JP2000133712A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラグの上方における配線層上部において、
窪みの発生を抑えることができる、半導体装置の製造方
法を提供する。 【解決手段】 半導体装置の製造方法は、以下の工程
（ａ）〜（ｅ）を含む。（ａ）不純物拡散層３４を形成
する工程；（ｂ）不純物拡散層３４の上に、スルーホー
ル４２を有する層間絶縁層４０を形成する工程；（ｃ）
スルーホール４２内にプラグ５０を形成する工程；
（ｄ）プラグ５０および層間絶縁層４０の上に、下地層
６２を形成する工程および（ｅ）下地層６２の上に、ア
ルミニウム層６４を形成する工程であって、アルミニウ
ム層６４は、基板の温度が２５０℃以上で、かつ、減圧
下で形成される工程。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、配線層の形成方法に関し、具体的に
は層間絶縁層の上に形成され、スルーホールを介して導
電層と接続される配線層の形成方法に関する。

【０００２】

【背景技術】従来から、半導体装置の微細化および高集
積化に伴って、半導体装置の製造の際に、多層配線技術
が採用されている。ここで、多層配線技術とは、配線層
を多層にわたって形成する技術のことをいう。そして、
近年、半導体装置の微細化および高集積化の要請が、さ
らに強まっている。さらなるこの要請に応えるために
は、多層配線技術の向上が必須である。多層配線技術の
向上にとって、各配線層の形成方法の向上は、重要な課
題である。以下、図６および図７を参照しながら、一般
的な配線層の形成方法について説明する。

【０００３】まず、図６を参照しながら説明する。基板
１２０の表面に、公知の方法により、ＭＯＳ素子１３０
を形成する。基板１２０の上に、層間絶縁層１４０を形
成する。リソグラフィ技術を用いて、層間絶縁層１４０
の所定の部分をエッチングし、スルーホール１４２を形
成する。スルーホール１４２は、ＭＯＳ素子１３０の不
純物拡散層（ソース領域またはドレイン領域を構成する
層）１３４の上面に達している。

【０００４】次に、基板１２０の上の表面に、バリアメ
タル層１４４を形成する。バリアメタル層１４４は、具
体的には、スルーホール１４２を構成する面および層間
絶縁層１４０の表面に形成されている。次に、スルーホ
ール１４２内に、プラグ１５０を形成する。プラグ１５
０は、次のようにして形成される。バリアメタル層１４
４の上に、プラグ１５０のための堆積層（図示せず）を
形成する。堆積層は、スルーホール１４２を充填するよ
うにして形成される。堆積層は、たとえばタングステン
からなる。そして、堆積層をエッチバックする。この
後、堆積層のオーバーエッチングをし、こうしてプラグ
１５０を形成する。堆積層のオーバーエッチングをする
のは、バリアメタル層１４４の表面上に、堆積層を構成
する導電性材料が残るのを防ぐために行われる。堆積層
のオーバーエッチングを行うと、プラグ１５０の上部に
おいて窪み（以下「リセス」という）１５４が発生す
る。

【０００５】次に、図７に示すように、プラグ１５０お
よびバリアメタル層１４４の上に、配線層（たとえばア
ルミニウム層）１６０を形成する。配線層１６０は、リ
ソグラフィによりパターニングされる。

【０００６】しかし、以上のようにして配線層１６０を
形成すると、次のような問題が生じる場合がある。上記
の技術ではプラグ１５０を形成する際、堆積層のオーバ
ーエッチングをしている。このため、プラグ１５０の上
部において、リセス１５４が発生している。リセス１５
４が発生した状態で配線層１６０を形成すると、図７に
示すように、リセス１５４の上方における配線層１６０
の上部１６０ａにおいて、窪み（以下「配線層の窪み」
という）１６２が発生するという問題が生じる場合があ
る。配線層の窪み１６２が存在すると、たとえば、スタ
ックドヴィアの形成が困難となる。スタックドヴィアと
は、配線層の上に形成された層間絶縁層において、スル
ーホールの上に対応する位置に形成されたヴィアホール
をいう。

【０００７】この配線層の窪みの発生の防止を図る技術
として、次の２つの技術が提案されている。

【０００８】第１の技術は、特開平９−１７２０１７号
公報に開示されている技術（以下「従来技術１」とい
う）である。以下、図８を参照しながら、従来技術１の
要部を説明する。下地酸化膜２０４および下層金属配線
層２０６の上に、層間絶縁膜２１０を形成する。層間絶
縁膜２１０は、接続孔２１２を有する。接続孔２１２内
に導電材２２０を埋め込む。接続孔２１２の上端部をア
ルゴンイオンによるスパッタエッチングにより加工す
る。これにより、接続孔２１２の上端部がなだらかな傾
斜を有する。つまり、接続孔２１２の上部の幅を広げる
ような加工をする。この加工をした後、図９に示すよう
に、上層配線２３０を形成し、カバレッジを向上させて
いる。すなわち、従来技術１は、接続孔２１２の上端部
を加工することにより、上層配線２３０のカバレッジを
向上させ、上層配線２３０の窪みが発生するのを防止し
ようとする技術である。

【０００９】第２の技術は、特開平９−２９８２３８号
公報に開示されている技術（以下「従来技術２」とい
う）である。図１０を参照しながら、従来技術２の要部
を説明する。基板３２０の上に、層間絶縁膜３４０を形
成する。層間絶縁膜３４０にコンタクトホール３４２を
形成する。コンタクトホール３４２内に、プラグ３５０
を形成する。プラグ３５０の表面を含む基板全面に下地
層３６２を形成する。下地層３６２を形成した後、アル
ミニウム合金からなる配線層３６４を堆積する。配線層
３６４を形成した後、基板３２０を加熱して配線層３６
４をリフローしている。つまり、従来技術２は、配線層
３６４をリフローすることにより、リセス３５４の上方
における配線層３６４の上部３６４ａにおいて、配線層
３６４の窪みが発生するのを防止しようとする技術であ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術１お
よび従来技術２は、次のような問題を有する。

【００１１】従来技術１は、層間絶縁層２１０の接続孔
２１２の上端部をアルゴンイオンによるスパッタエッチ
ングにより除去している。このため、従来技術１による
と、多量のパーティクルが発生し、歩留りの低下という
問題が発生する。

【００１２】従来技術２は、配線層３６４のリフロー工
程が必要である。したがって、工程数が多くなるという
問題を有する。また、リフローは、基板の温度が４５０
℃以上の高温で行われるため、半導体素子などに悪影響
が及ぶ場合がある。

【００１３】本発明の目的は、プラグの上方における配
線層の上部において、窪みの発生を抑えることができ、
平坦な表面の配線層を有する、半導体装置の製造方法を
提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含む。 （ａ）導電層を形成する工程、（ｂ）前記導電層の上
に、スルーホールを有する層間絶縁層を形成する工程、
（ｃ）前記スルーホール内にプラグを形成する工程、
（ｄ）前記プラグおよび前記層間絶縁層の上に、下地層
を形成する工程および（ｅ）前記下地層の上に、アルミ
ニウム層を形成する工程であって、前記アルミニウム層
は、基板の温度が２５０℃以上で、かつ、減圧下で形成
される工程。

【００１５】以上のようにしてアルミニウム層を形成す
ることにより、アルミニウム層の形成中において、下地
層の上においてアルミニウム原子の移動を促進すること
ができる。このため、本発明によれば、プラグの上方に
おけるアルミニウム層の上部において、窪みの発生を抑
えることができ、平坦な表面を有するアルミニウム層を
形成することができる。

【００１６】また、前記工程（ｄ）および（ｅ）を、連
続的に行うことによってアルミニウム層を形成すること
により、さらに確実にアルミニウム層の上部において、
窪みの発生を抑えることができる。

【００１７】前記工程（ｅ）は、圧力が１．０Ｐａ以下
の減圧下で行われることが好ましい。また、前記工程
（ｅ）は、スパッタリング法により行われることが好ま
しい。

【００１８】アルミニウム層の材質は、アルミニウムま
たはアルミニウムを主体とする合金を挙げることができ
る。

【００１９】前記基板の温度は、２８０〜３６０℃であ
ることが好ましい。前記基板の温度が２８０℃以上であ
ることにより、さらに良好なアルミニウム層を形成する
ことができる。一方、前記基板の温度が３６０℃以下で
あることにより、素子などに及ぼされる悪影響を最小限
に抑えることができる。

【００２０】前記工程（ｄ）における前記下地層は、該
下地層の下に形成された層と、前記アルミニウム層との
濡れ性を向上させる機能を有する。前記下地層は、たと
えば高融点金属、高融点金属の窒化物または高融点金属
の合金からなる。

【００２１】また、前記工程（ｅ）の後、さらに反射防
止膜を形成する工程（ｆ）を含めてもよい。工程（ｆ）
を含む場合には、工程（ｆ）を工程（ｅ）と連続して行
ってもよい。

【００２２】前記導電層は、たとえば、次の態様があ
る。１）基板内に形成された拡散層、２）基板の表面上
に形成された配線、３）層間絶縁層の上に形成された配
線である。

【００２３】以上の発明は、プラグの上部においてリセ
スが生じた場合に、特に有用である。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。

【００２５】［半導体装置］本実施の形態に係る半導体
装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る半
導体装置１００の模式図である。

【００２６】ｐ型シリコン基板（以下「基板」という）
２０の表面には、フィールド絶縁層２２が形成されてい
る。フィールド絶縁層２２によって、アクティブ領域２
４が画定されている。アクティブ領域２４には、ＭＯＳ
素子３０が形成されている。ＭＯＳ素子３０は、ゲート
酸化膜３１と、ゲート電極３２と、ｎ型不純物拡散層３
４とを有する。ゲート酸化膜３１は、基板２０の表面上
に形成されている。このゲート酸化膜３１上には、ゲー
ト電極３２が形成されている。ゲート電極３２は、たと
えば多結晶シリコン層からなり、不純物がドーピングさ
れている。ゲート酸化膜３１とゲート電極３２との側壁
を覆うようにして、側壁スペーサ３３が形成されてい
る。ｎ型不純物拡散層３４は、ソース領域またはドレイ
ン領域を構成している。そしてｎ型不純物拡散層３４
は、低濃度のｎ型不純物拡散層３５および高濃度のｎ型
不純物拡散層３６とからなり、ＬＤＤ構造を有してい
る。

【００２７】基板２０の上には、層間絶縁層４０が形成
されている。層間絶縁層４０の所定の部分は除去され
て、スルーホール４２が形成されている。スルーホール
４２は、ｎ型不純物拡散層３４に達している。スルーホ
ール４２の構成面および層間絶縁層４０の上面には、バ
リア層４４が形成されている。バリア層４４は、バリア
機能を有する。またバリア層４４は、層間絶縁層４０と
プラグ５０との密着性を高める密着層としての機能も有
する。スルーホール４２内には、プラグ５０が形成され
ている。プラグ５０の上面およびバリア層４４の上面
に、配線層６０が形成されている。配線層６０は、所定
のパターンを有し、下地層６２とアルミニウム層６４と
反射防止膜６６とからなる。

【００２８】［半導体装置の製造方法］次に、本実施の
形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図
２〜図５は、本実施の形態に係る半導体装置の製造工程
を模式的に示す断面図である。

【００２９】（素子〜スルーホールを有する層間絶縁層
の形成）まず、図２を参照しながら説明する。一般的に
用いられる方法によって、基板２０にｎ型ＭＯＳ素子３
０を形成する。具体的には、例えば、次のようにしてｎ
型ＭＯＳ素子３０が形成される。基板２０上に選択酸化
によってフィールド絶縁層２２が形成される。フィール
ド絶縁層２２が形成されることにより、アクティブ領域
２４が画定される。ドライ酸化により、アクティブ領域
２４にゲート酸化膜３１を形成する。チャネル注入によ
り、しきい値電圧を調整した後、ポリシリコン層を形成
する。ポリシリコン層は、たとえばモノシラン（ＳｉＨ
₄）を熱分解して成長させて形成される。ポリシリコン
層を所定パターンにエッチングすることにより、ゲート
電極３２が形成される。

【００３０】次に、リンを基板にイオン注入することに
より、ソース領域あるいはドレイン領域の低濃度のｎ型
不純物拡散層３５が形成される。次いで、ゲート電極３
２のサイドにシリコン酸化膜からなる側壁スペーサ３３
が形成する。その後、ヒ素をイオン注入し、ハロゲンラ
ンプを用いたアニール処理によって不純物の活性化を行
うことにより、ソース領域あるいはドレイン領域の高濃
度のｎ型不純物層３６が形成される。こうして、ＬＤＤ
構造を有するｎ型不純物拡散層３４が形成され、ｎ型Ｍ
ＯＳ素子３０が形成される。

【００３１】次に、図３に示すように、基板２０上に、
層間絶縁層４０を形成する。層間絶縁層４０の膜厚は、
特に限定されず、たとえば５００〜１５００ｎｍであ
る。層間絶縁層４０の材質としては、たとえば酸化シリ
コンを挙げることができる。層間絶縁層４０の材質とし
て、酸化シリコンを用いた場合には、酸化シリコンにヒ
素，リン，ホウ素などを含有してもよい。層間絶縁層４
０の形成方法としては、たとえば高密度プラズマＣＶＤ
法，熱ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法，常圧ＣＶＤ法，ス
ピンコート法などの塗布法（ＳＯＧを利用した方法），
スパッタ法，熱蒸着法などを挙げることができる。プラ
ズマＣＶＤ法により層間絶縁層４０を形成する場合は、
平行平板のＲＦプラズマＣＶＤ装置により形成すること
が好ましい。平行平板のＲＦプラズマＣＶＤ装置により
層間絶縁層４０を形成する場合には、ガスとして、テト
ラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を使用することができ
る。また、必要に応じて、ＣＭＰ法により層間絶縁層４
０を平坦化してもよい。

【００３２】次に、層間絶縁層４０の上に、所定のパタ
ーンを有するレジスト層Ｒを形成する。レジスト層Ｒ
は、リソグラフィによりパターニングされている。レジ
スト層Ｒは、スルーホール４２を形成したい、層間絶縁
層４０の領域の上方において、開口されている。

【００３３】次に、レジスト層Ｒをマスクとして、層間
絶縁層４０をエッチングし、スルーホール４２を形成す
る。層間絶縁層４０のエッチングは、特に限定されず、
たとえばドライエッチングにより行われる。次いで、レ
ジスト層Ｒを酸素プラズマによるアッシングまたは溶解
により除去する。

【００３４】（バリア層〜プラグの形成）次に、図４を
参照しながら説明する。スルーホール４２の構成面およ
び層間絶縁層４０の上面に、バリア層４４を形成する。
バリア層４４の機能は、後述のプラグ５０の形成のとこ
ろで説明する。バリア層４４の形成方法は、たとえばス
パッタリング法を挙げることができる。バリア層４４の
材質としては、その機能を発現できるものであればとく
に限定されない。バリア層４４の材質の具体例として
は、チタン、タングステンなどの高融点金属、チタンタ
ングステン（ＴｉＷ）などの高融点金属からなる合金，
遷移金属の窒化物，遷移金属のホウ化物，遷移金属の炭
化物，遷移金属のシリサイドを挙げることができる。よ
り具体的なバリア層４４の例としては、たとえば、チタ
ン層と窒化チタン層との２層構造，窒化チタン層の単
層，チタンタングステン層の単層，窒化チタン層とチタ
ンタングステン層との２層構造などを挙げることができ
る。このうち、チタン層と窒化チタン層との２層構造が
好ましい。バリア層４４がチタン層と窒化チタン層との
２層構造からなる場合、バリア層４４は、チタン層と窒
化チタン層とが順次堆積されて、形成される。チタン層
と窒化チタン層をスパッタリング法により形成する場合
には、減圧中で連続的に形成することができる。ここ
で、減圧とは、圧力が１．０Ｐａ以下、好ましくは０．
５Ｐａ以下の状態をいう。また、チタン層の膜厚として
は、たとえば５〜５０ｎｍである。窒化チタン層の膜厚
としては、たとえば１０〜１００ｎｍである。

【００３５】次に、スルーホール４２内にプラグ５０を
形成する。プラグ５０は、たとえば次のようにして形成
される。バリア層４４の上に、プラグのための堆積層
（図示せず）を形成する。堆積層の形成は、スルーホー
ル４２を充填するように行われる。堆積層の形成方法と
しては、たとえばＣＶＤ法を挙げることができる。堆積
層の材質としては、導電性材料であれば特に限定され
ず、たとえばタングステン，アルミニウム，アルミニウ
ム合金，銅，銅合金を挙げることができる。堆積層を形
成する際、バリア層４４が形成されていることにより、
導電性材料（堆積層を構成する導電性材料）と層間絶縁
層４０との密着性が向上し、導電性材料がスルーホール
４２内に良好に充填される。また、堆積層がタングステ
ンからなる場合において、タングステンをＣＶＤ法によ
り堆積する際に発生する六フッ化タングステンガスが、
基板２０に拡散するのを防止することができるという機
能も有する。

【００３６】次に、堆積層をエッチバックし、プラグ５
０を形成する。堆積層をエッチバックする際、通常、オ
ーバーエッチングを行う。堆積層のオーバーエッチング
は、バリア層４４の上に、堆積層が残ることを防止する
ために行う。堆積層のオーバーエッチングを行うと、プ
ラグ５０の上部において、リセス５４（図４参照）が生
じる。

【００３７】（配線層の形成）次に、図５を参照しなが
ら説明する。バリア層４４の上に、配線層６０を形成す
る。配線層６０は、下地層６２、アルミニウム層６４お
よび反射防止膜６６が順次堆積されて、形成される。具
体的には、配線層６０は、次のようにして形成される。

【００３８】まず、バリア層４４の上に、下地層６２を
形成する。下地層６２は、後の工程で形成するアルミニ
ウム層６４と、層間絶縁層４０およびプラグ５０との濡
れ性を向上させる役割を有する。また、下地層６２は、
アルミニウム層６４を高温で形成する場合に生じる、ア
ルミニウムの異常成長（たとえばウィスカーの発生）を
防止する機能を有する。下地層６２の材質は、下地層６
２の機能を発現することができるものであれば特に限定
されない。下地層６２の材質として、高融点金属，高融
点金属の窒化物，高融点金属からなる合金を挙げること
ができる。高融点金属としては、たとえばチタン（Ｔ
ｉ），タンタル（Ｔａ），ニオブ（Ｎｂ），バナジウム
（Ｖ），クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），ジルコ
ニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），タングステン
（Ｗ）を挙げることができる。高融点金属の窒化物とし
ては、たとえば窒化チタン（ＴｉＮ）を挙げることがで
きる。高融点金属からなる合金としては、たとえばチタ
ンタングステン（ＴｉＷ）を挙げることができる。下地
層６２の材質は、好ましくはチタン（高融点金属）であ
る。チタンは、アルミニウムとの濡れ性が良好であり、
リセス５４が大きい場合にも好適である。また、リセス
５４が大きくない場合には、窒化チタン（高融点金属の
窒化物），チタンタングステン（高融点金属からなる合
金）も、下地層６２の材質として好適である。下地層６
２の形成方法としては、たとえばスパッタリング法，Ｃ
ＶＤ法，イオンプレーティング法、蒸着法を挙げること
ができる。下地層６２は、スパッタリング法により形成
するのが好ましい。また、下地層６２は、減圧中、具体
的には圧力が１．０Ｐａ以下で形成するのが好ましく、
より好ましくは０．５Ｐａ以下である。下地層６２の膜
厚は、下地層６２の機能を発現するものであれば特に限
定されないが、たとえば、５〜５０ｎｍである。

【００３９】次に、下地層６２の上に、アルミニウム層
６４を形成する。アルミニウム層６４は、スパッタリン
グ法で形成される。アルミニウム層６４は、減圧中、具
体的には、圧力が、１．０Ｐａ以下、好ましくは０．５
Ｐａ以下で形成する。また、アルミニウム層６４の形成
は、基板２０の温度が２５０℃以上、好ましくは２８０
℃〜３６０℃で行われる。下地層６２の上に、基板２０
の温度が２５０℃以上で、かつ減圧中で、アルミニウム
層６４を形成することにより、基板２０上でのアルミニ
ウム原子の移動が促進され、リセス５４の上方における
アルミニウム層６４の上部６４ａにおいて、窪みの発生
を抑えることができる。また、基板２０の温度が２８０
℃以上であることにより、アルミニウム原子の移動がよ
り促進される。一方、基板２０の温度が３６０℃以下で
あることにより、熱によって半導体素子などに及ぼされ
る悪影響を、最小限に抑えることができる。また、下地
層６２をスパッタリング法により形成する場合には、下
地層６２とアルミニウム層６４とを、減圧中で連続的に
形成することが好ましい。下地層６２とアルミニウム層
６４とを減圧中で連続的に形成することで、窪みの発生
をより確実に抑えることができる。アルミニウム層６４
は、アルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金
からなる。アルミニウムを主体とする合金としては、た
とえばＡｌ−Ｃｕを挙げることができる。また、アルミ
ニウム層６４には、シリコンなどを含んでいてもよい。
アルミニウム層６４の膜厚は、配線としての機能を発現
することができる程度の膜厚であれば特に限定されず、
たとえば１００〜１０００ｎｍである。

【００４０】次に、アルミニウム層６４の上に、反射防
止膜６６を形成する。反射防止膜６６の材質としては、
特に限定されないが、たとえば窒化チタンを挙げること
ができる。反射防止膜６６の形成方法としては、たとえ
ばスパッタリング法，ＣＶＤ法を挙げることができる。
アルミニウム層６４および反射防止膜６６を、双方とも
スパッタリング法により形成する場合には、これらの層
を連続的に形成することができる。また、この場合にお
いて、下地層６２、アルミニウム層６４および反射防止
膜６６を連続的に形成することもできる。反射防止膜６
６の膜厚としては、特に限定されないが、たとえば１０
〜１５０ｎｍである。

【００４１】次に、図１に示すように、下地層６２、ア
ルミニウム層６４および反射防止膜６６をパターニング
する。こうして、配線層６０が形成される。また、これ
と同時に、バリア層４４のパターニングも行う。パター
ニングは、公知の方法、たとえばリソグラフィおよびド
ライエッチングを利用した方法により行われる。こうし
て、本実施の形態に係る半導体装置１００が完成する。

【００４２】（特徴点および効果）本実施の形態に係る
半導体装置１００の製造方法における特徴点は、たとえ
ば次のことである。

【００４３】すなわち、１）下地層６２を形成したこ
と、２）基板２０の温度が２５０℃以上で、かつ減圧中
で、アルミニウム層６４を形成していることである。

【００４４】以上の特徴点を含む半導体装置の製造方法
によってアルミニウム層６４を形成することにより、ア
ルミニウム層６４の形成中、下地層６２の上においてア
ルミニウム原子の移動が促進される。このため、リセス
５４の上方におけるアルミニウム層６４の上部６４ａに
おいて、窪みの発生を抑えることができ、平坦な表面を
有するアルミニウム層６４を形成することができる。

【００４５】また、以上の条件に加えて、下地層６２と
アルミニウム層６４とを連続的に形成することにより、
さらに確実に窪みの発生を抑えることができる。

【００４６】よって、本実施の形態に係る半導体装置１
００の製造方法は、次の効果がある。

【００４７】（１）第１に、この製造方法によれば、リ
セス５４の上方におけるアルミニウム層６４の上部６４
ａにおいて、窪みの発生を抑えることができるため、ス
タックドヴィアの形成が容易になる。

【００４８】（２）第２に、この製造方法は、従来技術
１で必要であった層間絶縁層４０の上端部を加工する工
程を行う必要がない。したがって、多量のパーティクル
が発生せず、歩留りの低下という問題が発生しない。

【００４９】（３）第３に、本実施の形態は、従来技術
２で必要であったリフロー工程を行う必要がない。した
がって、従来技術２に比べて、工程数の削減を図ること
ができる。

【００５０】［製造例］本実施の形態に係る半導体装置
の製造方法に基づいて、層間絶縁層４０およびリセス５
４を有するプラグ５０の上に、配線層６０を構成する３
層を連続的に形成した。すなわち、下地層６２、アルミ
ニウム層６４および反射防止膜６６を、スパッタリング
法により連続的に形成した。すると、リセス５４の上方
におけるアルミニウム層６４の上部６４ａにおいて、窪
みが発生しなかった。この配線層６０の詳細な形成条件
は、次のとおりである。

【００５１】（下地層の形成条件） 膜厚：１０ｎｍ 材質：チタン 基板の温度：５０℃ ＤＣ出力：１２ｋＷ ターゲットと基板との間の距離：１００ｍｍ Ａｒ流量：６０ｓｃｃｍ 成膜速度：１．０μｍ／分 圧力：０．５Ｐａ （アルミニウム層の形成条件） 膜厚：５００ｎｍ 材質：アルミニウム合金（銅０．５重量％含有） 基板の温度：３００℃ ＤＣ出力：５ｋＷ ターゲットと基板との間の距離：７５ｍｍ Ａｒ流量：３０ｓｃｃｍ 成膜速度：１．０μｍ／分 圧力：０．３Ｐａ （反射防止膜の形成条件） 膜厚：４０ｎｍ 材質：窒化チタン 基板の温度：２５０℃ ＤＣ出力：６ｋＷ Ａｒ流量：６０ｓｃｃｍ Ｎ₂流量：９０ｓｃｃｍ 成膜速度：０．４μｍ／分 圧力：０．６Ｐａ

【００５２】［変形例］上記の実施の形態は、本発明の
要旨を超えない範囲において種々の変更が可能である。
たとえば、次のような変更が可能である。

【００５３】（１）上記実施の形態においては、不純物
拡散層３４とアルミニウム層６４がプラグ５０を介して
電気的に接続されている。アルミニウム層６４がプラグ
５０を介して電気的に接続されるのは、不純物拡散層３
４に限定されず、その他の導電層であってもよい。この
導電層としては、たとえば基板２０の表面に形成された
配線（たとえばゲート電極，局所配線），１層目または
２層目以上の層間絶縁層４０の上に形成された配線であ
ってもよい。この配線の材質としては、タングステン，
チタンなどの高融点金属もしくはタングステンシリサイ
ド，チタンシリサイドなどの高融点金属シリサイドを挙
げることができる。また、このほか、配線の材質として
は、アルミニウム，アルミニウム合金，銅もしくは窒化
チタンなどであってもよい。

【００５４】（２）上記の実施の形態においては、ＭＯ
Ｓ素子３０は、ｎ型であったが、ｐ型であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る半導体装置を模式的に示し
た断面図である。

【図２】本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を模
式的に示した断面図である。

【図３】本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を模
式的に示した断面図である。

【図４】本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を模
式的に示した断面図である。

【図５】本実施の形態に係る半導体装置の製造工程を模
式的に示した断面図である。

【図６】一般的な配線層の形成方法の工程を模式的に示
す断面図である。

【図７】一般的な配線層の形成方法の工程を模式的に示
す断面図である。

【図８】従来技術１における配線層の形成方法の工程を
模式的に示す断面図である。

【図９】従来技術１における配線層の形成方法の工程を
模式的に示す断面図である。

【図１０】従来技術２における配線層の形成方法の工程
を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 半導体装置 ２０ 基板 ２２ フィールド絶縁層 ２４ アクティブ領域 ３０ ＭＯＳ素子 ３１ ゲート酸化膜 ３２ ゲート電極 ３３ ポリシリコン層 ３４ 側壁スペーサ ３５ 不純物拡散層 ３６ 低濃度の不純物拡散層 ３７ 高濃度の不純物拡散層 ４０ 層間絶縁層 ４２ スルーホール ４４ バリア層 ５０ プラグ ５２ 堆積層 ５４ リセス（プラグの上部における窪み） ６０ 配線層 ６２ 下地層 ６４ アルミニウム層 ６４ａ リセスの上方におけるアルミニウム層の上部 ６６ 反射防止膜 Ｒ レジスト層

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含む、半導
   体装置の製造方法。 （ａ）導電層を形成する工程、（ｂ）前記導電層の上
   に、スルーホールを有する層間絶縁層を形成する工程、
   （ｃ）前記スルーホール内にプラグを形成する工程、
   （ｄ）前記プラグおよび前記層間絶縁層の上に、下地層
   を形成する工程および（ｅ）前記下地層の上に、アルミ
   ニウム層を形成する工程であって、前記アルミニウム層
   は、基板の温度が２５０℃以上で、かつ、減圧下で形成
   される工程。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記工程（ｄ）および（ｅ）は、連続的に行われる、半
   導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記減圧下とは、圧力が１．０Ｐａ以下の状態である、
   半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記工程（ｅ）は、スパッタリング法により行われる、
   半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記アルミニウム層は、アルミニウムまたはアルミニウ
   ムを主体とする合金からなる、半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記基板の温度は、２８０〜３６０℃である、半導体装
   置の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかにおいて、 前記下地層は、該下地層の下に形成された層と、前記ア
   ルミニウム層との濡れ性を向上させる機能を有する、半
   導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかにおいて、 前記下地層は、高融点金属、高融点金属の窒化物または
   高融点金属の合金からなる、半導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかにおいて、 前記工程（ｅ）の後、さらに反射防止膜を形成する工程
   （ｆ）を含む、半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 前記工程（ｆ）は、工程（ｅ）と連続して行われる、半
    導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかにおいて、 前記導電層は、基板内に形成された拡散層または基板の
    表面上に形成された配線である、半導体装置の製造方
    法。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかにおいて、 前記導電層は、層間絶縁層の上に形成された配線であ
    る、半導体装置の製造方法。