JP2000068269A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大電流を流す場合や長期間使用する場合の信
頼性が高く、かつ、腐食に対する信頼性の高い配線を備
えた半導体装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 銅配線層３０と、銅配線層３０に比べ酸
素による腐食の少ないアルミ配線層３２を銅配線層３０
の上に形成した積層構造の配線層３３を形成する。した
がって、配線層３３が銅配線層３０を有するため、エレ
クトロマイグレーションによる断線が生じ難く、大電流
を流す場合や長期間使用する場合の信頼性を向上させる
ことができる。また、配線層３３形成後に配線層３３が
露出した状態で酸素を含む雰囲気中における処理を行な
う場合でも、配線層３３が腐食されにくい。すなわち、
大電流を流す場合や長期間使用する場合の信頼性が高
く、かつ、腐食に対する信頼性の高い配線層３３を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
び半導体装置の製造方法に関し、特に、半導体装置の内
部配線を形成する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩチップの内部配線としてアルミ配
線が用いられている。アルミニウム（Ａl）は、比較的
低温で金（Ａu）との間で合金を形成することができる
ため、金ワイヤをボンディングする際の信頼性が高い。
しかし、アルミ配線はエレクトロマイグレーションによ
る断線が生じやすいことから、大電流を流す場合や長期
間使用する場合の信頼性が低い。

【０００３】このため、ＬＳＩチップ内部の配線として
銅や銅合金を用いた技術が提案されている。配線として
銅や銅合金を用いれば、エレクトロマイグレーションに
よる断線が生じ難いので、大電流を流す場合や長期間使
用する場合の信頼性を向上させることができる。

【０００４】図７Ａ〜図８Ｂに、配線として銅を用いた
場合の従来の製造工程の一部を示す。まず、図７Ａに示
すように、層間膜２の上部に配線溝２ａを設け、この上
に窒化チタン（ＴiＮ）等により構成されたバリアメタ
ル層４と銅配線層６を、この順に形成する。つぎに、図
７Ｂに示すように、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法等を
用いて、バリアメタル層４と銅配線層６のうち不要部分
を除去することにより、配線８を形成する。

【０００５】つぎに、銅配線層６の結晶粒を調整するた
めのアニール処理や結晶欠陥を除去するための水素を用
いた加熱処理などの低温熱処理を行なう。この後、図７
Ｃに示すように、この上にパッシベーション膜１０を形
成する。

【０００６】つぎに、図８Ａに示すように、パッシベー
ション膜１０上に所定形状のレジスト１２を形成し、レ
ジスト１２をマスクとして、エッチングを行なうことに
より、配線８の一部表面をパッド部８ａとして露出させ
る。つぎに、アッシング処理によりレジスト１２を除去
した後、図８Ｂに示すように、パッド部８ａに、ワイヤ
１４をボンディングする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銅や銅
合金を用いた配線を製造する方法には、次のような問題
がある。上述のアニール処理や水素を用いた加熱処理
は、不活性ガス雰囲気中で行なわれるが、実際には若干
の酸素を巻き込んでしまう。一方、銅や銅合金は、アル
ミニウムに比べ、酸素等により腐食されやすい。このた
め、銅配線層６が露出した状態（図７Ｂ参照）で行なわ
れる上述の低温熱処理において、露出した銅配線層６が
酸素により腐食され、最悪の場合、配線の切断に至る。

【０００８】さらに、上述のアッシング処理は酸素プラ
ズマを用いて行なわれるため、レジスト１２をアッシン
グにより除去する際、露出したパッド部８ａ（図８Ａ参
照）が酸素により腐食されてしまう。

【０００９】すなわち、従来の銅や銅合金を用いた配線
を製造する方法には、配線を腐食させ配線の信頼性を低
下させるという問題点があった。

【００１０】この発明は、このような問題点を解決し、
大電流を流す場合や長期間使用する場合の信頼性が高
く、かつ、腐食に対する信頼性の高い配線を備えた半導
体装置およびその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段、発明の作用および効果】
請求項１および請求項６の半導体装置の製造方法におい
ては、銅を含む第１の導電体層を形成するとともに、第
１の導電体層に比べ銅腐食性物質を含む雰囲気中におけ
る腐食の少ない第２の導電体層を第１の導電体層の上に
形成することにより、第１の導電体層と、第１の導電体
層を実質的に覆う第２の導電体層と、を備えた積層構造
の配線層を形成することを特徴とする。

【００１２】したがって、配線層が銅を含む第１の導電
体層を有するため、エレクトロマイグレーションによる
断線が生じ難く、大電流を流す場合や長期間使用する場
合の信頼性を向上させることができる。

【００１３】また、第１の導電体層に比べ銅腐食性物質
による腐食の少ない第２の導電体層を第１の導電体層の
上に形成した積層構造の配線層を形成するようにしたの
で、配線層形成後に配線層が露出した状態で銅腐食性物
質を含む雰囲気中における処理を行なう場合でも、配線
層が腐食されにくい。

【００１４】すなわち、大電流を流す場合や長期間使用
する場合の信頼性が高く、かつ、腐食に対する信頼性の
高い配線を得ることができる。

【００１５】請求項２の半導体装置の製造方法において
は、絶縁膜を形成する工程と、エッチングにより絶縁膜
に所定パターンの配線用凹部を形成する工程と、配線用
凹部内に所定パターンの第１の導電体層を形成する工程
と、所定パターンに形成された第１の導電体層および絶
縁膜上に、第２の導電体層を形成する工程と、エッチン
グにより第２の導電体層を所定パターンに形成する工程
とを備え、エッチングにより第２の導電体層を所定パタ
ーンに形成する工程に用いるマスクとして、エッチング
により絶縁膜に所定パターンの配線用凹部を形成する工
程に用いたマスクを反転したパターンのマスクを用いる
ことを特徴とする。

【００１６】したがって、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）
法を用いて配線層を形成することで、異方性エッチング
が困難な銅を含む配線層を微細加工することが可能とな
る。

【００１７】また、第２の導電体層を所定パターンに形
成する工程に用いるマスクとして、絶縁膜に所定パター
ンの配線用凹部を形成する工程に用いたマスクを反転し
たパターンのマスクを用いることで、容易かつ完全に第
１の導電体層を実質的に覆う第２の導電体層を形成する
ことができる。

【００１８】請求項３の半導体装置の製造方法において
は、絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜に所定パターンの
配線用凹部を形成する工程と、配線用凹部を含む絶縁膜
上にバリアメタル層を形成する工程と、バリアメタル層
の上に、第１の導電体層を形成する工程と、配線用凹部
以外の部分のバリアメタル層が露出するまで第１の導電
体層を研磨により除去することで、第１の導電体層を所
定パターンに形成する工程と、所定パターンに形成され
た第１の導電体層および露出したバリアメタル層上に、
第２の導電体層を形成する工程と、第２の導電体層およ
び露出したバリアメタル層を所定パターンに形成する工
程とを備えたことを特徴とする。

【００１９】したがって、銅を含む第１の導電体層と絶
縁膜との間にバリアメタル層を形成することにより、銅
が絶縁層に拡散するのを防止することができる。

【００２０】また、研磨により所定パターンの第１の導
電体層を形成する工程においては、第１の導電体層に比
し研磨し難いバリアメタル層を研磨することなく放置
し、その後、第２の導電体層を所定パターンに形成する
際、同時にバリアメタル層を所定パターンに形成するよ
うにしたので、研磨により所定パターンの第１の導電体
層を形成する工程において、第１の導電体層にディッシ
ングが生ずることが少なくなる。したがって、より均一
な厚さの配線層を得ることができる。

【００２１】すなわち、配線層に含まれる銅が絶縁層に
拡散するのを防止することができ、かつ、ディッシング
の生じにくいより均一な厚さの配線層を得ることができ
る。

【００２２】請求項４の半導体装置の製造方法において
は、銅腐食性物質を含む雰囲気中で行なう処理は、配線
層が露出した状態における低温加熱処理であることを特
徴とする。

【００２３】したがって、たとえば、第１の配線層の結
晶粒を調整するためのアニール処理や結晶欠陥を除去す
るための水素を用いた加熱処理などの低温熱処理を行な
う場合、第１の配線層は第２の配線層に覆われているた
め、巻き込まれた酸素により第１の配線層が腐食される
ことはない。

【００２４】請求項５の半導体装置の製造方法において
は、銅腐食性物質を含む雰囲気中で行なう処理は、配線
層が露出した状態におけるフォトレジストの灰化処理で
あることを特徴とする。

【００２５】したがって、たとえば、配線層のうち外部
配線のためのパッド部を露出させる工程等に用いるフォ
トレジストを酸素プラズマを用いて灰化処理するような
場合であっても、第１の配線層は第２の配線層に覆われ
ているため、酸素により第１の配線層が腐食されること
はない。

【００２６】請求項７の半導体装置の製造方法において
は、第２の導電体層は、アルミニウムまたはアルミニウ
ム合金により構成された金属層であることを特徴とす
る。

【００２７】したがって、第１の導電体層に比べ金との
合金化が容易なアルミニウムまたはアルミニウム合金に
より構成された金属層で第１の導電体層を覆う積層構造
の配線層を形成するようにしたので、配線層のうち外部
配線のためのパッド部において、金（Ａu）ワイヤを容
易かつ確実に接続することができる。

【００２８】請求項８の半導体装置においては、配線層
を、銅または実質的にアルミニウムを含まない銅合金に
より構成された第１の導電体層と、アルミニウムまたは
アルミニウム合金により構成され第１の導電体層を実質
的に覆うように配置された第２の導電体層と、を備えた
積層構造としたことを特徴とする。

【００２９】したがって、配線層が、銅または実質的に
アルミニウムを含まない銅合金により構成された第１の
導電体層を有するため、エレクトロマイグレーションに
よる断線が生じ難く、大電流を流す場合や長期間使用す
る場合の信頼性を向上させることができる。

【００３０】また、第１の導電体層に比し耐湿性や耐食
性に優れるアルミニウムまたはアルミニウム合金により
構成された第２の導電体層で第１の導電体層を実質的に
覆うようにしたので、配線層自体の耐湿性や耐食性が高
い。

【００３１】すなわち、大電流を流す場合や長期間使用
する場合の信頼性が高く、かつ、耐湿性や耐食性の高い
半導体装置を得ることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図６にこの発明の一実施形態によ
る半導体装置１８の断面構成の一部を示す。半導体装置
１８は、絶縁膜である層間膜２４上部に形成された配線
層３３を備えている。配線層３３は、バリアメタル層２
８、第１の導電体層である銅配線層３０、別のバリアメ
タル層３１および第２の導電体層であるアルミ配線層３
２を備えている。

【００３３】銅配線層３０は、銅または実質的にアルミ
ニウムを含まない銅合金、たとえば、銅・マグネシウム
（Ｃu−Ｍg）合金等により構成され、層間膜２４上部に
形成された配線用凹部２４ａ内に、バリアメタル層２８
を介して形成されている。

【００３４】銅・マグネシウム（Ｃu−Ｍg）合金の成分
比は特に限定されるものではないが、たとえば、マグネ
シウムの比率を、約１パーセント程度ないし約５パーセ
ント程度にするとよい。

【００３５】銅配線層３０およびバリアメタル層２８の
上面を覆うように、バリアメタル層３１を介して、アル
ミ配線層３２が形成されている。アルミ配線層３２は、
アルミニウムまたはアルミニウム合金、たとえば、アル
ミニウム・シリコン（Ａl−Ｓi）合金、アルミニウム・
シリコン・銅（Ａl−Ｓi−Ｃu）合金、アルミニウム・
銅（Ａl−Ｃu）合金等により構成されている。

【００３６】アルミニウム・シリコン（Ａl−Ｓi）合金
の成分比は特に限定されるものではないが、たとえば、
シリコンの比率を、約０．５パーセント程度ないし約２
パーセント程度にするとよい。

【００３７】また、アルミニウム・シリコン・銅（Ａl
−Ｓi−Ｃu）合金の成分比は特に限定されるものではな
いが、たとえば、シリコンの比率を、約０．５パーセン
ト程度ないし約１．５パーセント程度とし、銅の比率
を、約０．５パーセント程度ないし約１．５パーセント
程度にするとよい。

【００３８】また、アルミニウム・銅（Ａl−Ｃu）合金
の成分比は特に限定されるものではないが、たとえば、
銅の比率を、約０．５パーセント程度ないし約３パーセ
ント程度にするとよい。

【００３９】配線層３３および層間膜２４を覆うよう
に、パッシベーション膜３６が形成されている。パッシ
ベーション膜３６には、配線層３３のパッド部３３ａに
到達する開口３６ａが設けられている。パッド部３３ａ
には、金（Ａu）で構成されたワイヤ４０が接続されて
いる。

【００４０】なお、層間膜２４の下部には、別の層間膜
２０が形成されており、層間膜２０の上部には、別の配
線層２２が形成されている。配線層２２と配線層３３と
は、コンタクトホール２４ｂを介して接続されている。

【００４１】このように、半導体装置１８は、配線層３
３を、銅配線層３０と、銅配線層３０を実質的に覆うよ
うに配置されたアルミ配線層３２とを備えた積層構造と
している。

【００４２】したがって、配線層３３が銅配線層３０を
有するため、エレクトロマイグレーションによる断線が
生じ難く、大電流を流す場合や長期間使用する場合の信
頼性を向上させることができる。

【００４３】また、銅配線層３０に比し耐湿性や耐食性
に優れるアルミ配線層３２で銅配線層３０を実質的に覆
うようにしたので、配線層３３自体の耐湿性や耐食性が
高い。つまり、図６のように、パッド部３３ａが露出し
ているにも拘らず、耐湿性や耐食性を確保することがで
きる。

【００４４】すなわち、この半導体装置１８は、大電流
を流す場合や長期間使用する場合の信頼性が高く、か
つ、耐湿性や耐食性が高い。

【００４５】図１Ａないし図５Ｂは、半導体装置１８を
製造する方法を説明するための断面図である。図１Ａな
いし図５Ｂおよび図６に基づいて、半導体装置１８の製
造方法を説明する。

【００４６】図１Ａに示すように、まず、半導体基板
（図示せず）に設けられた層間膜２０の上部に配線層２
２を形成したものを用意する。配線層２２は、どのよう
にして形成してもよいが、たとえば、ＣＭＰ（化学的機
械的研磨）法等を用いて形成する。配線層２２の材質は
特に限定しないが、たとえば、下面および側面をバリア
メタル層で覆った銅または銅合金の層により構成するこ
とができる。

【００４７】つぎに、この上に層間膜２４を形成する。
層間膜２４は、たとえば、シリコン酸化物をＣＶＤ法
（化学的気相成長法）等を用いて堆積させることにより
形成する。

【００４８】つぎに、図１Ｂに示すように、層間膜２４
の上部に配線用凹部２４ａを形成する。配線用凹部２４
ａを形成するには、層間膜２４の上部に所定形状のフォ
トレジスト２６を形成し、フォトレジスト２６をマスク
として、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行なえば
よい。

【００４９】その後、フォトレジスト２６を除去し、別
のフォトレジスト（図示せず）を用いて、図２Ａに示す
ように、コンタクトホール２４ｂを形成する。

【００５０】つぎに、この上に、図２Ｂに示すように、
バリアメタル層２８を形成する。バリアメタル層２８の
材質は特に限定するものではないが、たとえば、窒化チ
タン（ＴiＮ）、窒化タンタル（ＴaＮ）、窒化タングス
テン（ＷＮ）等を用いればよい。また、バリアメタル層
２８の形成方法は特に限定するものではないが、たとえ
ば、スパッタリング法や、ＣＶＤ法を用いればよい。

【００５１】つぎに、バリアメタル層２８の上に、図３
Ａに示すように、銅配線層３０を形成する。銅配線層３
０の形成方法は特に限定するものではないが、たとえ
ば、めっき法や、ＣＶＤ法を用いて形成することができ
る。

【００５２】このように、銅配線層３０（銅を含む第１
の導電体層）と層間膜２４（絶縁膜）との間にバリアメ
タル層２８を形成することで、銅配線層３０の銅が層間
膜２４に拡散するのを防止することができ、好都合であ
る。

【００５３】つぎに、ＣＭＰ法を用いて、銅配線層３０
を上から研磨する。研磨は、図３Ｂに示すように、配線
用凹部２４ａ以外の部分に形成されたバリアメタル層２
８の上面が露出した時点で終了する。この研磨工程によ
って、銅配線層３０が所定形状にパタニングされる。

【００５４】つぎに、図４Ａに示すように、この上に、
別のバリアメタル層３１およびアルミ配線層３２をこの
順に重ねて形成する。バリアメタル層３１の材質および
形成方法は特に限定するものではないが、たとえば、前
述のバリアメタル層２８の材質と同様の材質を用い、バ
リアメタル層２８と同様の形成方法を用いて形成するこ
とができる。また、アルミ配線層３２の形成方法は特に
限定するものではないが、たとえば、スパッタリング法
等を用いて形成する。

【００５５】このように、銅配線層３０（銅を含む第１
の導電体層）とアルミ配線層３２（第２の導電体層）と
の間にバリアメタル層３１を形成することで、銅配線層
３０の銅とアルミ配線層３２のアルミニウムとの相互接
触による合金化を防止することができ、好都合である。

【００５６】つぎに、図４Ｂに示すように、アルミ配線
層３２、バリアメタル層３１およびバリアメタル層２８
を所定形状にパタニングする。アルミ配線層３２、バリ
アメタル層３１およびバリアメタル層２８を所定形状に
パタニングするには、アルミ配線層３２の上部に所定形
状のフォトレジスト３４を形成し、フォトレジスト３４
をマスクとして、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を
行なえばよい。このフォトレジスト３４は、前述の配線
用凹部２４ａを形成する際に用いたフォトレジスト２６
（図１Ｂ参照）を反転したパターンのフォトレジストで
ある。

【００５７】このようにして、バリアメタル層２８、銅
配線層３０、バリアメタル層３１、アルミ配線層３２を
この順に積層した構造の配線層３３が形成される。

【００５８】配線層３３を形成した後、銅配線層３０の
結晶粒を調整するためのアニール処理や結晶欠陥を除去
するための水素を用いた加熱処理などの低温熱処理を行
なう。これらの処理は不活性ガス雰囲気中で行なわれる
が、実際には、銅腐食性物質である酸素を若干巻き込ん
でしまう。

【００５９】つぎに、図５Ａに示すように、配線層３３
および層間膜２４を覆うようにパッシベーション膜３６
を形成する。パッシベーション膜３６の材質は特に限定
されるものではないが、たとえば、シリコン窒化膜等を
用いればよい。また、パッシベーション膜３６の形成方
法は特に限定されるものではないが、たとえば、ＣＶＤ
法等を用いることができる。

【００６０】つぎに、図５Ｂに示すように、パッシベー
ション膜３６上に所定形状のフォトレジスト３８を形成
し、フォトレジスト３８をマスクとして、ＲＩＥを行な
うことにより、パッシベーション膜３６に開口３６ａを
設ける。これにより、配線層３３の一部表面が露出す
る。この露出した部分がパッド部３３ａである。

【００６１】つぎに、アッシング処理（灰化処理）によ
りレジスト３８を除去する。アッシング処理は、酸素プ
ラズマを用いて行なう。

【００６２】つぎに、図６に示すように、パッド部３３
ａに、ワイヤ４０をボンディングする。このようにし
て、半導体装置１８を製造する。

【００６３】このように、この製造方法においては、銅
配線層３０を形成するとともに、銅配線層３０に比べ酸
素による腐食の少ないアルミ配線層３２を銅配線層３０
の上に形成することにより、銅配線層３０と、この銅配
線層３０を実質的に覆うアルミ配線層３２と、を備えた
積層構造の配線層３３を形成するようにしている。

【００６４】したがって、配線層３３が銅配線層３０を
有するため、エレクトロマイグレーションによる断線が
生じ難く、大電流を流す場合や長期間使用する場合の信
頼性を向上させることができる。

【００６５】また、銅配線層３０に比べ酸素による腐食
の少ないアルミ配線層３２を銅配線層３０の上に形成し
た積層構造の配線層３３を形成するようにしたので、配
線層３３形成後に配線層３３が露出した状態で酸素を含
む雰囲気中における処理を行なう場合でも、配線層３３
が腐食されにくい。

【００６６】すなわち、大電流を流す場合や長期間使用
する場合の信頼性が高く、かつ、腐食に対する信頼性の
高い配線層３３を得ることができる。

【００６７】また、この製造方法においては、層間膜２
４を形成する工程と、エッチングにより層間膜２４に所
定パターンの配線用凹部２４ａを形成する工程と、配線
用凹部２４ａ内に所定パターンの銅配線層３０を形成す
る工程と、所定パターンに形成された銅配線層３０およ
び層間膜２４上に、アルミ配線層３２を形成する工程
と、エッチングによりアルミ配線層３２を所定パターン
に形成する工程とを備え、エッチングによりアルミ配線
層３２を所定パターンに形成する工程に用いるフォトレ
ジスト３４として、エッチングにより層間膜２４に所定
パターンの配線用凹部２４ａを形成する工程に用いたフ
ォトレジスト２６を反転したパターンのフォトレジスト
を用いるようにしている。

【００６８】すなわち、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法
を用いて配線層３３を形成することで、異方性エッチン
グが困難な銅を含む配線層３３を微細加工することが可
能となる。

【００６９】また、アルミ配線層３２を所定パターンに
形成する工程に用いるフォトレジスト３４として、層間
膜２４に所定パターンの配線用凹部２４ａを形成する工
程に用いたフォトレジスト２６を反転したパターンのフ
ォトレジストを用いることで、容易かつ完全に銅配線層
３０を実質的に覆うアルミ配線層３２を形成することが
できる。

【００７０】また、この製造方法においては、層間膜２
４を形成する工程と、層間膜２４に所定パターンの配線
用凹部２４ａを形成する工程と、配線用凹部２４ａを含
む層間膜２４上にバリアメタル層２８を形成する工程
と、バリアメタル層２８の上に、銅配線層３０を形成す
る工程と、配線用凹部２４ａ以外の部分のバリアメタル
層２８が露出するまで銅配線層３０を研磨により除去す
ることで、銅配線層３０を所定パターンに形成する工程
と、所定パターンに形成された銅配線層３０および露出
したバリアメタル層２８上に、アルミ配線層３２を形成
する工程と、アルミ配線層３２および露出したバリアメ
タル層２８を所定パターンに形成する工程とを備えてい
る。

【００７１】したがって、銅配線層３０と層間膜２４と
の間にバリアメタル層２８形成することにより、銅配線
層３０に含まれる銅が層間膜２４に拡散するのを防止す
ることができる。

【００７２】また、研磨により所定パターンの銅配線層
３０を形成する工程においては、銅配線層３０に比し研
磨し難いバリアメタル層２８を研磨することなく放置
し、その後、アルミ配線層３２を所定パターンに形成す
る際、同時にバリアメタル層２８を所定パターンに形成
するようにしたので、研磨により所定パターンの銅配線
層３０を形成する工程において、銅配線層３０にディッ
シングが生ずることが少なくなる。したがって、より均
一な厚さの配線層３３を得ることができる。

【００７３】すなわち、配線層３３に含まれる銅が層間
膜２４に拡散するのを防止することができ、かつ、ディ
ッシングの生じにくいより均一な厚さの配線層３３を得
ることができる。

【００７４】ちなみに、従来の製造方法によれば、図７
Ｂに示すように、ＣＭＰ法を用いて、バリアメタル層４
と銅配線層６の不要部分を同時に除去している。上述の
ように、バリアメタル層４に比し銅配線層６の方が研磨
されやすいので、このような従来の方法では、銅配線層
６の上部にディッシング（さら状の凹部）６ａが生じて
しまう。特に、パッド部８ａのように配線の投影面積が
大きい部分では、ディッシングが深くなる。このため、
配線８の厚さがかなり薄い部分が生じ、配線の信頼性が
低下する等の不都合が生ずることとなる。

【００７５】また、本実施形態による製造方法において
は、酸素を含む雰囲気中で行なう処理として、配線層３
３が露出した状態における低温加熱処理が含まれる。

【００７６】したがって、銅配線層３０の結晶粒を調整
するためのアニール処理や結晶欠陥を除去するための水
素を用いた加熱処理などの低温熱処理を行なう場合、銅
配線層３０はアルミ配線層３２に覆われているため、こ
のような処理の際に巻き込まれた酸素により銅配線層３
０が腐食されることはない。

【００７７】また、この製造方法においては、酸素を含
む雰囲気中で行なう処理として、配線層３３が露出した
状態におけるフォトレジストのアッシング処理が含まれ
る。

【００７８】したがって、外部配線であるワイヤ４０を
ボンディングするためのパッド部３３ａを露出させる工
程等に用いるフォトレジスト３８を酸素プラズマを用い
てアッシング処理するような場合であっても、銅配線層
３０はアルミ配線層３２に覆われているため、露出した
銅配線層３０が酸素により腐食されることはない。

【００７９】また、この製造方法においては、アルミ配
線層３２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によ
り構成されている。

【００８０】したがって、銅配線層３０に比べ金（Ａ
u）との合金化が容易なアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金により構成されたアルミ配線層３２で銅配線層３
０を覆う積層構造の配線層３３を形成するようにしたの
で、パッド部３３ａにおいて、金（Ａu）により構成さ
れたワイヤ４０を容易かつ確実にボンディングすること
ができる。

【００８１】なお、上述の実施形態においては、銅腐食
性物質を含む雰囲気中で行なう処理として、低温加熱処
理やフォトレジストの灰化処理を例示したが、この発明
における銅腐食性物質を含む雰囲気中で行なう処理は、
これに限定されるものではない。

【００８２】また、上述の実施形態においては、バリア
メタル層２８およびバリアメタル層３１を持つ配線層に
ついて説明したが、この発明は、バリアメタル層２８お
よびバリアメタル層３１のいずれか一方または双方を持
たない配線層にも適用することができる。

【００８３】また、上述の実施形態においては、第２の
導電体層として、アルミニウムまたはアルミニウム合金
により構成された金属層を例に説明したが、第２の導電
体層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金により構
成された金属層に限定されるものではない。第２の導電
体層は、要は、第１の導電体層に比べ銅腐食性物質を含
む雰囲気中における腐食の少ない導電体層であればよ
い。

【００８４】また、上述の実施形態においては、銅腐食
性物質として酸素を例示したが、銅腐食性物質は、酸素
に限定されるものではない。

【００８５】また、上述の実施形態においては、ＣＭＰ
法を用いて配線層を形成する場合を例に説明したが、こ
の発明はこれに限定されるものではない。ＣＭＰ法以外
の方法を用いて配線層を形成する場合にも、この発明を
適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１Ａないし図１Ｂは、この発明の一実施形態
による半導体装置１８の製造方法を説明するための断面
図である。

【図２】図２Ａないし図２Ｂは、この発明の一実施形態
による半導体装置１８の製造方法を説明するための断面
図である。

【図３】図３Ａないし図３Ｂは、この発明の一実施形態
による半導体装置１８の製造方法を説明するための断面
図である。

【図４】図４Ａないし図４Ｂは、この発明の一実施形態
による半導体装置１８の製造方法を説明するための断面
図である。

【図５】図５Ａないし図５Ｂは、この発明の一実施形態
による半導体装置１８の製造方法を説明するための断面
図である。

【図６】この発明の一実施形態による半導体装置１８の
断面構成の一部を示す図面である。

【図７】図７Ａないし図７Ｃは、従来の半導体装置の製
造方法を説明するための断面図である。

【図８】図８Ａないし図８Ｂは、従来の半導体装置の製
造方法を説明するための断面図である。

【符号の説明】

３０・・・・・銅配線層 ３２・・・・・アルミ配線層 ３３・・・・・配線層

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配線層を形成する工程と、形成された配線
   層が露出している状態において銅腐食性物質を含む雰囲
   気中で処理を行なう工程と、を有する半導体装置の製造
   方法であって、 配線層を形成する工程において、 銅を含む第１の導電体層を形成するとともに、第１の導
   電体層に比べ銅腐食性物質を含む雰囲気中における腐食
   の少ない第２の導電体層を第１の導電体層の上に形成す
   ることにより、第１の導電体層と、第１の導電体層を実
   質的に覆う第２の導電体層と、を備えた積層構造の配線
   層を形成すること、 を特徴とする、半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１の半導体装置の製造方法におい
   て、 前記配線層を形成する工程は、 絶縁膜を形成する工程と、 エッチングにより前記絶縁膜に所定パターンの配線用凹
   部を形成する工程と、 配線用凹部内に所定パターンの前記第１の導電体層を形
   成する工程と、 所定パターンに形成された第１の導電体層および前記絶
   縁膜上に、前記第２の導電体層を形成する工程と、 エッチングにより第２の導電体層を所定パターンに形成
   する工程と、 を備え、 エッチングにより第２の導電体層を所定パターンに形成
   する工程に用いるマスクとして、エッチングにより絶縁
   膜に所定パターンの配線用凹部を形成する工程に用いた
   マスクを反転したパターンのマスクを用いること、 を特徴とするもの。
3. 【請求項３】請求項１の半導体装置の製造方法におい
   て、 前記配線層を形成する工程は、前記第１の導電体層の下
   部にさらにバリアメタル層を備えた配線層を形成する工
   程であって、 絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜に所定パターンの配線用凹部を形成する工程
   と、 配線用凹部を含む前記絶縁膜上にバリアメタル層を形成
   する工程と、 バリアメタル層の上に、前記第１の導電体層を形成する
   工程と、 配線用凹部以外の部分のバリアメタル層が露出するまで
   第１の導電体層を研磨により除去することで、第１の導
   電体層を所定パターンに形成する工程と、 所定パターンに形成された第１の導電体層および露出し
   たバリアメタル層上に、前記第２の導電体層を形成する
   工程と、 第２の導電体層および前記露出したバリアメタル層を所
   定パターンに形成する工程と、 を備えたことを特徴とするもの。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかの半導
   体装置の製造方法において、 前記銅腐食性物質を含む雰囲気中で行なう処理は、前記
   配線層が露出した状態における低温加熱処理であるこ
   と、 を特徴とするもの。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれかの半導
   体装置の製造方法において、 前記銅腐食性物質を含む雰囲気中で行なう処理は、前記
   配線層が露出した状態におけるフォトレジストの灰化処
   理であること、 を特徴とするもの。
6. 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかの半導
   体装置の製造方法において、 前記第１の導電体層は、銅または実質的にアルミニウム
   を含まない銅合金により構成された金属層であること、 を特徴とするもの。
7. 【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかの半導
   体装置の製造方法において、 前記第２の導電体層は、アルミニウムまたはアルミニウ
   ム合金により構成された金属層であること、 を特徴とするもの。
8. 【請求項８】外気に接する部分を有する配線層を備えた
   半導体装置において、 当該配線層を、銅または実質的にアルミニウムを含まな
   い銅合金により構成された第１の導電体層と、アルミニ
   ウムまたはアルミニウム合金により構成され第１の導電
   体層を実質的に覆うように配置された第２の導電体層
   と、を備えた積層構造としたこと、 を特徴とする半導体装置。