JPH0851153A - Semiconductor device having multilayer wiring - Google Patents
Semiconductor device having multilayer wiringInfo
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- JPH0851153A JPH0851153A JP20795594A JP20795594A JPH0851153A JP H0851153 A JPH0851153 A JP H0851153A JP 20795594 A JP20795594 A JP 20795594A JP 20795594 A JP20795594 A JP 20795594A JP H0851153 A JPH0851153 A JP H0851153A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は多層配線構造をもつ半導
体装置に関し、特にコンタクトホールやスルーホールに
下層と上層の導電層を接続するためのプラグと称される
金属材料が埋め込まれた配線構造を有する半導体装置と
その製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a multi-layer wiring structure, and more particularly to a wiring structure in which a metal material called a plug for connecting a lower conductive layer and an upper conductive layer is buried in a contact hole or a through hole. And a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】プラグをもつ多層配線の材料としては、
プラグ用埋込みメタルとしてブランケットタングステン
プロセスや選択タングステンプロセスにより形成された
タングステンや、CVD法によるTiNなどが広く用い
られている。また、プラグの埋込みメタル上部に設けら
れる配線の材質としては、密着層としてTiN膜やTi
W膜を形成した上にアルミニウム系のメタル膜を積層し
た、例えばAl−Si−Cu/TiN、Al−Si−C
u/TiWなどが用いられ、またAl−Si−Cu単層
膜も広く用いられている。2. Description of the Related Art As a material for a multilayer wiring having a plug,
Tungsten formed by a blanket tungsten process or a selective tungsten process, TiN formed by a CVD method, or the like is widely used as a buried metal for a plug. The material of the wiring provided on the embedded metal of the plug is a TiN film or Ti as an adhesion layer.
An aluminum-based metal film is laminated on the W film formed, for example, Al-Si-Cu / TiN, Al-Si-C.
u / TiW or the like is used, and an Al-Si-Cu single layer film is also widely used.
【0003】従来の方法のうち、下層配線と上層配線を
形成する方法を図1に示す。ここでは、一例としてプラ
グ用埋込みメタルとしてブランケットタングステン、配
線メタルとしてAl−Si−Cu/TiN積層構造のも
のを示す。 (A)下地2上にAl−Si−CuやAl−Cuなどの
材質にてなる下層配線4を形成し、その上から層間絶縁
膜6を形成する。層間絶縁膜6には上層配線と下層配線
を接続するためのスルーホールをリソグラフィーとエッ
チングにより形成し、その後タングステンの密着層とし
てTiN膜10を形成する。その上から、プラグとして
埋め込むためのブランケットタングステン膜12を形成
する。Of the conventional methods, a method of forming a lower layer wiring and an upper layer wiring is shown in FIG. Here, as an example, a blanket tungsten is used as the embedded metal for the plug and an Al-Si-Cu / TiN laminated structure is used as the wiring metal. (A) A lower layer wiring 4 made of a material such as Al-Si-Cu or Al-Cu is formed on the base 2, and an interlayer insulating film 6 is formed thereon. Through holes for connecting the upper wiring and the lower wiring are formed in the interlayer insulating film 6 by lithography and etching, and then the TiN film 10 is formed as an adhesion layer of tungsten. From there, a blanket tungsten film 12 to be embedded as a plug is formed.
【0004】(B)スルーホールのみにプラグ用埋込み
メタルを残すために、タングステン膜12にエッチバッ
クを施す。このとき、層間絶縁膜6の平坦性が悪い場合
は、スルーホール以外の凹部にもタングステン12aが
残渣として残る。 (C)その後、上層配線のためのメタル膜14を例えば
Al−Si−CuやAl−Cuなどにより形成し、リソ
グラフィーとエッチングによりパターン化を施して上層
配線とする。配線用メタル膜のエッチングとしては通常
塩素ガスを用いて行なうが、タングステンは塩素ではエ
ッチングされないため、上層配線のパターン化後もタン
グステン残渣12aが残ってしまい、これが配線間の短
絡の原因となる。(B) The tungsten film 12 is etched back in order to leave the embedded metal for the plug only in the through hole. At this time, if the interlayer insulating film 6 has poor flatness, the tungsten 12a remains as a residue in the recesses other than the through holes. (C) After that, the metal film 14 for the upper layer wiring is formed of, for example, Al—Si—Cu or Al—Cu, and patterned by lithography and etching to form the upper layer wiring. The etching of the wiring metal film is usually performed using chlorine gas, but since tungsten is not etched by chlorine, the tungsten residue 12a remains even after the upper wiring is patterned, which causes a short circuit between the wirings.
【0005】したがって、エッチバックプロセスを用い
てプラグを形成する方法においては、層間絶縁膜6の平
坦性が重要となる。しかし、LSIプロセスの微細化が
進むにつれて、層間絶縁膜の十分な平坦性を得ることは
プロセスを複雑にし、コストを上昇させる要因になって
いる。Therefore, in the method of forming the plug by using the etch back process, the flatness of the interlayer insulating film 6 is important. However, as the miniaturization of the LSI process progresses, obtaining sufficient flatness of the interlayer insulating film becomes a factor of complicating the process and increasing the cost.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の配線構造では、
図1(C)に示されるように、プラグ部分ではタングス
テン12がTiN膜10に接触している。タングステン
はTiNに対しては密着性がそれほど優れているとはい
えない。また、タングステンはTiN上ではグレインサ
イズが大きく成長する傾向がある。製造方法においては
図1の説明で述べられているように、層間絶縁膜の平坦
性が悪い場合にはタングステンの残渣12aが発生す
る。In the conventional wiring structure,
As shown in FIG. 1C, the tungsten 12 is in contact with the TiN film 10 at the plug portion. It cannot be said that tungsten has excellent adhesion to TiN. Further, tungsten tends to grow with a large grain size on TiN. In the manufacturing method, as described in the description of FIG. 1, when the interlayer insulating film has poor flatness, the tungsten residue 12a is generated.
【0007】そこで、本発明は層間絶縁膜の平坦性が悪
い場合でもプラグ用埋込みメタル層のエッチバックの際
に残渣12aが発生しないようにしてコスト上昇を抑え
るとともに、信頼性の高い配線を形成できるようにする
ことを目的とするものである。Therefore, according to the present invention, even when the flatness of the interlayer insulating film is poor, the residue 12a is not generated during the etching back of the embedded metal layer for the plug to suppress the cost increase and to form the wiring with high reliability. The purpose is to be able to.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の多
層配線では、プラグとして埋め込まれた金属材料の下層
に低融点金属材料層が設けられている。上層配線に注目
すると、プラグ部分以外の部分においては下層に低融点
金属材料層を有し、その上に主として電流を流す金属材
料層が形成された積層構造となっている。低融点金属材
料層と絶縁膜との間には密着層が形成されていることが
好ましい。好ましい例では、低融点金属材料層の主たる
成分がアルミニウムである。In the multilayer wiring of the semiconductor device of the present invention, the low melting point metal material layer is provided under the metal material embedded as the plug. Focusing on the upper layer wiring, it has a laminated structure in which a metal material layer having a low melting point is provided as a lower layer in a portion other than the plug portion, and a metal material layer for mainly passing a current is formed thereon. An adhesion layer is preferably formed between the low melting point metal material layer and the insulating film. In a preferred example, the main component of the low melting point metal material layer is aluminum.
【0009】本発明の製造方法は、以下の工程(A)か
ら(E)を含んで多層配線を形成する。(A)下層の電
極又は配線上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜にコンタク
トホール又はスルーホールを形成する工程、(B)前記
絶縁膜上から密着層を形成する工程、(C)前記密着層
上から低融点金属材料層を形成し、不活性雰囲気中又は
真空中で熱処理を施して前記低融点金属材料層をリフロ
ーさせる工程、(D)リフローした前記低融点金属材料
層上にプラグ形成用埋込みメタル膜を形成し、エッチバ
ックを施してそのメタル膜をプラグ形成部分のみに残す
工程、(E)その後、上層配線用メタル膜を形成し、そ
のメタル膜にパターン化を施して上層配線を形成する工
程。The manufacturing method of the present invention includes the following steps (A) to (E) to form a multilayer wiring. (A) a step of forming an insulating film on a lower electrode or wiring and forming a contact hole or a through hole in the insulating film, (B) a step of forming an adhesion layer on the insulating film, (C) the adhesion A step of forming a low-melting metal material layer on the layer and performing heat treatment in an inert atmosphere or in a vacuum to reflow the low-melting metal material layer; (D) forming a plug on the reflowed low-melting metal material layer For forming an embedded metal film for etching and leaving the metal film only in the plug formation portion by etching back, (E) After that, a metal film for upper layer wiring is formed, and the metal film is patterned to form an upper layer wiring. Forming step.
【0010】[0010]
【作用】本発明ではプラグとして埋め込まれた金属材料
の下層に低融点金属材料層が設けられており、低融点金
属材料層は好ましい例ではアルミニウムを主とした材料
である。プラグの材質としては、一般にはタングステン
が用いられ、コンタクトホールやスルーホールでプラグ
としてのタングステンと絶縁膜との密着性を向上させる
ために、Ti膜、TiN膜又はTiW膜などの密着層が
設けられるのが好ましいが、その際、本発明ではタング
ステンと密着層との間にさらにアルミニウムを主成分と
する材料などからなる低融点金属材料層が存在するの
で、タングステンはTiNなどの密着層と直接接触する
よりも低融点金属材料層を介在させた方がより密着性が
向上する。タングステンはTiN膜などに直接形成する
よりもアルミニウムを主成分とする膜上に形成する方が
グレインサイズが小さくなり、プラグとして良好な特性
をもつようになる。In the present invention, the low melting point metal material layer is provided under the metal material embedded as the plug, and the low melting point metal material layer is a material mainly containing aluminum in a preferred example. Tungsten is generally used as the material of the plug, and an adhesion layer such as a Ti film, a TiN film, or a TiW film is provided to improve the adhesion between the tungsten as a plug and the insulating film in a contact hole or a through hole. However, in this case, since a low melting point metal material layer made of a material containing aluminum as a main component is further present between the tungsten and the adhesion layer in the present invention, the tungsten is directly contacted with the adhesion layer such as TiN. The interposition of the low melting point metal material layer improves the adhesiveness rather than the contact. When tungsten is formed on a film containing aluminum as a main component, the grain size is smaller than that formed directly on a TiN film or the like, and good characteristics are obtained as a plug.
【0011】本発明の製造方法では、絶縁膜の平坦性が
よくない場合でも低融点金属材料層をリフローさせるの
で、そのリフローにより平坦性が改善された表面上にプ
ラグ用タングステン膜が形成されているので、そのタン
グステン膜をエッチバックする際コンタクトホールやス
ルーホール以外の部分にはタングステン膜が残らないよ
うになる。In the manufacturing method of the present invention, the low melting point metal material layer is reflowed even when the flatness of the insulating film is not good, so that the tungsten film for the plug is formed on the surface of which the flatness is improved by the reflow. Therefore, when the tungsten film is etched back, the tungsten film does not remain in the portions other than the contact holes and the through holes.
【0012】[0012]
【実施例】図2は一実施例を表わしたものである。図1
と比較するために同一部分には同一の符号を用いる。下
地2上に下層配線4が形成されており、その上にSiO
2などの層間絶縁膜6が形成され、そのスルーホールに
は密着層としてのTi膜、TiN膜又はTiW膜10が
200Å程度の厚さに形成されており、その上に低融点
金属材料層20としてAl−Si−Cu膜、Al−Si
膜又はAl−Cu膜などが1000Å程度の厚さに形成
されている。スルーホールではその密着層10と低融点
金属材料層20を介してプラグのタングステン12が埋
め込まれている。タングステン12上には主として電流
を流すための上層配線14がAl−Si−Cu膜、Al
−Si膜又はAl−Cu膜などにより形成されている。Embodiment FIG. 2 shows an embodiment. FIG.
The same reference numerals are used for the same portions for comparison with. The lower layer wiring 4 is formed on the underlayer 2, and SiO 2 is formed on the lower layer wiring 4.
An interlayer insulating film 6 such as 2 is formed, and a Ti film, a TiN film, or a TiW film 10 as an adhesion layer is formed in the through hole to a thickness of about 200Å, and the low melting point metal material layer 20 is formed thereon. Al-Si-Cu film, Al-Si as
A film or an Al-Cu film is formed with a thickness of about 1000Å. In the through hole, the plug tungsten 12 is embedded through the adhesion layer 10 and the low melting point metal material layer 20. On the tungsten 12, an upper wiring 14 mainly for passing a current is formed of an Al-Si-Cu film, Al.
-Si film or Al-Cu film.
【0013】層間絶縁膜6上にはスルーホール部以外の
部分にも上層配線が形成されているが、その構造は層間
絶縁膜6上に形成された密着層10を介して低融点金属
材料層20と上層配線用の金属材料層14とが積層され
た積層構造となっている。層間絶縁膜6の表面の平坦性
がよくなく、凹部が存在する場合でもその凹部にはタン
グステンの残渣は存在していない。Upper layer wirings are formed on the interlayer insulating film 6 in portions other than the through holes as well, but the structure is such that the low melting point metal material layer is formed via the adhesion layer 10 formed on the interlayer insulating film 6. 20 and a metal material layer 14 for upper wiring are laminated to form a laminated structure. The surface of the interlayer insulating film 6 does not have good flatness, and even if a recess is present, no tungsten residue is present in the recess.
【0014】次に、図3と図4により図2に示された構
造の配線を製造する方法の一実施例を説明する。 (A)下地2として(100)シリコン基板2a上にプ
ラズマCVD法によりSiO2膜2bを約5000Åの
厚さに形成したものを用いる。下層メタル配線を形成す
るために、SiO2膜2b上にAl−Si−Cu膜をス
パッタリング法により約1μmの厚さに堆積し、リソグ
ラフィーとエッチングにより配線用にパターン化する。Next, an embodiment of a method of manufacturing the wiring having the structure shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. (A) As the underlayer 2, a SiO 2 film 2b formed on a (100) silicon substrate 2a by a plasma CVD method to a thickness of about 5000Å is used. In order to form a lower metal wiring, an Al—Si—Cu film is deposited on the SiO 2 film 2b to a thickness of about 1 μm by a sputtering method and patterned for wiring by lithography and etching.
【0015】次に、下層配線4上から層間絶縁膜6とし
てSiO2膜を約1μmの厚さに形成する。リソグラフ
ィーとエッチングにより層間絶縁膜6にスルーホール8
を形成した後、密着層10としてTi膜を約200Åの
厚さにスパッタリング法により堆積する。その上に低融
点金属材料層20としてAl−Si−Cu膜を約100
0Åの厚さに形成する。Al−Si−Cu膜の成膜手法
としてはDCマグネトロンスパッタリング法を用い、そ
の成膜条件は、成膜温度200℃、Arガス圧3mTor
r、DCパワー2KWとした。Next, a SiO 2 film is formed as an interlayer insulating film 6 on the lower wiring 4 to a thickness of about 1 μm. Through holes 8 are formed in the interlayer insulating film 6 by lithography and etching.
Then, a Ti film is deposited as the adhesion layer 10 to a thickness of about 200Å by the sputtering method. An Al-Si-Cu film as the low-melting point metal material layer 20 is formed thereon with a thickness of about 100.
Form to a thickness of 0Å. A DC magnetron sputtering method is used as a method for forming the Al-Si-Cu film, and the film forming conditions are a film forming temperature of 200 ° C. and an Ar gas pressure of 3 mTor.
r, DC power 2KW.
【0016】(B)成膜したAl−Si−Cu膜を真空
中で600℃、1分間アニールを行ない、リフローさせ
て表面の平坦性を改善した。 (C)Al−Si−Cu膜上にスルーホールを埋め込む
ための金属材料層としてブランケットタングステン膜1
2を約7000Åの厚さに形成する。形成条件は、ガス
圧80Torr、WF6流量5SCCM、N2流量30SCC
M、H2流量20SCCM、基板温度450℃とした。(B) The formed Al-Si-Cu film was annealed in vacuum at 600 ° C. for 1 minute and reflowed to improve the surface flatness. (C) Blanket tungsten film 1 as a metal material layer for filling a through hole on the Al-Si-Cu film
Form 2 to a thickness of approximately 7,000Å. The formation conditions are: gas pressure 80 Torr, WF 6 flow rate 5 SCCM, N 2 flow rate 30 SCC.
The flow rate of M and H 2 was 20 SCCM, and the substrate temperature was 450 ° C.
【0017】(D)次に、埋込み用タングステン膜12
のエッチバックをSF6ガスとArの混合ガスを用いて
行なう。このエッチング条件は、ガス圧200mTorr、
SF6流量100SCCM、Ar流量100SCCM、
RFパワー300W、エッチング時間2分とした。これ
によりタングステン膜12はスルーホールのみに残る。
このとき、層間絶縁膜6の平坦性の悪い部分は低融点金
属材料層20であるAl−Si−Cu膜のリフローによ
って平坦化されているため、タングステン12のエッチ
バック時に層間絶縁膜表面の凹部には残渣が残ることが
なくなる。(D) Next, the burying tungsten film 12
Is etched back using a mixed gas of SF 6 gas and Ar. The etching conditions are gas pressure of 200 mTorr,
SF 6 flow rate 100 SCCM, Ar flow rate 100 SCCM,
RF power was 300 W and etching time was 2 minutes. As a result, the tungsten film 12 remains only in the through holes.
At this time, since the portion of the interlayer insulating film 6 having poor flatness is flattened by the reflow of the Al—Si—Cu film that is the low-melting-point metal material layer 20, the concave portion of the surface of the interlayer insulating film is etched when the tungsten 12 is etched back. No residue will remain on the.
【0018】(E)次に、上層配線用メタル層14とし
てAl−Si−Cu膜を約5000Åの厚さに成膜す
る。 (F)リソグラフィーとエッチングにより上層配線用メ
タル層14、低融点金属材料層20及び密着層10をパ
ターン化して上層配線を形成する。(E) Next, an Al-Si-Cu film is formed as the upper wiring metal layer 14 to a thickness of about 5000 Å. (F) The upper wiring metal layer 14, the low melting point metal material layer 20, and the adhesion layer 10 are patterned by lithography and etching to form an upper wiring.
【0019】図5(A),(B)はそれぞれ他の実施例
を表わしたものである。図3及び図4の製造方法では低
融点金属材料層20の下層に密着層10を設けている
が、低融点金属材料層20自体が層間絶縁膜6に対して
密着性のよい材料である場合には、密着層10を省略す
ることができる。図5(A)はそのような場合に密着層
10を省略して形成した配線部分を示したものである。
図2と比較すると、密着層10を省略したものとなって
いる。FIGS. 5A and 5B show other embodiments, respectively. In the manufacturing method of FIGS. 3 and 4, the adhesion layer 10 is provided below the low melting point metal material layer 20, but when the low melting point metal material layer 20 itself is a material having good adhesion to the interlayer insulating film 6. In addition, the adhesion layer 10 can be omitted. FIG. 5A shows a wiring portion formed by omitting the adhesion layer 10 in such a case.
As compared with FIG. 2, the adhesion layer 10 is omitted.
【0020】図5(B)の実施例は、図3,図4に示し
た製造方法において、工程(D)で埋込みメタル用タン
グステン膜12のエッチバック後に、さらに低融点金属
材料層20もエッチバックし、層間絶縁膜6上には低融
点金属材料層20を残さないようにしたものである。こ
れにより、図5(B)のように配線メタルとしては低融
点金属材料層20を含まず、プラグの埋込み金属12の
下層にのみ低融点金属材料層20が残る状態となる。In the embodiment shown in FIG. 5B, the low melting point metal material layer 20 is further etched after the buried metal tungsten film 12 is etched back in the step (D) in the manufacturing method shown in FIGS. The low melting point metal material layer 20 is not left on the interlayer insulating film 6. As a result, as shown in FIG. 5B, the low-melting-point metal material layer 20 is not included as the wiring metal, and the low-melting-point metal material layer 20 remains only under the buried metal 12 of the plug.
【0021】図6は本発明における配線の信頼性を測定
するための配線パターンを示したものである。図2に示
された実施例の構造により、下層配線4と上層配線14
を形成し、種々のライン/スペースにパターン化し、そ
れを実施例1とする。14a,14bは測定パッドであ
る。図6の配線パターンを図5(B)の構造に形成した
ものを実施例2とする。図5(B)の配線を形成するに
あたり、タングステン膜12のエッチバック後に塩素ガ
スを用いて低融点金属材料層20のAl−Si−Cu膜
をエッチングするが、その時のエッチング条件はガス圧
1Torr、Cl2流量20SCCM、Ar流量50SCC
M、RFパワー300W、エッチング時間30秒で行な
った。FIG. 6 shows a wiring pattern for measuring the reliability of the wiring in the present invention. With the structure of the embodiment shown in FIG. 2, the lower layer wiring 4 and the upper layer wiring 14 are formed.
And patterned into various lines / spaces, which is referred to as Example 1. 14a and 14b are measuring pads. Example 2 is one in which the wiring pattern of FIG. 6 is formed in the structure of FIG. In forming the wiring shown in FIG. 5B, the Al—Si—Cu film of the low melting point metal material layer 20 is etched with chlorine gas after the tungsten film 12 is etched back. The etching condition at that time is a gas pressure of 1 Torr. , Cl 2 flow rate 20SCCM, Ar flow rate 50SCC
M, RF power 300 W, etching time 30 seconds.
【0022】本発明の比較例として実施例1における低
融点金属材料層20の形成プロセス及びアニールプロセ
スを経ずに、密着層10上に直接ブランケットタングス
テン膜を形成して配線を形成したもの、すなわち図1の
製法により図6の測定用配線パターンを形成したものを
比較例とする。実施例1、実施例2及び比較例のそれぞ
れについて下層配線4のライン幅とスペース幅を同じ値
として0.5〜5.0μm範囲で変化させたものを作成し
た。上層配線14のライン幅とスペース幅はそれぞれ1
μmで一定とした。その結果を表1にまとめて示す。As a comparative example of the present invention, a wiring is formed by directly forming a blanket tungsten film on the adhesion layer 10 without going through the process of forming the low melting point metal material layer 20 and the annealing process in Example 1, that is, A comparative example is one in which the measurement wiring pattern of FIG. 6 is formed by the manufacturing method of FIG. In each of Example 1, Example 2, and Comparative Example, the line width and the space width of the lower layer wiring 4 were set to the same value and changed in the range of 0.5 to 5.0 μm. The line width and space width of the upper layer wiring 14 are each 1
It was kept constant at μm. The results are summarized in Table 1.
【0023】[0023]
【表1】 [Table 1]
【0024】比較例ではライン/スペースが1〜3μm
において短絡が発生した。試料の顕微鏡観察により、こ
の短絡がタングステンの残渣によって発生していること
が確認された。実施例1,2では0.5から5.0μmの
ライン/スペースにおいてこのような短絡は発生しなか
った。実施例は本発明をスルーホールでの接続に適用し
ているが、コンタクトホールにおいても同様に適用する
ことができる。In the comparative example, the line / space is 1 to 3 μm.
A short circuit occurred at. Microscopic observation of the sample confirmed that this short circuit was caused by the residue of tungsten. In Examples 1 and 2, such a short circuit did not occur in the line / space of 0.5 to 5.0 μm. Although the present invention is applied to the connection by the through hole in the embodiments, it can be similarly applied to the contact hole.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明ではコンタクトホールやスルーホ
ールにおいてプラグとして埋め込まれるタングステンと
絶縁膜との密着性が向上するとともに、プラグとして埋
め込む金属材料層のエッチバックによる残渣がなくなる
ことにより、上層配線間の短絡がなくなり、信頼性の高
い多層配線を実現することができる。According to the present invention, the adhesion between the tungsten embedded as a plug in the contact hole and the through hole and the insulating film is improved, and the residue due to the etch back of the metal material layer embedded as the plug is eliminated, so that the upper wiring It is possible to realize a highly reliable multi-layer wiring by eliminating the short circuit.
【図1】従来の方法による多層配線形成方法を示す工程
断面図である。FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a method of forming a multilayer wiring by a conventional method.
【図2】一実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example.
【図3】図2の実施例を製造する方法を示す工程の前半
部を示す工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view showing a first half of a process showing the method for manufacturing the embodiment of FIG. 2;
【図4】図2の実施例を製造する方法を示す工程の後半
部を示す工程断面図である。FIG. 4 is a process sectional view showing a latter half of a process showing the method for manufacturing the embodiment of FIG.
【図5】(A)と(B)はそれぞれ他の実施例を示す断
面図である。5A and 5B are cross-sectional views showing another embodiment.
【図6】配線の信頼性を調べるためのテストパターンを
示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a test pattern for checking the reliability of wiring.
2 下地 4 下層配線 6 層間絶縁膜 8 スルーホール 10 密着層 12 プラグのタングステン 14 上層配線 20 低融点金属材料層 2 Underlayer 4 Lower layer wiring 6 Interlayer insulating film 8 Through hole 10 Adhesion layer 12 Plug tungsten 14 Upper layer wiring 20 Low melting point metal material layer
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Claims (5)
上層配線が形成され、下層の電極又は配線と上層配線と
の間が前記絶縁膜に形成されたコンタクトホール又はス
ルーホールに金属材料が埋め込まれたプラグを介して接
続されている多層配線を有する半導体装置において、 プラグとして埋め込まれた金属材料の下層には低融点金
属材料層が設けられていることを特徴とする半導体装
置。1. An upper layer wiring is formed on a lower layer electrode or wiring via an insulating film, and a metal material is provided in a contact hole or a through hole formed in the insulating film between the lower layer electrode or wiring and the upper layer wiring. In a semiconductor device having a multi-layer wiring connected via a plug having embedded therein, a low melting point metal material layer is provided under a metal material embedded as a plug.
おいては下層に前記低融点金属材料層を有し、その上に
主として電流を流す金属材料層が形成された積層構造と
なっている請求項1に記載の半導体装置。2. The upper layer wiring has a laminated structure in which the low melting point metal material layer is provided as a lower layer in a portion other than the plug portion, and a metal material layer for mainly passing a current is formed thereon. 1. The semiconductor device according to 1.
間には密着層が形成されている請求項1又は2に記載の
半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein an adhesion layer is formed between the low melting point metal material layer and the insulating film.
ルミニウムである請求1,2又は3に記載の半導体装
置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the main component of the low melting point metal material layer is aluminum.
層配線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。(A)下層の電極又は配線上に絶縁膜を形成し、そ
の絶縁膜にコンタクトホール又はスルーホールを形成す
る工程、(B)前記絶縁膜上から密着層を形成する工
程、(C)前記密着層上から低融点金属材料層を形成
し、不活性雰囲気中又は真空中で熱処理を施して前記低
融点金属材料層をリフローさせる工程、(D)リフロー
した前記低融点金属材料層上にプラグ形成用埋込みメタ
ル膜を形成し、エッチバックを施してそのメタル膜をプ
ラグ形成部分のみに残す工程、(E)その後、上層配線
用メタル膜を形成し、そのメタル膜にパターン化を施し
て上層配線を形成する工程。5. A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises forming a multilayer wiring including the following steps (A) to (E). (A) a step of forming an insulating film on a lower electrode or wiring and forming a contact hole or a through hole in the insulating film, (B) a step of forming an adhesion layer on the insulating film, (C) the adhesion A step of forming a low-melting metal material layer on the layer and performing heat treatment in an inert atmosphere or in a vacuum to reflow the low-melting metal material layer; (D) forming a plug on the reflowed low-melting metal material layer For forming an embedded metal film for etching and leaving the metal film only in the plug formation portion by etching back, (E) After that, a metal film for upper layer wiring is formed, and the metal film is patterned to form an upper layer wiring. Forming step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20795594A JPH0851153A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Semiconductor device having multilayer wiring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20795594A JPH0851153A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Semiconductor device having multilayer wiring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0851153A true JPH0851153A (en) | 1996-02-20 |
Family
ID=16548308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20795594A Pending JPH0851153A (en) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | Semiconductor device having multilayer wiring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0851153A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6756675B1 (en) | 1996-08-20 | 2004-06-29 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and a method for making the same that provide arrangement of a connecting region for an external connecting terminal |
| JP2007067015A (en) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Shibaura Mechatronics Corp | Film formation method and electronic device manufacturing method |
| CN100414705C (en) * | 2001-09-28 | 2008-08-27 | 惠普公司 | Circuit elements with vertically oriented subminiature fuses and subminiature resistors |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP20795594A patent/JPH0851153A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6756675B1 (en) | 1996-08-20 | 2004-06-29 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and a method for making the same that provide arrangement of a connecting region for an external connecting terminal |
| CN100414705C (en) * | 2001-09-28 | 2008-08-27 | 惠普公司 | Circuit elements with vertically oriented subminiature fuses and subminiature resistors |
| JP2007067015A (en) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Shibaura Mechatronics Corp | Film formation method and electronic device manufacturing method |
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