JPH10199972A - Method of forming wiring structure, and wiring structure - Google Patents

Method of forming wiring structure, and wiring structure

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JPH10199972A
JPH10199972A JP106297A JP106297A JPH10199972A JP H10199972 A JPH10199972 A JP H10199972A JP 106297 A JP106297 A JP 106297A JP 106297 A JP106297 A JP 106297A JP H10199972 A JPH10199972 A JP H10199972A
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JP
Japan
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wiring
forming
connection hole
insulating film
layer
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JP106297A
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Japanese (ja)
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Mitsuru Taguchi
充 田口
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming wiring structure which can embed suitably wiring material into a connection hole, when the connection hole is shifted from a lower layer wiring. SOLUTION: A trench 15 for lower layer wiring is formed in a lower layer insulating film 14 having an etching stopper layer 12 and an upper layer 13, in such a manner that the bottom part of the trench becomes deeper than the surface of the etching stopper layer 12. Wiring layer material is embedded in the trench 15 for lower layer wiring, and a lower layer wiring 18 is formed. An upper layer insulating film 19 is formed on the lower layer insulating film 14, covering the lower layer wiring 18. A connection hole 21, connected with the lower layer wiring 18, is formed by etching the upper layer insulating film 19. Under the condition that the selection ratio to the insulating material for forming the etching stopper layer 12 can be obtained, the upper layer insulating film 19 is etched, and a trench 22 for upper layer wiring, which is continuously connected with the connection hole 21, is formed. Wiring material is embedded into the connection hole 21 and the trench 22 for upper layer wiring, and an upper layer wiring 24 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、下層配線上に溝配
線構造の上層配線を形成する配線構造の形成方法と、こ
れによって得られる配線構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring structure for forming an upper wiring in a trench wiring structure on a lower wiring, and a wiring structure obtained by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】超LSIの高集積化に伴い、内部配線の
微細化を実現すべく各種の検討がなされており、例えば
溝配線技術が、配線の微細化および多層化を比較的簡便
に実現できる技術として盛んに検討されている。溝配線
技術は、予め層間絶縁膜に所定の溝を形成し、次に、こ
の溝内にスパッタリフロー法やCVD法等によってAl
またはCu等の配線材料を埋め込みつつ該配線材料を堆
積成膜し、その後、CMP法等によって溝以外の部分に
堆積した配線材料を除去し、溝内に配線材料を残す技術
である。このような溝配線技術としては、特にRIEに
よるエッチングが困難なCuによって配線を形成する場
合に、その適用が有望であるとされている。一方、多層
配線構造を形成する場合、従来ではフォトレジスト時に
生じる平坦配線部と接続孔との重ね合わせ部分における
合わせずれを考慮し、予め平坦配線部の線幅を接続孔と
の接続部分のみ太くし、余裕を持たせるようにしてい
る。
2. Description of the Related Art Along with the high integration of VLSIs, various studies have been made to realize miniaturization of internal wiring. For example, trench wiring technology has realized the miniaturization of wiring and multi-layering relatively easily. It is being actively studied as a possible technology. The groove wiring technique is to form a predetermined groove in an interlayer insulating film in advance, and then to form an Al in the groove by a sputter reflow method, a CVD method, or the like.
Alternatively, the wiring material is deposited and deposited while embedding a wiring material such as Cu, and thereafter, the wiring material deposited on a portion other than the groove by a CMP method or the like is removed to leave the wiring material in the groove. It is considered that such a trench wiring technique is promising especially when a wiring is formed by Cu which is difficult to be etched by RIE. On the other hand, in the case of forming a multilayer wiring structure, conventionally, the line width of the flat wiring portion is made thicker only at the connection portion with the connection hole in consideration of misalignment at the overlapping portion between the flat wiring portion and the connection hole which occurs at the time of photoresist. And give them extra time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、高集積化に
伴って配線についてもその集積度を上げることが要請さ
れており、これに応えるべく、前記の合わせずれのため
の余裕部分を極力少なくし、あるいは全く無くすといっ
た試みがなされている。このことは、溝配線構造におい
ても例外ではない。
However, as the degree of integration increases, it is required to increase the degree of integration of wiring, and in order to meet this, the margin for the misalignment is reduced as much as possible. Attempts have been made to eliminate them or not at all. This is no exception in the trench wiring structure.

【0004】しかして、合わせずれのための余裕部分を
少なくし、あるいは無くすと、例えば図5(a)に示す
ように上層配線(図示略)への接続孔1を形成した際、
フォトレジスト工程におけるレジストパターン2の合わ
せずれに起因して、接続孔1が下層配線3からずれて形
成されてしまうことがある。そして、このように接続孔
1がずれて形成されてしまうと、例えば接続孔1の開口
エッチングの際、エッチング量のばらつきやオーバーエ
ッチングにより、図5(b)に示すように下層配線3の
側壁側における下層絶縁膜4までが深く削られ、接続孔
1に深い穴部1aが形成されてしまうことがある。
If the margin for misalignment is reduced or eliminated, for example, as shown in FIG. 5A, when a connection hole 1 for an upper wiring (not shown) is formed,
Due to misalignment of the resist pattern 2 in the photoresist process, the connection hole 1 may be formed to be displaced from the lower wiring 3. If the connection holes 1 are formed in such a manner that the connection holes 1 are shifted from each other, for example, at the time of etching the opening of the connection holes 1, due to a variation in the etching amount or over-etching, as shown in FIG. There is a case where the lower insulating film 4 on the side is deeply shaved and a deep hole 1a is formed in the connection hole 1.

【0005】接続孔1がこのように形成されてしまう
と、例えば後にリフロー処理によってAl合金の埋め込
みを行ったとき、図5(c)に示すように下地金属膜5
上のAl合金6に埋め込み形状不良が生じることがあ
る。これは、リフロー処理の場合、Al合金5を一層で
つなげる必要があるものの、前述したように接続孔1に
深い穴部1aが形成されていると、該穴部1aの箇所で
Al合金6がつながらず、これにより接続孔1内にAl
合金6が十分な状態に埋め込まれなくなってしまうから
である。なお、前記のエッチング量のばらつきについて
は、通常ウエハをエッチング処理した際、ウエハの中央
部と外周部との間でばらつきが生じたり、処理するウエ
ハ間でばらつきが生じてしまうため、これをなくすのは
極めて困難である。
If the connection hole 1 is formed in this manner, for example, when the Al alloy is buried later by a reflow process, as shown in FIG.
An embedded shape defect may occur in the upper Al alloy 6. This is because in the case of the reflow treatment, it is necessary to connect the Al alloy 5 with one layer, but if the deep hole 1a is formed in the connection hole 1 as described above, the Al alloy 6 is formed at the hole 1a. As a result, Al
This is because the alloy 6 cannot be buried in a sufficient state. It should be noted that the above-described variation in the amount of etching is usually eliminated when a wafer is subjected to an etching process, because a variation occurs between a central portion and an outer peripheral portion of the wafer or a variation occurs between wafers to be processed. It is extremely difficult.

【0006】また、たとえエッチング量を十分に制御し
て図5(d)に示すように前述の穴部1aが形成される
のを防いだとしても、接続孔1がずれた分だけ下層配線
3と接続孔1の底部との接触面積が小さくなり、配線抵
抗の上昇や、エレクトロマイグレーション耐性の劣化な
どの不都合が生じてしまう。
Even if the amount of etching is sufficiently controlled to prevent the formation of the hole 1a as shown in FIG. The contact area between the contact hole and the bottom of the connection hole 1 is reduced, and disadvantages such as an increase in wiring resistance and deterioration of electromigration resistance occur.

【0007】さらに、前述した溝配線技術を採用するべ
く、図5(a)に示したように接続孔1を形成し、その
後下層絶縁膜4上に上層絶縁膜(図示略)を形成して該
上層絶縁膜に前記接続孔1に連通する溝(図示略)を形
成する場合、該溝形成のためのエッチングによって接続
孔1内もエッチングされてしまい、該接続孔1の底部が
過剰に掘れて図5(b)に示したように深い穴部1aが
形成されてしまうことになる。
Further, in order to employ the above-described trench wiring technique, a connection hole 1 is formed as shown in FIG. 5A, and then an upper insulating film (not shown) is formed on the lower insulating film 4. When a groove (not shown) communicating with the connection hole 1 is formed in the upper insulating film, the inside of the connection hole 1 is also etched by the etching for forming the groove, and the bottom of the connection hole 1 is excessively dug. As a result, a deep hole 1a is formed as shown in FIG.

【0008】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、合わせずれのための余裕
部分を少なくしあるいは無くし、これにより接続孔が下
層配線上からずれても、この接続孔への配線材料の埋め
込みを良好に行うことができ、しかも配線抵抗の上昇や
エレクトロマイグレーション耐性の劣化をも防止した配
線構造の形成方法と、このような方法によって得られる
配線構造とを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce or eliminate a margin for misalignment. Provided is a method of forming a wiring structure that can satisfactorily embed a wiring material into a connection hole, and also prevents an increase in wiring resistance and deterioration of electromigration resistance, and a wiring structure obtained by such a method. Is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明における請求項1
記載の配線構造の形成方法では、下層絶縁膜中の下層配
線上に、上層絶縁膜中に形成した接続孔内の導電材料を
介して前記下層配線に電気的に通じる溝配線構造の上層
配線を形成する方法において、基体上に一の絶縁材料か
らなるエッチングストッパ層を形成し、続いてこれの上
に該一の絶縁材料と異なる絶縁材料からなる上部層を形
成し、下層絶縁膜を形成する工程と、前記下層絶縁膜に
下層配線用溝を、その底面が前記エッチングストッパ層
の表面より深くなるようにして形成する工程と、前記下
層配線用溝に配線材料を埋め込んで下層配線を形成する
工程と、前記下層配線を覆った状態で前記下層絶縁膜上
に上層絶縁膜を形成する工程と、前記上層絶縁膜をエッ
チングして前記下層配線に通じる接続孔を形成する工程
と、前記エッチングストッパ層を形成する絶縁材料との
間で選択比がとれる条件で前記上層絶縁膜をエッチング
し、前記接続孔に連通する上層配線用溝を形成する工程
と、前記接続孔内および前記上層配線用溝内に配線材料
を埋め込んで上層配線を形成する工程とを備えたことを
前記課題の解決手段とした。
Means for Solving the Problems Claim 1 of the present invention
In the method for forming a wiring structure described above, on the lower wiring in the lower insulating film, an upper wiring in a trench wiring structure electrically connected to the lower wiring through a conductive material in a connection hole formed in the upper insulating film. In the forming method, an etching stopper layer made of one insulating material is formed on a substrate, and then an upper layer made of an insulating material different from the one insulating material is formed thereon, and a lower insulating film is formed. A step of forming a lower wiring groove in the lower insulating film such that a bottom surface thereof is deeper than a surface of the etching stopper layer; and forming a lower wiring by embedding a wiring material in the lower wiring groove. A step of forming an upper insulating film on the lower insulating film while covering the lower wiring, a step of etching the upper insulating film to form a connection hole communicating with the lower wiring, Etching the upper insulating film under conditions that allow a selectivity with the insulating material forming the stopper layer to form an upper wiring groove communicating with the connection hole; and forming the upper wiring groove in the connection hole and the upper wiring. Forming an upper layer wiring by embedding a wiring material in the groove.

【0010】この配線構造の形成方法によれば、下層絶
縁膜中において下層配線の底面より上に位置するようエ
ッチングストッパ層を形成し、該エッチングストッパ層
を形成する絶縁材料との間で選択比がとれる条件で前記
上層絶縁膜をエッチングして接続孔に連通する上層配線
用溝を形成するので、接続孔が下層配線上からずれて形
成されていても、特に上層配線用溝の形成の際のエッチ
ングにより接続孔内がエッチングされてもこのエッチン
グが前記エッチングストッパ層で止まり、したがって得
られる接続孔には下層配線の側壁側が深く削られること
による深い穴部が形成されなくなる。また、このように
接続孔が下層配線上からずれて形成された場合に、該接
続孔内に埋め込まれた配線材料は、ずれた位置において
エッチングストッパ層上で下層配線の側壁面に接触する
ようになることから、該配線材料からなる上層配線と下
層配線との間で十分な接触面積が確保される。
According to this method of forming a wiring structure, an etching stopper layer is formed in the lower insulating film so as to be located above the bottom surface of the lower wiring, and a selectivity between the etching stopper layer and the insulating material forming the etching stopper layer is formed. Since the upper insulating film is etched under the condition that the upper wiring can be removed and the upper wiring groove communicating with the connection hole is formed, even when the connection hole is formed so as to be shifted from above the lower wiring, particularly when the upper wiring groove is formed. Even if the inside of the connection hole is etched by the above etching, this etching stops at the etching stopper layer, so that a deep hole is not formed in the obtained connection hole because the side wall side of the lower wiring is cut deep. Further, when the connection hole is formed so as to be shifted from the lower wiring, the wiring material embedded in the connection hole contacts the side wall surface of the lower wiring on the etching stopper layer at the shifted position. Therefore, a sufficient contact area is secured between the upper wiring and the lower wiring made of the wiring material.

【0011】本発明における請求項7記載の配線構造で
は、下層絶縁膜中の下層配線上に、上層絶縁膜中に形成
された接続孔内の導電材料を介して前記下層配線に電気
的に通じる溝配線構造の上層配線が形成されてなる配線
構造であって、前記下層絶縁膜は、一の絶縁材料からな
るエッチングストッパ層と、これの上に形成された該一
の絶縁材料と異なる絶縁材料からなる上部層とを備えて
なり、前記下層配線は、その底面が前記エッチングスト
ッパ層の表面より深い位置となるように形成されてな
り、前記上層絶縁膜中に形成された接続孔は、その底部
の一部が前記下層配線の上面に通じ、かつ残部が該下層
配線の側部にて前記エッチングストッパ層に通じて形成
されてなり、前記上層絶縁膜には前記接続孔に連通する
上層配線用溝が形成され、該上層配線用溝内および前記
接続孔内には配線材料が埋め込まれたことにより上層配
線が形成されてなることを前記課題の解決手段とした。
In the wiring structure according to the present invention, on the lower wiring in the lower insulating film, the wiring is electrically connected to the lower wiring via a conductive material in a connection hole formed in the upper insulating film. A wiring structure in which an upper wiring is formed in a trench wiring structure, wherein the lower insulating film includes an etching stopper layer made of one insulating material and an insulating material different from the one insulating material formed thereon. The lower wiring is formed such that the bottom surface thereof is at a position deeper than the surface of the etching stopper layer, and the connection hole formed in the upper insulating film is A part of the bottom part communicates with the upper surface of the lower wiring, and the remaining part is formed at the side of the lower wiring so as to communicate with the etching stopper layer, and the upper insulating film communicates with the connection hole. Grooves formed It is, that the upper layer wiring is formed by wire material is embedded in the upper layer wiring groove and the connection hole and the solutions of the problems.

【0012】この配線構造によれば、接続孔の底部の一
部が前記下層配線の上面に通じ、かつ残部が該下層配線
の側部にて前記エッチングストッパ層に通じて形成され
ているので、この接続孔に配線材料が埋め込まれて形成
された上層配線は前記接続孔の残部において下層配線の
側壁面に接触するようになり、したがって該上層配線と
下層配線との間で十分な接触面積が確保される。
According to this wiring structure, a part of the bottom of the connection hole communicates with the upper surface of the lower wiring, and the remaining part is formed on the side of the lower wiring so as to communicate with the etching stopper layer. The upper wiring formed by embedding the wiring material in the connection hole comes into contact with the side wall surface of the lower wiring in the remaining portion of the connection hole, and therefore, a sufficient contact area between the upper wiring and the lower wiring becomes large. Secured.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を配線構造の形成方
法に基づいて詳しく説明する。図1(a)〜(d)、図
2(a)〜(c)は本発明における配線構造の形成方法
の第一実施形態例を示す図であり、これらの図において
符号10は基体である。なお、この基体10は、シリコ
ンウエハ等の半導体基板に所定のLSIプロセスを施し
てなるものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on a method for forming a wiring structure. 1 (a) to 1 (d) and 2 (a) to 2 (c) are views showing a first embodiment of a method for forming a wiring structure according to the present invention. In these figures, reference numeral 10 denotes a substrate. . The substrate 10 is obtained by subjecting a semiconductor substrate such as a silicon wafer to a predetermined LSI process.

【0014】この第一実施形態例では、まず、プラズマ
CVD法等によりSiO2 を基体10上に堆積して厚さ
700nmの下部層11を形成し、続いて、プラズマC
VDによりP−SiNを前記下部層11上に堆積して厚
さ100nmのエッチングストッパ層12を形成し、さ
らに、プラズマCVD法等により再度SiO2 を前記エ
ッチングストッパ層12上に堆積して厚さ200nmの
上部層13を形成し、これにより下部層11、エッチン
グストッパ層12、上部層13からなる下層絶縁膜14
を得る。
In the first embodiment, first, a lower layer 11 having a thickness of 700 nm is formed by depositing SiO 2 on a substrate 10 by a plasma CVD method or the like.
P-SiN is deposited on the lower layer 11 by VD to form an etching stopper layer 12 having a thickness of 100 nm, and SiO 2 is deposited again on the etching stopper layer 12 by a plasma CVD method or the like, and the thickness is reduced. An upper layer 13 having a thickness of 200 nm is formed, thereby forming a lower insulating film 14 including a lower layer 11, an etching stopper layer 12, and an upper layer 13.
Get.

【0015】次に、公知のフォトリソグラフィー技術、
および反応性エッチング(RIE)技術を用い、図1
(b)に示すように下層絶縁膜14に下層配線用溝15
を形成する。このとき、この下層配線用溝15について
は、その底面が前記エッチングストッパ層12の表面よ
り深くなるように形成する。具体的には、この例におい
ては下層絶縁膜14の表面から約500nmの深さに、
すなわちエッチングストッパ層12の表面より約300
nm深くなるように形成した。なお、下層絶縁膜14の
エッチングについては、SiO2 からなる上部層13、
SiNからなるエッチングストッパ層12、SiO2
らなる下部層11を、それぞれ以下の条件にし、この順
に行った。 上部層13(SiO2 )のエッチング条件 ガス ;CHF3 /O2 =75/8sccm RFパワー;1200W 圧力 ;7Pa エッチングストッパ層12(SiN)のエッチング条件 ガス ;CHF3 /O2 =75/35sccm RFパワー;600W 圧力 ;5Pa 下部層11(SiO2 )のエッチング条件 ガス ;CHF3 /O2 =75/8sccm RFパワー;1200W 圧力 ;7Pa
Next, a known photolithography technique,
1 using reactive etching (RIE) technology
As shown in (b), the lower wiring groove 15 is formed in the lower insulating film 14.
To form At this time, the lower wiring groove 15 is formed such that the bottom surface thereof is deeper than the surface of the etching stopper layer 12. Specifically, in this example, at a depth of about 500 nm from the surface of the lower insulating film 14,
That is, about 300 from the surface of the etching stopper layer 12.
nm. In addition, regarding the etching of the lower insulating film 14, the upper layer 13 made of SiO 2 ,
The etching stopper layer 12 made of SiN and the lower layer 11 made of SiO 2 were performed in this order under the following conditions. Etching condition of upper layer 13 (SiO 2 ) Gas; CHF 3 / O 2 = 75/8 sccm RF power; 1200 W pressure; 7 Pa Etching condition of etching stopper layer 12 (SiN) Gas: CHF 3 / O 2 = 75/35 sccm RF Power; 600 W pressure; 5 Pa Etching conditions for lower layer 11 (SiO 2 ) Gas; CHF 3 / O 2 = 75/8 sccm RF power; 1200 W pressure; 7 Pa

【0016】次いで、図1(c)に示すように前記下層
配線用溝15内に配線材料16を埋め込む。ここで、配
線材料16を埋め込むに際しては、これに先立ち、DC
マグネトロンスパッタ法によって以下の条件で下層配線
用溝15の内面に密着層となる下地金属材料17を成膜
する。なお、下地金属材料17としては、この例では下
層にTiを、また上層にTiNを用い、これらからTi
N/Ti積層膜を形成する。 Ti成膜条件 DCパワー ;6kW プロセスガス;Ar 100sccm 圧力 ;0.4Pa 成膜温度 ;200℃ 膜厚 ;20nm TiN成膜条件 DCパワー ;12kW プロセスガス;Ar 20sccm、N2 70scc
m 圧力 ;0.4Pa 成膜温度 ;200℃ 膜厚 ;50nm
Next, as shown in FIG. 1C, a wiring material 16 is buried in the lower wiring groove 15. Here, when embedding the wiring material 16, prior to this, the DC
A base metal material 17 to be an adhesion layer is formed on the inner surface of the lower wiring groove 15 by the magnetron sputtering method under the following conditions. In this example, Ti is used for the lower layer and TiN is used for the upper layer.
An N / Ti laminated film is formed. Ti film formation conditions DC power; 6 kW Process gas; Ar 100 sccm pressure; 0.4 Pa Film formation temperature; 200 ° C. Film thickness: 20 nm TiN film formation conditions DC power: 12 kW Process gas: Ar 20 sccm, N 2 70 scc
m pressure; 0.4 Pa film forming temperature; 200 ° C. film thickness;

【0017】この後、DCマグネトロンスパッタ法に
て、Al−Cu合金を以下の条件で成膜し、続いて基板
を加熱して以下の条件でAl−Cu合金をリフローさ
せ、前述したように下地金属材料17からなる膜の上に
Al−Cu合金からなる配線材料16を埋め込む。 Al−Cu成膜条件 DCパワー ;15kW プロセスガス;Ar(100sccm) 圧力 ;0.4Pa 成膜温度 ;200℃ 膜厚 ;1.5μm リフロー条件 温度 ;500℃ 時間 ;1min ガス ;Ar 表面ガス圧力;1000Pa なお、この例では、スパッタ成膜からリフローまでのプ
ロセスを、基板搬送も含めて高真空雰囲気で行った。
Thereafter, an Al—Cu alloy is formed under the following conditions by DC magnetron sputtering, and then the substrate is heated to reflow the Al—Cu alloy under the following conditions. A wiring material 16 made of an Al-Cu alloy is embedded on a film made of a metal material 17. Al-Cu film forming conditions DC power; 15 kW Process gas; Ar (100 sccm) pressure; 0.4 Pa Film forming temperature; 200 ° C. Film thickness: 1.5 μm Reflow condition temperature; 500 ° C. time; 1 min gas; Ar surface gas pressure; In this example, the process from the sputter deposition to the reflow was performed in a high vacuum atmosphere including the substrate transfer.

【0018】次いで、CMP法(化学的機械的研磨法)
により、以下の条件で下層配線用溝15より上側にある
配線材料16、下地金属材料17を研磨除去し、これに
より図1(d)に示すように下層配線用溝15内に、配
線材料16からなる主配線16aと、下地金属材料17
とからなる下層配線18を形成する。なお、この例では
下層配線18を、後述する上層配線への電気的接続のた
めの接続孔に対し、フォトレジスト時に生じる合わせず
れのための余裕を設けることなく、幅がほぼ一定で微細
な配線に形成している。 CMP条件 研磨圧力 ;100g/cm2 回転数 ;定盤30rpm、研磨ヘッド30rpm スラリー ;NH4 OHベース(ヒュームドシリカ含
有) スラリー流量;100cc/min 温度 ;25〜30℃
Next, the CMP method (chemical mechanical polishing method)
Thus, the wiring material 16 and the underlying metal material 17 above the lower wiring groove 15 are polished and removed under the following conditions, and as a result, the wiring material 16 is placed in the lower wiring groove 15 as shown in FIG. Main wiring 16a made of
Is formed. In this example, the lower wiring 18 is formed in a fine wiring with a substantially constant width without providing a margin for misalignment occurring at the time of photoresist with respect to a connection hole for electrical connection to an upper wiring described later. Is formed. CMP conditions Polishing pressure: 100 g / cm 2 Number of revolutions: Platen 30 rpm, polishing head 30 rpm Slurry: NH 4 OH base (containing fumed silica) Slurry flow rate: 100 cc / min Temperature: 25 to 30 ° C.

【0019】次いで、プラズマCVD法等によって前記
下層絶縁膜14上にSiO2 を堆積し、図2(a)に示
すように前記下層配線18を覆った状態で上層絶縁膜1
9を厚さ1000nm程度に形成する。続いて、公知の
フォトレジスト技術、リソグラフィー技術によって前記
下層配線18の直上に開口パターン20aを有するレジ
ストパターン20を形成する。このとき、レジストパタ
ーン20については、フォトリソグラフィー時における
合わせ限界等に起因して、図2(a)に示したようにそ
の開口パターン20aが下層配線18の直上位置からず
れて形成されてしまう。
Next, SiO 2 is deposited on the lower insulating film 14 by a plasma CVD method or the like, and the upper insulating film 1 is covered with the lower wiring 18 as shown in FIG.
9 is formed to a thickness of about 1000 nm. Subsequently, a resist pattern 20 having an opening pattern 20a is formed immediately above the lower wiring 18 by a known photoresist technique and lithography technique. At this time, as shown in FIG. 2A, the opening pattern 20a of the resist pattern 20 is formed so as to be shifted from a position immediately above the lower wiring 18 due to an alignment limit or the like during photolithography.

【0020】そして、このようにして形成されたレジス
トパターン20をマスクにして反応性イオンエッチング
(RIE)により上層絶縁膜19をエッチングし、図2
(b)に示すように接続孔21を形成する。すると、前
述したようにレジストパターン20はその開口パターン
20aが下層配線18の直上位置からずれて形成されて
いることから、得られる接続孔21はその底部の一部が
前記下層配線18の上面に通じ、かつ残部が該下層配線
18の側方にずれた状態となる。このとき、本実施形態
例では、SiO2 からなる上層絶縁膜19のエッチング
について、SiNからなるエッチングストッパ層12と
の間で十分な選択比がとれる条件で行っている。したが
って、該エッチングがオーバエッチングとなり、図2
(b)に示したように接続孔21の残部が深く掘れてし
まっても、該接続孔21の残部はその底がエッチングス
トッパ層12の表面で止まる。その後、前記レジストパ
ターン20を除去する。
Then, using the resist pattern 20 thus formed as a mask, the upper insulating film 19 is etched by reactive ion etching (RIE).
A connection hole 21 is formed as shown in FIG. Then, as described above, since the opening pattern 20 a of the resist pattern 20 is formed so as to be displaced from the position immediately above the lower wiring 18, the obtained connection hole 21 has a part of the bottom portion on the upper surface of the lower wiring 18. The connection is established, and the rest is shifted to the side of the lower wiring 18. At this time, in the present embodiment, the etching of the upper insulating film 19 made of SiO 2 is performed under the condition that a sufficient selection ratio can be obtained with the etching stopper layer 12 made of SiN. Therefore, the etching becomes over-etching, and FIG.
As shown in (b), even if the remaining portion of the connection hole 21 is dug deep, the bottom of the remaining connection hole 21 stops at the surface of the etching stopper layer 12. After that, the resist pattern 20 is removed.

【0021】次いで、公知のフォトレジスト技術、リソ
グラフィー技術により、前記接続孔21に連通する配線
溝パターン(図示略)を有したレジストパターン(図示
略)を形成し、続いて該レジストパターンをマスクにし
て上層絶縁膜19を先の接続孔21形成のエッチングと
同じ条件で行い、図2(c)に示すように下層配線18
と同じ方向に延びる上層配線用溝22を形成する。この
ようにして上層配線用溝22を形成すると、接続孔21
の形成箇所においては、該接続孔21が形成されている
ことによりその底部が過剰なエッチングを受ける。しか
して、該接続孔21の一部が下層配線18の上面に通
じ、残部がエッチングストッパ層12に通じているの
で、該接続孔21内に残っている上層絶縁膜19はほぼ
完全に除去されるものの、該接続孔21内においてはそ
れ以上エッチングが進むことなく、その状態で上層配線
用溝22が形成される。
Next, a resist pattern (not shown) having a wiring groove pattern (not shown) communicating with the connection hole 21 is formed by a known photoresist technique and lithography technique, and then the resist pattern is used as a mask. Then, the upper insulating film 19 is formed under the same conditions as the etching for forming the connection holes 21 as described above, and as shown in FIG.
The upper wiring groove 22 extending in the same direction as the above is formed. When the upper wiring groove 22 is formed in this manner, the connection hole 21 is formed.
In the location where is formed, the bottom is subjected to excessive etching due to the formation of the connection hole 21. Since part of the connection hole 21 communicates with the upper surface of the lower wiring 18 and the remainder communicates with the etching stopper layer 12, the upper insulating film 19 remaining in the connection hole 21 is almost completely removed. However, in the connection hole 21, the upper-layer wiring groove 22 is formed without further etching.

【0022】次いで、Arスパッタエッチにて接続孔2
1底部における下層配線18表面の自然酸化膜(図示
略)を除去し、さらに、DCマグネトロンスパッタ法に
よって先の下地金属材料17の成膜と同じ条件でTi、
TiNの下地金属材料23を成膜する。続いて、DCマ
グネトロンスパッタ法によって先の配線材料16の成膜
・リフロー処理と同一の条件で配線材料の成膜・リフロ
ー処理を行い、これを上層配線用溝22に埋め込みさら
に先と同じ条件でCMP法による研磨処理を行い、図3
に示すように上層配線用溝22内に上層配線24を形成
して配線構造25を得る。
Next, the connection hole 2 was formed by Ar sputtering etching.
A natural oxide film (not shown) on the surface of the lower wiring 18 at one bottom is removed, and further, Ti, Ti is deposited by DC magnetron sputtering under the same conditions as for the formation of the base metal material 17.
A base metal material 23 of TiN is formed. Subsequently, the wiring material is deposited and reflowed by DC magnetron sputtering under the same conditions as the filming and reflow processing of the wiring material 16, and the film is buried in the upper layer wiring groove 22, and is further processed under the same conditions. Polishing by the CMP method was performed, and FIG.
As shown in (1), an upper layer wiring 24 is formed in the upper layer wiring groove 22 to obtain a wiring structure 25.

【0023】このようにして得られた配線構造25は、
本発明における請求項7記載の発明の一実施形態例とな
るものであり、接続孔21の底部の一部が下層配線18
の上面に通じ、かつ残部が該下層配線18の側部にて前
記エッチングストッパ層12に通じて形成されたものと
なっているので、この接続孔21に形成された上層配線
24は前記接続孔21の残部において下層配線18の側
壁面に接触するようになり、したがって接続孔21が下
層配線18からずれて形成されているにもかかわらず、
該上層配線24と下層配線18との間で十分な接触面積
を確保することができる。よって、この配線構造25に
よれば、接続孔21に対してフォトレジスト時に生じる
合わせずれのための余裕を設けることなく、その幅をほ
ぼ一定で微細な配線としているにもかかわらず、上層配
線24と下層配線18との間で十分な接触面積を確保し
ていることから、配線抵抗の上昇や、エレクトロマイグ
レーション耐性の劣化などの不都合を抑えることができ
る。
The wiring structure 25 thus obtained is
According to an embodiment of the present invention described in claim 7 of the present invention, a part of the bottom of the connection hole 21 is formed in the lower wiring 18.
The upper layer wiring 24 formed in the connection hole 21 is formed by connecting the upper layer wiring 24 formed in the connection hole 21 to the upper surface of the connection hole 21 and the remaining portion is formed on the side of the lower layer wiring 18 so as to communicate with the etching stopper layer 12. The remaining portion 21 comes into contact with the side wall surface of lower wiring 18, and therefore, although connection hole 21 is formed shifted from lower wiring 18,
A sufficient contact area between the upper wiring 24 and the lower wiring 18 can be ensured. Therefore, according to the wiring structure 25, the upper layer wiring 24 is formed without providing a margin for the misalignment occurring at the time of the photoresist with respect to the connection hole 21 and having a substantially constant and fine width. Since a sufficient contact area is ensured between the wiring 18 and the lower wiring 18, it is possible to suppress inconveniences such as an increase in wiring resistance and deterioration of electromigration resistance.

【0024】また、このような配線構造25の形成方法
にあっては、下層絶縁膜14中において下層配線18の
底面より上に位置するようエッチングストッパ層12を
形成し、該エッチングストッパ層12を形成する絶縁材
料との間で選択比がとれる条件で上層絶縁膜19をエッ
チングして接続孔21、およびこれに連通する上層配線
用溝22を形成するので、接続孔21が下層配線18上
からずれて形成されていても、該接続孔21形成のため
のエッチング、さらには上層配線用溝22の形成のため
のエッチングにより接続孔21内がエッチングされても
これらエッチングが前記エッチングストッパ層12で止
まる。したがって、得られる接続孔21には、従来のよ
うに下層配線18の側壁側が深く削られることによる深
い穴部が形成されることがなく、これにより後の配線材
料16のリフロー処理を良好に行うことができ、よって
配線材料16の埋め込み不良を確実に防止して高い配線
信頼性を確保することができる。
In the method of forming the wiring structure 25, the etching stopper layer 12 is formed in the lower insulating film 14 so as to be located above the bottom surface of the lower wiring 18, and the etching stopper layer 12 is formed. The upper insulating film 19 is etched under the condition that a selection ratio can be obtained with the insulating material to be formed to form the connection hole 21 and the upper wiring groove 22 communicating with the connection hole 21. Even if they are formed shifted, even if the inside of the connection hole 21 is etched by the etching for forming the connection hole 21 and further the etching for forming the upper layer wiring groove 22, the etching is performed by the etching stopper layer 12. Stop. Therefore, a deep hole is not formed in the obtained connection hole 21 due to the side wall side of the lower layer wiring 18 being deeply cut as in the conventional case, so that the subsequent reflow processing of the wiring material 16 is performed favorably. Therefore, the embedding failure of the wiring material 16 can be reliably prevented, and high wiring reliability can be ensured.

【0025】図4は、本発明の配線構造の変形例を示す
図であり、図4に示した配線構造30が図3に示した配
線構造25と異なるところは、図4に示した配線構造3
0では下層配線用溝15内に成膜された下地金属材料1
7のうち、その接続孔21内に臨んだ箇所が除去されて
いる点である。すなわち、この例では、図2(a)に示
したごとく接続孔21を形成してその底部の残部をエッ
チングストッパ層12に通じさせた後、あるいは上層配
線用溝22を形成した後、該接続孔21および上層配線
用溝22に配線材料を埋め込むに先立ち、接続孔21内
に露出している部分の下地金属材料17をウエットエッ
チング等により除去する。このようにして下地金属材料
17の一部(接続孔21内に露出した部分)を除去する
と、その後接続孔21内に埋め込まれた上層配線24
が、下層配線18の側壁面においては接続孔21側の下
地金属材料23のみを介して下層配線18に導通するの
で、これらの間の抵抗が一層低減化する。したがって、
この配線構造30にあっては、上層配線24と下層配線
18との間の抵抗をさらに低減化できることから、配線
抵抗の上昇やエレクトロマイグレーション耐性の劣化な
どをより確実に抑えることができる。
FIG. 4 is a view showing a modification of the wiring structure of the present invention. The difference between the wiring structure 30 shown in FIG. 4 and the wiring structure 25 shown in FIG. 3 is that the wiring structure shown in FIG. 3
0 indicates the base metal material 1 formed in the lower wiring groove 15.
7 is that the portion facing the connection hole 21 is removed. That is, in this example, after the connection hole 21 is formed as shown in FIG. 2A and the bottom of the connection hole 21 is made to communicate with the etching stopper layer 12, or after the upper wiring groove 22 is formed, the connection hole is formed. Prior to embedding the wiring material in the hole 21 and the upper wiring groove 22, the underlying metal material 17 exposed in the connection hole 21 is removed by wet etching or the like. When part of the base metal material 17 (portion exposed in the connection hole 21) is removed in this manner, the upper wiring 24 embedded in the connection hole 21 is thereafter removed.
However, on the side wall surface of the lower wiring 18, conduction is made to the lower wiring 18 only through the base metal material 23 on the connection hole 21 side, so that the resistance therebetween is further reduced. Therefore,
In the wiring structure 30, since the resistance between the upper wiring 24 and the lower wiring 18 can be further reduced, it is possible to more reliably suppress an increase in wiring resistance and a deterioration in electromigration resistance.

【0026】なお、前記実施形態例では、配線材料を埋
め込む処理方法としてリフロー法を採用したが、これに
代えて高圧リフロー法を採用することもでき、さらに
は、高温スパッタ法やCVD法を採用することも可能で
ある。以下に、高圧リフロー法を採用した場合の一連の
成膜、およびリフロー条件の一例を示す。 Ti成膜条件 DCパワー ;6kW プロセスガス;Ar(100sccm) 圧力 ;0.4Pa 成膜温度 ;400℃ TiN成膜条件 DCパワー ;12kW プロセスガス;Ar/N2 =20/70sccm 圧力 ;0.4Pa 成膜温度 ;400℃ Al−Cu成膜条件 DCパワー ;15kW プロセスガス;Ar(100sccm) 圧力 ;0.4Pa 成膜温度 ;400℃ 高圧リフロー条件 プロセスガス;Ar 圧力 ;70MPa リフロー時間;1min 基板温度 ;450℃
In the above-described embodiment, the reflow method is used as a processing method for embedding the wiring material. However, a high-pressure reflow method may be used instead, and a high-temperature sputtering method or a CVD method may be used. It is also possible. An example of a series of film formation and reflow conditions when the high-pressure reflow method is employed will be described below. Ti film formation conditions DC power; 6 kW Process gas; Ar (100 sccm) pressure; 0.4 Pa Film formation temperature: 400 ° C. TiN film formation conditions DC power: 12 kW Process gas; Ar / N 2 = 20/70 sccm pressure; 0.4 Pa Film forming temperature: 400 ° C. Al-Cu film forming conditions DC power: 15 kW Process gas; Ar (100 sccm) pressure: 0.4 Pa Film forming temperature: 400 ° C. High pressure reflow condition Process gas: Ar pressure: 70 MPa Reflow time: 1 min Substrate temperature ; 450 ° C

【0027】また、前記実施形態例では、エッチングス
トッパ層としてSiN膜を用いたが、本発明はこれに限
定されることなく、有機低誘電材料、具体的にはポリア
リルエーテル(商品名;フレアー〔アライドシグナル株
式会社製〕)や、ベンゾサイクロブテン(BCB)、ポ
リパラキシリレン(パリレン)などからなる層を用いる
ことができる。さらに、前記実施形態例では下層絶縁膜
14を下部層11、エッチングストッパ層12、上部層
13からなる3層構造としたが、下層絶縁膜14として
はエッチングストッパ層12と上部層13とを備えてい
ればよく、したがってこれらからなる2層構造、あるい
は4層以上の構造でもよい。
Further, in the above embodiment, the SiN film is used as the etching stopper layer. However, the present invention is not limited to this, and the organic low dielectric material, specifically, polyallyl ether (trade name: flare) [Allied Signal Co., Ltd.]), a layer made of benzocyclobutene (BCB), polyparaxylylene (parylene), or the like can be used. Further, in the above embodiment, the lower insulating film 14 has a three-layer structure including the lower layer 11, the etching stopper layer 12, and the upper layer 13, but the lower insulating film 14 includes the etching stopper layer 12 and the upper layer 13. Therefore, it may have a two-layer structure or a structure of four or more layers.

【0028】また、下層配線用溝15を形成するに際し
てその深さについては、エッチングストッパ層12表面
より深くなるようにすれば特に限定されることはないも
のの、エッチングストッパ層12表面の深さ(下層絶縁
膜14の表面からの位置)が下層配線用溝15の深さの
0.1〜0.5程度とするのが好ましい。なぜなら、
0.1未満では、接続孔21が下層配線18からずれて
形成された場合に、ずれた部分の上層配線24と下層配
線18側壁面との接触面積が十分確保されなくなるから
であり、一方0.5を越えると、接続孔21が下層配線
18からずれて形成された場合に、ずれた部分が比較的
深くなることによって上層配線24の埋め込み性が低下
するからである。
The depth of the lower wiring groove 15 is not particularly limited as long as it is made to be deeper than the surface of the etching stopper layer 12, but the depth of the lower surface of the etching stopper layer 12 is not limited. (Position from the surface of the lower insulating film 14) is preferably about 0.1 to 0.5 of the depth of the lower wiring groove 15. Because
If it is less than 0.1, if the connection hole 21 is formed shifted from the lower wiring 18, a sufficient contact area between the shifted upper wiring 24 and the side wall surface of the lower wiring 18 cannot be secured. If the thickness exceeds 0.5, when the connection hole 21 is formed so as to be shifted from the lower wiring 18, the shifted portion becomes relatively deep, so that the embedding property of the upper wiring 24 is reduced.

【0029】また、前記実施形態例では、下地金属材料
17からなる膜としてTiN/Ti積層膜を形成した
が、これに代えて、例えばTi単層膜やTiN単層膜、
あるいはTi/TiN/Tiなどの積層膜によって形成
してもよく、さらには、TiW単層膜やW単層膜、また
これらの積層膜などによって形成してもよい。さらに、
下層配線18を形成するための配線材料16や上層配線
24を形成するための配線材料としてAl−Cu合金を
用いたが、これらの配線材料としてはこれに限定される
ことなく、他に例えば、Al−Si、Al−Si−C
u、Al−Ge等を用いることもでき、さらにはAl、
Ag、Cuなどの金属、Cu−Zr等の合金を用いるこ
ともできる。
In the above embodiment, a TiN / Ti laminated film is formed as the film made of the underlying metal material 17, but instead, for example, a Ti single layer film, a TiN single layer film,
Alternatively, it may be formed by a laminated film of Ti / TiN / Ti or the like, and further may be formed by a TiW single-layer film, a W single-layer film, or a laminated film thereof. further,
Although an Al-Cu alloy was used as the wiring material 16 for forming the lower wiring 18 and the wiring material for forming the upper wiring 24, these wiring materials are not limited thereto, and for example, Al-Si, Al-Si-C
u, Al-Ge or the like can be used.
Metals such as Ag and Cu, and alloys such as Cu-Zr can also be used.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明の配線構造の
形成方法は、下層絶縁膜中において下層配線の底面より
上に位置するようエッチングストッパ層を形成し、該エ
ッチングストッパ層を形成する絶縁材料との間で選択比
がとれる条件で前記上層絶縁膜をエッチングして接続孔
に連通する上層配線用溝を形成する方法であるから、接
続孔が下層配線上からずれて形成され、上層配線用溝の
形成の際のエッチングにより接続孔内がエッチングされ
ても、このエッチングが前記エッチングストッパ層で止
まり、したがって得られる接続孔に下層配線の側壁側が
深く削られることによる深い穴部が形成されることを防
止することができる。よって、後の接続孔内および上層
配線用溝内への配線材料の埋め込み良好に行うことがで
き、これにより高い配線信頼性を有する配線構造を形成
することができる。また、この方法によれば、前述した
理由によりフォトレジスト時における合わせずれのため
の余裕部分を形成する必要がないため、配線の微細化、
多層化をより進めることができ、したがって超LSI等
の高集積化に貢献することができる。
As described above, according to the method of forming a wiring structure of the present invention, an etching stopper layer is formed in a lower insulating film so as to be located above the bottom surface of a lower wiring, and the insulating film for forming the etching stopper layer is formed. Since the upper insulating film is etched under the condition that a selectivity can be obtained with the material to form the upper wiring groove communicating with the connection hole, the connection hole is formed so as to be shifted from above the lower wiring. Even if the inside of the connection hole is etched by the etching at the time of forming the use groove, this etching stops at the etching stopper layer, so that a deep hole is formed in the obtained connection hole by the side wall side of the lower wiring being deeply cut. Can be prevented. Therefore, it is possible to satisfactorily embed the wiring material into the connection holes and the upper layer wiring groove later, thereby forming a wiring structure having high wiring reliability. In addition, according to this method, it is not necessary to form a margin for misalignment at the time of photoresist for the above-described reason.
Multilayering can be further promoted, which can contribute to high integration of VLSI and the like.

【0031】本発明の配線構造は、接続孔の底部の一部
が前記下層配線の上面に通じ、かつ残部が該下層配線の
側部にて前記エッチングストッパ層に通じて形成された
ものであるから、この接続孔に配線材料が埋め込まれて
形成された上層配線を前記接続孔の残部において下層配
線の側壁面に接触させることができ、これにより該上層
配線と下層配線との間で十分な接触面積を確保すること
ができ、したがって配線抵抗の上昇や、エレクトロマイ
グレーション耐性の劣化などの不都合を抑えることがで
きる。
In the wiring structure of the present invention, a part of the bottom of the connection hole communicates with the upper surface of the lower wiring, and the remaining part is formed at the side of the lower wiring so as to communicate with the etching stopper layer. Thus, the upper layer wiring formed by embedding the wiring material in the connection hole can be brought into contact with the side wall surface of the lower layer wiring at the remaining portion of the connection hole, whereby sufficient space can be provided between the upper layer wiring and the lower layer wiring. A contact area can be ensured, so that inconveniences such as an increase in wiring resistance and deterioration of electromigration resistance can be suppressed.

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

【図1】(a)〜(d)は、本発明の配線構造の形成方
法の一実施形態例を工程順に説明するための要部側断面
図である。
FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views of a main part for explaining an embodiment of a method for forming a wiring structure according to the present invention in the order of steps.

【図2】(a)〜(c)は、本発明の配線構造の形成方
法の一実施形態例を工程順に示す図であり、図1(d)
に示す工程に続く工程を説明するための要部側断面図で
ある。
FIGS. 2A to 2C are diagrams showing an embodiment of a method for forming a wiring structure according to the present invention in the order of steps, and FIGS.
5 is a side sectional view of a main part for describing a step that follows the step shown in FIG.

【図3】本発明の配線構造の一実施形態例を示す要部側
断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a main part of an embodiment of a wiring structure according to the present invention.

【図4】本発明の配線構造の変形例を示す要部側断面図
である。
FIG. 4 is a sectional side view of a main part showing a modification of the wiring structure of the present invention.

【図5】(a)〜(d)は、従来の配線構造の形成方法
における課題を説明するための要部側断面図である。
5 (a) to 5 (d) are cross-sectional side views of main parts for describing problems in a conventional method for forming a wiring structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基体 12 エッチングストッパ層 13
上部層 14 下層絶縁膜 15 下層配線用溝 16 配
線材料 17 下地金属材料 18 下層配線 19 上部
絶縁膜 21 接続孔 22 上部配線用溝 23 下地金
属材料 24 上部配線 25、30 配線構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 12 Etching stopper layer 13
Upper layer 14 Lower layer insulating film 15 Lower layer wiring groove 16 Wiring material 17 Base metal material 18 Lower layer wiring 19 Upper insulating film 21 Connection hole 22 Upper wiring groove 23 Base metal material 24 Upper wiring 25, 30 Wiring structure

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下層絶縁膜中の下層配線上に、上層絶縁
膜中に形成した接続孔内の導電材料を介して前記下層配
線に電気的に通じる溝配線構造の上層配線を形成する、
配線構造の形成方法であって、 基体上に一の絶縁材料からなるエッチングストッパ層を
形成し、続いてこれの上に該一の絶縁材料と異なる絶縁
材料からなる上部層を形成し、下層絶縁膜を形成する工
程と、 前記下層絶縁膜に下層配線用溝を、その底面が前記エッ
チングストッパ層の表面より深くなるようにして形成す
る工程と、 前記下層配線用溝に配線材料を埋め込んで下層配線を形
成する工程と、 前記下層配線を覆った状態で前記下層絶縁膜上に上層絶
縁膜を形成する工程と、 前記上層絶縁膜をエッチングして前記下層配線に通じる
接続孔を形成する工程と、 前記エッチングストッパ層を形成する絶縁材料との間で
選択比がとれる条件で前記上層絶縁膜をエッチングし、
前記接続孔に連通する上層配線用溝を形成する工程と、 前記接続孔内および前記上層配線用溝内に配線材料を埋
め込んで上層配線を形成する工程とを備えたことを特徴
とする配線構造の形成方法。
An upper wiring is formed on a lower wiring in the lower insulating film via a conductive material in a connection hole formed in the upper insulating film, the groove wiring structure electrically communicating with the lower wiring.
A method of forming a wiring structure, comprising: forming an etching stopper layer made of an insulating material on a base, forming an upper layer made of an insulating material different from the one insulating material on the etching stopper layer, Forming a film, forming a lower wiring groove in the lower insulating film such that the bottom surface thereof is deeper than the surface of the etching stopper layer, and embedding a wiring material in the lower wiring groove to form a lower layer. Forming a wiring, forming an upper insulating film on the lower insulating film while covering the lower wiring, and forming a connection hole communicating with the lower wiring by etching the upper insulating film. Etching the upper insulating film under the condition that a selectivity can be obtained with the insulating material forming the etching stopper layer;
A wiring structure comprising: a step of forming an upper layer wiring groove communicating with the connection hole; and a step of forming an upper layer wiring by embedding a wiring material in the connection hole and the upper layer wiring groove. Formation method.
【請求項2】 前記上層配線用溝内に配線材料を埋め込
む処理を、リフロー法または高圧リフロー法によって行
うことを特徴とする請求項1記載の配線構造の形成方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the step of embedding a wiring material in the upper wiring groove is performed by a reflow method or a high-pressure reflow method.
【請求項3】 前記エッチングストッパ層がSiNまた
は有機低誘電材料であることを特徴とする請求項1記載
の配線構造の形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the etching stopper layer is made of SiN or an organic low dielectric material.
【請求項4】 前記上層配線用溝内に配線材料を埋め込
む処理を、リフロー法または高圧リフロー法によって行
うことを特徴とする請求項3記載の配線構造の形成方
法。
4. The method for forming a wiring structure according to claim 3, wherein the step of embedding a wiring material in the upper wiring groove is performed by a reflow method or a high-pressure reflow method.
【請求項5】 前記下層配線用溝に配線材料を埋め込ん
で下層配線を形成するに際して、先に下層配線用溝の内
面に密着層となる下地金属材料を成膜し、その後配線材
料を埋め込むようにし、 前記接続孔内および前記上層配線用溝内に配線材料を埋
め込んで上層配線を形成するに際して、前記接続孔が前
記下層配線の側部に通じた状態で形成されている場合
に、該接続孔内に露出した前記下地金属材料からなる膜
を除去することを特徴とする請求項1記載の配線構造の
形成方法。
5. When forming a lower wiring by embedding a wiring material in the lower wiring groove, a base metal material to be an adhesion layer is first formed on the inner surface of the lower wiring groove, and then the wiring material is embedded. When forming an upper layer wiring by embedding a wiring material in the connection hole and the upper layer wiring groove, when the connection hole is formed in a state communicating with a side portion of the lower layer wiring, the connection is performed. 2. The method for forming a wiring structure according to claim 1, wherein the film made of the base metal material exposed in the hole is removed.
【請求項6】 前記上層配線用溝内に配線材料を埋め込
む処理を、リフロー法または高圧リフロー法によって行
うことを特徴とする請求項5記載の配線構造の形成方
法。
6. The method for forming a wiring structure according to claim 5, wherein the process of embedding a wiring material in the upper wiring groove is performed by a reflow method or a high-pressure reflow method.
【請求項7】 下層絶縁膜中の下層配線上に、上層絶縁
膜中に形成された接続孔内の導電材料を介して前記下層
配線に電気的に通じる溝配線構造の上層配線が形成され
てなる配線構造であって、 前記下層絶縁膜は、一の絶縁材料からなるエッチングス
トッパ層と、これの上に形成された該一の絶縁材料と異
なる絶縁材料からなる上部層とを備えてなり、 前記下層配線は、その底面が前記エッチングストッパ層
の表面より深い位置となるように形成されてなり、 前記上層絶縁膜中に形成された接続孔は、その底部の一
部が前記下層配線の上面に通じ、かつ残部が該下層配線
の側部にて前記エッチングストッパ層に通じて形成され
てなり、 前記上層絶縁膜には前記接続孔に連通する上層配線用溝
が形成され、該上層配線用溝内および前記接続孔内には
配線材料が埋め込まれたことにより上層配線が形成され
てなることを特徴とする配線構造。
7. An upper wiring in a trench wiring structure electrically connected to the lower wiring via a conductive material in a connection hole formed in the upper insulating film, on the lower wiring in the lower insulating film. Wherein the lower insulating film comprises: an etching stopper layer made of one insulating material; and an upper layer made of an insulating material different from the one insulating material formed thereon. The lower wiring is formed such that a bottom surface thereof is at a position deeper than a surface of the etching stopper layer, and a connection hole formed in the upper insulating film has a part of a bottom part formed on an upper surface of the lower wiring. And the remaining portion is formed at the side of the lower wiring so as to communicate with the etching stopper layer. In the upper insulating film, a groove for the upper wiring communicating with the connection hole is formed. In the groove and the connection hole Wiring structure characterized by comprising an upper layer wiring is formed by wire material is embedded in.
【請求項8】 前記エッチングストッパ層がSiNまた
は有機低誘電材料からなることを特徴とする請求項7記
載の配線構造。
8. The wiring structure according to claim 7, wherein said etching stopper layer is made of SiN or an organic low dielectric material.
【請求項9】 前記下層配線は、下層配線用溝の内面に
形成されて密着層となる下地金属膜と、該下地金属膜上
に埋め込まれた主配線とからなり、かつ、前記接続孔内
に臨む部分には下地金属膜が除かれていることを特徴と
する請求項7記載の配線構造。
9. The lower wiring comprises a base metal film formed on the inner surface of the lower wiring groove and serving as an adhesion layer, and a main wiring buried on the base metal film. 8. The wiring structure according to claim 7, wherein a base metal film is removed from a portion facing the substrate.
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