JPH10209272A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH10209272A
JPH10209272A JP579397A JP579397A JPH10209272A JP H10209272 A JPH10209272 A JP H10209272A JP 579397 A JP579397 A JP 579397A JP 579397 A JP579397 A JP 579397A JP H10209272 A JPH10209272 A JP H10209272A
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JP
Japan
Prior art keywords
lower conductor
conductor wiring
connection hole
side wall
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP579397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Kanemura
龍一 金村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH10209272A publication Critical patent/JPH10209272A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device capable of restricting a shape degradation of a conductive wiring sidewall part in a multi-wiring which is a structure that a room for a misalignment between a lower conductive wiring and a connection hole is provided; and its manufacturing method. SOLUTION: First, a lower conductive wire 2 in which a room for a misalignment for a connection hole is not provided is formed on an underlayer insulation film 1. Next, an interlayer flattening insulation film is deposited on the underlayer insulation film 1 and the lower conductive wire 2. Next, photoresist patternings for processing the connection hole are formed. Next, the connection hole with the lower conductive wire 2 is processed by anisotropic dry-etching. Next, a resist hardening layer is removed by an ashing process. Next, a modified layer 11 is formed in a sidewall part of the lower conductive wire 2 exposed via the connection hole by a plasma process 10. Next, resist is removed by a chemical liquid cleaning process. Next, after the modified layer 11 is removed by reverse sputter cleaning, a closely adhered layer metal 7 is formed as a film on the entire surface. Next, a buried metal 8 is formed as a film on the entire surface.

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、例えば超LSIな
どに適用して好適な半導体装置及びその製造方法に関
し、特に、下部導体配線と接続孔とが合わせずれの余裕
を設けない構造になる多層配線を有する超LSIなどに
適用して好適な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 suitable for use in, for example, an VLSI and a method of manufacturing the same, and more particularly to a multilayer device having a structure in which a lower conductor wiring and a connection hole have no margin for misalignment. The present invention relates to a semiconductor device suitable for application to a super LSI having wiring and the like and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
IC要素のランダムな幾何学的変形によって、製作され
たICの機能が損なわれる確率を最小にするために、デ
ザインルールの概念が用いられてきた。
2. Description of the Related Art
The concept of design rules has been used to minimize the probability that the functionality of a fabricated IC will be impaired by random geometric deformation of the IC elements.

【0003】近年、半導体装置の高集積化、微細化に伴
い、基板と導体配線、もしくは導体配線間の接続孔と導
体配線との合わせずれの余裕を設けない構造が注目され
ている。通常の導体配線は、接続孔の上部では、最小デ
ザインルールで形成されることはなく、接続孔への被り
余裕や接続孔への導体配線の合わせずれを考慮した緩い
デザインルールで形成されている。従って、微細化が進
むと集積度はこの被り部分により律則されてしまうた
め、合わせずれの余裕を設けない構造の接続孔と導体配
線を実現することが、高集積化への一つの技術的ブレイ
クスルーとなる。
In recent years, as semiconductor devices have become more highly integrated and miniaturized, attention has been paid to a structure that does not provide a margin for misalignment between a substrate and a conductor wiring or a connection hole between conductor wirings and a conductor wiring. Normal conductor wiring is not formed with the minimum design rule above the connection hole, but is formed with a loose design rule that takes into account the margin for covering the connection hole and misalignment of the conductor wiring to the connection hole. . Therefore, as the miniaturization progresses, the degree of integration is governed by the overlapped portion. Therefore, realizing connection holes and conductor wiring having a structure that does not provide a margin for misalignment is one of the technical aspects for high integration. It becomes a breakthrough.

【0004】本技術の問題点を従来技術として図9、1
0を参照して説明する。下地絶縁膜1上に下部導体配線
2を形成し、層間平坦化絶縁膜3を堆積する(図9
A)。この後、接続孔加工のためのフォトレジストパタ
ーニング4を形成し(図9B)、異方性ドライエッチン
グにより下部導体配線との接続孔5の加工を行なう(図
9C)。下部導体配線の形成条件、接続孔加工条件の例
を以下に示す。
[0004] The problems of the present technology are described as prior art in FIGS.
0 will be described. A lower conductor wiring 2 is formed on a base insulating film 1, and an interlayer planarizing insulating film 3 is deposited (FIG. 9).
A). Thereafter, a photoresist pattern 4 for forming a connection hole is formed (FIG. 9B), and the connection hole 5 with the lower conductor wiring is processed by anisotropic dry etching (FIG. 9C). Examples of the forming conditions of the lower conductor wiring and the processing conditions of the connection hole are shown below.

【0005】 下部導体配線:マグネトロンスパッター法により成膜 Ti20nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN20nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm, 300℃) Al-0.5%Cu500nm(0.52Pa,15kW,Ar65sccm,300℃) Ti10nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN100nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm,300℃) 下部導体配線加工:異方性ドライエッチング BCl3/Cl2=100/150sccm,1Pa,マイクロ波400mA,RF 110W ジャスト+40%オーバーエッチング 接続孔加工:異方性ドライエッチング CO/C4F8/Ar=100/7/200sccm,2Pa,RF 1450W ジャスト+30%オーバーエッチングLower conductor wiring: formed by magnetron sputtering method Ti20 nm (0.52 Pa, 2 kW, Ar35 sccm, 300 ° C.) TiN 20 nm (0.78 Pa, 6 kW, N2 42 sccm, Ar21 sccm, 300 ° C.) Al-0.5% Cu 500 nm (0.52 Pa, 15 kW) , Ar65sccm, 300 ℃) Ti10nm (0.52Pa, 2kW, Ar35sccm, 300 ℃) TiN100nm (0.78Pa, 6kW, N2 42sccm, Ar21sccm, 300 ℃) Lower conductor wiring processing: Anisotropic dry etching BCl3 / Cl2 = 100 / 150sccm , 1Pa, Microwave 400mA, RF 110W Just + 40% over etching Connection hole processing: Anisotropic dry etching CO / C4F8 / Ar = 100/7 / 200sccm, 2Pa, RF 1450W Just + 30% over etching

【0006】この後、エッチングによるレジスト硬化層
をO2 アッシング処理により除去し(図10A)、薬液
洗浄処理によりレジスト除去を行なう(図10B)。レ
ジスト除去条件を次に示す。 レジスト除去:アミン系有機溶剤15分間+流水処理1
0分間
Thereafter, the resist hardened layer by etching is removed by O 2 ashing (FIG. 10A), and the resist is removed by chemical cleaning (FIG. 10B). The resist removal conditions are shown below. Resist removal: Amine organic solvent 15 minutes + running water treatment 1
0 minutes

【0007】本工程を経て形成された接続孔は、下部導
体配線との合わせずれ余裕を設けない構造の場合、導体
配線側壁が露出した領域のAl合金部に掘れ6が発生す
る。この後、マグネトロンスパッター装置にて、逆スパ
ッタークリーニングして密着層メタル7を全面成膜し、
埋め込みメタルとしてタングステン膜8を熱CVD法に
より全面成膜する(図10C)。それぞれの成膜条件の
例を以下に示す。
In the case where the connection hole formed through this process does not have a margin for misalignment with the lower conductor wiring, the connection hole is dug 6 in the Al alloy portion where the side wall of the conductor wiring is exposed. Thereafter, reverse sputtering cleaning is performed by a magnetron sputtering apparatus to form an adhesion layer metal 7 on the entire surface.
A tungsten film 8 is entirely formed as a buried metal by a thermal CVD method (FIG. 10C). Examples of the respective film forming conditions are shown below.

【0008】 密着層メタル形成:マグネトロンスパッター法により成膜 RF Etch 20nm(0.52Pa,500W,Ar5sccm, 無加熱) TiN 30nm(0.78Pa,6.5kW,N2 135sccm,Ar15sccm,150℃) ブランケットW膜 CVD:600nm(10.7kPa,WF6:H2:Ar=40:400:2250sccm,450℃)Adhesion layer metal formation: film formation by magnetron sputtering method RF Etch 20 nm (0.52 Pa, 500 W, Ar5 sccm, no heating) TiN 30 nm (0.78 Pa, 6.5 kW, N2 135 sccm, Ar15 sccm, 150 ° C.) Blanket W film CVD: 600nm (10.7kPa, WF6: H2: Ar = 40: 400: 2250sccm, 450 ℃)

【0009】このようにして形成された埋め込みメタル
の接続孔は、前述したAl合金部の掘れが発生するた
め、密着層カバレッジの劣化による密着性不足、タング
ステン膜のボイド形成を誘発する。このため、下部導体
配線と埋め込みメタルの接触不良によるコンタクト抵抗
上昇や歩留低下、さらには配線信頼性の劣化が懸念され
る。Al合金部の掘れは、接続孔加工時に付着したフッ
素がAlとのフッ化物を形成し、Al合金側壁部ではア
ッシング処理でも除去しきれないため、レジスト除去時
の有機洗浄中に溶出したものと考えられる。
In the thus formed buried metal connection hole, the above-described digging of the Al alloy portion occurs, which causes insufficient adhesion due to deterioration of the adhesion layer coverage and induces void formation in the tungsten film. For this reason, there is a concern that contact resistance may be increased or yield may be reduced due to poor contact between the lower conductor wiring and the embedded metal, and furthermore, wiring reliability may be degraded. The digging of the Al alloy part is due to the fact that fluorine adhering at the time of forming the connection hole forms a fluoride with Al and cannot be completely removed by the ashing treatment on the Al alloy side wall part, so that it elutes during the organic cleaning at the time of removing the resist. Conceivable.

【0010】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、下部導体配線と接続孔とが合わせずれの余
裕を設けない構造になる多層配線において、導体配線側
壁部の形状悪化を抑制することができ、コンタクト特
性、配線信頼性を損なうことなく、高集積で微細な半導
体装置の接続孔形成ができる半導体装置及びその製造方
法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and suppresses deterioration of the shape of a side wall portion of a conductor wiring in a multilayer wiring having a structure in which a lower conductor wiring and a connection hole have no allowance for misalignment. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of forming a contact hole of a highly integrated and fine semiconductor device without impairing contact characteristics and wiring reliability, and a method for manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、接続孔に対する、合わせずれの余裕を設けな
い下部導体配線を、下地絶縁膜上に形成する工程と、下
地絶縁膜および下部導体配線の上に、層間平坦化絶縁膜
を堆積する工程と、接続孔加工のためのフォトレジスト
パターニングを形成する工程と、異方性ドライエッチン
グにより下部導体配線との接続孔の加工を行なう工程
と、レジスト硬化層をアッシング処理により除去する工
程と、接続孔を介して露出した下部導体配線側壁部に改
質層を形成する工程と、薬液洗浄処理によりレジスト除
去を行なう工程と、改質層を逆スパッタークリーニング
によって除去した後、密着層メタルを全面成膜する工程
と、埋め込みメタルを全面成膜する工程とを有するもの
である。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming a lower conductor wiring having no margin for misalignment with a connection hole on a base insulating film is provided. A step of depositing an interlayer planarization insulating film on the conductor wiring, a step of forming a photoresist pattern for processing a connection hole, and a step of processing a connection hole with the lower conductor wiring by anisotropic dry etching Removing the hardened resist layer by ashing, forming a modified layer on the side wall of the lower conductor wiring exposed through the connection hole, removing the resist by a chemical cleaning process, Is removed by reverse sputter cleaning, and then a step of forming a metal film on the entire surface of the adhesion layer and a step of forming a metal film on the entire surface of the buried metal.

【0012】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
接続孔に対する、合わせずれの余裕を設けない下部導体
配線を、下地絶縁膜上に形成する工程と、下地絶縁膜お
よび下部導体配線の上に、層間平坦化絶縁膜を堆積する
工程と、接続孔加工のためのフォトレジストパターニン
グを形成する工程と、異方性ドライエッチングにより下
部導体配線との接続孔の加工を行なう工程と、接続孔底
部の下部導体配線をエッチングする工程と、レジスト硬
化層をアッシング処理により除去する工程と、薬液洗浄
処理によりレジスト除去を行なう工程と、密着層メタル
を全面成膜した後、埋め込みメタルを全面成膜する工程
とを有するものである。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
Forming a lower conductor wiring having no margin for misalignment with respect to the connection hole on the base insulating film, depositing an interlayer planarization insulating film on the base insulation film and the lower conductor wiring, Forming a photoresist pattern for processing, forming a connection hole with the lower conductor wiring by anisotropic dry etching, etching the lower conductor wiring at the bottom of the connection hole, The method includes a step of removing by an ashing process, a step of removing a resist by a chemical solution cleaning process, and a step of forming a burying metal on the entire surface after forming an adhesive layer metal on the entire surface.

【0013】また、本発明の半導体装置は、接続孔に対
する、合わせずれの余裕を設けない下部導体配線を、下
地絶縁膜上に形成し、下地絶縁膜および下部導体配線上
に、層間平坦化絶縁膜を形成し、層間平坦化絶縁膜に、
下部導体配線の一部を削除する接続孔を形成し、接続孔
及び層間平坦化絶縁膜上に埋め込みメタルを成膜するも
のである。
Further, in the semiconductor device of the present invention, a lower conductor wiring which does not provide a margin for misalignment with respect to a connection hole is formed on a base insulating film, and an interlayer planarization insulating film is formed on the base insulating film and the lower conductor wiring. A film is formed and an interlayer planarization insulating film is formed.
A connection hole for removing a part of the lower conductor wiring is formed, and a buried metal is formed on the connection hole and the interlayer flattening insulating film.

【0014】本発明の半導体装置及びその製造方法によ
れば、接続孔を介して露出した下部導体配線側壁部に改
質層を形成することにより、または、接続孔底部の下部
導体配線をエッチングすることにより、下部導体配線と
接続孔とが合わせずれの余裕を設けない構造になる多層
配線において、導体配線側壁部の形状悪化を抑制するこ
とができる。
According to the semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, the modified layer is formed on the side wall of the lower conductor exposed through the connection hole, or the lower conductor at the bottom of the connection hole is etched. Thereby, in a multilayer wiring having a structure in which the lower conductor wiring and the connection hole do not have a margin for misalignment, it is possible to suppress the deterioration of the shape of the side wall of the conductor wiring.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明半導体装置及びその
製造方法の実施例について図1〜図8を参照しながら説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0016】実施例1 本発明の実施例1を図1、2を参照して説明する。下地
絶縁膜1上に下部導体配線2を形成し、層間平坦化絶縁
膜3を堆積する(図1A)。この後、接続孔加工のため
のフォトレジストパターニング4を形成し(図1B)、
異方性ドライエッチングにより下部導体配線との接続孔
5の加工を行なう(図1C)。下部導体配線の形成条
件、接続孔加工条件の例を以下に示す。 下部導体配線:マグネトロンスパッター法により成膜 Ti20nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN20nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm, 300℃) Al-0.5%Cu500nm(0.52Pa,15kW,Ar65sccm,300℃) Ti10nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN100nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm,300℃) 下部導体配線加工:異方性ドライエッチング BCl3/Cl2=100/150sccm,1Pa,マイクロ波400mA,RF 110W ジャスト+40%オーバーエッチング 接続孔加工:異方性ドライエッチング CO/C4F8/Ar=100/7/200sccm,2Pa,RF 1450W ジャスト+30%オーバーエッチング
Embodiment 1 Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. A lower conductor wiring 2 is formed on a base insulating film 1, and an interlayer planarizing insulating film 3 is deposited (FIG. 1A). Thereafter, a photoresist patterning 4 for forming a connection hole is formed (FIG. 1B).
The connection hole 5 with the lower conductor wiring is processed by anisotropic dry etching (FIG. 1C). Examples of the forming conditions of the lower conductor wiring and the processing conditions of the connection hole are shown below. Lower conductor wiring: formed by magnetron sputtering method Ti20nm (0.52Pa, 2kW, Ar35sccm, 300 ° C) TiN20nm (0.78Pa, 6kW, N2 42sccm, Ar21sccm, 300 ° C) Al-0.5% Cu500nm (0.52Pa, 15kW, Ar65sccm, 300 ℃) Ti10nm (0.52Pa, 2kW, Ar35sccm, 300 ℃) TiN100nm (0.78Pa, 6kW, N2 42sccm, Ar21sccm, 300 ℃) Lower conductor wiring processing: Anisotropic dry etching BCl3 / Cl2 = 100 / 150sccm, 1Pa, Microwave 400mA, RF 110W Just + 40% over etching Connection hole processing: Anisotropic dry etching CO / C4F8 / Ar = 100/7 / 200sccm, 2Pa, RF 1450W Just + 30% over etching

【0017】次にエッチングによるレジスト硬化層をO
2 アッシング処理により除去した後(図1D)、窒素プ
ラズマ処理10を行ない、導体配線側壁部にAlの窒化
層11を形成する(図2A)。窒化層の膜厚は5nm以
上20nm以下であることが好ましい。
Next, the resist cured layer formed by etching is
2 After removal by ashing (FIG. 1D), nitrogen plasma treatment 10 is performed to form an Al nitride layer 11 on the side wall of the conductor wiring (FIG. 2A). The thickness of the nitride layer is preferably 5 nm or more and 20 nm or less.

【0018】窒化層の膜厚が5nmより薄いと、導体配
線側壁が露出した領域のAl合金部に掘れが発生するの
を防止することができないからであり、また、窒化層の
膜厚が20nmより厚くなると後述する密着層メタル形
成の工程における逆スパッタークリーニングによって窒
化層を除去することができないからである。この後、薬
液洗浄処理によりレジスト除去を行なう(図2B)。窒
素プラズマ処理、レジスト除去条件を次にしめす。
If the thickness of the nitride layer is less than 5 nm, it is not possible to prevent digging in the Al alloy portion in the region where the side wall of the conductor wiring is exposed, and the thickness of the nitride layer is 20 nm. If the thickness is larger, the nitride layer cannot be removed by reverse sputter cleaning in the step of forming the adhesion layer metal described later. Thereafter, the resist is removed by a chemical cleaning process (FIG. 2B). The conditions for nitrogen plasma treatment and resist removal are as follows.

【0019】窒素プラズマ処理:並行平板型RIE装
置,N2 150sccm,200W,0.1Torr,20sec,室温 レジスト除去:アミン系有機溶剤15分間+流水処理1
0分間
Nitrogen plasma treatment: Parallel plate type RIE system, N2 150 sccm, 200 W, 0.1 Torr, 20 sec, room temperature Resist removal: Amine organic solvent 15 minutes + running water treatment 1
0 minutes

【0020】本工程を経て形成された接続孔は、下部導
体配線との合わせずれの余裕を設けない構造の場合で
も、導体配線側壁部が窒化層で防御されているため形状
悪化は起こらない。この後、密着層メタル7を例えばマ
グネトロンスパッター法により全面成膜する。この密着
層メタル形成の工程における逆スパッタークリーニング
によって窒化層を除去することができる。つぎに、埋め
込みメタルとしてタングステン膜8を熱CVD法により
全面成膜する(図2C)。それぞれの成膜条件の例を以
下に示す。
Even if the connection hole formed through this process has a structure in which there is no allowance for misalignment with the lower conductor wiring, the shape of the connection hole does not deteriorate because the side wall of the conductor wiring is protected by the nitride layer. Thereafter, an adhesion layer metal 7 is formed on the entire surface by, for example, a magnetron sputtering method. The nitride layer can be removed by reverse sputter cleaning in the step of forming the adhesion layer metal. Next, a tungsten film 8 is entirely formed as a buried metal by a thermal CVD method (FIG. 2C). Examples of the respective film forming conditions are shown below.

【0021】 密着層メタル形成:マグネトロンスパッター法により成膜 RF Etch 20nm(0.52Pa,500W,Ar5sccm,無加熱) TiN 30nm(0.78Pa,6.5kW,N2 135sccm,Ar15sccm,150℃) ブランケットW膜 CVD:600nm(10.7kPa,WF6:H2:Ar=40:400:2250sccm,450 ℃)Adhesion layer metal formation: Film formation by magnetron sputtering method RF Etch 20 nm (0.52 Pa, 500 W, Ar5 sccm, no heating) TiN 30 nm (0.78 Pa, 6.5 kW, N2 135 sccm, Ar15 sccm, 150 ° C.) Blanket W film CVD: 600nm (10.7kPa, WF6: H2: Ar = 40: 400: 2250sccm, 450 ° C)

【0022】このようにして形成された埋め込みメタル
の接続孔は、下部導体配線側壁部との接触状態が良好の
ため、密着層メタルとタングステン膜とも密着性がよ
く、タングステン膜の埋め込み状態も良好であった。こ
のため、コンタクト抵抗や歩留は、合わせずれの余裕を
設けない構造でない通常接続孔とほぼ同等であり、エレ
クトロマイグレーション寿命にも有為差はみられなかっ
た。プラズマ処理のガスは窒素に限らず、酸素、水素、
これらの混合ガスでも良い。
The contact hole of the buried metal formed in this way has a good contact state with the side wall of the lower conductor wiring, so that the contact layer metal and the tungsten film have good adhesion and the buried state of the tungsten film is also good. Met. For this reason, the contact resistance and the yield were almost the same as those of a normal connection hole having no structure having a margin for misalignment, and there was no significant difference in the electromigration life. The gas for plasma processing is not limited to nitrogen, but oxygen, hydrogen,
These mixed gases may be used.

【0023】実施例2 本発明の実施例2を図3、4を参照して説明する。下地
絶縁膜1上に上部導体配線2を形成し、層間平坦化絶縁
膜3を堆積する(図3A)。この後、接続孔加工のため
のフォトレジストパターニング4を形成し(図3B)、
異方性ドライエッチングにより下部導体配線との接合孔
5の加工を行なう(図3C)。下部導体配線の形成条
件、接続孔加工条件の例を以下に示す。 下部導体配線:マグネトロンスパッター法により成膜 Ti20nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN20nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm, 300℃) Al-0.5%Cu500nm(0.52Pa,15kW,Ar65sccm,300℃) Ti10nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN100nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm,300℃) 下部導体配線加工:異方性ドライエッチング BCl3/Cl2=100/150sccm,1Pa,マイクロ波400mA,RF 110W ジャスト+40%オーバーエッチング 接続孔加工:異方性ドライエッチング CO/C4F8/Ar=100/7/200sccm,2Pa,RF 1450W ジャスト+30%オーバーエッチング
Embodiment 2 Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. An upper conductor wiring 2 is formed on a base insulating film 1, and an interlayer planarizing insulating film 3 is deposited (FIG. 3A). Thereafter, a photoresist pattern 4 for forming a connection hole is formed (FIG. 3B).
The joint hole 5 with the lower conductor wiring is processed by anisotropic dry etching (FIG. 3C). Examples of the forming conditions of the lower conductor wiring and the processing conditions of the connection hole are shown below. Lower conductor wiring: formed by magnetron sputtering method Ti20nm (0.52Pa, 2kW, Ar35sccm, 300 ° C) TiN20nm (0.78Pa, 6kW, N2 42sccm, Ar21sccm, 300 ° C) Al-0.5% Cu500nm (0.52Pa, 15kW, Ar65sccm, 300 ℃) Ti10nm (0.52Pa, 2kW, Ar35sccm, 300 ℃) TiN100nm (0.78Pa, 6kW, N2 42sccm, Ar21sccm, 300 ℃) Lower conductor wiring processing: Anisotropic dry etching BCl3 / Cl2 = 100 / 150sccm, 1Pa, Microwave 400mA, RF 110W Just + 40% over etching Connection hole processing: Anisotropic dry etching CO / C4F8 / Ar = 100/7 / 200sccm, 2Pa, RF 1450W Just + 30% over etching

【0024】次にエッチングによるレジスト硬化層をO
2 アッシング処理により除去した後(図3D)、温水酸
化処理12を行ない、導体配線側壁部にAlの酸化層1
3を形成する(図4A)。この後、薬液洗浄処理により
レジスト除去を行なう(図4B)。温水酸化、レジスト
除去条件を次に示す。酸化層の膜厚は5nm以上20n
m以下であることが好ましい。
Next, the resist cured layer formed by etching is
(2 ) After removal by ashing (FIG. 3D), a hot hydroxylation treatment 12 is performed, and an Al oxide layer 1
3 (FIG. 4A). Thereafter, the resist is removed by a chemical cleaning process (FIG. 4B). The conditions for warm water oxidation and resist removal are as follows. The thickness of the oxide layer is 5 nm or more and 20 n
m or less.

【0025】酸化層の膜厚が5nmより薄いと、導体配
線側壁が露出した領域のAl合金部に掘れが発生するの
を防止することができないからであり、また、酸化層の
膜厚が20nmより厚くなると後述する密着層メタル形
成の工程における逆スパッタークリーニングによって酸
化層を除去することができないからである。
If the thickness of the oxide layer is less than 5 nm, it is not possible to prevent digging in the Al alloy portion in the region where the side wall of the conductor wiring is exposed, and the thickness of the oxide layer is 20 nm. If the thickness is larger, the oxide layer cannot be removed by reverse sputter cleaning in the step of forming the adhesion layer metal described later.

【0026】温水酸化:純水、100℃,15分間 レジスト除去:アミン系有機溶剤15分間+流水処理1
0分間
Hot water oxidation: pure water, 100 ° C., 15 minutes Resist removal: amine organic solvent for 15 minutes + running water treatment 1
0 minutes

【0027】本工程を経て形成された接続孔は、下部導
体配線との合わせずれの余裕を設けない構造の場合で
も、導体配線側壁部が酸化層で防御されているため形状
悪化は起こらない。この後、密着層メタル7を例えばマ
グネトロンスパッター法により全面成膜する。この密着
層メタル形成の工程における逆スパッタークリーニング
によって酸化層を除去することができる。つぎに、埋め
込みメタルとしてタングステン膜8を熱CVD法により
全面成膜する(図4C)。それぞれの成膜条件の例を以
下に示す。
Even if the connection hole formed through this process has a structure in which there is no allowance for misalignment with the lower conductor wiring, the shape of the connection hole does not deteriorate because the side wall of the conductor wiring is protected by the oxide layer. Thereafter, an adhesion layer metal 7 is formed on the entire surface by, for example, a magnetron sputtering method. The oxide layer can be removed by reverse sputter cleaning in the step of forming the adhesion layer metal. Next, a tungsten film 8 is entirely formed as a buried metal by a thermal CVD method (FIG. 4C). Examples of the respective film forming conditions are shown below.

【0028】 密着層メタル形成:マグネトロンスパッター法により成膜 RF Etch 20nm(0.52Pa,500W,Ar5sccm,無加熱) TiN 30nm(0.78Pa,6.5kW,N2 135sccm,Ar15sccm,150℃) ブランケットW膜CVD:600nm(10.7kPa,WF6:H2:Ar =40:400:2250sccm,450 ℃)Adhesion layer metal formation: Film formation by magnetron sputtering method RF Etch 20 nm (0.52 Pa, 500 W, Ar5 sccm, no heating) TiN 30 nm (0.78 Pa, 6.5 kW, N2 135 sccm, Ar15 sccm, 150 ° C.) Blanket W film CVD: 600 nm (10.7 kPa, WF6: H2: Ar = 40: 400: 2250sccm, 450 ° C)

【0029】このようにして形成された埋め込みメタル
の接続孔は、下部導体配線側壁部との接触状態が良好の
ため、密着層メタルとタングステン膜とも密着性がよ
く、タングステン膜の埋め込み状態も良好であった。こ
のため、コンタクト抵抗や歩留は、合わせずれの余裕を
設けない構造でない通常接続孔とほぼ同等であり、エレ
クトロマイグレーション寿命にも有為差はみられなかっ
た。温水処理温度はAlの掘れを抑制できる条件であれ
ば100℃以下でもよい。
The contact hole of the buried metal formed in this manner has a good contact state with the side wall of the lower conductor wiring, so that the adhesion layer metal and the tungsten film have good adhesion and the buried state of the tungsten film is good. Met. For this reason, the contact resistance and the yield were almost the same as those of a normal connection hole having no structure having a margin for misalignment, and there was no significant difference in the electromigration life. The hot water treatment temperature may be 100 ° C. or lower as long as it can suppress Al digging.

【0030】実施例3 本発明の実施例3を図5、6を参照して説明する。下地
絶縁膜1上に下部導体配線2を形成し、層間平坦化絶縁
膜3を堆積する(図5A)。この後、接続孔加工のため
のフォトレジストパターニング4を形成し(図5B)、
異方性ドライエッチングにより下部導体配線との接続孔
5の加工を行なう(図5C)。下部導体配線の形成条
件、接続孔加工条件の例を以下に示す。
Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A lower conductor wiring 2 is formed on a base insulating film 1, and an interlayer planarizing insulating film 3 is deposited (FIG. 5A). Thereafter, a photoresist pattern 4 for forming a connection hole is formed (FIG. 5B).
The connection hole 5 with the lower conductor wiring is processed by anisotropic dry etching (FIG. 5C). Examples of the forming conditions of the lower conductor wiring and the processing conditions of the connection hole are shown below.

【0031】 下部導体配線:マグネトロンスパッター法により成膜 Ti20nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN20nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm, 300℃) Al-0.5%Cu500nm(0.52Pa,15kW,Ar65sccm,300℃) Ti10nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN100nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm,300℃) 下部導体配線加工:異方性ドライエッチング BCl3/Cl2=100/150sccm,1Pa,マイクロ波400mA,RF 110W ジャスト+40%オーバーエッチング 接続孔加工:異方性ドライエッチング CO/C4F8/Ar=100/7/200sccm,2Pa,RF 1450W ジャスト+30%オーバーエッチングLower conductor wiring: formed by magnetron sputtering Ti20 nm (0.52 Pa, 2 kW, Ar35 sccm, 300 ° C.) TiN 20 nm (0.78 Pa, 6 kW, N2 42 sccm, Ar21 sccm, 300 ° C.) Al-0.5% Cu 500 nm (0.52 Pa, 15 kW) , Ar65sccm, 300 ℃) Ti10nm (0.52Pa, 2kW, Ar35sccm, 300 ℃) TiN100nm (0.78Pa, 6kW, N2 42sccm, Ar21sccm, 300 ℃) Lower conductor wiring processing: Anisotropic dry etching BCl3 / Cl2 = 100 / 150sccm , 1Pa, Microwave 400mA, RF 110W Just + 40% over etching Connection hole processing: Anisotropic dry etching CO / C4F8 / Ar = 100/7 / 200sccm, 2Pa, RF 1450W Just + 30% over etching

【0032】次にエッチングによるレジスト硬化層をO
2 アッシング処理により除去した後(図5D)、酸素イ
オン照射処理14を行ない、導体配線側壁部にAlの酸
化層15を形成する(図6A)。この後、薬液洗浄処理
によりレジスト除去を行なう(図6B)。イオン照射、
レジスト除去条件を次に示す。酸化層の膜厚は5nm以
上20nm以下であることが好ましい。
Next, the hardened resist layer by etching is
2 After removal by ashing (FIG. 5D), oxygen ion irradiation 14 is performed to form an Al oxide layer 15 on the side wall of the conductor wiring (FIG. 6A). Thereafter, the resist is removed by a chemical cleaning process (FIG. 6B). Ion irradiation,
The resist removal conditions are shown below. The thickness of the oxide layer is preferably 5 nm or more and 20 nm or less.

【0033】酸化層の膜厚が5nmより薄いと、導体配
線側壁が露出した領域のAl合金部に掘れが発生するの
を防止することができないからであり、また、酸化層の
膜厚が20nmより厚くなると後述する密着層メタル形
成の工程における逆スパッタークリーニングによって酸
化層を除去することができないからである。
If the thickness of the oxide layer is less than 5 nm, it is not possible to prevent digging in the Al alloy portion in the region where the side wall of the conductor wiring is exposed, and the thickness of the oxide layer is 20 nm. If the thickness is larger, the oxide layer cannot be removed by reverse sputter cleaning in the step of forming the adhesion layer metal described later.

【0034】イオン照射:低電流イオン照射器,O
2 +,150keV,1E18ions/cm2,無加熱,7°傾斜 レジスト除去:アミン系有機溶剤15分間+流水処理1
0分間
Ion irradiation: low current ion irradiator, O
2 +, 150keV, 1E18ions / cm 2 , no heating, 7 ° tilt Resist removal: amine organic solvent 15 minutes + running water treatment 1
0 minutes

【0035】本工程を経て形成された接続孔は、下部導
体配線との合わせずれの余裕を設けない構造の場合で
も、導体配線側壁部が酸化層で防御されているため形状
悪化は起こらない。この後、密着層メタル7を例えばマ
グネトロンスパッター法により全面成膜する。この密着
層メタル形成の工程における逆スパッタークリーニング
によって酸化層を除去することができる。つぎに、埋め
込みメタルとしてタングステン膜8を熱CVD法により
全面成膜する(図6C)。それぞれの成膜条件の例を以
下に示す。
Even if the connection hole formed through this step has a structure in which there is no allowance for misalignment with the lower conductor wiring, the shape of the connection hole does not deteriorate because the side wall of the conductor wiring is protected by the oxide layer. Thereafter, an adhesion layer metal 7 is formed on the entire surface by, for example, a magnetron sputtering method. The oxide layer can be removed by reverse sputter cleaning in the step of forming the adhesion layer metal. Next, a tungsten film 8 is entirely formed as a buried metal by a thermal CVD method (FIG. 6C). Examples of the respective film forming conditions are shown below.

【0036】 密着層メタル形成:マグネトロンスパッター法により成膜 RF Etch 20nm(0.52Pa,500W,Ar5sccm,無加熱) TiN 30nm(0.78Pa,6.5kW,N2 135sccm,Ar15sccm,150℃) ブランケットW膜CVD:600nm(10.7kPa,WF6:H2:Ar =40:400:2250sccm,450 ℃)Adhesion layer metal formation: Film formation by magnetron sputtering method RF Etch 20 nm (0.52 Pa, 500 W, Ar5 sccm, no heating) TiN 30 nm (0.78 Pa, 6.5 kW, N2 135 sccm, Ar15 sccm, 150 ° C.) Blanket W film CVD: 600 nm (10.7 kPa, WF6: H2: Ar = 40: 400: 2250sccm, 450 ° C)

【0037】このようにして形成された埋め込みメタル
の接続孔は、下部導体配線側壁部との接触状態が良好の
ため、密着層メタルとタングステン膜とも密着性がよ
く、タングステン膜の埋め込み状態も良好であった。こ
のため、コンタクト抵抗や歩留は、合わせずれの余裕を
設けない構造でない通常接続孔とほぼ同等であり、エレ
クトロマイグレーション寿命にも有為差はみられなかっ
た。イオン照射量はAlの掘れを抑制できる条件であれ
ば1E18ions/cm2以外でもよく、イオン種も酸素イオンに
限らず、水素イオン、窒素イオンなどを用いることがで
きる。また、照射角度は側壁への改質効率より、7°以
上45°以下が好ましい。
The contact hole of the buried metal formed in this way has a good contact state with the lower conductor wiring side wall, so that the adhesion layer metal and the tungsten film have good adhesion, and the buried state of the tungsten film is also good. Met. For this reason, the contact resistance and the yield were almost the same as those of a normal connection hole having no structure having a margin for misalignment, and there was no significant difference in the electromigration life. The ion irradiation dose may be other than 1E18 ions / cm 2 as long as it can suppress the excavation of Al. The ion species is not limited to oxygen ions, and hydrogen ions, nitrogen ions, and the like can be used. Further, the irradiation angle is preferably 7 ° or more and 45 ° or less from the efficiency of reforming the side wall.

【0038】実施例4 本発明の実施例4を図7、8を参照して説明する。下地
絶縁膜1上に下部導体配線2を形成し、層間平坦化絶縁
膜3を堆積する(図7A)。この後、接続孔加工のため
のフォトレジストパターニング4を形成し(図7B)、
異方性ドライエッチングにより下部導体配線との接続孔
5の加工を行なう(図7C)。下部導体配線の形成条
件、接続孔加工条件の例を以下に示す。
Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A lower conductor wiring 2 is formed on a base insulating film 1, and an interlayer planarizing insulating film 3 is deposited (FIG. 7A). Thereafter, a photoresist patterning 4 for forming a connection hole is formed (FIG. 7B).
The connection hole 5 with the lower conductor wiring is processed by anisotropic dry etching (FIG. 7C). Examples of the forming conditions of the lower conductor wiring and the processing conditions of the connection hole are shown below.

【0039】 下部導体配線:マグネトロンスパッター法により成膜 Ti20nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN20nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm, 300℃) Al-0.5%Cu500nm(0.52Pa,15kW,Ar65sccm,300℃) Ti10nm(0.52Pa,2kW,Ar35sccm,300℃) TiN100nm(0.78Pa,6kW,N2 42sccm,Ar21sccm,300℃) 下部導体配線加工:異方性ドライエッチング BCl3/Cl2=100/150sccm,1Pa,マイクロ波400mA,RF 110W ジャスト+40%オーバーエッチング 接続孔加工:異方性ドライエッチング CO/C4F8/Ar=100/7/200sccm,2Pa,RF 1450W ジャスト+30%オーバーエッチングLower conductor wiring: formed by magnetron sputtering Ti20 nm (0.52 Pa, 2 kW, Ar35 sccm, 300 ° C.) TiN 20 nm (0.78 Pa, 6 kW, N2 42 sccm, Ar21 sccm, 300 ° C.) Al-0.5% Cu 500 nm (0.52 Pa, 15 kW) , Ar65sccm, 300 ℃) Ti10nm (0.52Pa, 2kW, Ar35sccm, 300 ℃) TiN100nm (0.78Pa, 6kW, N2 42sccm, Ar21sccm, 300 ℃) Lower conductor wiring processing: Anisotropic dry etching BCl3 / Cl2 = 100 / 150sccm , 1Pa, Microwave 400mA, RF 110W Just + 40% over etching Connection hole processing: Anisotropic dry etching CO / C4F8 / Ar = 100/7 / 200sccm, 2Pa, RF 1450W Just + 30% over etching

【0040】この後、異方性ドライエッチングにより接
続孔底部の下部導体配線をエッチングする(図7D)。
次にエッチングによるレジスト硬化層をO2 アッシング
処理により除去した後(図8A)、薬液洗浄処理により
レジスト除去を行なう(図8B)。接続孔底部導体配線
加工条件、レジスト除去条件を以下に示す。
Thereafter, the lower conductor wiring at the bottom of the connection hole is etched by anisotropic dry etching (FIG. 7D).
Next, after the resist hardened layer by etching is removed by O 2 ashing (FIG. 8A), the resist is removed by chemical cleaning (FIG. 8B). The processing conditions for the conductor wiring at the bottom of the connection hole and the conditions for removing the resist are shown below.

【0041】接続孔底部導体配線加工:BCl3/Cl2=100/
150sccm,1Pa,マイクロ波400mA,RF100W,Al300nm Etch レジスト除去:アミン系有機溶剤15分間+水流処理1
0分間
Connection hole bottom conductor wiring processing: BCl3 / Cl2 = 100 /
150sccm, 1Pa, Microwave 400mA, RF100W, Al300nm Etch Resist removal: Amine organic solvent 15 minutes + water flow treatment 1
0 minutes

【0042】本工程を経て形成された接続孔は、下部導
体配線との合わせずれの余裕を設けない構造の場合で
も、接続孔加工時に残留したフッ素のある領域が除去さ
れているため形状悪化は起こらない。この後、密着層メ
タル7を例えばマグネトロンスパッター法により全面成
膜し、埋め込みメタルとしてタングステン膜8を熱CV
D法により全面成膜する(図8C)。それぞれの成膜条
件の例を以下に示す。
Even if the connection hole formed through this process has a structure in which there is no allowance for misalignment with the lower conductor wiring, the deterioration of the shape due to the removal of the region with the fluorine remaining during the processing of the connection hole will not occur. Does not happen. Thereafter, an adhesion layer metal 7 is formed over the entire surface by, for example, a magnetron sputtering method, and a tungsten film 8 is embedded as a buried metal by a thermal CV method.
The entire surface is formed by the method D (FIG. 8C). Examples of the respective film forming conditions are shown below.

【0043】 密着層メタル形成:マグネトロンスパッター法により成膜 RF Etch 20nm(0.52Pa,500W,Ar5sccm,無加熱) Ti5nm (0.52Pa,2kW,Ar35sccm,150 ℃) TiN 30nm(0.78Pa,6.5kW,N2 135sccm,Ar15sccm,150℃) ブランケットW膜CVD:600nm(10.7kPa,WF6:H2:Ar =40:400:2250sccm,450 ℃)Adhesion layer metal formation: Film formation by magnetron sputtering method RF Etch 20 nm (0.52 Pa, 500 W, Ar5 sccm, no heating) Ti5 nm (0.52 Pa, 2 kW, Ar35 sccm, 150 ° C.) TiN 30 nm (0.78 Pa, 6.5 kW, N2) 135sccm, Ar15sccm, 150 ° C) Blanket W film CVD: 600nm (10.7kPa, WF6: H2: Ar = 40: 400: 2250sccm, 450 ° C)

【0044】このようにして形成された埋め込みメタル
の接続孔は、下部導体配線側壁部との接触状態が良好の
ため、密着層メタルとタングステン膜とも密着性がよ
く、タングステン膜の埋め込み状態も良好であった。こ
のため、コンタクト抵抗や歩留は、合わせずれの余裕を
設けない構造でない通常接続孔とほぼ同等であり、エレ
クトロマイグレーション寿命にも有為差はみられなかっ
た。
The contact hole of the buried metal formed in this way has a good contact state with the side wall of the lower conductor wiring, so that the adhesion layer metal and the tungsten film have good adhesion and the buried state of the tungsten film is also good. Met. For this reason, the contact resistance and the yield were almost the same as those of a normal connection hole having no structure having a margin for misalignment, and there was no significant difference in the electromigration life.

【0045】接続孔底部の導体配線加工時のエッチング
量は、Al合金部で200nm以上、500nm以下が
好ましい。エッチング量がAl合金部で200nmより
小さいと接続孔加工時に付着したフッ素がAlと反応し
て形成したフッ化物を除去するのに不十分だからであ
り、また、エッチング量を500nm以下としたのは下
部導体部のAl合金部の厚さが500nmだからであ
る。
The etching amount at the time of processing the conductor wiring at the bottom of the connection hole is preferably 200 nm or more and 500 nm or less in the Al alloy portion. If the etching amount is smaller than 200 nm in the Al alloy portion, the fluorine attached at the time of forming the contact hole is insufficient to remove the fluoride formed by reacting with Al, and the etching amount is set to 500 nm or less. This is because the thickness of the Al alloy part of the lower conductor part is 500 nm.

【0046】以上のことから、本例によれば、下部導体
配線と接続孔とが合わせずれの余裕を設けない構造にな
る多層配線において、導体配線側壁部の形状悪化を抑制
することができ、コンタクト特性、配線信頼性を損なう
ことなく、高集積で微細な半導体装置の接続孔形成が可
能となる。
As described above, according to this example, in a multilayer wiring having a structure in which the lower conductor wiring and the connection hole do not have a margin for misalignment, it is possible to suppress deterioration of the shape of the side wall of the conductor wiring. A highly integrated and fine connection hole of a semiconductor device can be formed without deteriorating contact characteristics and wiring reliability.

【0047】なお、下部導体配線は上述の実施例に用い
たものに限るわけではない。すなわち、アルミニウム系
合金、銅、銅合金等のメタル、もしくはこれらと、チタ
ン、チタン系合金、タングステン、タングステン系合金
等の高融点金属との積層構造からなるものを用いること
ができる。
The lower conductor wiring is not limited to the one used in the above embodiment. That is, a metal having a laminated structure of a metal such as an aluminum alloy, copper, or a copper alloy, or a high-melting metal such as titanium, a titanium alloy, tungsten, or a tungsten alloy can be used.

【0048】また、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、下部導体配線と接
続孔とが合わせずれの余裕を設けない構造になる多層配
線において、導体配線側壁部の形状悪化を抑制すること
ができ、コンタクト特性、配線信頼性を損なうことな
く、高集積で微細な半導体装置の接続孔形成が可能とな
る。
As described above, in a multilayer wiring having a structure in which the lower conductor wiring and the connection hole do not have a margin for misalignment, deterioration in the shape of the side wall of the conductor wiring can be suppressed, and the contact characteristics and A highly integrated and fine connection hole of a semiconductor device can be formed without impairing wiring reliability.

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

【図1】実施例1における製造工程を示す断面図である
(その1)。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process in Example 1 (part 1).

【図2】実施例1における製造工程を示す断面図である
(その2)。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing step in the first embodiment (part 2).

【図3】実施例2における製造工程を示す断面図である
(その1)。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in Example 2 (part 1).

【図4】実施例2における製造工程を示す断面図である
(その2)。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in the second embodiment (part 2).

【図5】実施例3における製造工程を示す断面図である
(その1)。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in the third embodiment (part 1).

【図6】実施例3における製造工程を示す断面図である
(その2)。
FIG. 6 is a sectional view showing a manufacturing step in the third embodiment (part 2).

【図7】実施例4における製造工程を示す断面図である
(その1)。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing step in the fourth embodiment (part 1).

【図8】実施例4における製造工程を示す断面図である
(その2)。
FIG. 8 is a sectional view showing a manufacturing step in the fourth embodiment (part 2).

【図9】従来例における製造工程を示す断面図である
(その1)。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process in a conventional example (part 1).

【図10】従来例における製造工程を示す断面図である
(その2)。
FIG. 10 is a sectional view showing a manufacturing step in the conventional example (part 2).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 下地絶縁膜、2 下部導体配線、3 層間絶縁膜、
4 フォトレジスト、5接続孔、6 導体配線の掘れ、
7 密着層メタル、8 埋め込みメタル、9埋め込みボ
イド、10 プラズマ処理、11 プラズマ処理による
改質層、12温水酸化処理、13 温水酸化処理による
改質層、14 イオン照射処理、15 イオン照射処理
による改質層
1 base insulating film, 2 lower conductor wiring, 3 interlayer insulating film,
4 Photoresist, 5 connection holes, 6 Excavation of conductor wiring,
7 adhesion layer metal, 8 buried metal, 9 buried void, 10 plasma treatment, 11 modified layer by plasma treatment, 12 temperature oxidation treatment, 13 modified layer by hot oxidation treatment, 14 ion irradiation treatment, 15 modification by ion irradiation treatment Quality layer

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 接続孔に対する、合わせずれの余裕を設
けない下部導体配線を、下地絶縁膜上に形成する工程
と、 上記下地絶縁膜および上記下部導体配線の上に、層間平
坦化絶縁膜を堆積する工程と、 接続孔加工のためのフォトレジストパターニングを形成
する工程と、 異方性ドライエッチングにより下部導体配線との接続孔
の加工を行なう工程と、 レジスト硬化層をアッシング処理により除去する工程
と、 上記接続孔を介して露出した下部導体配線側壁部に改質
層を形成する工程と、 薬液洗浄処理によりレジスト除去を行なう工程と、 改質層を逆スパッタークリーニングによって除去した
後、密着層メタルを全面成膜する工程と、 埋め込みメタルを全面成膜する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a lower conductor wiring having no margin for misalignment with respect to a connection hole on a base insulating film; and forming an interlayer planarization insulating film on the base insulating film and the lower conductor wiring. Depositing, forming a photoresist pattern for processing a connection hole, processing a connection hole with a lower conductor wiring by anisotropic dry etching, and removing a resist hardened layer by ashing processing Forming a modified layer on the side wall of the lower conductor wiring exposed through the connection hole; removing resist by a chemical cleaning process; removing the modified layer by reverse sputter cleaning; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a metal film over the entire surface; and a step of forming a buried metal film over the entire surface.
【請求項2】 接続孔を介して露出した下部導体配線側
壁部に改質層を形成する工程は、プラズマ処理により、
下部導体配線側壁部に改質層を形成することを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The step of forming a modified layer on a side wall portion of a lower conductor wiring exposed through a connection hole, comprising:
2. The method according to claim 1, wherein a modified layer is formed on a side wall of the lower conductor wiring.
【請求項3】 接続孔を介して露出した下部導体配線側
壁部に改質層を形成する工程は、プラズマ処理により、
下部導体配線側壁部に、膜厚が5nm以上20nm以下
の範囲にある改質層を形成することを特徴とする請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
3. The step of forming a modified layer on a side wall portion of a lower conductor wiring exposed through a connection hole, the plasma processing comprises:
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a modified layer having a thickness in a range of 5 nm or more and 20 nm or less is formed on a lower conductor wiring side wall.
【請求項4】 接続孔を介して露出した下部導体配線側
壁部に改質層を形成する工程は、窒素、酸素、水素、ま
たは酸素と水素の混合ガスを用いたプラズマ処理によ
り、下部導体配線側壁部に改質層を形成することを特徴
とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
4. The step of forming a modified layer on the side wall of the lower conductor wiring exposed through the connection hole is performed by a plasma treatment using nitrogen, oxygen, hydrogen, or a mixed gas of oxygen and hydrogen. 2. The method according to claim 1, wherein a modified layer is formed on the side wall.
【請求項5】 接続孔を介して露出した下部導体配線側
壁部に改質層を形成する工程は、窒素、酸素、水素、ま
たは酸素と水素の混合ガスを用いたプラズマ処理によ
り、下部導体配線側壁部に、膜厚が5nm以上20nm
以下の範囲にある改質層を形成することを特徴とする請
求項1記載の半導体装置の製造方法。
5. The step of forming a modified layer on the side wall of the lower conductor wiring exposed through the connection hole is performed by plasma treatment using nitrogen, oxygen, hydrogen, or a mixed gas of oxygen and hydrogen. The thickness is 5 nm or more and 20 nm on the side wall.
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a modified layer having the following range is formed.
【請求項6】 接続孔を介して露出した下部導体配線側
壁部に改質層を形成する工程は、窒素プラズマ処理によ
り、下部導体配線側壁部に窒化層を形成することを特徴
とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
6. The step of forming a modified layer on the lower conductor wiring sidewall exposed through the connection hole, wherein a nitride layer is formed on the lower conductor wiring sidewall by nitrogen plasma treatment. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項7】 接続孔を介して露出した下部導体配線側
壁部に改質層を形成する工程は、窒素プラズマ処理によ
り、下部導体配線側壁部に、膜厚が5nm以上20nm
以下の範囲にある窒化層を形成することを特徴とする請
求項1記載の半導体装置の製造方法。
7. The step of forming a modified layer on the side wall of the lower conductor exposed through the connection hole is performed by a nitrogen plasma treatment to a thickness of 5 nm to 20 nm on the side of the lower conductor wiring.
2. The method according to claim 1, wherein a nitride layer having the following range is formed.
【請求項8】 下部導体配線は、アルミニウム系合金、
銅、銅合金等のメタル、もしくはこれらと、チタン、チ
タン系合金、タングステン、タングステン系合金等の高
融点金属との積層構造からなり、 接続孔を介して露出した下部導体配線側壁部に改質層を
形成する工程は、窒素プラズマ処理により、下部導体配
線側壁部に、膜厚が5nm以上20nm以下の範囲にあ
る窒化層を形成することを特徴とする請求項1記載の半
導体装置の製造方法。
8. The lower conductor wiring is made of an aluminum alloy,
Metals such as copper and copper alloys, or a laminated structure of these and high-melting metals such as titanium, titanium-based alloys, tungsten, and tungsten-based alloys, and modified into lower conductor wiring sidewalls exposed through connection holes 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein in the step of forming the layer, a nitride layer having a thickness of 5 nm or more and 20 nm or less is formed on the side wall of the lower conductor wiring by nitrogen plasma treatment. .
【請求項9】 接続孔を介して露出した下部導体配線側
壁部に改質層を形成する工程は、温水酸化処理により、
下部導体配線側壁部に酸化層を形成することを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
9. The step of forming a modified layer on a side wall portion of a lower conductor wiring exposed through a connection hole is performed by performing a hot hydroxylation treatment.
2. The method according to claim 1, wherein an oxide layer is formed on a side wall of the lower conductor wiring.
【請求項10】 接続孔を介して露出した下部導体配線
側壁部に改質層を形成する工程は、温水酸化処理によ
り、下部導体配線側壁部に、膜厚が5nm以上20nm
以下の範囲にある酸化層を形成することを特徴とする請
求項1記載の半導体装置の製造方法。
10. The step of forming a modified layer on the side wall of the lower conductor exposed through the connection hole is performed by hot water oxidation to form a film having a thickness of 5 nm or more and 20 nm on the side wall of the lower conductor.
2. The method according to claim 1, wherein an oxide layer having the following range is formed.
【請求項11】 下部導体配線は、アルミニウム系合
金、銅、銅合金等のメタル、もしくはこれらと、チタ
ン、チタン系合金、タングステン、タングステン系合金
等の高融点金属との積層構造からなり、 接続孔を介して露出した下部導体配線側壁部に改質層を
形成する工程は、温水酸化処理により、下部導体配線側
壁部に、膜厚が5nm以上20nm以下の範囲にある酸
化層を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体
装置の製造方法。
11. The lower conductor wiring has a laminated structure of a metal such as an aluminum alloy, copper, a copper alloy, or a high melting point metal such as titanium, a titanium alloy, tungsten, or a tungsten alloy. The step of forming the modified layer on the side wall of the lower conductor wiring exposed through the hole includes forming an oxide layer having a thickness in the range of 5 nm or more and 20 nm or less on the side wall of the lower conductor wiring by hot water oxidation. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項12】 接続孔を介して露出した下部導体配線
側壁部に改質層を形成する工程は、イオン照射処理によ
り、下部導体配線側壁部に改質層を形成することを特徴
とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
12. The step of forming a modified layer on a side wall portion of a lower conductor wiring exposed through a connection hole, wherein the reforming layer is formed on a side wall portion of the lower conductor wiring by ion irradiation treatment. Item 2. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 1.
【請求項13】 接続孔を介して露出した下部導体配線
側壁部に改質層を形成する工程は、イオン照射処理によ
り、下部導体配線側壁部に、膜厚が5nm以上20nm
以下の範囲にある改質層を形成することを特徴とする請
求項1記載の半導体装置の製造方法。
13. The step of forming a modified layer on the lower conductor wiring side wall exposed through the connection hole, wherein the film thickness is 5 nm to 20 nm on the lower conductor wiring side wall by ion irradiation treatment.
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a modified layer having the following range is formed.
【請求項14】 接続孔を介して露出した下部導体配線
側壁部に改質層を形成する工程は、酸素イオン、水素イ
オン、または窒素イオンの照射処理により、下部導体配
線側壁部に改質層を形成することを特徴とする請求項1
記載の半導体装置の製造方法。
14. The step of forming a modified layer on the side wall of the lower conductor exposed through the connection hole is performed by irradiating oxygen, hydrogen, or nitrogen ions with the modified layer on the side of the lower conductor wiring. 2. The method according to claim 1, wherein
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項15】 接続孔を介して露出した下部導体配線
側壁部に改質層を形成する工程は、酸素イオン、水素イ
オン、または窒素イオンの照射処理により、下部導体配
線側壁部に、膜厚が5nm以上20nm以下の範囲にあ
る改質層を形成することを特徴とする請求項1記載の半
導体装置の製造方法。
15. The step of forming a modified layer on the lower conductor wiring side wall exposed through the connection hole includes the step of irradiating oxygen ion, hydrogen ion, or nitrogen ion with a film thickness on the lower conductor wiring side wall. 2. The method according to claim 1, wherein a modified layer having a thickness of 5 nm or more and 20 nm or less is formed.
【請求項16】 接続孔を介して露出した下部導体配線
側壁部に改質層を形成する工程は、酸素イオン照射処理
により、下部導体配線側壁部に酸化層を形成することを
特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
16. The step of forming a modified layer on a side wall portion of a lower conductor wiring exposed through a connection hole includes forming an oxide layer on a side wall portion of the lower conductor wiring by oxygen ion irradiation treatment. Item 2. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 1.
【請求項17】 接続孔を介して露出した下部導体配線
側壁部に改質層を形成する工程は、酸素イオン照射処理
により、下部導体配線側壁部に、膜厚が5nm以上20
nm以下の範囲にある酸化層を形成することを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
17. The step of forming a modified layer on the lower conductor wiring side wall exposed through the connection hole includes the step of forming a film with a thickness of 5 nm or more on the lower conductor wiring side wall by oxygen ion irradiation treatment.
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an oxide layer having a thickness of not more than nm is formed.
【請求項18】 下部導体配線は、アルミニウム系合
金、銅、銅合金等のメタル、もしくはこれらと、チタ
ン、チタン系合金、タングステン、タングステン系合金
等の高融点金属との積層構造からなり、 接続孔を介して露出した下部導体配線側壁部に改質層を
形成する工程は、酸素イオン照射処理により、下部導体
配線側壁部に、膜厚が5nm以上20nm以下の範囲に
ある酸化層を形成することを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
18. The lower conductor wiring has a laminated structure of a metal such as an aluminum-based alloy, copper, or a copper alloy, or a high-melting-point metal such as titanium, a titanium-based alloy, tungsten, or a tungsten-based alloy. The step of forming the modified layer on the lower conductor wiring side wall exposed through the hole includes forming an oxide layer having a thickness in the range of 5 nm or more and 20 nm or less on the lower conductor wiring side wall by oxygen ion irradiation treatment. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項19】 接続孔に対する、合わせずれの余裕を
設けない下部導体配線を、下地絶縁膜上に形成する工程
と、 上記下地絶縁膜および上記下部導体配線の上に、層間平
坦化絶縁膜を堆積する工程と、 接続孔加工のためのフォトレジストパターニングを形成
する工程と、 異方性ドライエッチングにより下部導体配線との接続孔
の加工を行なう工程と、 接続孔底部の下部導体配線をエッチングする工程と、 レジスト硬化層をアッシング処理により除去する工程
と、 薬液洗浄処理によりレジスト除去を行なう工程と、 密着層メタルを全面成膜した後、埋め込みメタルを全面
成膜する工程とを有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
19. A step of forming a lower conductor wiring having no allowance for misalignment with respect to a connection hole on a base insulating film; and forming an interlayer planarization insulating film on the base insulating film and the lower conductor wiring. Depositing, forming a photoresist pattern for processing a connection hole, processing a connection hole with a lower conductor wiring by anisotropic dry etching, and etching the lower conductor wiring at the bottom of the connection hole A step of removing the resist hardened layer by ashing, a step of removing the resist by a chemical cleaning treatment, and a step of depositing the entire surface of the adhesion layer metal and then depositing the embedded metal. Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項20】 接続孔底部の下部導体配線をエッチン
グする工程は、下部導体配線を、200nm以上で下部
導体線厚さ未満の範囲内で、エッチングすることを特徴
とする請求項19記載の半導体装置の製造方法。
20. The semiconductor according to claim 19, wherein in the step of etching the lower conductor wiring at the bottom of the connection hole, the lower conductor wiring is etched within a range of not less than 200 nm and less than the thickness of the lower conductor wire. Device manufacturing method.
【請求項21】 下部導体配線は、アルミニウム系合
金、銅、銅合金等のメタル、もしくはこれらと、チタ
ン、チタン系合金、タングステン、タングステン系合金
等の高融点金属との積層構造からなり、 接続孔底部の下部導体配線をエッチングする工程は、下
部導体配線を、200nm以上で下部導体線厚さ未満の
範囲内で、エッチングすることを特徴とする請求項19
記載の半導体装置の製造方法。
21. The lower conductor wiring has a laminated structure of a metal such as an aluminum-based alloy, copper, or a copper alloy, or a high-melting-point metal such as titanium, a titanium-based alloy, tungsten, or a tungsten-based alloy. 20. The step of etching the lower conductor wiring at the bottom of the hole, wherein the lower conductor wiring is etched within a range of not less than 200 nm and less than the thickness of the lower conductor wiring.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項22】 接続孔に対する、合わせずれの余裕を
設けない下部導体配線を、下地絶縁膜上に形成し、 上記下地絶縁膜および上記下部導体配線上に、層間平坦
化絶縁膜を形成し、 上記層間平坦化絶縁膜に、上記下部導体配線の一部を削
除する接続孔を形成し、 上記接続孔及び上記層間平坦化絶縁膜上に埋め込みメタ
ルを成膜することを特徴とする半導体装置。
22. A lower conductor wiring having no margin for misalignment with respect to the connection hole is formed on a base insulating film, and an interlayer planarization insulating film is formed on the base insulating film and the lower conductor wiring. A semiconductor device, wherein a connection hole for partially removing the lower conductor wiring is formed in the interlayer planarization insulating film, and a buried metal is formed on the connection hole and the interlayer planarization insulating film.
【請求項23】 接続孔は、下部導体配線を、下部導体
配線の上部から200nm以上で下部導体線厚さ未満の
範囲内で、削除するものであることを特徴とする請求項
22記載の半導体装置。
23. The semiconductor according to claim 22, wherein the connection hole deletes the lower conductor wiring from an upper part of the lower conductor wiring within a range of 200 nm or more and less than a thickness of the lower conductor wiring. apparatus.
【請求項24】 下部導体配線は、アルミニウム系合
金、銅、銅合金等のメタル、もしくはこれらと、チタ
ン、チタン系合金、タングステン、タングステン系合金
等の高融点金属との積層構造からなり、 接続孔は、下部導体配線を、下部導体配線の上部から2
00nm以上で下部導体線厚さ未満の範囲内で、削除す
るものであることを特徴とする請求項22記載の半導体
装置。
24. The lower conductor wiring has a laminated structure of a metal such as an aluminum alloy, copper, a copper alloy, or a high melting point metal such as titanium, a titanium alloy, tungsten, or a tungsten alloy. The hole is formed so that the lower conductor wiring is 2
23. The semiconductor device according to claim 22, wherein the semiconductor device is deleted within a range of not less than 00 nm and less than the thickness of the lower conductor line.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001313333A (en) * 2000-02-23 2001-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
KR100399011B1 (en) * 1999-11-26 2003-09-22 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
US6815341B2 (en) 2000-02-23 2004-11-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating metal interconnect in a carbon-containing silicon oxide film
US7232763B2 (en) 2003-10-08 2007-06-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing semiconductor device
KR100765930B1 (en) * 2005-10-24 2007-10-11 후지쯔 가부시끼가이샤 Semiconductor device fabrication method
CN107665877A (en) * 2016-07-29 2018-02-06 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 Component carrier with the conductive strips buried
CN107689333A (en) * 2016-08-05 2018-02-13 台湾积体电路制造股份有限公司 Semiconductor package part and forming method thereof

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100399011B1 (en) * 1999-11-26 2003-09-22 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 Method and apparatus for manufacturing semiconductor device
JP2001313333A (en) * 2000-02-23 2001-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
US6815341B2 (en) 2000-02-23 2004-11-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating metal interconnect in a carbon-containing silicon oxide film
US7030009B2 (en) 2000-02-23 2006-04-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for forming metal interconnect in a carbon containing silicon oxide film
US7232763B2 (en) 2003-10-08 2007-06-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing semiconductor device
KR100765930B1 (en) * 2005-10-24 2007-10-11 후지쯔 가부시끼가이샤 Semiconductor device fabrication method
US7419914B2 (en) 2005-10-24 2008-09-02 Fujitsu Limited Semiconductor device fabrication method
CN107665877A (en) * 2016-07-29 2018-02-06 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 Component carrier with the conductive strips buried
CN107665877B (en) * 2016-07-29 2021-05-25 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 Component carrier with buried conductive strips
CN107689333A (en) * 2016-08-05 2018-02-13 台湾积体电路制造股份有限公司 Semiconductor package part and forming method thereof
US11417604B2 (en) 2016-08-05 2022-08-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Dense redistribution layers in semiconductor packages and methods of forming the same
CN107689333B (en) * 2016-08-05 2023-11-21 台湾积体电路制造股份有限公司 Semiconductor package and method of forming the same

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