JPH11274301A - メタル配線構造体 - Google Patents

メタル配線構造体

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JPH11274301A
JPH11274301A JP9223598A JP9223598A JPH11274301A JP H11274301 A JPH11274301 A JP H11274301A JP 9223598 A JP9223598 A JP 9223598A JP 9223598 A JP9223598 A JP 9223598A JP H11274301 A JPH11274301 A JP H11274301A
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JP
Japan
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layer
wiring
tin
insulating film
via contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP9223598A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Takahashi
秀行 高橋
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
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Publication of JPH11274301A publication Critical patent/JPH11274301A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】成膜用ガスとAlの反応による弗化物の形成を
回避し、かつ配線同士を接続するビアコンタクトホール
用の接続穴部に巣が入ることを回避することを課題とす
る。 【解決手段】基板21上に設けられ、ビアコンタクトホー
ル29を介して互いに接続される配線を有したメタル配線
構造体において、前記配線30は、前記基板21に最寄りの
Al層23bと、このAl層23b上に順次形成されたTi
層24b、TiN層25bの3層構造であることを特徴とす
るメタル配線構造体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はメタル配線構造体に
関し、特にビアコンタクトホールを介して互いに接続さ
れる配線構造に改良を施したメタル配線構造体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、メタル配線構造体としては、図2
に示す構造のものが知られている。
【0003】図中の付番1は、表面に図示しない絶縁膜
が形成された基板を示す。この基板1上には、1層目の
配線2が形成されている。この配線2は、Al層3a
と、このAl層3a上に形成されたキャップメタル層
(TiN層)4aとから構成されている。前記配線2を
含む基板1全面には、第1の層間絶縁膜5が形成されて
いる。前記配線2の一部に対応する第1の層間絶縁膜5
には接続穴が形成され、該接続穴に一端が第1の層間絶
縁膜5上まで延出したバリアメタル層(TiN層)6を
介してW(タングステン)層8が埋め込まれ、ビアコン
タクトホール8を形成している。
【0004】前記第1の層間絶縁膜5上には、2層目の
配線9が形成されている。この配線9は、Al層3b
と、このAl層3b上に形成されたキャップメタル層
(TiN層)4bとから構成されている。前記配線9を
含む前記第1の層間絶縁膜5上には第2の層間絶縁膜10
が形成されている。前記配線9の一部に対応する第2の
層間絶縁膜10には接続穴が形成され、該接続穴にバリア
メタル層(TiN層)11を介してW(タングステン)層
12が埋め込まれ、ビアコンタクトホール13を形成してい
る。前記第2の層間絶縁膜10上には、前記W層12に接続
した3層目の配線14が形成されている。この配線14は、
Al層3cと、このAl層3c上に形成されたキャップ
メタル層(TiN層)4cとから構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図2のメタ
ル配線構造体において、ビアコンタクトホール8,13は
一般にエッチングにより形成されている。しかしなが
ら、従来技術によれば、ビアコンタクトホール8,13を
エッチングで形成する際、配線2(又は9)の上層のT
iN層4a(又は4b)も同時にエッチングされるた
め、上層のTiN層の厚みが薄い場合、TiN層を突き
抜け、接続穴が下層のAl層3a(又は3b)まで達す
るようになる。
【0006】従って、このような状態でW層を堆積する
と、W層成膜用ガスであるWF6 が下層のAlと反応し
弗化物(AlFx )を形成し、これが原因でコンタクト
抵抗の増大を招く。このような場合、バリアメタル層で
あるTiN層6(又は11)を厚膜化して穴底のTiN膜
厚を確保することが考えられるが、通常スパッタの場
合、段差被覆性が劣っているため、TiNを百数十nm
以上にしないとAIFxの生成を押さえることができな
い。
【0007】このように、バリアメタル層であるTiN
層を厚膜化し過ぎると接続穴体積に対するTiN層の占
める面積が増大するために抵抗増加や、W層成膜に図3
に示すようにW層8(又は13)に巣15が接続穴部に入
り、信頼性を損ねる等の問題がある。
【0008】反対に、キャップメタル層としてのTiN
層4a(又は4b)を単純に厚くした場合、接続穴形成
時にキャップメタル層の突き抜けを起こさないため、A
IFx の生成はみられないが、コンタクト抵抗は比較的
高い値になってしまう。また、メタル配線の信頼性を判
断する上で非常に重要な項目であるエレクトロマイグレ
ーション耐性も問題になるおそれがある。
【0009】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、ビアコンタクトホールを介して互いに接続され
る配線をTiN層/Ti層/Al層の3層構造とするこ
とにより、成膜用ガスとAlの反応による弗化物の形成
を回避するとともに、配線同士を接続するビアコンタク
トホール用の接続穴部に巣が入ることを回避しえるメ夕
ル配線構造体を提供することを目的とする。
【0010】また、本発明は、前記Ti層の厚みを10
nm以下とすることにより、エレクトロマイグレーショ
ンの向上及び低抵抗化に効果的なメタル配線構造体を提
供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に設け
られ、ビアコンタクトホールを介して互いに接続される
配線を有したメタル配線構造体において、前記配線は、
前記基板に最寄りのAl層と、このAl層上に順次形成
されたTi層、TiN層の3層構造であることを特徴と
するメタル配線構造体である。
【0012】本発明において、前記Ti層の厚みは、エ
レクトロマイグレーションの向上及び低抵抗化の点から
10nm以下と薄くすることが好ましい。前記Ti層は
TiN層とA1層の緩衝膜としての機能する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例に係るメ
タル配線構造体について図1を参照して説明する。
【0014】図中の付番21は、表面に図示しない絶縁膜
が形成された基板を示す。この基板21上には、1層目の
配線22が形成されている。この配線22は、Al層23a
と、このAl層23a上に順次形成されたキャップメタル
層(Ti層)24a,キャップメタル層(TiN層)25a
とから構成されている。前記配線22を含む基板21全面に
は、第1の層間絶縁膜26が形成されている。前記配線22
の一部に対応する第1の層間絶縁膜26には接続穴が形成
され、この接続穴に一端が第1の層間絶縁膜26上にまで
延出したバリアメタル層(TiN層)27を介してW層28
が埋め込まれ、ビアコンタクトホール29を形成してい
る。
【0015】前記第1の層間絶縁膜26上には、2層目の
配線30が形成されている。この配線30は、Al層23b
と、該Al層23b上に形成されたキャップメタル層(T
i層)24b,キャップメタル層(TiN層)25bとから
構成されている。前記配線30を含む前記第1の層間絶縁
膜26上には第2の層間絶縁膜31が形成されている。前記
配線30の一部に対応する第2の層間絶縁膜31には接続穴
が形成され、この接続穴にバリアメタル層(TiN層)
32を介してW層33が埋め込まれ、ビアコンタクトホール
34を形成している。前記TiN層32及びW層33には3層
目の配線35が形成されている。
【0016】この配線35は、Al層23cと、このAl層
23c上に順次形成されたキャップメタル層(Ti層)24
c,キャップメタル層(TiN層)25cとから構成され
ている。なお、上記配線22,30,35において、TiN層
25a,25b,25cの厚みは120nm、Ti層24a,24
b,24cの厚みは10nm、Al層233a,23b,23c
の厚みは夫々400nm,450nm,600nmとし
た。
【0017】上記実施例によれば、配線22をキャップメ
タル層(TiN層)25a/キャップメタル層(Ti層)
24a/Al層23a(配線30,35も同様)の3層構造とす
ることにより、層間絶縁膜にビアコンタクトホール用の
接続穴をエッチングにより形成する際、Ti層24aがバ
リアとなってAl層23aに達するのを防止し、もってW
層成膜用ガスであるWF6 ガスとAlの反応を防ぎ、A
lFx の生成を阻止できる。したがって、抵抗の安定化
を図ることができる。この点は、TiN層25aの厚みを
厚くすることによって更に効果的である。
【0018】また、TiN層25aとAl層23a間のTi
層24aの厚みを10nmと薄く設定することにより、低
抵抗化及びエレクトロマイグレーションの向上を実現で
きる。更に、上記のようにAIFXの生成を阻止できる
ため、その分バリアメタル層としてのTiN層27(又は
32)の厚みを薄くできる。従って、ビアコンタクトホー
ル用の接続穴を微細化しても、W層成膜時に接続穴に
“巣”が入るという問題がおきにくく、微細化に対して
有効的である。
【0019】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ビ
アコンタクトホールを介して互いに接続される配線をT
iN層/Ti層/Al層の3層構造とすることにより、
成膜用ガスとAlの反応による弗化物の形成を回避する
とともに、配線同士を接続するビアコンタクトホール用
の接続穴部に巣が入ることを回避しえるメタル配線構造
体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るメタル配線構造体の断
面図。
【図2】従来のメタル配線構造体の断面図。
【図3】従来のメタル配線構造体の問題点を説明するた
めの図。
【符号の説明】
21…基板、 22,30,35…配線、 23a…Al層、 24a,24b,25a,25b…キャップメタル層、 26,31…層間絶縁膜、 27,32…バリアメタル層、 28…配線、 33…W層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に設けられ、ビアコンタクトホー
    ルを介して互いに接続される配線を有したメタル配線構
    造体において、 前記配線は、前記基板に最寄りのAl層と、このAl層
    上に順次形成されたTi層、TiN層の3層構造である
    ことを特徴とするメタル配線構造体。
  2. 【請求項2】 前記Ti層の厚みが10nm以下である
    ことを特徴とする請求項1記載のメタル配線構造体。
JP9223598A 1998-03-23 1998-03-23 メタル配線構造体 Pending JPH11274301A (ja)

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JP9223598A JPH11274301A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 メタル配線構造体

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JP9223598A JPH11274301A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 メタル配線構造体

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JPH11274301A true JPH11274301A (ja) 1999-10-08

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ID=14048784

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JP9223598A Pending JPH11274301A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 メタル配線構造体

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JP (1) JPH11274301A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8179621B2 (en) 2003-09-12 2012-05-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Apparatus for manipulation of an optical element

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8179621B2 (en) 2003-09-12 2012-05-15 Carl Zeiss Smt Gmbh Apparatus for manipulation of an optical element

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