JPH08316307A - Method for forming multilayer wiring - Google Patents

Method for forming multilayer wiring

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JPH08316307A
JPH08316307A JP11964595A JP11964595A JPH08316307A JP H08316307 A JPH08316307 A JP H08316307A JP 11964595 A JP11964595 A JP 11964595A JP 11964595 A JP11964595 A JP 11964595A JP H08316307 A JPH08316307 A JP H08316307A
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JP
Japan
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wiring
resist pattern
via contact
antireflection film
forming
Prior art date
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Application number
JP11964595A
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Japanese (ja)
Inventor
Muneo Harada
宗生 原田
Toshio Nakanishi
敏雄 中西
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: To make via contact resistance lower by forming a resist pattern after forming a lower layer metal wiring and then selectively removing a reflection preventing film of a via contact part with the resist pattern as a mask, so that remarkable increase in via contact resistance is suppressed. CONSTITUTION: After an insulation film 2 is formed on an Si substrate 1, a lower layer Al wiring 3 having a reflection preventing film 4 is formed. Then a resist pattern 9 is formed, and then only the reflection preventing film 4 in a via contact part 7' is removed with the resist pattern 9 as a mask. Then, the resist pattern 9 is removed, and further, an interlayer insulation film 5 is accumulated. Then a resist pattern 6 is formed, and then a via hole 7 is opened on the interlayer insulation film 5 with the resist pattern 6 as a mask. After the resist pattern 6 is removed, an upper Al wiring 8 is farmed. Therefore, while EM resistance is improved and such effect as prevention of hillock is provided, low via contact resistance can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は多層配線の形成方法に関
し、より詳細には半導体装置における反射防止膜を有す
る多層配線の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a multi-layer wiring, and more particularly to a method for forming a multi-layer wiring having an antireflection film in a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置における回路パターン
の微細化及び配線の多層化が進むにつれて下地基板の段
差が大きくなり、配線形成のためのフォトリソグラフィ
ー工程におけるハレーションが深刻な問題となってきて
いる。このハレーションは下地基板の段差と該段差部で
反射される反射光との両方に起因する劣化現象であり、
露光光が前記段差部に隣接したレジストパターン側に反
射され、本来前記段差部に隣接したレジストパターンと
して残しておくべき部分までもが感光されて該レジスト
パターンが崩れてしまう現象である。このようなハレー
ションにより崩れたレジストパターンは続くエッチング
工程においてAl(アルミニウム)合金膜に転写され、
Al合金配線の断線を招く。
2. Description of the Related Art In recent years, as miniaturization of circuit patterns and multi-layering of wiring have progressed in semiconductor devices, the level difference of the underlying substrate has become large, and halation in the photolithography process for forming wiring has become a serious problem. . This halation is a deterioration phenomenon caused by both the step of the underlying substrate and the reflected light reflected by the step,
This is a phenomenon in which the exposure light is reflected to the side of the resist pattern adjacent to the step portion, and even the portion that should originally be left as the resist pattern adjacent to the step portion is exposed and the resist pattern collapses. The resist pattern destroyed by such halation is transferred to the Al (aluminum) alloy film in the subsequent etching step,
This causes disconnection of the Al alloy wiring.

【0003】前記ハレーションによるレジストパターン
の崩壊を防止するには、下地基板の段差を低減したり該
段差部における前記反射光の影響を抑制したりする必要
がある。一般に、前記反射光の影響を抑制する方法とし
て、Al合金膜上に反射防止膜として低反射率の金属薄
膜を形成する方法等がとられている。前記方法として
は、真空中でAl合金膜の形成と連続してスパッタ法あ
るいはCVD法により前記Al合金膜上に前記低反射率
の金属薄膜を形成する方法が用いられている。前記反射
防止膜として使用される材料には現在のところTi、T
iN、TiW、TiON、W、WSi2 、Si等があ
る。
In order to prevent the resist pattern from collapsing due to the halation, it is necessary to reduce the step of the underlying substrate or suppress the influence of the reflected light at the step. Generally, as a method of suppressing the influence of the reflected light, a method of forming a metal thin film having a low reflectance as an antireflection film on the Al alloy film is used. As the method, there is used a method of forming the low reflectance metal thin film on the Al alloy film by a sputtering method or a CVD method continuously with the formation of the Al alloy film in vacuum. The materials used as the antireflection film are currently Ti, T
There are iN, TiW, TiON, W, WSi 2 , Si and the like.

【0004】前記反射防止膜の形成によりハレーション
の抑制のみならず、エレクトロマイグレーション(E
M)耐性の向上やヒロック防止などの付随効果も得られ
ることが数多く報告されている。例えばEM耐性の向上
については、反射防止膜の構造をAl合金膜上にTiを
介してTiNを形成するTiN/Ti/Al構造とする
ことにより、後の水素アニール等の熱処理時にTiとA
lが反応して低抵抗なAl3 Ti層が形成され、良好な
電流バイパスとして働く、あるいはAl3 Ti/Al界
面がAl原子のマイグレーション抑制に作用することが
報告されている(電子情報通信学会研究報告、P67〜
74、(1994)、セミコン関西・京都93、技術セ
ミナー講演予稿集、P11〜16、(1993)、特開
平6−120218号公報)。これら付随効果を得るた
めに、本来ハレーションの防止が目的である前記反射防
止膜を配線形成のフォトリソグラフィー工程後に除去せ
ず、そのまま残す配線構造が一般的に採用されている。
The formation of the antireflection film not only suppresses halation but also causes electromigration (E
M) It has been reported that many additional effects such as improved resistance and hillock prevention can be obtained. For example, in order to improve the EM resistance, the structure of the antireflection film is set to a TiN / Ti / Al structure in which TiN is formed on the Al alloy film via Ti so that Ti and A
It has been reported that l reacts to form a low-resistance Al 3 Ti layer and acts as a good current bypass, or that the Al 3 Ti / Al interface acts to suppress migration of Al atoms (IEICE). Research Report, P67-
74, (1994), Semicon Kansai / Kyoto 93, Technical Seminar Lecture Proceedings, P11-16, (1993), JP-A-6-120218). In order to obtain these accompanying effects, a wiring structure in which the antireflection film, which is originally intended to prevent halation, is not removed after the photolithography step of wiring formation but is left as it is is generally adopted.

【0005】図3は前記した従来の半導体装置における
多層配線の形成工程を示した概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a step of forming a multi-layer wiring in the above-mentioned conventional semiconductor device.

【0006】まずSi基板1上に絶縁膜2を形成し、ス
パッタ法、フォトリソグラフィー及びドライエッチング
技術を用いて反射防止膜4を有する下層Al配線3を形
成する(図3(a))。続いて層間絶縁膜5をCVD法
により形成した後、レジストパターン6を形成する(図
3(b))。次にレジストパターン6をマスクとして反
応性イオンエッチングにより層間絶縁膜5にヴィアホー
ル7を開孔し、その後レジストパターン6を除去する
(図3(c))。次に下層Al配線3と同様の方法によ
り上層Al配線8を形成する(図3(d))。このよう
にしてヴィアホール7を介して上層Al配線8と下層A
l配線3とを接続する。
First, the insulating film 2 is formed on the Si substrate 1, and the lower Al wiring 3 having the antireflection film 4 is formed by using the sputtering method, the photolithography and the dry etching technique (FIG. 3A). Subsequently, the interlayer insulating film 5 is formed by the CVD method, and then the resist pattern 6 is formed (FIG. 3B). Next, using the resist pattern 6 as a mask, a via hole 7 is opened in the interlayer insulating film 5 by reactive ion etching, and then the resist pattern 6 is removed (FIG. 3C). Next, the upper Al wiring 8 is formed by the same method as the lower Al wiring 3 (FIG. 3D). In this way, the upper Al wiring 8 and the lower A through the via hole 7
l wiring 3 is connected.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の多層配
線の形成方法によれば、上層Al配線8と下層Al配線
3との間には反射防止膜4が残存している。反射防止膜
4を配線形成後もそのまま残存させると前述したEM耐
性の向上やヒロック防止などの効果が得られるものの、
一方ではヴィアコンタクトにおいて下記の2つの問題が
生じる。
According to the above-described conventional method of forming a multilayer wiring, the antireflection film 4 remains between the upper Al wiring 8 and the lower Al wiring 3. If the antireflection film 4 is left as it is after the wiring is formed, the above-mentioned effects of improving the EM resistance and preventing hillocks can be obtained.
On the other hand, the following two problems occur in via contact.

【0008】第1の問題は、下層Al配線3の反射防止
膜4として例えばTiNを用いた場合、ヴィアホールエ
ッチング時(図3(c))のオーバーエッチでTiNが
露出するとポリマー(反応生成物)が生成され、ヴィア
コンタクト部において上下Al配線間に前記ポリマーが
介在することにより、ヴィアコンタクト抵抗が著しく増
大したり、極端な場合には断線を招く等の導通不良が発
生するという問題である。
The first problem is that, for example, when TiN is used as the antireflection film 4 of the lower Al wiring 3, if TiN is exposed by overetching during via hole etching (FIG. 3C), polymer (reaction product) ) Is generated, and the polymer intervenes between the upper and lower Al wirings in the via contact portion, the via contact resistance remarkably increases, and in an extreme case, a conduction failure such as disconnection occurs. .

【0009】前記ポリマーは反射防止膜4が形成されて
いない下層Al配線3のヴィアホール7においてそのホ
ール側壁に王冠状にデポ物(AlF3 等)が生じる所謂
アルミ・クラウンと類似しているが異質のものである。
前記ポリマーはエッチングガスであるCF4 、CHF3
等、炭化水素系のガスやレジスト成分であるカーボンが
高エネルギーなプラズマ中で重合することにより生成さ
れるものであり、オーバーエッチでTiNが露出すると
TiNから分解されたTiが重合反応の触媒作用をする
ために生じると考えられている。前記ポリマーは反射防
止膜4がTi、TiW、TiON等、Ti系の材料であ
れば同様に生成される。
The polymer is similar to a so-called aluminum crown in which a deposit (AlF 3 or the like) is formed in a crown shape on the side wall of the via hole 7 of the lower Al wiring 3 on which the antireflection film 4 is not formed. It is foreign.
The polymer is an etching gas such as CF 4 , CHF 3
Etc. are generated by polymerizing hydrocarbon-based gas or carbon as a resist component in high-energy plasma. When TiN is exposed by overetching, Ti decomposed from TiN catalyzes the polymerization reaction. It is believed to occur in order to The polymer is similarly produced if the antireflection film 4 is a Ti-based material such as Ti, TiW, or TiON.

【0010】前記アルミ・クラウンはその後の一般的な
アミン系の有機剥離液を用いたレジスト剥離工程におい
て除去することができ、特開平6−37188号公報に
開示されているように前記レジスト剥離工程直前のアッ
シングをハーフアッシングで処理することでより効果的
に除去できる。これに対し、TiN反射防止膜4に起因
する前記ポリマーは一般的なアミン系の有機剥離液では
除去することができず、前述したハーフアッシングで処
理しても除去効果は認められない。
The aluminum crown can be removed in a subsequent resist stripping step using a general amine-based organic stripping solution, and the resist stripping step is disclosed in JP-A-6-37188. It can be more effectively removed by processing the immediately preceding ashing with half ashing. On the other hand, the polymer resulting from the TiN antireflection film 4 cannot be removed by a general amine-based organic stripping solution, and the removal effect is not recognized even if the half ashing process is performed.

【0011】第2の問題は、下層Al配線3の反射防止
膜4として例えばTi系の材料でなく、ポリマーを生成
しないW、WSi2 、Si等を用いた場合であっても、
ヴィアコンタクト部にこれらの層が存在するとその抵抗
分や異種金属間接触抵抗の影響によりヴィアコンタクト
抵抗の増大が避けられないという問題である。特に近
年、ホール径の縮小に伴う信頼性劣化を防止するため、
ヴィアホール7にWを埋め込むWプラグ技術が採用され
ることが多いが、この場合のヴィアコンタクト部におけ
る構造は下層Al配線3の上に反射防止膜4、密着膜、
Wプラグ、上層Al配線8と、より多層の異種金属が積
層されることになり、前記異種金属間接触抵抗の影響は
より顕在化してくる。
The second problem is that even if the antireflection film 4 of the lower Al wiring 3 is made of W, WSi 2 , Si or the like which does not produce a polymer, instead of a Ti-based material,
If these layers are present in the via contact portion, there is a problem that an increase in the via contact resistance cannot be avoided due to the influence of the resistance component and the contact resistance between different metals. Especially in recent years, in order to prevent deterioration of reliability due to reduction of hole diameter,
A W plug technique for burying W in the via hole 7 is often adopted. In this case, the structure in the via contact portion is such that the antireflection film 4, the adhesion film, the adhesion film,
Since the W plug, the upper layer Al wiring 8 and a multi-layered dissimilar metal are laminated, the influence of the contact resistance between the dissimilar metals becomes more apparent.

【0012】特開平6−53324号公報にあっては前
記第1の問題におけるポリマーの生成を抑制する方法と
してヴィアホールエッチング時に水素もしくは水素化合
物を含むガスを用いてTi+ にH原子を結合させ、重合
反応を抑制する方法が提案されているが、スパッタ性の
強いエッチングであるため一度Ti+ に結合したH原子
が再離脱する虞があり、安定した重合反応抑制ができな
い可能性がある。さらにこれらの添加ガスがエッチング
速度やエッチング形状に影響する虞もある。
In Japanese Patent Laid-Open No. 6-53324, as a method for suppressing the formation of the polymer in the first problem, hydrogen atoms or a gas containing a hydrogen compound is used to bond H atoms to Ti + during via hole etching. A method for suppressing the polymerization reaction has been proposed, but since the etching has strong sputterability, there is a possibility that the H atom once bonded to Ti + may be redeposited, and stable polymerization reaction may not be suppressed. Further, these added gases may affect the etching rate and etching shape.

【0013】またこの方法では反射防止膜をそのまま残
存させるため、その抵抗分や異種金属間接触抵抗の影響
によりヴィアコンタクト抵抗が増大してしまい前述した
第2の問題を解決することはできない。
Further, in this method, since the antireflection film is left as it is, the via contact resistance increases due to the influence of the resistance amount and the contact resistance between different kinds of metals, and the above-mentioned second problem cannot be solved.

【0014】本発明はこのような課題に鑑み発明された
ものであって、EM耐性の向上やヒロック防止等の効果
を有しながら、しかも低抵抗なヴィアコンタクト抵抗を
有する多層配線の形成方法を提供することを目的として
いる。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method of forming a multi-layer wiring having a low resistance via contact resistance while having the effects of improving EM resistance and preventing hillocks. It is intended to be provided.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る多層配線の形成方法は、反射防止膜を有
する下層金属配線と上層金属配線とが層間絶縁膜に設け
られたヴィアホールを介して接続された多層配線の形成
方法において、前記下層金属配線形成後にレジストパタ
ーンを形成し、該レジストパターンをマスクとしてヴィ
アコンタクト部の反射防止膜を選択的に除去する工程を
含むことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a method of forming a multilayer wiring according to the present invention is a via hole in which a lower metal wiring having an antireflection film and an upper metal wiring are provided in an interlayer insulating film. A method of forming a multi-layer wiring connected via a method, comprising the steps of forming a resist pattern after forming the lower metal wiring, and selectively removing the antireflection film of the via contact portion using the resist pattern as a mask. I am trying.

【0016】[0016]

【作用】本発明に係る多層配線の形成方法によれば、前
記反射防止膜を有する前記下層金属配線形成後に前記ヴ
ィアコンタクト部の前記反射防止膜のみを選択的に除去
するため、前記ヴィアコンタクト部以外の配線部分には
前記反射防止膜が形成されたままとなる。従って、前記
反射防止膜によってもたらされるEM耐性の向上やヒロ
ック防止の効果は反射防止膜を除去しない配線構造の場
合と略同様に得られる。
According to the method of forming a multilayer wiring according to the present invention, since only the antireflection film of the via contact portion is selectively removed after the formation of the lower layer metal wiring having the antireflection film, the via contact portion is formed. The antireflection film remains formed on the other wiring portions. Therefore, the effect of improving the EM resistance and preventing hillocks provided by the antireflection film can be obtained in substantially the same manner as in the case of the wiring structure in which the antireflection film is not removed.

【0017】また、前記反射防止膜の形成材料がTiN
等、Ti系材料であったとしても、層間絶縁膜形成後の
ヴィアホールエッチング工程においては、下層金属配線
上のヴィアコンタクト部に形成されていた前記反射防止
膜は既に除去されているのでTi系反射防止膜が触媒と
なる重合反応は起こらず、前記第1の問題における前記
ポリマーの生成が抑制される。したがって前記ポリマー
に起因するヴィアコンタクト抵抗の増大や断線等の導通
不良は生じない。
The material for forming the antireflection film is TiN.
Even if it is a Ti-based material, since the antireflection film formed on the via contact portion on the lower metal wiring has already been removed in the via-hole etching step after forming the interlayer insulating film, the Ti-based material is used. The polymerization reaction using the antireflection film as a catalyst does not occur, and the production of the polymer in the first problem is suppressed. Therefore, no increase in via contact resistance or conduction failure such as disconnection due to the polymer does not occur.

【0018】さらに、ヴィアコンタクト部の前記反射防
止膜は除去されるため、上層金属配線と下層金属配線と
の接続は同種金属どうしの接続となり、前記第2の問題
における前記反射防止膜の抵抗や異種金属間接触抵抗に
よるヴィアコンタクト抵抗の増大は起こらない。またヴ
ィアホールにWプラグを採用した場合であっても前記し
たような反射防止膜の抵抗や異種金属間接触抵抗の分は
緩和されるため、同様にヴィアコンタクト抵抗の低減が
図られる。
Furthermore, since the antireflection film in the via contact portion is removed, the upper metal wiring and the lower metal wiring are connected to each other by the same kind of metal, and the resistance of the antireflection film in the second problem and There is no increase in via contact resistance due to contact resistance between dissimilar metals. Even when a W plug is used for the via hole, the resistance of the antireflection film and the contact resistance between different kinds of metals as described above are alleviated, so that the via contact resistance can be similarly reduced.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明に係る多層配線の形成方法の実
施例を図面に基づいて説明する。従来例と同一の機能を
有する構成部品には同一の符合を付すこととする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for forming a multilayer wiring according to the present invention will be described below with reference to the drawings. Components having the same functions as those of the conventional example are designated by the same reference numerals.

【0020】図1(a)〜(e)は実施例に係る多層配
線の形成方法を説明するための各工程を模式的に示した
断面図である。
FIGS. 1A to 1E are sectional views schematically showing each step for explaining the method of forming a multilayer wiring according to the embodiment.

【0021】トランジスタ(図示せず)等を有するSi
基板1上にCVD法により絶縁膜2を形成した後、DC
マグネトロンスパッタ装置を用いてAlSiCuを60
0nm、Tiを10nm、TiNを25nmこの順に真
空中で連続的に成膜する。その後、通常のフォトリソグ
ラフィー及びエッチング工程を施して反射防止膜4(こ
の場合TiN/Ti)を有する下層Al配線3を形成す
る(図1(a))。
Si having a transistor (not shown) and the like
After forming the insulating film 2 on the substrate 1 by the CVD method, DC
60 AlSiCu using magnetron sputtering equipment
0 nm, Ti 10 nm, and TiN 25 nm are successively formed in this order in a vacuum. After that, the lower layer Al wiring 3 having the antireflection film 4 (TiN / Ti in this case) is formed by performing a normal photolithography and etching process (FIG. 1A).

【0022】続いてヴィアホール形成用のマスクを用い
て露光して現像し、レジストパターン9を形成し、この
レジストパターン9をマスクとしてプラズマエッチング
によりヴィアコンタクト部7´の反射防止膜4のみを除
去する(図1(b))。前記プラズマエッチング時のエ
ッチング条件はSi基板1の温度:180℃、ガス圧:
600mTorr、CF4 :650sccm、O2 :1
50sccm、RFパワー:500W(13.56MH
z)、エッチング時間:15秒間であり、ダウンフロー
式エッチャーを使用した。上記条件によればヴィアコン
タクト部7´の反射防止膜4は完全にエッチオフされ、
かつ上記条件が下層Al配線3に対し十分な選択性を有
しているため、下層Al配線3はほとんどエッチングさ
れない。従って、ヴィアコンタクト部7´のアスペクト
比(ホール深さ/ホール径)が極端に大きくなることは
ない。また上記条件は等方性エッチングであるため、仕
上がりのホールサイズはマスクサイズより若干大きくな
るが、エッチング時間が短いのでエッチング変換差は問
題とならない。むしろ後のヴィアホール7形成における
エッチングのフォトリソグラフィー工程時のマスクアラ
イメントに対する余裕度が大きくなる方向に働く。
Next, the resist pattern 9 is exposed by using a mask for forming a via hole and developed to form a resist pattern 9, and only the antireflection film 4 of the via contact portion 7'is removed by plasma etching using the resist pattern 9 as a mask. (Fig. 1 (b)). The etching conditions for the plasma etching are as follows: Si substrate 1 temperature: 180 ° C., gas pressure:
600 mTorr, CF 4 : 650 sccm, O 2 : 1
50 sccm, RF power: 500 W (13.56 MH
z), etching time: 15 seconds, and a downflow type etcher was used. According to the above conditions, the antireflection film 4 on the via contact portion 7'is completely etched off,
Moreover, since the above conditions have sufficient selectivity for the lower layer Al wiring 3, the lower layer Al wiring 3 is hardly etched. Therefore, the aspect ratio (hole depth / hole diameter) of the via contact portion 7'does not become extremely large. Since the above conditions are isotropic etching, the finished hole size is slightly larger than the mask size, but the etching conversion time is not a problem because the etching time is short. Rather, it acts in the direction of increasing the margin for mask alignment during the photolithography process of etching in the subsequent formation of the via hole 7.

【0023】その後、アッシング及びレジスト剥離を行
ってレジストパターン9を除去し、さらにプラズマCV
D法により層間絶縁膜5としてSiO2 を800nm、
堆積させる(図1(c))。
After that, the resist pattern 9 is removed by performing ashing and resist stripping, and further plasma CV is performed.
SiO 2 is 800 nm as the interlayer insulating film 5 by the D method,
It is deposited (FIG. 1 (c)).

【0024】次にフォトリソグラフィー及びエッチング
工程を施してレジストパターン6を形成し、このレジス
トパターン6をマスクとして層間絶縁膜5にヴィアホー
ル7を開孔する(図1(d))。上記エッチング工程は
RIE(Reactive Ion Etching) で行い、プロセス条件
はSi基板1温度:−30℃、ガス圧:500mTor
r、CF4 :20sccm、CHF3 :20sccm、
Ar:300sccm、RFパワー:850W(13.
56MHz)、エッチング量:Just+80%(オー
バーエッチ量80%)とした。この時、既に下層Al配
線3のヴィアホール部の反射防止膜4であるTiN/T
iは除去されているのでポリマーは生成されないが、下
層Al配線3が露出しているのでアルミ・クラウンは生
成する。しかし、続くアッシング、アミン系有機剥離液
によるレジスト剥離で完全にアルミ・クラウンは除去さ
れるので問題とならない。
Next, photolithography and etching steps are performed to form a resist pattern 6, and a via hole 7 is opened in the interlayer insulating film 5 by using the resist pattern 6 as a mask (FIG. 1D). The etching process is performed by RIE (Reactive Ion Etching), and the process conditions are: Si substrate 1 temperature: -30 ° C., gas pressure: 500 mTorr.
r, CF 4 : 20 sccm, CHF 3 : 20 sccm,
Ar: 300 sccm, RF power: 850 W (13.
56 MHz) and etching amount: Just + 80% (overetching amount 80%). At this time, TiN / T which is the antireflection film 4 in the via hole portion of the lower Al wiring 3 has already been formed.
Since i has been removed, no polymer is produced, but since the lower layer Al wiring 3 is exposed, an aluminum crown is produced. However, since the aluminum crown is completely removed by the subsequent ashing and the resist stripping with the amine-based organic stripping solution, there is no problem.

【0025】アッシング及びレジスト剥離工程を施して
レジストパターン6を除去した後、下層Al配線3形成
の場合と同様にDCマグネトロンスパッタ装置でAlS
iCu800nmを成膜し、フォトリソグラフィー及び
エッチング工程を施して上層Al配線8を形成する(図
1(e))。
After the resist pattern 6 is removed by performing an ashing and resist stripping process, AlS is formed by a DC magnetron sputtering apparatus as in the case of forming the lower layer Al wiring 3.
A film of iCu 800 nm is formed, and a photolithography and etching process is performed to form an upper Al wiring 8 (FIG. 1E).

【0026】図2は上記実施例により形成した2層Al
配線ヴィアコンタクト抵抗の測定結果を示したグラフで
ある。測定パターンとしてホール径0.60〜2.00
μmの1000段のヴィアチェーンを形成し、両端に5
Vを印加した時の抵抗値で示した。
FIG. 2 shows a two-layer Al formed by the above embodiment.
6 is a graph showing a measurement result of a wiring via contact resistance. Hole diameter 0.60 to 2.00 as measurement pattern
Forming a via chain with 1000 steps of μm, 5 at both ends
The resistance value is shown when V is applied.

【0027】また、比較例1として下層Al配線3に反
射防止膜4が形成されていないものの2層Al配線ヴィ
アコンタクト抵抗を示し、比較例2としてTiN/Ti
の反射防止膜4が形成されており、ヴィアコンタクト部
7´の反射防止膜4が除去されていないものの2層Al
配線ヴィアコンタクト抵抗を示した。
Further, as Comparative Example 1, the via contact resistance of the two-layer Al wiring is shown, even though the antireflection film 4 is not formed on the lower Al wiring 3, and as Comparative Example 2, TiN / Ti is shown.
2 layer Al, although the antireflection film 4 is formed and the antireflection film 4 of the via contact portion 7'is not removed.
Wiring via contact resistance is shown.

【0028】図2に示したように、比較例2においては
ヴィアホールエッチング時に生成されるポリマーが要因
となり、比較例1よりも2桁以上高いヴィアコンタクト
抵抗値となった。これに対し、ヴィアコンタクト部7´
の反射防止膜4のみを除去した本実施例ではヴィアホー
ル径に関わらず比較例1とほぼ同レベルのヴィアコンタ
クト抵抗値となった。
As shown in FIG. 2, in Comparative Example 2, the polymer generated during the via hole etching was a factor, and the via contact resistance value was higher than that of Comparative Example 1 by two digits or more. On the other hand, the via contact portion 7 '
In the present example in which only the antireflection film 4 of No. 1 was removed, the via contact resistance value was almost the same level as in Comparative Example 1 regardless of the via hole diameter.

【0029】また、下記の表1には実施例におけるAl
配線のEM耐性に関して試験した結果を、比較例1、2
のものと併せて示した。
Table 1 below shows Al in the examples.
The results of testing the wiring for EM resistance are shown in Comparative Examples 1 and 2.
It is shown together with the one.

【0030】耐性試験は線幅1.0μm、線長3000
μmの配線に、温度200°Cにおいて、電流密度3×
106 (A/cm2 )の電流ストレスを印加して行い、
MTF(mean time to failure)
で評価した。
The resistance test was conducted with a line width of 1.0 μm and a line length of 3000.
Current density of 3 × at a temperature of 200 ° C for μm wiring
Applying a current stress of 10 6 (A / cm 2 ),
MTF (mean time to failure)
Was evaluated.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】表1から明らかなように、比較例1の場
合、MTFが740時間であったのに対し、実施例に係
るAl配線の場合、2000時間でも断線が起こらず、
比較例2と同様のEM耐性を有していた。
As is apparent from Table 1, in the case of Comparative Example 1, the MTF was 740 hours, whereas in the case of the Al wiring according to the Example, no breakage occurred even after 2000 hours,
It had the same EM resistance as that of Comparative Example 2.

【0033】また、光学顕微鏡により観察を行った結
果、実施例に係る2層Al配線の場合、ヒロックは観察
されなかった。
As a result of observation with an optical microscope, hillocks were not observed in the case of the two-layer Al wiring according to the example.

【0034】以上説明したように実施例に係る多層配線
の形成方法によれば、EM耐性の向上やヒロック防止等
の効果を有しながら、しかも低抵抗なヴィアコンタクト
抵抗を有する多層配線を形成することができる。
As described above, according to the method for forming a multi-layer wiring according to the embodiment, a multi-layer wiring having a low resistance via contact resistance while having the effects of improving EM resistance and preventing hillocks is formed. be able to.

【0035】本実施例においては反射防止膜4としてT
iN/Tiを用いたが何らこれに限定されるものでな
く、別の実施例ではTiW、TiON等、他のTi系の
材料であってもよく、またW、WSi2 、Si等であっ
てもよい。
In this embodiment, T is used as the antireflection film 4.
Although iN / Ti is used, the present invention is not limited to this, and other Ti-based materials such as TiW and TiON may be used in another embodiment, and W, WSi 2 , Si and the like may be used. Good.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る多層配
線の形成方法においては、反射防止膜を有する下層金属
配線とが上層金属配線とを層間絶縁膜に設けられたヴィ
アホールを介して接続された多層配線の形成方法におい
て、前記下層金属配線形成後にレジストパターンを形成
し、該レジストパターンをマスクとしてヴィアコンタク
ト部の反射防止膜のみを選択的に除去する工程を含んで
いるので、EM耐性の向上やヒロック防止等の効果を有
しながら、しかも低抵抗なヴィアコンタクト抵抗を有す
る多層配線を形成することができる。
As described above in detail, in the method for forming a multilayer wiring according to the present invention, the lower layer metal wiring having the antireflection film and the upper layer metal wiring are provided through the via hole provided in the interlayer insulating film. The method for forming a connected multi-layer wiring includes a step of forming a resist pattern after the formation of the lower metal wiring and selectively removing only the antireflection film of the via contact portion using the resist pattern as a mask. It is possible to form a multi-layer wiring having a low resistance via contact resistance while having the effects of improving resistance and preventing hillocks.

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

【図1】(a)〜(e)は本発明の実施例に係る多層配
線の形成方法を説明するための各工程を模式的に示した
断面図である。
1A to 1E are cross-sectional views schematically showing each step for explaining a method for forming a multilayer wiring according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例及び比較例におけるヴィアコンタクト抵
抗値を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing via contact resistance values in Examples and Comparative Examples.

【図3】(a)〜(d)は従来の多層配線の形成方法を
説明するための各工程を模式的に示した断面図である。
3A to 3D are sectional views schematically showing each step for explaining a conventional method for forming a multilayer wiring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 下層Al配線(下層金属配線) 4 反射防止膜 5 層間絶縁膜 7 ヴィアホール 7´ヴィアコンタクト部 9 レジストパターン 3 Lower layer Al wiring (lower layer metal wiring) 4 Antireflection film 5 Interlayer insulating film 7 Via hole 7'Via contact part 9 Resist pattern

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反射防止膜を有する下層金属配線と上層
金属配線とが層間絶縁膜に設けられたヴィアホールを介
して接続された多層配線の形成方法において、前記下層
金属配線形成後にレジストパターンを形成し、該レジス
トパターンをマスクとしてヴィアコンタクト部の反射防
止膜を選択的に除去する工程を含むことを特徴とする多
層配線の形成方法。
1. A method for forming a multilayer wiring in which a lower-layer metal wiring having an antireflection film and an upper-layer metal wiring are connected via a via hole provided in an interlayer insulating film, wherein a resist pattern is formed after the lower-layer metal wiring is formed. A method for forming a multi-layer wiring, which comprises the step of forming and selectively removing the antireflection film in the via contact portion using the resist pattern as a mask.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015153879A (en) * 2014-02-13 2015-08-24 セイコーインスツル株式会社 Semiconductor device manufacturing method

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JP2015153879A (en) * 2014-02-13 2015-08-24 セイコーインスツル株式会社 Semiconductor device manufacturing method

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