JPH10313052A - Method for forming wiring of semiconductor device and wiring structure - Google Patents

Method for forming wiring of semiconductor device and wiring structure

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JPH10313052A
JPH10313052A JP11948797A JP11948797A JPH10313052A JP H10313052 A JPH10313052 A JP H10313052A JP 11948797 A JP11948797 A JP 11948797A JP 11948797 A JP11948797 A JP 11948797A JP H10313052 A JPH10313052 A JP H10313052A
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JP
Japan
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wiring
forming
plug
layer
insulating film
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Application number
JP11948797A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Masumoto
政幸 増元
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming the wiring of a semiconductor device, in which any margin region for positioning is dispensed with, and a plug capable of satisfactory ohmic contact is formed. SOLUTION: This wiring forming method includes a wiring layer forming step for forming wiring layers 42, 44, and 46 on a substrate, plug forming layer forming step for forming a plug-forming layer 48 connected with the wiring layer on the wiring layer, wiring patterning process for patterning the plug- forming layer and the wiring layer according to a prescribed wiring pattern, and forming a wiring 57 having the plug-forming layer at the upper part, and plug-forming process for patterning the plug-forming layer according to a prescribed plug pattern, and forming a plug 59 conducted with the wiring on the wiring.

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、半導体装置の配線
形成方法及び配線構造に関し、更に詳細には、高密度で
信頼性の高い配線を形成する、半導体装置の配線形成方
法及び配線構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a wiring of a semiconductor device and a wiring structure, and more particularly, to a method for forming a wiring and a wiring structure of a semiconductor device for forming a wiring with high density and high reliability. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高集積化及び高密度化に伴
って、半導体装置の配線技術は、益々、微細化及び多層
化の方向に進んでいて、半導体集積回路の製造プロセス
技術においてますます大きな比重を占めつつある。多層
化するために、多層配線構造が重要になり、層間絶縁膜
を介して上下に存在する配線層同士をプラグで接続する
方法が多用されている。
2. Description of the Related Art With the increasing integration and density of semiconductor devices, the wiring technology of semiconductor devices is increasingly moving toward miniaturization and multi-layering, and more and more in the manufacturing process technology of semiconductor integrated circuits. It is occupying a large proportion. In order to increase the number of layers, a multilayer wiring structure becomes important, and a method of connecting upper and lower wiring layers with a plug via an interlayer insulating film is often used.

【0003】ここで、図7及び図8を参照しつつ、従来
のプラグ形成方法を説明する。先ず、図7(a)に示す
ように、基板12上にAl又はAl合金層14とTiN/
Tiからなる反射防止膜16との積層膜を第1層の金属
配線層として形成する。次いで、図7(b)に示すよう
に、反射防止膜16上に層間絶縁膜18を成膜する。更
に、図7(c)に示すように、層間絶縁膜18上にレジ
スト膜20を成膜し、所望のプラグパターンを有するよ
うにレジスト膜20をフォトリソグラフィによりパター
ニングする。次に、図7(d)に示すように、パターニ
ングしたレジスト膜20をマスクにして、層間絶縁膜1
8をエッチングし、コンタクトホール22を形成する。
レジスト膜20は除去する。次いで、図8(e)に示す
ように、基板上全面にTiNからなる密着層24をスパ
ッタにより成膜する。次に、図8(f)に示すように、
CVD法によりブランケット・タングステン膜26を基
板全面に成膜し、続いて図8(g)に示すように、層間
絶縁膜18までエッチバックしてタングステン・プラグ
28をコンタクトホール22内に形成する。更に、図8
(h)に示すように、その上に、Al又はAl合金層30
とTiN/Tiからなる反射防止膜32との積層膜を第
2層の金属配線層として形成し、パターニングして所定
の配線を形成する。
Here, a conventional plug forming method will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. First, as shown in FIG. 7A, an Al or Al alloy layer 14 and a TiN /
A laminated film with the antireflection film 16 made of Ti is formed as a first metal wiring layer. Next, as shown in FIG. 7B, an interlayer insulating film 18 is formed on the antireflection film 16. Further, as shown in FIG. 7C, a resist film 20 is formed on the interlayer insulating film 18, and the resist film 20 is patterned by photolithography so as to have a desired plug pattern. Next, as shown in FIG. 7D, using the patterned resist film 20 as a mask,
8 is etched to form a contact hole 22.
The resist film 20 is removed. Next, as shown in FIG. 8E, an adhesion layer 24 made of TiN is formed on the entire surface of the substrate by sputtering. Next, as shown in FIG.
A blanket tungsten film 26 is formed on the entire surface of the substrate by the CVD method. Subsequently, as shown in FIG. 8G, the tungsten plug 28 is formed in the contact hole 22 by etching back to the interlayer insulating film 18. Further, FIG.
As shown in (h), an Al or Al alloy layer 30 is formed thereon.
A laminated film of and an antireflection film 32 made of TiN / Ti is formed as a second metal wiring layer, and is patterned to form a predetermined wiring.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のプラ
グ形成方法による多層配線構造には、次のような問題が
あった。先ず、第1には、下層の第1配線とコンタクト
を形成する際、フォトリソグラフィでの位置合わせズレ
を見込んで余裕を与えるために、図9に示すように、プ
ラグの断面よりかなり大きなマージン領域Aをコンタク
ト部として形成し、その領域Aにコンタクトホール及び
プラグを形成する必要があった。そのために、近年、半
導体装置の縮小化に伴い、配線間隔も縮小する必要に迫
られているが、位置合わせマージンを見込んでコンタク
ト用に確保したマージン領域Aにより規制されて、配線
間隔dを縮めることができないという問題があった。第
2には、従来のプラグ形成プロセスでは、第1層の金属
配線層及び層間絶縁膜を成膜した後、層間絶縁膜を貫通
して、プラグを形成するためのコンタクトホールを開口
する。次いで、密着層となるTi、TiNをスパッタに
て成膜している。そのため、吸湿し易い、或いは脱ガス
し易い膜、例えばSOG膜を層間絶縁膜として使用した
場合、十分なキュアと、キャッピング(Capping )及び
後処理を施さないと、密着層のスパッタ時に層間絶縁膜
から脱ガスが起こり、図10(a)に示すように、欠陥
部( Poisoned Via )Bが密着層に発生し、密着層がコ
ンタクトホールの壁に正常に堆積しない。このため、C
VD法によりブランケット・タングステン膜を成膜した
際、図10(b)に示すように、コンタクトホールを完
全に埋め込むことが難しく、ボイドCが発生して、良好
なプラグを形成することができなくなるために、オーミ
ックなコンタクト抵抗がとれないという問題が発生して
いた。
By the way, the multilayer wiring structure by the conventional plug forming method has the following problems. First, when forming a contact with the first wiring in the lower layer, a margin area much larger than the cross section of the plug as shown in FIG. A was formed as a contact portion, and a contact hole and a plug had to be formed in the region A. For this reason, in recent years, with the miniaturization of the semiconductor device, it is necessary to reduce the wiring interval. However, the wiring interval d is reduced by the margin area A secured for the contact in consideration of the alignment margin. There was a problem that it was not possible. Second, in the conventional plug formation process, after forming the first metal wiring layer and the interlayer insulating film, a contact hole for forming a plug is formed through the interlayer insulating film. Next, Ti and TiN which are to be adhesion layers are formed by sputtering. For this reason, when a film that easily absorbs moisture or degassed, for example, an SOG film is used as the interlayer insulating film, the interlayer insulating film is not sputtered when the adhesion layer is sputtered unless sufficient curing, capping, and post-treatment are performed. As shown in FIG. 10A, a defect (Poisoned Via) B is generated in the adhesion layer, and the adhesion layer is not normally deposited on the wall of the contact hole. Therefore, C
When a blanket tungsten film is formed by the VD method, as shown in FIG. 10B, it is difficult to completely fill the contact holes, and voids C are generated, so that a good plug cannot be formed. Therefore, there has been a problem that ohmic contact resistance cannot be obtained.

【0005】そこで、本発明の目的は、配線とコンタク
トホールとの位置合わせ用のマージン領域を必要とせ
ず、しかも良好なオーミック・コンタクト抵抗を示すプ
ラグを形成できる、配線形成方法を提供することであ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a wiring forming method which does not require a margin region for alignment between a wiring and a contact hole and can form a plug exhibiting good ohmic contact resistance. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決できる手段を研究する過程で、層間絶縁膜にコンタ
クトホールを開口する従来の手法に代えて、層間絶縁膜
の成膜前に、配線とプラグとからなる配線構造をエッチ
ングにより一体的に形成し、その後に層間絶縁膜を成膜
し、層間絶縁膜内に配線構造を埋め込むことを着想し
た。これによれば、配線とコンタクトホールとの位置合
わせを必要としないので、位置合わせ用のマージン領域
を省いて配線間隔を縮小でき、しかもコンタクトホール
内に密着層を成膜する必要がないので、良好なオーミッ
ク・コンタクトを実現できる。
In the course of studying means for solving the above-mentioned problems, the present inventor has replaced the conventional method of forming a contact hole in the interlayer insulating film with a method prior to the formation of the interlayer insulating film. The idea of forming a wiring structure composed of a wiring and a plug integrally by etching, thereafter forming an interlayer insulating film, and embedding the wiring structure in the interlayer insulating film was conceived. According to this, since the alignment between the wiring and the contact hole is not required, the margin between the wirings can be reduced by omitting the margin area for the alignment, and since there is no need to form an adhesion layer in the contact hole, Good ohmic contact can be realized.

【0007】上記目的を達成するために、得た知見に基
づいて、本発明に係る半導体装置の配線形成方法は、基
板上に配線層を成膜する配線層成膜ステップと、配線と
接続するプラグを形成するためのプラグ形成層を配線層
上に成膜するプラグ形成層成膜ステップと、プラグ形成
層及び配線層を所定の配線パターンに従ってパターニン
グし、プラグ形成層を上に有する配線を形成する配線パ
ターニング工程と、配線上のプラグ形成層を所定のプラ
グパターンに従ってパターニングし、配線と導通するプ
ラグを配線上に形成するプラグ形成工程とを有すること
を特徴としている。
In order to achieve the above object, based on the knowledge obtained, a wiring forming method for a semiconductor device according to the present invention provides a wiring layer forming step of forming a wiring layer on a substrate, and connecting to the wiring. Forming a plug forming layer for forming a plug on the wiring layer; forming a plug forming layer on the wiring layer; and patterning the plug forming layer and the wiring layer according to a predetermined wiring pattern to form a wiring having the plug forming layer thereon. And a plug forming step of patterning a plug formation layer on the wiring in accordance with a predetermined plug pattern and forming a plug electrically conductive to the wiring on the wiring.

【0008】配線層及びプラグ形成層を構成する材料
は、制約はなく、例えばAl、Al合金を使用できる。ま
た、配線層成膜ステップに続いてプラグ形成層成膜ステ
ップの前に、配線層上にバリアメタル層を成膜しても良
い。以上の構成により、従来のようなコンタクトホール
埋め込み型のプラグコンタクトではなく、配線層とプラ
グ形成層の積層構造のエッチング加工により配線と一体
的なコンタクトを形成できるので、位置合わせ用のマー
ジン領域を見込む必要はなく、従来に比べて、高密度で
配線を配置することができる。また、層間絶縁膜にコン
タクトホールを開口していないので、密着層を成膜する
必要がなく、従来のようなPoisoned Via も発生しな
い。
[0008] The material constituting the wiring layer and the plug forming layer is not limited, and for example, Al or an Al alloy can be used. Further, after the wiring layer forming step and before the plug forming layer forming step, a barrier metal layer may be formed on the wiring layer. According to the above configuration, a contact integrated with the wiring can be formed by etching the stacked structure of the wiring layer and the plug forming layer, instead of the conventional plug contact of the contact hole buried type, so that the margin area for alignment can be reduced. There is no need to anticipate, and wiring can be arranged at a higher density than in the past. Further, since no contact hole is formed in the interlayer insulating film, there is no need to form an adhesion layer, and the conventional Poisoned Via does not occur.

【0009】更には、プラグ形成工程に続いて、基板上
に層間絶縁膜を成膜して、配線及びプラグを層間絶縁膜
内に埋め込む層間絶縁膜成膜ステップと、層間絶縁膜を
研磨し、平坦化しつつプラグの頂部を層間絶縁膜から露
出させるステップと、プラグ頂部と接続する別の配線層
をプラグ上及び層間絶縁膜上に形成するステップとを実
施するようにしても良い。これにより、信頼性の高い多
層配線構造を形成することができる。
[0009] Further, following the plug forming step, an interlayer insulating film is formed on the substrate, an interconnect insulating film forming step of embedding wirings and plugs in the interlayer insulating film, and the interlayer insulating film is polished. The step of exposing the top of the plug from the interlayer insulating film while planarizing and the step of forming another wiring layer connected to the top of the plug on the plug and the interlayer insulating film may be performed. Thereby, a highly reliable multilayer wiring structure can be formed.

【0010】また、プラグ形成工程に続いて層間絶縁膜
成膜ステップの前に、基板上全面にバリアメタル層を成
膜するステップと、基板上の配線と配線との間にあるバ
リアメタル層をエッチングして除去するステップとを実
施するようにしても良い。これにより、配線層及びプラ
グからの金属拡散を抑制して、一層信頼性の高い多層配
線構造を形成することができる。層間絶縁膜の研磨に
は、例えばCMP法を使用する。
In addition, before the step of forming an interlayer insulating film following the plug formation step, a step of forming a barrier metal layer over the entire surface of the substrate, and a step of forming a barrier metal layer between wirings on the substrate. And removing by etching. Accordingly, metal diffusion from the wiring layer and the plug can be suppressed, and a more reliable multilayer wiring structure can be formed. For polishing the interlayer insulating film, for example, a CMP method is used.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
例を挙げて、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。実施例1 本実施例は半導体装置の本発明に係る配線形成方法の実
施例である。図1(a)から(d)、図2(e)から
(h)、及び図3(i)から(h)は、それぞれ、本実
施例の配線形成方法の各工程毎の配線構造の断面図であ
る。第1ステップ 本実施例では、先ず、図1(a)に示すように、基板4
0上にTi/TiN/Ti膜からなる第1バリアメタル
層42、Al−Cu合金又はAl−Si−Cu合金から
なる第1Al合金層44、Ti/TiN/Ti膜からな
る第2バリアメタル層46、Al−Cu合金又はAl−
Si−Cu合金からなるプラグ形成層48及びTiN/
Ti膜からなる反射防止膜50の積層膜として第1配線
層52を形成する。第2ステップ 次いで、図1(b)に示すように、反射防止膜50上に
無機膜、例えばTEOS膜54を成膜する。第3ステップ 更に、図1(c)に示すように、TEOS膜54上にレ
ジスト膜56を塗布し、フォトリソグラフィにより所望
のプラグパターンを備えたレジスト膜56のマスクパタ
ーンを形成する。第4ステップ 次に、図1(d)に示すように、パターニングしたレジ
スト膜56をマスクにして、ドライエッチングによりT
EOS膜54をパターニングし、所望のプラグパターン
を備えた無機マスク54を形成する。パターニング後
に、レジスト膜56を除去する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings by way of examples. Embodiment 1 This embodiment is an embodiment of a wiring forming method according to the present invention for a semiconductor device. FIGS. 1A to 1D, FIGS. 2E to 2H, and FIGS. 3I to 3H respectively show cross sections of the wiring structure in each step of the wiring forming method of the present embodiment. FIG. First Step In this embodiment, first, as shown in FIG.
0, a first barrier metal layer 42 made of a Ti / TiN / Ti film, a first Al alloy layer 44 made of an Al-Cu alloy or an Al-Si-Cu alloy, and a second barrier metal layer made of a Ti / TiN / Ti film 46, Al-Cu alloy or Al-
A plug forming layer 48 made of a Si—Cu alloy and TiN /
The first wiring layer 52 is formed as a laminated film of the antireflection film 50 made of a Ti film. Second Step Next, as shown in FIG. 1B, an inorganic film, for example, a TEOS film 54 is formed on the antireflection film 50. Third Step Further, as shown in FIG. 1C, a resist film 56 is applied on the TEOS film 54, and a mask pattern of the resist film 56 having a desired plug pattern is formed by photolithography. Fourth Step Next, as shown in FIG. 1D, using the patterned resist film 56 as a mask, T
The EOS film 54 is patterned to form an inorganic mask 54 having a desired plug pattern. After patterning, the resist film 56 is removed.

【0012】第5ステップ 次いで、図2(e)に示すように、別のレジスト膜58
を成膜し、パターニングしてTEOS膜54を覆う、所
望の配線パターンを有する別のレジスト膜58のマスク
パターンを形成する。第6ステップ 次に、図2(f)に示すように、別のレジスト膜58を
マスクにして第1配線層52、即ち反射防止膜50、プ
ラグ形成層48、第2バリアメタル46、第1Al合金
層44及び第1バリアメタル層42をエッチングして、
残部55を第1段階のコンタクトプラグ構造として形成
する。第7ステップ 続いて、別のレジスト膜58を除去し、更に、図2
(g)に示すように、TEOS膜54をマスクにして反
射防止膜50及びプラグ形成層48をエッチングする。
これにより、第1バリアメタル層42、第1Al合金層
44及び第2バリアメタル層46からなる配線57と、
プラグ形成層48をエッチングしてなるプラグ59が形
成される。第8ステップ 次に、図2(h)に示すように、基板全面にP−TEO
S膜60を成膜する。P−TEOS膜60は、配線57
及びプラグ59からのAlの拡散を防止することができ
る。
[0012] The fifth step Next, as shown in FIG. 2 (e), another resist film 58
Is formed and patterned to form a mask pattern of another resist film 58 having a desired wiring pattern and covering the TEOS film 54. Sixth Step Next, as shown in FIG. 2F, the first wiring layer 52, that is, the antireflection film 50, the plug forming layer 48, the second barrier metal 46, and the first Al are formed using another resist film 58 as a mask. Etching the alloy layer 44 and the first barrier metal layer 42,
The remaining portion 55 is formed as a first stage contact plug structure. Subsequently to the seventh step , another resist film 58 is removed, and further, FIG.
As shown in (g), the antireflection film 50 and the plug formation layer 48 are etched using the TEOS film 54 as a mask.
As a result, the wiring 57 including the first barrier metal layer 42, the first Al alloy layer 44, and the second barrier metal layer 46,
A plug 59 is formed by etching the plug forming layer 48. Eighth step Next, as shown in FIG.
An S film 60 is formed. The P-TEOS film 60 is
In addition, diffusion of Al from the plug 59 can be prevented.

【0013】第9ステップ 更に、図3(i)に示すように、P−TEOS膜60上
にSOG膜(無機、有機)にて層間絶縁膜62を成膜す
る。第10ステップ 続いて、図3(j)に示すように、CMP法により層間
絶縁膜62、P−TEOS膜60、無機マスクのTEO
S膜54及び反射防止膜50を研磨しつつ基板面を平坦
化し、かつAl合金からなるプラグ59の頂部を露出さ
せる。第11ステップ 次いで、基板全面にTi/TiN/Ti膜からなるバリ
アメタル層64、第2Al合金層66及びTiN/Ti
膜からなる反射防止膜68の積層膜として第2配線層7
0を形成する。
Ninth Step Further, as shown in FIG. 3I, an interlayer insulating film 62 is formed on the P-TEOS film 60 by using an SOG film (inorganic or organic). Subsequently to the tenth step , as shown in FIG. 3J, the interlayer insulating film 62, the P-TEOS film 60, and the TEO of the inorganic mask are formed by the CMP method.
The substrate surface is flattened while polishing the S film 54 and the antireflection film 50, and the top of the plug 59 made of Al alloy is exposed. Eleventh Step Next, a barrier metal layer 64 made of a Ti / TiN / Ti film, a second Al alloy layer 66 and a TiN / Ti
Wiring layer 7 as a laminated film of an anti-reflection film 68 made of
0 is formed.

【0014】本実施例では、コンタクトプラグと配線層
とを一体的なエッチング加工体として形成しているの
で、従来のように位置合わせズレを見込んだマージン領
域を確保する必要がなく、図4に示すように、従来の図
9に比べて配線間隔を縮小でき、配線構造の集積度を高
めることができる。また、コンタクトホールを開口して
いないので、コンタクトホール内に密着層を成膜する必
要がなく、オーミックなコンタクトを形成することがで
きる。
In this embodiment, since the contact plug and the wiring layer are formed as an integrated etched body, it is not necessary to secure a margin area in consideration of misalignment as in the prior art. As shown in the figure, the wiring interval can be reduced as compared with the related art in FIG. 9, and the degree of integration of the wiring structure can be increased. Further, since the contact hole is not opened, it is not necessary to form an adhesion layer in the contact hole, and an ohmic contact can be formed.

【0015】実施例2 本実施例は本発明に係る配線形成方法の別の実施例であ
る。本実施例では、実施例1と同様にして、図1(a)
から(d)及び図2(e)から(g)に示すように、第
7ステップまで実施する。図5(a)から(c)及び図
6(d)から(f)は、本実施例の配線形成方法の各工
程毎の配線構造の断面図であって、図5(a)は図2
(g)に続く図である。第8ステップ 次に、図5(a)に示すように、Ti、TiN又はTi
ONを連続的にスパッタして、Ti/TiN膜からなる
バリアメタル層80を第1配線層57及びプラグ59の
側面を含め基板全面に成膜する。第9ステップ 次いで、図5(b)に示すように、基板全面にレジスト
膜82を塗布し、基板上の配線と配線との間にあるバリ
アメタル層80aを露出させるマスクパターンを有する
ようにレジスト膜82をパターニングする。第10ステップ 続いて、図5(c)に示すように、パターニングしたレ
ジスト膜82をマスクにして、開口底部の基板上のバリ
アメタル層80aをドライエッチングによりエッチング
する。これにより、配線と配線との間が電気的に確実に
断絶されるので、配線同士の間で短絡するようなことは
生じない。次に、レジスト膜82を除去し、残ったバリ
アメタル層80を露出させる。
Embodiment 2 This embodiment is another embodiment of the wiring forming method according to the present invention. In the present embodiment, as in the first embodiment, FIG.
To (d) and FIGS. 2 (e) to (g), up to the seventh step. FIGS. 5A to 5C and FIGS. 6D to 6F are cross-sectional views of the wiring structure in each step of the wiring forming method of the present embodiment, and FIG.
It is a figure following (g). Eighth step Next, as shown in FIG. 5 (a), Ti, TiN or Ti
ON is continuously sputtered to form a barrier metal layer 80 made of a Ti / TiN film on the entire surface of the substrate including the side surfaces of the first wiring layer 57 and the plug 59. Ninth Step Next, as shown in FIG. 5B, a resist film 82 is applied to the entire surface of the substrate, and the resist is formed so as to have a mask pattern for exposing the barrier metal layer 80a between the wirings on the substrate. The film 82 is patterned. Subsequently to the tenth step , as shown in FIG. 5C, the barrier metal layer 80a on the substrate at the bottom of the opening is etched by dry etching using the patterned resist film 82 as a mask. As a result, electrical disconnection between the wirings is ensured, so that no short circuit occurs between the wirings. Next, the resist film 82 is removed, and the remaining barrier metal layer 80 is exposed.

【0016】第11ステップ 次いで、図6(d)に示すように、基板全面にP−TE
OS膜84を成膜する。P−TEOS膜60は、配線5
7及びプラグ59からのAlの拡散を防止することがで
きる。第12ステップ 更に、図6(e)に示すように、P−TEOS膜84上
にSOG膜(無機、有機)にて層間絶縁膜86を成膜す
る。第13ステップ 続いて、図6(f)に示すように、CMP法により層間
絶縁膜86、P−TEOS膜84、バリアメタル層8
0、無機マスクのTEOS膜54及び反射防止膜50を
研磨しつつ基板面を平坦化し、かつAl合金からなるプ
ラグ59の頂部を露出させる。次いで、実施例1と同様
にして、プラグ59の頂部と接続する第2配線層を形成
する。
Eleventh step Then, as shown in FIG. 6D, P-TE
An OS film 84 is formed. The P-TEOS film 60 is formed of the wiring 5
Al and diffusion from the plug 59 and the plug 59 can be prevented. Twelfth Step Further, as shown in FIG. 6E, an interlayer insulating film 86 is formed on the P-TEOS film 84 by using an SOG film (inorganic or organic). Subsequently to the thirteenth step , as shown in FIG. 6F, the interlayer insulating film 86, the P-TEOS film 84, and the barrier metal layer 8 are formed by the CMP method.
0, the substrate surface is flattened while polishing the TEOS film 54 and the antireflection film 50 of the inorganic mask, and the top of the plug 59 made of Al alloy is exposed. Next, as in the first embodiment, a second wiring layer connected to the top of the plug 59 is formed.

【0017】本実施例は、実施例1の効果に加えて、配
線上面及び側面、並びにプラグ側面にバリアメタル層を
備えているので、Alの拡散が抑制され、配線層とプラ
グの信頼性を更に向上させることができる。
In this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the barrier metal layers are provided on the upper and side surfaces of the wiring and on the side surfaces of the plug, so that the diffusion of Al is suppressed, and the reliability of the wiring layer and the plug is improved. It can be further improved.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、配線層と、配線と接続
するプラグを形成するためのプラグ形成層との積層膜を
成膜し、プラグ形成層及び配線層を所定の配線パターン
に従ってパターニングし、プラグ形成層を所定のプラグ
パターンに従ってパターニングすることにより、位置合
わせ用のマージン領域を見込むことなく、配線上に配線
と導通するプラグを形成することができる。これによ
り、従来のようなコンタクトホール埋め込み型のプラグ
コンタクトではなく、エッチング加工による配線と一体
的なコンタクトを形成でき、従来に比べて、高密度で配
線を配置することができる。また、層間絶縁膜にコンタ
クトホールを開口し、密着層を成膜する必要がないの
で、従来に比べて信頼性の高いコンタクトを形成するこ
とができる。
According to the present invention, a laminated film of a wiring layer and a plug forming layer for forming a plug connected to the wiring is formed, and the plug forming layer and the wiring layer are patterned according to a predetermined wiring pattern. Then, by patterning the plug formation layer according to a predetermined plug pattern, it is possible to form a plug that is electrically connected to the wiring on the wiring without expecting a margin area for alignment. This makes it possible to form a contact integrated with the wiring by etching, instead of the conventional plug contact of the contact hole buried type, and to arrange the wiring at a higher density than in the conventional case. Further, since it is not necessary to form a contact hole in the interlayer insulating film and form an adhesion layer, a contact with higher reliability than before can be formed.

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

【図1】図1(a)から(d)は、それぞれ、実施例1
の配線形成方法の各工程毎の配線構造の断面図である。
FIGS. 1 (a) to 1 (d) each show Embodiment 1. FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a wiring structure in each step of the wiring forming method of FIG.

【図2】図2(e)から(h)は、それぞれ、図1
(d)に続く、実施例1の配線形成方法の各工程毎の配
線構造の断面図である。
2 (e) to 2 (h) correspond to FIG. 1 respectively.
FIG. 3D is a cross-sectional view of the wiring structure in each step of the wiring forming method according to the first embodiment, following FIG.

【図3】図3(i)から(k)は、それぞれ、図2
(h)に続く、実施例1の配線形成方法の各工程毎の配
線構造の断面図である。
FIGS. 3 (i) to 3 (k) correspond to FIGS.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a wiring structure in each step of the wiring forming method according to the first embodiment, following FIG.

【図4】本実施例の効果を説明する配線の平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view of a wiring explaining an effect of the present embodiment.

【図5】図5(a)から(c)は、それぞれ、図2
(g)に続いて、実施例2の配線形成方法の各工程毎の
配線構造の断面図である。
FIGS. 5 (a) to 5 (c) correspond to FIGS.
FIG. 7G is a cross-sectional view of the wiring structure in each step of the wiring forming method according to the second embodiment, following FIG.

【図6】図6(d)から(f)は、それぞれ、図5
(c)に続いて、実施例2の配線形成方法の各工程毎の
配線構造の断面図である。
FIGS. 6 (d) to 6 (f) correspond to FIGS.
FIG. 7C is a cross-sectional view of the wiring structure in each step of the wiring forming method according to the second embodiment, following FIG.

【図7】図7(a)から(d)は、それぞれ、従来の配
線形成方法の各工程毎の配線構造の断面図である。
FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views of a wiring structure in each step of a conventional wiring forming method.

【図8】図8(e)から(h)は、それぞれ、図7
(d)に続いて、従来の配線形成方法の各工程毎の配線
構造の断面図である。
8 (e) to 8 (h) correspond to FIG. 7 respectively.
FIG. 4D is a cross-sectional view of the wiring structure in each step of the conventional wiring forming method, following FIG.

【図9】従来の配線形成方法の問題点を説明する配線の
平面図である。
FIG. 9 is a plan view of a wiring explaining a problem of a conventional wiring forming method.

【図10】図10(a)及び(b)は、それぞれ、従来
の配線形成方法の別の問題点を説明する配線構造の断面
図である。
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views of a wiring structure for explaining another problem of a conventional wiring forming method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12……基板、14……Al合金層、16……反射防止
膜、18……層間絶縁膜、20……レジスト膜、22…
…コンタクトホール、24……密着層、26……ブラン
ケット・タングステン膜、28……タングステン・プラ
グ、30……Al合金層、32……反射防止膜、40…
…基板、42……第1バリアメタル層、44……第1A
l合金層44、46……第2バリアメタル層、48……
プラグ形成層、50……反射防止膜、52……第1配線
層、54……TEOS膜、55……残部、56……レジ
スト膜、57……配線、58……別のレジスト膜、59
……プラグ、60……P−TEOS膜、62……層間絶
縁膜、64……バリアメタル層、66……第2Al合金
層、68……反射防止膜、70……第2配線層、80…
…バリアメタル層、82……レジスト膜、84……P−
TEOS膜、86……層間絶縁膜。
12 ... substrate, 14 ... Al alloy layer, 16 ... antireflection film, 18 ... interlayer insulating film, 20 ... resist film, 22 ...
... contact holes, 24 ... adhesion layers, 26 ... blanket tungsten films, 28 ... tungsten plugs, 30 ... Al alloy layers, 32 ... antireflection films, 40 ...
... Substrate, 42 ... First barrier metal layer, 44 ... 1A
l alloy layers 44, 46 ... second barrier metal layers, 48 ...
Plug forming layer, 50 antireflection film, 52 first wiring layer, 54 TEOS film, 55 remaining part, 56 resist film, 57 wiring, 58 another resist film, 59
... Plug, 60 P-TEOS film, 62 interlayer insulating film, 64 barrier metal layer, 66 second Al alloy layer, 68 antireflection film, 70 second wiring layer, 80 …
... barrier metal layer, 82 ... resist film, 84 ... P-
TEOS film, 86 ... interlayer insulating film.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に配線層を成膜する配線層成膜ス
テップと、 配線と接続するプラグを形成するためのプラグ形成層を
配線層上に成膜するプラグ形成層成膜ステップと、 プラグ形成層及び配線層を所定の配線パターンに従って
パターニングし、プラグ形成層を上に有する配線を形成
する配線パターニング工程と、 配線上のプラグ形成層を所定のプラグパターンに従って
パターニングし、配線と導通するプラグを配線上に形成
するプラグ形成工程とを有することを特徴とする、半導
体装置の配線形成方法。
A wiring layer forming step of forming a wiring layer on a substrate; a plug forming layer forming step of forming a plug forming layer for forming a plug connected to the wiring on the wiring layer; A wiring patterning step of patterning the plug formation layer and the wiring layer according to a predetermined wiring pattern to form a wiring having the plug formation layer thereon; and patterning the plug formation layer on the wiring according to the predetermined plug pattern to conduct with the wiring. Forming a plug on a wiring. A method for forming a wiring of a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 配線層成膜ステップに続いて、配線層上
にバリアメタル層を成膜するステップをプラグ形成層成
膜ステップの前に有することを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置の配線形成方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming a barrier metal layer on the wiring layer after the step of forming the wiring layer before the step of forming the plug formation layer. Wiring formation method.
【請求項3】 プラグ形成工程に続いて、 基板上に層間絶縁膜を成膜して、配線及びプラグを層間
絶縁膜内に埋め込む層間絶縁膜成膜ステップと、 層間絶縁膜を研磨し、平坦化しつつプラグの頂部を層間
絶縁膜から露出させるステップと、 プラグ頂部と接続する別の配線層をプラグ上及び層間絶
縁膜上に形成するステップとを有することを特徴とする
請求項1に記載の半導体装置の配線形成方法。
3. An inter-layer insulating film forming step of forming an inter-layer insulating film on the substrate and embedding wirings and plugs in the inter-layer insulating film following the plug forming step, and polishing and flattening the inter-layer insulating film. 2. The method according to claim 1, further comprising: exposing a top portion of the plug from the interlayer insulating film while forming, and forming another wiring layer connected to the plug top portion on the plug and the interlayer insulating film. A method for forming a wiring of a semiconductor device.
【請求項4】 プラグ形成工程に続いて層間絶縁膜成膜
ステップの前に、 基板上全面にバリアメタル層を成膜するステップと、 基板上の配線と配線との間にあるバリアメタル層をエッ
チングして除去するステップとを有することを特徴とす
る請求項3に記載の半導体装置の配線形成方法。
4. A step of forming a barrier metal layer over the entire surface of the substrate before the step of forming an interlayer insulating film following the step of forming the plug, and the step of forming a barrier metal layer between the wirings on the substrate. 4. The method according to claim 3, further comprising the step of removing by etching.
【請求項5】 半導体装置の配線構造であって、 配線と、配線上に配置されているコンタクト用のプラグ
とが、配線層とプラグ形成層との積層膜をエッチングし
て一体的に形成してなるエッチング加工体であることを
特徴とする半導体装置の配線構造。
5. A wiring structure of a semiconductor device, wherein a wiring and a contact plug disposed on the wiring are integrally formed by etching a laminated film of a wiring layer and a plug forming layer. A wiring structure of a semiconductor device, characterized in that the wiring structure is an etched body.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7208831B2 (en) 2000-06-19 2007-04-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having multilayer wiring structure and method, wherein connecting portion and wiring layer are formed of same layer

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US7208831B2 (en) 2000-06-19 2007-04-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device having multilayer wiring structure and method, wherein connecting portion and wiring layer are formed of same layer

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