JPH11238794A - 配線の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅は拡散バリア層との密着性が悪いためにバ
リア層から剥がれるという問題を生じ、例えば銅のＣＭ
Ｐ工程時には銅表面にスクラッチを発生させ、配線の信
頼性等を低下させていた。 【解決手段】 基板１１上に形成された絶縁膜２１上に
密着層３１を形成する工程と、その密着層３１から上記
絶縁膜２１に達する溝、接続孔等の凹部４１を形成する
工程と、その凹部４１の内壁および上記密着層３１上に
バリア層３３を形成した後、このバリア層３３をエッチ
バック処理して上記凹部４１の側壁にバリア層３３を残
すとともに上記密着層３１上のバリア層３３を除去し
て、その密着層３１を露出させる工程と、凹部４１およ
び密着層３１上に銅のような配線材料層５１を形成する
工程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線の形成方法に
関し、詳しくは銅配線に対するバリア性を向上させた配
線の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＬＳＩの配線材料としてはアル
ミニウム合金が広く用いられてきた。しかし、ＬＳＩの
微細化、高速化の要求が高まるにつれて、アルミニウム
合金配線では十分な配線の信頼性や低い配線抵抗の確保
が困難になってきている。この対策として、昨今アルミ
ニウム合金よりもエレクトロマイグレーション耐性に優
れ、かつ低抵抗である銅配線技術が高い注目を浴び、実
用化に向け鋭意検討されている。

【０００３】銅配線を加工する技術としては、一般に銅
のドライエッチングが容易でないこと等から、いわゆる
溝配線による方法が有望視されている。溝配線とは、酸
化シリコン等の層間絶縁膜に予め所定の溝を形成してお
き、その溝に配線材料を埋め込み、その後に溝外の余剰
な配線材料を化学的機械研磨（以下ＣＭＰという、ＣＭ
ＰはChemical Mechanical Polishing の略）等によって
除去することにより形成する配線をいう。配線材料を埋
め込む方法としては、電界めっき法、化学的気相成長
（以下ＣＶＤという、ＣＶＤはChemical Vapor Deposit
ion の略）、スパッタ成膜した後にリフローする方法等
が検討されている。

【０００４】銅は熱処理により酸化シリコン中に拡散す
る性質を持つ。そのような銅の拡散を防ぐには、図５に
示すように、酸化シリコン膜１１１に形成された溝１１
２内の銅配線１２１とその酸化シリコン膜１１１との界
面部分に何らかの拡散バリア層１３１を形成することが
必要となる。その拡散バリア層１３１の材料としては、
一般に、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、タ
ンタル合金、タングステン（Ｗ）、タングステン合金等
から選択して用いられる。窒化チタンはアルミニウム合
金配線の時代から用いられてきた材料であるため、扱い
易いという利点があるが、拡散バリア性はタンタル合金
またはタングステン合金の方が高いとされている。また
上記拡散バリア材料は、酸化シリコンへの拡散防止機能
のみならず、リフロー法により銅を埋め込む際におい
て、埋め込み性を向上させる機能をも有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銅は上
記拡散バリア層との密着性が悪いために、拡散バリア層
から銅膜が剥がれるという問題を生じる。密着性は、一
般にバリア性が向上するにつれて劣化する傾向にある。
密着性が不足すると、後のプロセスにおいて膜剥がれ等
の問題を生じる。図６に示すように、例えば、ＣＭＰ工
程時に拡散バリア層１３１との密着性が不十分な銅配線
の部分１２０ｐが剥がれて、研磨パッド１５１の回転に
よりその剥がれた部分１２０ｐが銅膜１２０の表面を引
っかき、スクラッチと呼ばれる傷Ｓをつける。また銅配
線形成後の製造プロセスに起因して銅配線自体が剥がれ
る。このような問題により、配線の性能および信頼性が
深刻な影響を受ける。一方、例えば拡散バリア層を銅と
の密着性に優れたチタン膜で形成した場合には、銅に対
する拡散バリア性が不十分になり、また後の熱処理によ
りチタンと銅とが反応して銅配線の抵抗を上昇させると
いう問題を生じる。

【０００６】

【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配線の形成方法であって、基板上
に形成された絶縁膜上に密着層を形成する工程と、その
密着層と上記絶縁膜とに、接続孔等の凹部を該密着層か
ら該絶縁膜に連続した状態で形成する工程と、その凹部
内壁および上記密着層上にバリア層を形成した後、この
バリア層をエッチバック処理して上記凹部の側壁にバリ
ア層を残すとともに上記密着層上のバリア層を除去し
て、その密着層を露出させる工程と、凹部内および密着
層上に銅のような配線材料層を形成する工程とを備えて
いる。

【０００７】上記配線の形成方法では、絶縁膜上に密着
層を形成した後、絶縁膜に凹部、バリア層を形成してか
ら、凹部側壁にバリア層を残しかつ密着層上のバリア層
を除去してその密着層を露出させる。この状態で配線材
料層を形成することから、この配線材料層の下地は密着
性のよい密着層になる。その結果、配線材料層が銅のよ
うな剥がれやすい材料からなるものであっても、密着層
によって配線材料層の密着性は確保される。一方、凹部
内はバリア層を形成した状態で配線材料層が堆積される
ことから、バリア層によって、配線材料層が密着層、絶
縁膜ヘ拡散されるのが防止される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係わる実施の形態の一例
を、図１の工程図によって説明する。

【０００９】図１の（１）に示すように、基板１１上に
形成されている下層配線１２を覆う絶縁膜２１を形成し
た後、この絶縁膜２１上に密着層３１を形成する。次い
でこの密着層３１から絶縁膜２１にわたって上記下層配
線１２に達する凹部４１を形成する。この凹部４１の形
成は、通常のリソグラフィー技術とエッチング技術とに
よる。次に図１の（２）に示すように、上記凹部４１内
および上記絶縁膜２１上にバリア層３３を堆積する。こ
のバリア層３３は、銅の拡散を防止する材料、例えば、
窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタ
ル（ＴａＮ）、タングステン（Ｗ）、窒化タングステン
（ＷＮ）および窒化タングステンシリサイド（ＷＳｉ
Ｎ）のうちの少なくとも１種から形成される。

【００１０】その後上記バリア層３３をエッチバック処
理して、上記密着層３１上のバリア層３３を除去し、図
１の（３）に示すように、上記凹部４１の側壁にバリア
層３３を残すとともに絶縁膜２１上の密着層３１を露出
させる。そして図１の（４）に示すように、凹部４１内
および密着層３１上に配線材料層（例えば銅もしくは銅
合金からなる配線材料層）５１を形成する。その結果、
凹部４１は、配線材料層５１によって埋め込まれる。

【００１１】上記実施の形態では、上記凹部４１は、下
層配線１２に接続される接続孔として記載したが、例え
ば溝配線に用いる溝であってもよく、または溝配線に用
いる溝とその溝の底部に形成した接続孔であってもよ
い。

【００１２】上記説明したように絶縁膜２１上に密着層
３１を形成した後、絶縁膜２１に凹部４１、バリア層３
３を形成してから、凹部４１の側壁にバリア層３３を残
しかつ密着層３１上のバリア層３３を除去してその密着
層３１を露出させる。このように絶縁膜２１上の密着層
３１が露出している状態で、上記密着層３１上に配線材
料層５１を形成することから、この配線材料層５１の下
地は密着性のよい密着層３１になる。その結果、配線材
料層５１が銅のような剥がれやすい材料からなるもので
あっても、密着層３１によって配線材料層５１の密着性
は確保される。一方、凹部４１内はバリア層３３を形成
した状態で配線材料層５１が形成されることから、バリ
ア層３３によって、配線材料層５１が密着層３１、絶縁
膜２１ヘ拡散されるのが防止される。

【００１３】図示はしないが、上記実施の形態におい
て、上記密着層３１を形成する工程では、上記絶縁膜２
１上に銅の拡散を防止する下地バリア層を形成した後に
上記密着層３１を形成することも可能である。このよう
に下地バリア層を形成する方法では、銅のような配線材
料層５１を形成した際に、この下地バリア層によって、
絶縁膜２１上の配線材料層５１からこの絶縁膜２１中に
銅が拡散するのを防止する。

【００１４】次に上記実施の形態を銅の溝配線を形成す
る際に適用した一例を、図２および図３の工程図によっ
て以下に説明する。図２および図３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
して示す。

【００１５】図２の（１）に示すように、基板（図示省
略）上に素子（図示省略）を形成し、さらに下層配線１
２や絶縁膜１３等の形成を行い、平坦化プロセスによっ
てその絶縁膜１３の表面を平坦化して、上記下層配線１
２の上面を露出させる。そして上記絶縁膜１３上に酸化
シリコン（以下ＰＥ−ＳｉＯ₂ と記す）膜１４を例えば
例えばプラズマＣＶＤ法により８００ｎｍの厚さに堆積
して形成する。さらに、窒化シリコン（以下ＰＥ−Ｓｉ
Ｎと記す）膜１５を例えば５０ｎｍの厚さに形成する。

【００１６】次いで通常のリソグラフィー技術および反
応性イオンエッチング（以下ＲＩＥという、ＲＩＥはRe
active Ion Etchingの略）技術により、ＰＥ−ＳｉＮ膜
１５に、接続孔１６の一部を開口する。その孔径は、例
えば０，３μｍとした。

【００１７】次に図２の（２）に示すように、プラズマ
ＣＶＤ法によって、上記ＰＥ−ＳｉＮ膜１５上および上
記接続孔１６上に絶縁膜としてＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７を
例えば５００ｎｍの厚さに形成する。上記ＰＥ−ＳｉＯ
₂ 膜１４〜ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７までが前記図１で説明
した絶縁膜２１に相当する。続いて、ＤＣマグネトロン
スパッタ法によって、上記ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７上に密
着層３１を例えば１００ｎｍの厚さのチタン膜で形成す
る。この密着層３１のチタン膜の成膜条件の一例を説明
する。この成膜条件としては、プロセスガスにアルゴン
（例えば５０ｓｃｃｍ）〔以下、ｓｃｃｍは標準状態に
おける体積流量（ｃｍ³ ／分）を表す〕、ＤＣパワーを
６ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧力を０．１８Ｐａ、成膜温
度を１５０℃に設定した。

【００１８】次いで図２の（３）に示すように、通常の
リソグラフィー技術およびＲＩＥ技術により、上記密着
層３１に溝１８の一部を開口する。その溝幅は、例えば
０，４μｍとした。このＲＩＥにおける密着層３１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 〕（例えば５０ｓ
ｃｃｍ）、一酸化炭素〔ＣＯ〕（例えば１００ｓｃｃ
ｍ）、酸素〔Ｏ₂ 〕（例えば２０ｓｃｃｍ）およびアル
ゴン〔Ａｒ〕（例えば２００ｓｃｃｍ）を用い、エッチ
ング雰囲気の圧力を６Ｐａ、ＲＦパワーを１．６ｋＷ、
基板温度を２０℃に設定した。

【００１９】続いて上記密着層３１をエッチングマスク
に用いたＲＩＥ技術により、ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７をエ
ッチングして溝１８を形成するとともに、上記ＰＥ−Ｓ
ｉＮ膜１５をエッチングマスクに用いたＲＩＥ技術によ
り、ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１４をエッチングして、例えば下
層配線１２に通じる接続孔１６を開口する。このように
して、絶縁膜２１に凹部４１となる溝１８および接続孔
１６が形成される。そして上記溝１８の溝幅は０．４μ
ｍとなり、上記接続孔１６の孔径は０，３μｍとなる。
このような溝１８および接続孔１６を形成する方法は、
上記説明した方法に限定されることはなく、他の製造方
法により形成することも可能である。

【００２０】その後図２の（４）に示すように、ＤＣマ
グネトロンスパッタ法によって、凹部４１（溝１８と接
続孔１６）の内壁に、チタン膜３２を例えば２０ｎｍの
厚さに形成した後、バリア層３３を例えば６０ｎｍの厚
さの窒化チタン膜で形成する。その際、上記密着層３１
上にも上記チタン膜３２およびバリア層３３が形成され
る。

【００２１】以下に上記チタン膜３２および上記バリア
層３３の成膜条件の一例を説明する。チタン膜３２の成
膜条件としては、プロセスガスにアルゴン（例えば５０
ｓｃｃｍ）、ＤＣパワーを６ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧
力を０．１８Ｐａ、成膜温度を１５０℃に設定した。ま
たバリア層３３となる窒化チタン膜の成膜条件として
は、プロセスガスにアルゴン（例えば２０ｓｃｃｍ）と
窒素（例えば７０ｓｃｃｍ）、ＤＣパワーを８ｋＷ、ス
パッタ雰囲気の圧力を０．３Ｐａ、成膜温度を１５０℃
に設定した。

【００２２】次いでＲＩＥ技術によって、上記バリア層
３３および上記チタン膜３２をエッチバック処理して、
密着層３１上のバリア層３３およびチタン膜２２を除去
し、図３の（１）に示すように、密着層３１を露出さ
せ、かつ上記凹部（溝１８と接続孔１６）の側壁にバリ
ア層３３およびチタン膜３２を残す。このバリア層３３
のＲＩＥ条件の一例としては、エッチングガスに三塩化
ホウ素〔ＢＣｌ₃ 〕（例えば２０ｓｃｃｍ）、塩素〔Ｃ
ｌ₂ 〕（例えば１２０ｓｃｃｍ）、アルゴン〔Ａｒ〕
（例えば６０ｓｃｃｍ）およびヘリウム〔Ｈｅ〕（例え
ば２０ｓｃｃｍ）を用い、エッチング雰囲気の圧力を
０．７Ｐａ、ＲＦパワーを１１０Ｗ、エッチング時間を
１分に設定した。またチタン膜３２のエッチバック条件
は前記密着層３１のＲＩＥ条件と同様である。

【００２３】次に図３の（２）に示すように、ＤＣマグ
ネトロンスパッタ法によって、上記凹部４１（溝１８と
接続孔１６）の内壁に銅を例えば１００ｎｍの厚さに成
長させて銅膜５２を形成する。この際、密着層３１上に
も銅膜５２が形成される。この銅膜５２は、後の工程で
行う電解めっき工程で銅を成長させるためのシードとな
るものである。上記銅膜５２の成膜条件としては、プロ
セスガスにアルゴン（例えば４０ｓｃｃｍ）、ＤＣパワ
ーを１２ｋＷ、スパッタ雰囲気の圧力を０．３Ｐａ、成
膜温度を１５０℃に設定した。なお、銅膜５２を成膜す
る前に自然酸化膜除去等のためのアルゴンスパッタエッ
チングを行うことが好ましい。

【００２４】次いで図３の（３）に示すように、電解め
っき法によって上記銅膜５２（図示省略）上に、かつ上
記凹部（接続孔１６と溝１８）の内部を埋め込む状態
に、銅を成長させる。そして例えば１μｍの厚さに銅を
堆積して、配線材料層５１を形成する。上記電解めっき
条件としては、めっき液に硫酸銅〔ＣｕＳＯ₄ 〕（６７
ｇ／ｄｍ³ ）、硫酸〔Ｈ₂ ＳＯ₄ 〕（１７０ｇ／ｄ
ｍ³ ）、塩酸〔ＨＣｌ〕（７０ｐｐｍ）の混合液を用
い、めっき液の温度を２５℃、印加電流を＋９Ａに設定
した。

【００２５】次いで通常のＣＭＰにより、溝１８の外部
に形成されている余分な配線材料層５１（銅膜５２も含
む）および密着層３１を除去して、図３の（４）に示す
ように、溝１８内および接続孔１６内に上記チタン膜３
２およびバリア層３３を介して配線材料層５１（銅膜５
２も含む）からなる銅配線５５を形成する。

【００２６】上記銅配線の製造方法では、上記配線材料
層５１のＣＭＰの際に、溝１８の外部の配線材料層５１
は、密着層３１上に堆積されているので、ＣＭＰ中に剥
がれを生じることがない。また、溝１８および接続孔１
６内の配線材料層５１は、側壁部が窒化チタンからなる
バリア層３３に接しており、溝１８の下部がＰＥ−Ｓｉ
Ｎ膜１５に接していることから、上記バリア層３３およ
びＰＥ−ＳｉＮ膜１４によって後の工程での熱処理で配
線材料層５１の銅がＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７，１４中に拡
散することが防止される。

【００２７】次に前記図１によって説明した下地バリア
層を形成した実施の形態を銅の溝配線を形成する際に適
用した一例を、図４の工程図によって以下に説明する。
図４では、前記図２および図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して示す。

【００２８】前記図２の（１）および（２）によって説
明したのと同様にして、図４の（１）に示すように、下
層配線１２、絶縁膜１３、ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１４（例え
ば厚さは８００ｎｍ）ＰＥ−ＳｉＮ膜１５（例えば厚さ
は５０ｎｍ）を形成する。次いでＰＥ−ＳｉＮ膜１５
に、接続孔１６の一部を開口する。さらにＰＥ−ＳｉＮ
膜１５および接続孔１６上に絶縁膜としてＰＥ−ＳｉＯ
₂ 膜１７（例えば厚さは５００ｎｍ）を形成する。上記
ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１４〜ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７までが前
記図１で説明した絶縁膜２１に相当する。

【００２９】次いで、ＤＣマグネトロンスパッタ法によ
って、上記ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７上に下地バリア層３５
を例えば窒化チタン（ＴｉＮ）を３０ｎｍの厚さに堆積
して形成する。続いて下地バリア層３５上に密着層３１
を例えば７０ｎｍの厚さのチタン膜で形成する。上記窒
化チタンおよびチタンの成膜条件は、成膜する厚さ（時
間）以外は前記図２によって説明した条件と同様であ
る。次いで通常のリソグラフィー技術およびＲＩＥ技術
により、上記密着層３１および下地バリア層３５に溝１
８の一部を開口する。

【００３０】続いて図４の（２）に示すように、上記密
着層３１をエッチングマスクに用いたＲＩＥ技術によ
り、ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７をエッチングして溝１８を形
成するとともに、上記ＰＥ−ＳｉＮ膜１５をエッチング
マスクに用いたＲＩＥ技術により、ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１
７をエッチングして、例えば下層配線１２に通じる接続
孔１６を開口する。このようにして、凹部４１となる溝
１８がＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７に形成され、接続孔１６が
ＰＥ−ＳｉＮ膜１５〜ＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１４に形成され
る。

【００３１】その後前記図２の（４）によって説明した
のと同様にして、ＤＣマグネトロンスパッタ法によっ
て、凹部４１（溝１８と接続孔１６）の内壁に、チタン
膜３２を形成した後、バリア層３３を窒化チタン膜で形
成する。その際、上記密着層３１上にも上記チタン膜３
２およびバリア層３３が形成される。

【００３２】次いでＲＩＥ技術によって、上記バリア層
３３および上記チタン膜３２をエッチバック処理して、
密着層３１上のバリア層３３（２点鎖線で示す部分）お
よびチタン膜３２（２点鎖線で示す部分）を除去し、密
着層３１を露出させ、かつ上記凹部（溝１８と接続孔１
６）の側壁にバリア層３３およびチタン膜３２を残す。

【００３３】次に前記図３の（２），（３）によって説
明したのと同様にして、図４の（３）に示すように、Ｄ
Ｃマグネトロンスパッタ法によって、上記凹部４１（溝
１８と接続孔１６）の内壁に銅を例えば１００ｎｍの厚
さに成長させて、電解めっきのシードとなる銅膜（図示
省略）を形成する。さらに電解めっき法によって上記銅
膜上に上記凹部（接続孔１６と溝１８）の内部を埋め込
む状態に銅を成長させる。そして、例えば１μｍの厚さ
に銅を堆積して配線材料層５１を形成する。

【００３４】続いて熱処理を行って、配線材料層５１の
埋め込み性を改善する。この熱処理条件の一例として
は、大気圧のアルゴンガス雰囲気で３０分間に設定し
た。この熱処理では、配線材料層５１とＰＥ−ＳｉＯ₂
膜１７との間に形成されている下地バリア層３５によっ
て、配線材料層５１からＰＥ−ＳｉＯ₂ 膜１７へ銅が拡
散するのを防止している。

【００３５】次いで通常のＣＭＰにより、溝１８の外部
に形成されている余分な配線材料層５１、密着層３１お
よび下地バリア層３５を除去して、図４の（４）に示す
ように、溝１８内および接続孔１６内に上記チタン膜３
２およびバリア層３３を介して配線材料層５１からなる
銅配線５５を形成する。

【００３６】上記各例で説明した密着層３１はチタンで
形成したが、チタン以後の材料として、アルミニウム
（Ａｌ）、アルミニウム合金、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓ
ｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）およびジルコ
ニウム（Ｚｒ）のうちの少なくとも１種を用いることも
可能である。もしくは上記各材料のうちの複数からなる
積層膜とすることも可能である。以下に、一例として、
アルミニウム合金（例えばＡｌ−０．５％Ｃｕ）を用い
た成膜条件およびエッチング条件を説明する。成膜条件
としては、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、プロ
セスガスにアルゴン（５０ｓｃｃｍ）を用いる。そして
成膜雰囲気の圧力を０．１８Ｐａ、成膜温度を１５０℃
に設定した。またエッチング条件としては、マイクロ波
プラズマエッチング装置を用い、エッチングガスに三塩
化ホウ素（６０ｓｃｃｍ）と塩素（９０ｓｃｃｍ）との
混合ガスを用いる。そしてＲＦパワーを５０Ｗ、エッチ
ング雰囲気の圧力を２Ｐａ、マイクロ波を３００ｍＡに
設定した。

【００３７】上記各例では銅の拡散バリア層となる上記
バリア層３３として窒化チタン膜２１を用いた場合を説
明したが、例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）等の高融点金属材料でバリア層３３を形成するこ
ともでき、また例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化
ケイ化タンタル（ＴａＳｉＮ）、窒化タングステン（Ｗ
Ｎ）、窒化ケイ化タングステン（ＷＳｉＮ）等の高融点
金属窒化物材料でバリア層３３を形成することも可能で
ある。また上記バリア層３３の除去はＲＩＥに限定され
ることはなく、例えばＣＭＰによって密着層３１上のバ
リア層３３のみを除去してもよい。

【００３８】上記配線材料層５１には、銅の他に、銅ジ
ルコニウム合金等の銅合金を用いることも可能である。
また、配線材料層５１の成膜では、電解めっき法の他
に、ＤＣマグネトロンスパッタ法またはＣＶＤ法によっ
て成膜した後、リフローさせて埋め込みを行ってもよ
い。なお、銅からなる配線材料層５１の膜厚が１μｍの
場合のリフローは、一例として、大気圧のアルゴン雰囲
気中での加熱の場合、６０分程度である。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
絶縁膜上に密着層を形成した後、絶縁膜に凹部、バリア
層を形成してから、凹部側壁にバリア層を残しかつ密着
層上のバリア層を除去してその密着層を露出させる。こ
の状態で配線材料層を形成するので、配線材料層の下地
を密着性のよい密着層とすることができる。それによっ
て、バリア層に対して剥がれ易い銅のような配線材料層
の密着性を確保することができる。一方、凹部内はバリ
ア層を形成した状態で配線材料層が堆積されるので、そ
のバリア層によって配線材料層が密着層、絶縁膜ヘ拡散
するのを防止することができる。よって、配線材料層の
剥がれが防止できるとともに、凹部内のバリア性も確保
できるので、配線の性能、信頼性の低下等を防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる実施の形態の一例を説明する工
程図である。

【図２】実施の形態を用いた銅配線の製造方法の工程図
である。

【図３】実施の形態を用いた銅配線の製造方法の工程図
である。

【図４】実施の形態を用いた銅配線の別の製造方法の工
程図である。

【図５】従来の銅配線構造の説明図である。

【図６】銅配線の剥がれの説明図である。

【符号の説明】

２１…絶縁膜、３１…密着層、３３…バリア層、４１…
凹部、５１…配線材料層

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された絶縁膜上に密着層を
   形成する工程と、 前記密着層と前記絶縁膜とに凹部を該密着層から該絶縁
   膜に連続した状態で形成する工程と、 前記凹部内壁および前記密着層上にバリア層を形成した
   後、該バリア層をエッチバック処理して、前記凹部の側
   壁に該バリア層を残すととに前記密着層上の該バリア層
   を除去して前記密着層を露出させる工程と、 前記凹部内および前記密着層上に配線材料層を形成する
   工程と を備えたことを特徴とする配線の形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の配線の形成方法におい
   て、 前記配線材料層は銅もしくは銅を主とする材料からなる
   ことを特徴とする配線の形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の配線の形成方法におい
   て、 前記密着層を形成する工程では、前記絶縁膜上に下地バ
   リア層を形成した後前記密着層を形成することを特徴と
   する配線の形成方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の配線の形成方法におい
   て、 前記密着層を形成する工程では、前記絶縁膜上に下地バ
   リア層を形成した後前記密着層を形成することを特徴と
   する配線の形成方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の配線の形成方法におい
   て、 前記凹部は溝で形成されることを特徴とする配線の形成
   方法。
6. 【請求項６】 請求項２記載の配線の形成方法におい
   て、 前記凹部は溝で形成されることを特徴とする配線の形成
   方法。
7. 【請求項７】 請求項３記載の配線の形成方法におい
   て、 前記凹部は溝で形成されることを特徴とする配線の形成
   方法。
8. 【請求項８】 請求項４記載の配線の形成方法におい
   て、 前記凹部は溝で形成されることを特徴とする配線の形成
   方法。
9. 【請求項９】 請求項１記載の配線の形成方法におい
   て、 前記凹部は孔で形成されることを特徴とする配線の形成
   方法。
10. 【請求項１０】 請求項２記載の配線の形成方法におい
    て、 前記凹部は孔で形成されることを特徴とする配線の形成
    方法。
11. 【請求項１１】 請求項３記載の配線の形成方法におい
    て、 前記凹部は孔で形成されることを特徴とする配線の形成
    方法。
12. 【請求項１２】 請求項４記載の配線の形成方法におい
    て、 前記凹部は孔で形成されることを特徴とする配線の形成
    方法。
13. 【請求項１３】 請求項１記載の配線の形成方法におい
    て、 前記凹部は溝および該溝の底部に形成された孔で形成さ
    れることを特徴とする配線の形成方法。
14. 【請求項１４】 請求項２記載の配線の形成方法におい
    て、 前記凹部は溝および該溝の底部に形成された孔で形成さ
    れることを特徴とする配線の形成方法。
15. 【請求項１５】 請求項３記載の配線の形成方法におい
    て、 前記凹部は溝および該溝の底部に形成された孔で形成さ
    れることを特徴とする配線の形成方法。
16. 【請求項１６】 請求項４記載の配線の形成方法におい
    て、 前記凹部は溝および該溝の底部に形成された孔で形成さ
    れることを特徴とする配線の形成方法。