JPH11163127A - 多層配線およびその製造方法 - Google Patents
多層配線およびその製造方法Info
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- JPH11163127A JPH11163127A JP32264297A JP32264297A JPH11163127A JP H11163127 A JPH11163127 A JP H11163127A JP 32264297 A JP32264297 A JP 32264297A JP 32264297 A JP32264297 A JP 32264297A JP H11163127 A JPH11163127 A JP H11163127A
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- Japan
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- wiring
- layer
- etching
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 いわゆるボーダーレス接続孔において、接続
孔がはみ出た部分では配線側部にそって絶縁層がエッチ
ングされ、その部分が導電性材料の埋め込み不良や配線
腐食の原因となっていた。 【解決手段】 基体１１上に第１絶縁層１３が形成さ
れ、この第１絶縁層１３には溝配線２１が形成されてい
て、その第１絶縁層１３上には溝配線２１を覆う第２絶
縁層３１が形成され、この第２絶縁層３１には溝配線２
１に通じる接続孔３２が備えられているものであって、
第１絶縁層１３の少なくとも上層は第２絶縁層３１より
もエッチングされにくいエッチング抑制層１４からな
り、接続孔３２の底部３２Ｂが溝配線２１上およびエッ
チング抑制層１４中に形成されているものである。
孔がはみ出た部分では配線側部にそって絶縁層がエッチ
ングされ、その部分が導電性材料の埋め込み不良や配線
腐食の原因となっていた。 【解決手段】 基体１１上に第１絶縁層１３が形成さ
れ、この第１絶縁層１３には溝配線２１が形成されてい
て、その第１絶縁層１３上には溝配線２１を覆う第２絶
縁層３１が形成され、この第２絶縁層３１には溝配線２
１に通じる接続孔３２が備えられているものであって、
第１絶縁層１３の少なくとも上層は第２絶縁層３１より
もエッチングされにくいエッチング抑制層１４からな
り、接続孔３２の底部３２Ｂが溝配線２１上およびエッ
チング抑制層１４中に形成されているものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線およびそ
の製造方法に関し、詳しくはいわゆるボーダーレスな接
続孔を有する多層配線およびその製造方法に関する。
の製造方法に関し、詳しくはいわゆるボーダーレスな接
続孔を有する多層配線およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化にともなう配
線寸法ルールの微細化により、その内部配線プロセスに
おいては狭くて深い（アスペクト比が高い）コンタクト
ホールやビアホール（以下両者を総称して接続孔と呼
ぶ）の配線材料による電気的接続が必要になっている。
しかし、従来のアルミニウム、アルミニウム合金等の配
線材料のスパッタ法による成膜では、スパッタ粒子が接
続孔側壁の影になって内部に多く入射しないシャドウイ
ング効果のため、接続孔内でのカバリッジが悪くなり、
接続孔底部近くで配線材料の断線不良が発生し易いとい
う問題が生じる。そのため、この接続孔内部を導電材料
で埋め込む別のプロセス技術が要求されていた。この手
段の一つとしてタングステンのＣＶＤ膜によって接続孔
内部を充填する方法、すなわちタングステンプラグが開
発され、現在、一般的に用いられている（ブランケット
ＣＶＤとエッチバック法、またはブランケットＣＶＤと
ポリシング法）。
線寸法ルールの微細化により、その内部配線プロセスに
おいては狭くて深い（アスペクト比が高い）コンタクト
ホールやビアホール（以下両者を総称して接続孔と呼
ぶ）の配線材料による電気的接続が必要になっている。
しかし、従来のアルミニウム、アルミニウム合金等の配
線材料のスパッタ法による成膜では、スパッタ粒子が接
続孔側壁の影になって内部に多く入射しないシャドウイ
ング効果のため、接続孔内でのカバリッジが悪くなり、
接続孔底部近くで配線材料の断線不良が発生し易いとい
う問題が生じる。そのため、この接続孔内部を導電材料
で埋め込む別のプロセス技術が要求されていた。この手
段の一つとしてタングステンのＣＶＤ膜によって接続孔
内部を充填する方法、すなわちタングステンプラグが開
発され、現在、一般的に用いられている（ブランケット
ＣＶＤとエッチバック法、またはブランケットＣＶＤと
ポリシング法）。
【０００３】またこれに対して、プラグ抵抗の低減やプ
ラグの簡略化を図って、アルミニウム、アルミニウム合
金等の高温スパッタ法、リフロー法、高圧リフロー法、
アルミニウム−ＣＶＤ等、アルミニウムによって接続孔
内部を埋め込むプラグ形成法も検討されている。（リフ
ロー技術とは、アルミニウム合金等の配線材料を成膜
後、再結晶温度以上融点以下の温度で加熱軟化させ、流
動性を高めて接続孔内に流し込むことで埋め込みを実現
する技術である。なお加熱流動処理をスパッタ成膜時に
同時に行う方法を高温スパッタ法と呼び、上記加熱処理
を高圧の不活性雰囲気中で行い、配線材料を接続孔内部
に押し込むことで、リフローによる埋め込み能力を高め
る方法を高圧リフローと呼ぶ。）
ラグの簡略化を図って、アルミニウム、アルミニウム合
金等の高温スパッタ法、リフロー法、高圧リフロー法、
アルミニウム−ＣＶＤ等、アルミニウムによって接続孔
内部を埋め込むプラグ形成法も検討されている。（リフ
ロー技術とは、アルミニウム合金等の配線材料を成膜
後、再結晶温度以上融点以下の温度で加熱軟化させ、流
動性を高めて接続孔内に流し込むことで埋め込みを実現
する技術である。なお加熱流動処理をスパッタ成膜時に
同時に行う方法を高温スパッタ法と呼び、上記加熱処理
を高圧の不活性雰囲気中で行い、配線材料を接続孔内部
に押し込むことで、リフローによる埋め込み能力を高め
る方法を高圧リフローと呼ぶ。）
【０００４】一方、寸法ルールの微細化にともない、配
線工程でのリソグラフィーおよびエッチング工程におけ
る微細接続孔の開孔性能自体が、セル全体の面積縮小を
制限する要因になっている。その上従来は、リソグラフ
ィー工程におけるマスク合わせずれを考慮して、図５の
（１）に示すように、接続孔部分の配線に、加工後も接
続孔１１１が配線１１２の位置からはみ出さないよう
に、例えば０．１μｍ程度のマージン（余裕）部分１１
３を持たせていた。その結果、配線ピッチＰの縮小がさ
らに困難になっていた。このため、最近はこの合わせず
れ余裕を確保する配線パターンを省いた、いわゆるボー
ダーレス接続孔構造が検討されている。これにより図５
の（２）に示すように、配線１２１，１２２上に接続孔
１２３，１２４が合わせ余裕なく形成されるため、配線
１２１，１２２間の配線ピッチＰを縮小することができ
る。したがって、ボーダーレス接続孔構造は、今後の微
細な配線プラグ開発において、必要不可欠な構造といえ
る。
線工程でのリソグラフィーおよびエッチング工程におけ
る微細接続孔の開孔性能自体が、セル全体の面積縮小を
制限する要因になっている。その上従来は、リソグラフ
ィー工程におけるマスク合わせずれを考慮して、図５の
（１）に示すように、接続孔部分の配線に、加工後も接
続孔１１１が配線１１２の位置からはみ出さないよう
に、例えば０．１μｍ程度のマージン（余裕）部分１１
３を持たせていた。その結果、配線ピッチＰの縮小がさ
らに困難になっていた。このため、最近はこの合わせず
れ余裕を確保する配線パターンを省いた、いわゆるボー
ダーレス接続孔構造が検討されている。これにより図５
の（２）に示すように、配線１２１，１２２上に接続孔
１２３，１２４が合わせ余裕なく形成されるため、配線
１２１，１２２間の配線ピッチＰを縮小することができ
る。したがって、ボーダーレス接続孔構造は、今後の微
細な配線プラグ開発において、必要不可欠な構造といえ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６の
（１）に示すように、前述した合わせずれ余裕を確保す
る配線パターンを省くことにより、層間絶縁膜１３１に
形成した接続孔１３２が下層配線１３３からはみ出した
部分において、接続孔１３２を開孔する際に、下層配線
１３３の側部に沿って下層配線１３３間を埋めている層
間絶縁膜１３１の部分が深く削り取られる。そして通常
の層間絶縁膜１３１の形成プロセスでは、下層配線１３
３の側部と下層配線１３３の上部の層間絶縁膜材料は、
シリコン酸化膜や窒化膜等、同種の材料で構成されてい
るため、接続孔１３２を開孔した時に下層配線１３３側
部でのエッチングを抑制することは困難である。
（１）に示すように、前述した合わせずれ余裕を確保す
る配線パターンを省くことにより、層間絶縁膜１３１に
形成した接続孔１３２が下層配線１３３からはみ出した
部分において、接続孔１３２を開孔する際に、下層配線
１３３の側部に沿って下層配線１３３間を埋めている層
間絶縁膜１３１の部分が深く削り取られる。そして通常
の層間絶縁膜１３１の形成プロセスでは、下層配線１３
３の側部と下層配線１３３の上部の層間絶縁膜材料は、
シリコン酸化膜や窒化膜等、同種の材料で構成されてい
るため、接続孔１３２を開孔した時に下層配線１３３側
部でのエッチングを抑制することは困難である。
【０００６】この接続孔形状に対して各種埋め込みプロ
セスを実施した場合、図６の（２）に示すように、配線
１３３の側面に形成されている接続孔１３２のえぐれ部
分１３４に導電材料１３５を形成することが難しいとと
もに、このえぐれ部分１３４に残留しているエッチング
生成物や洗浄液の影響で、配線腐食等の信頼性上の問題
が発生することが懸念されている。
セスを実施した場合、図６の（２）に示すように、配線
１３３の側面に形成されている接続孔１３２のえぐれ部
分１３４に導電材料１３５を形成することが難しいとと
もに、このえぐれ部分１３４に残留しているエッチング
生成物や洗浄液の影響で、配線腐食等の信頼性上の問題
が発生することが懸念されている。
【０００７】また、これらの問題は、いわゆる溝配線プ
ロセスにおいても生じる。すなわち図６の（３）に示す
ように、層間絶縁膜１３１に形成した接続孔１３２が下
層溝配線１３６よりはみ出した部分１３７では、下層溝
配線１３６が形成されている絶縁膜１３８は下層溝配線
１３６の側壁に沿って深く削り取られる。（溝配線と
は、平坦な絶縁膜に溝を掘り、各種配線材料で埋め込ん
だ後、溝以外の配線材料を、ＣＭＰ（Chemical Mechani
cal Polishing ）等で除去することによって、配線を形
成するプロセスである。同プロセスを用いることによ
り、配線材料の微細加工や、層間絶縁膜の平坦化、狭い
スペースの埋め込みが不要となり、微細化の進展にとも
なう多くの問題を解決することができる。）
ロセスにおいても生じる。すなわち図６の（３）に示す
ように、層間絶縁膜１３１に形成した接続孔１３２が下
層溝配線１３６よりはみ出した部分１３７では、下層溝
配線１３６が形成されている絶縁膜１３８は下層溝配線
１３６の側壁に沿って深く削り取られる。（溝配線と
は、平坦な絶縁膜に溝を掘り、各種配線材料で埋め込ん
だ後、溝以外の配線材料を、ＣＭＰ（Chemical Mechani
cal Polishing ）等で除去することによって、配線を形
成するプロセスである。同プロセスを用いることによ
り、配線材料の微細加工や、層間絶縁膜の平坦化、狭い
スペースの埋め込みが不要となり、微細化の進展にとも
なう多くの問題を解決することができる。）
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた多層配線およびその製造方法であ
る。
決するためになされた多層配線およびその製造方法であ
る。
【０００９】すなわち、第１の多層配線は、基体上に第
１絶縁層が形成され、この第１絶縁層には溝配線が形成
されていて、その第１絶縁層上には溝配線を覆う第２絶
縁層が形成され、この第２絶縁層には溝配線に通じる接
続孔が備えられているものであって、第１絶縁層の少な
くとも上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難いエッ
チング抑制層からなり、接続孔の底部は溝配線上および
エッチング抑制層中に形成されているものである。
１絶縁層が形成され、この第１絶縁層には溝配線が形成
されていて、その第１絶縁層上には溝配線を覆う第２絶
縁層が形成され、この第２絶縁層には溝配線に通じる接
続孔が備えられているものであって、第１絶縁層の少な
くとも上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難いエッ
チング抑制層からなり、接続孔の底部は溝配線上および
エッチング抑制層中に形成されているものである。
【００１０】上記第１の多層配線では、第１絶縁層の少
なくとも上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難いエ
ッチング抑制層からなり、接続孔の底部は溝配線上およ
びエッチング抑制層中に形成されていることから、溝配
線の側部に形成されている接続孔部分は深いものとはな
らない。そのため、接続孔の内部に導電性材料を完全に
埋め込むことができるようになる。
なくとも上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難いエ
ッチング抑制層からなり、接続孔の底部は溝配線上およ
びエッチング抑制層中に形成されていることから、溝配
線の側部に形成されている接続孔部分は深いものとはな
らない。そのため、接続孔の内部に導電性材料を完全に
埋め込むことができるようになる。
【００１１】第１の多層配線の製造方法は、基体上に第
１絶縁層を形成した後、この第１絶縁層に配線溝を形成
し、その配線溝に導電材料を埋め込むことで溝配線を形
成する。そして第１絶縁層上に溝配線を覆う第２絶縁層
を形成した後、溝配線に通じる接続孔を前記第２絶縁層
に形成する。その際、第１絶縁層の少なくとも上層は第
２絶縁層よりもエッチングされ難いエッチング抑制層で
形成し、接続孔の底部は溝配線上およびエッチング抑制
層中に形成することを特徴とする。またエッチング抑制
層を、このエッチング抑制層に対する第２絶縁層のエッ
チング選択比が４以上となる材料で形成する。
１絶縁層を形成した後、この第１絶縁層に配線溝を形成
し、その配線溝に導電材料を埋め込むことで溝配線を形
成する。そして第１絶縁層上に溝配線を覆う第２絶縁層
を形成した後、溝配線に通じる接続孔を前記第２絶縁層
に形成する。その際、第１絶縁層の少なくとも上層は第
２絶縁層よりもエッチングされ難いエッチング抑制層で
形成し、接続孔の底部は溝配線上およびエッチング抑制
層中に形成することを特徴とする。またエッチング抑制
層を、このエッチング抑制層に対する第２絶縁層のエッ
チング選択比が４以上となる材料で形成する。
【００１２】上記第１の多層配線の製造方法では、接続
孔を前記第２絶縁層に形成する際、第１絶縁層の少なく
とも上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難い、例え
ばこのエッチング抑制層に対する第２絶縁層のエッチン
グ選択比が４以上となる材料で形成することから、接続
孔の底部は溝配線上およびエッチング抑制層中に形成さ
れることになる。そのため、溝配線に対する接続孔の合
わせずれが生じて、接続孔底部が溝配線からはみ出した
場合でも、溝配線の側部に沿って第１絶縁層が深く削ら
れることがないので、配線腐食等の問題が生じ難く、導
電性材料で完全に埋め込める接続孔形状が得られる。
孔を前記第２絶縁層に形成する際、第１絶縁層の少なく
とも上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難い、例え
ばこのエッチング抑制層に対する第２絶縁層のエッチン
グ選択比が４以上となる材料で形成することから、接続
孔の底部は溝配線上およびエッチング抑制層中に形成さ
れることになる。そのため、溝配線に対する接続孔の合
わせずれが生じて、接続孔底部が溝配線からはみ出した
場合でも、溝配線の側部に沿って第１絶縁層が深く削ら
れることがないので、配線腐食等の問題が生じ難く、導
電性材料で完全に埋め込める接続孔形状が得られる。
【００１３】第２の多層配線は、基体上に配線が形成さ
れ、その配線を埋め込む状態に基体上には第１絶縁層が
形成されていて、この第１絶縁層上には配線を覆う状態
に第２絶縁層が形成され、この第２絶縁層には配線に通
じる接続孔が形成されているものであって、第１絶縁層
は第２絶縁層よりもエッチングされ難い材料からなり、
接続孔の底部は配線上および第１絶縁層の上部中に形成
されているものである。また配線の上部にはキャップ層
が形成されていて、接続孔の底部はキャップ層の下面よ
りも浅い状態に形成されている。さらに第１絶縁膜は低
誘電率有機膜で形成されていて、第１絶縁層に対する第
２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料からな
るものである。
れ、その配線を埋め込む状態に基体上には第１絶縁層が
形成されていて、この第１絶縁層上には配線を覆う状態
に第２絶縁層が形成され、この第２絶縁層には配線に通
じる接続孔が形成されているものであって、第１絶縁層
は第２絶縁層よりもエッチングされ難い材料からなり、
接続孔の底部は配線上および第１絶縁層の上部中に形成
されているものである。また配線の上部にはキャップ層
が形成されていて、接続孔の底部はキャップ層の下面よ
りも浅い状態に形成されている。さらに第１絶縁膜は低
誘電率有機膜で形成されていて、第１絶縁層に対する第
２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料からな
るものである。
【００１４】上記第２の多層配線では、第１絶縁層は第
２絶縁層よりもエッチングされ難い材料からなり、接続
孔の底部は配線上および第１絶縁層の上部中に形成され
ていることから、配線の側部に形成されている接続孔部
分は深いものとはならない。そのため、接続孔の内部に
導電性材料を完全に埋め込むことができるようになる。
また配線の上部にはキャップ層が形成されていて、接続
孔はキャップ層の下面よりも浅い状態に形成されている
ものでは、さらに接続孔底部での段差が低減されるの
で、接続孔への導電性材料の埋め込み性が向上する。
２絶縁層よりもエッチングされ難い材料からなり、接続
孔の底部は配線上および第１絶縁層の上部中に形成され
ていることから、配線の側部に形成されている接続孔部
分は深いものとはならない。そのため、接続孔の内部に
導電性材料を完全に埋め込むことができるようになる。
また配線の上部にはキャップ層が形成されていて、接続
孔はキャップ層の下面よりも浅い状態に形成されている
ものでは、さらに接続孔底部での段差が低減されるの
で、接続孔への導電性材料の埋め込み性が向上する。
【００１５】第２の多層配線の製造方法は、基体上に配
線を形成した後、その配線を覆うとともに配線よりも高
い状態に第１絶縁層を形成し、さらに配線上が露出する
状態に第１絶縁層を除去する。次いで第１絶縁層に配線
を覆う第２絶縁層を形成した後、配線に通じる接続孔を
第２絶縁層に形成する。その際、第１絶縁層は第２絶縁
層よりもエッチングされ難い材料で形成し、接続孔の底
部は配線上および第１絶縁層の上部中に形成することを
特徴とする。また第１絶縁層を、この第１絶縁層に対す
る第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料で
形成する。
線を形成した後、その配線を覆うとともに配線よりも高
い状態に第１絶縁層を形成し、さらに配線上が露出する
状態に第１絶縁層を除去する。次いで第１絶縁層に配線
を覆う第２絶縁層を形成した後、配線に通じる接続孔を
第２絶縁層に形成する。その際、第１絶縁層は第２絶縁
層よりもエッチングされ難い材料で形成し、接続孔の底
部は配線上および第１絶縁層の上部中に形成することを
特徴とする。また第１絶縁層を、この第１絶縁層に対す
る第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料で
形成する。
【００１６】上記第２の多層配線の製造方法では、接続
孔を前記第２絶縁層に形成する際に、第１絶縁層は第２
絶縁層よりもエッチングされ難い、例えば第１絶縁層に
対する第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材
料で形成することから、接続孔の底部は配線上および第
１絶縁層の上部中に形成されることになる。そのため、
配線に対する接続孔の合わせずれが生じて、接続孔底部
が配線からはみ出した場合でも、配線の側部に沿って第
１絶縁層が深く削られることがないので、配線腐食等の
問題が生じ難く、導電性材料で完全に埋め込める接続孔
形状が得られる。
孔を前記第２絶縁層に形成する際に、第１絶縁層は第２
絶縁層よりもエッチングされ難い、例えば第１絶縁層に
対する第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材
料で形成することから、接続孔の底部は配線上および第
１絶縁層の上部中に形成されることになる。そのため、
配線に対する接続孔の合わせずれが生じて、接続孔底部
が配線からはみ出した場合でも、配線の側部に沿って第
１絶縁層が深く削られることがないので、配線腐食等の
問題が生じ難く、導電性材料で完全に埋め込める接続孔
形状が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の第１の多層配線に係わる
実施形態の一例を、多層配線の第１実施形態として、図
１の概略構成断面図によって説明する。
実施形態の一例を、多層配線の第１実施形態として、図
１の概略構成断面図によって説明する。
【００１８】図１に示すように、基体１１の上層には窒
化シリコン膜１２が例えば１００ｎｍの厚さに形成され
ている。この基体１１は、詳細に関しては図示はしない
が、例えば基板にトランジスタ素子や素子分離領域が形
成され、さらにトランジスタ素子上に表面が平坦化され
た絶縁層として例えば酸化シリコン層が形成されている
ものからなる。
化シリコン膜１２が例えば１００ｎｍの厚さに形成され
ている。この基体１１は、詳細に関しては図示はしない
が、例えば基板にトランジスタ素子や素子分離領域が形
成され、さらにトランジスタ素子上に表面が平坦化され
た絶縁層として例えば酸化シリコン層が形成されている
ものからなる。
【００１９】上記窒化シリコン膜１２上には第１絶縁層
１３が例えば４００ｎｍの厚さに形成されている。この
第１絶縁層１３は、例えば低誘電率有機膜からなり、そ
の上層は後に説明する第２絶縁層よりもエッチングされ
難いエッチング抑制層１４からなる。この第１絶縁層の
下層は、一例として、フッ素環状樹脂（例えば環状フッ
素樹脂・シロキサン共重合体）、ポリテトラフルオロエ
チレン系樹脂〔例えばデュポン社製：テフロンＡＦ（商
品名）〕（ガラス転移温度＝１６０℃、熱分解温度＝４
５０℃）、シクロポリマライズドフロリネーテッドポリ
マー系樹脂〔例えばサイトップ（商品名）〕（ガラス転
移温度＝１２０℃、熱分解温度＝４２０℃）等で形成さ
れている。また上層のエッチング抑制層１４は、このエ
ッチング抑制層１４に対する後に説明する第２絶縁層の
エッチング選択比が４以上となる材料からなる。ここで
は、厚さが例えば５０ｎｍのフッ化アリルエーテル樹脂
として、例えばフッ化ポリアリルエーテル系樹脂〔例え
ばＦＬＡＲＥ（商品名）〕（ガラス転移温度＝２６０
℃、熱分解温度＝４６０℃）からなる。
１３が例えば４００ｎｍの厚さに形成されている。この
第１絶縁層１３は、例えば低誘電率有機膜からなり、そ
の上層は後に説明する第２絶縁層よりもエッチングされ
難いエッチング抑制層１４からなる。この第１絶縁層の
下層は、一例として、フッ素環状樹脂（例えば環状フッ
素樹脂・シロキサン共重合体）、ポリテトラフルオロエ
チレン系樹脂〔例えばデュポン社製：テフロンＡＦ（商
品名）〕（ガラス転移温度＝１６０℃、熱分解温度＝４
５０℃）、シクロポリマライズドフロリネーテッドポリ
マー系樹脂〔例えばサイトップ（商品名）〕（ガラス転
移温度＝１２０℃、熱分解温度＝４２０℃）等で形成さ
れている。また上層のエッチング抑制層１４は、このエ
ッチング抑制層１４に対する後に説明する第２絶縁層の
エッチング選択比が４以上となる材料からなる。ここで
は、厚さが例えば５０ｎｍのフッ化アリルエーテル樹脂
として、例えばフッ化ポリアリルエーテル系樹脂〔例え
ばＦＬＡＲＥ（商品名）〕（ガラス転移温度＝２６０
℃、熱分解温度＝４６０℃）からなる。
【００２０】また第１絶縁層１３およびエッチング抑制
層１４には溝１５が形成され、その内部には溝配線２１
が形成されている。さらに第１絶縁層１２上には溝配線
２１を覆う状態に第２絶縁層３１が形成されている。こ
の第２絶縁層３１は、上記エッチング抑制層１３に対し
てエッチングされやすい、例えば２４ｎｍの厚さの酸化
窒化シリコン（ＳｉＯＮ）からなる反射防止膜３３と、
例えば６００ｎｍの厚さのＴＥＯＳ（テトラエトキシシ
ラン）−ＳｉＯ2 膜３４とからなる。そして第２絶縁層
３１には溝配線２１に通じる接続孔３２が形成されてい
る。この接続孔３２の底部３２Ｂは上記溝配線２１上お
よび上記エッチング抑制層１４中に形成されている。
層１４には溝１５が形成され、その内部には溝配線２１
が形成されている。さらに第１絶縁層１２上には溝配線
２１を覆う状態に第２絶縁層３１が形成されている。こ
の第２絶縁層３１は、上記エッチング抑制層１３に対し
てエッチングされやすい、例えば２４ｎｍの厚さの酸化
窒化シリコン（ＳｉＯＮ）からなる反射防止膜３３と、
例えば６００ｎｍの厚さのＴＥＯＳ（テトラエトキシシ
ラン）−ＳｉＯ2 膜３４とからなる。そして第２絶縁層
３１には溝配線２１に通じる接続孔３２が形成されてい
る。この接続孔３２の底部３２Ｂは上記溝配線２１上お
よび上記エッチング抑制層１４中に形成されている。
【００２１】上記第１の多層配線では、第１絶縁層１３
の少なくとも上層は第２絶縁層３１よりもエッチングさ
れ難いエッチング抑制層１４からなり、接続孔３２の底
部３２Ｂは溝配線２１上およびエッチング抑制層１４中
に形成されていることから、溝配線２１の側部に形成さ
れている接続孔３２の部分は深いものとはならない。そ
のため、接続孔３２の内部に導電性材料を完全に埋め込
むことができるようになる。
の少なくとも上層は第２絶縁層３１よりもエッチングさ
れ難いエッチング抑制層１４からなり、接続孔３２の底
部３２Ｂは溝配線２１上およびエッチング抑制層１４中
に形成されていることから、溝配線２１の側部に形成さ
れている接続孔３２の部分は深いものとはならない。そ
のため、接続孔３２の内部に導電性材料を完全に埋め込
むことができるようになる。
【００２２】次に本発明の第１の製造方法に係わる実施
形態の一例を、製造方法の第１の実施形態として、図２
の製造工程図によって説明する。図２では、前記図１に
よって説明した構成部品と同様のものには同一符号を付
与する。
形態の一例を、製造方法の第１の実施形態として、図２
の製造工程図によって説明する。図２では、前記図１に
よって説明した構成部品と同様のものには同一符号を付
与する。
【００２３】まず図には示さないが、通常のプロセスに
したがって、基板にトランジスタ素子や素子分離領域を
形成し、さらにトランジスタ素子上に絶縁層を形成す
る。そしてＣＭＰによって上記絶縁層の表面を平坦化す
る。この絶縁層には、例えば減圧ＣＶＤ法により成膜さ
れるＳｉＯ2 膜を用いる。このようにして基体（図２で
示す基体１１）を形成する。さらに例えばプラズマＣＶ
Ｄ法によって、上記基体の上層に、溝配線を加工する際
のエッチングストッパ層となる窒化シリコン膜（図２で
示す窒化シリコン膜１２）を例えば１００ｎｍの厚さに
成膜する。
したがって、基板にトランジスタ素子や素子分離領域を
形成し、さらにトランジスタ素子上に絶縁層を形成す
る。そしてＣＭＰによって上記絶縁層の表面を平坦化す
る。この絶縁層には、例えば減圧ＣＶＤ法により成膜さ
れるＳｉＯ2 膜を用いる。このようにして基体（図２で
示す基体１１）を形成する。さらに例えばプラズマＣＶ
Ｄ法によって、上記基体の上層に、溝配線を加工する際
のエッチングストッパ層となる窒化シリコン膜（図２で
示す窒化シリコン膜１２）を例えば１００ｎｍの厚さに
成膜する。
【００２４】上記減圧ＣＶＤによるＳｉＯ2 の成膜の一
例を以下に説明する。原料ガスにはモノシラン（ＳｉＨ
4 ）：２５０ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ2 ）：２５０ｓｃｃ
ｍ、および窒素（Ｎ2 ）：１００ｓｃｃｍを用い、成膜
雰囲気の圧力を１３．３Ｐａ、基板の加熱温度を４２０
℃に設定した。なお、ｓｃｃｍは標準状態における体積
流量（ｃｍ3 ／分）を表し、以下に記載するｓｃｃｍも
同様である。
例を以下に説明する。原料ガスにはモノシラン（ＳｉＨ
4 ）：２５０ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ2 ）：２５０ｓｃｃ
ｍ、および窒素（Ｎ2 ）：１００ｓｃｃｍを用い、成膜
雰囲気の圧力を１３．３Ｐａ、基板の加熱温度を４２０
℃に設定した。なお、ｓｃｃｍは標準状態における体積
流量（ｃｍ3 ／分）を表し、以下に記載するｓｃｃｍも
同様である。
【００２５】上記ＳｉＯ2 膜のＣＭＰ条件の一例として
は、研磨圧力を３００ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転数を
３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転数を３０ｒｐｍ、スラリ
ーにフュームドシリカを含むアンモニア水、その流量を
１００ｃｍ2 ／分、研磨雰囲気の温度を２５℃〜３０℃
に設定した。
は、研磨圧力を３００ｇ／ｃｍ2 、研磨定盤の回転数を
３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転数を３０ｒｐｍ、スラリ
ーにフュームドシリカを含むアンモニア水、その流量を
１００ｃｍ2 ／分、研磨雰囲気の温度を２５℃〜３０℃
に設定した。
【００２６】上記プラズマＣＶＤ法による窒化シリコン
膜の成膜条件の一例としては、原料ガスに、モノシラン
（ＳｉＨ4 ）：１８０ｓｃｃｍ、アンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）：５００ｓｃｃｍ、および窒素（Ｎ2 ）：７２０
ｓｃｃｍを用い、成膜雰囲気の圧力を７００Ｐａ、プラ
ズマＣＶＤ装置のＲＦパワーを３５０Ｗ、基板の加熱温
度を２５０℃に設定した。
膜の成膜条件の一例としては、原料ガスに、モノシラン
（ＳｉＨ4 ）：１８０ｓｃｃｍ、アンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）：５００ｓｃｃｍ、および窒素（Ｎ2 ）：７２０
ｓｃｃｍを用い、成膜雰囲気の圧力を７００Ｐａ、プラ
ズマＣＶＤ装置のＲＦパワーを３５０Ｗ、基板の加熱温
度を２５０℃に設定した。
【００２７】次いで通常のリソグラフィー技術とエッチ
ング技術とを用いて、上記窒化シリコン膜および絶縁層
に接続孔を形成する。その後、上記エッチングで用いた
レジストマスクを除去する。そして上記接続孔の内部に
導電材料を埋め込むことでプラグを形成する。
ング技術とを用いて、上記窒化シリコン膜および絶縁層
に接続孔を形成する。その後、上記エッチングで用いた
レジストマスクを除去する。そして上記接続孔の内部に
導電材料を埋め込むことでプラグを形成する。
【００２８】次いで図２の（１）に示すように、上記説
明したプロセスの結果、基板１１の最上層には上記窒化
シリコン膜１２が形成されている。この窒化シリコン膜
１２上に、第１絶縁層１３を例えば厚さが４００ｎｍの
フッ素環状樹脂の一種であるシクロパーフルオロカーボ
ンポリマー系樹脂〔例えばサイトップ（商品名）〕によ
り形成する。さらに上記第１絶縁層１３の最上層に絶縁
性のエッチング抑制層となるエッチング抑制層１４を形
成する。このエッチング抑制層１４は、例えば酸化窒化
シリコンのエッチングに対して十分な耐エッチング性を
有するフッ化ポリアリルエーテル系樹脂〔例えばＦＬＡ
ＲＥ（商品名）〕で例えば５０ｎｍの厚さに形成する。
明したプロセスの結果、基板１１の最上層には上記窒化
シリコン膜１２が形成されている。この窒化シリコン膜
１２上に、第１絶縁層１３を例えば厚さが４００ｎｍの
フッ素環状樹脂の一種であるシクロパーフルオロカーボ
ンポリマー系樹脂〔例えばサイトップ（商品名）〕によ
り形成する。さらに上記第１絶縁層１３の最上層に絶縁
性のエッチング抑制層となるエッチング抑制層１４を形
成する。このエッチング抑制層１４は、例えば酸化窒化
シリコンのエッチングに対して十分な耐エッチング性を
有するフッ化ポリアリルエーテル系樹脂〔例えばＦＬＡ
ＲＥ（商品名）〕で例えば５０ｎｍの厚さに形成する。
【００２９】上記シクロパーフルオロカーボンポリマー
系樹脂の形成の一例としては、コーターの回転数を５０
０ｒｐｍで１０秒、続けて３０００ｒｐｍで２０秒に設
定して回転塗布を行い、その後２５０℃でプリベーキン
グを３０秒行い、さらに４００℃の窒素雰囲気中でのキ
ュアを３０分行った。
系樹脂の形成の一例としては、コーターの回転数を５０
０ｒｐｍで１０秒、続けて３０００ｒｐｍで２０秒に設
定して回転塗布を行い、その後２５０℃でプリベーキン
グを３０秒行い、さらに４００℃の窒素雰囲気中でのキ
ュアを３０分行った。
【００３０】上記フッ化ポリアリルエーテル系樹脂の形
成の一例としては、回転塗布により行い、コーターの回
転数を５００ｒｐｍで１０秒、続けて３０００ｒｐｍで
２０秒に設定して回転塗布を行い、その後１５０℃のプ
リベーキングを１分と２５０℃のプリベーキングを１分
とを連続して行い、さらに４００℃の窒素雰囲気中での
キュアを３０分行った。
成の一例としては、回転塗布により行い、コーターの回
転数を５００ｒｐｍで１０秒、続けて３０００ｒｐｍで
２０秒に設定して回転塗布を行い、その後１５０℃のプ
リベーキングを１分と２５０℃のプリベーキングを１分
とを連続して行い、さらに４００℃の窒素雰囲気中での
キュアを３０分行った。
【００３１】次いで通常のリソグラフィー技術とエッチ
ング技術とを用いて、上記第１絶縁層１３およびエッチ
ング抑制層１４に配線溝１５を形成する。その後、上記
エッチングで用いたレジストマスク（図示省略）を除去
する。
ング技術とを用いて、上記第１絶縁層１３およびエッチ
ング抑制層１４に配線溝１５を形成する。その後、上記
エッチングで用いたレジストマスク（図示省略）を除去
する。
【００３２】上記配線溝１５を形成するためのエッチン
グ条件の一例としては、エッチングガスに、オクタフル
オロシクロブタン（ｃ−Ｃ4 Ｆ8 ）：１２ｓｃｃｍ、一
酸化炭素（ＣＯ）：１５０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａ
ｒ）：２００ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ 2 ）：５ｓｃｃｍを用
い、エッチング雰囲気の圧力を５．３Ｐａ、エッチング
装置のＲＦパワーを１．７ｋＷ、基板温度を２０℃に設
定した。
グ条件の一例としては、エッチングガスに、オクタフル
オロシクロブタン（ｃ−Ｃ4 Ｆ8 ）：１２ｓｃｃｍ、一
酸化炭素（ＣＯ）：１５０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａ
ｒ）：２００ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ 2 ）：５ｓｃｃｍを用
い、エッチング雰囲気の圧力を５．３Ｐａ、エッチング
装置のＲＦパワーを１．７ｋＷ、基板温度を２０℃に設
定した。
【００３３】次いで下地表面のスパッタエッチングによ
るクリーニング処理を行った後、遠距離スパッタ法によ
って、上記配線溝１５の内壁およびエッチング抑制層１
４上に、下地膜２２としてチタン膜を例えば２０ｎｍの
厚さに成膜した後、連続して窒化チタン膜を例えば５０
ｎｍの厚さに形成する。続けて真空中における連続スパ
ッタリングによって、Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜２３を例え
ば５００ｎｍの厚さに形成する。上記遠距離スパッタ法
とは、スパッタリング装置内におけるターゲットと基板
との距離を、通常では７ｃｍ程度のところを１５ｃｍ程
度以上の距離に離して、スパッタ粒子の基板への垂直入
射成分を増やして、通常のスパッタリングよりも孔や溝
内部でのカバリッジを改善する成膜方法である。
るクリーニング処理を行った後、遠距離スパッタ法によ
って、上記配線溝１５の内壁およびエッチング抑制層１
４上に、下地膜２２としてチタン膜を例えば２０ｎｍの
厚さに成膜した後、連続して窒化チタン膜を例えば５０
ｎｍの厚さに形成する。続けて真空中における連続スパ
ッタリングによって、Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜２３を例え
ば５００ｎｍの厚さに形成する。上記遠距離スパッタ法
とは、スパッタリング装置内におけるターゲットと基板
との距離を、通常では７ｃｍ程度のところを１５ｃｍ程
度以上の距離に離して、スパッタ粒子の基板への垂直入
射成分を増やして、通常のスパッタリングよりも孔や溝
内部でのカバリッジを改善する成膜方法である。
【００３４】上記スパッタエッチングの条件の一例とし
ては、プロセスガスにアルゴン（Ａｒ）：１００ｓｃｃ
ｍを用い、スパッタエッチング雰囲気の圧力を０．４Ｐ
ａ、エッチング時間を１分、スパッタ装置のＲＦバイア
スを１ｋＶ、基板加熱温度を３００℃に設定した。
ては、プロセスガスにアルゴン（Ａｒ）：１００ｓｃｃ
ｍを用い、スパッタエッチング雰囲気の圧力を０．４Ｐ
ａ、エッチング時間を１分、スパッタ装置のＲＦバイア
スを１ｋＶ、基板加熱温度を３００℃に設定した。
【００３５】上記下地膜２２のチタン膜の遠距離スパッ
タリングの条件の一例としては、プロセスガスにアルゴ
ン（Ａｒ）：１００ｓｃｃｍを用い、スパッタリング雰
囲気の圧力を０．４Ｐａ、スパッタ装置のＤＣパワーを
６ｋＶ、基板加熱温度を２００℃に設定した。
タリングの条件の一例としては、プロセスガスにアルゴ
ン（Ａｒ）：１００ｓｃｃｍを用い、スパッタリング雰
囲気の圧力を０．４Ｐａ、スパッタ装置のＤＣパワーを
６ｋＶ、基板加熱温度を２００℃に設定した。
【００３６】上記下地膜２２の窒化チタン膜の遠距離ス
パッタリングの条件の一例としては、プロセスガスにア
ルゴン（Ａｒ）：２０ｓｃｃｍと窒素（Ｎ2 ）：７０ｓ
ｃｃｍとを用い、スパッタリング雰囲気の圧力を０．４
Ｐａ、スパッタ装置のＤＣパワーを１２ｋＶ、基板加熱
温度を２００℃に設定した。
パッタリングの条件の一例としては、プロセスガスにア
ルゴン（Ａｒ）：２０ｓｃｃｍと窒素（Ｎ2 ）：７０ｓ
ｃｃｍとを用い、スパッタリング雰囲気の圧力を０．４
Ｐａ、スパッタ装置のＤＣパワーを１２ｋＶ、基板加熱
温度を２００℃に設定した。
【００３７】上記Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜２３の遠距離ス
パッタリングの条件の一例としては、プロセスガスにア
ルゴン（Ａｒ）：１００ｓｃｃｍを用い、スパッタリン
グ雰囲気の圧力を０．４Ｐａ、スパッタ装置のＤＣパワ
ーを１５ｋＶ、基板加熱温度を２００℃に設定した。
パッタリングの条件の一例としては、プロセスガスにア
ルゴン（Ａｒ）：１００ｓｃｃｍを用い、スパッタリン
グ雰囲気の圧力を０．４Ｐａ、スパッタ装置のＤＣパワ
ーを１５ｋＶ、基板加熱温度を２００℃に設定した。
【００３８】その後、熱処理を行い、Ａｌ−０．５％Ｃ
ｕ膜２３をリフローさせて配線溝１５の内部に流し込
み、Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜２３で配線溝１５の内部を完
全に埋め込む。
ｕ膜２３をリフローさせて配線溝１５の内部に流し込
み、Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜２３で配線溝１５の内部を完
全に埋め込む。
【００３９】上記熱処理（リフロー）条件の一例として
は、プロセスガスにアルゴン（Ａｒ）：１００ｓｃｃｍ
を用い、加熱時間を２分、基板加熱温度を４００℃に設
定した。
は、プロセスガスにアルゴン（Ａｒ）：１００ｓｃｃｍ
を用い、加熱時間を２分、基板加熱温度を４００℃に設
定した。
【００４０】次いで、ＣＭＰによってエッチング抑制層
１４上のＡｌ−０．５％Ｃｕ膜（図示省略）と下地膜
（図示省略）とを除去して、配線溝１５の内部のみに下
地膜２２とＡｌ−０．５％Ｃｕ膜２３とを残して溝配線
２１を形成する。
１４上のＡｌ−０．５％Ｃｕ膜（図示省略）と下地膜
（図示省略）とを除去して、配線溝１５の内部のみに下
地膜２２とＡｌ−０．５％Ｃｕ膜２３とを残して溝配線
２１を形成する。
【００４１】Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜２３および下地膜２
２のＣＭＰ条件の一例としては、研磨圧力を１００ｇ／
ｃｍ2 、研磨定盤の回転数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの
回転数を３０ｒｐｍ、スラリーにアルミナを含む過酸化
水素水、その流量を１００ｃｍ2 ／分、研磨雰囲気の温
度を２５℃〜３０℃に設定した。
２のＣＭＰ条件の一例としては、研磨圧力を１００ｇ／
ｃｍ2 、研磨定盤の回転数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの
回転数を３０ｒｐｍ、スラリーにアルミナを含む過酸化
水素水、その流量を１００ｃｍ2 ／分、研磨雰囲気の温
度を２５℃〜３０℃に設定した。
【００４２】次いで図１の（２）に示すように、上記エ
ッチング抑制層１４上に上記溝配線２１を覆う第２絶縁
層３１を形成する。この第２絶縁層３１は、例えば厚さ
が２４ｎｍの酸化窒化シリコン膜からなる反射防止膜３
３と、例えば厚さが６００ｎｍのＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜
３４とを順に積層して形成する。なお、上記ＴＥＯＳ−
ＳｉＯ2 膜はテトラエトキシシラン〔Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）4 〕を原料ガスに用いたＣＶＤにより成膜した
酸化シリコン膜である。
ッチング抑制層１４上に上記溝配線２１を覆う第２絶縁
層３１を形成する。この第２絶縁層３１は、例えば厚さ
が２４ｎｍの酸化窒化シリコン膜からなる反射防止膜３
３と、例えば厚さが６００ｎｍのＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜
３４とを順に積層して形成する。なお、上記ＴＥＯＳ−
ＳｉＯ2 膜はテトラエトキシシラン〔Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）4 〕を原料ガスに用いたＣＶＤにより成膜した
酸化シリコン膜である。
【００４３】上記ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜３４の成膜条件
の一例としては、原料ガスにＴＥＯＳ：５０ｓｃｃｍを
用い、成膜雰囲気の圧力を３３３Ｐａ、ＣＶＤ装置のＲ
Ｆパワーを１９０Ｗ、基板加熱温度を４００℃に設定し
た。
の一例としては、原料ガスにＴＥＯＳ：５０ｓｃｃｍを
用い、成膜雰囲気の圧力を３３３Ｐａ、ＣＶＤ装置のＲ
Ｆパワーを１９０Ｗ、基板加熱温度を４００℃に設定し
た。
【００４４】次いで、通常のリソグラフィー技術とエッ
チング技術とを用いて、上記第２絶縁層３１に上記溝配
線２１に通じる接続孔３２を形成する。この接続孔３２
は、例えば０．３μｍのホール径でアスペクト比がおよ
そ２．１であった。この際、リソグラフィー技術の合わ
せずれによって、接続孔３２が下層の溝配線２１よりは
み出す部分が生じるが、図示したように、エッチング抑
制層１４のフッ化ポリアリルエーテル系樹脂がエッチン
グストッパ層となるため、下層の溝配線２１の側壁に沿
ったエッチングは、エッチング抑制層１４内で停止させ
ることが可能になる。その後、上記エッチングで用いた
レジストマスク（図示省略）を除去する。
チング技術とを用いて、上記第２絶縁層３１に上記溝配
線２１に通じる接続孔３２を形成する。この接続孔３２
は、例えば０．３μｍのホール径でアスペクト比がおよ
そ２．１であった。この際、リソグラフィー技術の合わ
せずれによって、接続孔３２が下層の溝配線２１よりは
み出す部分が生じるが、図示したように、エッチング抑
制層１４のフッ化ポリアリルエーテル系樹脂がエッチン
グストッパ層となるため、下層の溝配線２１の側壁に沿
ったエッチングは、エッチング抑制層１４内で停止させ
ることが可能になる。その後、上記エッチングで用いた
レジストマスク（図示省略）を除去する。
【００４５】上記ＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜３４のエッチン
グ条件の一例としては、エッチングガスにオクタフルオ
ロシクロブタン（ｃ−Ｃ4 Ｆ8 ）：１０ｓｃｃｍと一酸
化炭素（ＣＯ）：１００ｓｃｃｍとアルゴン（Ａｒ）：
２００ｓｃｃｍとを用い、エッチング雰囲気の圧力を６
Ｐａ、エッチング装置のＲＦパワーを１．６ｋＷ、基板
温度を２０℃に設定した。
グ条件の一例としては、エッチングガスにオクタフルオ
ロシクロブタン（ｃ−Ｃ4 Ｆ8 ）：１０ｓｃｃｍと一酸
化炭素（ＣＯ）：１００ｓｃｃｍとアルゴン（Ａｒ）：
２００ｓｃｃｍとを用い、エッチング雰囲気の圧力を６
Ｐａ、エッチング装置のＲＦパワーを１．６ｋＷ、基板
温度を２０℃に設定した。
【００４６】次いで図１の（３）に示すように、下地表
面のクリーニング処理を行った後、選択ＣＶＤ法によっ
て、上記接続孔３２の内部および溝配線２１上に、純ア
ルミニウムからなるプラグ３５を形成する。この純アル
ミニウムを接続孔３２の内部より溢れる状態に形成した
場合には、ＣＭＰによって接続孔３２の外部の純アルミ
ニウムを除去すればよい。ＣＭＰの条件は、前記Ａｌ−
０．５％Ｃｕ膜２３のＣＭＰ条件と同様である。
面のクリーニング処理を行った後、選択ＣＶＤ法によっ
て、上記接続孔３２の内部および溝配線２１上に、純ア
ルミニウムからなるプラグ３５を形成する。この純アル
ミニウムを接続孔３２の内部より溢れる状態に形成した
場合には、ＣＭＰによって接続孔３２の外部の純アルミ
ニウムを除去すればよい。ＣＭＰの条件は、前記Ａｌ−
０．５％Ｃｕ膜２３のＣＭＰ条件と同様である。
【００４７】上記クリーニング処理条件の一例として
は、プロセスガスに三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）：１００
ｓｃｃｍを用い、クリーニング時間を９０秒、クリーニ
ング装置のＲＦパワーを２００Ｗ、基板加熱温度を２０
℃に設定した。
は、プロセスガスに三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）：１００
ｓｃｃｍを用い、クリーニング時間を９０秒、クリーニ
ング装置のＲＦパワーを２００Ｗ、基板加熱温度を２０
℃に設定した。
【００４８】上記選択ＣＶＤの成膜条件の一例として
は、原料ガスにジメチルアルミニウムハイドライド〔Ｄ
ＭＡＨ（Dimethyl aluminum hydride ）｛Ａｌ（Ｃ
Ｈ3 ）2 Ｈ｝〕：０．１１ｇ／分、キャリアガスに水素
（Ｈ2 ）：６５０ｓｃｃｍ、成膜雰囲気の圧力を２６６
Ｐａ、基板加熱温度を２１０℃に設定した。
は、原料ガスにジメチルアルミニウムハイドライド〔Ｄ
ＭＡＨ（Dimethyl aluminum hydride ）｛Ａｌ（Ｃ
Ｈ3 ）2 Ｈ｝〕：０．１１ｇ／分、キャリアガスに水素
（Ｈ2 ）：６５０ｓｃｃｍ、成膜雰囲気の圧力を２６６
Ｐａ、基板加熱温度を２１０℃に設定した。
【００４９】上記第１の多層配線の製造方法では、接続
孔３２を第２絶縁層３１に形成する際、第１絶縁層１３
の少なくとも上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難
いエッチング抑制層１４で形成し、その際、エッチング
抑制層１４は、このエッチング抑制層１４に対する第２
絶縁層３１のエッチング選択比が４以上となる材料で形
成することから、接続孔３２の底部３２Ｂは溝配線２１
上およびエッチング抑制層１４中に形成されることにな
る。そのため、溝配線２１に対する接続孔３２の合わせ
ずれが生じて、接続孔３２の底部３２Ｂが溝配線２１か
らはみ出した場合でも、溝配線２１の側部に沿って第１
絶縁層１３がエッチングされて深く削られることがな
く、フッ化ポリアリルエーテル系樹脂からなるエッチン
グ抑制層１４内でエッチングが停止されるので、導電性
材料で完全に埋め込める接続孔形状が得られる。それと
ともに、えぐれ部分に塩素等が残留し難くなるので、残
留塩素等の影響による配線腐食等の問題が生じなくな
る。その結果、信頼性の高い、いわゆるボーダーレスプ
ラグを実現することが可能になる。
孔３２を第２絶縁層３１に形成する際、第１絶縁層１３
の少なくとも上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難
いエッチング抑制層１４で形成し、その際、エッチング
抑制層１４は、このエッチング抑制層１４に対する第２
絶縁層３１のエッチング選択比が４以上となる材料で形
成することから、接続孔３２の底部３２Ｂは溝配線２１
上およびエッチング抑制層１４中に形成されることにな
る。そのため、溝配線２１に対する接続孔３２の合わせ
ずれが生じて、接続孔３２の底部３２Ｂが溝配線２１か
らはみ出した場合でも、溝配線２１の側部に沿って第１
絶縁層１３がエッチングされて深く削られることがな
く、フッ化ポリアリルエーテル系樹脂からなるエッチン
グ抑制層１４内でエッチングが停止されるので、導電性
材料で完全に埋め込める接続孔形状が得られる。それと
ともに、えぐれ部分に塩素等が残留し難くなるので、残
留塩素等の影響による配線腐食等の問題が生じなくな
る。その結果、信頼性の高い、いわゆるボーダーレスプ
ラグを実現することが可能になる。
【００５０】上記フッ化ポリアリルエーテル系樹脂はフ
ッ素系ガスでのエッチング速度は非常に遅く、接続孔３
２の開孔時にエッチングストッパとして機能する。その
ため、第１絶縁層１３の全てをフッ化ポリアリルエーテ
ル系樹脂で形成した場合には配線溝１５を形成すること
が困難になる。そこで、上記第１実施形態では、フッ化
ポリアリルエーテル系樹脂はエッチングストッパとして
のみ機能するようにエッチング抑制層１４に用い、第１
絶縁層１３はエッチングし易いフッ素環状樹脂で形成し
ている。
ッ素系ガスでのエッチング速度は非常に遅く、接続孔３
２の開孔時にエッチングストッパとして機能する。その
ため、第１絶縁層１３の全てをフッ化ポリアリルエーテ
ル系樹脂で形成した場合には配線溝１５を形成すること
が困難になる。そこで、上記第１実施形態では、フッ化
ポリアリルエーテル系樹脂はエッチングストッパとして
のみ機能するようにエッチング抑制層１４に用い、第１
絶縁層１３はエッチングし易いフッ素環状樹脂で形成し
ている。
【００５１】次に本発明の第２の多層配線に係わる実施
形態の一例を、多層配線の第２の実施形態として、図３
の概略構成断面図によって説明する。
形態の一例を、多層配線の第２の実施形態として、図３
の概略構成断面図によって説明する。
【００５２】図３に示すように、基体１１上には配線４
１が形成されている。この配線４１は、例えば例えば２
０ｎｍの厚さのチタン膜と例えば５０ｎｍの厚さの窒化
チタン膜とを積層してなる下地膜４２上に主配線層とな
る例えば５００ｎｍの厚さのＡｌ−０．５％Ｃｕ膜４３
が形成され、さらにその上に反射防止膜４４が例えば４
０ｎｍの厚さに形成されたものからなる。この反射防止
膜４４は、キャップ層にもなり、例えば窒化チタン膜か
らなる。また上記基体１１は、詳細に関しては図示はし
ないが、例えば基板にトランジスタ素子や素子分離領域
が形成され、さらにトランジスタ素子上に表面が平坦化
された絶縁層として例えば酸化シリコン層が形成されて
いるものからなる。
１が形成されている。この配線４１は、例えば例えば２
０ｎｍの厚さのチタン膜と例えば５０ｎｍの厚さの窒化
チタン膜とを積層してなる下地膜４２上に主配線層とな
る例えば５００ｎｍの厚さのＡｌ−０．５％Ｃｕ膜４３
が形成され、さらにその上に反射防止膜４４が例えば４
０ｎｍの厚さに形成されたものからなる。この反射防止
膜４４は、キャップ層にもなり、例えば窒化チタン膜か
らなる。また上記基体１１は、詳細に関しては図示はし
ないが、例えば基板にトランジスタ素子や素子分離領域
が形成され、さらにトランジスタ素子上に表面が平坦化
された絶縁層として例えば酸化シリコン層が形成されて
いるものからなる。
【００５３】上記基体１１上には上記配線４１の上面を
露出させる状態でかつこの配線４１を埋め込む状態に第
１絶縁層５１が形成されている。この第１絶縁層５１
は、この第１絶縁層５１に対する後に説明する第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料の低誘電率有
機膜からなり、後に説明する第２絶縁層よりもエッチン
グされ難い、例えばフッ化ポリアリルエーテル系樹脂
〔例えばＦＬＡＲＥ（商品名）〕からなる。
露出させる状態でかつこの配線４１を埋め込む状態に第
１絶縁層５１が形成されている。この第１絶縁層５１
は、この第１絶縁層５１に対する後に説明する第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料の低誘電率有
機膜からなり、後に説明する第２絶縁層よりもエッチン
グされ難い、例えばフッ化ポリアリルエーテル系樹脂
〔例えばＦＬＡＲＥ（商品名）〕からなる。
【００５４】さらに上記第１絶縁層５１上には上記配線
４１を覆う状態に第２絶縁層６１が形成されている。こ
の第２絶縁層６１は、例えば厚さが６００ｎｍのＴＥＯ
Ｓ−ＳｉＯ2 膜からなる。この第２絶縁層６１には上記
配線４１に通じる接続孔６２が形成されている。この接
続孔６２の底部６２Ｂは上記配線４１および上記第１絶
縁層５１の上部中で、かつ上記キャップ層となる反射防
止膜４４の下面よりも浅い状態に形成されている。
４１を覆う状態に第２絶縁層６１が形成されている。こ
の第２絶縁層６１は、例えば厚さが６００ｎｍのＴＥＯ
Ｓ−ＳｉＯ2 膜からなる。この第２絶縁層６１には上記
配線４１に通じる接続孔６２が形成されている。この接
続孔６２の底部６２Ｂは上記配線４１および上記第１絶
縁層５１の上部中で、かつ上記キャップ層となる反射防
止膜４４の下面よりも浅い状態に形成されている。
【００５５】上記第２の多層配線では、第１絶縁層５１
は第２絶縁層６１よりもエッチングされ難い材料からな
り、接続孔６２の底部６２Ｂは配線４１上および第１絶
縁層５１の上部中に形成されていることから、配線４１
の側部に形成されている接続孔６２の部分は深いものと
はならない。そのため、接続孔６２の内部に導電性材料
を完全に埋め込むことができるようになる。また配線４
１の上部にはキャップ層となる反射防止膜４４が形成さ
れていて、接続孔６２は反射防止膜４４の下面よりも浅
い状態に形成されているものでは、さらに接続孔６２の
底部６２Ｂでの段差が低減されるので、接続孔６２への
導電性材料の埋め込み性がさらに向上する。
は第２絶縁層６１よりもエッチングされ難い材料からな
り、接続孔６２の底部６２Ｂは配線４１上および第１絶
縁層５１の上部中に形成されていることから、配線４１
の側部に形成されている接続孔６２の部分は深いものと
はならない。そのため、接続孔６２の内部に導電性材料
を完全に埋め込むことができるようになる。また配線４
１の上部にはキャップ層となる反射防止膜４４が形成さ
れていて、接続孔６２は反射防止膜４４の下面よりも浅
い状態に形成されているものでは、さらに接続孔６２の
底部６２Ｂでの段差が低減されるので、接続孔６２への
導電性材料の埋め込み性がさらに向上する。
【００５６】次に本発明の第２の製造方法に係わる実施
形態の一例を、製造方法の第２の実施形態として、図４
の製造工程図によって説明する。図４では、前記図３に
よって説明した構成部品と同様のものには同一符号を付
与する。
形態の一例を、製造方法の第２の実施形態として、図４
の製造工程図によって説明する。図４では、前記図３に
よって説明した構成部品と同様のものには同一符号を付
与する。
【００５７】まず、図には示さないが、前記第１実施形
態で説明したのと同様にして、基板にトランジスタ素子
や素子分離領域を形成し、さらにトランジスタ素子上に
絶縁層を形成する。そしてＣＭＰによって上記絶縁層の
表面を平坦化する。次いで通常のリソグラフィー技術と
エッチング技術とを用いて、上記絶縁層に接続孔を形成
する。その後、上記エッチングで用いたレジストマスク
（図示省略）を除去する。そして上記接続孔の内部に導
電材料を埋め込むことでプラグを形成する。
態で説明したのと同様にして、基板にトランジスタ素子
や素子分離領域を形成し、さらにトランジスタ素子上に
絶縁層を形成する。そしてＣＭＰによって上記絶縁層の
表面を平坦化する。次いで通常のリソグラフィー技術と
エッチング技術とを用いて、上記絶縁層に接続孔を形成
する。その後、上記エッチングで用いたレジストマスク
（図示省略）を除去する。そして上記接続孔の内部に導
電材料を埋め込むことでプラグを形成する。
【００５８】次に図４の（１）に示すように、下地表面
のスパッタエッチングによるクリーニング処理を行った
後、スパッタ法によって、基体１１上に下地膜４２とし
てチタン膜を例えば２０ｎｍの厚さに成膜した後、連続
して窒化チタン膜を例えば５０ｎｍの厚さに形成する。
続けて真空中における連続スパッタリングによって、Ａ
ｌ−０．５％Ｃｕ膜４３を例えば５００ｎｍの厚さに形
成する。さらに連続して、Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜４３上
に反射防止膜４４として例えば窒化チタン膜を４０ｎｍ
の厚さに形成する。
のスパッタエッチングによるクリーニング処理を行った
後、スパッタ法によって、基体１１上に下地膜４２とし
てチタン膜を例えば２０ｎｍの厚さに成膜した後、連続
して窒化チタン膜を例えば５０ｎｍの厚さに形成する。
続けて真空中における連続スパッタリングによって、Ａ
ｌ−０．５％Ｃｕ膜４３を例えば５００ｎｍの厚さに形
成する。さらに連続して、Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜４３上
に反射防止膜４４として例えば窒化チタン膜を４０ｎｍ
の厚さに形成する。
【００５９】上記スパッタエッチングの条件、上記下地
膜４２のスパッタリング条件、上記Ａｌ−０．５％Ｃｕ
膜４３のスパッタリング条件は前記第１実施形態で説明
した条件と同様である。また、反射防止膜４４の窒化チ
タン膜の成膜条件は、上記下地膜４２の窒化チタン膜の
成膜条件と同様である。
膜４２のスパッタリング条件、上記Ａｌ−０．５％Ｃｕ
膜４３のスパッタリング条件は前記第１実施形態で説明
した条件と同様である。また、反射防止膜４４の窒化チ
タン膜の成膜条件は、上記下地膜４２の窒化チタン膜の
成膜条件と同様である。
【００６０】次いでリソグラフィー技術とエッチング技
術とによって、上記反射防止膜４４、Ａｌ−０．５％Ｃ
ｕ膜４３、下地膜４２をエッチング加工して、配線４１
を形成する。この配線４１は、例えば線幅を０．３μｍ
に形成する。なお、レジストのエッチング耐性が不足す
る場合には、ＳｉＯ2 等の無機マスクを用いることも可
能である。この場合には、反射防止膜４４上に例えばＳ
ｉＯ2 層を形成した後、リソグラフィー技術とエッチン
グ技術とによって上記ＳｉＯ2 層をパターニングして無
機マスクを形成することになる。
術とによって、上記反射防止膜４４、Ａｌ−０．５％Ｃ
ｕ膜４３、下地膜４２をエッチング加工して、配線４１
を形成する。この配線４１は、例えば線幅を０．３μｍ
に形成する。なお、レジストのエッチング耐性が不足す
る場合には、ＳｉＯ2 等の無機マスクを用いることも可
能である。この場合には、反射防止膜４４上に例えばＳ
ｉＯ2 層を形成した後、リソグラフィー技術とエッチン
グ技術とによって上記ＳｉＯ2 層をパターニングして無
機マスクを形成することになる。
【００６１】上記Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜４３のエッチン
グ条件の一例としては、エッチングガスに三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3 ）：６０ｓｃｃｍと塩素（Ｃｌ2 ）：９０ｓ
ｃｃｍとを用い、エッチング雰囲気の圧力を２Ｐａ、エ
ッチング装置のＲＦパワーを５０Ｗ、同マイクロ波を３
００ｍＡに設定した。
グ条件の一例としては、エッチングガスに三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3 ）：６０ｓｃｃｍと塩素（Ｃｌ2 ）：９０ｓ
ｃｃｍとを用い、エッチング雰囲気の圧力を２Ｐａ、エ
ッチング装置のＲＦパワーを５０Ｗ、同マイクロ波を３
００ｍＡに設定した。
【００６２】次いで上記配線４１間を埋め込む絶縁層と
なる第１絶縁層５１をフッ化ポリアリルエーテル系樹脂
〔例えばＦＬＡＲＥ（商品名）〕で形成する。この第１
絶縁層５１の表面は配線４１よりも高く形成する。上記
フッ化ポリアリルエーテル系樹脂の形成条件は、前記第
１実施形態で説明した条件と同様である。
なる第１絶縁層５１をフッ化ポリアリルエーテル系樹脂
〔例えばＦＬＡＲＥ（商品名）〕で形成する。この第１
絶縁層５１の表面は配線４１よりも高く形成する。上記
フッ化ポリアリルエーテル系樹脂の形成条件は、前記第
１実施形態で説明した条件と同様である。
【００６３】その後、ＣＭＰによって第１絶縁層５１を
平坦化するとともに、上記配線４１の上部を露出させ
る。
平坦化するとともに、上記配線４１の上部を露出させ
る。
【００６４】上記第１絶縁層５１のＣＭＰ条件の一例と
しては、研磨圧力を３００ｇ／ｃｍ 2 、研磨定盤の回転
数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転数を３０ｒｐｍ、ス
ラリーに酸化セリウム（Ｃｅ2 Ｏ5 ）を含むものを用
い、その流量を１００ｃｍ2 ／分、研磨雰囲気の温度を
２５℃〜３０℃に設定した。
しては、研磨圧力を３００ｇ／ｃｍ 2 、研磨定盤の回転
数を３０ｒｐｍ、研磨ヘッドの回転数を３０ｒｐｍ、ス
ラリーに酸化セリウム（Ｃｅ2 Ｏ5 ）を含むものを用
い、その流量を１００ｃｍ2 ／分、研磨雰囲気の温度を
２５℃〜３０℃に設定した。
【００６５】次いで図４の（２）に示すように、上記第
１絶縁層５１上に上記配線４１を覆う第２絶縁層６１を
形成する。この第２絶縁層６１は、例えば厚さが６００
ｎｍのＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜で形成する。上記ＴＥＯＳ
−ＳｉＯ2 膜の成膜条件は、前記第１実施形態で説明し
たのと同様である。
１絶縁層５１上に上記配線４１を覆う第２絶縁層６１を
形成する。この第２絶縁層６１は、例えば厚さが６００
ｎｍのＴＥＯＳ−ＳｉＯ2 膜で形成する。上記ＴＥＯＳ
−ＳｉＯ2 膜の成膜条件は、前記第１実施形態で説明し
たのと同様である。
【００６６】次いで通常のリソグラフィー技術とエッチ
ング技術とを用いて、上記第２絶縁層６１に上記配線４
１に通じる接続孔６２を形成する。この接続孔６２は、
例えば０．３μｍのホール径でアスペクト比がおよそ
２．０であった。この際、リソグラフィー技術の合わせ
ずれによって、接続孔６２が配線４１よりはみ出す部分
が生じるが、図示したように、第１絶縁層５１のフッ化
ポリアリルエーテル系樹脂がエッチングストッパ層とな
るため、配線４１の側壁に沿ったエッチングは、第１絶
縁層５１の表面近傍内で停止させることが可能になる。
特に配線４１の上部はいわゆるキャップ層（反射防止膜
４４）として窒化チタン膜が形成されているため、高い
信頼性を得るためには、このオーバエッチングを窒化チ
タンの厚さの範囲に抑え、配線４１のＡｌ−０．５％Ｃ
ｕ膜４３の側壁が露出しないようにエッチング時間を制
御することが好ましい。なお、上記第２絶縁層のＴＥＯ
Ｓ−ＳｉＯ2 膜のエッチング条件は、前記第１実施形態
で説明したのと同様である。その後、上記エッチングで
用いたレジストマスク（図示省略）を除去する。
ング技術とを用いて、上記第２絶縁層６１に上記配線４
１に通じる接続孔６２を形成する。この接続孔６２は、
例えば０．３μｍのホール径でアスペクト比がおよそ
２．０であった。この際、リソグラフィー技術の合わせ
ずれによって、接続孔６２が配線４１よりはみ出す部分
が生じるが、図示したように、第１絶縁層５１のフッ化
ポリアリルエーテル系樹脂がエッチングストッパ層とな
るため、配線４１の側壁に沿ったエッチングは、第１絶
縁層５１の表面近傍内で停止させることが可能になる。
特に配線４１の上部はいわゆるキャップ層（反射防止膜
４４）として窒化チタン膜が形成されているため、高い
信頼性を得るためには、このオーバエッチングを窒化チ
タンの厚さの範囲に抑え、配線４１のＡｌ−０．５％Ｃ
ｕ膜４３の側壁が露出しないようにエッチング時間を制
御することが好ましい。なお、上記第２絶縁層のＴＥＯ
Ｓ−ＳｉＯ2 膜のエッチング条件は、前記第１実施形態
で説明したのと同様である。その後、上記エッチングで
用いたレジストマスク（図示省略）を除去する。
【００６７】次いで図４の（３）に示すように、下地表
面のスパッタエッチングによるクリーニング処理を行っ
た後、遠距離スパッタ法によって、上記接続孔６２の内
壁および第２絶縁層６１上に、下地膜７１としてチタン
膜を例えば２０ｎｍの厚さに成膜した後、連続して窒化
チタン膜を例えば５０ｎｍの厚さに形成する。続けて真
空中における連続スパッタリングによって、Ａｌ−０．
５％Ｃｕ膜７２を例えば５００ｎｍの厚さに形成する。
面のスパッタエッチングによるクリーニング処理を行っ
た後、遠距離スパッタ法によって、上記接続孔６２の内
壁および第２絶縁層６１上に、下地膜７１としてチタン
膜を例えば２０ｎｍの厚さに成膜した後、連続して窒化
チタン膜を例えば５０ｎｍの厚さに形成する。続けて真
空中における連続スパッタリングによって、Ａｌ−０．
５％Ｃｕ膜７２を例えば５００ｎｍの厚さに形成する。
【００６８】上記スパッタエッチングの条件、上記下地
膜７１のチタン膜および窒化チタン膜の遠距離スパッタ
リング条件は、前記第１実施形態で説明した条件と同様
である。また上記Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜７２の遠距離ス
パッタリングの条件は、前記第１実施形態で説明した条
件において、基板加熱温度を４００℃とする以外は同様
なる条件である。
膜７１のチタン膜および窒化チタン膜の遠距離スパッタ
リング条件は、前記第１実施形態で説明した条件と同様
である。また上記Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜７２の遠距離ス
パッタリングの条件は、前記第１実施形態で説明した条
件において、基板加熱温度を４００℃とする以外は同様
なる条件である。
【００６９】なお、高圧リフローの場合、高圧ガスによ
って配線材料を接続孔内部に押し込む効果を十分に引き
出すため、成膜時の配線材料の形状は、接続孔内にボイ
ドが残るいわゆるブリッジ形状であることが望ましい。
このブリッジ形状は、成膜時の温度を高くして表面張力
により膜が変形する効果を助長した方が得やすいため、
Ａｌ−Ｃｕの成膜温度は４００℃に設定した。またさら
に、層間絶縁膜からの脱ガスによるアルミニウム酸化を
抑止したほうが、埋め込み特性は向上する。したがっ
て、表面のスパッタエッチングによるクリーニング処理
時の前に、高圧処理温度よりも高い温度（例えば４４０
℃程度）で別途熱処理を施してもよい。
って配線材料を接続孔内部に押し込む効果を十分に引き
出すため、成膜時の配線材料の形状は、接続孔内にボイ
ドが残るいわゆるブリッジ形状であることが望ましい。
このブリッジ形状は、成膜時の温度を高くして表面張力
により膜が変形する効果を助長した方が得やすいため、
Ａｌ−Ｃｕの成膜温度は４００℃に設定した。またさら
に、層間絶縁膜からの脱ガスによるアルミニウム酸化を
抑止したほうが、埋め込み特性は向上する。したがっ
て、表面のスパッタエッチングによるクリーニング処理
時の前に、高圧処理温度よりも高い温度（例えば４４０
℃程度）で別途熱処理を施してもよい。
【００７０】Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜７２を成膜した後、
高圧ガス中で熱処理を行って、Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜７
２をリフローさせ、接続孔６２の内部にＡｌ−０．５％
Ｃｕ膜７２を押し込む。
高圧ガス中で熱処理を行って、Ａｌ−０．５％Ｃｕ膜７
２をリフローさせ、接続孔６２の内部にＡｌ−０．５％
Ｃｕ膜７２を押し込む。
【００７１】上記高圧リフロー条件の一例としては、プ
ロセスガスにアルゴン（Ａｒ）を用い、処理雰囲気の圧
力を１ＭＰａ以上とし、加熱時間を２分、基板加熱温度
を４５０℃に設定した。
ロセスガスにアルゴン（Ａｒ）を用い、処理雰囲気の圧
力を１ＭＰａ以上とし、加熱時間を２分、基板加熱温度
を４５０℃に設定した。
【００７２】なお、この第２実施形態では、前記第１実
施形態と異なり、第１絶縁層５１に耐熱性（熱分解温度
が４６０°）の高いフッ化ポリアリルエーテル系樹脂を
用いているため、選択ＣＶＤよりも高温が要求される高
圧リフローを採用することができる。
施形態と異なり、第１絶縁層５１に耐熱性（熱分解温度
が４６０°）の高いフッ化ポリアリルエーテル系樹脂を
用いているため、選択ＣＶＤよりも高温が要求される高
圧リフローを採用することができる。
【００７３】上記第２の多層配線の製造方法では、接続
孔６２を第２絶縁層６１に形成する際、第１絶縁層５１
は第２絶縁層６１よりもエッチングされ難い、例えば第
１絶縁層５１に対する第２絶縁層６１のエッチング選択
比が４以上となる材料で形成することから、接続孔６２
の底部６２Ｂは配線４１上および第１絶縁層５１の上部
中に形成されることになる。そのため、配線４１に対す
る接続孔６２の合わせずれが生じて、接続孔６２の底部
６２Ｂが配線４１からはみ出した場合でも、第１絶縁層
５１のエッチングは抑制され、第１絶縁層５１を形成し
ているフッ化ポリアリルエーテル系樹脂の表面近傍内で
エッチングが停止する。したがって、配線４１の側部に
沿って第１絶縁層５１が深く削られることはない。その
ため、導電性材料で完全に埋め込める接続孔形状が得ら
れる。それとともに、えぐれ部分に塩素等が残留し難く
なるので、残留塩素等の影響による配線腐食等の問題が
生じなくなる。その結果、信頼性の高い、いわゆるボー
ダーレスプラグを実現することが可能になる。
孔６２を第２絶縁層６１に形成する際、第１絶縁層５１
は第２絶縁層６１よりもエッチングされ難い、例えば第
１絶縁層５１に対する第２絶縁層６１のエッチング選択
比が４以上となる材料で形成することから、接続孔６２
の底部６２Ｂは配線４１上および第１絶縁層５１の上部
中に形成されることになる。そのため、配線４１に対す
る接続孔６２の合わせずれが生じて、接続孔６２の底部
６２Ｂが配線４１からはみ出した場合でも、第１絶縁層
５１のエッチングは抑制され、第１絶縁層５１を形成し
ているフッ化ポリアリルエーテル系樹脂の表面近傍内で
エッチングが停止する。したがって、配線４１の側部に
沿って第１絶縁層５１が深く削られることはない。その
ため、導電性材料で完全に埋め込める接続孔形状が得ら
れる。それとともに、えぐれ部分に塩素等が残留し難く
なるので、残留塩素等の影響による配線腐食等の問題が
生じなくなる。その結果、信頼性の高い、いわゆるボー
ダーレスプラグを実現することが可能になる。
【００７４】なお、上記基板としては、トランジスタ素
子や素子分離領域、トランジスタ素子上に形成された絶
縁層、および配線層を例示することができる。配線上部
を覆う層間絶縁膜としては、酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）、ホウ素リンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）、リ
ンシリケートガラス（ＰＳＧ）、ヒ素シリケートガラス
（ＡｓＳＧ）、ノンドープトシリケートガラス（ＮＳ
Ｇ）、ＳＯＧ（Spin on glass）、窒化シリコン（Ｓｉ
Ｎ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化フッ化シリ
コン（ＳｉＯＦ）等のＳｉの化合物からなる絶縁材料あ
るいはそれらのうちの２種類以上からなる積層膜を用い
ることが可能である。
子や素子分離領域、トランジスタ素子上に形成された絶
縁層、および配線層を例示することができる。配線上部
を覆う層間絶縁膜としては、酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ2 ）、ホウ素リンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）、リ
ンシリケートガラス（ＰＳＧ）、ヒ素シリケートガラス
（ＡｓＳＧ）、ノンドープトシリケートガラス（ＮＳ
Ｇ）、ＳＯＧ（Spin on glass）、窒化シリコン（Ｓｉ
Ｎ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化フッ化シリ
コン（ＳｉＯＦ）等のＳｉの化合物からなる絶縁材料あ
るいはそれらのうちの２種類以上からなる積層膜を用い
ることが可能である。
【００７５】また、配線および接続孔を形成する導電材
料としては、純アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−
銅（Ａｌ−Ｃｕ）、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓ
ｉ）、アルミニウム−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ）、アルミニウム−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｇｅ）、ア
ルミニウム−シリコン−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｓｉ−Ｇ
ｅ）、アルミニウム−ゲルマニウム−銅（Ａｌ−Ｇｅ−
Ｃｕ）、アルミニウム−銅−チタン（Ａｌ−Ｃｕ−Ｔ
ｉ）、アルミニウム−スカンジウム（Ａｌ−Ｓｃ）、ア
ルミニウム−スカンジウム−銅（Ａｌ−Ｓｃ−Ｃｕ）
等、種々のＡｌ系合金、純銅（Ｃｕ）、銅−チタン（Ｃ
ｕ−Ｔｉ）、銅−タンタル（Ｃｕ−Ｔａ）、銅−錫（Ｃ
ｕ−Ｓｎ）、銅−ジルコニウム（Ｃｕ−Ｚｒ）等、種々
のＣｕ系合金、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）を例示
することができる。またこれらの材料を、チタン（Ｔ
ｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化窒化チタン（ＴｉＯ
Ｎ）、タングステン（Ｗ）、窒化タングステン（Ｔｉ
Ｗ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、窒化チタン−タ
ングステン（ＴｉＷＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タン
タル（ＴａＮ）等の高融点金属膜やその化合物層と、単
独または複数を含む積層膜で構成してもよい。
料としては、純アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−
銅（Ａｌ−Ｃｕ）、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓ
ｉ）、アルミニウム−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ）、アルミニウム−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｇｅ）、ア
ルミニウム−シリコン−ゲルマニウム（Ａｌ−Ｓｉ−Ｇ
ｅ）、アルミニウム−ゲルマニウム−銅（Ａｌ−Ｇｅ−
Ｃｕ）、アルミニウム−銅−チタン（Ａｌ−Ｃｕ−Ｔ
ｉ）、アルミニウム−スカンジウム（Ａｌ−Ｓｃ）、ア
ルミニウム−スカンジウム−銅（Ａｌ−Ｓｃ−Ｃｕ）
等、種々のＡｌ系合金、純銅（Ｃｕ）、銅−チタン（Ｃ
ｕ−Ｔｉ）、銅−タンタル（Ｃｕ−Ｔａ）、銅−錫（Ｃ
ｕ−Ｓｎ）、銅−ジルコニウム（Ｃｕ−Ｚｒ）等、種々
のＣｕ系合金、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）を例示
することができる。またこれらの材料を、チタン（Ｔ
ｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化窒化チタン（ＴｉＯ
Ｎ）、タングステン（Ｗ）、窒化タングステン（Ｔｉ
Ｗ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）、窒化チタン−タ
ングステン（ＴｉＷＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タン
タル（ＴａＮ）等の高融点金属膜やその化合物層と、単
独または複数を含む積層膜で構成してもよい。
【００７６】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の第１の多
層配線によれば、第１絶縁層の少なくとも上層は第２絶
縁層よりもエッチングされ難いエッチング抑制層からな
り、接続孔の底部は溝配線上およびエッチング抑制層中
に形成されているので、溝配線の側部に形成されている
接続孔部分は深いものとはならない。そのため、接続孔
の内部に導電性材料を完全に埋め込むことができるよう
になる。よって、信頼性の高いボーダーレスプラグを形
成することが可能な多層配線となる。
層配線によれば、第１絶縁層の少なくとも上層は第２絶
縁層よりもエッチングされ難いエッチング抑制層からな
り、接続孔の底部は溝配線上およびエッチング抑制層中
に形成されているので、溝配線の側部に形成されている
接続孔部分は深いものとはならない。そのため、接続孔
の内部に導電性材料を完全に埋め込むことができるよう
になる。よって、信頼性の高いボーダーレスプラグを形
成することが可能な多層配線となる。
【００７７】本発明の第１の製造方法によれば、接続孔
を前記第２絶縁層に形成する際、第１絶縁層の少なくと
も上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難い、例えば
このエッチング抑制層に対する第２絶縁層のエッチング
選択比が４以上となる材料で形成するので、接続孔の底
部は溝配線上およびエッチング抑制層中に形成できる。
そのため、溝配線に対する接続孔の合わせずれが生じ
て、接続孔底部が溝配線からはみ出した場合でも、溝配
線の側部に沿って第１絶縁層が深く削られることがなく
なるので、接続孔内部を導電材料で完全に埋め込むこと
が可能になる。それとともに、配線腐食等の問題が生じ
なくなる。よって、信頼性の高いボーダーレスプラグを
形成することが可能になる。
を前記第２絶縁層に形成する際、第１絶縁層の少なくと
も上層は第２絶縁層よりもエッチングされ難い、例えば
このエッチング抑制層に対する第２絶縁層のエッチング
選択比が４以上となる材料で形成するので、接続孔の底
部は溝配線上およびエッチング抑制層中に形成できる。
そのため、溝配線に対する接続孔の合わせずれが生じ
て、接続孔底部が溝配線からはみ出した場合でも、溝配
線の側部に沿って第１絶縁層が深く削られることがなく
なるので、接続孔内部を導電材料で完全に埋め込むこと
が可能になる。それとともに、配線腐食等の問題が生じ
なくなる。よって、信頼性の高いボーダーレスプラグを
形成することが可能になる。
【００７８】本発明の第２の多層配線によれば、第１絶
縁層は第２絶縁層よりもエッチングされ難い材料からな
り、接続孔の底部は配線上および第１絶縁層の上部中に
形成されているので、配線の側部に形成されている接続
孔部分は深いものとはならない。そのため、接続孔の内
部に導電性材料を完全に埋め込むことができるようにな
る。よって、信頼性の高いボーダーレスプラグを形成す
ることが可能な多層配線となる。また配線の上部にはキ
ャップ層が形成されていて、接続孔はキャップ層の下面
よりも浅い状態に形成されているものでは、さらに接続
孔底部での段差が低減できるので、接続孔への導電性材
料の埋め込み性がさらに向上させることが可能になる。
縁層は第２絶縁層よりもエッチングされ難い材料からな
り、接続孔の底部は配線上および第１絶縁層の上部中に
形成されているので、配線の側部に形成されている接続
孔部分は深いものとはならない。そのため、接続孔の内
部に導電性材料を完全に埋め込むことができるようにな
る。よって、信頼性の高いボーダーレスプラグを形成す
ることが可能な多層配線となる。また配線の上部にはキ
ャップ層が形成されていて、接続孔はキャップ層の下面
よりも浅い状態に形成されているものでは、さらに接続
孔底部での段差が低減できるので、接続孔への導電性材
料の埋め込み性がさらに向上させることが可能になる。
【００７９】本発明の第２の製造方法によれば、接続孔
を前記第２絶縁層に形成する際、第１絶縁層は第２絶縁
層よりもエッチングされ難い、例えば第１絶縁層に対す
る第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料で
形成するので、接続孔の底部は配線上および第１絶縁層
の上部中に形成できる。そのため、配線に対する接続孔
の合わせずれが生じて、接続孔底部が配線からはみ出し
た場合でも、配線の側部に沿って第１絶縁層が深く削ら
れることがなくなり、接続孔内部を導電材料で完全に埋
め込むことが可能になる。しかも配線腐食等の問題が生
じないので、信頼性の高いボーダーレスプラグを形成す
ることが可能になる。
を前記第２絶縁層に形成する際、第１絶縁層は第２絶縁
層よりもエッチングされ難い、例えば第１絶縁層に対す
る第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料で
形成するので、接続孔の底部は配線上および第１絶縁層
の上部中に形成できる。そのため、配線に対する接続孔
の合わせずれが生じて、接続孔底部が配線からはみ出し
た場合でも、配線の側部に沿って第１絶縁層が深く削ら
れることがなくなり、接続孔内部を導電材料で完全に埋
め込むことが可能になる。しかも配線腐食等の問題が生
じないので、信頼性の高いボーダーレスプラグを形成す
ることが可能になる。
【図１】本発明の第１の多層配線に係わる実施形態の概
略構成断面図である。
略構成断面図である。
【図２】本発明の第１の製造方法に係わる実施形態の製
造工程図である。
造工程図である。
【図３】本発明の第２の多層配線に係わる実施形態の概
略構成断面図である。
略構成断面図である。
【図４】本発明の第２の製造方法に係わる実施形態の製
造工程図である。
造工程図である。
【図５】従来の多層配線の概略構成図である。
【図６】多層配線におけるボーダーレス接続孔に係わる
課題の説明図である。
課題の説明図である。
１１…基体、１３…第１絶縁層、１４…エッチング抑制
層、２１…溝配線、３１…第２絶縁層、３２…接続孔、
３２Ｂ…（接続孔の）底部
層、２１…溝配線、３１…第２絶縁層、３２…接続孔、
３２Ｂ…（接続孔の）底部
Claims (24)
- 【請求項１】 基体上に形成された第１絶縁層と、 前記第１絶縁層に形成された溝配線と、 前記第１絶縁層上に前記溝配線を覆う状態に形成された
第２絶縁層と、 前記溝配線に通じるもので前記第２絶縁層に形成された
接続孔とを備え、 前記第１絶縁層の少なくとも上層は前記第２絶縁層より
もエッチングされ難いエッチング抑制層からなり、 前記接続孔の底部は前記溝配線上および前記エッチング
抑制層中に形成されていることを特徴とする多層配線。 - 【請求項２】 請求項１記載の多層配線において、 前記第１絶縁層は低誘電率有機膜からなることを特徴と
する多層配線。 - 【請求項３】 請求項１記載の多層配線において、 前記エッチング抑制層は、該エッチング抑制層に対する
前記第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料
からなることを特徴とする多層配線。 - 【請求項４】 請求項２記載の多層配線において、 前記エッチング抑制層は、該エッチング抑制層に対する
前記第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料
からなることを特徴とする多層配線。 - 【請求項５】 基体上に第１絶縁層を形成する工程と、 前記第１絶縁層に配線溝を形成する工程と、 前記配線溝に導電材料を埋め込むことで溝配線を形成す
る工程と、 前記第１絶縁層上に前記溝配線を覆う第２絶縁層を形成
する工程と、 前記溝配線に通じる接続孔を前記第２絶縁層に形成する
工程とを備え、 前記第１絶縁層の少なくとも上層は前記第２絶縁層より
もエッチングされ難いエッチング抑制層で形成し、 前記接続孔の底部は前記溝配線上および前記エッチング
抑制層中に形成することを特徴とする多層配線の製造方
法。 - 【請求項６】 請求項５記載の多層配線の製造方法にお
いて、 前記第１絶縁層を低誘電率有機膜で形成することを特徴
とする多層配線の製造方法。 - 【請求項７】 請求項５記載の多層配線の製造方法にお
いて、 前記エッチング抑制層を、該エッチング抑制層に対する
前記第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料
で形成することを特徴とする多層配線の製造方法。 - 【請求項８】 請求項６記載の多層配線の製造方法にお
いて、 前記エッチング抑制層を、該エッチング抑制層に対する
前記第２絶縁層のエッチング選択比が４以上となる材料
で形成することを特徴とする多層配線の製造方法。 - 【請求項９】 基体上に形成された配線と、 前記配線を埋め込む状態に前記基体上に形成された第１
絶縁層と、 前記第１絶縁層上に前記配線を覆う状態に形成された第
２絶縁層と、 前記配線に通じるもので前記第２絶縁層に形成された接
続孔とを備え、 前記第１絶縁層は前記第２絶縁層よりもエッチングされ
難い材料からなり、 前記接続孔の底部は前記溝配線上および前記第１絶縁層
の上部中に形成されていることを特徴とする多層配線。 - 【請求項１０】 請求項９記載の多層配線において、 前記配線の上部にはキャップ層が形成されていて、 前記接続孔の底部は前記キャップ層の下面よりも浅い状
態に形成されていることを特徴とする多層配線。 - 【請求項１１】 請求項９記載の多層配線において、 前記第１絶縁膜は低誘電率有機膜からなることを特徴と
する多層配線。 - 【請求項１２】 請求項１０記載の多層配線において、 前記第１絶縁膜は低誘電率有機膜からなることを特徴と
する多層配線。 - 【請求項１３】 請求項９記載の多層配線において、 前記第１絶縁層は、該第１絶縁層に対する前記第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料からなること
を特徴とする多層配線。 - 【請求項１４】 請求項１０記載の多層配線において、 前記第１絶縁層は、該第１絶縁層に対する前記第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料からなること
を特徴とする多層配線。 - 【請求項１５】 請求項１１記載の多層配線において、 前記第１絶縁層は、該第１絶縁層に対する前記第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料からなること
を特徴とする多層配線。 - 【請求項１６】 請求項１２記載の多層配線において、 前記第１絶縁層は、該第１絶縁層に対する前記第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料からなること
を特徴とする多層配線。 - 【請求項１７】 基体上に配線を形成する工程と、 前記基体上に前記配線を覆うとともに該配線よりも高い
状態に第１絶縁層を形成した後、前記配線上が露出する
状態に前記第１絶縁層を除去する工程と、 前記第１絶縁層に前記配線を覆う第２絶縁層を形成する
工程と、 前記配線に通じる接続孔を前記第２絶縁層に形成する工
程とを備え、 前記第１絶縁層は前記第２絶縁層よりもエッチングされ
難い材料で形成し、 前記接続孔の底部は前記溝配線上および前記第１絶縁層
の上部中に形成することを特徴とする多層配線の製造方
法。 - 【請求項１８】 請求項１７記載の多層配線の製造方法
において、 前記配線はその上部にキャップ層を設けた状態で形成
し、 前記接続孔の底部を前記キャップ層の下面よりも浅い状
態に形成することを特徴とする多層配線の製造方法。 - 【請求項１９】 請求項１７記載の多層配線において、 前記第１絶縁膜を低誘電率有機膜で形成することを特徴
とする多層配線の製造方法。 - 【請求項２０】 請求項１８記載の多層配線において、 前記第１絶縁膜を低誘電率有機膜で形成することを特徴
とする多層配線の製造方法。 - 【請求項２１】 請求項１７記載の多層配線の製造方法
において、 前記第１絶縁層を、該第１絶縁層に対する前記第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料で形成するこ
とを特徴とする多層配線の製造方法。 - 【請求項２２】 請求項１８記載の多層配線の製造方法
において、 前記第１絶縁層を、該第１絶縁層に対する前記第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料で形成するこ
とを特徴とする多層配線の製造方法。 - 【請求項２３】 請求項１９記載の多層配線の製造方法
において、 前記第１絶縁層を、該第１絶縁層に対する前記第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料で形成するこ
とを特徴とする多層配線の製造方法。 - 【請求項２４】 請求項２０記載の多層配線の製造方法
において、 前記第１絶縁層を、該第１絶縁層に対する前記第２絶縁
層のエッチング選択比が４以上となる材料で形成するこ
とを特徴とする多層配線の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32264297A JPH11163127A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 多層配線およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32264297A JPH11163127A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 多層配線およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11163127A true JPH11163127A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18145991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32264297A Pending JPH11163127A (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 多層配線およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11163127A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005538554A (ja) * | 2002-09-05 | 2005-12-15 | インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト | 中間材と関連構成部品とを有する集積回路構成 |
| JP2006128722A (ja) * | 2002-04-12 | 2006-05-18 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
| US7772700B2 (en) | 2002-04-12 | 2010-08-10 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device |
-
1997
- 1997-11-25 JP JP32264297A patent/JPH11163127A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128722A (ja) * | 2002-04-12 | 2006-05-18 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
| US7772700B2 (en) | 2002-04-12 | 2010-08-10 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device |
| US7986041B2 (en) | 2002-04-12 | 2011-07-26 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device |
| JP2005538554A (ja) * | 2002-09-05 | 2005-12-15 | インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト | 中間材と関連構成部品とを有する集積回路構成 |
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