JP2001176960A - 半導体装置及び製造方法 - Google Patents
半導体装置及び製造方法Info
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- JP2001176960A JP2001176960A JP35650099A JP35650099A JP2001176960A JP 2001176960 A JP2001176960 A JP 2001176960A JP 35650099 A JP35650099 A JP 35650099A JP 35650099 A JP35650099 A JP 35650099A JP 2001176960 A JP2001176960 A JP 2001176960A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 層間絶縁膜に接続孔を形成するためのエッチ
ングを施す際にAlとの反応生成物の形成を防止するこ
とにより、接続孔内におけるAl合金配線のコンタクト
抵抗の増加を抑制できる半導体装置及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 本発明に係る半導体装置の製造方法は、
第1のAl−Cu合金膜15上にTiシリサイド膜17
を形成する工程と、このTiシリサイド膜17及び第1
のAl−Cu合金膜15をパターニングすることにより
第1のAl合金配線を形成する工程と、第1のAl合金
配線15上に第2の層間絶縁膜19を形成する工程と、
この層間絶縁膜19をエッチングすることにより、第1
のAl合金配線15上に位置するビアホール19aを上
記層間絶縁膜19に形成する工程と、このビアホール1
9a内及び層間絶縁膜19上に第2のAl合金配線を形
成する工程と、を具備するものである。
ングを施す際にAlとの反応生成物の形成を防止するこ
とにより、接続孔内におけるAl合金配線のコンタクト
抵抗の増加を抑制できる半導体装置及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】 本発明に係る半導体装置の製造方法は、
第1のAl−Cu合金膜15上にTiシリサイド膜17
を形成する工程と、このTiシリサイド膜17及び第1
のAl−Cu合金膜15をパターニングすることにより
第1のAl合金配線を形成する工程と、第1のAl合金
配線15上に第2の層間絶縁膜19を形成する工程と、
この層間絶縁膜19をエッチングすることにより、第1
のAl合金配線15上に位置するビアホール19aを上
記層間絶縁膜19に形成する工程と、このビアホール1
9a内及び層間絶縁膜19上に第2のAl合金配線を形
成する工程と、を具備するものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に係わり、特に、接続孔内におけるAl合金
配線のコンタクト抵抗の増加を抑制できる半導体装置及
びその製造方法に関する。
の製造方法に係わり、特に、接続孔内におけるAl合金
配線のコンタクト抵抗の増加を抑制できる半導体装置及
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図9及び図11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10は、図
9に示す層間絶縁膜におけるビアホールを上から視た平
面図である。
製造方法を説明するための断面図である。図10は、図
9に示す層間絶縁膜におけるビアホールを上から視た平
面図である。
【0003】まず、図9に示すように、シリコン基板1
01上に熱酸化法によりゲート酸化膜103を形成し、
このゲート酸化膜103上にゲート電極105を形成す
る。この後、このゲート電極105をマスクとしてイオ
ン注入することにより、シリコン基板101にはソース
/ドレイン領域の拡散層107,108が形成される。
次に、ゲート電極105及びゲート酸化膜103の上に
第1の層間絶縁膜109を形成し、第1の層間絶縁膜1
09にコンタクトホール(接続孔)109aを形成す
る。
01上に熱酸化法によりゲート酸化膜103を形成し、
このゲート酸化膜103上にゲート電極105を形成す
る。この後、このゲート電極105をマスクとしてイオ
ン注入することにより、シリコン基板101にはソース
/ドレイン領域の拡散層107,108が形成される。
次に、ゲート電極105及びゲート酸化膜103の上に
第1の層間絶縁膜109を形成し、第1の層間絶縁膜1
09にコンタクトホール(接続孔)109aを形成す
る。
【0004】この後、このコンタクトホール109a内
及び第1の層間絶縁膜109上にスパッタ法によりTi
膜111を成膜し、Ti膜111上にスパッタ法により
TiN膜113を成膜する。次に、TiN膜113上及
びコンタクトホール109a内にスパッタ法により第1
のAl−Cu合金膜115を堆積する。この後、第1の
Al−Cu合金膜115上にスパッタ法により反射防止
膜としてのTiN膜117を成膜する。次に、このTi
N膜117上に図示せぬレジスト膜を塗布し、そのレジ
スト膜を露光、現像することにより、TiN膜117上
にレジストパターン(図示せず)が形成される。このレ
ジストパターンをマスクとしてTiN膜117及び第1
のAl−Cu合金膜115をエッチングすることによ
り、第1の層間絶縁膜109上に第1のAl合金配線1
15が形成される。
及び第1の層間絶縁膜109上にスパッタ法によりTi
膜111を成膜し、Ti膜111上にスパッタ法により
TiN膜113を成膜する。次に、TiN膜113上及
びコンタクトホール109a内にスパッタ法により第1
のAl−Cu合金膜115を堆積する。この後、第1の
Al−Cu合金膜115上にスパッタ法により反射防止
膜としてのTiN膜117を成膜する。次に、このTi
N膜117上に図示せぬレジスト膜を塗布し、そのレジ
スト膜を露光、現像することにより、TiN膜117上
にレジストパターン(図示せず)が形成される。このレ
ジストパターンをマスクとしてTiN膜117及び第1
のAl−Cu合金膜115をエッチングすることによ
り、第1の層間絶縁膜109上に第1のAl合金配線1
15が形成される。
【0005】次に、第1のAl合金配線115上に第2
の層間絶縁膜119を堆積し、第2の層間絶縁膜119
上にレジスト膜を塗布し、このレジスト膜を露光、現像
することにより、第2の層間絶縁膜119上にはレジス
トパターン121が形成される。この後、レジストパタ
ーン121をマスクとしてウエットエッチングした後に
ドライエッチングすることにより、第2の層間絶縁膜1
19にコンタクトホール(接続孔)119aが形成され
る。更に、レジストパターン121をマスクとしてCF
4系のエッチングガスによりドライエッチングを施すこ
とにより、ビアホール119a底部のTiN膜117を
除去する。
の層間絶縁膜119を堆積し、第2の層間絶縁膜119
上にレジスト膜を塗布し、このレジスト膜を露光、現像
することにより、第2の層間絶縁膜119上にはレジス
トパターン121が形成される。この後、レジストパタ
ーン121をマスクとしてウエットエッチングした後に
ドライエッチングすることにより、第2の層間絶縁膜1
19にコンタクトホール(接続孔)119aが形成され
る。更に、レジストパターン121をマスクとしてCF
4系のエッチングガスによりドライエッチングを施すこ
とにより、ビアホール119a底部のTiN膜117を
除去する。
【0006】この後、図11に示すように、レジストパ
ターン121を剥離し、第2の層間絶縁膜119の表面
を洗浄(逆スパッタ)する。次に、ビアホール119a
内及び第2の層間絶縁膜119上にスパッタ法によりT
i膜125を成膜し、このTi膜125上にスパッタ法
によりTiN膜127を成膜する。次に、TiN膜12
7上及びビアホール119a内にスパッタ法により第2
のAl−Cu合金膜129を堆積する。この後、第2の
Al−Cu合金膜129上にスパッタ法により反射防止
膜としてのTiN膜131を成膜する。次に、このTi
N膜131上に図示せぬレジスト膜を塗布し、そのレジ
スト膜を露光、現像することにより、TiN膜131上
にレジストパターン(図示せず)が形成される。このレ
ジストパターンをマスクとしてTiN膜131及び第2
のAl−Cu合金膜129をエッチングすることによ
り、第2の層間絶縁膜119上に第2のAl合金配線1
29が形成される。
ターン121を剥離し、第2の層間絶縁膜119の表面
を洗浄(逆スパッタ)する。次に、ビアホール119a
内及び第2の層間絶縁膜119上にスパッタ法によりT
i膜125を成膜し、このTi膜125上にスパッタ法
によりTiN膜127を成膜する。次に、TiN膜12
7上及びビアホール119a内にスパッタ法により第2
のAl−Cu合金膜129を堆積する。この後、第2の
Al−Cu合金膜129上にスパッタ法により反射防止
膜としてのTiN膜131を成膜する。次に、このTi
N膜131上に図示せぬレジスト膜を塗布し、そのレジ
スト膜を露光、現像することにより、TiN膜131上
にレジストパターン(図示せず)が形成される。このレ
ジストパターンをマスクとしてTiN膜131及び第2
のAl−Cu合金膜129をエッチングすることによ
り、第2の層間絶縁膜119上に第2のAl合金配線1
29が形成される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体装置の製造方法では、接続孔119aを形成する
ために第2の層間絶縁膜119にドライエッチングを施
す際、その層間絶縁膜119の膜厚が所々で異なるた
め、オーバーエッチング時にTiN膜117がエッチン
グされ、更に、第1のAl−Cu合金膜115がエッチ
ング雰囲気に晒される。このとき、接続孔119aの底
部でAlとの反応生成物(Al2O3等)123が形成さ
れ、図9及び図10に示すように接続孔119a内に反
応生成物123が王冠状に付着する。その後、第2のA
l−Cu合金膜129を形成する前に第2の層間絶縁膜
119の表面を洗浄(逆スパッタ)するが、反応生成物
123が接続孔の底に残り、その結果、接続孔119a
内のコンタクト抵抗が増大してしまう。
半導体装置の製造方法では、接続孔119aを形成する
ために第2の層間絶縁膜119にドライエッチングを施
す際、その層間絶縁膜119の膜厚が所々で異なるた
め、オーバーエッチング時にTiN膜117がエッチン
グされ、更に、第1のAl−Cu合金膜115がエッチ
ング雰囲気に晒される。このとき、接続孔119aの底
部でAlとの反応生成物(Al2O3等)123が形成さ
れ、図9及び図10に示すように接続孔119a内に反
応生成物123が王冠状に付着する。その後、第2のA
l−Cu合金膜129を形成する前に第2の層間絶縁膜
119の表面を洗浄(逆スパッタ)するが、反応生成物
123が接続孔の底に残り、その結果、接続孔119a
内のコンタクト抵抗が増大してしまう。
【0008】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、層間絶縁膜に接続孔を形
成するためのエッチングを施す際にAlとの反応生成物
の形成を防止することにより、接続孔内におけるAl合
金配線のコンタクト抵抗の増加を抑制できる半導体装置
及びその製造方法を提供することにある。
れたものであり、その目的は、層間絶縁膜に接続孔を形
成するためのエッチングを施す際にAlとの反応生成物
の形成を防止することにより、接続孔内におけるAl合
金配線のコンタクト抵抗の増加を抑制できる半導体装置
及びその製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、Al合金膜上に金属反応膜を形成する工
程と、この金属反応膜及びAl合金膜をパターニングす
ることにより第1のAl合金配線を形成する工程と、第
1のAl合金配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、こ
の層間絶縁膜をエッチングすることにより、第1のAl
合金配線上に位置する接続孔を上記層間絶縁膜に形成す
る工程と、この接続孔内及び層間絶縁膜上に第2のAl
合金配線を形成する工程と、を具備することを特徴とす
る。
の製造方法は、Al合金膜上に金属反応膜を形成する工
程と、この金属反応膜及びAl合金膜をパターニングす
ることにより第1のAl合金配線を形成する工程と、第
1のAl合金配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、こ
の層間絶縁膜をエッチングすることにより、第1のAl
合金配線上に位置する接続孔を上記層間絶縁膜に形成す
る工程と、この接続孔内及び層間絶縁膜上に第2のAl
合金配線を形成する工程と、を具備することを特徴とす
る。
【0010】なお、上記層間絶縁膜はSiO2膜である
ことが好ましい。
ことが好ましい。
【0011】上記半導体装置の製造方法によれば、Al
合金膜上に金属反応膜を形成している。この金属反応膜
は従来技術のTiN膜より層間絶縁膜に対してエッチン
グ選択比が高いため、層間絶縁膜に接続孔を形成するた
めのエッチング工程でエッチングストッパーとして作用
する。従って、エッチング工程において接続孔の底でA
l合金膜が露出することがないので、エッチング工程に
おいてAlとの反応生成物が接続孔の底で発生すること
を防止できる。その結果、接続孔内におけるAl合金配
線のコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
合金膜上に金属反応膜を形成している。この金属反応膜
は従来技術のTiN膜より層間絶縁膜に対してエッチン
グ選択比が高いため、層間絶縁膜に接続孔を形成するた
めのエッチング工程でエッチングストッパーとして作用
する。従って、エッチング工程において接続孔の底でA
l合金膜が露出することがないので、エッチング工程に
おいてAlとの反応生成物が接続孔の底で発生すること
を防止できる。その結果、接続孔内におけるAl合金配
線のコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
【0012】本発明に係る半導体装置の製造方法は、A
l合金膜上に金属反応膜を形成する工程と、この金属反
応膜上にTiN膜を形成する工程と、このTiN膜、金
属反応膜及びAl合金膜をパターニングすることにより
第1のAl合金配線を形成する工程と、第1のAl合金
配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、この層間絶縁膜
をエッチングすることにより、第1のAl合金配線上に
位置する接続孔を上記層間絶縁膜に形成する工程と、こ
の接続孔内及び層間絶縁膜上に第2のAl合金配線を形
成する工程と、を具備することを特徴とする。
l合金膜上に金属反応膜を形成する工程と、この金属反
応膜上にTiN膜を形成する工程と、このTiN膜、金
属反応膜及びAl合金膜をパターニングすることにより
第1のAl合金配線を形成する工程と、第1のAl合金
配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、この層間絶縁膜
をエッチングすることにより、第1のAl合金配線上に
位置する接続孔を上記層間絶縁膜に形成する工程と、こ
の接続孔内及び層間絶縁膜上に第2のAl合金配線を形
成する工程と、を具備することを特徴とする。
【0013】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、前記金属反応膜を形成する工程は、第1のA
l合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜上にスパッタ
法によりSi膜を形成した後、このTi膜及びSi膜を
N2雰囲気で熱処理することによりTiシリサイド膜を
形成する工程であることが好ましい。
において、前記金属反応膜を形成する工程は、第1のA
l合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜上にスパッタ
法によりSi膜を形成した後、このTi膜及びSi膜を
N2雰囲気で熱処理することによりTiシリサイド膜を
形成する工程であることが好ましい。
【0014】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、前記金属反応膜を形成する工程は、第1のA
l合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜上にCVD法
によりSi膜を形成した後、このTi膜及びSi膜をN
2雰囲気で熱処理することによりTiシリサイド膜を形
成する工程であることが好ましい。
において、前記金属反応膜を形成する工程は、第1のA
l合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜上にCVD法
によりSi膜を形成した後、このTi膜及びSi膜をN
2雰囲気で熱処理することによりTiシリサイド膜を形
成する工程であることが好ましい。
【0015】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、前記金属反応膜を形成する工程は、第1のA
l合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜にSiイオン
を導入した後、このTi膜をN2雰囲気で熱処理するこ
とによりTiシリサイド膜を形成する工程であることが
好ましい。
において、前記金属反応膜を形成する工程は、第1のA
l合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜にSiイオン
を導入した後、このTi膜をN2雰囲気で熱処理するこ
とによりTiシリサイド膜を形成する工程であることが
好ましい。
【0016】本発明に係る半導体装置は、第1のAl合
金配線上に形成されたTiシリサイド膜と、このTiシ
リサイド膜上に形成された層間絶縁膜と、この層間絶縁
膜に形成された、上記Tiシリサイド膜上に位置する接
続孔と、この接続孔内及び層間絶縁膜上に形成された第
2のAl合金配線と、を具備することを特徴とする。
金配線上に形成されたTiシリサイド膜と、このTiシ
リサイド膜上に形成された層間絶縁膜と、この層間絶縁
膜に形成された、上記Tiシリサイド膜上に位置する接
続孔と、この接続孔内及び層間絶縁膜上に形成された第
2のAl合金配線と、を具備することを特徴とする。
【0017】また、本発明に係る半導体装置において
は、前記Tiシリサイド膜と前記層間絶縁膜との間に形
成されたTiN膜をさらに含むことが好ましい。
は、前記Tiシリサイド膜と前記層間絶縁膜との間に形
成されたTiN膜をさらに含むことが好ましい。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【0019】図1〜図4は、本発明の第1の実施の形態
による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【0020】まず、図1に示すように、シリコン基板1
上に熱酸化法によりゲート酸化膜3を形成し、このゲー
ト酸化膜3上にゲート電極5を形成する。この後、この
ゲート電極5をマスクとして不純物イオンを注入するこ
とにより、シリコン基板1にはソース/ドレイン領域の
拡散層7,8が形成される。次に、ゲート電極5及びゲ
ート酸化膜3の上にSiO2膜からなる第1の層間絶縁
膜9をCVD(Chemical Vapor Deposition)法により
堆積する。
上に熱酸化法によりゲート酸化膜3を形成し、このゲー
ト酸化膜3上にゲート電極5を形成する。この後、この
ゲート電極5をマスクとして不純物イオンを注入するこ
とにより、シリコン基板1にはソース/ドレイン領域の
拡散層7,8が形成される。次に、ゲート電極5及びゲ
ート酸化膜3の上にSiO2膜からなる第1の層間絶縁
膜9をCVD(Chemical Vapor Deposition)法により
堆積する。
【0021】この後、第1の層間絶縁膜9上にレジスト
膜(図示せず)を塗布し、このレジスト膜を露光、現像
することにより、第1の層間絶縁膜9上にレジストパタ
ーン(図示せず)が形成される。次に、このレジストパ
ターンをマスクとして層間絶縁膜9をウエットエッチン
グした後にドライエッチングすることにより、第1の層
間絶縁膜9にコンタクトホール(接続孔)9aが形成さ
れる。
膜(図示せず)を塗布し、このレジスト膜を露光、現像
することにより、第1の層間絶縁膜9上にレジストパタ
ーン(図示せず)が形成される。次に、このレジストパ
ターンをマスクとして層間絶縁膜9をウエットエッチン
グした後にドライエッチングすることにより、第1の層
間絶縁膜9にコンタクトホール(接続孔)9aが形成さ
れる。
【0022】次に、このコンタクトホール9a内及び第
1の層間絶縁膜9上にスパッタ法によりTi膜11を成
膜し、このTi膜11上にスパッタ法によりTiN膜1
3を成膜する。なお、Ti膜11及びTiN膜13はバ
リアメタルとして作用する。次に、TiN膜13上及び
コンタクトホール9a内にスパッタ法により第1のAl
−Cu合金膜15を堆積する。
1の層間絶縁膜9上にスパッタ法によりTi膜11を成
膜し、このTi膜11上にスパッタ法によりTiN膜1
3を成膜する。なお、Ti膜11及びTiN膜13はバ
リアメタルとして作用する。次に、TiN膜13上及び
コンタクトホール9a内にスパッタ法により第1のAl
−Cu合金膜15を堆積する。
【0023】この後、第1のAl−Cu合金膜15上に
金属反応膜として例えばTiシリサイド膜17を形成す
る。
金属反応膜として例えばTiシリサイド膜17を形成す
る。
【0024】すなわち、第1のAl−Cu合金膜15上
にスパッタ法により厚さ0.05μm程度のTi膜を成
膜し、このTi膜の表面にスパッタ法により厚さ0.0
1μm程度のSi膜を成膜する。前記Tiを成膜する際
のスパッタ条件は、圧力10〜50pa下においてAr
雰囲気中、DCスパッタにて処理することが好ましく、
前記Si膜を成膜する際のスパッタ条件は、圧力10〜
50pa下においてAr雰囲気中、DCスパッタにて処
理することが好ましい。次に、このTi膜及びSi膜
に、N2雰囲気でランプアニールによって熱処理を施す
ことにより、第1のAl−Cu合金膜15上にTiシリ
サイド膜17が形成される。この際の熱処理条件は、温
度が400〜450℃、時間が10〜300秒、N2濃
度が95〜100%、圧力が常圧を用いることが好まし
い。なお、このTiシリサイド膜17は反射防止膜とし
て作用する。
にスパッタ法により厚さ0.05μm程度のTi膜を成
膜し、このTi膜の表面にスパッタ法により厚さ0.0
1μm程度のSi膜を成膜する。前記Tiを成膜する際
のスパッタ条件は、圧力10〜50pa下においてAr
雰囲気中、DCスパッタにて処理することが好ましく、
前記Si膜を成膜する際のスパッタ条件は、圧力10〜
50pa下においてAr雰囲気中、DCスパッタにて処
理することが好ましい。次に、このTi膜及びSi膜
に、N2雰囲気でランプアニールによって熱処理を施す
ことにより、第1のAl−Cu合金膜15上にTiシリ
サイド膜17が形成される。この際の熱処理条件は、温
度が400〜450℃、時間が10〜300秒、N2濃
度が95〜100%、圧力が常圧を用いることが好まし
い。なお、このTiシリサイド膜17は反射防止膜とし
て作用する。
【0025】次に、Tiシリサイド膜17上に図示せぬ
レジスト膜を塗布し、そのレジスト膜を露光、現像する
ことにより、Tiシリサイド膜17上にレジストパター
ン(図示せず)が形成される。このレジストパターンを
マスクとしてTiシリサイド膜17、第1のAl−Cu
合金膜15、TiN膜13及びTi膜11をエッチング
することにより、第1の層間絶縁膜9上に第1のAl合
金配線15が形成される。
レジスト膜を塗布し、そのレジスト膜を露光、現像する
ことにより、Tiシリサイド膜17上にレジストパター
ン(図示せず)が形成される。このレジストパターンを
マスクとしてTiシリサイド膜17、第1のAl−Cu
合金膜15、TiN膜13及びTi膜11をエッチング
することにより、第1の層間絶縁膜9上に第1のAl合
金配線15が形成される。
【0026】この後、図2に示すように、第1のAl合
金配線15上に厚さ0.5μm程度のSiO2膜からな
る第2の層間絶縁膜19をCVD法により堆積する。次
に、第2の層間絶縁膜19上にレジスト膜を塗布し、こ
のレジスト膜を露光、現像することにより、第2の層間
絶縁膜19上にはレジストパターン21が形成される。
金配線15上に厚さ0.5μm程度のSiO2膜からな
る第2の層間絶縁膜19をCVD法により堆積する。次
に、第2の層間絶縁膜19上にレジスト膜を塗布し、こ
のレジスト膜を露光、現像することにより、第2の層間
絶縁膜19上にはレジストパターン21が形成される。
【0027】この後、図3に示すように、レジストパタ
ーン21をマスクとしてウエットエッチングした後にド
ライエッチングすることにより、第2の層間絶縁膜19
にビアホール(接続孔)19aが形成される。この際、
Tiシリサイド膜17は、第2の層間絶縁膜19に対す
るエッチング選択比が高いため、エッチングストッパー
として作用する。また、Tiシリサイド膜17の膜厚
は、エッチングにより複数のビアホール19aを形成し
た時に、浅いビアホール底でもTiシリサイド膜17が
残る程度の厚さとなっている。
ーン21をマスクとしてウエットエッチングした後にド
ライエッチングすることにより、第2の層間絶縁膜19
にビアホール(接続孔)19aが形成される。この際、
Tiシリサイド膜17は、第2の層間絶縁膜19に対す
るエッチング選択比が高いため、エッチングストッパー
として作用する。また、Tiシリサイド膜17の膜厚
は、エッチングにより複数のビアホール19aを形成し
た時に、浅いビアホール底でもTiシリサイド膜17が
残る程度の厚さとなっている。
【0028】尚、上記ウエットエッチングの条件は、H
F系の液にて処理を行うことが好ましい。また、上記ド
ライエッチングの条件は、圧力2〜50pa、CHF3
とCF4を主ガスとする反応性イオンエッチャーにて異
方性エッチングを行うことが好ましい。
F系の液にて処理を行うことが好ましい。また、上記ド
ライエッチングの条件は、圧力2〜50pa、CHF3
とCF4を主ガスとする反応性イオンエッチャーにて異
方性エッチングを行うことが好ましい。
【0029】次に、図4に示すように、レジストパター
ン21を剥離し、第2の層間絶縁膜19の表面を洗浄
(逆スパッタ)する。次に、ビアホール19a内及び第
2の層間絶縁膜19上にスパッタ法によりTi膜25を
成膜し、このTi膜25上にスパッタ法によりTiN膜
27を成膜する。なお、このTi膜25及びTiN膜2
7はバリアメタルとして作用する。この後、TiN膜2
7上及びビアホール19a内にスパッタ法により第2の
Al−Cu合金膜29を堆積する。
ン21を剥離し、第2の層間絶縁膜19の表面を洗浄
(逆スパッタ)する。次に、ビアホール19a内及び第
2の層間絶縁膜19上にスパッタ法によりTi膜25を
成膜し、このTi膜25上にスパッタ法によりTiN膜
27を成膜する。なお、このTi膜25及びTiN膜2
7はバリアメタルとして作用する。この後、TiN膜2
7上及びビアホール19a内にスパッタ法により第2の
Al−Cu合金膜29を堆積する。
【0030】次に、第2のAl−Cu合金膜29上にス
パッタ法によりTiN膜31を成膜する。この後、この
TiN膜31上に図示せぬレジスト膜を塗布し、そのレ
ジスト膜を露光、現像することにより、TiN膜31上
にレジストパターン(図示せず)が形成される。このレ
ジストパターンをマスクとしてTiN膜31、第2のA
l−Cu合金膜29、TiN膜27及びTi膜25をエ
ッチングすることにより、第2の層間絶縁膜19上に第
2のAl合金配線29が形成される。
パッタ法によりTiN膜31を成膜する。この後、この
TiN膜31上に図示せぬレジスト膜を塗布し、そのレ
ジスト膜を露光、現像することにより、TiN膜31上
にレジストパターン(図示せず)が形成される。このレ
ジストパターンをマスクとしてTiN膜31、第2のA
l−Cu合金膜29、TiN膜27及びTi膜25をエ
ッチングすることにより、第2の層間絶縁膜19上に第
2のAl合金配線29が形成される。
【0031】上記第1の実施の形態によれば、第1のA
l−Cu合金膜15上にTiシリサイド膜(金属反応
膜)17を形成している。このTiシリサイド膜17は
従来技術のTiN膜より第2の層間絶縁膜19に対して
エッチング選択比が高いため、第2の層間絶縁膜19に
ビアホール19aを形成するためのエッチングの際にエ
ッチングストッパーとして十分に作用する。従って、第
2の層間絶縁膜19の膜厚が所々で異なっていても、従
来の半導体装置の製造方法のようにビアホール底でAl
−Cu合金膜が露出することがないので、前記エッチン
グの際にAl2O3等のAlとの反応生成物がビアホール
底で発生することがない。その結果、ビアホール内にお
けるAl合金配線のコンタクト抵抗の増大を抑制でき、
コンタクト抵抗の低抵抗化を図ることができる。
l−Cu合金膜15上にTiシリサイド膜(金属反応
膜)17を形成している。このTiシリサイド膜17は
従来技術のTiN膜より第2の層間絶縁膜19に対して
エッチング選択比が高いため、第2の層間絶縁膜19に
ビアホール19aを形成するためのエッチングの際にエ
ッチングストッパーとして十分に作用する。従って、第
2の層間絶縁膜19の膜厚が所々で異なっていても、従
来の半導体装置の製造方法のようにビアホール底でAl
−Cu合金膜が露出することがないので、前記エッチン
グの際にAl2O3等のAlとの反応生成物がビアホール
底で発生することがない。その結果、ビアホール内にお
けるAl合金配線のコンタクト抵抗の増大を抑制でき、
コンタクト抵抗の低抵抗化を図ることができる。
【0032】また、従来の半導体装置の製造方法では、
図9に示す第1のAl−Cu合金膜115とTiN膜1
17は密着性が悪く、その界面が少しでも酸化されると
(即ちAl−Cu合金膜115上が少しでも酸化される
と)、第1のAl−Cu合金膜115上からTiN膜1
17が剥がれてしまう。すると、TiN膜の反射防止機
能が失われ、第1のAl−Cu合金膜115を正確にパ
ターニングすることができなくなる。これに対して、上
記第1の実施の形態では、Tiシリサイド膜17と第1
のAl−Cu合金膜15とは密着性が良いため、第1の
Al−Cu合金膜17上からTiシリサイド膜17が剥
がれることを抑制でき、Tiシリサイド膜17の反射防
止機能が失われることを抑制できる。その結果、第1の
Al−Cu合金膜15を正確にパターニングすることが
でき、精度の良い第1のAl合金配線15を形成するこ
とができる。
図9に示す第1のAl−Cu合金膜115とTiN膜1
17は密着性が悪く、その界面が少しでも酸化されると
(即ちAl−Cu合金膜115上が少しでも酸化される
と)、第1のAl−Cu合金膜115上からTiN膜1
17が剥がれてしまう。すると、TiN膜の反射防止機
能が失われ、第1のAl−Cu合金膜115を正確にパ
ターニングすることができなくなる。これに対して、上
記第1の実施の形態では、Tiシリサイド膜17と第1
のAl−Cu合金膜15とは密着性が良いため、第1の
Al−Cu合金膜17上からTiシリサイド膜17が剥
がれることを抑制でき、Tiシリサイド膜17の反射防
止機能が失われることを抑制できる。その結果、第1の
Al−Cu合金膜15を正確にパターニングすることが
でき、精度の良い第1のAl合金配線15を形成するこ
とができる。
【0033】尚、上記第1の実施の形態では、Ti膜の
表面にスパッタ法によりSi膜を成膜しているが、Ti
膜の表面にCVD法によりSi膜を堆積することも可能
であり、Ti膜の表面にSiをイオン注入することも可
能である。
表面にスパッタ法によりSi膜を成膜しているが、Ti
膜の表面にCVD法によりSi膜を堆積することも可能
であり、Ti膜の表面にSiをイオン注入することも可
能である。
【0034】図5〜図8は、本発明の第2の実施の形態
による半導体装置の製造方法を示す断面図であり、図1
〜図4と同一部分については同一符号を付し、同一部分
の説明は省略する。
による半導体装置の製造方法を示す断面図であり、図1
〜図4と同一部分については同一符号を付し、同一部分
の説明は省略する。
【0035】図5に示すように、第1のAl−Cu合金
膜15上に金属反応膜として例えばTiシリサイド膜1
7を形成し、このTiシリサイド膜17上にスパッタ法
により厚さ0.05μm程度のTiN膜18を形成す
る。この際のスパッタ条件は、圧力10〜50pa、A
r及び窒素雰囲気中、反応性DCスパッタにて処理を行
うことが好ましい。なお、このTiN膜18は反射防止
膜として作用する。
膜15上に金属反応膜として例えばTiシリサイド膜1
7を形成し、このTiシリサイド膜17上にスパッタ法
により厚さ0.05μm程度のTiN膜18を形成す
る。この際のスパッタ条件は、圧力10〜50pa、A
r及び窒素雰囲気中、反応性DCスパッタにて処理を行
うことが好ましい。なお、このTiN膜18は反射防止
膜として作用する。
【0036】次に、TiN膜18上に図示せぬレジスト
膜を塗布し、そのレジスト膜を露光、現像することによ
り、TiN膜18上にレジストパターン(図示せず)が
形成される。このレジストパターンをマスクとしてTi
N膜18、Tiシリサイド膜17、第1のAl−Cu合
金膜15、TiN膜13及びTi膜11をエッチングす
ることにより、第1の層間絶縁膜9上に第1のAl合金
配線15が形成される。
膜を塗布し、そのレジスト膜を露光、現像することによ
り、TiN膜18上にレジストパターン(図示せず)が
形成される。このレジストパターンをマスクとしてTi
N膜18、Tiシリサイド膜17、第1のAl−Cu合
金膜15、TiN膜13及びTi膜11をエッチングす
ることにより、第1の層間絶縁膜9上に第1のAl合金
配線15が形成される。
【0037】この後、図6に示すように、第1のAl合
金配線15上に第2の層間絶縁膜19をCVD法により
堆積し、第2の層間絶縁膜19上にレジストパターン2
1を形成する。
金配線15上に第2の層間絶縁膜19をCVD法により
堆積し、第2の層間絶縁膜19上にレジストパターン2
1を形成する。
【0038】次に、図7に示すように、レジストパター
ン21をマスクとしてウエットエッチングした後にドラ
イエッチングすることにより、第2の層間絶縁膜19に
ビアホール(接続孔)19aを形成する。この際、Ti
シリサイド膜17は、第2の層間絶縁膜19に対するエ
ッチング選択比が高いため、エッチングストッパーとし
て作用する。
ン21をマスクとしてウエットエッチングした後にドラ
イエッチングすることにより、第2の層間絶縁膜19に
ビアホール(接続孔)19aを形成する。この際、Ti
シリサイド膜17は、第2の層間絶縁膜19に対するエ
ッチング選択比が高いため、エッチングストッパーとし
て作用する。
【0039】この後の工程は、第1の実施の形態と同様
であるので説明を省略する。
であるので説明を省略する。
【0040】上記第2の実施の形態においても第1の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。
施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0041】さらに、第2の実施の形態では、Tiシリ
サイド膜17上に反射防止機能の高いTiN膜18を形
成しているため、第1のAl−Cu合金膜15を精度良
くパターニングすることができる。即ち、TiN膜18
はTiシリサイド膜17より反射防止機能が高いため、
第1の実施の形態に比べて精度の良い第1のAl合金配
線15を形成することができる。
サイド膜17上に反射防止機能の高いTiN膜18を形
成しているため、第1のAl−Cu合金膜15を精度良
くパターニングすることができる。即ち、TiN膜18
はTiシリサイド膜17より反射防止機能が高いため、
第1の実施の形態に比べて精度の良い第1のAl合金配
線15を形成することができる。
【0042】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。
ず、種々変更して実施することが可能である。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、層
間絶縁膜に接続孔を形成するためのエッチングを施す際
にAlとの反応生成物の形成を防止することにより、接
続孔内におけるAl合金配線のコンタクト抵抗の増加を
抑制できる半導体装置及びその製造方法を提供すること
ができる。
間絶縁膜に接続孔を形成するためのエッチングを施す際
にAlとの反応生成物の形成を防止することにより、接
続孔内におけるAl合金配線のコンタクト抵抗の増加を
抑制できる半導体装置及びその製造方法を提供すること
ができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示す断面図である。
製造方法を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図1の次の工程を示す断面
図である。
製造方法を示すものであり、図1の次の工程を示す断面
図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図2の次の工程を示す断面
図である。
製造方法を示すものであり、図2の次の工程を示す断面
図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図3の次の工程を示す断面
図である。
製造方法を示すものであり、図3の次の工程を示す断面
図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示す断面図である。
製造方法を示す断面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図5の次の工程を示す断面
図である。
製造方法を示すものであり、図5の次の工程を示す断面
図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図6の次の工程を示す断面
図である。
製造方法を示すものであり、図6の次の工程を示す断面
図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図7の次の工程を示す断面
図である。
製造方法を示すものであり、図7の次の工程を示す断面
図である。
【図9】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。
断面図である。
【図10】図9に示す層間絶縁膜におけるビアホールを
上から視た平面図である。
上から視た平面図である。
【図11】従来の半導体装置の製造方法を説明するもの
であり、図9の次の工程を示す断面図である。
であり、図9の次の工程を示す断面図である。
1 シリコン基板 3 ゲート酸化膜 5 ゲート電極 7,8 ソース/ドレイン領域の拡散層 9 第1の層間絶縁膜 9a コンタクトホール(接続孔) 11 Ti膜 13 TiN膜 15 第1のAl−Cu合金膜(第1のAl合金配線) 17 Tiシリサイド膜 18 TiN膜 19 第2の層間絶縁膜 19a ビアホール(接続孔) 21 レジストパターン 25 Ti膜 27 TiN膜 29 第2のAl−Cu合金膜(第2のAl合金配線) 31 TiN膜 101 シリコン基板 103 ゲート酸化膜 105 ゲート電極 107,108 ソース/ドレイン領域の拡散層 109 第1の層間絶縁膜 109a コンタクトホール(接続孔) 111 Ti膜 113 TiN膜 115 第1のAl−Cu合金膜(第1のAl合金配
線) 117 Tiシリサイド膜 119 第2の層間絶縁膜 119a ビアホール(接続孔) 121 レジストパターン 123 反応生成物(Al2O3等) 125 Ti膜 127 TiN膜 129 第2のAl−Cu合金膜(第2のAl合金配
線) 131 TiN膜
線) 117 Tiシリサイド膜 119 第2の層間絶縁膜 119a ビアホール(接続孔) 121 レジストパターン 123 反応生成物(Al2O3等) 125 Ti膜 127 TiN膜 129 第2のAl−Cu合金膜(第2のAl合金配
線) 131 TiN膜
フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA01 BB25 BB36 CC01 DD08 DD09 DD16 DD26 DD33 DD43 DD78 DD84 FF13 FF22 GG09 5F033 HH09 HH18 HH27 HH33 JJ01 JJ09 JJ18 JJ33 KK01 KK27 NN06 NN07 NN31 PP06 PP15 PP16 QQ03 QQ08 QQ09 QQ10 QQ11 QQ19 QQ22 QQ37 QQ58 QQ70 QQ73 RR04 SS11 XX09 XX13
Claims (7)
- 【請求項1】 Al合金膜上に金属反応膜を形成する工
程と、 この金属反応膜及びAl合金膜をパターニングすること
により第1のAl合金配線を形成する工程と、 第1のAl合金配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、 この層間絶縁膜をエッチングすることにより、第1のA
l合金配線上に位置する接続孔を上記層間絶縁膜に形成
する工程と、 この接続孔内及び層間絶縁膜上に第2のAl合金配線を
形成する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 Al合金膜上に金属反応膜を形成する工
程と、 この金属反応膜上にTiN膜を形成する工程と、 このTiN膜、金属反応膜及びAl合金膜をパターニン
グすることにより第1のAl合金配線を形成する工程
と、 第1のAl合金配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、 この層間絶縁膜をエッチングすることにより、第1のA
l合金配線上に位置する接続孔を上記層間絶縁膜に形成
する工程と、 この接続孔内及び層間絶縁膜上に第2のAl合金配線を
形成する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記金属反応膜を形成する工程は、第1
のAl合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜上にスパ
ッタ法によりSi膜を形成した後、このTi膜及びSi
膜をN2雰囲気で熱処理することによりTiシリサイド
膜を形成する工程であることを特徴とする請求項1又は
2記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記金属反応膜を形成する工程は、第1
のAl合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜上にCV
D法によりSi膜を形成した後、このTi膜及びSi膜
をN2雰囲気で熱処理することによりTiシリサイド膜
を形成する工程であることを特徴とする請求項1又は2
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記金属反応膜を形成する工程は、第1
のAl合金膜上にTi膜を形成し、このTi膜にSiイ
オンを導入した後、このTi膜をN2雰囲気で熱処理す
ることによりTiシリサイド膜を形成する工程であるこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項6】 第1のAl合金配線上に形成されたTi
シリサイド膜と、 このTiシリサイド膜上に形成された層間絶縁膜と、 この層間絶縁膜に形成された、上記Tiシリサイド膜上
に位置する接続孔と、 この接続孔内及び層間絶縁膜上に形成された第2のAl
合金配線と、 を具備することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項7】 前記Tiシリサイド膜と前記層間絶縁膜
との間に形成されたTiN膜をさらに含むことを特徴と
する請求項6記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35650099A JP2001176960A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 半導体装置及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35650099A JP2001176960A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 半導体装置及び製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001176960A true JP2001176960A (ja) | 2001-06-29 |
Family
ID=18449335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35650099A Withdrawn JP2001176960A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | 半導体装置及び製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001176960A (ja) |
-
1999
- 1999-12-15 JP JP35650099A patent/JP2001176960A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070306 |