JPH11283981A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents
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- JPH11283981A JPH11283981A JP8340098A JP8340098A JPH11283981A JP H11283981 A JPH11283981 A JP H11283981A JP 8340098 A JP8340098 A JP 8340098A JP 8340098 A JP8340098 A JP 8340098A JP H11283981 A JPH11283981 A JP H11283981A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関し、特に、配線材料としてCu系の
材料を用いる半導体装置に適用して好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device using a Cu-based material as a wiring material.
【0002】[0002]
【従来の技術】ULSI(Ultra Large Scale Integrat
ed-Circuit)のような高集積化の進んだ半導体装置で
は、処理速度の高速化と、消費電力の増大によって深刻
化するエレクトロマイグレーションに対する高い耐性と
がともに要求される。2. Description of the Related Art ULSI (Ultra Large Scale Integrat)
2. Description of the Related Art Highly integrated semiconductor devices such as ed-Circuit) require both a high processing speed and high resistance to electromigration, which becomes more serious due to an increase in power consumption.
【0003】従来、LSIの配線材料としてはAl合金
(Al−0.5%Cu、Al−1%Si−0.5%Cu
など)がもっぱら用いられてきたが、LSIの高速化を
さらに進めるためには、配線材料として、より比抵抗の
低いCuやAgなどを用いる必要がある。特に、Cuは
比抵抗が1.8μΩcmと低く、LSIの高速化に有利
な上に、エレクトロマイグレーション耐性がAl合金に
比べて一桁程度高いため、Al合金に替わる次世代の配
線材料として期待されている。Conventionally, Al alloys (Al-0.5% Cu, Al-1% Si-0.5% Cu) have been used as wiring materials for LSIs.
Etc.) have been used exclusively, but in order to further increase the speed of LSI, it is necessary to use Cu, Ag, or the like having a lower specific resistance as a wiring material. In particular, Cu has a low specific resistance of 1.8 μΩcm, which is advantageous in increasing the speed of LSIs, and has an electromigration resistance that is about one digit higher than that of Al alloys. ing.
【0004】しかしながら、Cu膜はTiN膜などの拡
散防止膜(バリアメタル)との密着性が悪いため、プロ
セス中に膜剥がれが生じてしまうという問題があり、L
SIの歩留まり低下や半導体製造装置内のパーティクル
の増加などの不都合が生じていた。However, since the Cu film has poor adhesion to a diffusion prevention film (barrier metal) such as a TiN film, there is a problem that film peeling occurs during the process.
Problems such as a decrease in the yield of SI and an increase in particles in the semiconductor manufacturing apparatus have occurred.
【0005】Cu膜の密着性を高めるために、Cuと反
応しやすい金属、例えばTiをTiN膜などの拡散防止
膜とCu膜との間に挿入することが考えられる。しかし
ながら、単純に拡散防止膜とCu膜との間にTi膜を挿
入する構造では、十分な密着性を得るためには十分な膜
厚のTi膜を形成する必要があり、この場合、Cu膜中
に相当な量のTiが拡散により混入し、配線の抵抗が上
昇してしまうという問題が生じる。In order to enhance the adhesion of the Cu film, it is conceivable to insert a metal which easily reacts with Cu, for example, Ti, between the diffusion prevention film such as a TiN film and the Cu film. However, in a structure in which a Ti film is simply inserted between the diffusion preventing film and the Cu film, it is necessary to form a Ti film having a sufficient thickness to obtain sufficient adhesion. There is a problem that a considerable amount of Ti is mixed in by diffusion and the resistance of the wiring increases.
【0006】そのため、Cu膜の密着性を確保しつつ、
このCu膜への不純物の過度の混入による配線の抵抗の
上昇が極力抑制されるような半導体装置の製造方法が要
求されている。Therefore, while ensuring the adhesion of the Cu film,
There is a demand for a method of manufacturing a semiconductor device in which an increase in wiring resistance due to excessive mixing of impurities into the Cu film is suppressed as much as possible.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
今後のULSIでは、処理速度の高速化のために抵抗の
低い配線が必要であり、さらに、消費電力の増大によ
り、許容電流密度が高い配線が必要になってくる。Cu
配線の使用はULSIの高速化と高い信頼性とを両立す
る方策として有効であるが、その実現のためにはCu膜
の密着性の改善が要求される。As described above,
In the future ULSI, wiring with low resistance is required to increase the processing speed, and wiring with high allowable current density is required due to the increase in power consumption. Cu
Although the use of wiring is effective as a measure to achieve both high speed and high reliability of the ULSI, improvement of the adhesion of the Cu film is required for realizing the same.
【0008】したがって、この発明の目的は、密着性が
良好でプロセス中の膜剥がれが生じることがなく、しか
もエレクトロマイグレーション耐性が良好なCu系配線
を有する半導体装置およびその製造方法を提供すること
にある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a Cu-based wiring which has good adhesion, does not cause film peeling during the process, and has good electromigration resistance, and a method of manufacturing the same. is there.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第1の発明による半導体装置は、Cuの
拡散防止膜、半導体または金属からなる膜、半導体また
は金属と遷移金属とからなる膜およびCuと遷移金属と
の合金膜が順次積層された構造の配線および/または電
極を有することを特徴とするものである。In order to achieve the above object, a semiconductor device according to a first aspect of the present invention comprises a Cu diffusion preventing film, a film made of a semiconductor or a metal, a semiconductor or a metal and a transition metal. And a wiring and / or an electrode having a structure in which a film formed of a metal and an alloy film of Cu and a transition metal are sequentially laminated.
【0010】この発明の第2の発明による半導体装置
は、Cuの拡散防止膜、半導体または金属と遷移金属と
からなる膜およびCuと遷移金属との合金膜が順次積層
された構造の配線および/または電極を有することを特
徴とするものである。A semiconductor device according to a second aspect of the present invention has a wiring and / or a structure in which a Cu diffusion preventing film, a film of a semiconductor or a metal and a transition metal and an alloy film of Cu and a transition metal are sequentially laminated. Alternatively, it is characterized by having an electrode.
【0011】この発明の第3の発明による半導体装置の
製造方法は、Cuの拡散防止膜、半導体または金属から
なる膜、遷移金属膜およびCu膜を基板上に順次形成す
る工程と、熱処理を行うことにより、半導体または金属
からなる膜と遷移金属膜とを反応させて半導体または金
属と遷移金属とからなる膜を形成するとともに、遷移金
属膜からCu膜に遷移金属を拡散させる工程とを有する
ことを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a Cu diffusion preventing film, a film made of a semiconductor or metal, a transition metal film and a Cu film are sequentially formed on a substrate, and heat treatment is performed. Forming a film made of a semiconductor or a metal and a transition metal by reacting a film made of a semiconductor or a metal with a transition metal film, and diffusing a transition metal from the transition metal film to a Cu film. It is characterized by the following.
【0012】この発明において、拡散防止膜は、Cuの
拡散を防止することができるものであれば、基本的には
どのようなものであってもよいが、例えば、TiN、T
iN/Tiなどからなる。また、半導体または金属は、
遷移金属との反応によりCu系の膜の密着性が良好な膜
を形成することができるものであれば、基本的にはどの
ようなものであってもよいが、例えば、Si、Ge、S
iGe、Alなどである。この半導体または金属からな
る膜の膜厚は、必要に応じて選ぶことができるが、一般
的には5nm以上100nm以下であり、好適には5n
m以上50nm以下である。また、遷移金属は、Cu膜
に拡散させたときにそのエレクトロマイグレーション耐
性の向上を図ることができるものであればよく、例えば
Ti、Zr、Ta、W、Hf、Mo、Ni、Zn、M
g、Coなどである。Cu膜へのこれらの遷移金属の拡
散量は、通常、重量%で数%程度もしくはそれ以下で十
分なエレクトロマイグレーション耐性の向上を図ること
ができる。また、半導体または金属と遷移金属とからな
る膜は、例えばTi、Zr、Ta、W、Hf、Mo、N
i、Zn、Mg、Coなどのシリサイドからなる膜や、
Alとこれらの遷移金属との合金、例えばAl−Tiか
らなる膜などである。In the present invention, the diffusion prevention film may be basically any material as long as it can prevent the diffusion of Cu.
It is made of iN / Ti or the like. Also, semiconductors or metals are
Basically, any material may be used as long as it can form a film having good adhesion of a Cu-based film by reaction with a transition metal. For example, Si, Ge, S
iGe, Al and the like. The thickness of the film made of a semiconductor or a metal can be selected as necessary, but is generally 5 nm or more and 100 nm or less, preferably 5 n
m or more and 50 nm or less. The transition metal may be any material that can improve the electromigration resistance when diffused into the Cu film. For example, Ti, Zr, Ta, W, Hf, Mo, Ni, Zn, M
g, Co and the like. The diffusion amount of these transition metals into the Cu film is usually about several percent by weight or less, so that sufficient electromigration resistance can be improved. Further, a film made of a semiconductor or a metal and a transition metal is, for example, Ti, Zr, Ta, W, Hf, Mo, N
a film made of silicide such as i, Zn, Mg, Co,
An alloy of Al and these transition metals, for example, a film made of Al-Ti.
【0013】この発明の第3の発明において、熱処理
は、不活性ガス(Arガス、N2 ガスなど)、還元性ガ
ス、真空などのいずれの雰囲気で行ってもよい。また、
熱処理の温度および時間は、半導体または金属からなる
膜と遷移金属膜との反応によりCu系の膜の良好な密着
性が得られる必要十分な膜厚の半導体または金属と遷移
金属とからなる膜を形成することができ、かつ、Cu膜
への遷移金属の拡散量をこのCu膜の抵抗の上昇を実用
上問題とならない程度に抑えながら、エレクトロマイグ
レーション耐性の十分な向上を図ることができる量の遷
移金属をCu膜に拡散させることができる温度および時
間に選ばれる。熱処理温度は、半導体または金属からな
る膜が例えばSi膜である場合、一般的には300℃以
上600℃以下であり、好適には300℃以上500℃
以下である。また、熱処理温度は、層間絶縁膜として低
誘電率の膜(低誘電膜)を用いる場合、その耐熱温度
(一般的には400℃程度)以下に抑える必要がある。
さらに、この熱処理は、遷移金属膜との反応により半導
体または金属からなる膜の一部が消費された時点で停止
してもよいし、この半導体または金属からなる膜が完全
に消費されるまで行ってもよい。In the third aspect of the present invention, the heat treatment may be performed in any atmosphere of an inert gas (Ar gas, N 2 gas, etc.), a reducing gas, a vacuum, or the like. Also,
The temperature and the time of the heat treatment are set so that a film of the semiconductor or metal and the transition metal having a necessary and sufficient thickness to obtain good adhesion of the Cu-based film by a reaction between the film of the semiconductor or metal and the transition metal film is obtained. And an amount that can sufficiently improve the electromigration resistance while suppressing the diffusion amount of the transition metal into the Cu film to such an extent that the increase in the resistance of the Cu film does not cause a practical problem. The temperature and time at which the transition metal can be diffused into the Cu film are selected. When the film made of a semiconductor or metal is, for example, a Si film, the heat treatment temperature is generally 300 ° C. or more and 600 ° C. or less, preferably 300 ° C. or more and 500 ° C.
It is as follows. In the case where a low dielectric constant film (low dielectric film) is used as the interlayer insulating film, the heat treatment temperature needs to be kept below its heat-resistant temperature (generally, about 400 ° C.).
Further, this heat treatment may be stopped when a part of the semiconductor or metal film is consumed by the reaction with the transition metal film, or may be performed until the semiconductor or metal film is completely consumed. You may.
【0014】上述のように構成されたこの発明の第1ま
たは第2の発明においては、Cuと遷移金属との合金膜
は密着性が良好な、半導体または金属と遷移金属とから
なる膜上に積層されていることにより、プロセス中に膜
剥がれが生じるのを防止することができる。また、Cu
と遷移金属との合金膜は、その中の遷移金属の存在によ
り良好なエレクトロマイグレーション耐性を有する。In the first or second aspect of the present invention constructed as described above, an alloy film of Cu and a transition metal is formed on a film of a semiconductor or a metal and a transition metal having good adhesion. By being stacked, film peeling during the process can be prevented. Also, Cu
An alloy film of a metal and a transition metal has good electromigration resistance due to the presence of the transition metal therein.
【0015】上述のように構成されたこの発明の第3の
発明においては、熱処理を行うことにより、半導体また
は金属からなる膜と遷移金属膜とを反応させて半導体ま
たは金属と遷移金属とからなる膜を形成するとともに、
遷移金属膜からCu膜に遷移金属を拡散させるようにし
ているので、Cuと遷移金属との合金膜が密着性が良好
な、半導体または金属と遷移金属とからなる膜上に形成
された構造になり、プロセス中に膜剥がれが生じるのを
防止することができるとともに、Cu膜に遷移金属が拡
散されることによりエレクトロマイグレーション耐性の
向上を図ることができる。[0015] In the third aspect of the present invention configured as described above, by performing a heat treatment, a film made of a semiconductor or a metal and a transition metal film are reacted to form a semiconductor or a metal and a transition metal. While forming a film,
Since the transition metal is diffused from the transition metal film to the Cu film, an alloy film of Cu and the transition metal has good adhesion, and is formed on a film made of a semiconductor or a metal and a transition metal. Thus, peeling of the film during the process can be prevented, and the transition metal can be diffused into the Cu film to improve the electromigration resistance.
【0016】ここで、Cu膜に遷移金属が入ることによ
るエレクトロマイグレーション耐性の向上は次のような
メカニズムによる。すなわち、Cu膜に遷移金属が入る
と、このCu膜の結晶粒界にCuとこの遷移金属との化
合物(合金)が形成される。この化合物はCuの粒界拡
散を阻止する役割を果たす。Cuのエレクトロマイグレ
ーション現象は粒界拡散に支配されていることから、こ
の粒界拡散が阻止されることでCuのエレクトロマイグ
レーション耐性は向上する。Here, the improvement of the electromigration resistance due to the transition metal entering the Cu film is based on the following mechanism. That is, when a transition metal enters the Cu film, a compound (alloy) of Cu and the transition metal is formed at a crystal grain boundary of the Cu film. This compound plays a role in preventing grain boundary diffusion of Cu. Since the electromigration phenomenon of Cu is governed by grain boundary diffusion, the electromigration resistance of Cu is improved by preventing the grain boundary diffusion.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図1および図2はこの発明の第1の実施形
態によるLSIの製造方法を示し、特にその配線形成工
程を示す。FIGS. 1 and 2 show a method of manufacturing an LSI according to a first embodiment of the present invention, and particularly show a wiring forming step thereof.
【0019】この第1の実施形態においては、まず、図
1に示すように、通常のLSI製造工程によってあらか
じめトランジスタなどの素子(図示せず)が形成された
Si基板のような半導体基板1上にCVD法や熱酸化法
などによりSiO2 膜のような層間絶縁膜2を形成した
後、この層間絶縁膜2の所定部分をエッチング除去して
コンタクトホール(図示せず)を形成する。次に、例え
ばスパッタリング法により、基板全面にTiN膜3、S
i膜4、Ti膜5および配線主材料となるCu膜6を順
次形成する。これらの膜の膜厚の一例を挙げると、Ti
N膜3は50nm、Si膜4は20nm、Ti膜5は3
0nm、Cu膜6は500nmである。また、これらの
膜の形成条件の一例を挙げると次の通りである。すなわ
ち、TiN膜3の形成には、プロセスガスとしてArと
N2 との混合ガスを用い、それらの流量をそれぞれ60
SCCMおよび120SCCMとし、圧力を0.9P
a、DC電力を8kW、温度を150℃とする。Si膜
4の形成には、プロセスガスとしてArガスを用い、そ
の流量を120SCCMとし、圧力を0.67Pa、D
C電力を3kW、温度を150℃とする。Ti膜5の形
成には、プロセスガスとしてArガスを用い、その流量
を120SCCMとし、圧力を0.67Pa、DC電力
を4kW、温度を150℃とする。Cu膜6の形成に
は、プロセスガスとしてArガスを用い、その流量を1
20SCCMとし、圧力を0.67Pa、DC電力を1
2kW、温度を150℃とする。In the first embodiment, first, as shown in FIG. 1, a semiconductor substrate 1 such as a Si substrate on which elements such as transistors (not shown) are formed in advance by a normal LSI manufacturing process. After forming an interlayer insulating film 2 such as a SiO 2 film by a CVD method or a thermal oxidation method, a predetermined portion of the interlayer insulating film 2 is removed by etching to form a contact hole (not shown). Next, a TiN film 3 and S
An i film 4, a Ti film 5, and a Cu film 6 serving as a main wiring material are sequentially formed. One example of the thickness of these films is Ti
The N film 3 is 50 nm, the Si film 4 is 20 nm, and the Ti film 5 is 3 nm.
0 nm and the thickness of the Cu film 6 is 500 nm. An example of conditions for forming these films is as follows. That is, in forming the TiN film 3, a mixed gas of Ar and N 2 is used as a process gas, and the flow rates thereof are set to 60
SCCM and 120SCCM, pressure 0.9P
a, DC power is 8 kW, temperature is 150 ° C. In forming the Si film 4, Ar gas is used as a process gas, the flow rate is set to 120 SCCM, the pressure is set to 0.67 Pa,
The C power is 3 kW and the temperature is 150 ° C. To form the Ti film 5, Ar gas is used as a process gas, the flow rate is set to 120 SCCM, the pressure is set to 0.67 Pa, the DC power is set to 4 kW, and the temperature is set to 150 ° C. For the formation of the Cu film 6, Ar gas is used as a process gas and the flow rate is 1
20 SCCM, pressure 0.67 Pa, DC power 1
2 kW and the temperature is 150 ° C.
【0020】次に、TiN膜3、Si膜4、Ti膜5お
よびCu膜6を例えば反応性イオンエッチング(RI
E)法により所望の配線形状にパターニングする。この
RIE法によるエッチングの条件の一例を挙げると、エ
ッチングガスとしてSiCl4とN2 との混合ガスを用
い、それらの流量をそれぞれ10SCCMおよび100
SCCMとし、圧力を26Pa、RF電力を500W、
温度を300℃とする。Next, the TiN film 3, the Si film 4, the Ti film 5, and the Cu film 6 are subjected to, for example, reactive ion etching (RI
Patterning into a desired wiring shape by the method E). As an example of conditions for the etching by the RIE method, a mixed gas of SiCl 4 and N 2 is used as an etching gas, and the flow rates thereof are 10 SCCM and 100 SCCM, respectively.
SCCM, pressure 26 Pa, RF power 500 W,
The temperature is set to 300 ° C.
【0021】次に、半導体基板1を熱処理することによ
り、図2に示すように、Si膜4とTi膜5とを反応さ
せてTiSix 膜7を形成するとともに、Ti膜5から
TiをCu膜6に微量拡散させてCu−Ti膜8を形成
する。この熱処理の条件の一例を挙げると、雰囲気ガス
として例えばArとH2 との混合ガスを用い、温度を3
50℃、時間を60分間とする。ここで、TiSix 膜
7の膜厚は例えば約40nmである。また、Cu−Ti
膜8中のTi含有量は重量%で例えば約0.5%程度で
ある。以上により、TiN膜3、Si膜4、TiSix
膜7およびCu−Ti膜8からなる配線が形成される。
この配線を構成する各膜の間の密着性は十分に良好であ
る。Next, by heat-treating the semiconductor substrate 1, as shown in FIG. 2, by reacting the Si film 4 and the Ti film 5 to form a TiSi x film 7, the Ti from the Ti film 5 Cu The Cu—Ti film 8 is formed by diffusing a small amount into the film 6. As an example of the conditions of this heat treatment, for example, a mixed gas of Ar and H 2 is used as an atmosphere gas,
At 50 ° C., the time is 60 minutes. The thickness of the TiSi x film 7 is approximately 40nm, for example. In addition, Cu-Ti
The Ti content in the film 8 is, for example, about 0.5% by weight. As described above, the TiN film 3, the Si film 4, the TiSi x
A wiring composed of the film 7 and the Cu—Ti film 8 is formed.
The adhesion between the films constituting the wiring is sufficiently good.
【0022】この後、通常のLSI製造工程により、層
間絶縁膜や配線保護膜などの形成工程を経て、目的とす
るLSIが完成する。Thereafter, the target LSI is completed through a process of forming an interlayer insulating film, a wiring protection film, and the like by a normal LSI manufacturing process.
【0023】以上のように、この第1の実施形態によれ
ば、配線の主材料であるCu−Ti膜8は密着性が十分
に良好なTiSix 膜7上に形成されていることによ
り、プロセス中にCu−Ti膜8の膜剥がれが生じるの
を防止することができる。同様に、配線を構成する他の
膜の密着性も十分に良好であることにより、これらの膜
の膜剥がれも防止することができる。また、Cu−Ti
膜8はCu膜に比べてエレクトロマイグレーション耐性
が高く、したがって配線の信頼性の向上を図ることがで
きる。以上により、信頼性が高く、高速動作可能な高性
能のLSIを高歩留まりで実現することができる。[0023] As described above, according to this first embodiment, Cu-Ti film 8 which is a main material of the wiring by the adhesion is formed on sufficiently good TiSi x film 7, The peeling of the Cu—Ti film 8 during the process can be prevented. Similarly, since the adhesiveness of the other films constituting the wiring is sufficiently good, peeling of these films can be prevented. In addition, Cu-Ti
The film 8 has higher electromigration resistance than the Cu film, so that the reliability of the wiring can be improved. As described above, a high-performance LSI with high reliability and high-speed operation can be realized with a high yield.
【0024】図3〜図5はこの発明の第2の実施形態に
よるLSIの製造方法を示し、特にその配線形成工程を
示す。この第2の実施形態は、配線の形成と接続孔の埋
め込みとを同時に行う、いわゆるデュアルダマシン(Du
al Damascene)法を用いる例である。FIGS. 3 to 5 show a method of manufacturing an LSI according to a second embodiment of the present invention, and particularly show a wiring forming step thereof. In the second embodiment, a so-called dual damascene (Du Damascene) in which wiring is formed and connection holes are buried simultaneously.
al Damascene) method.
【0025】この第2の実施形態においては、まず、図
3に示すように、通常のLSI製造工程によりあらかじ
めトランジスタなどの素子(図示せず)が形成されたS
i基板のような半導体基板11上にCVD法や熱酸化法
などによりSiO2 膜のような層間絶縁膜12を形成し
た後、この層間絶縁膜12の所定部分をエッチング除去
してコンタクトホール(図示せず)を形成する。次に、
この層間絶縁膜12上に第1層目の配線を形成する。こ
の第1層目の配線は、例えば、拡散防止膜としてのTi
N/Ti膜13、配線主材料であるCu膜14およびリ
ソグラフィー工程で必要な反射防止膜としてのTiN膜
15が順次積層された構造を有する。次に、この第1層
目の配線上にCVD法などによりSiO2 膜のような層
間絶縁膜16を形成した後、この層間絶縁膜16の所定
部分をエッチング除去して配線溝17および第1層目の
配線に達する接続孔18を形成する。In the second embodiment, first, as shown in FIG. 3, an element (not shown) such as a transistor is formed in advance by a normal LSI manufacturing process.
After an interlayer insulating film 12 such as a SiO 2 film is formed on a semiconductor substrate 11 such as an i-substrate by a CVD method or a thermal oxidation method, a predetermined portion of the interlayer insulating film 12 is removed by etching to form a contact hole (see FIG. (Not shown). next,
A first-layer wiring is formed on the interlayer insulating film 12. This first layer wiring is made of, for example, Ti as a diffusion prevention film.
It has a structure in which an N / Ti film 13, a Cu film 14 as a main wiring material, and a TiN film 15 as an antireflection film required in a lithography step are sequentially laminated. Next, after an interlayer insulating film 16 such as a SiO 2 film is formed on the first layer wiring by a CVD method or the like, a predetermined portion of the interlayer insulating film 16 is removed by etching to form the wiring groove 17 and the first wiring. The connection hole 18 reaching the wiring of the layer is formed.
【0026】次に、例えばスパッタリング法により、基
板全面に拡散防止層としてのTiN膜19、Si膜20
およびTi膜21を順次形成する。これらの膜の膜厚お
よび形成条件は、第1の実施形態と同様である。次に、
Ti膜21上に配線主材料となるCu膜22を形成す
る。このCu膜22の形成においては、まず、例えばス
パッタリング法により基板全面に膜厚50nmのCu膜
を形成した後、このCu膜をシードレイヤーとしてその
上に電解めっき法によりCu膜を厚く、例えば膜厚1.
5μm形成する。シードレイヤーとしてのCu膜の形成
条件は第1の実施形態と同様である。また、電解めっき
法によるCu膜の形成条件の一例を挙げると、めっき液
としてCuSO4 (5H2 O)を用い、液温を30℃、
電圧を10V、電流密度を20A/dm2 とし、陽極板
としてCu板を用いる。Next, a TiN film 19 and a Si film 20 as diffusion preventing layers are formed on the entire surface of the substrate by, for example, a sputtering method.
And a Ti film 21 are sequentially formed. The thicknesses and forming conditions of these films are the same as in the first embodiment. next,
A Cu film 22 serving as a main wiring material is formed on the Ti film 21. In forming the Cu film 22, first, a Cu film having a thickness of 50 nm is formed on the entire surface of the substrate by, for example, a sputtering method, and then the Cu film is used as a seed layer on which a Cu film is formed by an electrolytic plating method. Thickness 1.
5 μm is formed. The conditions for forming the Cu film as the seed layer are the same as in the first embodiment. In addition, as an example of conditions for forming a Cu film by an electrolytic plating method, CuSO 4 (5H 2 O) is used as a plating solution, the solution temperature is 30 ° C.
The voltage is 10 V, the current density is 20 A / dm 2, and a Cu plate is used as an anode plate.
【0027】次に、例えば化学機械研磨(CMP)法に
より、Cu膜22、Ti膜21、Si膜20およびTi
N膜19を研磨し、図4に示すように、配線溝17の部
分のみにこれらの膜を残す。Next, the Cu film 22, the Ti film 21, the Si film 20 and the Ti film 22 are formed by, for example, a chemical mechanical polishing (CMP) method.
The N film 19 is polished, and these films are left only in the wiring groove 17 as shown in FIG.
【0028】次に、半導体基板11を熱処理することに
より、図5に示すように、Si膜20とTi膜21とを
反応させてTiSix 膜23を形成するとともに、Ti
膜21からTiをCu膜22に微量拡散させてCu−T
i膜24を形成する。この熱処理の条件は第1の実施形
態と同様である。ここで、TiSix 膜23の膜厚は例
えば約40nmである。また、Cu−Ti膜24中のT
i含有量は重量%で例えば約0.5%程度である。この
熱処理は、一般に高アスペクト比の接続孔18の部分の
Cu−Ti膜24に生じやすいマイクロボイドの消滅に
も効果がある。さらに、この熱処理により、Cu−Ti
膜24の結晶粒の粒径が増大する。この粒径の増大は、
エレクトロマイグレーション耐性の向上に効果がある。
以上により、TiN膜19、Si膜20、TiSix 膜
23およびCu−Ti膜24からなる第2層目の配線が
溝配線として形成される。この第2層目の配線を構成す
る各膜の間の密着性は十分に良好である。Next, by heat-treating the semiconductor substrate 11, as shown in FIG. 5, to form a TiSi x film 23 by reacting the Si film 20 and the Ti film 21, Ti
A small amount of Ti is diffused from the film 21 into the Cu film 22 so that Cu-T
An i film 24 is formed. The conditions of this heat treatment are the same as in the first embodiment. The thickness of the TiSi x film 23 is approximately 40nm, for example. Further, T in the Cu—Ti film 24
The i content is, for example, about 0.5% by weight. This heat treatment is also effective in eliminating microvoids that tend to occur in the Cu-Ti film 24 in the portion of the connection hole 18 having a high aspect ratio. Further, the Cu-Ti
The grain size of the crystal grains of the film 24 increases. This increase in particle size
This is effective for improving electromigration resistance.
Thus, the second layer of wiring is formed as a groove interconnection made of TiN film 19, Si layer 20, TiSi x film 23 and the Cu-Ti film 24. The adhesion between the films constituting the second-layer wiring is sufficiently good.
【0029】この後、通常のLSI製造工程により、配
線保護膜やボンディングパッドのコンタクト用の開口な
どの形成工程を経て、目的とするLSIが完成する。After that, through a normal LSI manufacturing process, a target LSI is completed through a process of forming a wiring protective film, a contact opening of a bonding pad, and the like.
【0030】以上のように、この第2の実施形態によれ
ば、Cu−Ti膜24を配線主材料とする第2層目の配
線を、接続孔18の内部および配線溝17の内部に完全
に埋め込まれた構造のデュアルダマシン配線として形成
することができるとともに、このデュアルダマシン配線
の配線主材料であるCu−Ti膜24は密着性が良好な
TiSix 膜23上に形成されることによりプロセス中
の膜剥がれを防止することができ、また、Cu−Ti膜
24はエレクトロマイグレーション耐性が良好であるこ
とにより、信頼性が高いデュアルダマシン配線を得るこ
とができる。以上により、信頼性が高く、高速動作可能
な高性能のLSIを高歩留まりで実現することができ
る。As described above, according to the second embodiment, the wiring of the second layer having the Cu-Ti film 24 as the main wiring material is completely formed inside the connection hole 18 and inside the wiring groove 17. The dual damascene wiring can be formed as a dual damascene wiring, and the Cu-Ti film 24, which is a main wiring material of the dual damascene wiring, is formed on the TiSi x film 23 having good adhesion. The peeling of the film can be prevented, and the Cu-Ti film 24 has good electromigration resistance, so that a highly reliable dual damascene wiring can be obtained. As described above, a high-performance LSI with high reliability and high-speed operation can be realized with a high yield.
【0031】図6および図7はこの発明の第3の実施形
態によるLSIの製造方法を示し、特にその配線形成工
程を示す。FIGS. 6 and 7 show a method of manufacturing an LSI according to a third embodiment of the present invention, and particularly show a wiring forming step thereof.
【0032】この第3の実施形態においては、まず、図
6に示すように、通常のLSI製造工程によってあらか
じめトランジスタなどの素子(図示せず)が形成された
Si基板のような半導体基板31上にCVD法や熱酸化
法などによりSiO2 膜のような層間絶縁膜32を形成
した後、この層間絶縁膜32の所定部分をエッチング除
去してコンタクトホール(図示せず)を形成する。次
に、例えばスパッタリング法により、基板全面にTiN
膜33、Al膜34、Ti膜35および配線主材料とな
るCu膜36を順次形成する。これらの膜の膜厚の一例
を挙げると、TiN膜33は50nm、Al膜34は
nm、Ti膜35は30nm、Cu膜36は500n
mである。また、これらの膜の形成条件の一例を挙げる
と、TiN膜33、Ti膜35およびCu膜36につい
ては第1の実施形態と同様であり、Al膜34について
は、プロセスガスとしてArガスを用い、その流量をS
CCMとし、圧力を Pa、DC電力を kW、温度
を ℃とする。In the third embodiment, first, as shown in FIG. 6, a semiconductor substrate 31 such as a Si substrate on which elements such as transistors (not shown) are formed in advance by a normal LSI manufacturing process. After forming an interlayer insulating film 32 such as a SiO 2 film by a CVD method or a thermal oxidation method, a predetermined portion of the interlayer insulating film 32 is removed by etching to form a contact hole (not shown). Next, TiN is applied to the entire surface of the substrate by, for example, a sputtering method.
A film 33, an Al film 34, a Ti film 35, and a Cu film 36 serving as a main wiring material are sequentially formed. To give an example of the film thickness of these films, the TiN film 33 is 50 nm, and the Al film 34 is
nm, the Ti film 35 is 30 nm, and the Cu film 36 is 500 n
m. In addition, as an example of the conditions for forming these films, the TiN film 33, the Ti film 35, and the Cu film 36 are the same as in the first embodiment, and the Al film 34 uses Ar gas as a process gas. , The flow rate is S
The pressure is Pa, the DC power is kW, and the temperature is ° C.
【0033】次に、TiN膜33、Al膜34、Ti膜
35およびCu膜36を例えばRIE法により所望の配
線形状にパターニングする。このRIE法によるエッチ
ングの条件は第1の実施形態と同様である。Next, the TiN film 33, the Al film 34, the Ti film 35, and the Cu film 36 are patterned into a desired wiring shape by, for example, RIE. The conditions for the etching by the RIE method are the same as in the first embodiment.
【0034】次に、半導体基板21を熱処理することに
より、図7に示すように、Al膜34とTi膜35とを
反応させてAl−Ti膜37を形成するとともに、Ti
膜35からTiをCu膜36に微量拡散させてCu−T
i膜38を形成する。この熱処理の条件は第1の実施形
態と同様である。ここで、Al−Ti膜37の膜厚は例
えば約 nmである。また、Cu−Ti膜38中のT
i含有量は重量%で例えば約0.5%程度である。以上
により、TiN膜33、Al−Ti膜37およびCu−
Ti膜38からなる配線が形成される。この配線を構成
する各膜の間の密着性は十分に良好である。Next, by heat-treating the semiconductor substrate 21, the Al film 34 and the Ti film 35 react with each other to form an Al-Ti film 37 as shown in FIG.
A small amount of Ti is diffused from the film 35 into the Cu film 36 to form Cu-T
An i film 38 is formed. The conditions of this heat treatment are the same as in the first embodiment. Here, the thickness of the Al—Ti film 37 is, for example, about nm. Further, T in the Cu-Ti film 38
The i content is, for example, about 0.5% by weight. As described above, the TiN film 33, the Al-Ti film 37, and the Cu-
A wiring made of the Ti film 38 is formed. The adhesion between the films constituting the wiring is sufficiently good.
【0035】この後、通常のLSI製造工程により、層
間絶縁膜や配線保護膜などの形成工程を経て、目的とす
るLSIが完成する。Thereafter, the target LSI is completed through the steps of forming an interlayer insulating film, a wiring protection film, and the like in a normal LSI manufacturing process.
【0036】以上のように、この第3の実施形態によれ
ば、配線の主材料であるCu−Ti膜38は密着性が良
好なAl−Ti膜37上に形成されていることにより、
プロセス中にCu−Ti膜38の膜剥がれが生じるのを
防止することができる。同様に、配線を構成する他の膜
の膜剥がれも防止することができる。また、Cu−Ti
膜38はCu膜に比べてエレクトロマイグレーション耐
性が高く、したがって配線の信頼性の向上を図ることが
できる。以上により、信頼性が高く、高速動作可能な高
性能のLSIを高歩留まりで実現することができる。As described above, according to the third embodiment, the Cu-Ti film 38, which is the main material of the wiring, is formed on the Al-Ti film 37 having good adhesion.
The peeling of the Cu—Ti film 38 during the process can be prevented. Similarly, peeling of other films constituting the wiring can be prevented. In addition, Cu-Ti
The film 38 has higher electromigration resistance than the Cu film, so that the reliability of the wiring can be improved. As described above, a high-performance LSI with high reliability and high-speed operation can be realized with a high yield.
【0037】図8〜図10はこの発明の第4の実施形態
によるLSIの製造方法を示し、特にその配線形成工程
を示す。この第4の実施形態は、配線の形成と接続孔の
埋め込みとを同時に行うデュアルダマシン法を用いる例
である。FIGS. 8 to 10 show a method of manufacturing an LSI according to a fourth embodiment of the present invention, and particularly show a wiring forming step thereof. The fourth embodiment is an example of using a dual damascene method for simultaneously forming a wiring and filling a connection hole.
【0038】この第4の実施形態においては、まず、図
8に示すように、通常のLSI製造工程によりあらかじ
めトランジスタなどの素子(図示せず)が形成されたS
i基板のような半導体基板41上にCVD法や熱酸化法
などによりSiO2 膜のような層間絶縁膜42を形成し
た後、この層間絶縁膜42の所定部分をエッチング除去
してコンタクトホール(図示せず)を形成する。次に、
この層間絶縁膜42上に第1層目の配線を形成する。こ
の第1層目の配線は、例えば、拡散防止膜としてのTi
N/Ti膜43、配線主材料であるCu膜44およびリ
ソグラフィー工程で必要な反射防止膜としてのTiN膜
45が順次積層された構造を有する。次に、この第1層
目の配線上にCVD法などによりSiO2 膜のような層
間絶縁膜46を形成した後、この層間絶縁膜46の所定
部分をエッチング除去して配線溝47および第1層目の
配線に達する接続孔48を形成する。In the fourth embodiment, first, as shown in FIG. 8, an element (not shown) such as a transistor is formed in advance by a normal LSI manufacturing process.
After an interlayer insulating film 42 such as a SiO 2 film is formed on a semiconductor substrate 41 such as an i-substrate by a CVD method or a thermal oxidation method, a predetermined portion of the interlayer insulating film 42 is removed by etching to form a contact hole (see FIG. (Not shown). next,
A first-layer wiring is formed on the interlayer insulating film 42. This first layer wiring is made of, for example, Ti as a diffusion prevention film.
It has a structure in which an N / Ti film 43, a Cu film 44 as a main wiring material, and a TiN film 45 as an antireflection film required in a lithography step are sequentially laminated. Next, after an interlayer insulating film 46 such as a SiO 2 film is formed on the first layer wiring by a CVD method or the like, a predetermined portion of the interlayer insulating film 46 is removed by etching to form a wiring groove 47 and a first groove. A connection hole 48 reaching the wiring of the layer is formed.
【0039】次に、例えばスパッタリング法により、基
板全面に拡散防止膜としてのTiN膜49、Al膜50
およびTi膜51を順次形成する。これらの膜の膜厚お
よび形成条件は、第1の実施形態と同様である。次に、
Ti膜51上に配線主材料となるCu膜52を形成す
る。このCu膜52の形成においては、まず、例えばス
パッタリング法により基板全面に膜厚50nmのCu膜
を形成した後、このCu膜をシードレイヤーとしてその
上に電解めっき法によりCu膜を厚く、例えば膜厚1.
5μm形成する。シードレイヤーとしてのCu膜の形成
条件は第1の実施形態と同様である。また、電解めっき
法によるCu膜の形成条件は第1の実施形態と同様であ
る。Next, a TiN film 49 and an Al film 50 as diffusion preventing films are formed on the entire surface of the substrate by, for example, a sputtering method.
And a Ti film 51 are sequentially formed. The thicknesses and forming conditions of these films are the same as in the first embodiment. next,
A Cu film 52 serving as a main wiring material is formed on the Ti film 51. In the formation of the Cu film 52, first, a Cu film having a thickness of 50 nm is formed on the entire surface of the substrate by, for example, a sputtering method, and then the Cu film is used as a seed layer, and a Cu film is formed thereon by electrolytic plating. Thickness 1.
5 μm is formed. The conditions for forming the Cu film as the seed layer are the same as in the first embodiment. The conditions for forming the Cu film by the electrolytic plating method are the same as those in the first embodiment.
【0040】次に、例えばCMP法により、Cu膜5
2、Ti膜51、Al膜50およびTiN膜49を研磨
し、図9に示すように、配線溝47の部分のみにこれら
の膜を残す。Next, the Cu film 5 is formed by, eg, CMP.
2. The Ti film 51, the Al film 50, and the TiN film 49 are polished to leave these films only in the wiring groove 47 as shown in FIG.
【0041】次に、半導体基板41を熱処理することに
より、図10に示すように、Al膜50とTi膜51と
を反応させてAl−Ti膜53を形成するとともに、T
i膜51からTiをCu膜52に拡散させてCu−Ti
膜54を形成する。この熱処理の条件は第1の実施形態
と同様である。ここで、Al−Ti膜53の膜厚は例え
ば約20nmである。また、Cu−Ti膜54中のTi
含有量は重量%で例えば約0.5%程度である。この熱
処理は、一般に高アスペクト比の接続孔48の部分のC
u−Ti膜54に生じやすいマイクロボイドの消滅にも
効果がある。さらに、この熱処理によりCu−Ti膜5
4の結晶粒の粒径が増大する。この粒径の増大は、エレ
クトロマイグレーション耐性の向上に効果がある。以上
により、TiN膜49、Al−Ti膜53およびCu−
Ti膜54からなる第2層目の配線が溝配線として形成
される。この第2層目の配線を構成する各膜の間の密着
性は十分に良好である。Next, by heat-treating the semiconductor substrate 41, the Al film 50 and the Ti film 51 react with each other to form an Al-Ti film 53, as shown in FIG.
Ti is diffused from the i-film 51 into the Cu film 52 to form Cu-Ti
A film 54 is formed. The conditions of this heat treatment are the same as in the first embodiment. Here, the thickness of the Al—Ti film 53 is, for example, about 20 nm. Further, the Ti in the Cu—Ti film 54
The content is, for example, about 0.5% by weight. This heat treatment is generally performed by removing the C of the portion of the connection hole 48 having a high aspect ratio.
This is also effective in eliminating microvoids that easily occur in the u-Ti film 54. Further, the Cu—Ti film 5 is formed by this heat treatment.
The grain size of the crystal grain of No. 4 increases. This increase in particle size is effective in improving electromigration resistance. As described above, the TiN film 49, the Al—Ti film 53, and the Cu—
The second layer wiring made of the Ti film 54 is formed as a groove wiring. The adhesion between the films constituting the second-layer wiring is sufficiently good.
【0042】この後、通常のLSI製造工程により、配
線保護膜やボンディングパッドのコンタクト用の開口な
どの形成工程を経て、目的とするLSIが完成する。Thereafter, through a normal LSI manufacturing process, a target LSI is completed through a process of forming a wiring protection film and a contact opening of a bonding pad.
【0043】以上のように、この第4の実施形態によれ
ば、Cu−Ti膜54を配線主材料とする第2層目の配
線を、接続孔48の内部および配線溝47の内部に完全
に埋め込まれた構造のデュアルダマシン配線として形成
することができるとともに、このデュアルダマシン配線
の配線主材料であるCu−Ti膜54は密着性が良好な
Al−Ti膜53上に形成されることによりプロセス中
の膜剥がれを防止することができ、また、Cu−Ti膜
54はエレクトロマイグレーション耐性が良好であるこ
とにより、信頼性が良好なデュアルダマシン配線を得る
ことができる。以上により、信頼性が高く、高速動作可
能な高性能のLSIを高歩留まりで実現することができ
る。As described above, according to the fourth embodiment, the wiring of the second layer using the Cu—Ti film 54 as the main wiring material is completely formed in the connection hole 48 and the wiring groove 47. The dual damascene wiring can be formed as a dual damascene wiring, and the Cu-Ti film 54, which is a wiring main material of the dual damascene wiring, is formed on the Al-Ti film 53 having good adhesion. The peeling of the film during the process can be prevented, and the Cu—Ti film 54 has good electromigration resistance, so that a dual damascene wiring with good reliability can be obtained. As described above, a high-performance LSI with high reliability and high-speed operation can be realized with a high yield.
【0044】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.
【0045】例えば、上述の第1、第2、第3および第
4の実施形態において挙げた数値、構造、基板、原料、
プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、
これらと異なる数値、構造、基板、原料、プロセスなど
を用いてもよい。For example, numerical values, structures, substrates, raw materials, and the like described in the first, second, third, and fourth embodiments described above.
The process is only an example, and if necessary,
Numerical values, structures, substrates, raw materials, processes, and the like different from these may be used.
【0046】具体的には、第1、第2、第3および第4
の実施形態において、スパッタリング法により形成した
各種の膜は、必要に応じて、CVD法、めっき法、真空
蒸着法などにより形成してもよい。Specifically, the first, second, third and fourth
In the embodiment, various films formed by a sputtering method may be formed by a CVD method, a plating method, a vacuum evaporation method, or the like, as necessary.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、この発明による半
導体装置によれば、Cuと遷移金属との合金膜が密着性
が良好な半導体または金属と遷移金属とからなる膜上に
積層された構造となっていることにより、プロセス中に
膜剥がれが生じるのを防止することができるとともに、
配線および/または電極のエレクトロマイグレーション
耐性の向上を図ることができる。As described above, according to the semiconductor device of the present invention, a structure in which an alloy film of Cu and a transition metal is laminated on a semiconductor or a film of a metal and a transition metal having good adhesion. As a result, it is possible to prevent film peeling during the process,
The electromigration resistance of the wiring and / or the electrode can be improved.
【0048】また、この発明による半導体装置の製造方
法によれば、熱処理を行うことにより、半導体または金
属からなる膜と遷移金属膜とを反応させて半導体または
金属と遷移金属とからなる膜を形成するとともに、遷移
金属膜からCu膜に遷移金属を拡散させるようにしてい
るので、Cuと遷移金属との合金膜が密着性が良好な半
導体または金属と遷移金属とからなる膜上に形成される
ことにより、プロセス中に膜剥がれが生じるのを防止す
ることができるとともに、配線および/または電極のエ
レクトロマイグレーション耐性の向上を図ることができ
る。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a film made of a semiconductor or a metal and a transition metal is formed by reacting a film made of a semiconductor or a metal with a transition metal film by performing a heat treatment. In addition, since the transition metal is diffused from the transition metal film to the Cu film, an alloy film of Cu and the transition metal is formed on a semiconductor or a film of the metal and the transition metal having good adhesion. This can prevent film peeling during the process and improve the electromigration resistance of the wiring and / or electrode.
【図1】この発明の第1の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an LSI manufacturing method according to a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の第1の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the LSI manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
【図3】この発明の第2の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining an LSI manufacturing method according to a second embodiment of the present invention;
【図4】この発明の第2の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing an LSI according to a second embodiment of the present invention;
【図5】この発明の第2の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining an LSI manufacturing method according to a second embodiment of the present invention;
【図6】この発明の第3の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an LSI manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.
【図7】この発明の第3の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining an LSI manufacturing method according to a third embodiment of the present invention;
【図8】この発明の第4の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 8 is a sectional view for explaining a method for manufacturing an LSI according to a fourth embodiment of the present invention;
【図9】この発明の第4の実施形態によるLSIの製造
方法を説明するための断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the LSI manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.
【図10】この発明の第4の実施形態によるLSIの製
造方法を説明するための断面図である。FIG. 10 is a sectional view for explaining the LSI manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention;
1、11、31、41・・・半導体基板、3、19、3
3、49・・・TiN膜、4、20・・・Si膜、5、
21、35、51・・・Ti膜、6、22、36、52
・・・Cu膜、7、23・・・TiSix 膜、8、2
4、38、54・・・Cu−Ti膜、37、53・・・
Al−Ti膜1, 11, 31, 41 ... semiconductor substrate, 3, 19, 3
3, 49 ... TiN film, 4, 20 ... Si film, 5,
21, 35, 51 ... Ti film, 6, 22, 36, 52
··· Cu film, 7,23 ··· TiSi x film, 8,2
4, 38, 54 ... Cu-Ti film, 37, 53 ...
Al-Ti film
Claims (15)
らなる膜、上記半導体または金属と遷移金属とからなる
膜およびCuと遷移金属との合金膜が順次積層された構
造の配線および/または電極を有することを特徴とする
半導体装置。1. A wiring and / or electrode having a structure in which a Cu diffusion preventing film, a film made of a semiconductor or metal, a film made of the semiconductor or metal and a transition metal, and an alloy film of Cu and a transition metal are sequentially laminated. A semiconductor device comprising:
Tiからなることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。2. The method according to claim 1, wherein the diffusion preventing film is made of TiN or TiN /
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is made of Ti.
iGeまたはAlであることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。3. The semiconductor or metal is Si, Ge, S
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is iGe or Al.
Hf、Mo、Ni、Zn、MgまたはCoであることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。4. The transition metal is Ti, Zr, Ta, W,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is Hf, Mo, Ni, Zn, Mg, or Co.
なる膜は、Ti、Zr、Ta、W、Hf、Mo、Ni、
Zn、MgまたはCoのシリサイドからなる膜であるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。5. The film comprising a semiconductor or a metal and a transition metal is made of Ti, Zr, Ta, W, Hf, Mo, Ni,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a film made of a silicide of Zn, Mg or Co.
遷移金属とからなる膜およびCuと遷移金属との合金膜
が順次積層された構造の配線および/または電極を有す
ることを特徴とする半導体装置。6. A semiconductor having a wiring and / or electrode having a structure in which a Cu diffusion preventing film, a film made of a semiconductor or a metal and a transition metal, and an alloy film of Cu and a transition metal are sequentially laminated. apparatus.
Tiからなることを特徴とする請求項6記載の半導体装
置。7. The anti-diffusion film is made of TiN or TiN /
7. The semiconductor device according to claim 6, comprising Ti.
iGeまたはAlであることを特徴とする請求項6記載
の半導体装置。8. The semiconductor or metal is Si, Ge, S
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is iGe or Al.
Hf、Mo、Ni、Zn、MgまたはCoであることを
特徴とする請求項6記載の半導体装置。9. The transition metal is Ti, Zr, Ta, W,
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is Hf, Mo, Ni, Zn, Mg, or Co.
らなる膜は、Ti、Zr、Ta、W、Hf、Mo、N
i、Zn、MgまたはCoのシリサイドからなる膜であ
ることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。10. The film comprising a semiconductor or a metal and a transition metal is made of Ti, Zr, Ta, W, Hf, Mo, N
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is a film made of silicide of i, Zn, Mg or Co.
からなる膜、遷移金属膜およびCu膜を基板上に順次形
成する工程と、 熱処理を行うことにより、上記半導体または金属からな
る膜と上記遷移金属膜とを反応させて上記半導体または
金属と遷移金属とからなる膜を形成するとともに、上記
遷移金属膜から上記Cu膜に遷移金属を拡散させる工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。11. A step of sequentially forming a Cu diffusion preventing film, a film made of a semiconductor or a metal, a transition metal film and a Cu film on a substrate, and performing a heat treatment so that the film made of the semiconductor or the metal and the transition Forming a film comprising the semiconductor or the metal and the transition metal by reacting with the metal film, and diffusing the transition metal from the transition metal film to the Cu film. Method.
/Tiからなることを特徴とする請求項11記載の半導
体装置の製造方法。12. The diffusion prevention film is made of TiN or TiN.
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, comprising: / Ti.
SiGeまたはAlであることを特徴とする請求項11
記載の半導体装置の製造方法。13. The semiconductor or metal is Si, Ge,
12. The semiconductor device according to claim 11, which is SiGe or Al.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
W、Hf、Mo、Ni、Zn、MgまたはCoからなる
ことを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方
法。14. The transition metal film is made of Ti, Zr, Ta,
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, comprising W, Hf, Mo, Ni, Zn, Mg, or Co.
らなる膜は、Ti、Zr、Ta、W、Hf、Mo、N
i、Zn、MgまたはCoのシリサイドからなる膜であ
ることを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造
方法。15. The film comprising a semiconductor or a metal and a transition metal is made of Ti, Zr, Ta, W, Hf, Mo, N
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the film is made of a silicide of i, Zn, Mg, or Co.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8340098A JPH11283981A (en) | 1998-03-30 | 1998-03-30 | Semiconductor device and manufacture thereof |
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ID=13801390
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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- 1998-03-30 JP JP8340098A patent/JPH11283981A/en active Pending
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