多層配線構造及びその製造方法
【課題】 多層配線構造において、エレクトロマイグレーション耐性の向上及びより一層の微細化を図る。
【解決手段】 下層配線Ａは、第１のチタニウム膜１０２、第１の窒化チタン膜１０３、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４、第２のチタニウム膜１０５及び第２の窒化チタン膜１０６からなる。ヴィアコンタクトＢは、第１の密着層１０９（チタニウム膜）、第２の密着層１１０（窒化チタン膜）及びタングステンプラグ１１１（タングステン膜）からなる。第２のチタニウム膜１０５及び第２の窒化チタン膜１０６には、ヴィアコンタクトＢの平面形状よりも小さい開口部が形成され、ヴィアコンタクトＢは開口部において第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と接続している。第１及び第２の密着層１０９、１１０は、側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部において、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域と接続している。
【解決手段】 下層配線Ａは、第１のチタニウム膜１０２、第１の窒化チタン膜１０３、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４、第２のチタニウム膜１０５及び第２の窒化チタン膜１０６からなる。ヴィアコンタクトＢは、第１の密着層１０９（チタニウム膜）、第２の密着層１１０（窒化チタン膜）及びタングステンプラグ１１１（タングステン膜）からなる。第２のチタニウム膜１０５及び第２の窒化チタン膜１０６には、ヴィアコンタクトＢの平面形状よりも小さい開口部が形成され、ヴィアコンタクトＢは開口部において第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と接続している。第１及び第２の密着層１０９、１１０は、側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部において、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域と接続している。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置、特にＬＳＩにおいては、その構成要素の微細化が進み、下層配線と上層配線とを接続するためのヴィアホールのアスペクト比が増大してきたため、従来のようにスパッタ法によりヴィアコンタクトを形成すると、カバレージが十分に確保できなくなってきた。
【０００３】そこで、下層配線と上層配線とを接続するヴィアコンタクトとしては、化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成されるタングステン（Ｗ）プラグが用いられるようになってきた。
（第１の従来例）以下、第１の従来例に係る多層配線構造及びその製造方法について、図１０（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０００４】まず、図１０（ａ）に示すように、半導体基板１０の上に形成された絶縁膜１１の上に、第１のバリア膜１２、アルミニウム（Ａｌ）に微量の銅（Ｃｕ）が含まれた第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３、及び反射防止膜となる第１の窒化チタン（ＴｉＮ）膜１４を順次堆積して第１の積層膜を形成した後、該第１の積層膜に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なって、第１の積層膜からなる下層配線を形成する。
【０００５】次に、下層配線の上を含む絶縁膜１１の上に層間絶縁膜１５を堆積した後、該層間絶縁膜１５及び第１の窒化チタン膜１４に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なってヴィアホール１６を形成する。このようにすると、ドライエッチング工程において、ヴィアホール１６の側壁面にポリマー１７が付着すると共に、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３におけるヴィアホール１６に露出する領域に自然酸化膜が形成される。そこで、ポリマー１７を洗浄により除去した後、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３に形成されている自然酸化膜をアルゴン（Ａｒ）からなるプラズマにより除去する。
【０００６】次に、図１０（ｂ）に示すように、スパッタ法により、ヴィアホール１６の側壁面を含む層間絶縁膜１５の上に、チタニウム（Ｔｉ）膜１８及び第２の窒化チタン膜１９を順次堆積した後、ＣＶＤ法により、ヴィアホール１６の内部を含む層間絶縁膜１５の上にタングステン膜２０を堆積する。その後、異方性ドライエッチング法により、チタニウム膜１８、第２の窒化チタン膜１９及びタングステン膜２０における層間絶縁膜１５の上に堆積されている部分を除去して、ヴィアホール１６の内部に、チタニウム膜１８からなる密着層、第２の窒化チタン膜１９からなるバリア膜及びタングステン膜２０からなるタングステンプラグから構成されるヴィアコンタクトを形成する。
【０００７】次に、ヴィアコンタクトの上を含む層間絶縁膜１５の上に、第２のバリア膜２１、第２のＡｌ−Ｃｕ膜２２及び第３の窒化チタン膜２３を順次堆積して第２の積層膜を形成した後、該第２の積層膜をパターニングして、第２の積層膜からなる上層配線を形成する。
（第２の従来例）以下、第２の従来例に係る多層配線構造及びその製造方法について、図１１を参照しながら説明する。
【０００８】第１の従来例と同様にして、半導体基板１０の上に形成された絶縁膜１１の上に、第１のバリア膜１２、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３及び第１の窒化チタン膜１４からなる下層配線を形成した後、該下層配線の上を含む絶縁膜１１の上に全面に亘って層間絶縁膜１５を堆積し、その後、層間絶縁膜１５に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なってヴィアホール１６を形成する。つまり、第１の従来例と異なり、第１の窒化チタン膜１４におけるヴィアホール１６の下側部分を残存させる。
【０００９】次に、チタニウム膜１８からなる密着層、第２の窒化チタン膜１９からなるバリア膜及びタングステン膜２０からなるタングステンプラグから構成されるヴィアコンタクトを形成した後、該ヴィアコンタクトの上を含む層間絶縁膜１５の上に、第１の従来例と同様にして、第２のバリア膜２１、第２のＡｌ−Ｃｕ膜２２及び第３の窒化チタン膜２３からなる上層配線を形成する。
（第３の従来例）以下、第３の従来例に係る多層配線構造及びその製造方法について、図１２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００１０】まず、図１２（ａ）に示すように、半導体基板３０の上に第１の絶縁膜３１及び第２の絶縁膜３２を成膜した後、第２の絶縁膜３２に第１の配線溝を形成する。次に、第１の配線溝の内部を含む第２の絶縁膜３２の上に、第１のバリア膜３３及び第１の銅（Ｃｕ）膜３４を順次堆積した後、化学機械研磨（ＣＭＰ）法により、第１のバリア膜３３及び第１の銅膜３４における第２の絶縁膜３２の上に存在する部分を除去して、第１のバリア膜３３及び第１の銅膜３４からなる埋め込み型の下層配線を形成する。
【００１１】次に、第１の銅膜３４を構成する銅原子の拡散を防止する第１のＳｉＮｘ膜３５と、層間絶縁膜３６とを順次堆積した後、層間絶縁膜３６に対してレジストパターン３７をマスクとしてドライエッチングを行なってヴィアホール３８を形成する。
【００１２】次に、図１２（ｂ）に示すように、第１のＳｉＮｘ膜３５及び層間絶縁膜３６に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なって、第１のＳｉＮｘ膜３５におけるヴィアホール３８の下側の部分を除去すると共にヴィアホール３８と接続する第２の配線溝３９を形成する。次に、第１の従来例と同様に、ドライエッチング工程においてヴィアホール３８の壁面に付着したポリマーを洗浄により除去した後、第１の銅膜３４におけるヴィアホール３８に露出する領域に形成されている自然酸化膜をアルゴンからなるプラズマにより除去する。
【００１３】次に、図１２（ｃ）に示すように、ヴィアホール３８及び第２の配線溝３９の内部を含む層間絶縁膜３６の上に第２のバリア膜４０及び第２の銅膜４１を順次堆積した後、ＣＭＰ法により、第２のバリア膜４０及び第２の銅膜４１における層間絶縁膜３６の上に存在する部分を除去して、第２のバリア膜４０及び第２の銅膜４１からなるヴィアコンタクト及び埋め込み型の上層配線を形成する。次に、第２の銅膜４１を構成する銅原子の拡散を防止する第２のＳｉＮｘ膜４２を堆積する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、第１の従来例に係る多層配線構造によると、下層配線からヴィアコンタクトに電流が流れる場合、電流は下層配線を構成する第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３からヴィアコンタクトの底部を構成するチタニウム膜１８にのみ流れ、下層配線を構成する第１の窒化チタン膜１４（反射防止膜）からは流れない。その理由は、下層配線を構成する第１の窒化チタン膜１４と、ヴィアコンタクトを構成するチタニウム膜１８、第２の窒化チタン膜１９及びタングステン膜２０との間は、電気的に接続されていないか又はコンタクト抵抗が極めて大きいためである。
【００１５】ここで、電流が第１の窒化チタン膜１４からチタニウム膜１８に流れない理由について説明する。
(1) チタニウム膜１８及び第２の窒化チタン膜１９をスパッタ法により成膜する場合、ヴィアホール１６の微細化が進むと、ヴィアホール１６の側壁部のカバレージが劣化するので、チタニウム膜１８及び第２の窒化チタン膜１９がヴィアホール１６の側壁部には殆ど成膜されない。
(2) ヴィアホール１６を形成する際にヴィアホール１６の側壁部に付着したポリマー１７が洗浄では確実に除去されないと共に、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３の表面に形成されている自然酸化膜がアルゴンからなるプラズマでは確実に除去されない。
(3) アルゴンからなるプラズマによって弾き飛ばされた自然酸化膜がヴィアホール１６の側壁部に付着する。
(4) ヴィアホール１６を形成するためのドライエッチング工程又はヴィアホール１６に対する洗浄工程において、第１の窒化チタン膜１４にサイドエッチが形成され、サイドエッチが形成された部分にはチタニウム膜１８及び第２の窒化チタン膜１９が成膜されない。
(5) 仮にヴィアコンタクトの側壁部と第１の窒化チタン膜１４とが接続されたとしても、第１の窒化チタン膜１４の膜厚は通常３０ｎｍ程度であって薄いので、ヴィアコンタクトの側壁部と第１の窒化チタン膜１４とのコンタクト抵抗は非常に高い。
【００１６】これに対して、第２の従来例に係る多層配線構造によると、下層配線からヴィアコンタクトに流れる電流は、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３から第１の窒化チタン膜１４を経由してチタニウム膜１８に流れる。
【００１７】第３の従来例に係る多層配線構造によると、下層配線から上層配線に電流が流れる場合、電流は第１の銅膜３４から直接に第２のバリア膜４０にのみ流れ、第１のバリア膜３３には流れない。その理由は、第１のバリア膜３３と第２のバリア膜４０との間は、電気的に接続されていないか又はコンタクト抵抗が極めて大きいためである。
【００１８】ここで、電流が第１のバリア膜３３から第２のバリア膜４０に流れない理由について説明する。
(1) 下層配線を形成するためのＣＭＰ工程後に行なわれる洗浄工程、又はヴィアホール３８を形成するためのエッチング工程若しくはその後の洗浄工程において、第１のバリア膜３３の側壁部が削られて、該第１のバリア膜３３の側壁部の上面が第１の銅膜３４の上面よりも下側になるため、第２のバリア膜４０が第１のバリア膜３３の上には成膜されない。
(2) ヴィアホール３８を形成する際にヴィアホール３８の側壁部に付着したポリマーが洗浄では確実に除去されないと共に、第１の銅膜３４の表面に形成されている自然酸化膜がアルゴンからなるプラズマでは確実に除去されない。
(3) 仮にヴィアコンタクトの側壁部と第１のバリア膜３３とが接続されたとしても、第１のバリア膜３３の膜厚は通常５ｎｍ程度であって非常に薄いので、第１のバリア膜３３と第２のバリア膜４０とのコンタクト抵抗は非常に高い。
【００１９】以下、第１、第２及び第３の従来例に係る多層配線構造に対して行なったエレクトロマイグレーション試験について説明する。
【００２０】図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第１、第２及び第３の従来例に係る多層配線構造におけるエレクトロマイグレーション試験時の時間の経過に伴う抵抗上昇率を示している。第１及び第３の従来例に係る多層配線構造によると、抵抗上昇率が途中から急激に増加しており、多層配線構造の寿命が短いことが分かる。これに対して、第２の従来例に係る多層配線構造によると、抵抗上昇率の急激な増加はみられず、多層配線構造の寿命が長いことが分かる。
【００２１】以下、第１及び第３の従来例に係る多層配線構造によると、抵抗上昇率が急激に増加するが、第２の従来例に係る多層配線構造によると、抵抗上昇率が急激に増加しない理由について説明する。
【００２２】図１４（ａ）は、第２の従来例に係る多層配線構造を示しており、エレクトロマイグレーションによって、下層配線を構成する第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３におけるヴィアコンタクトの下側部分においては、ボイド５０が形成されるため電流は流れなくなる。ところが、下層配線からヴィアコンタクトに向かう電流は、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３から第１の窒化チタン膜１４を経由してチタニウム膜１８に流れるため、抵抗は高くなるが、断線は起こらないからである。
【００２３】図１４（ｂ）は、第１の従来例に係る多層配線構造を示しており、エレクトロマイグレーションによって、下層配線を構成する第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３におけるヴィアコンタクトの下側部分においては、ボイド５０が形成されるため電流は流れなくなる。この場合、ヴィアコンタクトと下層配線を構成する第１の窒化チタン膜１４とが接続されていないため、下層配線からヴィアコンタクトに向かって電流が流れないため、断線が起こるのである。
【００２４】図１４（ｃ）は、第３の従来例に係る多層配線構造を示しており、エレクトロマイグレーションによって、下層配線を構成する第１の銅膜３４におけるヴィアコンタクトの下側部分においては、ボイド５０が形成されるため電流は流れなくなる。この場合、第１のバリア膜３３と第２のバリア膜４０とは、接続されていないか又は非常に高抵抗であるため、下層配線からヴィアコンタクトに向かって電流が流れないので、断線が起こるのである。
【００２５】以上の理由によって、第１及び第３の従来例に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性という点で大きな問題がある。
【００２６】一方、第２の従来例に係る多層配線構造は、エレクトロマイグレーション耐性には優れているが、多層配線の一層の微細化が進むと、以下に説明するような問題が発生する。
【００２７】ヴィアホールを形成するためのドライエッチングを第１の窒化チタン膜１４で止めるためには、第１の窒化チタン膜１４の膜厚を１００ｎｍ以上にする必要がある。
【００２８】ところが、第１の窒化チタン膜１４の膜厚を大きくすると、配線間容量が増大するため、配線遅延が増大する。また、第１の窒化チタン膜１４の膜厚を大きくすると、下層配線の膜厚ひいてはドライエッチングの対象となる膜厚が大きくなるため、下層配線をパターニングするためのレジストパターンの膜厚をドライエッチングに耐える程度に大きくしなければならないので、微細なレジストパターンが形成し難くなり、多層配線の微細化が困難になるという問題がある。
【００２９】また、第３の従来例に係る多層配線構造において、下層配線の上に第２の従来例のような第１の窒化チタン膜１４を形成する場合には、工程数が大幅に増加すると共に第１の窒化チタン膜１４を安定して形成することができないという問題がある。
【００３０】前記に鑑み、本発明は、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と共により一層の微細化を図ることができる多層配線構造を、工程数の増加を招くことなく実現できるようにすることを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の多層配線構造は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造を対象とし、下層配線は、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有し、ヴィアコンタクトは、第２の金属膜及び該第２の金属膜の側壁面及び底面を覆う第２の高融点金属膜を有し、第１の高融点金属膜は、ヴィアコンタクトの下側においてヴィアコンタクトの平面形状よりも小さい開口部を有し、２の高融点金属膜は、その側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部を有し、第２の高融点金属膜の張り出し部と、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続している。
【００３２】第１の多層配線構造によると、第１の高融点金属膜には、ヴィアコンタクトの下側においてヴィアコンタクトの平面形状よりも小さい開口部が形成されているため、ヴィアホールを形成するためのドライエッチングを第１の高融点金属膜で止める必要がないので、第１の高融点金属膜の膜厚を小さくすることができる。
【００３３】また、第２の高融点金属膜の張り出し部と、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続していると共に、第１の高融点金属膜はエレクトロマイグレーション耐性が高いため、第１の金属膜におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、下層配線の第１の金属膜からヴィアコンタクトの第２の金属膜に向かう電流は、第１の高融点金属膜から第２の高融点金属膜に向かう。
【００３４】本発明に係る第１の多層配線構造の製造方法は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法を対象とし、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対してエッチングを行なって、層間絶縁膜にヴィアホールを形成すると共に第１の高融点金属膜に開口部を形成する工程と、ヴィアホールの平面形状を拡大して、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域をヴィアホールに露出させる工程と、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域の上に、第２の高融点金属膜の側壁部の下端から内側に張り出すと共に第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域と接続する張り出し部を形成する工程と、第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えている。
【００３５】本発明に係る第２の多層配線構造の製造方法は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法を対象とし、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対して、第１の高融点金属膜に対するエッチングレートが層間絶縁膜に対するエッチングレートよりも小さい条件でエッチングを行なって、層間絶縁膜にヴィアホールを形成すると共に、第１の高融点金属膜にヴィアホールの平面形状よりも小さい開口部を形成する工程と、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域の上に、第２の高融点金属膜の側壁部の下端から内側に張り出すと共に第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域と接続する張り出し部を形成する工程と、第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えている。
【００３６】本発明に係る第２の多層配線構造は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造を対象とし、下層配線は、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有し、ヴィアコンタクトは、第２の金属膜及び該第２の金属膜の側壁面及び底面を覆う第２の高融点金属膜を有し、ヴィアコンタクトの底部は、下層配線の上面よりも下側に位置しており、第２の高融点金属膜におけるヴィアコンタクトの底部を構成する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とが接続している。
【００３７】第２の多層配線構造によると、ヴィアコンタクトの底部が下層配線の上面よりも下側に位置しており、第２の高融点金属膜におけるヴィアコンタクトの底部を構成する部分と第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とが接続していると共に、第１の高融点金属膜はエレクトロマイグレーション耐性が高いため、第１の金属膜におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、下層配線の第１の金属膜からヴィアコンタクトの第２の金属膜に向かう電流は、第１の高融点金属膜から第２の高融点金属膜に向かう。
【００３８】本発明に係る第３の多層配線構造の製造方法は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法を対象とし、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、層間絶縁膜及び絶縁膜に対して、層間絶縁膜及び絶縁膜に対するエッチングレートが第１の高融点金属膜に対するエッチングレートよりも大きい条件でエッチングを行なって、層間絶縁膜にヴィアホールを該ヴィアホールの底部が絶縁膜の内部に位置するように形成すると共に、第１の高融点金属膜の側壁部をヴィアホールの底部に露出させる工程と、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、第２の高融点金属膜におけるヴィアホールの底部に位置する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部とを接続させる工程と、第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えている。
【００３９】本発明に係る第４の多層配線構造の製造方法は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法を対象とし、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、層間絶縁膜及び第１の金属膜に対して順次エッチングを行なって、層間絶縁膜にヴィアホールを該ヴィアホールの底部が第１の金属膜の内部に位置するように形成する工程と、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、第２の高融点金属膜におけるヴィアホールの底部に位置する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とを接続させる工程と、第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えている。
【００４０】
【発明の実施の態様】（第１の実施形態）以下、第１の実施形態に係る多層配線構造について、図１を参照しながら説明する。
【００４１】図１に示すように、複数の機能素子が形成された半導体基板１００の上には絶縁膜１０１が形成され、該絶縁膜１０１の上には下層配線Ａが形成されている。下層配線Ａは、下側から順次成膜された、第１のチタニウム膜１０２、第１の窒化チタン膜１０３、アルミニウムに０．５〜２．０ｗｔ％の銅が含まれた第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４、第２のチタニウム膜１０５、及び反射防止膜となる第２の窒化チタン膜１０６から構成されている。尚、第１の実施形態においては、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４が第１の金属膜を構成し、第２の窒化チタン膜１０６が第１の高融点金属膜を構成している。
【００４２】下層配線Ａの上を含む絶縁膜１０１の上には層間絶縁膜１０７が形成されており、該層間絶縁膜１０７に設けられたヴィアホール１０８にはヴィアコンタクトＢが形成されている。ヴィアコンタクトＢは、外側から順次成膜された、チタニウム膜からなる第１の密着層１０９、窒化チタン膜からなる第２の密着層１１０及びタングステン膜からなるタングステンプラグ１１１から構成されている。尚、第１の実施形態においては、タングステン膜が第２の金属膜を構成し、チタニウム膜及び窒化チタン膜が第２の高融点金属膜を構成しているが、第２の高融点金属膜は１層でもよい。
【００４３】ヴィアコンタクトＢの上を含む層間絶縁膜１０７の上には上層配線Ｃが形成されており、該上層配線Ｃは、下側から順次成膜された、第３のチタニウム膜１１２、第３の窒化チタン膜１１３、アルミニウムに０．５〜２．０ｗｔ％の銅が含まれた第２のＡｌ−Ｃｕ膜１１４、第４のチタニウム膜１１５、及び反射防止膜となる第４の窒化チタン膜１１６から構成されている。上層配線Ｃと下層配線ＡとはヴィアコンタクトＢを介して接続されている。
【００４４】第１の実施形態の特徴として、下層配線Ａを構成する第２のチタニウム膜１０５及び第２の窒化チタン膜１０６におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域には、ヴィアコンタクトＢの平面形状よりも小さい開口部が形成されており、ヴィアコンタクトＢは、第２のチタニウム膜１０５及び第２の窒化チタン膜１０６の開口部において第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と直接に接続している。
【００４５】また、第１及び第２の密着層１０９、１１０は、側壁部の下端から内側に張り出している張り出し部を有し、該張り出し部と第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域とが接続している。
【００４６】以下、第１の実施形態に係る多層配線構造の製造方法について、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００４７】まず、図２（ａ）に示すように、複数の機能素子が形成された半導体基板１００の上に絶縁膜１０１を形成した後、絶縁膜１０１の上に、スパッタ法により順次堆積された、例えば４０ｎｍの膜厚を持つ第１のチタニウム膜１０２、例えば２０ｎｍの膜厚を持つ第１の窒化チタン膜１０３、アルミニウムに０．５〜２．０ｗｔ％の銅が含まれ例えば４５０ｎｍの膜厚を持つ第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４、例えば５ｎｍの膜厚を持つ第２のチタニウム膜１０５、及び例えば３０ｎｍの膜厚を持ち反射防止膜となる第２の窒化チタン膜１０６から構成される第１の積層膜を堆積する。尚、第２のチタニウム膜１０５は、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と第２の窒化チタン膜１０６とのコンタクト抵抗を低減するために形成されており、後の熱処理工程においてその一部が第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と反応してアルミニウムとチタニウムとの合金層を形成する。次に、第１の積層膜に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なって第１の積層膜をパターニングした後、例えば４００℃の温度下における１０分間の熱処理を行なって、パターニングされた第１の積層膜からなる下層配線Ａを形成する。
【００４８】次に、プラズマＣＶＤ法により、下層配線Ａの上を含む絶縁膜１０１の上にシリコン酸化膜を成膜した後、該シリコン酸化膜をＣＭＰ法により平坦化して層間絶縁膜１０７を形成する。次に、層間絶縁膜１０７の上にレジストパターンを形成した後、該レジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行なって、層間絶縁膜１０７にヴィアホール１０８を形成する。次に、レジストパターンを酸素プラズマにより除去した後、ドライエッチング工程においてヴィアホール１０８の側壁部及び底部に付着したポリマーを除去するための洗浄を行なう。この洗浄工程において、第２の窒化チタン膜１０６及び第２のチタニウム膜１０５を除去するが、第２の窒化チタン膜１０６及び第２のチタニウム膜１０５が残存しても差し支えない。
【００４９】次に、層間絶縁膜１０７に対してフッ化アンモニウム等のエッチング液を用いるウェットエッチングを行なって、層間絶縁膜１０７におけるヴィアホール１０８の側壁部を３０ｎｍ程度除去することにより、図２（ｂ）に示すように、ヴィアホール１０８の平面形状を拡大すると共に、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域をヴィアホール１０８に露出させる。
【００５０】尚、エッチング液としては、フッ化アンモニウムに限られず、層間絶縁膜１０７に対するエッチングレートが第２の窒化チタン膜１０６、第２のチタニウム膜１０５及び第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４に対するエッチングレートよりも大きいものを用いることができると共に、ウェットエッチングに代えて、等方性のドライエッチングを行なってもよい。
【００５１】また、ヴィアホール１０８の側壁部及び底部に付着したポリマーを除去するための洗浄工程と、層間絶縁膜１０７に対するエッチング工程とを同一の工程で行なってもよい。
【００５２】次に、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４の表面におけるヴィアホール１０８に露出する領域に形成されている自然酸化膜を除去した後、ヴィアホール１０８の内部を含む層間絶縁膜１０７の上に全面に亘って、例えばスパッタ法により、第１の密着層となるチタニウム膜及び第２の密着層となる窒化チタン膜を堆積した後、例えばＣＶＤ法により、タングステン膜を堆積する。第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域がヴィアホール１０８に露出しているため、チタニウム膜及び窒化チタン膜には、側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部が形成される。
【００５３】次に、チタニウム膜、窒化チタン膜及びタングステン膜における層間絶縁膜１０７の上に露出している部分を例えばＣＭＰ法により除去して、チタニウム膜からなる第１の密着層１０９、窒化チタン膜からなる第２の密着層１１０及びタングステン膜からなるタングステンプラグ１１１から構成されるヴィアコンタクトＢを形成する。
【００５４】ところで、拡大されたヴィアホール１０８の径が０．３μｍで、深さが０．７μｍであれば、コリメーション法（コリメートスパッタリング法）（コリメータアスペクト比：１．５）により２０ｎｍの膜厚を有するチタニウム膜を堆積した後、１００ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜及び３００ｎｍの膜厚を有するタングステン膜を堆積すると、ヴィアホール１０８の底部において１０ｎｍ程度の膜厚を有するチタニウム膜が成膜されるので、該チタニウム膜（第１の密着層１０９）は、第２の窒化チタン膜１０６及び第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と安定してコンタクトがとれる。
【００５５】次に、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、タングステンプラグ１１１の表面に形成されている自然酸化膜を除去した後、スパッタ法により、層間絶縁膜１０７の上に、例えば４０ｎｍの膜厚を持つ第３のチタニウム膜１１２、例えば２０ｎｍの膜厚を持つ第３の窒化チタン膜１１３、アルミニウムに０．５〜２．０ｗｔ％の銅が含まれ例えば４５０ｎｍの膜厚を持つ第２のＡｌ−Ｃｕ膜１１４、例えば５ｎｍの膜厚を持つ第４のチタニウム膜１１５、及び例えば３０ｎｍの膜厚を持ち反射防止膜となる第４の窒化チタン膜１１６から構成される第２の積層膜を堆積する。次に、第２の積層膜に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なって該第２の積層膜をパターニングした後、例えば４００℃の温度下における１０分間の熱処理を行なって、第２の積層膜からなる上層配線Ｃを形成する。
【００５６】第１の実施形態によると、層間絶縁膜１０７におけるヴィアホール１０８の側壁部に対してエッチングを行なって、ヴィアホール１０８の平面形状を拡大するため、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域をヴィアホール１０８の底部に確実に露出させることができると共に、第２の窒化チタン膜１０６の表面に形成される自然酸化膜及びポリマーを洗浄液又はアルゴンプラズマにより確実に除去することができる。
【００５７】また、第１及び第２の密着層１０９、１１０におけるヴィアホール１０８の底部のカバレージは、ヴィアホール１０８の側壁部のカバレージに比べて十分に良いので、第１及び第２の密着層１０９、１１０と第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４との安定したコンタクト、及び第１及び第２の密着層１０９、１１０と第２の窒化チタン膜１０６との安定したコンタクトを実現できる。
【００５８】また、第１及び第２の密着層１０９、１１０の張り出し部と、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域とが接続しているため、図１０（ｂ）で示した第１の従来例のように第１の窒化チタン膜１４における開口部の側壁と接続する場合に比べて、接触面積が大きく増加するので、コンタクト抵抗の低減を図ることができる。
【００５９】図３は、第１の実施形態に係る多層配線構造において、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域にエレクトロマイグレーションによるボイド１２０が形成された状態を示している。第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、第１の高融点金属膜である第２の窒化チタン膜１０６はエレクトロマイグレーション耐性が非常に高いので、ヴィアコンタクトＢと下層配線Ａとの接続が確保され断線は起こらない。つまり、タングステンプラグ１１１から第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４に向かう電流は、第１の密着層１０９から第２の窒化チタン膜１０６及び第２のチタニウム膜１０５（アルミニウムとチタニウムとの合金層を含む）を経由して第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４に流れるので、コンタクト抵抗は上昇するが断線は起こらない。従って、第１の実施形態に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【００６０】さらに、第１及び第２の密着層１０９、１１０の張り出し部と、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域とが接続しているため、第２の窒化チタン膜１０６の膜厚を大きくする必要がないので、下層配線Ａに対する加工の困難性及び下層配線Ａにおける配線間容量の増大を抑制することができる。
【００６１】（第２の実施形態）以下、第２の実施形態に係る多層配線構造及びその製造方法について、図４（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００６２】図４（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様にして、半導体基板２００の上に形成された絶縁膜２０１の上に、第１のチタニウム膜２０２、第１の窒化チタン膜２０３、第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４、第２のチタニウム膜２０５及び第２の窒化チタン膜２０６を順次積層した後、該積層膜に対してパターニングを行なって下層配線Ａを形成する。尚、第２の実施形態においては、第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４が第１の金属膜を構成し、第２の窒化チタン膜２０６が第１の高融点金属膜を構成する。
【００６３】次に、下層配線Ａの上を含む絶縁膜２０１の上に層間絶縁膜２０７を堆積した後、該層間絶縁膜２０７を平坦化する。
【００６４】次に、層間絶縁膜２０７の上にレジストパターン２０８を形成した後、該レジストパターン２０８をマスクとして、層間絶縁膜２０７、第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５に対してドライエッチングを行なってヴィアホール２０９を形成する。このドライエッチングは、第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５に対するエッチングレートが層間絶縁膜２０７に対するエッチングレートよりも小さいエッチング条件、例えばＣ5Ｆ8＋ＣＨＦ3＋Ａｒのガス系を用いるエッチング条件で行なう。このような条件でドライエッチングを行なうと、層間絶縁膜２０７におけるヴィアホール２０９の側壁部にポリマー２１０が付着するが、層間絶縁膜２０７に対するエッチング時（図４（ａ）に示す）よりも、第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５に対するエッチング時（図４（ｂ）に示す）の方が付着するポリマー２１０の量が多くなり、横方向へのエッチングが抑制される。このため、図４（ｂ）に示すように、第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５に開口部が形成されて第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４が露出すると共に、第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域は開口部に向かって膜厚が小さくなるテーパ形状になる。従って、第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域にテーパ形状を自己整合的に形成することができる。
【００６５】次に、レジストパターン２０８を酸素プラズマを用いるアッシングにより除去した後、ヴィアホール２０９の側壁面に付着しているポリマー２１０を洗浄により除去し、その後、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４の表面に形成されている自然酸化膜を除去する。
【００６６】次に、図４（ｃ）に示すように、ヴィアホール２０９の内部を含む層間絶縁膜２０７の上に全面に亘って、例えばスパッタ法により、第１の密着層となるチタニウム膜及び第２の密着層となる窒化チタン膜を堆積した後、例えばＣＶＤ法により、タングステン膜を堆積する。第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域がテーパ形状になっているため、チタニウム膜及び窒化チタン膜には、側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部が形成される。尚、第２の実施形態においては、タングステン膜が第２の金属膜を構成し、チタニウム膜及び窒化チタン膜が第２の高融点金属膜を構成しているが、第２の高融点金属膜は１層でもよい。
【００６７】次に、チタニウム膜、窒化チタン膜及びタングステン膜における層間絶縁膜２０７の上に露出している部分を例えばＣＭＰ法により除去して、チタニウム膜からなる第１の密着層２１１、窒化チタン膜からなる第２の密着層２１２及びタングステン膜からなるタングステンプラグ２１３から構成されるヴィアコンタクトＢを形成する。
【００６８】ところで、ヴィアホール２０９の径が０．３μｍで、深さが０．７μｍであれば、コリメーション法（コリメートスパッタリング法）（コリメータアスペクト比：１．５）により２０ｎｍの膜厚を有するチタニウム膜を堆積した後、１００ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜及び３００ｎｍの膜厚を有するタングステン膜を堆積すると、ヴィアホール２０９の底部において１０ｎｍ程度の膜厚を有するチタニウム膜が成膜されるので、該チタニウム膜（第１の密着層２１１）は、第２の窒化チタン膜２０６及び第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４と安定してコンタクトがとれる。
【００６９】次に、第１の実施形態と同様にして、層間絶縁膜２０７の上に、第３のチタニウム膜、第３の窒化チタン膜、第２のＡｌ−Ｃｕ膜、第４のチタニウム膜及び反射防止膜となる第４の窒化チタン膜から構成される第２の積層膜を堆積した後、該第２の積層膜をパターニングして、第２の積層膜からなる上層配線Ｃを形成する。
【００７０】第２の実施形態によると、ヴィアホール２０９の底部に第２の窒化チタン膜２０６を確実に露出させることができると共に、第２の窒化チタン膜２０６の表面に形成される自然酸化膜及びポリマーを洗浄液又はアルゴンプラズマにより確実に除去することができる。
【００７１】また、第１及び第２の密着層２１１、２１２におけるヴィアホール２０９の底部のカバレージは、ヴィアホール２０９の側壁部のカバレージに比べて十分に良いので、第１及び第２の密着層２１１、２１２と第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４との安定したコンタクト、及び第１及び第２の密着層２１１、２１２と第２の窒化チタン膜２０６との安定したコンタクトを実現できる。
【００７２】また、第１及び第２の密着層２１１、２１２のテーパ状の張り出し部と、第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域とが接続しているため、図１０（ｂ）で示した第１の従来例のように第１の窒化チタン膜１４における開口部の側壁と接続する場合に比べて、接触面積が大きく増加するので、コンタクト抵抗の低減を図ることができる。
【００７３】また、第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、第１の高融点金属膜である第２の窒化チタン膜２０６はエレクトロマイグレーション耐性が非常に高いので、ヴィアコンタクトＢと下層配線Ａとの接続が確保され断線は起こらない。つまり、タングステンプラグ２１３から第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４に向かう電流は、第１の密着層２１１から第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５（アルミニウムとチタニウムとの合金層を含む）を経由して第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４に流れるので、コンタクト抵抗は上昇するが断線は起こらない。従って、第２の実施形態に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【００７４】さらに、第２の窒化チタン膜２０６の膜厚を大きくする必要がないので、下層配線Ａに対する加工の困難性及び下層配線Ａにおける配線間容量の増大を抑制することができる。
【００７５】（第３の実施形態）以下、第３の実施形態に係る多層配線構造について、図５を参照しながら説明する。
【００７６】図５に示すように、複数の機能素子が形成された半導体基板３００の上には第１の絶縁膜３０１及び第２の絶縁膜３０２が形成され、第２の絶縁膜３０２には埋め込み型の下層配線Ａが形成されており、該下層配線Ａは、バリア膜となる第１の窒化タンタル膜３０３と、第１の銅膜３０４とから構成されている。下層配線Ａ及び第２の絶縁膜３０２の上には、銅の拡散防止膜となる第１の窒化シリコン膜（ＳｉＮx ）３０５を介して層間絶縁膜３０６が形成され、該層間絶縁膜３０６にはデュアルダマシン構造を持つヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃが形成されており、ヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃは、バリア膜となる第２の窒化タンタル膜３０７と、第２の銅膜３０８とから構成されている。また、上層配線Ｃ及び層間絶縁膜３０６の上には、銅の拡散防止膜となる第２の窒化シリコン膜３０９が形成されている。
【００７７】第３の実施形態の特徴として、ヴィアコンタクトＢは下層配線Ａの側方に突出しており、ヴィアコンタクトＢの突出部における第２の窒化タンタル膜３０７と、下層配線Ａを構成する第１の窒化タンタル膜３０３の側面とは接続している。
【００７８】以下、第３の実施形態に係る多層配線構造の製造方法について、図６（ａ）、（ｂ）及び図７を参照しながら説明する。
【００７９】まず、図６（ａ）に示すように、複数の機能素子が形成された半導体基板３００の上に第１の絶縁膜３０１及び第２の絶縁膜３０２を順次形成した後、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、第２の絶縁膜３０２に配線溝を形成する。次に、配線溝の内部を含む第２の絶縁膜３０２の上に全面に亘って、ＣＶＤ法によりバリア膜となる第１の窒化タンタル膜３０３を成膜した後、スパッタ法により銅膜からなるシード層（図示は省略している）を成膜する。シード層は、表面モフォロジーを良くするために、室温以下の温度で成膜すると共に配線溝の底部及び側壁部において連続膜となるように成膜する。例えば、配線溝の幅が０．２μｍで、深さが０．３μｍである場合、平坦部における膜厚が、第１の窒化タンタル膜３０３で１０ｎｍ程度、シード層で１００ｎｍ程度に成膜すると、配線溝の側壁部においてはそれぞれ５ｎｍ程度に成膜される。
【００８０】次に、硫酸銅を用いる電解メッキ法により、シード層の上に第１の銅膜３０４を成膜した後、不活性ガス（例えばアルゴン（Ａｒ）ガス）、窒素（Ｎ2 ）ガス、又は窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの雰囲気中における１００〜５００℃の温度下で３０分程度の熱処理を行なって結晶成長させる。このようにすると、銅膜からなるシード層と電解メッキ法により成膜した第１の銅膜３０４とが一体化されて連続膜となる。次に、第１の窒化タンタル膜３０３及び第１の銅膜３０４における第２の絶縁膜３０２の上に露出している部分を除去すると、第１の窒化タンタル膜３０３及び第１の銅膜３０４からなる下層配線Ａが形成される。
【００８１】次に、第１の銅膜３０４及び第２の絶縁膜３０２の上に全面に亘って、プラズマＣＶＤ法により、銅の拡散防止膜となる第１の窒化シリコン膜３０５を成膜する。この場合、第１の銅膜３０４の表面部に形成されている酸化銅の層を還元するため、第１の窒化シリコン膜３０５を成膜する前に水素ガス又はアンモニアガスを流しておくことが好ましい。
【００８２】次に、第１の窒化シリコン膜３０５の上に、プラズマＣＶＤ法により、例えばＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３０６を成膜した後、該層間絶縁膜３０６を例えばＣＭＰ法により平坦化する。
【００８３】次に、層間絶縁膜３０６の上に、配線溝形成用の開口部を有する第１のレジストパターン（図示は省略している）を形成した後、該第１のレジストパターンをマスクにして層間絶縁膜３０６に対してエッチングを行なって配線溝３１０を形成する。次に、第１のレジストパターンをアッシングにより除去した後、付着しているポリマーを洗浄により除去する。
【００８４】次に、層間絶縁膜３０６の上に、ヴィアホール形成用の開口部を有する第２のレジストパターン３１１を形成した後、該第２のレジストパターン３１１をマスクにして層間絶縁膜３０６に対してドライエッチングを行なって、ヴィアホール３１２を形成する。この場合、ヴィアホール３１２が下層配線Ａから部分的にずれるように、第２のレジストパターン３１１のヴィアホール形成用開口部を下層配線Ａからずれるようにするか又は大きくしておく。ドライエッチング工程としては、層間絶縁膜３０６及び第２の絶縁膜３０２がＳｉＯ2 からなる場合には、フッ素（Ｆ）系ガス例えばＣ2Ｆ6からなるエッチングガスを用いて層間絶縁膜３０６をエッチングした後、塩素（Ｃｌ2 ）系のエッチングガスに切り替えて第１の窒化シリコン膜３０５をエッチングし、その後、フッ素系のエッチングガスに再び切り替えて第２の絶縁膜３０２における下層配線Ａの側方部を部分的にエッチングする。この場合、第１の窒化シリコン膜３０５及び第２の絶縁膜３０２に対するエッチング工程においては、第１の窒化タンタル膜３０３との選択性を有するエッチング条件を用いることにより、エッチング中に露出した第１の窒化タンタル膜３０３が余りエッチングされないようにする。
【００８５】次に、第２のレジストパターン３１１をアッシングにより除去した後、ヴィアホール３１２の底部及び側壁部に付着しているポリマーを洗浄により除去し、その後、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、第１の銅膜３０４の表面に形成されている自然酸化膜を除去する。
【００８６】次に、図６（ｂ）に示すように、配線溝３１０及びヴィアホール３１２の内部を含む層間絶縁膜３０６の上に全面に亘って、ＣＶＤ法によりバリア膜となる第２の窒化タンタル膜３０７を成膜した後、スパッタ法により銅膜からなるシード層３１３を成膜する。この場合、第２の窒化タンタル膜３０７をＣＶＤ法により成膜するため、コンフォーマルな膜が得られるので、下層配線Ａを構成する第１の窒化タンタル膜３０３の側面におけるヴィアホール３１２に露出する部分においても十分な膜厚を確保することができる。
【００８７】次に、硫酸銅を用いる電解メッキ法により、図７に示すように、シード層３１３の上に第２の銅膜３０８を成膜した後、不活性ガス（例えばアルゴンガス）、窒素ガス、又は窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの雰囲気中における１００〜５００℃の温度下で３０分程度の熱処理を行なって結晶成長させて、シード層３１３と第２の銅膜３０８とを一体化する。次に、第２の窒化タンタル膜３０７及び第２の銅膜３０８における層間絶縁膜３０６の上に露出している部分をＣＭＰ法により除去して、第２の窒化タンタル膜３０７及び第２の銅膜３０８からなるヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃを形成する。
【００８８】次に、第２の銅膜３０８の表面部に形成されている酸化銅の層を還元した後、第２の銅膜３０８及び層間絶縁膜３０６の上に全面に亘って、プラズマＣＶＤ法により、銅の拡散防止膜となる第２の窒化シリコン膜３０９を成膜する。
【００８９】第３の実施形態によると、ヴィアホール３１２の底部における下層配線Ａの側方に第１の窒化タンタル膜３０３を確実に露出させることができる。
【００９０】また、第１の窒化タンタル膜３０３の上面に加えて側面においても第２の窒化タンタル膜３０７と接続しているため、つまり第１の窒化タンタル膜３０３の上面の幅（膜厚）は５ｎｍ程度と非常に小さいが、第１の窒化タンタル膜３０３の側面と第２の窒化タンタル膜３０７とが接続しているため、接触面積が大きく増加するので、コンタクト抵抗の低減を図ることができる。
【００９１】また、図７に示すように、第１の銅膜３０４におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域にエレクトロマイグレーションによりボイド３２０が形成されても、高融点金属膜である第１の窒化タンタル膜３０３はエレクトロマイグレーション耐性が非常に高いので、ヴィアコンタクトＢと下層配線Ａとの接続が確保され断線は起こらない。つまり、第２の銅膜３０８から第１の銅膜３０４に向かう電流は、第２の窒化タンタル膜３０７から第１の窒化タンタル膜３０３を経由して第１の銅膜３０４に流れるので、コンタクト抵抗は上昇するが断線は起こらない。従って、第３の実施形態に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【００９２】さらに、下層配線Ａの上部にバリア膜を形成する第１又は第２の実施形態に比べて、工程数を低減できるので、効率良くエレクトロマイグレーション耐性を向上させることができる。
【００９３】（第４の実施形態）以下、第４の実施形態に係る多層配線構造及びその製造方法について、図８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００９４】図８（ａ）に示すように、第３の実施形態と同様にして、半導体基板４００の上に第１の絶縁膜４０１及び第２の絶縁膜４０２を順次形成した後、第２の絶縁膜４０２に配線溝を形成する。次に、配線溝の内部を含む第２の絶縁膜４０２の上に全面に亘って、ＣＶＤ法によりバリア膜となる第１の窒化タングステン（ＷＮ）４０３を成膜した後、スパッタ法により銅膜からなるシード層（図示は省略している）を成膜する。シード層は、表面モフォロジーを良くするために、室温以下の温度で成膜すると共に配線溝の底部及び側壁部において連続膜となるように成膜する。例えば、配線溝の幅が０．２μｍで、深さが０．３μｍである場合、平坦部における膜厚が、第１の窒化タングステン膜４０３で３５ｎｍ程度、シード層で１３０ｎｍ程度に成膜すると、配線溝の側壁部においてはそれぞれ５ｎｍ程度に成膜される。
【００９５】次に、硫酸銅を用いる電解メッキ法により、シード層の上に第１の銅膜４０４を成膜した後、不活性ガス、窒素ガス、又は窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの雰囲気中における１００〜５００℃の温度下で３０分程度の熱処理を行なって結晶成長させ、その後、第１の窒化タングステン膜４０３及び第１の銅膜４０４における第２の絶縁膜４０２の上に露出している部分を除去すると、第１の窒化タングステン膜４０３及び第１の銅膜４０４からなる下層配線Ａが形成される。
【００９６】次に、第１の銅膜４０４及び第２の絶縁膜４０２の上に全面に亘って、プラズマＣＶＤ法により、銅の拡散防止膜となる第１の窒化シリコン膜４０５を成膜した後、該第１の窒化シリコン膜４０５の上に、プラズマＣＶＤ法により、例えばＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜４０６を成膜し、その後、層間絶縁膜４０６を例えばＣＭＰ法により平坦化する。
【００９７】次に、層間絶縁膜４０６の上に、配線溝形成用の開口部を有する第１のレジストパターン４０７を形成した後、該第１のレジストパターン４０７をマスクにして層間絶縁膜４０６に対してドライエッチングを行なってヴィアホール４０８を形成する。この場合、ヴィアホール４０８の壁面が、第１の窒化タングステン膜４０３の内壁面と一致するか又は第１の窒化タングステン膜４０３の壁部の上に位置するようにしておく。ドライエッチング工程としては、層間絶縁膜４０６がＳｉＯ2 からなる場合には、フッ素系ガス例えばＣ2Ｆ6からなるエッチングガスを用いることにより、第１の窒化シリコン膜４０５に対して選択性を持たせて、第１の窒化シリコン膜４０５の上面でエッチングを終了する。次に、第１のレジストパターン４０７をアッシングにより除去した後、付着しているポリマーを洗浄により除去する。
【００９８】次に、層間絶縁膜４０６の上に、ヴィアホール形成用の開口部を有する第２のレジストパターン（図示は省略している）を形成した後、該第２のレジストパターンをマスクにして層間絶縁膜４０６に対してドライエッチングを行なって、図８（ｂ）に示すように、配線溝４０９を形成する。このドライエッチング工程においても、フッ素系ガス例えばＣ2Ｆ6からなるエッチングガスを用いることにより、第１の窒化シリコン膜４０５に対して選択性を持たせて、第１の窒化シリコン膜４０５をエッチングしないようにする。次に、第２のレジストパターンをアッシングにより除去した後、付着しているポリマーを洗浄により除去する。
【００９９】次に、第１の窒化シリコン膜４０５及び第１の銅膜４０４に対して、層間絶縁膜４０６をマスクとすると共に塩素系のエッチングガスを用いるドライエッチングを行なって、第１の窒化タングステン膜４０３の内壁面を露出させる。この場合、塩素系のエッチングガスを用いるため、層間絶縁膜４０６及び第１の窒化タングステン膜４０３に対するエッチングレートが、第１の窒化シリコン膜４０５及び第１の銅膜４０４に対するエッチングレートよりも小さくなるので、層間絶縁膜４０６に形成されているヴィアホール４０８及び配線溝４０９、並びに第１の窒化タングステン膜４０３が殆どエッチングされず、所望の形状を保持することができる。次に、アッシング及び洗浄により、ドライエッチング工程においてヴィアホール４０８及び配線溝４０９の底部及び側壁部に付着したポリマーを除去した後、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、第１の銅膜４０４の表面に形成されている自然酸化膜を除去する。
【０１００】次に、図８（ｃ）に示すように、ヴィアホール４０８及び配線溝４０９の内部を含む層間絶縁膜４０６の上に全面に亘って、ＣＶＤ法によりバリア膜となる第２の窒化タングステン４１０を成膜した後、スパッタ法により銅膜からなるシード層（図示は省略している）を成膜する。この場合、第２の窒化タングステン膜４１０をＣＶＤ法により成膜するため、コンフォーマルな膜が得られるので、下層配線Ａを構成する第１の窒化タングステン膜４０３の側面におけるヴィアホール４０８に露出する部分においても十分な膜厚を確保することができる。
【０１０１】次に、硫酸銅を用いる電解メッキ法により、第２の銅膜４１１を成膜した後、不活性ガス、窒素ガス、又は窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの雰囲気中における１００〜５００℃の温度下で３０分程度の熱処理を行なって結晶成長させ、その後、第２の窒化タングステン膜４１０及び第２の銅膜４１１における層間絶縁膜４０６の上に露出している部分をＣＭＰ法により除去して、第２の窒化タングステン膜４１０及び第２の銅膜４１１からなるヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃを形成する。
【０１０２】次に、第２の銅膜４１１の表面部に形成されている酸化銅の層を還元した後、第２の銅膜４１１及び層間絶縁膜４０６の上に全面に亘って、プラズマＣＶＤ法により、銅の拡散防止膜となる第２の窒化シリコン膜４１２を成膜する。
【０１０３】第４の実施形態によると、ヴィアホール４０８の底部における下層配線Ａの側壁部に第１の窒化タングステン膜４０３を確実に露出させることができる。
【０１０４】また、第１の窒化タングステン膜４０３の上面に加えて側面においても第２の窒化タングステン膜４１０と接続しているため、つまり第１の窒化タングステン膜４０３の上面の幅（膜厚）は５ｎｍ程度と非常に小さいが、第１の窒化タングステン膜４０３の側面と第２の窒化タングステン膜４１０とが接続しているため、接触面積が大きく増加するので、コンタクト抵抗の低減を図ることができる。
【０１０５】また、第１の銅膜４０４におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域にエレクトロマイグレーションによりボイドが形成されても、高融点金属膜である第１の窒化タングステン膜４０３はエレクトロマイグレーション耐性が非常に高いので、ヴィアコンタクトＢと下層配線Ａとの接続が確保され断線は起こらない。つまり、第２の銅膜４１１から第１の銅膜４０４に向かう電流は、第２の窒化タングステン膜４１０から第１の窒化タングステン膜４０３を経由して第１の銅膜４０４に流れるので、コンタクト抵抗は上昇するが断線は起こらない。従って、第４の実施形態に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【０１０６】さらに、下層配線Ａの上部にバリア膜を形成する第１又は第２の実施形態に比べて、工程数を低減できるので、効率良くエレクトロマイグレーション耐性を向上させることができる。
【０１０７】尚、第４の実施形態においては、第１の銅膜４０４に対してドライエッチングを行なったが、これに代えて、第１の窒化タングステン膜４０３及び層間絶縁膜４０６に対して選択性を有するエッチング液を用いて、第１の銅膜４０４に対してウェットエッチングを行なってもよい。
【０１０８】（第４の実施形態の変形例）以下、第４の実施形態の変形例に係る多層配線構造及びその製造方法について、図９（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１０９】図９（ａ）に示すように、第４の実施形態と同様にして、半導体基板４００の上に第１の絶縁膜４０１及び第２の絶縁膜４０２を順次形成した後、第２の絶縁膜４０２に、第１の窒化タングステン膜４０３及び第１の銅膜４０４からなる下層配線Ａを形成する。次に、第１の銅膜４０４及び第２の絶縁膜４０２の上に全面に亘って、第１の窒化シリコン膜４０５及び層間絶縁膜４０６を成膜し、その後、層間絶縁膜４０６を平坦化する。
【０１１０】次に、層間絶縁膜４０６にヴィアホール４０８及び配線溝４０９を形成した後、第１の窒化シリコン膜４０５及び第１の銅膜４０４に対して、層間絶縁膜４０６をマスクとすると共に塩素系のエッチングガスを用いるドライエッチングを行なって、第１の窒化タングステン膜４０３の底部を露出させる。
【０１１１】次に、図９（ｂ）に示すように、ヴィアホール４０８及び配線溝４０９の内部を含む層間絶縁膜４０６の上に全面に亘って、第２の窒化タングステン４１０及び第２の銅膜４１１を成膜した後、第２の窒化タングステン膜４１０及び第２の銅膜４１１における層間絶縁膜４０６の上に露出している部分をＣＭＰ法により除去して、第２の窒化タングステン膜４１０及び第２の銅膜４１１からなるヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃを形成する。
【０１１２】次に、第２の銅膜４１１及び層間絶縁膜４０６の上に全面に亘って、銅の拡散防止膜となる第２の窒化シリコン膜４１２を成膜する。
【０１１３】第４の実施形態の変形例によると、ヴィアコンタクトＢを構成する第２の窒化タングステン膜４１０の底部と、下層配線Ａを構成する第１の窒化タングステン膜４０３の底部とが接続するため、第４の実施形態のように、ヴィアホール４０８の壁面が、第１の窒化タングステン膜４０３の内壁面と一致するか又は第１の窒化タングステン膜４０３の壁部の上に位置するように設定する必要がない。このため、広い配線幅を有する下層配線Ａの中央部の上にヴィアコンタクトＢを形成することができるので、ヴィアコンタクトＢのレイアウトに自由度が増す。
【０１１４】
【発明の効果】第１の多層配線構造によると、第１の高融点金属膜の膜厚を小さくすることができるため、下層配線の膜厚を小さくすることができると共に、下層配線を形成するためのレジストパターンの膜厚も小さくすることができるので、多層配線構造のより一層の微細化を実現することができる。
【０１１５】また、第１の金属膜におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、ヴィアコンタクトの第２の金属膜から下層配線の第１の金属膜に向かう電流は、第１の高融点金属膜から第２の高融点金属膜に向かうため、コンタクト抵抗が上昇しても断線は起こらないので、エレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【０１１６】第１の多層配線構造の製造方法によると、層間絶縁膜に形成されているヴィアホールの平面形状を拡大して、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域をヴィアホールに露出させた後、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜するため、ヴィアコンタクトを構成する第２の高融点金属膜における側壁部から内側に張り出す張り出し部と、下層配線を構成する第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続している第１の多層配線構造を工程数の増加を招くことなく確実に製造することができる。
【０１１７】第２の多層配線構造の製造方法によると、層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対して、第１の高融点金属膜に対するエッチングレートが層間絶縁膜に対するエッチングレートよりも小さい条件でエッチングを行なうため、層間絶縁膜にヴィアホールを形成する際に、第１の高融点金属膜にヴィアホールの平面形状よりも小さい開口部を形成することができる。その後、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜するため、ヴィアコンタクトを構成する第２の高融点金属膜における側壁部から内側に張り出す張り出し部と、下層配線を構成する第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続している第１の多層配線構造を工程数の増加を招くことなく確実に製造することができる。
【０１１８】第２の多層配線構造によると、第１の金属膜におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、下層配線の第１の金属膜からヴィアコンタクトの第２の金属膜に向かう電流は、第１の高融点金属膜から第２の高融点金属膜に向かうため、コンタクト抵抗が上昇しても断線は起こらないので、エレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【０１１９】第３の多層配線構造の製造方法によると、層間絶縁膜及び絶縁膜に対して、層間絶縁膜及び絶縁膜に対するエッチングレートが第１の高融点金属膜に対するエッチングレートよりも大きい条件でエッチングを行なうため、層間絶縁膜にヴィアホールの底部が絶縁膜の内部に位置するようにヴィアホールを形成することができると共に、第１の高融点金属膜の側壁部をヴィアホールの底部に露出させることができる。その後、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜するため、第２の高融点金属膜におけるヴィアコンタクトの底部を構成する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部とが接続している第２の多層配線構造を、工程数の増加を招くことなく確実に製造することができる。
【０１２０】第４の多層配線構造の製造方法によると、層間絶縁膜及び第１の金属膜に対して順次エッチングを行なって、層間絶縁膜に該ヴィアホールの底部が第１の金属膜の内部に位置するようにヴィアホールを形成した後、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜するため、第２の高融点金属膜におけるヴィアコンタクトの底部を構成する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とが接続している第２の多層配線構造を、工程数の増加を招くことなく確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る多層配線構造の断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は第１の実施形態に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る多層配線構造の効果を説明する断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は第２の実施形態に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る多層配線構造の断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は第３の実施形態に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る多層配線構造の効果を説明する断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は第４の実施形態に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は第４の実施形態の変形例に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は第１の従来例に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１１】第２の従来例に係る多層配線構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は第３の従来例に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第１の従来例、第２の従来例及び第３の従来例に係る多層配線構造における時間の経過に伴う抵抗上昇率を示す図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第２の従来例、第１の従来例及び第３の従来例に係る多層配線構造において、エレクトロマイグレーションによってボイドが形成されたときの電流の流れを説明する断面図である。
【符号の説明】
Ａ 下層配線
Ｂ ヴィアコンタクト
Ｃ 上層配線
１００ 半導体基板
１０１ 絶縁膜
１０２ 第１のチタニウム膜
１０３ 第１の窒化チタン膜
１０４ 第１のＡｌ−Ｃｕ膜
１０５ 第２のチタニウム膜
１０６ 第２の窒化チタン膜
１０７ 層間絶縁膜
１０８ ヴィアホール
１０９ 第１の密着層
１１０ 第２の密着層
１１１ タングステンプラグ
１１２ 第３のチタニウム膜
１１３ 第３の窒化チタン膜
１１４ 第２のＡｌ−Ｃｕ膜
１１５ 第４のチタニウム膜
１１６ 第４の窒化チタン膜
１２０ ボイド
２００ 半導体基板
２０１ 絶縁膜
２０２ 第１のチタニウム膜
２０３ 第１の窒化チタン膜
２０４ 第１のＡｌ−Ｃｕ膜
２０５ 第２のチタニウム膜
２０６ 第２の窒化チタン膜
２０７ 層間絶縁膜
２０８ レジストパターン
２０９ ヴィアホール
２１０ ポリマー
２１１ 第１の密着層
２１２ 第２の密着層
２１３ タングステンプラグ
３００ 半導体基板
３０１ 第１の絶縁膜
３０２ 第２の絶縁膜
３０３ 第１の窒化タンタル膜
３０４ 第１の銅膜
３０５ 第１の窒化シリコン膜
３０６ 層間絶縁膜
３０７ 第２の窒化タンタル膜
３０８ 第２の銅膜
３０９ 第２の窒化シリコン膜
３１０ 配線溝
３１１ 第２のレジストパターン
３１２ ヴィアホール
３１３ シード層
３２０ ボイド
４００ 半導体基板
４０１ 第１の絶縁膜
４０２ 第２の絶縁膜
４０３ 第１の窒化タングステン膜
４０４ 第１の銅膜
４０５ 第１の窒化シリコン膜
４０６ 層間絶縁膜
４０７ 第１のレジストパターン
４０８ ヴィアホール
４０９ 配線溝
４１０ 第２の窒化タングステン膜
４１１ 第２の銅膜
４１２ 第２の窒化シリコン膜
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置、特にＬＳＩにおいては、その構成要素の微細化が進み、下層配線と上層配線とを接続するためのヴィアホールのアスペクト比が増大してきたため、従来のようにスパッタ法によりヴィアコンタクトを形成すると、カバレージが十分に確保できなくなってきた。
【０００３】そこで、下層配線と上層配線とを接続するヴィアコンタクトとしては、化学気相成長（ＣＶＤ）法により形成されるタングステン（Ｗ）プラグが用いられるようになってきた。
（第１の従来例）以下、第１の従来例に係る多層配線構造及びその製造方法について、図１０（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【０００４】まず、図１０（ａ）に示すように、半導体基板１０の上に形成された絶縁膜１１の上に、第１のバリア膜１２、アルミニウム（Ａｌ）に微量の銅（Ｃｕ）が含まれた第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３、及び反射防止膜となる第１の窒化チタン（ＴｉＮ）膜１４を順次堆積して第１の積層膜を形成した後、該第１の積層膜に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なって、第１の積層膜からなる下層配線を形成する。
【０００５】次に、下層配線の上を含む絶縁膜１１の上に層間絶縁膜１５を堆積した後、該層間絶縁膜１５及び第１の窒化チタン膜１４に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なってヴィアホール１６を形成する。このようにすると、ドライエッチング工程において、ヴィアホール１６の側壁面にポリマー１７が付着すると共に、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３におけるヴィアホール１６に露出する領域に自然酸化膜が形成される。そこで、ポリマー１７を洗浄により除去した後、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３に形成されている自然酸化膜をアルゴン（Ａｒ）からなるプラズマにより除去する。
【０００６】次に、図１０（ｂ）に示すように、スパッタ法により、ヴィアホール１６の側壁面を含む層間絶縁膜１５の上に、チタニウム（Ｔｉ）膜１８及び第２の窒化チタン膜１９を順次堆積した後、ＣＶＤ法により、ヴィアホール１６の内部を含む層間絶縁膜１５の上にタングステン膜２０を堆積する。その後、異方性ドライエッチング法により、チタニウム膜１８、第２の窒化チタン膜１９及びタングステン膜２０における層間絶縁膜１５の上に堆積されている部分を除去して、ヴィアホール１６の内部に、チタニウム膜１８からなる密着層、第２の窒化チタン膜１９からなるバリア膜及びタングステン膜２０からなるタングステンプラグから構成されるヴィアコンタクトを形成する。
【０００７】次に、ヴィアコンタクトの上を含む層間絶縁膜１５の上に、第２のバリア膜２１、第２のＡｌ−Ｃｕ膜２２及び第３の窒化チタン膜２３を順次堆積して第２の積層膜を形成した後、該第２の積層膜をパターニングして、第２の積層膜からなる上層配線を形成する。
（第２の従来例）以下、第２の従来例に係る多層配線構造及びその製造方法について、図１１を参照しながら説明する。
【０００８】第１の従来例と同様にして、半導体基板１０の上に形成された絶縁膜１１の上に、第１のバリア膜１２、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３及び第１の窒化チタン膜１４からなる下層配線を形成した後、該下層配線の上を含む絶縁膜１１の上に全面に亘って層間絶縁膜１５を堆積し、その後、層間絶縁膜１５に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なってヴィアホール１６を形成する。つまり、第１の従来例と異なり、第１の窒化チタン膜１４におけるヴィアホール１６の下側部分を残存させる。
【０００９】次に、チタニウム膜１８からなる密着層、第２の窒化チタン膜１９からなるバリア膜及びタングステン膜２０からなるタングステンプラグから構成されるヴィアコンタクトを形成した後、該ヴィアコンタクトの上を含む層間絶縁膜１５の上に、第１の従来例と同様にして、第２のバリア膜２１、第２のＡｌ−Ｃｕ膜２２及び第３の窒化チタン膜２３からなる上層配線を形成する。
（第３の従来例）以下、第３の従来例に係る多層配線構造及びその製造方法について、図１２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００１０】まず、図１２（ａ）に示すように、半導体基板３０の上に第１の絶縁膜３１及び第２の絶縁膜３２を成膜した後、第２の絶縁膜３２に第１の配線溝を形成する。次に、第１の配線溝の内部を含む第２の絶縁膜３２の上に、第１のバリア膜３３及び第１の銅（Ｃｕ）膜３４を順次堆積した後、化学機械研磨（ＣＭＰ）法により、第１のバリア膜３３及び第１の銅膜３４における第２の絶縁膜３２の上に存在する部分を除去して、第１のバリア膜３３及び第１の銅膜３４からなる埋め込み型の下層配線を形成する。
【００１１】次に、第１の銅膜３４を構成する銅原子の拡散を防止する第１のＳｉＮｘ膜３５と、層間絶縁膜３６とを順次堆積した後、層間絶縁膜３６に対してレジストパターン３７をマスクとしてドライエッチングを行なってヴィアホール３８を形成する。
【００１２】次に、図１２（ｂ）に示すように、第１のＳｉＮｘ膜３５及び層間絶縁膜３６に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なって、第１のＳｉＮｘ膜３５におけるヴィアホール３８の下側の部分を除去すると共にヴィアホール３８と接続する第２の配線溝３９を形成する。次に、第１の従来例と同様に、ドライエッチング工程においてヴィアホール３８の壁面に付着したポリマーを洗浄により除去した後、第１の銅膜３４におけるヴィアホール３８に露出する領域に形成されている自然酸化膜をアルゴンからなるプラズマにより除去する。
【００１３】次に、図１２（ｃ）に示すように、ヴィアホール３８及び第２の配線溝３９の内部を含む層間絶縁膜３６の上に第２のバリア膜４０及び第２の銅膜４１を順次堆積した後、ＣＭＰ法により、第２のバリア膜４０及び第２の銅膜４１における層間絶縁膜３６の上に存在する部分を除去して、第２のバリア膜４０及び第２の銅膜４１からなるヴィアコンタクト及び埋め込み型の上層配線を形成する。次に、第２の銅膜４１を構成する銅原子の拡散を防止する第２のＳｉＮｘ膜４２を堆積する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、第１の従来例に係る多層配線構造によると、下層配線からヴィアコンタクトに電流が流れる場合、電流は下層配線を構成する第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３からヴィアコンタクトの底部を構成するチタニウム膜１８にのみ流れ、下層配線を構成する第１の窒化チタン膜１４（反射防止膜）からは流れない。その理由は、下層配線を構成する第１の窒化チタン膜１４と、ヴィアコンタクトを構成するチタニウム膜１８、第２の窒化チタン膜１９及びタングステン膜２０との間は、電気的に接続されていないか又はコンタクト抵抗が極めて大きいためである。
【００１５】ここで、電流が第１の窒化チタン膜１４からチタニウム膜１８に流れない理由について説明する。
(1) チタニウム膜１８及び第２の窒化チタン膜１９をスパッタ法により成膜する場合、ヴィアホール１６の微細化が進むと、ヴィアホール１６の側壁部のカバレージが劣化するので、チタニウム膜１８及び第２の窒化チタン膜１９がヴィアホール１６の側壁部には殆ど成膜されない。
(2) ヴィアホール１６を形成する際にヴィアホール１６の側壁部に付着したポリマー１７が洗浄では確実に除去されないと共に、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３の表面に形成されている自然酸化膜がアルゴンからなるプラズマでは確実に除去されない。
(3) アルゴンからなるプラズマによって弾き飛ばされた自然酸化膜がヴィアホール１６の側壁部に付着する。
(4) ヴィアホール１６を形成するためのドライエッチング工程又はヴィアホール１６に対する洗浄工程において、第１の窒化チタン膜１４にサイドエッチが形成され、サイドエッチが形成された部分にはチタニウム膜１８及び第２の窒化チタン膜１９が成膜されない。
(5) 仮にヴィアコンタクトの側壁部と第１の窒化チタン膜１４とが接続されたとしても、第１の窒化チタン膜１４の膜厚は通常３０ｎｍ程度であって薄いので、ヴィアコンタクトの側壁部と第１の窒化チタン膜１４とのコンタクト抵抗は非常に高い。
【００１６】これに対して、第２の従来例に係る多層配線構造によると、下層配線からヴィアコンタクトに流れる電流は、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３から第１の窒化チタン膜１４を経由してチタニウム膜１８に流れる。
【００１７】第３の従来例に係る多層配線構造によると、下層配線から上層配線に電流が流れる場合、電流は第１の銅膜３４から直接に第２のバリア膜４０にのみ流れ、第１のバリア膜３３には流れない。その理由は、第１のバリア膜３３と第２のバリア膜４０との間は、電気的に接続されていないか又はコンタクト抵抗が極めて大きいためである。
【００１８】ここで、電流が第１のバリア膜３３から第２のバリア膜４０に流れない理由について説明する。
(1) 下層配線を形成するためのＣＭＰ工程後に行なわれる洗浄工程、又はヴィアホール３８を形成するためのエッチング工程若しくはその後の洗浄工程において、第１のバリア膜３３の側壁部が削られて、該第１のバリア膜３３の側壁部の上面が第１の銅膜３４の上面よりも下側になるため、第２のバリア膜４０が第１のバリア膜３３の上には成膜されない。
(2) ヴィアホール３８を形成する際にヴィアホール３８の側壁部に付着したポリマーが洗浄では確実に除去されないと共に、第１の銅膜３４の表面に形成されている自然酸化膜がアルゴンからなるプラズマでは確実に除去されない。
(3) 仮にヴィアコンタクトの側壁部と第１のバリア膜３３とが接続されたとしても、第１のバリア膜３３の膜厚は通常５ｎｍ程度であって非常に薄いので、第１のバリア膜３３と第２のバリア膜４０とのコンタクト抵抗は非常に高い。
【００１９】以下、第１、第２及び第３の従来例に係る多層配線構造に対して行なったエレクトロマイグレーション試験について説明する。
【００２０】図１３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第１、第２及び第３の従来例に係る多層配線構造におけるエレクトロマイグレーション試験時の時間の経過に伴う抵抗上昇率を示している。第１及び第３の従来例に係る多層配線構造によると、抵抗上昇率が途中から急激に増加しており、多層配線構造の寿命が短いことが分かる。これに対して、第２の従来例に係る多層配線構造によると、抵抗上昇率の急激な増加はみられず、多層配線構造の寿命が長いことが分かる。
【００２１】以下、第１及び第３の従来例に係る多層配線構造によると、抵抗上昇率が急激に増加するが、第２の従来例に係る多層配線構造によると、抵抗上昇率が急激に増加しない理由について説明する。
【００２２】図１４（ａ）は、第２の従来例に係る多層配線構造を示しており、エレクトロマイグレーションによって、下層配線を構成する第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３におけるヴィアコンタクトの下側部分においては、ボイド５０が形成されるため電流は流れなくなる。ところが、下層配線からヴィアコンタクトに向かう電流は、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３から第１の窒化チタン膜１４を経由してチタニウム膜１８に流れるため、抵抗は高くなるが、断線は起こらないからである。
【００２３】図１４（ｂ）は、第１の従来例に係る多層配線構造を示しており、エレクトロマイグレーションによって、下層配線を構成する第１のＡｌ−Ｃｕ膜１３におけるヴィアコンタクトの下側部分においては、ボイド５０が形成されるため電流は流れなくなる。この場合、ヴィアコンタクトと下層配線を構成する第１の窒化チタン膜１４とが接続されていないため、下層配線からヴィアコンタクトに向かって電流が流れないため、断線が起こるのである。
【００２４】図１４（ｃ）は、第３の従来例に係る多層配線構造を示しており、エレクトロマイグレーションによって、下層配線を構成する第１の銅膜３４におけるヴィアコンタクトの下側部分においては、ボイド５０が形成されるため電流は流れなくなる。この場合、第１のバリア膜３３と第２のバリア膜４０とは、接続されていないか又は非常に高抵抗であるため、下層配線からヴィアコンタクトに向かって電流が流れないので、断線が起こるのである。
【００２５】以上の理由によって、第１及び第３の従来例に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性という点で大きな問題がある。
【００２６】一方、第２の従来例に係る多層配線構造は、エレクトロマイグレーション耐性には優れているが、多層配線の一層の微細化が進むと、以下に説明するような問題が発生する。
【００２７】ヴィアホールを形成するためのドライエッチングを第１の窒化チタン膜１４で止めるためには、第１の窒化チタン膜１４の膜厚を１００ｎｍ以上にする必要がある。
【００２８】ところが、第１の窒化チタン膜１４の膜厚を大きくすると、配線間容量が増大するため、配線遅延が増大する。また、第１の窒化チタン膜１４の膜厚を大きくすると、下層配線の膜厚ひいてはドライエッチングの対象となる膜厚が大きくなるため、下層配線をパターニングするためのレジストパターンの膜厚をドライエッチングに耐える程度に大きくしなければならないので、微細なレジストパターンが形成し難くなり、多層配線の微細化が困難になるという問題がある。
【００２９】また、第３の従来例に係る多層配線構造において、下層配線の上に第２の従来例のような第１の窒化チタン膜１４を形成する場合には、工程数が大幅に増加すると共に第１の窒化チタン膜１４を安定して形成することができないという問題がある。
【００３０】前記に鑑み、本発明は、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と共により一層の微細化を図ることができる多層配線構造を、工程数の増加を招くことなく実現できるようにすることを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の多層配線構造は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造を対象とし、下層配線は、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有し、ヴィアコンタクトは、第２の金属膜及び該第２の金属膜の側壁面及び底面を覆う第２の高融点金属膜を有し、第１の高融点金属膜は、ヴィアコンタクトの下側においてヴィアコンタクトの平面形状よりも小さい開口部を有し、２の高融点金属膜は、その側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部を有し、第２の高融点金属膜の張り出し部と、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続している。
【００３２】第１の多層配線構造によると、第１の高融点金属膜には、ヴィアコンタクトの下側においてヴィアコンタクトの平面形状よりも小さい開口部が形成されているため、ヴィアホールを形成するためのドライエッチングを第１の高融点金属膜で止める必要がないので、第１の高融点金属膜の膜厚を小さくすることができる。
【００３３】また、第２の高融点金属膜の張り出し部と、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続していると共に、第１の高融点金属膜はエレクトロマイグレーション耐性が高いため、第１の金属膜におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、下層配線の第１の金属膜からヴィアコンタクトの第２の金属膜に向かう電流は、第１の高融点金属膜から第２の高融点金属膜に向かう。
【００３４】本発明に係る第１の多層配線構造の製造方法は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法を対象とし、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対してエッチングを行なって、層間絶縁膜にヴィアホールを形成すると共に第１の高融点金属膜に開口部を形成する工程と、ヴィアホールの平面形状を拡大して、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域をヴィアホールに露出させる工程と、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域の上に、第２の高融点金属膜の側壁部の下端から内側に張り出すと共に第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域と接続する張り出し部を形成する工程と、第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えている。
【００３５】本発明に係る第２の多層配線構造の製造方法は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法を対象とし、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対して、第１の高融点金属膜に対するエッチングレートが層間絶縁膜に対するエッチングレートよりも小さい条件でエッチングを行なって、層間絶縁膜にヴィアホールを形成すると共に、第１の高融点金属膜にヴィアホールの平面形状よりも小さい開口部を形成する工程と、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域の上に、第２の高融点金属膜の側壁部の下端から内側に張り出すと共に第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域と接続する張り出し部を形成する工程と、第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えている。
【００３６】本発明に係る第２の多層配線構造は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造を対象とし、下層配線は、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有し、ヴィアコンタクトは、第２の金属膜及び該第２の金属膜の側壁面及び底面を覆う第２の高融点金属膜を有し、ヴィアコンタクトの底部は、下層配線の上面よりも下側に位置しており、第２の高融点金属膜におけるヴィアコンタクトの底部を構成する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とが接続している。
【００３７】第２の多層配線構造によると、ヴィアコンタクトの底部が下層配線の上面よりも下側に位置しており、第２の高融点金属膜におけるヴィアコンタクトの底部を構成する部分と第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とが接続していると共に、第１の高融点金属膜はエレクトロマイグレーション耐性が高いため、第１の金属膜におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、下層配線の第１の金属膜からヴィアコンタクトの第２の金属膜に向かう電流は、第１の高融点金属膜から第２の高融点金属膜に向かう。
【００３８】本発明に係る第３の多層配線構造の製造方法は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法を対象とし、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、層間絶縁膜及び絶縁膜に対して、層間絶縁膜及び絶縁膜に対するエッチングレートが第１の高融点金属膜に対するエッチングレートよりも大きい条件でエッチングを行なって、層間絶縁膜にヴィアホールを該ヴィアホールの底部が絶縁膜の内部に位置するように形成すると共に、第１の高融点金属膜の側壁部をヴィアホールの底部に露出させる工程と、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、第２の高融点金属膜におけるヴィアホールの底部に位置する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部とを接続させる工程と、第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えている。
【００３９】本発明に係る第４の多層配線構造の製造方法は、下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法を対象とし、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、層間絶縁膜及び第１の金属膜に対して順次エッチングを行なって、層間絶縁膜にヴィアホールを該ヴィアホールの底部が第１の金属膜の内部に位置するように形成する工程と、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、第２の高融点金属膜におけるヴィアホールの底部に位置する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とを接続させる工程と、第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えている。
【００４０】
【発明の実施の態様】（第１の実施形態）以下、第１の実施形態に係る多層配線構造について、図１を参照しながら説明する。
【００４１】図１に示すように、複数の機能素子が形成された半導体基板１００の上には絶縁膜１０１が形成され、該絶縁膜１０１の上には下層配線Ａが形成されている。下層配線Ａは、下側から順次成膜された、第１のチタニウム膜１０２、第１の窒化チタン膜１０３、アルミニウムに０．５〜２．０ｗｔ％の銅が含まれた第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４、第２のチタニウム膜１０５、及び反射防止膜となる第２の窒化チタン膜１０６から構成されている。尚、第１の実施形態においては、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４が第１の金属膜を構成し、第２の窒化チタン膜１０６が第１の高融点金属膜を構成している。
【００４２】下層配線Ａの上を含む絶縁膜１０１の上には層間絶縁膜１０７が形成されており、該層間絶縁膜１０７に設けられたヴィアホール１０８にはヴィアコンタクトＢが形成されている。ヴィアコンタクトＢは、外側から順次成膜された、チタニウム膜からなる第１の密着層１０９、窒化チタン膜からなる第２の密着層１１０及びタングステン膜からなるタングステンプラグ１１１から構成されている。尚、第１の実施形態においては、タングステン膜が第２の金属膜を構成し、チタニウム膜及び窒化チタン膜が第２の高融点金属膜を構成しているが、第２の高融点金属膜は１層でもよい。
【００４３】ヴィアコンタクトＢの上を含む層間絶縁膜１０７の上には上層配線Ｃが形成されており、該上層配線Ｃは、下側から順次成膜された、第３のチタニウム膜１１２、第３の窒化チタン膜１１３、アルミニウムに０．５〜２．０ｗｔ％の銅が含まれた第２のＡｌ−Ｃｕ膜１１４、第４のチタニウム膜１１５、及び反射防止膜となる第４の窒化チタン膜１１６から構成されている。上層配線Ｃと下層配線ＡとはヴィアコンタクトＢを介して接続されている。
【００４４】第１の実施形態の特徴として、下層配線Ａを構成する第２のチタニウム膜１０５及び第２の窒化チタン膜１０６におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域には、ヴィアコンタクトＢの平面形状よりも小さい開口部が形成されており、ヴィアコンタクトＢは、第２のチタニウム膜１０５及び第２の窒化チタン膜１０６の開口部において第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と直接に接続している。
【００４５】また、第１及び第２の密着層１０９、１１０は、側壁部の下端から内側に張り出している張り出し部を有し、該張り出し部と第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域とが接続している。
【００４６】以下、第１の実施形態に係る多層配線構造の製造方法について、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００４７】まず、図２（ａ）に示すように、複数の機能素子が形成された半導体基板１００の上に絶縁膜１０１を形成した後、絶縁膜１０１の上に、スパッタ法により順次堆積された、例えば４０ｎｍの膜厚を持つ第１のチタニウム膜１０２、例えば２０ｎｍの膜厚を持つ第１の窒化チタン膜１０３、アルミニウムに０．５〜２．０ｗｔ％の銅が含まれ例えば４５０ｎｍの膜厚を持つ第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４、例えば５ｎｍの膜厚を持つ第２のチタニウム膜１０５、及び例えば３０ｎｍの膜厚を持ち反射防止膜となる第２の窒化チタン膜１０６から構成される第１の積層膜を堆積する。尚、第２のチタニウム膜１０５は、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と第２の窒化チタン膜１０６とのコンタクト抵抗を低減するために形成されており、後の熱処理工程においてその一部が第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と反応してアルミニウムとチタニウムとの合金層を形成する。次に、第１の積層膜に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なって第１の積層膜をパターニングした後、例えば４００℃の温度下における１０分間の熱処理を行なって、パターニングされた第１の積層膜からなる下層配線Ａを形成する。
【００４８】次に、プラズマＣＶＤ法により、下層配線Ａの上を含む絶縁膜１０１の上にシリコン酸化膜を成膜した後、該シリコン酸化膜をＣＭＰ法により平坦化して層間絶縁膜１０７を形成する。次に、層間絶縁膜１０７の上にレジストパターンを形成した後、該レジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行なって、層間絶縁膜１０７にヴィアホール１０８を形成する。次に、レジストパターンを酸素プラズマにより除去した後、ドライエッチング工程においてヴィアホール１０８の側壁部及び底部に付着したポリマーを除去するための洗浄を行なう。この洗浄工程において、第２の窒化チタン膜１０６及び第２のチタニウム膜１０５を除去するが、第２の窒化チタン膜１０６及び第２のチタニウム膜１０５が残存しても差し支えない。
【００４９】次に、層間絶縁膜１０７に対してフッ化アンモニウム等のエッチング液を用いるウェットエッチングを行なって、層間絶縁膜１０７におけるヴィアホール１０８の側壁部を３０ｎｍ程度除去することにより、図２（ｂ）に示すように、ヴィアホール１０８の平面形状を拡大すると共に、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域をヴィアホール１０８に露出させる。
【００５０】尚、エッチング液としては、フッ化アンモニウムに限られず、層間絶縁膜１０７に対するエッチングレートが第２の窒化チタン膜１０６、第２のチタニウム膜１０５及び第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４に対するエッチングレートよりも大きいものを用いることができると共に、ウェットエッチングに代えて、等方性のドライエッチングを行なってもよい。
【００５１】また、ヴィアホール１０８の側壁部及び底部に付着したポリマーを除去するための洗浄工程と、層間絶縁膜１０７に対するエッチング工程とを同一の工程で行なってもよい。
【００５２】次に、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４の表面におけるヴィアホール１０８に露出する領域に形成されている自然酸化膜を除去した後、ヴィアホール１０８の内部を含む層間絶縁膜１０７の上に全面に亘って、例えばスパッタ法により、第１の密着層となるチタニウム膜及び第２の密着層となる窒化チタン膜を堆積した後、例えばＣＶＤ法により、タングステン膜を堆積する。第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域がヴィアホール１０８に露出しているため、チタニウム膜及び窒化チタン膜には、側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部が形成される。
【００５３】次に、チタニウム膜、窒化チタン膜及びタングステン膜における層間絶縁膜１０７の上に露出している部分を例えばＣＭＰ法により除去して、チタニウム膜からなる第１の密着層１０９、窒化チタン膜からなる第２の密着層１１０及びタングステン膜からなるタングステンプラグ１１１から構成されるヴィアコンタクトＢを形成する。
【００５４】ところで、拡大されたヴィアホール１０８の径が０．３μｍで、深さが０．７μｍであれば、コリメーション法（コリメートスパッタリング法）（コリメータアスペクト比：１．５）により２０ｎｍの膜厚を有するチタニウム膜を堆積した後、１００ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜及び３００ｎｍの膜厚を有するタングステン膜を堆積すると、ヴィアホール１０８の底部において１０ｎｍ程度の膜厚を有するチタニウム膜が成膜されるので、該チタニウム膜（第１の密着層１０９）は、第２の窒化チタン膜１０６及び第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４と安定してコンタクトがとれる。
【００５５】次に、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、タングステンプラグ１１１の表面に形成されている自然酸化膜を除去した後、スパッタ法により、層間絶縁膜１０７の上に、例えば４０ｎｍの膜厚を持つ第３のチタニウム膜１１２、例えば２０ｎｍの膜厚を持つ第３の窒化チタン膜１１３、アルミニウムに０．５〜２．０ｗｔ％の銅が含まれ例えば４５０ｎｍの膜厚を持つ第２のＡｌ−Ｃｕ膜１１４、例えば５ｎｍの膜厚を持つ第４のチタニウム膜１１５、及び例えば３０ｎｍの膜厚を持ち反射防止膜となる第４の窒化チタン膜１１６から構成される第２の積層膜を堆積する。次に、第２の積層膜に対してフォトリソグラフィ及びドライエッチングを行なって該第２の積層膜をパターニングした後、例えば４００℃の温度下における１０分間の熱処理を行なって、第２の積層膜からなる上層配線Ｃを形成する。
【００５６】第１の実施形態によると、層間絶縁膜１０７におけるヴィアホール１０８の側壁部に対してエッチングを行なって、ヴィアホール１０８の平面形状を拡大するため、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域をヴィアホール１０８の底部に確実に露出させることができると共に、第２の窒化チタン膜１０６の表面に形成される自然酸化膜及びポリマーを洗浄液又はアルゴンプラズマにより確実に除去することができる。
【００５７】また、第１及び第２の密着層１０９、１１０におけるヴィアホール１０８の底部のカバレージは、ヴィアホール１０８の側壁部のカバレージに比べて十分に良いので、第１及び第２の密着層１０９、１１０と第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４との安定したコンタクト、及び第１及び第２の密着層１０９、１１０と第２の窒化チタン膜１０６との安定したコンタクトを実現できる。
【００５８】また、第１及び第２の密着層１０９、１１０の張り出し部と、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域とが接続しているため、図１０（ｂ）で示した第１の従来例のように第１の窒化チタン膜１４における開口部の側壁と接続する場合に比べて、接触面積が大きく増加するので、コンタクト抵抗の低減を図ることができる。
【００５９】図３は、第１の実施形態に係る多層配線構造において、第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域にエレクトロマイグレーションによるボイド１２０が形成された状態を示している。第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、第１の高融点金属膜である第２の窒化チタン膜１０６はエレクトロマイグレーション耐性が非常に高いので、ヴィアコンタクトＢと下層配線Ａとの接続が確保され断線は起こらない。つまり、タングステンプラグ１１１から第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４に向かう電流は、第１の密着層１０９から第２の窒化チタン膜１０６及び第２のチタニウム膜１０５（アルミニウムとチタニウムとの合金層を含む）を経由して第１のＡｌ−Ｃｕ膜１０４に流れるので、コンタクト抵抗は上昇するが断線は起こらない。従って、第１の実施形態に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【００６０】さらに、第１及び第２の密着層１０９、１１０の張り出し部と、第２の窒化チタン膜１０６における開口部の周辺領域とが接続しているため、第２の窒化チタン膜１０６の膜厚を大きくする必要がないので、下層配線Ａに対する加工の困難性及び下層配線Ａにおける配線間容量の増大を抑制することができる。
【００６１】（第２の実施形態）以下、第２の実施形態に係る多層配線構造及びその製造方法について、図４（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００６２】図４（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様にして、半導体基板２００の上に形成された絶縁膜２０１の上に、第１のチタニウム膜２０２、第１の窒化チタン膜２０３、第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４、第２のチタニウム膜２０５及び第２の窒化チタン膜２０６を順次積層した後、該積層膜に対してパターニングを行なって下層配線Ａを形成する。尚、第２の実施形態においては、第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４が第１の金属膜を構成し、第２の窒化チタン膜２０６が第１の高融点金属膜を構成する。
【００６３】次に、下層配線Ａの上を含む絶縁膜２０１の上に層間絶縁膜２０７を堆積した後、該層間絶縁膜２０７を平坦化する。
【００６４】次に、層間絶縁膜２０７の上にレジストパターン２０８を形成した後、該レジストパターン２０８をマスクとして、層間絶縁膜２０７、第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５に対してドライエッチングを行なってヴィアホール２０９を形成する。このドライエッチングは、第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５に対するエッチングレートが層間絶縁膜２０７に対するエッチングレートよりも小さいエッチング条件、例えばＣ5Ｆ8＋ＣＨＦ3＋Ａｒのガス系を用いるエッチング条件で行なう。このような条件でドライエッチングを行なうと、層間絶縁膜２０７におけるヴィアホール２０９の側壁部にポリマー２１０が付着するが、層間絶縁膜２０７に対するエッチング時（図４（ａ）に示す）よりも、第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５に対するエッチング時（図４（ｂ）に示す）の方が付着するポリマー２１０の量が多くなり、横方向へのエッチングが抑制される。このため、図４（ｂ）に示すように、第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５に開口部が形成されて第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４が露出すると共に、第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域は開口部に向かって膜厚が小さくなるテーパ形状になる。従って、第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域にテーパ形状を自己整合的に形成することができる。
【００６５】次に、レジストパターン２０８を酸素プラズマを用いるアッシングにより除去した後、ヴィアホール２０９の側壁面に付着しているポリマー２１０を洗浄により除去し、その後、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４の表面に形成されている自然酸化膜を除去する。
【００６６】次に、図４（ｃ）に示すように、ヴィアホール２０９の内部を含む層間絶縁膜２０７の上に全面に亘って、例えばスパッタ法により、第１の密着層となるチタニウム膜及び第２の密着層となる窒化チタン膜を堆積した後、例えばＣＶＤ法により、タングステン膜を堆積する。第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域がテーパ形状になっているため、チタニウム膜及び窒化チタン膜には、側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部が形成される。尚、第２の実施形態においては、タングステン膜が第２の金属膜を構成し、チタニウム膜及び窒化チタン膜が第２の高融点金属膜を構成しているが、第２の高融点金属膜は１層でもよい。
【００６７】次に、チタニウム膜、窒化チタン膜及びタングステン膜における層間絶縁膜２０７の上に露出している部分を例えばＣＭＰ法により除去して、チタニウム膜からなる第１の密着層２１１、窒化チタン膜からなる第２の密着層２１２及びタングステン膜からなるタングステンプラグ２１３から構成されるヴィアコンタクトＢを形成する。
【００６８】ところで、ヴィアホール２０９の径が０．３μｍで、深さが０．７μｍであれば、コリメーション法（コリメートスパッタリング法）（コリメータアスペクト比：１．５）により２０ｎｍの膜厚を有するチタニウム膜を堆積した後、１００ｎｍの膜厚を有する窒化チタン膜及び３００ｎｍの膜厚を有するタングステン膜を堆積すると、ヴィアホール２０９の底部において１０ｎｍ程度の膜厚を有するチタニウム膜が成膜されるので、該チタニウム膜（第１の密着層２１１）は、第２の窒化チタン膜２０６及び第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４と安定してコンタクトがとれる。
【００６９】次に、第１の実施形態と同様にして、層間絶縁膜２０７の上に、第３のチタニウム膜、第３の窒化チタン膜、第２のＡｌ−Ｃｕ膜、第４のチタニウム膜及び反射防止膜となる第４の窒化チタン膜から構成される第２の積層膜を堆積した後、該第２の積層膜をパターニングして、第２の積層膜からなる上層配線Ｃを形成する。
【００７０】第２の実施形態によると、ヴィアホール２０９の底部に第２の窒化チタン膜２０６を確実に露出させることができると共に、第２の窒化チタン膜２０６の表面に形成される自然酸化膜及びポリマーを洗浄液又はアルゴンプラズマにより確実に除去することができる。
【００７１】また、第１及び第２の密着層２１１、２１２におけるヴィアホール２０９の底部のカバレージは、ヴィアホール２０９の側壁部のカバレージに比べて十分に良いので、第１及び第２の密着層２１１、２１２と第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４との安定したコンタクト、及び第１及び第２の密着層２１１、２１２と第２の窒化チタン膜２０６との安定したコンタクトを実現できる。
【００７２】また、第１及び第２の密着層２１１、２１２のテーパ状の張り出し部と、第２の窒化チタン膜２０６における開口部の周辺領域とが接続しているため、図１０（ｂ）で示した第１の従来例のように第１の窒化チタン膜１４における開口部の側壁と接続する場合に比べて、接触面積が大きく増加するので、コンタクト抵抗の低減を図ることができる。
【００７３】また、第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、第１の高融点金属膜である第２の窒化チタン膜２０６はエレクトロマイグレーション耐性が非常に高いので、ヴィアコンタクトＢと下層配線Ａとの接続が確保され断線は起こらない。つまり、タングステンプラグ２１３から第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４に向かう電流は、第１の密着層２１１から第２の窒化チタン膜２０６及び第２のチタニウム膜２０５（アルミニウムとチタニウムとの合金層を含む）を経由して第１のＡｌ−Ｃｕ膜２０４に流れるので、コンタクト抵抗は上昇するが断線は起こらない。従って、第２の実施形態に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【００７４】さらに、第２の窒化チタン膜２０６の膜厚を大きくする必要がないので、下層配線Ａに対する加工の困難性及び下層配線Ａにおける配線間容量の増大を抑制することができる。
【００７５】（第３の実施形態）以下、第３の実施形態に係る多層配線構造について、図５を参照しながら説明する。
【００７６】図５に示すように、複数の機能素子が形成された半導体基板３００の上には第１の絶縁膜３０１及び第２の絶縁膜３０２が形成され、第２の絶縁膜３０２には埋め込み型の下層配線Ａが形成されており、該下層配線Ａは、バリア膜となる第１の窒化タンタル膜３０３と、第１の銅膜３０４とから構成されている。下層配線Ａ及び第２の絶縁膜３０２の上には、銅の拡散防止膜となる第１の窒化シリコン膜（ＳｉＮx ）３０５を介して層間絶縁膜３０６が形成され、該層間絶縁膜３０６にはデュアルダマシン構造を持つヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃが形成されており、ヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃは、バリア膜となる第２の窒化タンタル膜３０７と、第２の銅膜３０８とから構成されている。また、上層配線Ｃ及び層間絶縁膜３０６の上には、銅の拡散防止膜となる第２の窒化シリコン膜３０９が形成されている。
【００７７】第３の実施形態の特徴として、ヴィアコンタクトＢは下層配線Ａの側方に突出しており、ヴィアコンタクトＢの突出部における第２の窒化タンタル膜３０７と、下層配線Ａを構成する第１の窒化タンタル膜３０３の側面とは接続している。
【００７８】以下、第３の実施形態に係る多層配線構造の製造方法について、図６（ａ）、（ｂ）及び図７を参照しながら説明する。
【００７９】まず、図６（ａ）に示すように、複数の機能素子が形成された半導体基板３００の上に第１の絶縁膜３０１及び第２の絶縁膜３０２を順次形成した後、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより、第２の絶縁膜３０２に配線溝を形成する。次に、配線溝の内部を含む第２の絶縁膜３０２の上に全面に亘って、ＣＶＤ法によりバリア膜となる第１の窒化タンタル膜３０３を成膜した後、スパッタ法により銅膜からなるシード層（図示は省略している）を成膜する。シード層は、表面モフォロジーを良くするために、室温以下の温度で成膜すると共に配線溝の底部及び側壁部において連続膜となるように成膜する。例えば、配線溝の幅が０．２μｍで、深さが０．３μｍである場合、平坦部における膜厚が、第１の窒化タンタル膜３０３で１０ｎｍ程度、シード層で１００ｎｍ程度に成膜すると、配線溝の側壁部においてはそれぞれ５ｎｍ程度に成膜される。
【００８０】次に、硫酸銅を用いる電解メッキ法により、シード層の上に第１の銅膜３０４を成膜した後、不活性ガス（例えばアルゴン（Ａｒ）ガス）、窒素（Ｎ2 ）ガス、又は窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの雰囲気中における１００〜５００℃の温度下で３０分程度の熱処理を行なって結晶成長させる。このようにすると、銅膜からなるシード層と電解メッキ法により成膜した第１の銅膜３０４とが一体化されて連続膜となる。次に、第１の窒化タンタル膜３０３及び第１の銅膜３０４における第２の絶縁膜３０２の上に露出している部分を除去すると、第１の窒化タンタル膜３０３及び第１の銅膜３０４からなる下層配線Ａが形成される。
【００８１】次に、第１の銅膜３０４及び第２の絶縁膜３０２の上に全面に亘って、プラズマＣＶＤ法により、銅の拡散防止膜となる第１の窒化シリコン膜３０５を成膜する。この場合、第１の銅膜３０４の表面部に形成されている酸化銅の層を還元するため、第１の窒化シリコン膜３０５を成膜する前に水素ガス又はアンモニアガスを流しておくことが好ましい。
【００８２】次に、第１の窒化シリコン膜３０５の上に、プラズマＣＶＤ法により、例えばＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜３０６を成膜した後、該層間絶縁膜３０６を例えばＣＭＰ法により平坦化する。
【００８３】次に、層間絶縁膜３０６の上に、配線溝形成用の開口部を有する第１のレジストパターン（図示は省略している）を形成した後、該第１のレジストパターンをマスクにして層間絶縁膜３０６に対してエッチングを行なって配線溝３１０を形成する。次に、第１のレジストパターンをアッシングにより除去した後、付着しているポリマーを洗浄により除去する。
【００８４】次に、層間絶縁膜３０６の上に、ヴィアホール形成用の開口部を有する第２のレジストパターン３１１を形成した後、該第２のレジストパターン３１１をマスクにして層間絶縁膜３０６に対してドライエッチングを行なって、ヴィアホール３１２を形成する。この場合、ヴィアホール３１２が下層配線Ａから部分的にずれるように、第２のレジストパターン３１１のヴィアホール形成用開口部を下層配線Ａからずれるようにするか又は大きくしておく。ドライエッチング工程としては、層間絶縁膜３０６及び第２の絶縁膜３０２がＳｉＯ2 からなる場合には、フッ素（Ｆ）系ガス例えばＣ2Ｆ6からなるエッチングガスを用いて層間絶縁膜３０６をエッチングした後、塩素（Ｃｌ2 ）系のエッチングガスに切り替えて第１の窒化シリコン膜３０５をエッチングし、その後、フッ素系のエッチングガスに再び切り替えて第２の絶縁膜３０２における下層配線Ａの側方部を部分的にエッチングする。この場合、第１の窒化シリコン膜３０５及び第２の絶縁膜３０２に対するエッチング工程においては、第１の窒化タンタル膜３０３との選択性を有するエッチング条件を用いることにより、エッチング中に露出した第１の窒化タンタル膜３０３が余りエッチングされないようにする。
【００８５】次に、第２のレジストパターン３１１をアッシングにより除去した後、ヴィアホール３１２の底部及び側壁部に付着しているポリマーを洗浄により除去し、その後、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、第１の銅膜３０４の表面に形成されている自然酸化膜を除去する。
【００８６】次に、図６（ｂ）に示すように、配線溝３１０及びヴィアホール３１２の内部を含む層間絶縁膜３０６の上に全面に亘って、ＣＶＤ法によりバリア膜となる第２の窒化タンタル膜３０７を成膜した後、スパッタ法により銅膜からなるシード層３１３を成膜する。この場合、第２の窒化タンタル膜３０７をＣＶＤ法により成膜するため、コンフォーマルな膜が得られるので、下層配線Ａを構成する第１の窒化タンタル膜３０３の側面におけるヴィアホール３１２に露出する部分においても十分な膜厚を確保することができる。
【００８７】次に、硫酸銅を用いる電解メッキ法により、図７に示すように、シード層３１３の上に第２の銅膜３０８を成膜した後、不活性ガス（例えばアルゴンガス）、窒素ガス、又は窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの雰囲気中における１００〜５００℃の温度下で３０分程度の熱処理を行なって結晶成長させて、シード層３１３と第２の銅膜３０８とを一体化する。次に、第２の窒化タンタル膜３０７及び第２の銅膜３０８における層間絶縁膜３０６の上に露出している部分をＣＭＰ法により除去して、第２の窒化タンタル膜３０７及び第２の銅膜３０８からなるヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃを形成する。
【００８８】次に、第２の銅膜３０８の表面部に形成されている酸化銅の層を還元した後、第２の銅膜３０８及び層間絶縁膜３０６の上に全面に亘って、プラズマＣＶＤ法により、銅の拡散防止膜となる第２の窒化シリコン膜３０９を成膜する。
【００８９】第３の実施形態によると、ヴィアホール３１２の底部における下層配線Ａの側方に第１の窒化タンタル膜３０３を確実に露出させることができる。
【００９０】また、第１の窒化タンタル膜３０３の上面に加えて側面においても第２の窒化タンタル膜３０７と接続しているため、つまり第１の窒化タンタル膜３０３の上面の幅（膜厚）は５ｎｍ程度と非常に小さいが、第１の窒化タンタル膜３０３の側面と第２の窒化タンタル膜３０７とが接続しているため、接触面積が大きく増加するので、コンタクト抵抗の低減を図ることができる。
【００９１】また、図７に示すように、第１の銅膜３０４におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域にエレクトロマイグレーションによりボイド３２０が形成されても、高融点金属膜である第１の窒化タンタル膜３０３はエレクトロマイグレーション耐性が非常に高いので、ヴィアコンタクトＢと下層配線Ａとの接続が確保され断線は起こらない。つまり、第２の銅膜３０８から第１の銅膜３０４に向かう電流は、第２の窒化タンタル膜３０７から第１の窒化タンタル膜３０３を経由して第１の銅膜３０４に流れるので、コンタクト抵抗は上昇するが断線は起こらない。従って、第３の実施形態に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【００９２】さらに、下層配線Ａの上部にバリア膜を形成する第１又は第２の実施形態に比べて、工程数を低減できるので、効率良くエレクトロマイグレーション耐性を向上させることができる。
【００９３】（第４の実施形態）以下、第４の実施形態に係る多層配線構造及びその製造方法について、図８（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。
【００９４】図８（ａ）に示すように、第３の実施形態と同様にして、半導体基板４００の上に第１の絶縁膜４０１及び第２の絶縁膜４０２を順次形成した後、第２の絶縁膜４０２に配線溝を形成する。次に、配線溝の内部を含む第２の絶縁膜４０２の上に全面に亘って、ＣＶＤ法によりバリア膜となる第１の窒化タングステン（ＷＮ）４０３を成膜した後、スパッタ法により銅膜からなるシード層（図示は省略している）を成膜する。シード層は、表面モフォロジーを良くするために、室温以下の温度で成膜すると共に配線溝の底部及び側壁部において連続膜となるように成膜する。例えば、配線溝の幅が０．２μｍで、深さが０．３μｍである場合、平坦部における膜厚が、第１の窒化タングステン膜４０３で３５ｎｍ程度、シード層で１３０ｎｍ程度に成膜すると、配線溝の側壁部においてはそれぞれ５ｎｍ程度に成膜される。
【００９５】次に、硫酸銅を用いる電解メッキ法により、シード層の上に第１の銅膜４０４を成膜した後、不活性ガス、窒素ガス、又は窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの雰囲気中における１００〜５００℃の温度下で３０分程度の熱処理を行なって結晶成長させ、その後、第１の窒化タングステン膜４０３及び第１の銅膜４０４における第２の絶縁膜４０２の上に露出している部分を除去すると、第１の窒化タングステン膜４０３及び第１の銅膜４０４からなる下層配線Ａが形成される。
【００９６】次に、第１の銅膜４０４及び第２の絶縁膜４０２の上に全面に亘って、プラズマＣＶＤ法により、銅の拡散防止膜となる第１の窒化シリコン膜４０５を成膜した後、該第１の窒化シリコン膜４０５の上に、プラズマＣＶＤ法により、例えばＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜４０６を成膜し、その後、層間絶縁膜４０６を例えばＣＭＰ法により平坦化する。
【００９７】次に、層間絶縁膜４０６の上に、配線溝形成用の開口部を有する第１のレジストパターン４０７を形成した後、該第１のレジストパターン４０７をマスクにして層間絶縁膜４０６に対してドライエッチングを行なってヴィアホール４０８を形成する。この場合、ヴィアホール４０８の壁面が、第１の窒化タングステン膜４０３の内壁面と一致するか又は第１の窒化タングステン膜４０３の壁部の上に位置するようにしておく。ドライエッチング工程としては、層間絶縁膜４０６がＳｉＯ2 からなる場合には、フッ素系ガス例えばＣ2Ｆ6からなるエッチングガスを用いることにより、第１の窒化シリコン膜４０５に対して選択性を持たせて、第１の窒化シリコン膜４０５の上面でエッチングを終了する。次に、第１のレジストパターン４０７をアッシングにより除去した後、付着しているポリマーを洗浄により除去する。
【００９８】次に、層間絶縁膜４０６の上に、ヴィアホール形成用の開口部を有する第２のレジストパターン（図示は省略している）を形成した後、該第２のレジストパターンをマスクにして層間絶縁膜４０６に対してドライエッチングを行なって、図８（ｂ）に示すように、配線溝４０９を形成する。このドライエッチング工程においても、フッ素系ガス例えばＣ2Ｆ6からなるエッチングガスを用いることにより、第１の窒化シリコン膜４０５に対して選択性を持たせて、第１の窒化シリコン膜４０５をエッチングしないようにする。次に、第２のレジストパターンをアッシングにより除去した後、付着しているポリマーを洗浄により除去する。
【００９９】次に、第１の窒化シリコン膜４０５及び第１の銅膜４０４に対して、層間絶縁膜４０６をマスクとすると共に塩素系のエッチングガスを用いるドライエッチングを行なって、第１の窒化タングステン膜４０３の内壁面を露出させる。この場合、塩素系のエッチングガスを用いるため、層間絶縁膜４０６及び第１の窒化タングステン膜４０３に対するエッチングレートが、第１の窒化シリコン膜４０５及び第１の銅膜４０４に対するエッチングレートよりも小さくなるので、層間絶縁膜４０６に形成されているヴィアホール４０８及び配線溝４０９、並びに第１の窒化タングステン膜４０３が殆どエッチングされず、所望の形状を保持することができる。次に、アッシング及び洗浄により、ドライエッチング工程においてヴィアホール４０８及び配線溝４０９の底部及び側壁部に付着したポリマーを除去した後、アルゴンプラズマを用いる逆スパッタ法により、第１の銅膜４０４の表面に形成されている自然酸化膜を除去する。
【０１００】次に、図８（ｃ）に示すように、ヴィアホール４０８及び配線溝４０９の内部を含む層間絶縁膜４０６の上に全面に亘って、ＣＶＤ法によりバリア膜となる第２の窒化タングステン４１０を成膜した後、スパッタ法により銅膜からなるシード層（図示は省略している）を成膜する。この場合、第２の窒化タングステン膜４１０をＣＶＤ法により成膜するため、コンフォーマルな膜が得られるので、下層配線Ａを構成する第１の窒化タングステン膜４０３の側面におけるヴィアホール４０８に露出する部分においても十分な膜厚を確保することができる。
【０１０１】次に、硫酸銅を用いる電解メッキ法により、第２の銅膜４１１を成膜した後、不活性ガス、窒素ガス、又は窒素ガスと水素ガスとの混合ガスの雰囲気中における１００〜５００℃の温度下で３０分程度の熱処理を行なって結晶成長させ、その後、第２の窒化タングステン膜４１０及び第２の銅膜４１１における層間絶縁膜４０６の上に露出している部分をＣＭＰ法により除去して、第２の窒化タングステン膜４１０及び第２の銅膜４１１からなるヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃを形成する。
【０１０２】次に、第２の銅膜４１１の表面部に形成されている酸化銅の層を還元した後、第２の銅膜４１１及び層間絶縁膜４０６の上に全面に亘って、プラズマＣＶＤ法により、銅の拡散防止膜となる第２の窒化シリコン膜４１２を成膜する。
【０１０３】第４の実施形態によると、ヴィアホール４０８の底部における下層配線Ａの側壁部に第１の窒化タングステン膜４０３を確実に露出させることができる。
【０１０４】また、第１の窒化タングステン膜４０３の上面に加えて側面においても第２の窒化タングステン膜４１０と接続しているため、つまり第１の窒化タングステン膜４０３の上面の幅（膜厚）は５ｎｍ程度と非常に小さいが、第１の窒化タングステン膜４０３の側面と第２の窒化タングステン膜４１０とが接続しているため、接触面積が大きく増加するので、コンタクト抵抗の低減を図ることができる。
【０１０５】また、第１の銅膜４０４におけるヴィアコンタクトＢの下側の領域にエレクトロマイグレーションによりボイドが形成されても、高融点金属膜である第１の窒化タングステン膜４０３はエレクトロマイグレーション耐性が非常に高いので、ヴィアコンタクトＢと下層配線Ａとの接続が確保され断線は起こらない。つまり、第２の銅膜４１１から第１の銅膜４０４に向かう電流は、第２の窒化タングステン膜４１０から第１の窒化タングステン膜４０３を経由して第１の銅膜４０４に流れるので、コンタクト抵抗は上昇するが断線は起こらない。従って、第４の実施形態に係る多層配線構造はエレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【０１０６】さらに、下層配線Ａの上部にバリア膜を形成する第１又は第２の実施形態に比べて、工程数を低減できるので、効率良くエレクトロマイグレーション耐性を向上させることができる。
【０１０７】尚、第４の実施形態においては、第１の銅膜４０４に対してドライエッチングを行なったが、これに代えて、第１の窒化タングステン膜４０３及び層間絶縁膜４０６に対して選択性を有するエッチング液を用いて、第１の銅膜４０４に対してウェットエッチングを行なってもよい。
【０１０８】（第４の実施形態の変形例）以下、第４の実施形態の変形例に係る多層配線構造及びその製造方法について、図９（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
【０１０９】図９（ａ）に示すように、第４の実施形態と同様にして、半導体基板４００の上に第１の絶縁膜４０１及び第２の絶縁膜４０２を順次形成した後、第２の絶縁膜４０２に、第１の窒化タングステン膜４０３及び第１の銅膜４０４からなる下層配線Ａを形成する。次に、第１の銅膜４０４及び第２の絶縁膜４０２の上に全面に亘って、第１の窒化シリコン膜４０５及び層間絶縁膜４０６を成膜し、その後、層間絶縁膜４０６を平坦化する。
【０１１０】次に、層間絶縁膜４０６にヴィアホール４０８及び配線溝４０９を形成した後、第１の窒化シリコン膜４０５及び第１の銅膜４０４に対して、層間絶縁膜４０６をマスクとすると共に塩素系のエッチングガスを用いるドライエッチングを行なって、第１の窒化タングステン膜４０３の底部を露出させる。
【０１１１】次に、図９（ｂ）に示すように、ヴィアホール４０８及び配線溝４０９の内部を含む層間絶縁膜４０６の上に全面に亘って、第２の窒化タングステン４１０及び第２の銅膜４１１を成膜した後、第２の窒化タングステン膜４１０及び第２の銅膜４１１における層間絶縁膜４０６の上に露出している部分をＣＭＰ法により除去して、第２の窒化タングステン膜４１０及び第２の銅膜４１１からなるヴィアコンタクトＢ及び上層配線Ｃを形成する。
【０１１２】次に、第２の銅膜４１１及び層間絶縁膜４０６の上に全面に亘って、銅の拡散防止膜となる第２の窒化シリコン膜４１２を成膜する。
【０１１３】第４の実施形態の変形例によると、ヴィアコンタクトＢを構成する第２の窒化タングステン膜４１０の底部と、下層配線Ａを構成する第１の窒化タングステン膜４０３の底部とが接続するため、第４の実施形態のように、ヴィアホール４０８の壁面が、第１の窒化タングステン膜４０３の内壁面と一致するか又は第１の窒化タングステン膜４０３の壁部の上に位置するように設定する必要がない。このため、広い配線幅を有する下層配線Ａの中央部の上にヴィアコンタクトＢを形成することができるので、ヴィアコンタクトＢのレイアウトに自由度が増す。
【０１１４】
【発明の効果】第１の多層配線構造によると、第１の高融点金属膜の膜厚を小さくすることができるため、下層配線の膜厚を小さくすることができると共に、下層配線を形成するためのレジストパターンの膜厚も小さくすることができるので、多層配線構造のより一層の微細化を実現することができる。
【０１１５】また、第１の金属膜におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、ヴィアコンタクトの第２の金属膜から下層配線の第１の金属膜に向かう電流は、第１の高融点金属膜から第２の高融点金属膜に向かうため、コンタクト抵抗が上昇しても断線は起こらないので、エレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【０１１６】第１の多層配線構造の製造方法によると、層間絶縁膜に形成されているヴィアホールの平面形状を拡大して、第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域をヴィアホールに露出させた後、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜するため、ヴィアコンタクトを構成する第２の高融点金属膜における側壁部から内側に張り出す張り出し部と、下層配線を構成する第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続している第１の多層配線構造を工程数の増加を招くことなく確実に製造することができる。
【０１１７】第２の多層配線構造の製造方法によると、層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対して、第１の高融点金属膜に対するエッチングレートが層間絶縁膜に対するエッチングレートよりも小さい条件でエッチングを行なうため、層間絶縁膜にヴィアホールを形成する際に、第１の高融点金属膜にヴィアホールの平面形状よりも小さい開口部を形成することができる。その後、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜するため、ヴィアコンタクトを構成する第２の高融点金属膜における側壁部から内側に張り出す張り出し部と、下層配線を構成する第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続している第１の多層配線構造を工程数の増加を招くことなく確実に製造することができる。
【０１１８】第２の多層配線構造によると、第１の金属膜におけるヴィアコンタクトの下側の領域がエレクトロマイグレーションによって無くなっても、下層配線の第１の金属膜からヴィアコンタクトの第２の金属膜に向かう電流は、第１の高融点金属膜から第２の高融点金属膜に向かうため、コンタクト抵抗が上昇しても断線は起こらないので、エレクトロマイグレーション耐性が向上する。
【０１１９】第３の多層配線構造の製造方法によると、層間絶縁膜及び絶縁膜に対して、層間絶縁膜及び絶縁膜に対するエッチングレートが第１の高融点金属膜に対するエッチングレートよりも大きい条件でエッチングを行なうため、層間絶縁膜にヴィアホールの底部が絶縁膜の内部に位置するようにヴィアホールを形成することができると共に、第１の高融点金属膜の側壁部をヴィアホールの底部に露出させることができる。その後、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜するため、第２の高融点金属膜におけるヴィアコンタクトの底部を構成する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部とが接続している第２の多層配線構造を、工程数の増加を招くことなく確実に製造することができる。
【０１２０】第４の多層配線構造の製造方法によると、層間絶縁膜及び第１の金属膜に対して順次エッチングを行なって、層間絶縁膜に該ヴィアホールの底部が第１の金属膜の内部に位置するようにヴィアホールを形成した後、ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜するため、第２の高融点金属膜におけるヴィアコンタクトの底部を構成する部分と、第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とが接続している第２の多層配線構造を、工程数の増加を招くことなく確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る多層配線構造の断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は第１の実施形態に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る多層配線構造の効果を説明する断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は第２の実施形態に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図５】第３の実施形態に係る多層配線構造の断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は第３の実施形態に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図７】第３の実施形態に係る多層配線構造の効果を説明する断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は第４の実施形態に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は第４の実施形態の変形例に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は第１の従来例に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１１】第２の従来例に係る多層配線構造の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は第３の従来例に係る多層配線構造の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第１の従来例、第２の従来例及び第３の従来例に係る多層配線構造における時間の経過に伴う抵抗上昇率を示す図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第２の従来例、第１の従来例及び第３の従来例に係る多層配線構造において、エレクトロマイグレーションによってボイドが形成されたときの電流の流れを説明する断面図である。
【符号の説明】
Ａ 下層配線
Ｂ ヴィアコンタクト
Ｃ 上層配線
１００ 半導体基板
１０１ 絶縁膜
１０２ 第１のチタニウム膜
１０３ 第１の窒化チタン膜
１０４ 第１のＡｌ−Ｃｕ膜
１０５ 第２のチタニウム膜
１０６ 第２の窒化チタン膜
１０７ 層間絶縁膜
１０８ ヴィアホール
１０９ 第１の密着層
１１０ 第２の密着層
１１１ タングステンプラグ
１１２ 第３のチタニウム膜
１１３ 第３の窒化チタン膜
１１４ 第２のＡｌ−Ｃｕ膜
１１５ 第４のチタニウム膜
１１６ 第４の窒化チタン膜
１２０ ボイド
２００ 半導体基板
２０１ 絶縁膜
２０２ 第１のチタニウム膜
２０３ 第１の窒化チタン膜
２０４ 第１のＡｌ−Ｃｕ膜
２０５ 第２のチタニウム膜
２０６ 第２の窒化チタン膜
２０７ 層間絶縁膜
２０８ レジストパターン
２０９ ヴィアホール
２１０ ポリマー
２１１ 第１の密着層
２１２ 第２の密着層
２１３ タングステンプラグ
３００ 半導体基板
３０１ 第１の絶縁膜
３０２ 第２の絶縁膜
３０３ 第１の窒化タンタル膜
３０４ 第１の銅膜
３０５ 第１の窒化シリコン膜
３０６ 層間絶縁膜
３０７ 第２の窒化タンタル膜
３０８ 第２の銅膜
３０９ 第２の窒化シリコン膜
３１０ 配線溝
３１１ 第２のレジストパターン
３１２ ヴィアホール
３１３ シード層
３２０ ボイド
４００ 半導体基板
４０１ 第１の絶縁膜
４０２ 第２の絶縁膜
４０３ 第１の窒化タングステン膜
４０４ 第１の銅膜
４０５ 第１の窒化シリコン膜
４０６ 層間絶縁膜
４０７ 第１のレジストパターン
４０８ ヴィアホール
４０９ 配線溝
４１０ 第２の窒化タングステン膜
４１１ 第２の銅膜
４１２ 第２の窒化シリコン膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造であって、前記下層配線は、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有し、前記ヴィアコンタクトは、第２の金属膜及び該第２の金属膜の側壁面及び底面を覆う第２の高融点金属膜を有し、前記第１の高融点金属膜は、前記ヴィアコンタクトの下側において前記ヴィアコンタクトの平面形状よりも小さい開口部を有し、前記第２の高融点金属膜は、その側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部を有し、前記第２の高融点金属膜の張り出し部と、前記第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続していることを特徴とする多層配線構造。
【請求項２】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法であって、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、前記下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対してエッチングを行なって、前記層間絶縁膜にヴィアホールを形成すると共に前記第１の高融点金属膜に開口部を形成する工程と、前記ヴィアホールの平面形状を拡大して、前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域を前記ヴィアホールに露出させる工程と、前記ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域の上に、前記第２の高融点金属膜の側壁部の下端から内側に張り出すと共に前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域と接続する張り出し部を形成する工程と、前記第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、前記第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えていることを特徴とする多層配線構造の製造方法。
【請求項３】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法であって、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、前記下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対して、前記第１の高融点金属膜に対するエッチングレートが前記層間絶縁膜に対するエッチングレートよりも小さい条件でエッチングを行なって、前記層間絶縁膜にヴィアホールを形成すると共に、前記第１の高融点金属膜に前記ヴィアホールの平面形状よりも小さい開口部を形成する工程と、前記ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域の上に、前記第２の高融点金属膜の側壁部の下端から内側に張り出すと共に前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域と接続する張り出し部を形成する工程と、前記第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、前記第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えていることを特徴とする多層配線構造の製造方法。
【請求項４】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造であって、前記下層配線は、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有し、前記ヴィアコンタクトは、第２の金属膜及び該第２の金属膜の側壁面及び底面を覆う第２の高融点金属膜を有し、前記ヴィアコンタクトの底部は、前記下層配線の上面よりも下側に位置しており、前記第２の高融点金属膜における前記ヴィアコンタクトの底部を構成する部分と、前記第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とが接続していることを特徴とする多層配線構造。
【請求項５】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法であって、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、前記下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜及び絶縁膜に対して、前記層間絶縁膜及び絶縁膜に対するエッチングレートが前記第１の高融点金属膜に対するエッチングレートよりも大きい条件でエッチングを行なって、前記層間絶縁膜にヴィアホールを該ヴィアホールの底部が前記絶縁膜の内部に位置するように形成すると共に、前記第１の高融点金属膜の側壁部を前記ヴィアホールの底部に露出させる工程と、前記ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、前記第２の高融点金属膜における前記ヴィアホールの底部に位置する部分と、前記第１の高融点金属膜の側壁部とを接続させる工程と、前記第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、前記第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えていることを特徴とする多層配線構造の製造方法。
【請求項６】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法であって、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、前記下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜及び第１の金属膜に対して順次エッチングを行なって、前記層間絶縁膜にヴィアホールを該ヴィアホールの底部が前記第１の金属膜の内部に位置するように形成する工程と、前記ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、前記第２の高融点金属膜における前記ヴィアホールの底部に位置する部分と、前記第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とを接続させる工程と、前記第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、前記第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えていることを特徴とする多層配線構造の製造方法。
【請求項１】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造であって、前記下層配線は、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有し、前記ヴィアコンタクトは、第２の金属膜及び該第２の金属膜の側壁面及び底面を覆う第２の高融点金属膜を有し、前記第１の高融点金属膜は、前記ヴィアコンタクトの下側において前記ヴィアコンタクトの平面形状よりも小さい開口部を有し、前記第２の高融点金属膜は、その側壁部の下端から内側に張り出す張り出し部を有し、前記第２の高融点金属膜の張り出し部と、前記第１の高融点金属膜における開口部の周辺領域とが接続していることを特徴とする多層配線構造。
【請求項２】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法であって、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、前記下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対してエッチングを行なって、前記層間絶縁膜にヴィアホールを形成すると共に前記第１の高融点金属膜に開口部を形成する工程と、前記ヴィアホールの平面形状を拡大して、前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域を前記ヴィアホールに露出させる工程と、前記ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域の上に、前記第２の高融点金属膜の側壁部の下端から内側に張り出すと共に前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域と接続する張り出し部を形成する工程と、前記第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、前記第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えていることを特徴とする多層配線構造の製造方法。
【請求項３】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法であって、第１の金属膜及び該第１の金属膜の上に形成された第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、前記下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜及び第１の高融点金属膜に対して、前記第１の高融点金属膜に対するエッチングレートが前記層間絶縁膜に対するエッチングレートよりも小さい条件でエッチングを行なって、前記層間絶縁膜にヴィアホールを形成すると共に、前記第１の高融点金属膜に前記ヴィアホールの平面形状よりも小さい開口部を形成する工程と、前記ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域の上に、前記第２の高融点金属膜の側壁部の下端から内側に張り出すと共に前記第１の高融点金属膜における前記開口部の周辺領域と接続する張り出し部を形成する工程と、前記第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、前記第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えていることを特徴とする多層配線構造の製造方法。
【請求項４】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造であって、前記下層配線は、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有し、前記ヴィアコンタクトは、第２の金属膜及び該第２の金属膜の側壁面及び底面を覆う第２の高融点金属膜を有し、前記ヴィアコンタクトの底部は、前記下層配線の上面よりも下側に位置しており、前記第２の高融点金属膜における前記ヴィアコンタクトの底部を構成する部分と、前記第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とが接続していることを特徴とする多層配線構造。
【請求項５】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法であって、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、前記下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜及び絶縁膜に対して、前記層間絶縁膜及び絶縁膜に対するエッチングレートが前記第１の高融点金属膜に対するエッチングレートよりも大きい条件でエッチングを行なって、前記層間絶縁膜にヴィアホールを該ヴィアホールの底部が前記絶縁膜の内部に位置するように形成すると共に、前記第１の高融点金属膜の側壁部を前記ヴィアホールの底部に露出させる工程と、前記ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、前記第２の高融点金属膜における前記ヴィアホールの底部に位置する部分と、前記第１の高融点金属膜の側壁部とを接続させる工程と、前記第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、前記第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えていることを特徴とする多層配線構造の製造方法。
【請求項６】 下層配線と上層配線とがヴィアコンタクトにより接続された多層配線構造の製造方法であって、絶縁膜に埋め込まれた、第１の金属膜及び該第１の金属膜の側壁面及び底面を覆う第１の高融点金属膜を有する下層配線を形成する工程と、前記下層配線の上に層間絶縁膜を形成した後、前記層間絶縁膜及び第１の金属膜に対して順次エッチングを行なって、前記層間絶縁膜にヴィアホールを該ヴィアホールの底部が前記第１の金属膜の内部に位置するように形成する工程と、前記ヴィアホールの底部及び側壁部に第２の高融点金属膜を成膜して、前記第２の高融点金属膜における前記ヴィアホールの底部に位置する部分と、前記第１の高融点金属膜の側壁部又は底部とを接続させる工程と、前記第２の高融点金属膜の内側に第２の金属膜を充填して、前記第２の金属膜及び第２の高融点金属膜を有するヴィアコンタクトを形成する工程とを備えていることを特徴とする多層配線構造の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図１１】
【図４】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図１１】
【図４】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００１−４４２８０（Ｐ２００１−４４２８０Ａ）
【公開日】平成１３年２月１６日（２００１．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−２１１６４０
【出願日】平成１１年７月２７日（１９９９．７．２７）
【出願人】（０００００５８４３）松下電子工業株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年２月１６日（２００１．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年７月２７日（１９９９．７．２７）
【出願人】（０００００５８４３）松下電子工業株式会社 (43)
【Ｆターム（参考）】
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