JP2897313B2 - 配線形成法 - Google Patents
配線形成法Info
- Publication number
- JP2897313B2 JP2897313B2 JP3584690A JP3584690A JP2897313B2 JP 2897313 B2 JP2897313 B2 JP 2897313B2 JP 3584690 A JP3584690 A JP 3584690A JP 3584690 A JP3584690 A JP 3584690A JP 2897313 B2 JP2897313 B2 JP 2897313B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- wiring
- silicide
- forming
- insulating film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、集積回路装置等のための配線形成法に関
し、特にシリサイド層にAl又はAl合金層を積層して配線
を形成する技術の改良に関するものである。
し、特にシリサイド層にAl又はAl合金層を積層して配線
を形成する技術の改良に関するものである。
［発明の概要］ この発明は、シリサイド層にAl又はAl合金層を積層し
て配線を形成する場合において、シリサイド層の形成前
にその下にチタン等のシリサイド形成金属層を形成した
後この金属層にシリサイド層中のシリコンを反応させて
該金属層をシリサイド化することによりシリサイド層中
の過剰シリコンがAl又はAl合金層中に塊として析出する
のを防止したものである。
て配線を形成する場合において、シリサイド層の形成前
にその下にチタン等のシリサイド形成金属層を形成した
後この金属層にシリサイド層中のシリコンを反応させて
該金属層をシリサイド化することによりシリサイド層中
の過剰シリコンがAl又はAl合金層中に塊として析出する
のを防止したものである。
［従来の技術］ 従来、集積回路装置等の多層配線構造としては、第６
図に示すものが知られている。
図に示すものが知られている。
第６図において、10はシリコン等からなる半導体基板
であり、その表面の一部には導電型決定不純物を含む不
純物ドープ領域12が形成されている。
であり、その表面の一部には導電型決定不純物を含む不
純物ドープ領域12が形成されている。
基板10の表面には、不純物ドープ領域12の一部に対応
したコンタクト孔を有するSiO2等の下地絶縁膜14が形成
されると共に、この下地絶縁膜14上には、シリサイド層
16及びAl又はAl合金層18を順次に積層して成る第１配線
層W1が形成され、第１配線層W1は、下地絶縁膜14のコン
タクト孔を介して不純物ドープ領域12の一部にオーミッ
ク接触している。
したコンタクト孔を有するSiO2等の下地絶縁膜14が形成
されると共に、この下地絶縁膜14上には、シリサイド層
16及びAl又はAl合金層18を順次に積層して成る第１配線
層W1が形成され、第１配線層W1は、下地絶縁膜14のコン
タクト孔を介して不純物ドープ領域12の一部にオーミッ
ク接触している。
下地絶禄膜14上には、第１配線層W1の一部に対応した
コンタクト孔を有するPSG（リンケイ酸ガラス）等の層
間絶縁膜20が第１配線層W1をおおうように形成されると
共に、層間絶縁膜20上には、Al又はAl合金等の第２配線
層W2が形成され、第２配線層W2は、層間絶縁膜20のコン
タクト孔を介して第１配線層W1の一部にオーミック接触
している。
コンタクト孔を有するPSG（リンケイ酸ガラス）等の層
間絶縁膜20が第１配線層W1をおおうように形成されると
共に、層間絶縁膜20上には、Al又はAl合金等の第２配線
層W2が形成され、第２配線層W2は、層間絶縁膜20のコン
タクト孔を介して第１配線層W1の一部にオーミック接触
している。
配線層W1又はW2を形成するためのAl合金としては、Al
にSi、Cu、Ti等の金属のうちの１又は複数のものを混入
したものが通常用いられる。
にSi、Cu、Ti等の金属のうちの１又は複数のものを混入
したものが通常用いられる。
Al又はAl合金層18の下層としてシリサイド層16を設け
たのは、不純物ドープ領域12に対するコンタクト抵抗を
低減するためである。すなわち、Al又はAl合金層18に固
溶度以上にSiが含まれている場合、配線形成後に導電性
を向上させるためにあるいはその他の目的で例えば350
℃〜550℃で熱処理を行なうと、コンタクト部に過剰シ
リコン塊S2,S3が析出し、コンタクト抵抗を増大させて
しまう。そこで、シリサイド層16を設けておくと、過剰
シリコン塊S2,S3はシリサイド層16とAl又はAl合金層18
との境界部に形成されるようになり、Al又はAl合金層18
はシリサイド層16を介して低抵抗で不純物ドープ領域12
と電気接続されるようになる。
たのは、不純物ドープ領域12に対するコンタクト抵抗を
低減するためである。すなわち、Al又はAl合金層18に固
溶度以上にSiが含まれている場合、配線形成後に導電性
を向上させるためにあるいはその他の目的で例えば350
℃〜550℃で熱処理を行なうと、コンタクト部に過剰シ
リコン塊S2,S3が析出し、コンタクト抵抗を増大させて
しまう。そこで、シリサイド層16を設けておくと、過剰
シリコン塊S2,S3はシリサイド層16とAl又はAl合金層18
との境界部に形成されるようになり、Al又はAl合金層18
はシリサイド層16を介して低抵抗で不純物ドープ領域12
と電気接続されるようになる。
［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来技術によると、配線形成後の熱処理工程
では、S2,S3等の過剰シリコン塊の他にも、S1,S4等の大
きな過剰シリコン塊がAl又はAl合金層18中に析出するこ
とが判明した。これは、シリサイド層16中の過剰シリコ
ンに起因するものである。
では、S2,S3等の過剰シリコン塊の他にも、S1,S4等の大
きな過剰シリコン塊がAl又はAl合金層18中に析出するこ
とが判明した。これは、シリサイド層16中の過剰シリコ
ンに起因するものである。
S1,S4等の過剰シリコン塊が第２配線層W2とのコンタ
クト部に析出すると、層間コンタクト抵抗が増大した
り、層間コンタクトがとれなかったりする不都合があ
る。また、S1，S4等の過剰シリコン塊が第１配線層W1の
延長途中に析出すると、実効的な配線断面積が減少する
ため配線抵抗が増大したり、電流密度が増大するためエ
レクトロマイグレーション耐性が劣化したりする不都合
がある。
クト部に析出すると、層間コンタクト抵抗が増大した
り、層間コンタクトがとれなかったりする不都合があ
る。また、S1，S4等の過剰シリコン塊が第１配線層W1の
延長途中に析出すると、実効的な配線断面積が減少する
ため配線抵抗が増大したり、電流密度が増大するためエ
レクトロマイグレーション耐性が劣化したりする不都合
がある。
この発明の目的は、上記のような不都合をなくし、低
抵抗で高信頼な配線を実現することにある。
抵抗で高信頼な配線を実現することにある。
［課題を解決するための手段］ この発明による配線形成法は、 （ａ）基板をおおう絶縁膜の上にシリサイド形成金属層
を被着する工程と、 （ｂ）前記シリサイド形成金属層の上に第１の金属シリ
サイド層を被着する工程と、 （ｃ）前記第１の金属シリサイド層の中のシリコンを前
記シリサイド形成金属層と反応させて該シリサイド形成
金属層を第２の金属シリサイド層に変換する工程と、 （ｃ）前記第１の金属シリサイド層の上にAl又はAl合金
層を被着する工程と、 （ｅ）前記第１及び第２の金属シリサイド層並びに前記
Al又はAl合金層を含む積層を所望の配線パターンに従っ
てパターニングすることにより配線層を形成する工程と を含むものである。
を被着する工程と、 （ｂ）前記シリサイド形成金属層の上に第１の金属シリ
サイド層を被着する工程と、 （ｃ）前記第１の金属シリサイド層の中のシリコンを前
記シリサイド形成金属層と反応させて該シリサイド形成
金属層を第２の金属シリサイド層に変換する工程と、 （ｃ）前記第１の金属シリサイド層の上にAl又はAl合金
層を被着する工程と、 （ｅ）前記第１及び第２の金属シリサイド層並びに前記
Al又はAl合金層を含む積層を所望の配線パターンに従っ
てパターニングすることにより配線層を形成する工程と を含むものである。
このような配線形成法にあっては、前記絶縁膜の上に
前記配線層をおおって層間絶縁膜を形成した後、前記配
線層の一部に対応したコンタクト孔を前記層間絶縁膜に
形成し、しかる後前記コンタクト孔を介して前記配線層
にオーミック接触する他の配線層を前記層間絶縁膜の上
に形成するようにしてもよい。
前記配線層をおおって層間絶縁膜を形成した後、前記配
線層の一部に対応したコンタクト孔を前記層間絶縁膜に
形成し、しかる後前記コンタクト孔を介して前記配線層
にオーミック接触する他の配線層を前記層間絶縁膜の上
に形成するようにしてもよい。
［作用］ この発明の方法によれば、第１の金属シリサイド層中
のシリコンをシリサイド形成金属層と反応させて該シリ
サイド形成金属層を第２の金属シリサイド層に変換する
ようにしたので、第１の金属シリサイド層中の過剰なシ
リコンは殆どシリサイド形成金属層に吸収される。この
ため、配線層の形成後に熱処理を行なっても、第６図の
S1,S4のようなシリコン塊がAl又はAl合金層中に析出す
ることがない。従って、配線抵抗の増大及びエレクトロ
マイグレーション耐性の劣化を防止することができる。
のシリコンをシリサイド形成金属層と反応させて該シリ
サイド形成金属層を第２の金属シリサイド層に変換する
ようにしたので、第１の金属シリサイド層中の過剰なシ
リコンは殆どシリサイド形成金属層に吸収される。この
ため、配線層の形成後に熱処理を行なっても、第６図の
S1,S4のようなシリコン塊がAl又はAl合金層中に析出す
ることがない。従って、配線抵抗の増大及びエレクトロ
マイグレーション耐性の劣化を防止することができる。
また、上記したように層間絶縁膜のコンタクト孔を介
して下層の配線層にオーミック接触する上層の配線層を
形成した場合には、上下配線層間のコンタクト部にシリ
コン塊の析出がないので、良好な層間コンタクトをとる
ことができると共にコンタクト抵抗の増大を防止するこ
とができる。
して下層の配線層にオーミック接触する上層の配線層を
形成した場合には、上下配線層間のコンタクト部にシリ
コン塊の析出がないので、良好な層間コンタクトをとる
ことができると共にコンタクト抵抗の増大を防止するこ
とができる。
［実施例］ 第１図乃至第５図は、この発明の一実施例による多層
配線形成法を示すもので、各々の図に対応する工程
（１）〜（５）を順次に説明する。
配線形成法を示すもので、各々の図に対応する工程
（１）〜（５）を順次に説明する。
（１）シリコン等の半導体基板10の表面に不純物ドープ
領域12及びSiO2等の下地絶縁膜14をいずれも公知の方法
で形成した後、ホトリソグラフィ技術により領域12の一
部に対応したコンタクト孔14aを絶縁膜14に形成する。
そして、基板上面には、例えばスパッタ法によりチタン
層15及びシリサイド層16を順次に被着する。ここで、シ
リサイド層16を構成するシリサイドとしては、WSix,MoS
ix等を用いることができる。
領域12及びSiO2等の下地絶縁膜14をいずれも公知の方法
で形成した後、ホトリソグラフィ技術により領域12の一
部に対応したコンタクト孔14aを絶縁膜14に形成する。
そして、基板上面には、例えばスパッタ法によりチタン
層15及びシリサイド層16を順次に被着する。ここで、シ
リサイド層16を構成するシリサイドとしては、WSix,MoS
ix等を用いることができる。
（２）次に、一例として室温から約600℃まで約10秒で
昇温する急速加熱処理を行なうことによりシリサイド層
16中のシリコンをチタン層15と反応させてチタン層15を
チタンシリサイド層15Aに変換する。このとき、チタン
層15は、シリサイド層16中の過剰シリコンを吸い出すよ
うに作用する。また、コンタクト孔14a内では、基板シ
リコンの一部もチタン層15と反応するので、領域12とチ
タンシリサイド層15Aとの間には良好なオーミック接触
が得られる。
昇温する急速加熱処理を行なうことによりシリサイド層
16中のシリコンをチタン層15と反応させてチタン層15を
チタンシリサイド層15Aに変換する。このとき、チタン
層15は、シリサイド層16中の過剰シリコンを吸い出すよ
うに作用する。また、コンタクト孔14a内では、基板シ
リコンの一部もチタン層15と反応するので、領域12とチ
タンシリサイド層15Aとの間には良好なオーミック接触
が得られる。
（３）次に、基板上面には、例えばスパッタ法によりAl
又はAl合金層18を被着する。ここで、Al合金層を構成す
る合金材料としては、Al−Si,Al−Si−Cu,Al−Cu,Al−S
i−Ti等を用いることができる。
又はAl合金層18を被着する。ここで、Al合金層を構成す
る合金材料としては、Al−Si,Al−Si−Cu,Al−Cu,Al−S
i−Ti等を用いることができる。
（４）次に、チタンシリサイド層15A、シリサイド層16
及びAl又はAl合金層18の積層をホトリソグラフイ技術に
より所望の配線パターンに従ってパターニングして第１
配線層W1を形成する。
及びAl又はAl合金層18の積層をホトリソグラフイ技術に
より所望の配線パターンに従ってパターニングして第１
配線層W1を形成する。
（４）この後、基板上面には、第１配線層W1をおおって
PSG等の層間絶縁膜20を気相堆積法等により形成する。
そして、第１配線層W1の一部に対応したコンタクト孔20
aを絶縁膜20に形成した後、Al又はAl合金等の配線金属
を基板上面に被着してからパターニングすることにより
第２配線層W2を形成する。この結果、第２配線層W2は、
コンタクト孔20aを介して第１配線層W1とオーミック接
触するようになる。
PSG等の層間絶縁膜20を気相堆積法等により形成する。
そして、第１配線層W1の一部に対応したコンタクト孔20
aを絶縁膜20に形成した後、Al又はAl合金等の配線金属
を基板上面に被着してからパターニングすることにより
第２配線層W2を形成する。この結果、第２配線層W2は、
コンタクト孔20aを介して第１配線層W1とオーミック接
触するようになる。
この後、従来例に関して前述したように導電性向上等
の目的で熱処理を行なっても、第２図の工程でシリサイ
ド層16中の過剰シリコンが殆どチタンシリサイド層15A
に吸収されているため、第６図のS1〜S4のようなシリコ
ン塊の析出は認められず、第１配線層W1は領域12及び第
２配線層W2のいずれとも低抵抗の電気接続状態を保つ。
の目的で熱処理を行なっても、第２図の工程でシリサイ
ド層16中の過剰シリコンが殆どチタンシリサイド層15A
に吸収されているため、第６図のS1〜S4のようなシリコ
ン塊の析出は認められず、第１配線層W1は領域12及び第
２配線層W2のいずれとも低抵抗の電気接続状態を保つ。
なお、上記実施例では、２層配線構造において下層配
線層にこの発明を適用したが、この発明は、これに限ら
ず、３層以上の多層配線構造において、２層目以上の配
線にも適用可能である。
線層にこの発明を適用したが、この発明は、これに限ら
ず、３層以上の多層配線構造において、２層目以上の配
線にも適用可能である。
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、シリサイド層の下
にシリサイド形成金属層を形成した後シリサイド化処理
を行なうことによりシリサイド層中の過剰シリコンを該
金属層に吸収させるようにしたので、シリサイド層上に
形成されるAl又はAl合金層中に過剰シリコンが塊として
析出するのを効果的に防止することができる。
にシリサイド形成金属層を形成した後シリサイド化処理
を行なうことによりシリサイド層中の過剰シリコンを該
金属層に吸収させるようにしたので、シリサイド層上に
形成されるAl又はAl合金層中に過剰シリコンが塊として
析出するのを効果的に防止することができる。
従って、配線抵抗の増大及びエレクトロマイグレーシ
ョン耐性の劣化を回避することができ、低抵抗で高信頼
な配線を実現できる効果が得られる。その上、この発明
を多層配線形成に適用した場合には、層間コンタクト不
良の発生やコンタクト抵抗の増大を回避できる付加的効
果も得られる。
ョン耐性の劣化を回避することができ、低抵抗で高信頼
な配線を実現できる効果が得られる。その上、この発明
を多層配線形成に適用した場合には、層間コンタクト不
良の発生やコンタクト抵抗の増大を回避できる付加的効
果も得られる。
第１図乃至第５図は、この発明の一実施例による多層配
線形成法を示す基板断面図、 第６図は、従来の多層配線構造の一例を示す基板断面図
である。 10……半導体基板、12……不純物ドープ領域、14……下
地絶縁膜、15……チタン層、15A……チタンシリサイド
層、16……シリサイド層、18……Al又はAl合金層、20…
…層間絶縁膜、W1,W2……第1,第２配線層。
線形成法を示す基板断面図、 第６図は、従来の多層配線構造の一例を示す基板断面図
である。 10……半導体基板、12……不純物ドープ領域、14……下
地絶縁膜、15……チタン層、15A……チタンシリサイド
層、16……シリサイド層、18……Al又はAl合金層、20…
…層間絶縁膜、W1,W2……第1,第２配線層。
Claims (2)
- 【請求項１】（ａ）基板をおおう絶縁膜の上にシリサイ
ド形成金属層を被着する工程と、 （ｂ）前記シリサイド形成金属層の上に第１の金属シリ
サイド層を被着する工程と、 （ｃ）前記第１の金属シリサイド層の中のシリコンを前
記シリサイド形成金属層と反応させて該シリサイド形成
金属層を第２の金属シリサイド層に変換する工程と、 （ｃ）前記第１の金属シリサイド層の上にAl又はAl合金
層を被着する工程と、 （ｅ）前記第１及び第２の金属シリサイド層並びに前記
Al又はAl合金層を含む積層を所望の配線パターンに従っ
てパターニングすることにより配線層を形成する工程と を含む配線形成法。 - 【請求項２】前記絶縁膜の上に前記配線層をおおって層
間絶縁膜を形成した後、前記配線層の一部に対応したコ
ンタクト孔を前記層間絶縁膜に形成し、しかる後前記コ
ンタクト孔を介して前記配線層にオーミック接触する他
の配線層を前記層間絶縁膜の上に形成することを含む請
求項１記載の配線形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3584690A JP2897313B2 (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 配線形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3584690A JP2897313B2 (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 配線形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239333A JPH03239333A (ja) | 1991-10-24 |
| JP2897313B2 true JP2897313B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=12453356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3584690A Expired - Fee Related JP2897313B2 (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 配線形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2897313B2 (ja) |
-
1990
- 1990-02-16 JP JP3584690A patent/JP2897313B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03239333A (ja) | 1991-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3516558B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH02222148A (ja) | 半導体装置 | |
| JP3104534B2 (ja) | 半導体装置とその製法 | |
| JP2897313B2 (ja) | 配線形成法 | |
| JP2600593B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2757796B2 (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JP2503921B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2900522B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2893794B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH05206134A (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| JP2764932B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0587144B2 (ja) | ||
| JP3407516B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2705294B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS632144B2 (ja) | ||
| JPH02186634A (ja) | 集積回路装置の製造方法 | |
| JP2000208520A (ja) | 半導体集積回路装置およびその製造方法 | |
| JPH05129447A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2945010B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH05190551A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2947800B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS61120442A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH05243229A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| JPH11214513A (ja) | 集積回路の配線構造と配線形成法 | |
| JPH04162531A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090312 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |