JPH0936222A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH0936222A
JPH0936222A JP18278395A JP18278395A JPH0936222A JP H0936222 A JPH0936222 A JP H0936222A JP 18278395 A JP18278395 A JP 18278395A JP 18278395 A JP18278395 A JP 18278395A JP H0936222 A JPH0936222 A JP H0936222A
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JP
Japan
Prior art keywords
wiring
layer
insulating film
interlayer insulating
conductive film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18278395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Itaru Namura
至 名村
Yukio Hosoda
幸男 細田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP18278395A priority Critical patent/JPH0936222A/en
Publication of JPH0936222A publication Critical patent/JPH0936222A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of photomasks used at the time of forming multilayered wiring by the etching conductive films other than a conductive film and, at the same time, leaving parts of the other conductive films in the area corresponding to an opening formed through an interlayer insulating film and the conductive film. SOLUTION: Resist patterns 4a and 4b are formed by applying a resist film to the surface of an interlayer insulating film 3 and patterning the resist film by using a photolithographic technique. Then the insulating film 3 is etched by using the patterns 4a and 4b as masks and an alloy layer 2 is etched. After the alloy layer 2 is etched, the patterns 4a and 4b are removed. Thus wirings 2a and 2b are formed in the same patterns as the patterns 4a and 4b and the parts 3a and 3b of the insulating film 3 are left on the wirings 2a and 2b. In addition, an opening 5 is formed through the wiring 2a and the left part 3a of the insulating film 3 and a buried W layer is formed in the opening 5 and electrically connected to the wiring 2a. Therefore, only one photomask is required at the time of forming the first-layer wiring, because the wiring can be formed through one time of photolithographic process.

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、半導体装置及びその製
造方法に関し、特に多層配線を有する半導体装置及びそ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having multi-layer wiring and a manufacturing method thereof.

【0002】大規模集積回路(LSI)の製造コストの
中では、フォトリソグラフィ工程のコストの占める割合
が大きい。製造コスト削減の為には、フォトマスクの数
を少なくしフォトリソグラフィ工程数を削減することが
好ましい。また、フォトマスク数が多くなると、マスク
間の位置合わせ余裕を見込んだ設計が必要となり、LS
Iの微細化に反することになる。LSI製造コストの低
減及び微細化の観点から、フォトマスク数の少ない構成
の半導体装置が望まれている。
In the manufacturing cost of a large scale integrated circuit (LSI), the cost of the photolithography process occupies a large proportion. In order to reduce the manufacturing cost, it is preferable to reduce the number of photomasks and the number of photolithography steps. Also, as the number of photomasks increases, it is necessary to design with an allowance for alignment between masks.
This is against the miniaturization of I. From the viewpoint of reducing the LSI manufacturing cost and miniaturization, a semiconductor device having a structure with a small number of photomasks is desired.

【0003】[0003]

【従来の技術】図5を参照して従来の多層配線形成方法
を説明する。図5(A)に示すように、絶縁表面を有す
る基板100の上にアルミニウム(Al)層を形成し、
このAl層をパターニングしてAl配線101を形成す
る。このとき、Al配線101のパターンを有するフォ
トマスクM1 を用いたフォトリソグラフィ工程を行う。
2. Description of the Related Art A conventional multilayer wiring forming method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, an aluminum (Al) layer is formed over the substrate 100 having an insulating surface,
This Al layer is patterned to form an Al wiring 101. At this time, a photolithography process using the photomask M 1 having the pattern of the Al wiring 101 is performed.

【0004】図5(B)において、Al配線101及び
基板100の表面を覆う層間絶縁膜102を形成する。
次に、層間絶縁膜102にコンタクトホールを形成しA
l配線101の一部表面を露出させる。このとき、コン
タクトホールのパターンを有するフォトマスクM2 を用
いたフォトリソグラフィ工程を行う。次にコンタクトホ
ール内をタングステン(W)プラグ103で埋め込む。
In FIG. 5B, an interlayer insulating film 102 is formed to cover the surfaces of the Al wiring 101 and the substrate 100.
Next, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 102 and A
Part of the surface of the l-wiring 101 is exposed. At this time, a photolithography process using a photomask M 2 having a contact hole pattern is performed. Next, the contact hole is filled with a tungsten (W) plug 103.

【0005】図5(C)に示すように、層間絶縁膜10
2の上にAl層を形成し、このAl層をパターニングし
てAl配線104を形成する。このとき、Al配線10
4のパターンを有するフォトマスクM3 を用いたフォト
リソグラフィ工程を行う。
As shown in FIG. 5C, the interlayer insulating film 10 is formed.
An Al layer is formed on the Al layer 2, and the Al layer is patterned to form an Al wiring 104. At this time, the Al wiring 10
A photolithography process using a photomask M 3 having a pattern of No. 4 is performed.

【0006】図5(D)において、Al配線104及び
層間絶縁膜102の表面を覆う層間絶縁膜105を形成
する。次に、層間絶縁膜105にコンタクトホールを形
成しAl配線104の一部表面を露出させる。このと
き、コンタクトホールのパターンを有するフォトマスク
4 を用いたフォトリソグラフィ工程を行う。次にコン
タクトホール内をWプラグ106で埋め込む。
In FIG. 5D, an interlayer insulating film 105 covering the surfaces of the Al wiring 104 and the interlayer insulating film 102 is formed. Next, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 105 to expose a part of the surface of the Al wiring 104. At this time, a photolithography process using a photomask M 4 having a contact hole pattern is performed. Next, the inside of the contact hole is filled with the W plug 106.

【0007】このようにして、Al配線101を含む配
線層とAl配線104を含む配線層を形成することがで
きる。この2層の配線層を形成するために、フォトマス
クM 1 〜M4 の4種類のフォトマスクを用い、4回のフ
ォトリソグラフィ工程を行っている。
In this way, the wiring including the Al wiring 101 is formed.
It is possible to form a wiring layer including the wiring layer and the Al wiring 104.
Wear. In order to form these two wiring layers,
Ku M 1~ MFourUsing 4 kinds of photo masks,
Photolithography process.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図5で説明したよう
に、従来の方法によると配線層1層あたり2枚のフォト
マスクが必要になる。LSIの集積化が進んだ今日にお
いて、5層の多層配線が使用される場合もある。5層の
多層配線層を従来方法で形成すると、10枚のフォトマ
スクが必要になる。すなわち10回のフォトリソグラフ
ィ工程が必要になり、工程の多さが製造コストの低減、
微細化を妨げる要因になっている。
As described with reference to FIG. 5, the conventional method requires two photomasks for each wiring layer. In today's LSI integration, multi-layer wiring of 5 layers may be used. If five layers of wiring layers are formed by the conventional method, ten photomasks are required. That is, 10 photolithography steps are required, and the large number of steps reduces the manufacturing cost.
It is a factor that hinders miniaturization.

【0009】本発明の目的は、多層配線形成時のフォト
マスクの枚数を減少させることができる半導体装置及び
その製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing the number of photomasks at the time of forming a multi-layer wiring and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、上面を有する基板の上に、導電膜を形成する工程
と、前記導電膜の上に層間絶縁膜を形成する工程と、複
数のパターンを含むエッチングマスク層であって、少な
くとも1つのパターンは、前記複数のパターン間の最小
間隔よりも狭い幅の領域であって、前記層間絶縁膜の表
面が露出した非マスク領域を有する前記エッチングマス
ク層を、前記層間絶縁膜の上に形成する工程と、前記エ
ッチングマスク層をマスクとして、前記層間絶縁膜と前
記導電膜とをエッチングする工程と、前記層間絶縁膜及
び前記導電膜の前記開口部に対応する領域を埋め込んで
他の導電膜をコンフォーマルに形成する工程と、前記他
の導電膜をエッチングすると共に、前記層間絶縁膜及び
前記導電膜の前記開口部に対応する領域には前記他の導
電膜を残す工程とを含む半導体装置の製造方法が提供さ
れる。
According to one aspect of the present invention, a step of forming a conductive film on a substrate having an upper surface, a step of forming an interlayer insulating film on the conductive film, An etching mask layer including a pattern, wherein the at least one pattern is a region having a width narrower than a minimum interval between the plurality of patterns, and the etching has a non-mask region in which a surface of the interlayer insulating film is exposed. Forming a mask layer on the interlayer insulating film; etching the interlayer insulating film and the conductive film using the etching mask layer as a mask; and opening the interlayer insulating film and the conductive film. The region corresponding to the portion to form another conductive film conformally, and etching the other conductive film and opening the interlayer insulating film and the conductive film. The method of manufacturing a semiconductor device including the step of leaving the other conductive film is provided in a region corresponding to.

【0011】本発明の他の観点によると、絶縁性表面を
有する基板と、前記絶縁性表面の上に形成された配線
と、前記配線の上に形成され、前記配線とほぼ同一の平
面形状を有する絶縁膜と、前記配線と上層の他の配線と
の電気的接続を行う領域に、前記絶縁性表面から前記絶
縁膜の上側表面にわたって形成され、前記配線と電気的
に接続された導電性埋込部材とを有する半導体装置が提
供される。
According to another aspect of the present invention, a substrate having an insulating surface, a wiring formed on the insulating surface, and a planar shape formed on the wiring and having substantially the same plane shape as the wiring. A conductive pad that is formed from the insulating surface to the upper surface of the insulating film in a region for electrically connecting the insulating film to the wiring and another wiring in the upper layer, and is electrically connected to the wiring. A semiconductor device having a plug member is provided.

【0012】[0012]

【作用】導電膜とその上に形成された層間絶縁膜とを、
同一のエッチングマスクを用いてエッチングし、配線及
びコンタクト領域を形成する。このとき形成されるコン
タクト領域は少なくとも導電膜に達する。典型的には、
コンタクト領域は導電膜を貫通し、コンタクト領域に導
電膜の下地表面が露出する。コンタクト領域の側壁に
は、上方に層間絶縁膜表面、下方に導電膜表面が露出す
る。
[Function] The conductive film and the interlayer insulating film formed thereon are
Etching is performed using the same etching mask to form wiring and contact regions. The contact region formed at this time reaches at least the conductive film. Typically,
The contact region penetrates the conductive film, and the underlying surface of the conductive film is exposed in the contact region. On the side wall of the contact region, the surface of the interlayer insulating film is exposed above and the surface of the conductive film is exposed below.

【0013】他の導電膜でコンタクト領域を埋め込む。
同時に、コンタクト領域以外の表面にも他の導電膜が堆
積する。コンタクト領域の幅を、配線間の最小幅よりも
小さくして堆積することにより、コンタクト領域のみを
埋め込むことができる。他の導電膜をエッチングする
と、コンタクト領域に埋め込まれた部分のみを残してコ
ンタクト領域以外の表面に形成された他の導電膜を除去
することができる。コンタクト領域に残された他の導電
膜の側壁は、その下側部分で導電膜に接し電気的に接続
される。
The contact region is filled with another conductive film.
At the same time, another conductive film is deposited on the surface other than the contact region. By depositing the contact region with a width smaller than the minimum width between the wirings, only the contact region can be embedded. By etching the other conductive film, it is possible to remove the other conductive film formed on the surface other than the contact region, leaving only the portion embedded in the contact region. The side wall of the other conductive film left in the contact region is in contact with and electrically connected to the conductive film at the lower side part thereof.

【0014】このようにして、配線パターン及び上層配
線との接続用コンタクト領域を1枚のフォトマスクを用
いた1回のフォトリソグラフィ工程で形成することがで
きる。
In this manner, the wiring pattern and the contact region for connection with the upper wiring can be formed by one photolithography process using one photomask.

【0015】[0015]

【実施例】図1〜図2を参照して、本発明の実施例によ
る多層配線形成方法を説明する。図1(A)に示すよう
に、絶縁性表面を有する基板1の表面上に厚さ1μmの
アルミニウム銅合金層2を形成し、その上にシリコン酸
化膜からなる厚さ1μmの層間絶縁膜3を形成する。ア
ルミニウム銅合金層2は、例えばスパッタで形成し、層
間絶縁膜3は、例えば原料ガスとしてシランを用いた3
50℃の化学気相成長(CVD)により形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A multilayer wiring forming method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1A, an aluminum copper alloy layer 2 having a thickness of 1 μm is formed on the surface of a substrate 1 having an insulating surface, and an interlayer insulating film 3 having a thickness of 1 μm made of a silicon oxide film is formed on the aluminum copper alloy layer 2. To form. The aluminum-copper alloy layer 2 is formed by sputtering, for example, and the interlayer insulating film 3 is formed by using silane as a source gas, for example.
It is formed by chemical vapor deposition (CVD) at 50 ° C.

【0016】次に、層間絶縁膜3の表面上にレジスト膜
を塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてレジスト膜
をパターニングしてレジストパターン4a、4bを形成
する。
Next, a resist film is applied on the surface of the interlayer insulating film 3, and the resist film is patterned by using a photolithography technique to form resist patterns 4a and 4b.

【0017】図1(B)は、レジストパターン4a、4
bの平面形状を示す。レジストパターン4a及び4bが
相互にほぼ平行に図の横方向に延在している。レジスト
パターン4aの両端近傍には、それぞれ開口5が形成さ
れている。開口5は、例えば一辺の長さがW1の正方形
形状である。レジストパターン4bの両端は図示しない
領域まで延在している。レジストパターン4aと4bと
の間の幅W2は開口5の一辺の長さW1よりも大きい。
なお図1(A)は、図1(B)の一点鎖線A1−A1に
おける断面図である。
FIG. 1B shows the resist patterns 4a and 4a.
The planar shape of b is shown. The resist patterns 4a and 4b extend substantially parallel to each other in the lateral direction of the drawing. Openings 5 are formed in the vicinity of both ends of the resist pattern 4a. The opening 5 has, for example, a square shape whose one side is W1. Both ends of the resist pattern 4b extend to regions not shown. The width W2 between the resist patterns 4a and 4b is larger than the length W1 of one side of the opening 5.
Note that FIG. 1A is a cross-sectional view taken along dashed-dotted line A1-A1 in FIG.

【0018】図1(C)に示すように、レジストパター
ン4a、4bをマスクとして層間絶縁膜3をエッチング
する。層間絶縁膜3のエッチングは、例えばエッチング
ガスとしてCF4 、CHF3 を用いたリアクティブイオ
ンエッチング(RIE)により行う。続いて、合金層2
をエッチングする。合金層2のエッチングは、例えばエ
ッチングガスとしてCl2 、BCl3 を用いたリアクテ
ィブイオンエッチング(RIE)により行う。なお、レ
ジストパターン4aの外側の合金層が除去できれば、開
口5内の合金層は必ずしも完全に除去される必要はな
く、底部に合金層2の一部が残存してもよい。合金層2
のエッチング後、レジストパターン4a、4bを除去す
る。
As shown in FIG. 1C, the interlayer insulating film 3 is etched using the resist patterns 4a and 4b as masks. The etching of the interlayer insulating film 3 is performed by reactive ion etching (RIE) using CF 4 , CHF 3 as an etching gas, for example. Then, the alloy layer 2
Is etched. The alloy layer 2 is etched by, for example, reactive ion etching (RIE) using Cl 2 and BCl 3 as etching gas. Note that if the alloy layer outside the resist pattern 4a can be removed, the alloy layer in the opening 5 does not necessarily have to be completely removed, and a part of the alloy layer 2 may remain at the bottom. Alloy layer 2
After etching, the resist patterns 4a and 4b are removed.

【0019】このようにして、図1(B)に示すレジス
トパターンと同様のパターンを有する配線2a、2bが
形成される。配線2a、2bの上には、それぞれ層間絶
縁膜3a、3bが残っている。配線2a及び層間絶縁膜
3aには、開口5が形成される。
Thus, the wirings 2a and 2b having the same pattern as the resist pattern shown in FIG. 1B are formed. Interlayer insulating films 3a and 3b remain on the wirings 2a and 2b, respectively. An opening 5 is formed in the wiring 2a and the interlayer insulating film 3a.

【0020】図1(D)に示すように、基板1上に露出
した表面全面を覆うようにW層6を等方的に形成する。
W層6は、例えば原料ガスとしてWF6 を用いた減圧C
VDにより形成する。このとき、開口5をWで埋め込
み、配線2aと2bとの間の領域においては、W層6が
配線2a、2b及び層間絶縁膜3a、3bの側壁及び基
板1の表面に沿って形成されるようにする。W層6の厚
さが開口5の一辺の長さW1の半分よりも厚く、かつ幅
W2の半分よりも薄くなるように等方的に成長させるこ
とにより、このようなW層を形成することができる。
As shown in FIG. 1D, the W layer 6 is isotropically formed so as to cover the entire surface exposed on the substrate 1.
The W layer 6 is, for example, a reduced pressure C using WF 6 as a source gas.
It is formed by VD. At this time, the opening 5 is filled with W, and the W layer 6 is formed along the sidewalls of the wirings 2a and 2b and the interlayer insulating films 3a and 3b and the surface of the substrate 1 in the region between the wirings 2a and 2b. To do so. To form such a W layer by isotropically growing so that the thickness of the W layer 6 is thicker than half the length W1 of one side of the opening 5 and thinner than half the width W2. You can

【0021】図2(A)に示すように、等方的なエッチ
ングによりW層6をエッチバックする。W層6のエッチ
ングは、例えばエッチングガスとしてSF6 を用いたド
ライエッチングにより行う。開口5内のW層以外のW層
は除去され、開口5内にのみW埋込層6aが残る。W埋
込層6aは、その下部で配線2aの側壁に接触し配線2
aと電気的に接続される。なお、配線を分離するためだ
けであれば、必ずしも等方性エッチングを用いなくても
よい。例えば、異方性エッチングで平坦面上のW層を除
去しても電気的に分離した配線が得られる。
As shown in FIG. 2A, the W layer 6 is etched back by isotropic etching. The W layer 6 is etched by dry etching using SF 6 as an etching gas, for example. The W layers other than the W layer in the opening 5 are removed, and the W buried layer 6a remains only in the opening 5. The W buried layer 6a contacts the side wall of the wiring 2a at a lower portion thereof and
a. Note that isotropic etching does not necessarily have to be used as long as it is only for separating wiring. For example, even if the W layer on the flat surface is removed by anisotropic etching, electrically isolated wiring can be obtained.

【0022】図2(B)に示すように、基板表面の凹部
に層間絶縁膜7を埋め込んで平坦化を行う。例えば、C
VDによりオゾンTEOS(テトラエトキシオルソシラ
ン)膜を形成し、ケミカルメカニカルポリッシング(C
MP)により表面を平坦化する。開口5の開口部には、
W埋込層6aの上面が露出する。
As shown in FIG. 2B, the interlayer insulating film 7 is embedded in the concave portion on the surface of the substrate for planarization. For example, C
Ozone TEOS (tetraethoxyorthosilane) film is formed by VD, and chemical mechanical polishing (C
The surface is flattened by MP). In the opening of the opening 5,
The upper surface of the W buried layer 6a is exposed.

【0023】図2(C)に示すように、図1(A)〜
(D)、及び図2(A)、(B)で説明した1層目の配
線の形成と同様に2層目の配線を形成する。W埋込層6
aが形成されている領域を含む領域に2層目の配線12
aが形成されている。他の領域にも2層目の配線12b
が形成されている。
As shown in FIG. 2C, FIG.
The second layer wiring is formed similarly to the formation of the first layer wiring described in (D) and FIGS. 2A and 2B. W buried layer 6
The wiring 12 of the second layer is formed in the area including the area where a is formed.
a is formed. The second layer wiring 12b is also applied to other areas.
Are formed.

【0024】配線12a、12bの上に、それぞれ層間
絶縁膜13a、13bが形成されている。配線12aに
は、層間絶縁膜13a及び配線12aに設けられた開口
に埋め込まれたW埋込層16aが電気的に接続してい
る。配線が形成されていない領域は層間絶縁膜17によ
って埋め込まれ、表面が平坦化されている。図1(A)
〜(D)、図2(A)、(B)で説明した工程と同様の
工程を繰り返すことにより、3層目以上の配線を形成す
ることもできる。
Interlayer insulating films 13a and 13b are formed on the wirings 12a and 12b, respectively. The wiring 12a is electrically connected to the interlayer insulating film 13a and the W burying layer 16a buried in the opening provided in the wiring 12a. The region where the wiring is not formed is filled with the interlayer insulating film 17, and the surface is flattened. Figure 1 (A)
It is also possible to form the wiring of the third layer or more by repeating the steps similar to the steps described in (1) to (D) and FIGS. 2 (A) and 2 (B).

【0025】上記実施例では、1層目の配線を形成する
ためのフォトリソグラフィ工程は、図1(A)に示した
1回のみであり、フォトマスクは図1(B)に示した1
枚のみである。2層目以上の配線の形成においても、同
様に1層あたりのフォトリソグラフィ工程は1回のみで
あり、フォトマスクも1枚である。
In the above embodiment, the photolithography process for forming the wiring of the first layer is only one time shown in FIG. 1A, and the photomask is the one shown in FIG.
Only one. Also in the formation of the wiring of the second layer or more, similarly, the photolithography process for each layer is performed only once, and the number of photomasks is one.

【0026】なお、上記実施例では、図1(B)に示す
開口5が正方形の場合を示したが、必ずしも正方形であ
る必要はない。例えば、短辺の長さがレジストパターン
4aと4bとの間の幅W2よりも短い長方形としてもよ
い。
Although the opening 5 shown in FIG. 1B has a square shape in the above embodiment, it does not have to be a square shape. For example, the rectangle may have a short side shorter than the width W2 between the resist patterns 4a and 4b.

【0027】図3は、他の実施例による多層配線形成方
法に用いるマスクパターンを示す。図1〜図2で説明し
た実施例とはマスクパターンのみが異なり、多層配線形
成の工程は同様である。
FIG. 3 shows a mask pattern used in a method for forming a multi-layer wiring according to another embodiment. Only the mask pattern is different from the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, and the steps of forming the multilayer wiring are the same.

【0028】配線パターン20a及び20bが相互にほ
ぼ平行に図の横方向に延在している。配線パターン20
aの両端近傍では、長さ方向に対して直交する向きに形
成された幅W3のスリットにより、パターンが分断され
ている。配線パターン20aと20bとの間の幅W4
は、スリットの幅W3よりも大きい。図3の一点鎖線A
3−A3における断面が、図1〜図2に示す断面図に対
応している。
The wiring patterns 20a and 20b extend in the lateral direction of the figure substantially parallel to each other. Wiring pattern 20
In the vicinity of both ends of a, the pattern is divided by a slit having a width W3 formed in a direction orthogonal to the length direction. Width W4 between wiring patterns 20a and 20b
Is larger than the width W3 of the slit. One-dot chain line A in FIG.
The cross section at 3-A3 corresponds to the cross-sectional views shown in FIGS.

【0029】図1(D)に示すW層6を形成する工程に
おいて、W層6の厚さをスリットの幅W3の半分以上に
すればスリット部分をW層6で埋め込むことができる。
従って、配線2aに開口5を設ける場合と同様に、スリ
ット部分に埋め込んだW埋込層によって上層配線と接続
することができる。
In the step of forming the W layer 6 shown in FIG. 1D, if the thickness of the W layer 6 is set to be half the width W3 of the slit or more, the slit portion can be filled with the W layer 6.
Therefore, similarly to the case where the opening 5 is provided in the wiring 2a, it is possible to connect to the upper wiring by the W burying layer buried in the slit portion.

【0030】図1(B)に示すマスクパターンにおいて
は、配線パターン4aの幅を開口5の幅W1よりも広く
し、かつ位置合わせ余裕のための領域を確保する必要が
ある。これに対し、図3に示すマスクパターンの場合に
は、スリットの図の上下方向に配線を形成する領域を確
保する必要がない。このため、配線幅を細くすることが
でき、より高密度な配線を形成することが可能になる。
また、開口部が図の上下で開放しているので、マイクロ
ローディング効果が少ない。
In the mask pattern shown in FIG. 1B, it is necessary to make the width of the wiring pattern 4a wider than the width W1 of the opening 5 and to secure a region for alignment margin. On the other hand, in the case of the mask pattern shown in FIG. 3, it is not necessary to secure a region in which the wiring is formed in the vertical direction of the slit. Therefore, the wiring width can be reduced, and it is possible to form higher density wiring.
Further, since the opening is open at the top and bottom of the figure, the microloading effect is small.

【0031】以上の説明においては、多層配線層のみを
図示して説明し、半導体素子構造は省略した。図4は、
本発明の実施例により作製する半導体装置の一例を示
す。
In the above description, only the multilayer wiring layer is shown and described, and the semiconductor element structure is omitted. FIG.
An example of a semiconductor device manufactured according to an example of the present invention will be shown.

【0032】n型シリコン基板21の表面にフィールド
酸化膜23が形成され、活性領域が画定されている。活
性領域には、p型ウェル22が形成されており、p型ウ
ェル22内に、ソース、ドレイン領域としてのn+ 型領
域25及び絶縁ゲート構造を有するゲート電極24から
なるnチャネルMOSFETが形成されている。
A field oxide film 23 is formed on the surface of the n-type silicon substrate 21 to define an active region. A p-type well 22 is formed in the active region, and an n-channel MOSFET composed of an n + type region 25 as a source / drain region and a gate electrode 24 having an insulated gate structure is formed in the p-type well 22. ing.

【0033】活性領域及びフィールド酸化膜23上に
は、層間絶縁膜26が形成されている。層間絶縁膜は、
TEOS系酸化膜を1.0μm堆積した後、エッチバッ
クにより表面を平坦化して形成される。
An interlayer insulating film 26 is formed on the active region and the field oxide film 23. The interlayer insulating film is
It is formed by depositing a TEOS-based oxide film of 1.0 μm and then flattening the surface by etching back.

【0034】層間絶縁膜26のn+ 型領域25に相当す
る部分にコンタクトホールを形成する。層間絶縁膜26
表面にスパッタにより厚さ20nmのTi層からなるコ
ンタクトメタル層および厚さ80nmのTiN層からな
る接着層の積層27aを堆積する。
A contact hole is formed in a portion of the interlayer insulating film 26 corresponding to the n + type region 25. Interlayer insulating film 26
A stack 27a of a contact metal layer made of a Ti layer having a thickness of 20 nm and an adhesive layer made of a TiN layer having a thickness of 80 nm is deposited on the surface by sputtering.

【0035】枚葉式減圧CVD装置により、ブランケッ
トW層を堆積する。ブランケットW層の厚さは、コンタ
クトホールの径の約1/2とほぼ同等以上とする。SF
6 等のフッ素系ガス及び不活性ガスによりエッチバック
し、コンタクトホール内以外のブランケットW層及び接
着層、コンタクトメタル層を除去する。このようにし
て、コンタクトホール内はW層27により充填される。
A blanket W layer is deposited by a single wafer type low pressure CVD apparatus. The thickness of the blanket W layer is approximately equal to or more than about 1/2 the diameter of the contact hole. SF
Etch back with a fluorine-based gas such as 6 and an inert gas to remove the blanket W layer, the adhesive layer, and the contact metal layer except in the contact holes. In this way, the contact layer is filled with the W layer 27.

【0036】スパッタにより厚さ20nmのTi層から
なるコンタクトメタル層と厚さ80nmのTiN層から
なる接着層の積層28a、および第1層目配線層となる
厚さ600nmのAl−Si−Cu層28を形成する。
さらに、Al−Si−Cu層28の上に層間絶縁膜29
を堆積する。
A laminated layer 28a of a contact metal layer made of a Ti layer having a thickness of 20 nm and an adhesive layer made of a TiN layer having a thickness of 80 nm by sputtering, and an Al-Si-Cu layer having a thickness of 600 nm serving as a first wiring layer. 28 is formed.
Further, an interlayer insulating film 29 is formed on the Al-Si-Cu layer 28.
Is deposited.

【0037】層間絶縁膜29、第1層目配線層28及び
積層28aを所望の形状にパターニングして第1層目配
線28、28a及びその上に残された層間絶縁膜29を
形成する。同時に、第2層目配線層とのコンタクトをと
るべき領域にコンタクトホールを形成する。このように
して、n+ 型領域25と第1層目配線28とを電気的に
接続することができる。
The interlayer insulating film 29, the first-layer wiring layer 28, and the laminated layer 28a are patterned into a desired shape to form the first-layer wirings 28, 28a and the interlayer insulating film 29 left thereon. At the same time, a contact hole is formed in a region to be in contact with the second wiring layer. In this way, the n + type region 25 and the first layer wiring 28 can be electrically connected.

【0038】基板上に露出した全表面にスパッタにより
厚さ20nmのTi層からなるコンタクトメタル層およ
び厚さ80nmのTiN層からなる接着層の積層31a
を堆積する。
A contact metal layer 31a made of a Ti layer having a thickness of 20 nm and an adhesive layer 31a made of a TiN layer having a thickness of 80 nm are formed on the entire surface exposed on the substrate by sputtering.
Is deposited.

【0039】枚葉式減圧CVD装置により、ブランケッ
トW層を堆積する。ブランケットW層の厚さは、コンタ
クトホールの径の約1/2とほぼ同等以上とする。SF
6 等のフッ素系ガス及び不活性ガスによりエッチバック
し、コンタクトホール内以外のブランケットW層及び接
着層、コンタクトメタル層を除去する。このようにし
て、コンタクトホール内はW層31により充填される。
A blanket W layer is deposited by a single wafer type low pressure CVD apparatus. The thickness of the blanket W layer is approximately equal to or more than about 1/2 the diameter of the contact hole. SF
Etch back with a fluorine-based gas such as 6 and an inert gas to remove the blanket W layer, the adhesive layer, and the contact metal layer except in the contact holes. In this way, the contact layer is filled with the W layer 31.

【0040】層間絶縁膜26上の第1層目配線28が形
成されていない領域に層間絶縁膜30を埋め込み表面を
平坦化する。層間絶縁膜30は、TEOS系酸化膜を堆
積した後、エッチバックにより表面を平坦化して形成さ
れる。
An interlayer insulating film 30 is buried in a region on the interlayer insulating film 26 where the first layer wiring 28 is not formed, and the surface is flattened. The interlayer insulating film 30 is formed by flattening the surface by etching back after depositing a TEOS-based oxide film.

【0041】スパッタにより厚さ20nmのTi層から
なるコンタクトメタル層と厚さ80nmのTiN層から
なる接着層の積層32a、および第2層目配線層となる
厚さ600nmのAl−Si−Cu層32を形成する。
このようにして、第1層目配線28と第2層目配線層3
2とを電気的に接続することができる。第1層目配線層
のパターニングとコンタクトホールの形成を同時に行う
ため、1枚のフォトマスクを用いて1回のフォトリソグ
ラフィ工程により、第1層目配線を形成することができ
る。
A stack 32a of a contact metal layer made of a Ti layer having a thickness of 20 nm and an adhesive layer made of a TiN layer having a thickness of 80 nm by sputtering, and an Al--Si--Cu layer having a thickness of 600 nm serving as a second wiring layer. 32 is formed.
In this way, the first-layer wiring 28 and the second-layer wiring layer 3
2 can be electrically connected. Since the patterning of the first wiring layer and the formation of the contact holes are performed at the same time, the first wiring can be formed by one photolithography process using one photomask.

【0042】第2層目配線層32よりも上の配線層も同
様に形成することができる。上記実施例では、層間絶縁
膜としてTEOS系酸化膜、配線としてアルミニウム銅
合金もしくはAl−Si−Cu合金を用いた場合を説明
したが、他の材料を用いてもよい。また、コンタクトメ
タルとしてTi、接着層としてTiN層を用いた場合を
説明したが、他の材料を用いてもよい。
Wiring layers above the second wiring layer 32 can be similarly formed. In the above embodiment, the case where the TEOS oxide film is used as the interlayer insulating film and the aluminum-copper alloy or Al-Si-Cu alloy is used as the wiring has been described, but other materials may be used. Although the case where Ti is used as the contact metal and the TiN layer is used as the adhesive layer has been described, other materials may be used.

【0043】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
配線層のパターニングとコンタクトホールの形成を同時
に行うことができるため、1枚のフォトマスクを使用し
1回のフォトリソグラフィ工程で1つの配線層を形成す
ることができる。フォトリソグラフィを行う工程数が減
少するため、製造コストの低減が可能になる。
As described above, according to the present invention,
Since the wiring layer can be patterned and the contact hole can be formed at the same time, one wiring layer can be formed by one photolithography process using one photomask. Since the number of steps for performing photolithography is reduced, manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】本発明の実施例による多層配線形成工程を説明
するための配線層の断面図、及び配線の平面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a wiring layer and a plan view of wiring for explaining a multilayer wiring forming process according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例による多層配線形成工程を説明
するための配線層の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a wiring layer for explaining a multilayer wiring forming process according to an example of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例による多層配線形成方法で
形成する配線パターンの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a wiring pattern formed by a multi-layer wiring forming method according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例による多層配線形成方法で作製
した半導体装置の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device manufactured by a method for forming a multilayer wiring according to an example of the present invention.

【図5】従来例による多層配線形成工程を説明するため
の配線層の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a wiring layer for explaining a multilayer wiring forming process according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁表面を有する基板 2 アルミニウム銅合金層 2a、2b、12a、12b 配線 3、7、17 層間絶縁膜 4a、4b 配線パターン 5 コンタクトホール 6 W層 6a、16a W埋込層 1 Substrate having insulating surface 2 Aluminum copper alloy layer 2a, 2b, 12a, 12b Wiring 3, 7, 17 Interlayer insulating film 4a, 4b Wiring pattern 5 Contact hole 6 W layer 6a, 16a W embedded layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上面を有する基板の上に、導電膜を形成
する工程と、 前記導電膜の上に層間絶縁膜を形成する工程と、 複数のパターンを含むエッチングマスク層であって、少
なくとも1つのパターンは、前記複数のパターン間の最
小間隔よりも狭い幅の領域であって、前記層間絶縁膜の
表面が露出した非マスク領域を有する前記エッチングマ
スク層を、前記層間絶縁膜の上に形成する工程と、 前記エッチングマスク層をマスクとして、前記層間絶縁
膜と前記導電膜とをエッチングする工程と、 前記層間絶縁膜及び前記導電膜の前記開口部に対応する
領域を埋め込んで他の導電膜をコンフォーマルに形成す
る工程と、 前記他の導電膜をエッチングすると共に、前記層間絶縁
膜及び前記導電膜の前記開口部に対応する領域には前記
他の導電膜を残す工程とを含む半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a conductive film on a substrate having an upper surface, a step of forming an interlayer insulating film on the conductive film, and an etching mask layer including a plurality of patterns, One pattern is a region having a width narrower than the minimum interval between the plurality of patterns, and the etching mask layer having a non-mask region where the surface of the interlayer insulating film is exposed is formed on the interlayer insulating film. And a step of etching the interlayer insulating film and the conductive film by using the etching mask layer as a mask, and another conductive film filling a region corresponding to the opening of the interlayer insulating film and the conductive film. And forming the other conductive film in a region corresponding to the opening of the interlayer insulating film and the conductive film while etching the other conductive film. The method of manufacturing a semiconductor device including a to process.
【請求項2】 前記他の導電膜を形成する工程は、基板
上に露出した表面全面に、前記コンタクト領域の幅の半
分以上であって、前記導電膜で形成された相互に隣接す
る配線の間の最小幅の半分よりも薄い膜厚の前記他の導
電膜を等方的に堆積する工程を含む請求項1に記載の半
導体装置の製造方法。
2. The step of forming the other conductive film is performed on the entire surface exposed on the substrate to form wirings that are at least half the width of the contact region and are adjacent to each other formed of the conductive film. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of isotropically depositing the other conductive film having a film thickness smaller than a half of the minimum width.
【請求項3】 前記非マスク領域は、前記パターンの内
部に形成された開口部である請求項1または2に記載の
半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the non-mask region is an opening formed inside the pattern.
【請求項4】 前記非マスク領域は、前記少なくとも1
つのパターンを切断し、前記最小間隔よりも狭い幅の帯
状領域である請求項1または2に記載の半導体装置の製
造方法。
4. The unmasked area is the at least one.
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein two patterns are cut to form a band-shaped region having a width narrower than the minimum interval.
【請求項5】 絶縁性表面を有する基板と、 前記絶縁性表面の上に形成された配線と、 前記配線の上に形成され、前記配線とほぼ同一の平面形
状を有する絶縁膜と、 前記配線と上層の他の配線との電気的接続を行う領域
に、前記絶縁性表面から前記絶縁膜の上側表面にわたっ
て形成され、前記配線と電気的に接続された導電性埋込
部材とを有する半導体装置。
5. A substrate having an insulative surface, wiring formed on the insulative surface, an insulating film formed on the wiring and having substantially the same planar shape as the wiring, and the wiring. And a conductive embedding member electrically connected to the wiring, which is formed from the insulating surface to the upper surface of the insulating film in a region for electrical connection with another wiring in the upper layer. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003054628A1 (en) * 2001-10-02 2003-07-03 Guobiao Zhang A low-cost lithography
CN100383664C (en) * 2002-03-20 2008-04-23 张国飙 Low cost photo etching technique

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