Ｂ）は、図１の（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った切断平面図
である。
位置合わせずれが発生したとしても、開口部１５の底部
には、下層配線１１及び第１の絶縁材料から成るサイド
ウオール１２が露出するだけである。従って、従来技術
のように開口部の下方に位置する下層配線の幅を広くす
る必要がない。即ち、実施例１の配線構造においては、
第１の絶縁材料から成るサイドウオール１２を形成する
ことによって、図１の（Ｂ）に模式的な切断一部平面図
を示すように、開口部１５の下方の下層配線１１に位置
合わせ余裕を持たせることを不要にしている。サイドウ
オール１２の幅は、発生し得る開口部１５の下層配線１
１に対する位置合わせずれの最大値よりも大きくすれば
よい。尚、開口部１５の底部に露出したサイドウオール
１２の部分を、参照番号１２Ａで示した。また、図１の
（Ｂ）は、図１の（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った切断平面図
である。
【００２８】以下、模式的な一部断面図である図２を参
照して、実施例１の配線構造の形成方法を説明する。
照して、実施例１の配線構造の形成方法を説明する。
【００２９】［工程−１００］先ず、例えばＳｉＯ2か
ら成る絶縁膜である基体１０上に下層配線１１を形成す
る。そのために、基体１０上にＴｉ層１１Ａをスパッタ
法にて成膜する。Ｔｉ層１１Ａは、次に成膜するアルミ
ニウム系合金層と下地である基体１０との間の密着性及
び濡れ性を向上させる機能を有する。Ｔｉ層１１Ａの成
膜条件を以下に例示する。 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm パワー ： ４ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ３０ｎｍ
ら成る絶縁膜である基体１０上に下層配線１１を形成す
る。そのために、基体１０上にＴｉ層１１Ａをスパッタ
法にて成膜する。Ｔｉ層１１Ａは、次に成膜するアルミ
ニウム系合金層と下地である基体１０との間の密着性及
び濡れ性を向上させる機能を有する。Ｔｉ層１１Ａの成
膜条件を以下に例示する。 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm パワー ： ４ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ３０ｎｍ
【００３０】次いで、Ｔｉ層１１Ａ上にアルミニウム系
合金（例えば、Ａｌ−１％Ｓｉから成る）層１１Ｂをス
パッタ法にて成膜する。アルミニウム系合金層１１Ｂの
成膜条件を以下に例示する。 プロセスガス ： Ａｒ＝４０sccm パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ０．５μｍ
合金（例えば、Ａｌ−１％Ｓｉから成る）層１１Ｂをス
パッタ法にて成膜する。アルミニウム系合金層１１Ｂの
成膜条件を以下に例示する。 プロセスガス ： Ａｒ＝４０sccm パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ０．５μｍ
【００３１】その後、アルミニウム系合金層１１Ｂ上に
レジストを形成し、このレジストをフォトリソグラフィ
技術を用いてパターニングした後、レジストをマスクと
してドライエッチング法にてアルミニウム系合金層１１
Ｂ及びＴｉ層１１Ａをパターニングして、下層配線１１
を完成させる。従来技術においては、図１１の（Ａ）に
示したように、下層配線の接続孔形成予定領域の配線幅
を、他の下層配線の部分よりも例えば左右０．２５μｍ
広く形成している。然るに、実施例１においては、図１
の（Ｂ）に示したように、下層配線の配線幅を配線の最
小寸法ルールで形成することができる。ドライエッチン
グの条件を、例えば以下のとおりとすることができる。 使用ガス ： ＢＣｌ3／Ｃｌ2＝６０／９０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ５０Ｗ 圧力 ： ０．０１６Ｐａ 次いで、レジストを除去する。こうして、図２の（Ａ）
に示す構造を形成することができる。尚、下層配線１１
は、図の紙面の垂直方向に延びている。
レジストを形成し、このレジストをフォトリソグラフィ
技術を用いてパターニングした後、レジストをマスクと
してドライエッチング法にてアルミニウム系合金層１１
Ｂ及びＴｉ層１１Ａをパターニングして、下層配線１１
を完成させる。従来技術においては、図１１の（Ａ）に
示したように、下層配線の接続孔形成予定領域の配線幅
を、他の下層配線の部分よりも例えば左右０．２５μｍ
広く形成している。然るに、実施例１においては、図１
の（Ｂ）に示したように、下層配線の配線幅を配線の最
小寸法ルールで形成することができる。ドライエッチン
グの条件を、例えば以下のとおりとすることができる。 使用ガス ： ＢＣｌ3／Ｃｌ2＝６０／９０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ５０Ｗ 圧力 ： ０．０１６Ｐａ 次いで、レジストを除去する。こうして、図２の（Ａ）
に示す構造を形成することができる。尚、下層配線１１
は、図の紙面の垂直方向に延びている。
【００３２】［工程−１１０］次に、下層配線１１の側
壁に、第１の絶縁材料から成るサイドウオール１２を形
成する。第１の絶縁材料はＡｌ2Ｏ3から成る。具体的に
は、サイドウオール１２は、基体１０及び下層配線１１
上に第１の絶縁材料（Ａｌ2Ｏ3）から成る絶縁層を形成
した後、この絶縁層をエッチバックすることによって形
成することができる。第１の絶縁材料（Ａｌ2Ｏ3）から
成る絶縁層の形成は、例えば以下に示す条件のスパッタ
法にて行うことができる。 プロセスガス ： Ａｒ＝４０sccm パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ０．３μｍ
壁に、第１の絶縁材料から成るサイドウオール１２を形
成する。第１の絶縁材料はＡｌ2Ｏ3から成る。具体的に
は、サイドウオール１２は、基体１０及び下層配線１１
上に第１の絶縁材料（Ａｌ2Ｏ3）から成る絶縁層を形成
した後、この絶縁層をエッチバックすることによって形
成することができる。第１の絶縁材料（Ａｌ2Ｏ3）から
成る絶縁層の形成は、例えば以下に示す条件のスパッタ
法にて行うことができる。 プロセスガス ： Ａｒ＝４０sccm パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ０．３μｍ
【００３３】次いで、第１の絶縁材料（Ａｌ2Ｏ3）から
成る絶縁層を、以下に例示する条件でエッチバックす
る。 使用ガス ： ＢＣｌ3／Ｃｌ2＝６０／９０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ５０Ｗ 圧力 ： ０．０１６Ｐａ こうして、図２の（Ｂ）に示す構造を得ることができ
る。
成る絶縁層を、以下に例示する条件でエッチバックす
る。 使用ガス ： ＢＣｌ3／Ｃｌ2＝６０／９０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ５０Ｗ 圧力 ： ０．０１６Ｐａ こうして、図２の（Ｂ）に示す構造を得ることができ
る。
【００３４】［工程−１２０］次に、下層配線１１、サ
イドウオール１２及び基体１０の上に、第２の絶縁材料
から成る層間絶縁層１３を、例えばＴＥＯＳ ＣＶＤ法
にて形成する。第２の絶縁材料はＳｉＯ2から成る。層
間絶縁層１３の形成条件を以下に例示する。 使用ガス ： ＴＥＯＳ＝５０sccm 圧力 ： ４０Ｐａ 温度 ： ７２０゜Ｃ 膜厚 ： ０．６μｍ
イドウオール１２及び基体１０の上に、第２の絶縁材料
から成る層間絶縁層１３を、例えばＴＥＯＳ ＣＶＤ法
にて形成する。第２の絶縁材料はＳｉＯ2から成る。層
間絶縁層１３の形成条件を以下に例示する。 使用ガス ： ＴＥＯＳ＝５０sccm 圧力 ： ４０Ｐａ 温度 ： ７２０゜Ｃ 膜厚 ： ０．６μｍ
【００３５】その後、レジスト１４を全面に形成し、フ
ォトリソグラフィ技術を用いてレジスト１４をパターニ
ングする。次いで、パターニングされたレジスト１４を
マスクとして、層間絶縁層１３をドライエッチングし
て、下層配線１１の上方の層間絶縁層１３に開口部１５
を形成する。こうして、図２の（Ｃ）に示す構造を得る
ことができる。ドライエッチングの条件を以下に例示す
る。尚、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層１３がエッ
チングされ、且つ、第１の絶縁材料から成るサイドウオ
ール１２がエッチングされないようなドライエッチング
条件を選択する。 使用ガス ： Ｃ4Ｆ8＝３０sccm マイクロ波パワー： ４００ｍＡ ＲＦパワー ： ４．０Ｗ／ｃｍ2 圧力 ： ０．２５Ｐａ
ォトリソグラフィ技術を用いてレジスト１４をパターニ
ングする。次いで、パターニングされたレジスト１４を
マスクとして、層間絶縁層１３をドライエッチングし
て、下層配線１１の上方の層間絶縁層１３に開口部１５
を形成する。こうして、図２の（Ｃ）に示す構造を得る
ことができる。ドライエッチングの条件を以下に例示す
る。尚、第２の絶縁材料から成る層間絶縁層１３がエッ
チングされ、且つ、第１の絶縁材料から成るサイドウオ
ール１２がエッチングされないようなドライエッチング
条件を選択する。 使用ガス ： Ｃ4Ｆ8＝３０sccm マイクロ波パワー： ４００ｍＡ ＲＦパワー ： ４．０Ｗ／ｃｍ2 圧力 ： ０．２５Ｐａ
【００３６】この際、パターニングされたレジスト１４
に下層配線１１に対する位置合わせずれが生じていて
も、位置合わせ余裕の範囲内に第１の絶縁材料（Ａｌ2
Ｏ3）から成るサイドウオール１２が形成されているの
で、開口部１５の形成の際、基体１０がエッチングされ
ることを防止することができる。その後、レジスト１４
を除去する。尚、図２の（Ｃ）において、レジスト１４
の位置合わせずれによって開口部１５の底部に露出した
サイドウオール１２の部分を、参照番号１２Ａで示し
た。
に下層配線１１に対する位置合わせずれが生じていて
も、位置合わせ余裕の範囲内に第１の絶縁材料（Ａｌ2
Ｏ3）から成るサイドウオール１２が形成されているの
で、開口部１５の形成の際、基体１０がエッチングされ
ることを防止することができる。その後、レジスト１４
を除去する。尚、図２の（Ｃ）において、レジスト１４
の位置合わせずれによって開口部１５の底部に露出した
サイドウオール１２の部分を、参照番号１２Ａで示し
た。
【００３７】［工程−１３０］次に、層間絶縁層１３上
及び開口部１５内に上層配線１６を形成し、以って開口
部１５を介して下層配線１１と上層配線１６とを電気的
に接続する。実施例１においては、上層配線１６は、下
からＴｉ層１６Ａ及びアルミニウム系合金層１６Ｂから
構成されている。Ｔｉ層１６Ａは、次に成膜するアルミ
ニウム系合金層と下地である層間絶縁層１３との間の密
着性及び濡れ性を向上させる機能を有する。Ｔｉ層１６
Ａのスパッタ法による成膜条件を以下に示す。 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm パワー ： ４ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ７０ｎｍ
及び開口部１５内に上層配線１６を形成し、以って開口
部１５を介して下層配線１１と上層配線１６とを電気的
に接続する。実施例１においては、上層配線１６は、下
からＴｉ層１６Ａ及びアルミニウム系合金層１６Ｂから
構成されている。Ｔｉ層１６Ａは、次に成膜するアルミ
ニウム系合金層と下地である層間絶縁層１３との間の密
着性及び濡れ性を向上させる機能を有する。Ｔｉ層１６
Ａのスパッタ法による成膜条件を以下に示す。 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm パワー ： ４ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ７０ｎｍ
【００３８】次いで、Ｔｉ層１６Ａ上にアルミニウム系
合金（例えば、Ａｌ−１％Ｓｉから成る）層１６Ｂをス
パッタ法にて成膜する。アルミニウム系合金層１６Ｂの
成膜条件を以下に例示する。 プロセスガス ： Ａｒ＝４０sccm パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： ５００゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ０．５μｍ
合金（例えば、Ａｌ−１％Ｓｉから成る）層１６Ｂをス
パッタ法にて成膜する。アルミニウム系合金層１６Ｂの
成膜条件を以下に例示する。 プロセスガス ： Ａｒ＝４０sccm パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： ５００゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ０．５μｍ
【００３９】成膜温度を５００゜Ｃとすることによっ
て、層間絶縁層１３上に堆積したアルミニウム系合金層
１６Ｂが流動状態となり、アルミニウム系合金層１６Ｂ
が開口部１５内に流れ込み、開口部１５内はアルミニウ
ム系合金層１６Ｂで確実に埋め込まれる。その後、レジ
ストパターニング及びドライエッチングによって層間絶
縁層１３上のアルミニウム系合金層１６Ｂ及びＴｉ層１
６Ａを選択的に除去し、アルミニウム系合金層１６Ｂ及
びＴｉ層１６Ａから成る上層配線１６を完成させる。こ
うして、図１に示した配線構造を形成することができ
る。ドライエッチングの条件は、例えば以下のとおりと
することができる。 使用ガス ： ＢＣｌ3／Ｃｌ2＝６０／９０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ５０Ｗ 圧力 ： ０．０１６Ｐａ
て、層間絶縁層１３上に堆積したアルミニウム系合金層
１６Ｂが流動状態となり、アルミニウム系合金層１６Ｂ
が開口部１５内に流れ込み、開口部１５内はアルミニウ
ム系合金層１６Ｂで確実に埋め込まれる。その後、レジ
ストパターニング及びドライエッチングによって層間絶
縁層１３上のアルミニウム系合金層１６Ｂ及びＴｉ層１
６Ａを選択的に除去し、アルミニウム系合金層１６Ｂ及
びＴｉ層１６Ａから成る上層配線１６を完成させる。こ
うして、図１に示した配線構造を形成することができ
る。ドライエッチングの条件は、例えば以下のとおりと
することができる。 使用ガス ： ＢＣｌ3／Ｃｌ2＝６０／９０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ５０Ｗ 圧力 ： ０．０１６Ｐａ
【００４０】高温アルミニウムスパッタ法の代わりに、
アルミニウムリフロー法を採用してもよい。この場合
の、アルミニウム系合金層１６Ｂの成膜条件を以下に例
示する。 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm ＤＣパワー ： ２０ｋＷ スパッタ圧力 ： ０．４Ｐａ 基体加熱温度 ： １５０゜Ｃ 膜厚 ： ０．５μｍ その後、基体１０を約５００゜Ｃに加熱する。これによ
って、層間絶縁層１３上に堆積したアルミニウム系合金
層１６Ｂは流動状態となり、開口部１５内に流入し、開
口部１５はアルミニウム系合金で確実に埋め込まれ、接
続孔が形成される。一方、層間絶縁層１３の上には、Ｔ
ｉ層１６Ａ及びアルミニウム系合金層１６Ｂの２層が形
成される。加熱条件を、例えば以下のとおりとすること
ができる。 加熱方式 ： 基板裏面ガス加熱 加熱温度 ： ５００゜Ｃ 加熱時間 ： ２分 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm プロセスガス圧力： １．１×１０3Ｐａ ここで、基板裏面ガス加熱方式とは、基体１０の裏面に
配置したヒーターブロックを所定の温度（加熱温度）に
加熱し、ヒーターブロックと基体１０の裏面の間にプロ
セスガスを導入することによって基体１０を加熱する方
式である。加熱方式としては、この方式以外にもランプ
加熱方式等を用いることができる。
アルミニウムリフロー法を採用してもよい。この場合
の、アルミニウム系合金層１６Ｂの成膜条件を以下に例
示する。 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm ＤＣパワー ： ２０ｋＷ スパッタ圧力 ： ０．４Ｐａ 基体加熱温度 ： １５０゜Ｃ 膜厚 ： ０．５μｍ その後、基体１０を約５００゜Ｃに加熱する。これによ
って、層間絶縁層１３上に堆積したアルミニウム系合金
層１６Ｂは流動状態となり、開口部１５内に流入し、開
口部１５はアルミニウム系合金で確実に埋め込まれ、接
続孔が形成される。一方、層間絶縁層１３の上には、Ｔ
ｉ層１６Ａ及びアルミニウム系合金層１６Ｂの２層が形
成される。加熱条件を、例えば以下のとおりとすること
ができる。 加熱方式 ： 基板裏面ガス加熱 加熱温度 ： ５００゜Ｃ 加熱時間 ： ２分 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm プロセスガス圧力： １．１×１０3Ｐａ ここで、基板裏面ガス加熱方式とは、基体１０の裏面に
配置したヒーターブロックを所定の温度（加熱温度）に
加熱し、ヒーターブロックと基体１０の裏面の間にプロ
セスガスを導入することによって基体１０を加熱する方
式である。加熱方式としては、この方式以外にもランプ
加熱方式等を用いることができる。
【００４１】（実施例２）実施例２の配線構造は、本発
明の第２の態様に係る半導体装置の配線構造、及び第２
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に関する。
明の第２の態様に係る半導体装置の配線構造、及び第２
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に関する。
【００４２】実施例２の配線構造は、図４の（Ｂ）に模
式的な一部断面図を示すように、基体１０上に形成され
た複数の下層配線３１と、第１の絶縁材料から成る第１
の絶縁層２０と、第１の絶縁層２０の上に形成された第
２の絶縁材料から成る第２の絶縁層２１と、層間絶縁層
３３と、上層配線３６とから成る。第１の絶縁層２０及
び第２の絶縁層２１は、下層配線３１の間に形成されて
いる。層間絶縁層３３は、下層配線３１及び第２の絶縁
層２１上に形成され、第３の絶縁材料から成る。下層配
線３１の上方の層間絶縁層３３には開口部３５が形成さ
れている。上層配線３６は、層間絶縁層３３の上に形成
され、且つ開口部３５内に延び、下層配線３１と電気的
に接続されている。
式的な一部断面図を示すように、基体１０上に形成され
た複数の下層配線３１と、第１の絶縁材料から成る第１
の絶縁層２０と、第１の絶縁層２０の上に形成された第
２の絶縁材料から成る第２の絶縁層２１と、層間絶縁層
３３と、上層配線３６とから成る。第１の絶縁層２０及
び第２の絶縁層２１は、下層配線３１の間に形成されて
いる。層間絶縁層３３は、下層配線３１及び第２の絶縁
層２１上に形成され、第３の絶縁材料から成る。下層配
線３１の上方の層間絶縁層３３には開口部３５が形成さ
れている。上層配線３６は、層間絶縁層３３の上に形成
され、且つ開口部３５内に延び、下層配線３１と電気的
に接続されている。
【００４３】実施例２においては、第２の絶縁材料は、
層間絶縁層３３に開口部３５を形成する際に用いられる
エッチャントではエッチングされない材料、具体的には
Ａｌ2Ｏ3から成り、第３の絶縁材料はＳｉＯ2から成
る。
層間絶縁層３３に開口部３５を形成する際に用いられる
エッチャントではエッチングされない材料、具体的には
Ａｌ2Ｏ3から成り、第３の絶縁材料はＳｉＯ2から成
る。
【００４４】図４の（Ａ）に示すように、開口部３５の
下層配線３１に対する位置合わせずれが発生したとして
も、開口部３５の底部には、下層配線３１及び第２の絶
縁材料から成る第２の絶縁層２１の部分２１Ａが露出す
るだけである。従って、従来技術のように開口部の下方
に位置する下層配線の幅を広くする必要がない。即ち、
実施例２の配線構造においては、第２の絶縁材料から成
る第２の絶縁層２１を形成することによって、開口部３
５の下方の下層配線３１に位置合わせ余裕を持たせるこ
とを不要にしている。
下層配線３１に対する位置合わせずれが発生したとして
も、開口部３５の底部には、下層配線３１及び第２の絶
縁材料から成る第２の絶縁層２１の部分２１Ａが露出す
るだけである。従って、従来技術のように開口部の下方
に位置する下層配線の幅を広くする必要がない。即ち、
実施例２の配線構造においては、第２の絶縁材料から成
る第２の絶縁層２１を形成することによって、開口部３
５の下方の下層配線３１に位置合わせ余裕を持たせるこ
とを不要にしている。
【００４５】以下、模式的な一部断面図である図３及び
図４を参照して、実施例２の配線構造の形成方法を説明
する。
図４を参照して、実施例２の配線構造の形成方法を説明
する。
【００４６】［工程−２００］先ず、基体１０上に、第
１の絶縁材料から成る第１の絶縁層２０を形成し、この
第１の絶縁層２０上に第２の絶縁材料から成る第２の絶
縁層２１を形成する（図３の（Ａ）参照）。そのため
に、ＳｉＯ2から成る基体１０の上に、第１の絶縁材料
から成る第１の絶縁層２０を形成する。第１の絶縁材料
は、例えばＳｉＯ2から成る。第１の絶縁層の形成条件
を、実施例１の［工程−１２０］の層間絶縁層１３の形
成条件と同様とすることができる。次いで、Ａｌ2Ｏ3か
ら成る第２の絶縁層２１を第１の絶縁層２０の上に形成
する。第２の絶縁層２１の形成条件を、実施例１の［工
程−１１０］のＡｌ2Ｏ3から成る絶縁層のスパッタ法に
よる形成条件と同様とすることができる。
１の絶縁材料から成る第１の絶縁層２０を形成し、この
第１の絶縁層２０上に第２の絶縁材料から成る第２の絶
縁層２１を形成する（図３の（Ａ）参照）。そのため
に、ＳｉＯ2から成る基体１０の上に、第１の絶縁材料
から成る第１の絶縁層２０を形成する。第１の絶縁材料
は、例えばＳｉＯ2から成る。第１の絶縁層の形成条件
を、実施例１の［工程−１２０］の層間絶縁層１３の形
成条件と同様とすることができる。次いで、Ａｌ2Ｏ3か
ら成る第２の絶縁層２１を第１の絶縁層２０の上に形成
する。第２の絶縁層２１の形成条件を、実施例１の［工
程−１１０］のＡｌ2Ｏ3から成る絶縁層のスパッタ法に
よる形成条件と同様とすることができる。
【００４７】［工程−２１０］次に、第１及び第２の絶
縁層２０，２１に溝部２２を形成する（図３の（Ｂ）参
照）。即ち、第２の絶縁層２１上にレジスト（図示せ
ず）を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてレジス
トをパターニングする。そして、このレジストをマスク
として用い、第１及び第２の絶縁層２０，２１をドライ
エッチングし、これによって、第１及び第２の絶縁層２
０，２１に溝部２２を形成する。次いで、第２の絶縁層
２１上のレジストを除去する。Ａｌ2Ｏ3から成る第２の
絶縁層２１のエッチング条件は、実施例１の［工程−１
１０］にて説明したエッチバック条件と同様とすること
ができる。また、ＳｉＯ2から成る第１の絶縁層２０の
エッチング条件は、実施例１の［工程−１２０］にて説
明したエッチング条件と同様とすることができる。
縁層２０，２１に溝部２２を形成する（図３の（Ｂ）参
照）。即ち、第２の絶縁層２１上にレジスト（図示せ
ず）を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてレジス
トをパターニングする。そして、このレジストをマスク
として用い、第１及び第２の絶縁層２０，２１をドライ
エッチングし、これによって、第１及び第２の絶縁層２
０，２１に溝部２２を形成する。次いで、第２の絶縁層
２１上のレジストを除去する。Ａｌ2Ｏ3から成る第２の
絶縁層２１のエッチング条件は、実施例１の［工程−１
１０］にて説明したエッチバック条件と同様とすること
ができる。また、ＳｉＯ2から成る第１の絶縁層２０の
エッチング条件は、実施例１の［工程−１２０］にて説
明したエッチング条件と同様とすることができる。
【００４８】［工程−２２０］次いで、溝部２２内に下
層配線３１を形成する（図３の（Ｃ）参照）。実施例２
においては、下層配線３１は、下からＴｉ層及びその上
に形成されたＣｕ層から成る。具体的には、先ず、溝部
２２を含む第２の絶縁層２１の上に、Ｔｉ層をスパッタ
法にて成膜する。Ｔｉ層のスパッタ条件は、実施例１の
［工程−１３０］と同様とすることができる。その後、
Ｔｉ層の上にＣｕ層を、例えば以下に例示するスパッタ
法にて成膜する。 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm パワー ： １０ｋＷ 成膜温度 ： ５００゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ０．５μｍ
層配線３１を形成する（図３の（Ｃ）参照）。実施例２
においては、下層配線３１は、下からＴｉ層及びその上
に形成されたＣｕ層から成る。具体的には、先ず、溝部
２２を含む第２の絶縁層２１の上に、Ｔｉ層をスパッタ
法にて成膜する。Ｔｉ層のスパッタ条件は、実施例１の
［工程−１３０］と同様とすることができる。その後、
Ｔｉ層の上にＣｕ層を、例えば以下に例示するスパッタ
法にて成膜する。 プロセスガス ： Ａｒ＝１００sccm パワー ： １０ｋＷ 成膜温度 ： ５００゜Ｃ 圧力 ： ０．４７Ｐａ 膜厚 ： ０．５μｍ
【００４９】Ｃｕ層をスパッタ法にて形成する代わり
に、ＣＶＤ法にて形成することができる。ＣＶＤ法によ
るＣｕ層の形成条件を以下に例示する。 使用ガス ： Ｃｕ（ＨＦＡ）2／Ｈ2＝１０／１００
０sccm 圧力 ： ２．６×１０3Ｐａ 基板加熱温度： ３５０゜Ｃ パワー ： ５００Ｗ 尚、ＨＦＡとは、ヘキサフルオロアセチルアセトネート
の略である。
に、ＣＶＤ法にて形成することができる。ＣＶＤ法によ
るＣｕ層の形成条件を以下に例示する。 使用ガス ： Ｃｕ（ＨＦＡ）2／Ｈ2＝１０／１００
０sccm 圧力 ： ２．６×１０3Ｐａ 基板加熱温度： ３５０゜Ｃ パワー ： ５００Ｗ 尚、ＨＦＡとは、ヘキサフルオロアセチルアセトネート
の略である。
【００５０】こうして成膜されたＣｕ層及びＴｉ層の
内、第２の絶縁層２１上に成膜された部分をケミカルメ
カニカルポリッシュ法（ＣＭＰ法）にて除去し、溝部２
２内にＣｕ層及びＴｉ層を残す。これによって、溝部２
２内に下層配線３１が形成される。
内、第２の絶縁層２１上に成膜された部分をケミカルメ
カニカルポリッシュ法（ＣＭＰ法）にて除去し、溝部２
２内にＣｕ層及びＴｉ層を残す。これによって、溝部２
２内に下層配線３１が形成される。
【００５１】ＣＭＰ法に用いられる研磨装置の概要を図
５の（Ａ）に示す。この研磨装置は、研磨プレート、基
板保持台、研磨剤スラリー供給系から成る。研磨プレー
トは、回転する研磨プレート回転軸に支承され、その表
面には研磨パッドが備えられている。基板保持台は、研
磨プレートの上方に配置され、基板保持台回転軸に支承
されている。研磨すべき基板は基板保持台に載置され
る。基板保持台回転軸は、基板保持台を研磨パッドの方
向に押す研磨圧力調整機構（図示せず）に取り付けられ
ている。研磨剤を含んだ研磨剤スラリーは、研磨剤スラ
リー供給系から研磨パッドに供給される。ＣＭＰ法はこ
のような研磨装置を用いる。そして、研磨剤を含んだス
ラリーを研磨パッドに供給しながら、研磨プレートを回
転させる。同時に基板保持台に載置された基板を回転さ
せながら、研磨圧力調整機構によって、研磨パッドに対
する基板の研磨圧力を調整する。こうして、基板の表面
を研磨することができる。あるいは又、実開昭６３−７
５４号公報に記載されたように、スラリーを、研磨プレ
ート回転軸及び研磨プレートの内部を経由して、研磨パ
ッドに設けられたスラリー供給口から供給することもで
きる（図５の（Ｂ）参照）。
５の（Ａ）に示す。この研磨装置は、研磨プレート、基
板保持台、研磨剤スラリー供給系から成る。研磨プレー
トは、回転する研磨プレート回転軸に支承され、その表
面には研磨パッドが備えられている。基板保持台は、研
磨プレートの上方に配置され、基板保持台回転軸に支承
されている。研磨すべき基板は基板保持台に載置され
る。基板保持台回転軸は、基板保持台を研磨パッドの方
向に押す研磨圧力調整機構（図示せず）に取り付けられ
ている。研磨剤を含んだ研磨剤スラリーは、研磨剤スラ
リー供給系から研磨パッドに供給される。ＣＭＰ法はこ
のような研磨装置を用いる。そして、研磨剤を含んだス
ラリーを研磨パッドに供給しながら、研磨プレートを回
転させる。同時に基板保持台に載置された基板を回転さ
せながら、研磨圧力調整機構によって、研磨パッドに対
する基板の研磨圧力を調整する。こうして、基板の表面
を研磨することができる。あるいは又、実開昭６３−７
５４号公報に記載されたように、スラリーを、研磨プレ
ート回転軸及び研磨プレートの内部を経由して、研磨パ
ッドに設けられたスラリー供給口から供給することもで
きる（図５の（Ｂ）参照）。
【００５２】ＣＭＰ法の条件を、例えば以下のとおりと
することができる。 研磨プレート回転数 ： ３７rpm 基板保持台回転数 ： １７rpm 研磨圧力 ： ５．５×１０8Ｐａ パッド温度 ： ４０゜Ｃ 使用研磨剤スラリー ： Ｋ4Ｆｅ（ＣＮ）6水溶液
することができる。 研磨プレート回転数 ： ３７rpm 基板保持台回転数 ： １７rpm 研磨圧力 ： ５．５×１０8Ｐａ パッド温度 ： ４０゜Ｃ 使用研磨剤スラリー ： Ｋ4Ｆｅ（ＣＮ）6水溶液
【００５３】ＣＭＰ法の代わりに、第２の絶縁層２１上
のＣｕ層及びＴｉ層を、例えば以下の条件のドライエッ
チング法にてエッチバックし、溝部２２内に下層配線３
１を残すこともできる。 Ｃｕ層及びＴｉ層のエッチング 使用ガス ： Ｏ2／Ｃｌ2＝１０／７０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ３００Ｗ 圧力 ： ０．５Ｐａ 基板加熱温度 ： ３００゜Ｃ
のＣｕ層及びＴｉ層を、例えば以下の条件のドライエッ
チング法にてエッチバックし、溝部２２内に下層配線３
１を残すこともできる。 Ｃｕ層及びＴｉ層のエッチング 使用ガス ： Ｏ2／Ｃｌ2＝１０／７０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ３００Ｗ 圧力 ： ０．５Ｐａ 基板加熱温度 ： ３００゜Ｃ
【００５４】［工程−２３０］次に、下層配線３１及び
第２の絶縁層２１上に、第３の絶縁材料から成る層間絶
縁層３３を形成する。第３の絶縁材料はＳｉＯ2から成
る。層間絶縁層３３の形成条件を以下に例示する。 使用ガス ： ＴＥＯＳ／Ｏ2＝３５０／３５０sccm 圧力 ： １．３×１０3Ｐａ 温度 ： ３９０゜Ｃ 膜厚 ： ０．６μｍ
第２の絶縁層２１上に、第３の絶縁材料から成る層間絶
縁層３３を形成する。第３の絶縁材料はＳｉＯ2から成
る。層間絶縁層３３の形成条件を以下に例示する。 使用ガス ： ＴＥＯＳ／Ｏ2＝３５０／３５０sccm 圧力 ： １．３×１０3Ｐａ 温度 ： ３９０゜Ｃ 膜厚 ： ０．６μｍ
【００５５】［工程−２４０］その後、下層配線３１の
上方の層間絶縁層３３に開口部３５を形成する。具体的
には、レジスト３４を層間絶縁層３３上に形成し、フォ
トリソグラフィ技術を用いてレジスト３４をパターニン
グする。次いで、パターニングされたレジスト３４をマ
スクとして、層間絶縁層３３をドライエッチングして、
下層配線３１の上方の層間絶縁層３３に開口部３５を形
成する。こうして、図４の（Ａ）に示す構造を得ること
ができる。ドライエッチングの条件を以下に例示する。
尚、第３の絶縁材料から成る層間絶縁層３３がエッチン
グされ、且つ、第２の絶縁材料から成る第２の絶縁層２
１がエッチングされないようなドライエッチング条件を
選択する。 使用ガス ： Ｃ4Ｆ8＝３０sccm マイクロ波パワー： ４００ｍＡ ＲＦパワー ： ４．０Ｗ／ｃｍ2 圧力 ： ０．２５Ｐａ
上方の層間絶縁層３３に開口部３５を形成する。具体的
には、レジスト３４を層間絶縁層３３上に形成し、フォ
トリソグラフィ技術を用いてレジスト３４をパターニン
グする。次いで、パターニングされたレジスト３４をマ
スクとして、層間絶縁層３３をドライエッチングして、
下層配線３１の上方の層間絶縁層３３に開口部３５を形
成する。こうして、図４の（Ａ）に示す構造を得ること
ができる。ドライエッチングの条件を以下に例示する。
尚、第３の絶縁材料から成る層間絶縁層３３がエッチン
グされ、且つ、第２の絶縁材料から成る第２の絶縁層２
１がエッチングされないようなドライエッチング条件を
選択する。 使用ガス ： Ｃ4Ｆ8＝３０sccm マイクロ波パワー： ４００ｍＡ ＲＦパワー ： ４．０Ｗ／ｃｍ2 圧力 ： ０．２５Ｐａ
【００５６】この際、パターニングされたレジスト３４
に位置合わせずれが生じていても、第２の絶縁材料（Ａ
ｌ2Ｏ3）から成る第２の絶縁層２１が下層配線３１の側
部に形成されているので、開口部３５の形成の際、基体
１０や第１の絶縁層２０がエッチングされることを防止
することができる。その後、レジスト３４を除去する。
尚、図４の（Ａ）において、レジスト３４の位置合わせ
ずれによって開口部３５の底部に露出した第２の絶縁層
２１の部分を２１Ａで示した。
に位置合わせずれが生じていても、第２の絶縁材料（Ａ
ｌ2Ｏ3）から成る第２の絶縁層２１が下層配線３１の側
部に形成されているので、開口部３５の形成の際、基体
１０や第１の絶縁層２０がエッチングされることを防止
することができる。その後、レジスト３４を除去する。
尚、図４の（Ａ）において、レジスト３４の位置合わせ
ずれによって開口部３５の底部に露出した第２の絶縁層
２１の部分を２１Ａで示した。
【００５７】［工程−２５０］その後、層間絶縁層３３
上及び開口部３５内に上層配線３６を形成し、以って開
口部３５を介して下層配線３１と上層配線３６とを電気
的に接続する。実施例２においては、実施例１と同様
に、上層配線３６は、下からＴｉ層３６Ａ及びアルミニ
ウム系合金層３６Ｂから構成されている。上層配線３６
の形成は、実施例１の［工程−１３０］と同様とするこ
とができる。こうして、図４の（Ｂ）に示す構造を得る
ことができる。
上及び開口部３５内に上層配線３６を形成し、以って開
口部３５を介して下層配線３１と上層配線３６とを電気
的に接続する。実施例２においては、実施例１と同様
に、上層配線３６は、下からＴｉ層３６Ａ及びアルミニ
ウム系合金層３６Ｂから構成されている。上層配線３６
の形成は、実施例１の［工程−１３０］と同様とするこ
とができる。こうして、図４の（Ｂ）に示す構造を得る
ことができる。
【００５８】（実施例３）実施例３の配線構造は、本発
明の第２の態様に係る半導体装置の配線構造、及び第３
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に関する。
明の第２の態様に係る半導体装置の配線構造、及び第３
の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に関する。
【００５９】実施例３の配線構造は、図７の（Ｂ）に模
式的な一部断面図を示すように、基体１０上に形成され
た複数の下層配線４１と、第１の絶縁材料から成る第１
の絶縁層５０と、第１の絶縁層５０の上に形成された第
２の絶縁材料から成る第２の絶縁層５１と、層間絶縁層
４３と、上層配線４６とから成る。第１の絶縁層５０及
び第２の絶縁層５１は、下層配線４１の間に形成されて
いる。層間絶縁層４３は、下層配線４１及び第２の絶縁
層５１上に形成され、第３の絶縁材料から成る。下層配
線４１の上方の層間絶縁層４３には開口部４５が形成さ
れている。上層配線４６は、層間絶縁層４３の上に形成
され、且つ開口部４５内に延び、下層配線４１と電気的
に接続されている。かかる実施例３の配線構造は、実質
的には実施例２の配線構造と同様である。
式的な一部断面図を示すように、基体１０上に形成され
た複数の下層配線４１と、第１の絶縁材料から成る第１
の絶縁層５０と、第１の絶縁層５０の上に形成された第
２の絶縁材料から成る第２の絶縁層５１と、層間絶縁層
４３と、上層配線４６とから成る。第１の絶縁層５０及
び第２の絶縁層５１は、下層配線４１の間に形成されて
いる。層間絶縁層４３は、下層配線４１及び第２の絶縁
層５１上に形成され、第３の絶縁材料から成る。下層配
線４１の上方の層間絶縁層４３には開口部４５が形成さ
れている。上層配線４６は、層間絶縁層４３の上に形成
され、且つ開口部４５内に延び、下層配線４１と電気的
に接続されている。かかる実施例３の配線構造は、実質
的には実施例２の配線構造と同様である。
【００６０】実施例３の配線構造の形成方法は、実施例
２の配線構造の形成方法と異なる。具体的には、下層配
線４１と、第１及び第２の絶縁層５０，５１の形成手順
が相違する。以下、模式的な一部断面図である図６及び
図７を参照して、実施例３の配線構造の形成方法を説明
する。
２の配線構造の形成方法と異なる。具体的には、下層配
線４１と、第１及び第２の絶縁層５０，５１の形成手順
が相違する。以下、模式的な一部断面図である図６及び
図７を参照して、実施例３の配線構造の形成方法を説明
する。
【００６１】［工程−３００］先ず、例えばＳｉＯ2か
ら成る基体１０上に複数の下層配線４１を形成する。そ
のために、基体１０の全面に、例えばＴｉ層４１Ａ及び
アルミニウム系合金層４１Ｂを順にスパッタ法にて成膜
する。次いで、アルミニウム系合金層４１Ｂ及びＴｉ層
４１Ａをドライエッチングして、下層配線４１を形成す
る。これらの各層の成膜条件及びエッチング条件は、実
施例１の［工程−１００］と同様とすることができる。
こうして、図６の（Ａ）に示す構造を得ることができ
る。
ら成る基体１０上に複数の下層配線４１を形成する。そ
のために、基体１０の全面に、例えばＴｉ層４１Ａ及び
アルミニウム系合金層４１Ｂを順にスパッタ法にて成膜
する。次いで、アルミニウム系合金層４１Ｂ及びＴｉ層
４１Ａをドライエッチングして、下層配線４１を形成す
る。これらの各層の成膜条件及びエッチング条件は、実
施例１の［工程−１００］と同様とすることができる。
こうして、図６の（Ａ）に示す構造を得ることができ
る。
【００６２】［工程−３１０］次に、下層配線４１の間
の基体１０の上に第１の絶縁材料から成る第１の絶縁層
５０を形成し、この第１の絶縁層５０上に第２の絶縁材
料から成る第２の絶縁層５１を形成する。そのために、
先ず、下層配線４１の間に第１の絶縁材料（ＳｉＯ2）
から成る第１の絶縁層５０を、例えば以下の条件のＴＥ
ＯＳ ＣＶＤ法にて、堆積させる。 使用ガス ： ＴＥＯＳ／Ｏ2＝３５０／３５０sccm 圧力 ： １．３×１０3Ｐａ 温度 ： ３９０゜Ｃ 膜厚 ： ０．２μｍ その後、全面にレジスト５０Ａを塗布し（図６の（Ｂ）
参照）、次いで、第１の絶縁層５０をエッチバックする
（図６の（Ｃ）参照）。
の基体１０の上に第１の絶縁材料から成る第１の絶縁層
５０を形成し、この第１の絶縁層５０上に第２の絶縁材
料から成る第２の絶縁層５１を形成する。そのために、
先ず、下層配線４１の間に第１の絶縁材料（ＳｉＯ2）
から成る第１の絶縁層５０を、例えば以下の条件のＴＥ
ＯＳ ＣＶＤ法にて、堆積させる。 使用ガス ： ＴＥＯＳ／Ｏ2＝３５０／３５０sccm 圧力 ： １．３×１０3Ｐａ 温度 ： ３９０゜Ｃ 膜厚 ： ０．２μｍ その後、全面にレジスト５０Ａを塗布し（図６の（Ｂ）
参照）、次いで、第１の絶縁層５０をエッチバックする
（図６の（Ｃ）参照）。
【００６３】次に、Ａｌ2Ｏ3から成る第２の絶縁層５１
を第１の絶縁層５０の上及び下層配線４１の上に形成す
る。第２の絶縁層５１の形成条件を、実施例１の［工程
−１１０］のスパッタ条件と同様とすることができる。
但し、第２の絶縁層５１の膜厚を０．５μｍとした。そ
の後、図５に示した研磨装置を用いたケミカルメカニカ
ルポリッシュ（ＣＭＰ）法にて第２の絶縁層５１の一部
を研磨し、第２の絶縁層５１の頂面と下層配線４１の頂
面とを揃える（図６の（Ｄ）参照）。ＣＭＰ法の条件を
以下に例示する。 研磨プレート回転数 ： ３７rpm ウエハ保持試料台回転数： １７rpm 研磨圧力 ： ５．５×１０8Ｐａ 使用研磨剤スラリー ： 過酸化水素水（１重量％）
＋（ＮＨ2）（ＣＨ2）（ＮＨ2）（１重量％）混合水溶
液２２リットル／分 パッド温度 ： ４０゜Ｃ
を第１の絶縁層５０の上及び下層配線４１の上に形成す
る。第２の絶縁層５１の形成条件を、実施例１の［工程
−１１０］のスパッタ条件と同様とすることができる。
但し、第２の絶縁層５１の膜厚を０．５μｍとした。そ
の後、図５に示した研磨装置を用いたケミカルメカニカ
ルポリッシュ（ＣＭＰ）法にて第２の絶縁層５１の一部
を研磨し、第２の絶縁層５１の頂面と下層配線４１の頂
面とを揃える（図６の（Ｄ）参照）。ＣＭＰ法の条件を
以下に例示する。 研磨プレート回転数 ： ３７rpm ウエハ保持試料台回転数： １７rpm 研磨圧力 ： ５．５×１０8Ｐａ 使用研磨剤スラリー ： 過酸化水素水（１重量％）
＋（ＮＨ2）（ＣＨ2）（ＮＨ2）（１重量％）混合水溶
液２２リットル／分 パッド温度 ： ４０゜Ｃ
【００６４】［工程−３２０］次に、下層配線４１及び
第２の絶縁層５１上に、第３の絶縁材料から成る層間絶
縁層４３を形成する。第３の絶縁材料はＳｉＯ2から成
る。層間絶縁層４３の形成条件を、実施例２の［工程−
２３０］と同様とすることができる。但し、層間絶縁層
の膜厚を０．５μｍとした。
第２の絶縁層５１上に、第３の絶縁材料から成る層間絶
縁層４３を形成する。第３の絶縁材料はＳｉＯ2から成
る。層間絶縁層４３の形成条件を、実施例２の［工程−
２３０］と同様とすることができる。但し、層間絶縁層
の膜厚を０．５μｍとした。
【００６５】［工程−３３０］その後、実施例２の［工
程−２４０］と同様の方法で、下層配線４１の上方の層
間絶縁層４３に開口部４５を形成する。こうして、図７
の（Ａ）に示す構造を得ることができる。この際、パタ
ーニングされたレジスト４４に位置合わせずれが生じて
いても、第２の絶縁材料（Ａｌ2Ｏ3）から成る第２の絶
縁層５１が下層配線４１の側部に形成されているので、
開口部４５の形成の際、基体１０や第１の絶縁層５０が
エッチングされることを防止することができる。その
後、レジスト４４を除去する。尚、図７の（Ａ）におい
て、レジスト４４の位置合わせずれによって開口部４５
の底部に露出した第２の絶縁層５１の部分を５１Ａで示
した。
程−２４０］と同様の方法で、下層配線４１の上方の層
間絶縁層４３に開口部４５を形成する。こうして、図７
の（Ａ）に示す構造を得ることができる。この際、パタ
ーニングされたレジスト４４に位置合わせずれが生じて
いても、第２の絶縁材料（Ａｌ2Ｏ3）から成る第２の絶
縁層５１が下層配線４１の側部に形成されているので、
開口部４５の形成の際、基体１０や第１の絶縁層５０が
エッチングされることを防止することができる。その
後、レジスト４４を除去する。尚、図７の（Ａ）におい
て、レジスト４４の位置合わせずれによって開口部４５
の底部に露出した第２の絶縁層５１の部分を５１Ａで示
した。
【００６６】［工程−３４０］その後、実施例２の［工
程−２５０］と同様の方法で、層間絶縁層４３上及び開
口部４５内に上層配線４６を形成し、以って開口部４５
を介して下層配線４１と上層配線４６とを電気的に接続
する。実施例３においても、実施例２と同様に、上層配
線４６は、下からＴｉ層４６Ａ及びアルミニウム系合金
層４６Ｂから構成されている。こうして、図７の（Ｂ）
に示す構造を得ることができる。
程−２５０］と同様の方法で、層間絶縁層４３上及び開
口部４５内に上層配線４６を形成し、以って開口部４５
を介して下層配線４１と上層配線４６とを電気的に接続
する。実施例３においても、実施例２と同様に、上層配
線４６は、下からＴｉ層４６Ａ及びアルミニウム系合金
層４６Ｂから構成されている。こうして、図７の（Ｂ）
に示す構造を得ることができる。
【００６７】（実施例４）実施例４は、本発明の第２の
態様に係る半導体装置の配線構造をＭＯＳ型トランジス
タの多層配線構造に適用した例である。配線構造の形成
方法は、本発明の第２及び第３の態様に係る半導体装置
の配線構造の形成方法としたが、本発明の第２又は第３
の態様に係る半導体装置の配線構造の形成方法のいずれ
か一方のみを採用してもよい。また、配線構造を、本発
明の第１の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に
よって形成された本発明の第１の態様に係る半導体装置
の配線構造としてもよい。尚、各層や各膜の形成・成膜
・堆積条件は、実施例１〜実施例３で説明した条件を適
用することができるので、詳細な説明は省略する。
態様に係る半導体装置の配線構造をＭＯＳ型トランジス
タの多層配線構造に適用した例である。配線構造の形成
方法は、本発明の第２及び第３の態様に係る半導体装置
の配線構造の形成方法としたが、本発明の第２又は第３
の態様に係る半導体装置の配線構造の形成方法のいずれ
か一方のみを採用してもよい。また、配線構造を、本発
明の第１の態様に係る半導体装置の配線構造形成方法に
よって形成された本発明の第１の態様に係る半導体装置
の配線構造としてもよい。尚、各層や各膜の形成・成膜
・堆積条件は、実施例１〜実施例３で説明した条件を適
用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００６８】［工程−４００］先ず、シリコン半導体基
板６０に、従来の方法でＭＯＳ型トランジスタを形成す
る。即ち、シリコン半導体基板６０に、例えばＬＯＣＯ
Ｓ構造の素子分離領域６１を形成した後、シリコン半導
体基板６０の表面を酸化してゲート酸化膜６２を形成す
る。次いで、全面にポリシリコン層を堆積させた後、ポ
リシリコン層を選択的に除去し、ポリシリコンから成る
ゲート電極６３を形成する。その後、ＬＤＤサイドウオ
ール６４をゲート電極６３の側壁に形成し、不純物イオ
ン注入を行って、ソース・ドレイン領域６５を形成す
る。
板６０に、従来の方法でＭＯＳ型トランジスタを形成す
る。即ち、シリコン半導体基板６０に、例えばＬＯＣＯ
Ｓ構造の素子分離領域６１を形成した後、シリコン半導
体基板６０の表面を酸化してゲート酸化膜６２を形成す
る。次いで、全面にポリシリコン層を堆積させた後、ポ
リシリコン層を選択的に除去し、ポリシリコンから成る
ゲート電極６３を形成する。その後、ＬＤＤサイドウオ
ール６４をゲート電極６３の側壁に形成し、不純物イオ
ン注入を行って、ソース・ドレイン領域６５を形成す
る。
【００６９】［工程−４１０］次に、全面にＳｉＯ2か
ら成る絶縁膜６６をＴＥＯＳ ＣＶＤ法にて形成し、そ
の後、ソース・ドレイン領域６５の上方の絶縁膜６６に
開口部６７をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチ
ング法にて形成する。次に、開口部６７内を含む絶縁膜
６６上にスパッタ法にてＴｉＮ層／Ｔｉ層（Ｔｉ層が下
層）から成るバリアメタル層６８を成膜した後、所謂ブ
ランケットタングステンＣＶＤ法でタングステンをバリ
アメタル層６８上に形成する。その後、開口部６７以外
の部分のタングステンをエッチバック法にて除去し、開
口部６７内にタングステンから成るメタルプラグ６９を
形成する。ブランケットタングステンＣＶＤ法の条件を
以下に例示する。 使用ガス ： ＷＦ6／Ｈ2＝９５／５５０sccm 成膜温度 ： ４５０゜Ｃ 圧力 ： １．１×１０4Ｐａ また、タングステンのエッチバックを、以下の条件で行
うことができる。 使用ガス ： ＳＦ6＝５０sccm マイクロ波パワー： ８５０Ｗ ＲＦパワー ： １５０Ｗ 圧力 ： １．３３Ｐａ こうして、図８の（Ａ）に示した構造を得ることができ
る。
ら成る絶縁膜６６をＴＥＯＳ ＣＶＤ法にて形成し、そ
の後、ソース・ドレイン領域６５の上方の絶縁膜６６に
開口部６７をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチ
ング法にて形成する。次に、開口部６７内を含む絶縁膜
６６上にスパッタ法にてＴｉＮ層／Ｔｉ層（Ｔｉ層が下
層）から成るバリアメタル層６８を成膜した後、所謂ブ
ランケットタングステンＣＶＤ法でタングステンをバリ
アメタル層６８上に形成する。その後、開口部６７以外
の部分のタングステンをエッチバック法にて除去し、開
口部６７内にタングステンから成るメタルプラグ６９を
形成する。ブランケットタングステンＣＶＤ法の条件を
以下に例示する。 使用ガス ： ＷＦ6／Ｈ2＝９５／５５０sccm 成膜温度 ： ４５０゜Ｃ 圧力 ： １．１×１０4Ｐａ また、タングステンのエッチバックを、以下の条件で行
うことができる。 使用ガス ： ＳＦ6＝５０sccm マイクロ波パワー： ８５０Ｗ ＲＦパワー ： １５０Ｗ 圧力 ： １．３３Ｐａ こうして、図８の（Ａ）に示した構造を得ることができ
る。
【００７０】［工程−４２０］次に、実施例２の［工程
−２００］と同様の方法で、基体上に、第１の絶縁材料
から成る第１の絶縁層２０を形成し、この第１の絶縁層
２０上に第２の絶縁材料から成る第２の絶縁層２１を形
成する。尚、実施例４においては、絶縁膜６６が基体に
相当する。
−２００］と同様の方法で、基体上に、第１の絶縁材料
から成る第１の絶縁層２０を形成し、この第１の絶縁層
２０上に第２の絶縁材料から成る第２の絶縁層２１を形
成する。尚、実施例４においては、絶縁膜６６が基体に
相当する。
【００７１】［工程−４３０］その後、実施例２の［工
程−２１０］と同様の方法で、第１及び第２の絶縁層２
０，２１に溝部を形成し、次に、実施例２の［工程−２
２０］と同様の方法で、溝部内に下層配線３１を形成す
る。
程−２１０］と同様の方法で、第１及び第２の絶縁層２
０，２１に溝部を形成し、次に、実施例２の［工程−２
２０］と同様の方法で、溝部内に下層配線３１を形成す
る。
【００７２】［工程−４４０］次に、実施例２の［工程
−２３０］と同様に、下層配線３１及び第２の絶縁層２
１上に、第３の絶縁材料から成る層間絶縁層３３を形成
する。その後、実施例の［工程−２４０］と同様に、下
層配線３１の上方の層間絶縁層３３に開口部３５を形成
する。次いで、実施例２の［工程−２５０］と同様に、
層間絶縁層３３上及び開口部３５内に、実施例２の上層
配線３６に相当する中層配線７０を形成し、以って開口
部３５を介して下層配線３１と中層配線７０とを電気的
に接続する。こうして、図８の（Ｂ）に示す構造を得る
ことができる。シリコン半導体基板６０に形成されたソ
ース・ドレイン領域６５は、メタルプラグ６９、下層配
線３１、開口部３５を介して中層配線７０と電気的に接
続される。尚、下層配線３１は、図面の紙面の垂直方向
に延びている。
−２３０］と同様に、下層配線３１及び第２の絶縁層２
１上に、第３の絶縁材料から成る層間絶縁層３３を形成
する。その後、実施例の［工程−２４０］と同様に、下
層配線３１の上方の層間絶縁層３３に開口部３５を形成
する。次いで、実施例２の［工程−２５０］と同様に、
層間絶縁層３３上及び開口部３５内に、実施例２の上層
配線３６に相当する中層配線７０を形成し、以って開口
部３５を介して下層配線３１と中層配線７０とを電気的
に接続する。こうして、図８の（Ｂ）に示す構造を得る
ことができる。シリコン半導体基板６０に形成されたソ
ース・ドレイン領域６５は、メタルプラグ６９、下層配
線３１、開口部３５を介して中層配線７０と電気的に接
続される。尚、下層配線３１は、図面の紙面の垂直方向
に延びている。
【００７３】［工程−４５０］その後、層間絶縁層３３
を基体と看做し、更に、この中層配線７０を下層配線と
看做して、実施例３にて説明した本発明の第３の態様に
係る半導体装置の配線構造の形成方法を適用して、本発
明の第２の態様に係る半導体装置の配線構造を形成す
る。即ち、実施例３の［工程−３１０］と同様に、中層
配線７０（下層配線に相当する）の間の層間絶縁層３３
（基体に相当する）の上に第１の絶縁材料から成る第１
の絶縁層５０を形成し、この第１の絶縁層５０上に第２
の絶縁材料から成る第２の絶縁層５１を形成する。
を基体と看做し、更に、この中層配線７０を下層配線と
看做して、実施例３にて説明した本発明の第３の態様に
係る半導体装置の配線構造の形成方法を適用して、本発
明の第２の態様に係る半導体装置の配線構造を形成す
る。即ち、実施例３の［工程−３１０］と同様に、中層
配線７０（下層配線に相当する）の間の層間絶縁層３３
（基体に相当する）の上に第１の絶縁材料から成る第１
の絶縁層５０を形成し、この第１の絶縁層５０上に第２
の絶縁材料から成る第２の絶縁層５１を形成する。
【００７４】［工程−４６０］その後、実施例３の［工
程−３２０］及び［工程−３３０］と同様の方法で、層
間絶縁層４３を形成した後、中層配線７０の上方の層間
絶縁層４３に開口部４５を形成する。その後、実施例３
の［工程−３４０］と同様の方法で、層間絶縁層４３上
及び開口部４５内に上層配線４６を形成し、以って開口
部４５を介して下層配線３１に相当する中層配線７０と
上層配線４６とを電気的に接続する。こうして、図９に
示す構造を得ることができる。
程−３２０］及び［工程−３３０］と同様の方法で、層
間絶縁層４３を形成した後、中層配線７０の上方の層間
絶縁層４３に開口部４５を形成する。その後、実施例３
の［工程−３４０］と同様の方法で、層間絶縁層４３上
及び開口部４５内に上層配線４６を形成し、以って開口
部４５を介して下層配線３１に相当する中層配線７０と
上層配線４６とを電気的に接続する。こうして、図９に
示す構造を得ることができる。
【００７５】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例にて説明した各種条件や数値は例示であ
り、適宜変更することができる。基体は、シリコン半導
体基板、あるいはソース・ドレイン領域が形成された半
導体基板の他にも、ＭｇＯ基板、ＧａＡｓ基板、超伝導
トランジスタ基板、薄膜トランジスタを作製するための
各種基板上に形成することができる。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例にて説明した各種条件や数値は例示であ
り、適宜変更することができる。基体は、シリコン半導
体基板、あるいはソース・ドレイン領域が形成された半
導体基板の他にも、ＭｇＯ基板、ＧａＡｓ基板、超伝導
トランジスタ基板、薄膜トランジスタを作製するための
各種基板上に形成することができる。
【００７６】例えば、実施例４にて説明したブランケッ
トタングステンＣＶＤ法を用いて層間絶縁層に形成され
た開口部内にタングステンから成るメタルプラグを形成
し、層間絶縁層上にアルミニウム系合金層とチタン（Ｔ
ｉ）層の組み合わせ等から成る配線を形成し、このよう
な配線とメタルプラグから上層配線を構成することもで
きる。更には、ブランケットタングステンＣＶＤ法の代
わりに選択タングステンＣＶＤ法を用いることもでき
る。この場合の条件を、例えば以下のとおりとすること
ができる。 使用ガス ： ＷＦ6／ＳｉＨ4／Ｈ2／Ａｒ＝１０／７
／１０００／１０sccm 温 度 ： ２６０゜Ｃ 圧 力 ： ２６Ｐａ
トタングステンＣＶＤ法を用いて層間絶縁層に形成され
た開口部内にタングステンから成るメタルプラグを形成
し、層間絶縁層上にアルミニウム系合金層とチタン（Ｔ
ｉ）層の組み合わせ等から成る配線を形成し、このよう
な配線とメタルプラグから上層配線を構成することもで
きる。更には、ブランケットタングステンＣＶＤ法の代
わりに選択タングステンＣＶＤ法を用いることもでき
る。この場合の条件を、例えば以下のとおりとすること
ができる。 使用ガス ： ＷＦ6／ＳｉＨ4／Ｈ2／Ａｒ＝１０／７
／１０００／１０sccm 温 度 ： ２６０゜Ｃ 圧 力 ： ２６Ｐａ
【００７７】本発明は、ＭＯＳ半導体装置以外の他の半
導体装置（例えば、バイポーラトランジスタ、ＣＣＤ）
にも適用できる。
導体装置（例えば、バイポーラトランジスタ、ＣＣＤ）
にも適用できる。
【００７８】スパッタ法は、マグネトロンスパッタリン
グ装置、ＤＣスパッタリング装置、ＲＦスパッタリング
装置、ＥＣＲスパッタリング装置、また基板バイアスを
印加するバイアススパッタリング装置等各種のスパッタ
リング装置にて行うことができる。
グ装置、ＤＣスパッタリング装置、ＲＦスパッタリング
装置、ＥＣＲスパッタリング装置、また基板バイアスを
印加するバイアススパッタリング装置等各種のスパッタ
リング装置にて行うことができる。
【００７９】
【発明の効果】本発明の半導体装置の配線構造において
は、下層配線にレジストパターニング位置ずれの調整の
ための位置合わせ余裕幅を特別に設定する必要が無くな
るので、配線ピッチを最小に設定でき、ゲートアレイ等
の配線集積度が向上する。その結果、ゲートアレイ等に
おけるトランジスタの使用効率が増加する。従来の配線
構造においては、図１１の（Ａ）に示したように、例え
ば、接続孔形成予定領域以外の部分の下層配線の幅を
０．５μｍとした場合、下層配線の接続孔形成予定領域
の配線幅を、他の下層配線の部分よりも例えば左右０．
２５μｍ広く形成している。そのため、下層配線の配線
ピッチを１．２５μｍとする必要があった。本発明にお
いては、接続孔形成予定領域における下層配線の幅を
０．５μｍにすることができ、その結果、下層配線の配
線ピッチを１．０μｍとすることが可能である。配線集
積度を増すことでトランジスタの使用効率を向上させる
ことができるゲートアレイ等の半導体装置においては下
層配線の配線ピッチの減少は大変有効であり、配線集積
度を単純に計算しても２５％向上させることができる。
は、下層配線にレジストパターニング位置ずれの調整の
ための位置合わせ余裕幅を特別に設定する必要が無くな
るので、配線ピッチを最小に設定でき、ゲートアレイ等
の配線集積度が向上する。その結果、ゲートアレイ等に
おけるトランジスタの使用効率が増加する。従来の配線
構造においては、図１１の（Ａ）に示したように、例え
ば、接続孔形成予定領域以外の部分の下層配線の幅を
０．５μｍとした場合、下層配線の接続孔形成予定領域
の配線幅を、他の下層配線の部分よりも例えば左右０．
２５μｍ広く形成している。そのため、下層配線の配線
ピッチを１．２５μｍとする必要があった。本発明にお
いては、接続孔形成予定領域における下層配線の幅を
０．５μｍにすることができ、その結果、下層配線の配
線ピッチを１．０μｍとすることが可能である。配線集
積度を増すことでトランジスタの使用効率を向上させる
ことができるゲートアレイ等の半導体装置においては下
層配線の配線ピッチの減少は大変有効であり、配線集積
度を単純に計算しても２５％向上させることができる。
【００８０】しかも、従来技術においては下層配線のピ
ッチを出来る限り減少させるために、下層配線の接続孔
形成予定領域同士を横に並べる形状をとることができ
ず、接続孔形成予定領域をずらしていた（図１１の
（Ａ）参照）。本発明の配線構造においては、下層配線
に位置合わせ余裕を付与する必要がないので、接続孔形
成予定領域を横に並べることができる。従って、接続孔
を設計する場合の自由度が増す。また、接続孔を多数形
成でき、しかも、接続孔を多数形成しても配線集積度は
低下しない。更には、接続孔を多数形成できる結果、不
要な配線を形成する必要がなくなり、配線の抵抗を低減
させることができ、半導体素子の動作スピードを向上さ
せ得る。
ッチを出来る限り減少させるために、下層配線の接続孔
形成予定領域同士を横に並べる形状をとることができ
ず、接続孔形成予定領域をずらしていた（図１１の
（Ａ）参照）。本発明の配線構造においては、下層配線
に位置合わせ余裕を付与する必要がないので、接続孔形
成予定領域を横に並べることができる。従って、接続孔
を設計する場合の自由度が増す。また、接続孔を多数形
成でき、しかも、接続孔を多数形成しても配線集積度は
低下しない。更には、接続孔を多数形成できる結果、不
要な配線を形成する必要がなくなり、配線の抵抗を低減
させることができ、半導体素子の動作スピードを向上さ
せ得る。
【００８１】また、本発明の配線構造の形成方法におい
ては、特別のレジスト工程等の工程の追加が不要であ
り、通常のドライエッチ条件によって配線構造を形成で
きるので、半導体装置の製造プロセスが複雑になること
がない。更には、溝部に下層配線を埋め込む埋め込み配
線構造を利用することで、完全平坦化も可能となる。
ては、特別のレジスト工程等の工程の追加が不要であ
り、通常のドライエッチ条件によって配線構造を形成で
きるので、半導体装置の製造プロセスが複雑になること
がない。更には、溝部に下層配線を埋め込む埋め込み配
線構造を利用することで、完全平坦化も可能となる。
【図１】実施例１の配線構造の模式的な一部断面図であ
る。
る。
【図２】実施例１の配線構造の形成方法を説明するため
の基体等の模式的な一部断面図である。
の基体等の模式的な一部断面図である。
【図３】実施例２の配線構造の形成方法を説明するため
の基体等の模式的な一部断面図である。
の基体等の模式的な一部断面図である。
【図４】図３に引き続き、実施例２の配線構造の形成方
法を説明するための基体等の模式的な一部断面図であ
る。
法を説明するための基体等の模式的な一部断面図であ
る。
【図５】実施例２の配線構造の形成方法での使用に適し
た研磨装置の模式図である。
た研磨装置の模式図である。
【図６】実施例３の配線構造の形成方法を説明するため
の基体等の模式的な一部断面図である。
の基体等の模式的な一部断面図である。
【図７】図６に引き続き、実施例３の配線構造の形成方
法を説明するための基体等の模式的な一部断面図であ
る。
法を説明するための基体等の模式的な一部断面図であ
る。
【図８】実施例４の配線構造の形成方法を説明するため
の基体等の模式的な一部断面図である。
の基体等の模式的な一部断面図である。
【図９】図８に引き続き、実施例４の配線構造の形成方
法を説明するための、ＭＯＳ型トランジスタ等の模式的
な一部断面図である。
法を説明するための、ＭＯＳ型トランジスタ等の模式的
な一部断面図である。
【図１０】従来の配線構造の形成方法を説明するための
基体等の模式的な一部断面図である。
基体等の模式的な一部断面図である。
【図１１】従来の配線構造における下層配線の模式的な
一部平面図及び従来の配線構造における問題点を説明す
るための図である。
一部平面図及び従来の配線構造における問題点を説明す
るための図である。
１０ 基体 １１，３１，４１ 下層配線 １２ サイドウオール １３，３３，４３ 層間絶縁層 １４，３４，４４ レジスト １５，３５，４５ 開口部 １６，３６，４６ 上層配線 １１Ａ，４１Ａ Ｔｉ層 １１Ｂ，４１Ｂ アルミニウム系合金層 １６Ａ，３６Ａ Ｔｉ層 １６Ｂ，３６Ｂ アルミニウム系合金層 ２０，５０ 第１の絶縁層 ２１，５１ 第２の絶縁層 ２２ 溝部 ６０ シリコン半導体基板 ６１ 素子分離領域 ６２ ゲート酸化膜 ６３ ゲート電極 ６４ ＬＤＤサイドウオール ６５ ソース・ドレイン領域 ６６ 絶縁膜 ６７ 開口部 ６８ バリアメタル層 ６９ メタルプラグ ７０ 中層配線
Claims (16)
- 【請求項１】（イ）基体上に形成された下層配線と、 （ロ）該下層配線の側壁を被覆する、第１の絶縁材料か
ら成るサイドウオールと、 （ハ）下層配線、サイドウオール及び基体上に形成さ
れ、そして下層配線上方に開口部が形成された、第２の
絶縁材料から成る層間絶縁層と、 （ニ）層間絶縁層上に形成され、且つ開口部内に延び、
下層配線と電気的に接続された上層配線、から成ること
を特徴とする半導体装置の配線構造。 - 【請求項２】第１の絶縁材料は、層間絶縁層に開口部を
形成する際に用いられるエッチャントではエッチングさ
れない材料であることを特徴とする請求項１に記載の半
導体装置の配線構造。 - 【請求項３】第１の絶縁材料はＡｌ2Ｏ3から成り、第２
の絶縁材料はＳｉＯ2から成ることを特徴とする請求項
２に記載の半導体装置の配線構造。 - 【請求項４】（イ）基体上に形成された複数の下層配線
と、 （ロ）該下層配線の間に形成された第１の絶縁材料から
成る第１の絶縁層、及び該第１の絶縁層上に形成された
第２の絶縁材料から成る第２の絶縁層と、 （ハ）下層配線及び第２の絶縁層上に形成され、そして
下層配線上方に開口部が形成された、第３の絶縁材料か
ら成る層間絶縁層と、 （ニ）層間絶縁層上に形成され、且つ開口部内に延び、
下層配線と電気的に接続された上層配線、から成ること
を特徴とする半導体装置の配線構造。 - 【請求項５】第２の絶縁材料は、層間絶縁層に開口部を
形成する際に用いられるエッチャントではエッチングさ
れない材料であることを特徴とする請求項４に記載の半
導体装置の配線構造。 - 【請求項６】第２の絶縁材料はＡｌ2Ｏ3から成り、第３
の絶縁材料はＳｉＯ2から成ることを特徴とする請求項
５に記載の半導体装置の配線構造。 - 【請求項７】（イ）基体上に下層配線を形成する工程
と、 （ロ）該下層配線の側壁に、第１の絶縁材料から成るサ
イドウオールを形成する工程と、 （ハ）下層配線、サイドウオール及び基体上に、第２の
絶縁材料から成る層間絶縁層を形成する工程と、 （ニ）下層配線上方の層間絶縁層に開口部を形成する工
程と、 （ホ）層間絶縁層上及び開口部内に上層配線を形成し、
以って開口部を介して下層配線と上層配線とを電気的に
接続する工程、から成ることを特徴とする半導体装置の
配線構造形成方法。 - 【請求項８】サイドウオールの形成は、基体及び下層配
線上に第１の絶縁材料から成る絶縁層を形成した後、該
絶縁層をエッチバックする工程から成ることを特徴とす
る請求項７に記載の半導体装置の配線構造形成方法。 - 【請求項９】第１の絶縁材料は、層間絶縁層に開口部を
形成する際に用いられるエッチャントではエッチングさ
れない材料であることを特徴とする請求項７又は請求項
８に記載の半導体装置の配線構造形成方法。 - 【請求項１０】第１の絶縁材料はＡｌ2Ｏ3から成り、第
２の絶縁材料はＳｉＯ2から成ることを特徴とする請求
項９に記載の半導体装置の配線構造形成方法。 - 【請求項１１】（イ）基体上に、第１の絶縁材料から成
る第１の絶縁層を形成し、該第１の絶縁層上に第２の絶
縁材料から成る第２の絶縁層を形成する工程と、 （ロ）該第１及び第２の絶縁層に溝部を形成する工程
と、 （ハ）該溝部内に下層配線を形成する工程と、 （ニ）下層配線及び第２の絶縁層上に、第３の絶縁材料
から成る層間絶縁層を形成する工程と、 （ホ）下層配線上方の層間絶縁層に開口部を形成する工
程と、 （ヘ）層間絶縁層上及び開口部内に上層配線を形成し、
以って開口部を介して下層配線と上層配線とを電気的に
接続する工程、から成ることを特徴とする半導体装置の
配線構造形成方法。 - 【請求項１２】溝部内に下層配線を形成する工程は、溝
部内を含む第２の絶縁層上に下層配線を構成する配線材
料層を形成した後、該配線材料層をエッチバックし若し
くはケミカルメカニカルポリッシングして、第２の絶縁
層上の配線材料層を除去する工程から成ることを特徴と
する請求項１１に記載の半導体装置の配線構造形成方
法。 - 【請求項１３】（イ）基体上に複数の下層配線を形成す
る工程と、 （ロ）該下層配線の間の基体上に第１の絶縁材料から成
る第１の絶縁層を形成し、該第１の絶縁層上に第２の絶
縁材料から成る第２の絶縁層を形成する工程と、 （ハ）下層配線及び第２の絶縁層上に、第３の絶縁材料
から成る層間絶縁層を形成する工程と、 （ニ）下層配線上方の層間絶縁層に開口部を形成する工
程と、 （ホ）層間絶縁層上及び開口部内に上層配線を形成し、
以って開口部を介して下層配線と上層配線とを電気的に
接続する工程、から成ることを特徴とする半導体装置の
配線構造形成方法。 - 【請求項１４】第２の絶縁層を形成する工程は、下層配
線及び第１の絶縁層上に形成された第２の絶縁材料をエ
ッチバックし若しくはケミカルメカニカルポリッシング
する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の半
導体装置の配線構造形成方法。 - 【請求項１５】第２の絶縁材料は、層間絶縁層に開口部
を形成する際に用いられるエッチャントではエッチング
されない材料であることを特徴とする請求項１１乃至請
求項１４のいずれか１項に記載の半導体装置の配線構造
形成方法。 - 【請求項１６】第２の絶縁材料はＡｌ2Ｏ3から成り、第
３の絶縁材料はＳｉＯ2から成ることを特徴とする請求
項１５に記載の半導体装置の配線構造形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8230294A JPH07273190A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 半導体装置の配線構造及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8230294A JPH07273190A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 半導体装置の配線構造及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273190A true JPH07273190A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13770763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8230294A Pending JPH07273190A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 半導体装置の配線構造及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07273190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6812128B2 (en) | 2002-10-03 | 2004-11-02 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of manufacturing multilayer structured semiconductor device |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP8230294A patent/JPH07273190A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6812128B2 (en) | 2002-10-03 | 2004-11-02 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of manufacturing multilayer structured semiconductor device |
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