JPH07201851A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH07201851A JPH07201851A JP33401393A JP33401393A JPH07201851A JP H07201851 A JPH07201851 A JP H07201851A JP 33401393 A JP33401393 A JP 33401393A JP 33401393 A JP33401393 A JP 33401393A JP H07201851 A JPH07201851 A JP H07201851A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、配線材料にCuを使用した半導体装
置の製造方法に関し、工程途中におけるCuの酸化及び
侵食を防止して、低抵抗かつ高信頼性を有するCu配線
を、簡易な方法で実現することを目的とする。
【構成】半導体基板上に絶縁膜1を形成する工程と、該
絶縁膜1の上に下敷きバリアメタル2を堆積する工程
と、該下敷きバリアメタル2の上にCu層3を堆積する
工程と、該Cu層3の上に上乗せバリアメタル4を堆積
する工程と、該上乗せバリアメタル4の上に酸化膜マス
ク12を形成する工程と、該上乗せバリアメタル4、C
u層3、及び下敷きバリアメタル2をエッチングして配
線パターン7を形成する工程と、該配線パターン7及び
酸化膜マスク12を覆う側壁バリアメタル13を堆積す
る工程と、該側壁バリアメタル13の水平部を異方性エ
ッチングにより除去し、垂直部のみ残す工程と、該パタ
ーンを覆う層間膜8を形成する工程と、該層間膜8及び
酸化膜マスク12を同時に化学的機械研磨して、表面を
平坦化する工程とを有する構成とする。
(57) [Summary] [Object] The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device using Cu as a wiring material, which prevents Cu oxidation and erosion during the process, and has a low resistance and a high reliability. Is to be realized by a simple method. A step of forming an insulating film 1 on a semiconductor substrate, a step of depositing an underlying barrier metal 2 on the insulating film 1, and a step of depositing a Cu layer 3 on the underlying barrier metal 2. Depositing an overlaid barrier metal 4 on the Cu layer 3, forming an oxide film mask 12 on the overlaid barrier metal 4, and depositing the overlaid barrier metal 4, C
The step of etching the u layer 3 and the underlying barrier metal 2 to form the wiring pattern 7, the step of depositing the side wall barrier metal 13 covering the wiring pattern 7 and the oxide film mask 12, and the horizontal direction of the side wall barrier metal 13 Parts by anisotropic etching to leave only vertical parts, a step of forming an interlayer film 8 covering the pattern, and a step of chemical mechanical polishing the interlayer film 8 and the oxide film mask 12 at the same time to remove the surface. And a step of flattening.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、配線材料にCu又はC
u合金を使用した半導体装置の製造方法に関する。近年
のLSIの高集積化に伴う配線の微細化により、従来の
AL(アルミニウム)合金による配線では、エレクトロ
マイグレーションやストレスマイグレーションが厳しく
なっている。そこで、ALに代わる材料としてWやMo
などの高融点金属が実用化されようとしているが、比抵
抗がALの2倍以上と高いという欠点がある。The present invention relates to a wiring material made of Cu or C.
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a u alloy. Due to the miniaturization of wiring accompanying the recent high integration of LSI, electromigration and stress migration have become severe in the conventional wiring made of AL (aluminum) alloy. Therefore, W and Mo are used as alternative materials for AL.
Although high-melting-point metals such as, for example, are about to be put to practical use, there is a drawback that the specific resistance is as high as twice or more than AL.
【0002】このため、次世代の配線材料として、エレ
クトロマイグレーション等に強く、かつ低抵抗であるC
uが注目されている。Therefore, as a next-generation wiring material, C which is resistant to electromigration and has low resistance
u is drawing attention.
【0003】[0003]
【従来の技術】図5から図7は、従来の製造方法によっ
てCu配線を形成する場合の標準的な工程フローであ
る。先ず、半導体基板上に、平坦な絶縁膜1を形成する
(同図B1)。絶縁膜1は、例えば、SiO2,PSG, BPSG
等である。2. Description of the Related Art FIGS. 5 to 7 show a standard process flow for forming Cu wiring by a conventional manufacturing method. First, a flat insulating film 1 is formed on a semiconductor substrate (B1 in the same figure). The insulating film 1 is, for example, SiO 2 , PSG, BPSG
Etc.
【0004】この上に、下敷きバリアメタル2,Cu層
3,上乗せバリアメタル4を、スパッタリング法によっ
て順次形成し(B2〜B4)、メタルの3層構造とす
る。下敷きバリアメタル2は、Cu層3が絶縁膜1と反
応することを防ぐことのほか、Cu3と絶縁膜1とを密
着させる役割をも果たす。上乗せバリアメタル4は、後
のフォトリソグラフィー工程での薬品処理や酸化から、
Cu層3を保護するために設ける。An underlay barrier metal 2, a Cu layer 3, and an overlaid barrier metal 4 are sequentially formed thereon by a sputtering method (B2 to B4) to form a metal three-layer structure. The underlay barrier metal 2 not only prevents the Cu layer 3 from reacting with the insulating film 1, but also plays a role of bringing the Cu 3 and the insulating film 1 into close contact with each other. The additional barrier metal 4 is formed by chemical treatment and oxidation in the photolithography process that will be performed later.
It is provided to protect the Cu layer 3.
【0005】次に、配線パターンを形成するため、レジ
スト5を全面塗布し(B5)、通常のフォトリソグラフ
ィー法によって露光及び現像を行い、レジストマスク6
を形成する(B6)。これをマスクにしてエッチングを
行って配線パターン7を形成し(B7)、最後に酸素ア
ッシングでレジストマスク6を除去し、配線パターン7
が完成する(B8)。Next, in order to form a wiring pattern, a resist 5 is applied over the entire surface (B5), and exposure and development are performed by a normal photolithography method to form a resist mask 6.
Are formed (B6). Using this as a mask, etching is performed to form a wiring pattern 7 (B7), and finally, the resist mask 6 is removed by oxygen ashing to form the wiring pattern 7.
Is completed (B8).
【0006】更に、層間膜8をCVD法で成長させ、配
線パターン7全体を覆う(B9)。多層配線の場合は、
再度、B2から上記の工程が繰り返される。Further, the interlayer film 8 is grown by the CVD method to cover the entire wiring pattern 7 (B9). For multi-layer wiring,
Again, the above steps are repeated from B2.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】Cuは非常に酸化され
やすく、大気中に数時間放置しただけで表面が酸化す
る。また、プロセス中にかかる熱によって、Si,Si
O2 ,PSG等と容易に反応してしまう。更に、耐薬品
性が弱く、薬品処理の際、容易に侵食される。プロセス
中にかかる熱によってSiやSiO2 等と反応し、酸化
が内部まで進んでしまうと、長所である低抵抗が損なわ
れる。更に、薬品に侵食された場合は、配線としての信
頼性が保証できない。Cu is very easily oxidized, and its surface is oxidized only by leaving it in the air for several hours. Also, due to the heat applied during the process, Si, Si
Reacts easily with O 2 , PSG, etc. Further, it has low chemical resistance and is easily eroded during chemical treatment. If the heat applied during the process reacts with Si, SiO 2, etc., and oxidation proceeds to the inside, the low resistance, which is an advantage, is impaired. Further, when it is corroded by chemicals, the reliability of the wiring cannot be guaranteed.
【0008】上記の図5から図7の従来の工程フローに
沿って、かかる問題点を具体的に述べる。従来技術にお
いても、かかる問題に対し、ある程度の対策はなされて
いる。即ち、上乗せバリアメタル4を設けることによっ
て、工程B4ではCu層3の自然酸化を防ぎ、B5では
レジスト塗布の前処理において使用する界面活性剤等か
らCu層3を保護し、B6では現像液等からCu層3を
保護する。更に、上乗せバリアメタル4は、B8ではレ
ジストの酸素アッシング時にCu層3の上面が酸化され
ることを防ぎ、B9では層間膜8成長時の酸化及び層間
膜8そのものとの反応から、Cu層3の上面を保護す
る。The above problems will be specifically described along the conventional process flow shown in FIGS. Even in the related art, some measures are taken against such a problem. That is, by providing the additional barrier metal 4, the natural oxidation of the Cu layer 3 is prevented in the step B4, the Cu layer 3 is protected from the surfactant or the like used in the pretreatment of the resist coating in the step B4, and the developing solution or the like in the step B6. To protect the Cu layer 3. Further, the additional barrier metal 4 prevents oxidation of the upper surface of the Cu layer 3 during oxygen ashing of the resist in B8, and oxidation in the growth of the interlayer film 8 and reaction with the interlayer film 8 itself in B9 prevent the Cu layer 3 from being oxidized. Protect the upper surface of.
【0009】しかし、かかる上乗せバリアメタル4によ
っても、上記問題点の対策は万全ではない。即ち、工程
B8においてレジストの酸素アッシングを行う際、Cu
層3の側壁が酸化されてしまう。B9において層間膜8
を成長する際にもCu層3の側壁が酸化されてしまい、
更に、その後の熱処理においてCu層3の側壁が層間膜
8と反応してしまう。However, even with the additional barrier metal 4, the measures against the above problems are not perfect. That is, when oxygen ashing of the resist is performed in step B8, Cu
The sidewalls of layer 3 will be oxidized. Interlayer film 8 at B9
The side wall of the Cu layer 3 is also oxidized when growing
Further, the sidewall of the Cu layer 3 reacts with the interlayer film 8 in the subsequent heat treatment.
【0010】最近の集積回路の微細化に伴って配線の幅
が小さくなり、その断面形状は、横長から正方形、更に
は縦長へと移り変わりつつある。従って、配線の側壁が
酸化されてその部分の抵抗が高くなった場合に、配線全
体の抵抗に与える影響が大きくなりつつある。特にCu
配線の場合には酸化が内部まで進行するため、かかる問
題は重大である。With the recent miniaturization of integrated circuits, the width of wiring has become smaller, and the cross-sectional shape thereof is changing from a horizontally long shape to a square shape and further to a vertically long shape. Therefore, when the side wall of the wiring is oxidized to increase the resistance at that portion, the influence on the resistance of the entire wiring is increasing. Especially Cu
This problem is serious in the case of wiring because oxidation proceeds to the inside.
【0011】本発明は、かかる問題点を解決し、Cu本
来の低抵抗かつ高信頼性を有するCu配線を、実用可能
な簡易なプロセスによって実現することを目的とする。An object of the present invention is to solve such problems and to realize Cu wiring having low resistance and high reliability inherent in Cu by a practical and simple process.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、半
導体基板上に絶縁膜1を形成する工程(A1)と、該絶
縁膜1の上に下敷きバリアメタル2を堆積する工程(A
2)と、該下敷きバリアメタル2の上にCu層3を堆積
する工程(A3)と、該Cu層3の上に上乗せバリアメ
タル4を堆積する工程(A4)と、該上乗せバリアメタ
ル4の上に酸化膜マスク12をパターニング形成する工
程(A5〜A9)と、該上乗せバリアメタル4、Cu層
3、及び下敷きバリアメタル2をエッチングして配線パ
ターン7を形成する工程(A10)と、該配線パターン
7及び酸化膜マスク12を覆うように側壁バリアメタル
13を堆積する工程(A11)と、該側壁バリアメタル
13の水平部を異方性エッチングにより除去し、垂直部
を残す工程(A12)と、該パターンを覆う層間膜8を
形成する工程(A13)と、該層間膜8及び酸化膜マス
ク12を同時に研磨することにより、上乗せバリアメタ
ル4を露出させ、且つ該上乗せバリアメタル4の露出面
と該層間膜8の上面とをそろえて平坦化する工程(A1
4)とを有することを特徴とする。According to the manufacturing method of the present invention, a step (A1) of forming an insulating film 1 on a semiconductor substrate and a step (A) of depositing an underlying barrier metal 2 on the insulating film 1 are performed.
2), a step (A3) of depositing the Cu layer 3 on the underlying barrier metal 2, a step (A4) of depositing an additional barrier metal 4 on the Cu layer 3, and a step of depositing the additional barrier metal 4 A step of patterning an oxide film mask 12 thereon (A5 to A9); a step of etching the overlaying barrier metal 4, the Cu layer 3, and the underlying barrier metal 2 to form a wiring pattern 7 (A10); A step of depositing the sidewall barrier metal 13 so as to cover the wiring pattern 7 and the oxide film mask 12 (A11), and a step of removing a horizontal portion of the sidewall barrier metal 13 by anisotropic etching and leaving a vertical portion (A12). And a step (A13) of forming the interlayer film 8 covering the pattern, and simultaneously polishing the interlayer film 8 and the oxide film mask 12 to expose the additional barrier metal 4, One the plus barrier step of flattening by aligning the upper surface of the exposed surface and the interlayer film 8 of metal 4 (A1
4) and are included.
【0013】[0013]
【作用】図1から図4を用いて本発明の作用を説明す
る。本発明では、工程A10で配線パターン7を形成し
た後、酸化膜マスク12を除去しないで、該配線パター
ン7と酸化膜マスク12とを、まとめて側壁バリアメタ
ル13で覆ってしまう(A11)。これによって、Cu
層3の周囲が完全にバリアメタルによって覆われ、以
後、いかなる工程があろうとも、Cu層3が酸化された
り、薬品に侵されたりすることはない。The operation of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present invention, after forming the wiring pattern 7 in step A10, the wiring pattern 7 and the oxide film mask 12 are collectively covered with the sidewall barrier metal 13 without removing the oxide film mask 12 (A11). This makes Cu
The circumference of the layer 3 is completely covered with the barrier metal, and the Cu layer 3 is not oxidized or attacked by chemicals in any process thereafter.
【0014】結局、本発明によれば、工程フローの最初
から最後に至るまで、Cu層3が酸化されたり、薬品に
さらされたりすることが全くなくなり、低抵抗かつ高信
頼性を有するCu配線を形成できる。更に、本発明は、
酸化膜マスク12の除去と層間膜8の平坦化とを組み合
わせ、工程の短縮化を図っている。即ち、工程A14に
おいて、層間膜8を化学的機械研磨して平坦化すると同
時に、酸化膜マスク12を除去している。After all, according to the present invention, from the beginning to the end of the process flow, the Cu layer 3 is never oxidized or exposed to chemicals, and the Cu wiring has low resistance and high reliability. Can be formed. Further, the present invention provides
The removal of the oxide film mask 12 and the planarization of the interlayer film 8 are combined to shorten the process. That is, in step A14, the interlayer film 8 is chemically mechanically polished to be planarized, and at the same time, the oxide film mask 12 is removed.
【0015】従って、本発明によれば、簡易な工程で、
多層配線に適したCu配線を形成することが可能であ
る。Therefore, according to the present invention, in a simple process,
It is possible to form Cu wiring suitable for multilayer wiring.
【0016】[0016]
【実施例】図1から図4に、本発明の実施例の工程フロ
ーを示す。先ず、半導体基板上に平坦な絶縁膜1を形成
する(A1)。絶縁膜1は、例えば、SiO2 ,PS
G,BPSG等からなる膜である。この絶縁膜1の上
に、TiNをスパッタリング法によって500Å堆積す
ることにより、下敷きバリアメタル2を形成する(A
2)。TiNのスパッタリングは、例えば、圧力3mTo
rrのArとN2 との混合ガス雰囲気中で、パワー4kW
の条件で行われる。下敷きバリアメタル2は、Cu層3
が絶縁膜1と反応することを防ぐ役割、及びCu層3が
絶縁膜1から剥がれないようにする密着層の役割を果た
す。1 to 4 show a process flow of an embodiment of the present invention. First, a flat insulating film 1 is formed on a semiconductor substrate (A1). The insulating film 1 is made of, for example, SiO 2 , PS.
It is a film made of G, BPSG or the like. The underlying barrier metal 2 is formed by depositing 500N of TiN on the insulating film 1 by the sputtering method (A
2). The sputtering of TiN, for example, has a pressure of 3 mTo
Power of 4 kW in mixed gas atmosphere of Ar and N 2 of rr
It is performed under the conditions of. Underlay barrier metal 2 is Cu layer 3
Has a role of preventing the Cu layer 3 from reacting with the insulating film 1 and a role of an adhesion layer for preventing the Cu layer 3 from peeling off from the insulating film 1.
【0017】次に、この上に、Cuをスパッタリング法
によって4000Å堆積することにより、Cu層3を形
成する(A3)。Cuのスパッタリングは、例えば、圧
力5mTorrのAr雰囲気中で、パワー4kWの条件で行
われる。更に、この上に、TiNをスパッタリング法に
よって1000Å堆積することにより、上乗せバリアメ
タル4を形成する(A4)。上乗せバリアメタル4は、
Cu層3の上面を酸化及び薬品による侵食から保護する
役割を果たす。Cu層3の上面の自然酸化を避けるた
め、Cu層3をスパッタリングした後、大気に暴露しな
いで連続して上乗せバリアメタル4を形成することが望
ましい。更に、上乗せバリアメタル4は、後の工程A1
4において化学的機械研磨のストッパーの役割を果たす
ので、下敷きバリアメタル2よりも厚目の1000Åと
する。Then, a Cu layer 3 is formed on this by depositing Cu by 4000 Å by a sputtering method (A3). The Cu sputtering is performed in an Ar atmosphere with a pressure of 5 mTorr and a power of 4 kW, for example. Further, TiN is deposited thereon by 1000 Å by a sputtering method to form an additional barrier metal 4 (A4). The additional barrier metal 4 is
It serves to protect the upper surface of the Cu layer 3 from oxidation and corrosion by chemicals. In order to avoid natural oxidation of the upper surface of the Cu layer 3, it is desirable to sputter the Cu layer 3 and then form the additional barrier metal 4 continuously without exposing to the atmosphere. Further, the additional barrier metal 4 is formed in the subsequent step A1.
Since it plays a role of a stopper for chemical mechanical polishing in No. 4, it is 1000 Å thicker than the underlying barrier metal 2.
【0018】次に、A5からA9の工程において、配線
のパターンニングを行うためのエッチングマスクたる酸
化膜マスク12を形成する。先ず、プラズマCVD法又
はバイアスECR−CVD法等により、酸化膜11を4
000Å堆積する(A5)。この上にレジスト5を塗布
し(A6)、通常のフォトリソグラフィー法によりレジ
ストマスク6を形成する(A7)。これをマスクとして
酸化膜11のエッチングを行い(A8)、最後にレジス
トマスク6を除去して酸化膜マスク12が完成する(A
9)。Next, in steps A5 to A9, an oxide film mask 12 is formed as an etching mask for patterning the wiring. First, the oxide film 11 is removed by plasma CVD or bias ECR-CVD.
Accumulate 000Å (A5). A resist 5 is applied thereon (A6), and a resist mask 6 is formed by a normal photolithography method (A7). The oxide film 11 is etched using this as a mask (A8), and finally the resist mask 6 is removed to complete the oxide film mask 12 (A8).
9).
【0019】次に、酸化膜マスク12をマスクとして反
応性イオンエッチングを行い、配線パターン7を形成す
る(A10)。反応性イオンエッチングは、例えば、基
板温度400℃,圧力2.6×10-2 Torr のSiCl
4 ,N2 ,CH4 の混合ガス中で、高周波電力400W
を印加して行われる。レジストをマスクとしないで、わ
ざわざ酸化膜マスク12を形成してこれをマスクとした
のは、上記400℃の高温にレジストが耐えられないか
らである。Next, reactive ion etching is performed using the oxide film mask 12 as a mask to form the wiring pattern 7 (A10). Reactive ion etching is performed by, for example, SiCl at a substrate temperature of 400 ° C. and a pressure of 2.6 × 10 −2 Torr.
High frequency power of 400 W in mixed gas of 4 , N 2 and CH 4
Is applied. The reason why the oxide film mask 12 is formed as a mask without using the resist as a mask is that the resist cannot withstand the high temperature of 400 ° C.
【0020】次に、酸化膜マスク12を除去しないで、
直ちに側壁バリアメタル13を熱CVD法により堆積す
る(A11)。側壁バリアメタル13は、膜厚500Å
のTiNである。熱CVD法によるTiNは、例えば、
圧力100mTorrの、四塩化チタン,アンモニア,メチ
ルヒドラジンの混合ガスを用い、温度450℃で堆積す
る。なお、このTiNは、スパッタリング法により形成
してもよい。Next, without removing the oxide film mask 12,
Immediately, the sidewall barrier metal 13 is deposited by the thermal CVD method (A11). The side wall barrier metal 13 has a film thickness of 500Å
TiN. TiN by the thermal CVD method is, for example,
Deposition is carried out at a temperature of 450 ° C. using a mixed gas of titanium tetrachloride, ammonia and methylhydrazine at a pressure of 100 mTorr. The TiN may be formed by a sputtering method.
【0021】以上の工程によって、Cu層3を酸化雰囲
気や侵食性ある薬品にさらすことなく、その周囲をTi
Nで完全に囲うことができた。次に、異方性エッチング
を行い、側壁バリアメタル13の垂直部分を残して水平
部分のみをエッチング除去する(A12)。水平部分と
は、絶縁膜1の上にある部分、及び酸化膜マスク12の
上面に載っている部分である。絶縁膜1の上にある部分
は、隣り合う配線どうしを電気的に分離するため除去す
ることが必要であり、酸化膜マスク12の上面に載って
いる部分は、後の工程A14で化学的機械研磨の妨げと
ならないために除去することが必要である。Through the above steps, the Cu layer 3 is not exposed to an oxidizing atmosphere or a corrosive chemical, and the surroundings thereof are covered with Ti.
I was able to completely enclose with N. Next, anisotropic etching is performed to remove only the horizontal portion of the sidewall barrier metal 13 by etching (A12). The horizontal portion is a portion on the insulating film 1 and a portion on the upper surface of the oxide film mask 12. The portion on the insulating film 1 needs to be removed in order to electrically separate adjacent wirings from each other, and the portion on the upper surface of the oxide film mask 12 needs to be removed by chemical mechanical processing in a subsequent step A14. It is necessary to remove it because it does not hinder polishing.
【0022】次に、かかるパターン全体を層間膜8で覆
う(A13)。層間膜8は、例えばPSG,SiO2 等
である。その膜厚は、次工程A14で平坦化するため、
配線パターンよりも厚くする。ここでは、7000Å堆
積する。次に、上乗せバリアメタル4が現れるまで、化
学的機械研磨を行う(A14)。この工程により、酸化
膜マスク12の全部と側壁バリアメタル13のうち余分
な部分が除去され、且つ表面が完全に平坦化される。Next, the entire pattern is covered with the interlayer film 8 (A13). The interlayer film 8 is, for example, PSG, SiO 2 or the like. Since the film thickness is flattened in the next step A14,
Make it thicker than the wiring pattern. Here, 7,000 Å is deposited. Next, chemical mechanical polishing is performed until the additional barrier metal 4 appears (A14). By this step, the oxide film mask 12 and the excess portion of the sidewall barrier metal 13 are removed, and the surface is completely planarized.
【0023】更に上層の配線を形成する場合は、この上
に第2の絶縁膜14を形成し(A15)、A2からの工
程を繰り返す。In the case of forming an upper layer wiring, the second insulating film 14 is formed thereon (A15), and the steps from A2 are repeated.
【0024】[0024]
【発明の効果】本発明によれば、Cu層3の周囲を高融
点金属又は高融点金属化合物で完全に覆ってしまうの
で、Cu層3が酸化されることなく、また、薬品によっ
て侵食されることもない。従って、Cu本来の低抵抗か
つ高信頼性を有するCu配線を形成することができる。According to the present invention, since the periphery of the Cu layer 3 is completely covered with the refractory metal or the refractory metal compound, the Cu layer 3 is not oxidized and is corroded by chemicals. Nothing. Therefore, it is possible to form a Cu wiring having low resistance and high reliability inherent in Cu.
【0025】更に、本発明では、Cu層3の周囲を囲む
ための工程と平坦化工程とを融合させ、工程の簡略化を
図っている。従って、本発明によれば、簡易な工程で、
多層配線に適した平坦化構造を有する、低抵抗かつ高信
頼性のあるCu配線を形成することが可能である。Further, in the present invention, the step of enclosing the periphery of the Cu layer 3 and the planarization step are combined to simplify the step. Therefore, according to the present invention, in a simple process,
It is possible to form a Cu wiring having a low resistance and a high reliability, which has a flattening structure suitable for a multilayer wiring.
【0026】[0026]
【0027】[0027]
【図1】本発明の製造方法の実施例を示す第1の図であ
る(工程A1〜A4)。FIG. 1 is a first diagram showing an example of the manufacturing method of the present invention (steps A1 to A4).
【0028】[0028]
【図2】本発明の製造方法の実施例を示す第2の図であ
る(工程A5〜A8)。FIG. 2 is a second diagram showing an example of the manufacturing method of the present invention (steps A5 to A8).
【0029】[0029]
【図3】本発明の製造方法の実施例を示す第3の図であ
る(工程A9〜A12)。FIG. 3 is a third diagram showing an example of the manufacturing method of the present invention (steps A9 to A12).
【0030】[0030]
【図4】本発明の製造方法の実施例を示す第4の図であ
る(工程A13〜A15)。FIG. 4 is a fourth diagram illustrating an example of the manufacturing method of the present invention (steps A13 to A15).
【0031】[0031]
【図5】従来技術の製造方法を示す第1の図である(工
程B1〜B4)。FIG. 5 is a first diagram showing a conventional manufacturing method (steps B1 to B4).
【0032】[0032]
【図6】従来技術の製造方法を示す第2の図である(工
程B5〜B8)。FIG. 6 is a second diagram illustrating a conventional manufacturing method (processes B5 to B8).
【0033】[0033]
【図7】従来技術の製造方法を示す第3の図である(工
程B9)。FIG. 7 is a third diagram illustrating the conventional manufacturing method (step B9).
【0034】[0034]
1 絶縁膜 2 下敷きバリアメタル(TiN) 3 Cu層 4 上乗せバリアメタル(TiN) 5 レジスト 6 レジストマスク 7 配線パターン 8 層間膜 11 酸化膜 12 酸化膜マスク 13 側壁バリアメタル(TiN) 14 第2の絶縁膜 1 Insulating Film 2 Underlay Barrier Metal (TiN) 3 Cu Layer 4 Overlay Barrier Metal (TiN) 5 Resist 6 Resist Mask 7 Wiring Pattern 8 Interlayer Film 11 Oxide Film 12 Oxide Film Mask 13 Sidewall Barrier Metal (TiN) 14 Second Insulation film
Claims (4)
程と、 該絶縁膜(1)の上に下敷きバリア層(2)を堆積する
工程と、 該下敷きバリア層(2)の上に金属膜(3)を堆積する
工程と、 該金属膜(3)の上に上乗せバリア層(4)を堆積する
工程と、 該上乗せバリア層(4)の上にエッチングマスク(1
2)をパターニング形成する工程と、 該上乗せバリア層(4)、金属膜(3)、及び下敷きバ
リア層(2)をエッチングして配線パターン(7)を形
成する工程と、 該配線パターン(7)及びエッチングマスク(12)を
覆うように側壁バリア層(13)を堆積する工程と、 該側壁バリア層(13)の水平部を異方性エッチングに
より除去し、垂直部を残す工程と、 該パターンを覆う層間膜(8)を形成する工程と、 該層間膜(8)及びエッチングマスク(12)を同時に
研磨することにより、上乗せバリア層(4)を露出さ
せ、且つ該上乗せバリア層(4)の露出面と該層間膜
(8)の上面とをそろえて平坦化す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。1. A step of forming an insulating film (1) on a semiconductor substrate, a step of depositing an underlay barrier layer (2) on the insulating film (1), and a step of depositing the underlay barrier layer (2). A step of depositing a metal film (3) on the metal film (3), a step of depositing an overlaid barrier layer (4) on the metal film (3), and an etching mask (1
2) patterning and forming, the step of etching the overlaid barrier layer (4), the metal film (3), and the underlying barrier layer (2) to form a wiring pattern (7), and the wiring pattern (7) ) And a sidewall barrier layer (13) so as to cover the etching mask (12), and a step of removing a horizontal portion of the sidewall barrier layer (13) by anisotropic etching and leaving a vertical portion. By forming the interlayer film (8) covering the pattern and polishing the interlayer film (8) and the etching mask (12) at the same time, the additional barrier layer (4) is exposed and the additional barrier layer (4) is exposed. ) And the upper surface of the interlayer film (8) are aligned and planarized.
ことを特徴とする、請求項1の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the metal film (3) is made of copper or a copper alloy.
(4)、及び側壁バリア層(13)の材質が、それぞ
れ、TiN,W,TiW,Ta,Mo,又はNbのうち
のいずれかであることを特徴とする、請求項1の製造方
法。3. The underlay barrier layer (2), the overlay barrier layer (4), and the side wall barrier layer (13) are made of TiN, W, TiW, Ta, Mo, or Nb, respectively. The manufacturing method according to claim 1, wherein
化膜,シリコン窒化膜,又はレジストのうちのいずれか
であることを特徴とする、請求項1の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the etching mask (12) is one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a resist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33401393A JPH07201851A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33401393A JPH07201851A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201851A true JPH07201851A (en) | 1995-08-04 |
Family
ID=18272525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33401393A Withdrawn JPH07201851A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201851A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990003484A (en) * | 1997-06-25 | 1999-01-15 | 김영환 | Metal wiring formation method of semiconductor device |
| KR100274346B1 (en) * | 1997-06-30 | 2001-01-15 | 김영환 | Method of forming a metal wiring in a semiconductor device |
| JP2002521826A (en) * | 1998-07-23 | 2002-07-16 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Interconnect wiring for integrated circuits with sidewall layers |
| US6455940B2 (en) | 1997-08-28 | 2002-09-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device including lead wiring protected by dual barrier films |
| US6879042B2 (en) | 2000-06-20 | 2005-04-12 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device and method and apparatus for manufacturing the same |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33401393A patent/JPH07201851A/en not_active Withdrawn
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| US6879042B2 (en) | 2000-06-20 | 2005-04-12 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device and method and apparatus for manufacturing the same |
| US7119441B2 (en) | 2000-06-20 | 2006-10-10 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor interconnect structure |
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