JP2946978B2 - 配線形成方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、配線形成方法に関す
る。本発明は、例えば、電子材料(半導体装置等)にお
ける金属配線の形成方法として利用することができる。
る。本発明は、例えば、電子材料(半導体装置等)にお
ける金属配線の形成方法として利用することができる。
【0002】
【従来の技術】従来の配線構造、例えばLSI等の半導
体装置の配線は、高温成膜して形成される場合がある。
例えば、LSIの配線材料としては、その抵抗値が低い
ことや加工性の容易さ等の理由から、Al系材料が用い
られることが多く、Al系の合金等が従来から広く用い
られている。このAl系合金は通常スパッタ法により形
成され、加熱下の状態でのスパッタ、いわゆる高温スパ
ッタ法も用いられる。
体装置の配線は、高温成膜して形成される場合がある。
例えば、LSIの配線材料としては、その抵抗値が低い
ことや加工性の容易さ等の理由から、Al系材料が用い
られることが多く、Al系の合金等が従来から広く用い
られている。このAl系合金は通常スパッタ法により形
成され、加熱下の状態でのスパッタ、いわゆる高温スパ
ッタ法も用いられる。
【0003】Al系合金の中でも、特に、下地がシリコ
ン基板である場合のSi拡散層とのコンタクト部分にお
けるAlの突き抜けを防止する目的から、Al−Siや
Al−Si−Cu等のSiを含む合金材料が良く用いら
れる。即ち、Si含有のAl合金は、Siが1wt%程
度含有されて成るが、このようにAl中には、一般に固
溶限より多いSi(例えば1wt%)を含ませることに
より、コンタクト部でのSi基板からAl中へのSi拡
散を防止し、AlがSi基板中に入り込むことを抑える
のである。
ン基板である場合のSi拡散層とのコンタクト部分にお
けるAlの突き抜けを防止する目的から、Al−Siや
Al−Si−Cu等のSiを含む合金材料が良く用いら
れる。即ち、Si含有のAl合金は、Siが1wt%程
度含有されて成るが、このようにAl中には、一般に固
溶限より多いSi(例えば1wt%)を含ませることに
より、コンタクト部でのSi基板からAl中へのSi拡
散を防止し、AlがSi基板中に入り込むことを抑える
のである。
【0004】一方最近では、素子の微細化や、シャロー
ジャンクション化に伴い、上記Al−Si系合金を用い
るだけではAl/Si基板間の拡散防止効果が不十分に
なって来ているため、Al/Si間にTiNやTiO
N、TiW等のバリアメタルを併用する場合が増えてい
る。
ジャンクション化に伴い、上記Al−Si系合金を用い
るだけではAl/Si基板間の拡散防止効果が不十分に
なって来ているため、Al/Si間にTiNやTiO
N、TiW等のバリアメタルを併用する場合が増えてい
る。
【0005】例えば、図25に示すように、Si基板1
0の拡散層11の上に、Ti層21及びTiON層22
から成るバリアメタル層20を形成し、この上にアルミ
ニウム系配線30(ここではAl−Si合金から形成)
を設けている。図25中、12は層間絶縁膜であるSi
O2 膜、13はこの層間絶縁膜12中に開設した接続孔
である。
0の拡散層11の上に、Ti層21及びTiON層22
から成るバリアメタル層20を形成し、この上にアルミ
ニウム系配線30(ここではAl−Si合金から形成)
を設けている。図25中、12は層間絶縁膜であるSi
O2 膜、13はこの層間絶縁膜12中に開設した接続孔
である。
【0006】アルミニウム系材料、例えばAl−Si系
材料は、高温スパッタによる接続孔埋め込み・平坦化プ
ロセスにおいて、以下の点で有利である。高温スパッタ
とは、基板を高温加熱(通常400〜500℃)しなが
らAl(Al合金)をスパッタ成膜することによってA
lをリフローさせ、Alを接続孔内へ流し込みかつ平坦
化する手法である。この際の基板加熱温度はより低温で
あることが望ましい。なぜならば、Si拡散層とのコン
タクト部分におけるAlの突き抜けを防ぐため、あるい
は層間膜であるSOG等の膜質劣化を防ぐため等の理由
から、基板にかかる加熱処理はより低温化された方が良
いからである。ここで、AlとSiの合金は純AlやA
lCu等に比べその融点が低く、より低温でリフローす
ると考えられており、この点でも有利であると言える。
材料は、高温スパッタによる接続孔埋め込み・平坦化プ
ロセスにおいて、以下の点で有利である。高温スパッタ
とは、基板を高温加熱(通常400〜500℃)しなが
らAl(Al合金)をスパッタ成膜することによってA
lをリフローさせ、Alを接続孔内へ流し込みかつ平坦
化する手法である。この際の基板加熱温度はより低温で
あることが望ましい。なぜならば、Si拡散層とのコン
タクト部分におけるAlの突き抜けを防ぐため、あるい
は層間膜であるSOG等の膜質劣化を防ぐため等の理由
から、基板にかかる加熱処理はより低温化された方が良
いからである。ここで、AlとSiの合金は純AlやA
lCu等に比べその融点が低く、より低温でリフローす
ると考えられており、この点でも有利であると言える。
【0007】しかしAl−Si系合金を用いた場合で
は、形成された配線中にSiノジュールと呼ばれるSi
の析出物が形成されるという問題がある。もともとAl
中には固溶限以上のSiを含ませてあることが多く、そ
の場合この析出現象自体は原理的に必ず起こることであ
り、本質的な問題である。このSiノジュールの大きさ
は場合によっては1μm以上の大きさになることもある
(Siノジュールについては、例えば特開平1−120
863参照)。
は、形成された配線中にSiノジュールと呼ばれるSi
の析出物が形成されるという問題がある。もともとAl
中には固溶限以上のSiを含ませてあることが多く、そ
の場合この析出現象自体は原理的に必ず起こることであ
り、本質的な問題である。このSiノジュールの大きさ
は場合によっては1μm以上の大きさになることもある
(Siノジュールについては、例えば特開平1−120
863参照)。
【0008】近年LSIの素子の微細化に伴い、配線の
幅や接続孔形状も、より微細化の傾向にある中で、この
Siノジュールは配線の信頼性上で深刻な問題となって
いる。即ち、配線中でSiノジュールが発生した部分で
は配線幅が細るため、配線の抵抗上昇、または局所的な
電流密度上昇による配線の断線等の懸念がある。図26
(a)(b)、及び図27(a)(b)に、Siノジュ
ール14が発生した場合の、Al−Si配線30を示
す。断面図である図26(b)及び図27(b)、また
図25に対応する図28から理解されるように、Siノ
ジュール14が配線30に食いこむように生じて、この
ため符号15で示す部分が線幅が細い部分になる。
幅や接続孔形状も、より微細化の傾向にある中で、この
Siノジュールは配線の信頼性上で深刻な問題となって
いる。即ち、配線中でSiノジュールが発生した部分で
は配線幅が細るため、配線の抵抗上昇、または局所的な
電流密度上昇による配線の断線等の懸念がある。図26
(a)(b)、及び図27(a)(b)に、Siノジュ
ール14が発生した場合の、Al−Si配線30を示
す。断面図である図26(b)及び図27(b)、また
図25に対応する図28から理解されるように、Siノ
ジュール14が配線30に食いこむように生じて、この
ため符号15で示す部分が線幅が細い部分になる。
【0009】一方、Siノジュールの大きさ・数は、特
にAl合金成膜時の基板加熱温度やAlシンター等の成
膜後の加熱処理に影響されることが知られている。そこ
で、これらの加熱プロセスの改善・最適化によってSi
ノジュールを小さくし、信頼性に対する影響を少なくし
ようという試みがなされている。しかし、これらの方法
では結局のところSiノジュールを完全に無くすことは
できない。以上の理由から、Al系材料としてAl−S
iを用いた場合でもSiノジュールが全く発生しない抜
本的な解決手段が望まれている。
にAl合金成膜時の基板加熱温度やAlシンター等の成
膜後の加熱処理に影響されることが知られている。そこ
で、これらの加熱プロセスの改善・最適化によってSi
ノジュールを小さくし、信頼性に対する影響を少なくし
ようという試みがなされている。しかし、これらの方法
では結局のところSiノジュールを完全に無くすことは
できない。以上の理由から、Al系材料としてAl−S
iを用いた場合でもSiノジュールが全く発生しない抜
本的な解決手段が望まれている。
【0010】また、上記問題は、Si含有金属層を成膜
して配線を形成する技術においては、いずれの場合でも
生じ得る問題点である。
して配線を形成する技術においては、いずれの場合でも
生じ得る問題点である。
【0011】
【発明の目的】本発明は上記問題点に鑑みて創案された
もので、Si含有金属層により配線を形成する場合に、
Siノジュールの発生を防止し、信頼性の高い配線を形
成する技術を提供せんとするものである。
もので、Si含有金属層により配線を形成する場合に、
Siノジュールの発生を防止し、信頼性の高い配線を形
成する技術を提供せんとするものである。
【0012】
【問題点を解決するための手段及び作用】本出願請求項
1の発明は、シリコン基板上の絶縁膜に形成した接続孔
の側壁及び該絶縁膜上にシリコンナイトライド膜を形成
し、次に下地金属を成膜することにより、接続孔の底部
において該シリコン基板に少なくともその一部が直接接
し、かつ絶縁膜とはシリコンナイトライド膜を介して形
成された下地金属上に、400〜500℃の高温でシリ
コン含有金属層を成膜することにより、シリコン含有金
属が溶融状態あるいは溶融状態に近い状態に熱せられて
成膜される該成膜中に、前記下地金属と、前記シリコン
含有金属とから成る下地金属−シリコン−シリコンを含
有する金属の3元シリコン合金層を形成することによっ
て、下地金属からなる層と、該シリコン合金層と、シリ
コン含有金属層とからなる3層の積層構造を形成するこ
とを特徴とする配線形成方法であって、この構成により
上記目的を達成するものである。
1の発明は、シリコン基板上の絶縁膜に形成した接続孔
の側壁及び該絶縁膜上にシリコンナイトライド膜を形成
し、次に下地金属を成膜することにより、接続孔の底部
において該シリコン基板に少なくともその一部が直接接
し、かつ絶縁膜とはシリコンナイトライド膜を介して形
成された下地金属上に、400〜500℃の高温でシリ
コン含有金属層を成膜することにより、シリコン含有金
属が溶融状態あるいは溶融状態に近い状態に熱せられて
成膜される該成膜中に、前記下地金属と、前記シリコン
含有金属とから成る下地金属−シリコン−シリコンを含
有する金属の3元シリコン合金層を形成することによっ
て、下地金属からなる層と、該シリコン合金層と、シリ
コン含有金属層とからなる3層の積層構造を形成するこ
とを特徴とする配線形成方法であって、この構成により
上記目的を達成するものである。
【0013】本出願の請求項2の発明は、シリコン含有
金属層はシリコン含有のアルミニウム系材料から形成
し、該シリコン含有金属層は高温スパッタにより形成す
ることを特徴とする請求項1に記載の配線形成方法であ
って、この構成により上記目的を達成するものである。
金属層はシリコン含有のアルミニウム系材料から形成
し、該シリコン含有金属層は高温スパッタにより形成す
ることを特徴とする請求項1に記載の配線形成方法であ
って、この構成により上記目的を達成するものである。
【0014】本出願の請求項3の発明は、シリコン基板
上に、該シリコン基板に少なくともその一部が直接接し
て形成された下地金属上に、150℃近傍、もしくはそ
れ以下の無加熱状態でシリコン含有金属層を成膜した後
に、400〜500℃の高温で熱処理を施すことによ
り、前記下地金属と、前記シリコン含有金属とから成る
下地金属−シリコン−シリコンを含有する金属の3元シ
リコン合金層を形成することによって、下地金属からな
る層と、該シリコン合金層と、シリコン含有金属層とか
らなる3層の積層構造を形成することを特徴とする配線
形成方法であって、この構成により上記目的を達成する
ものである。
上に、該シリコン基板に少なくともその一部が直接接し
て形成された下地金属上に、150℃近傍、もしくはそ
れ以下の無加熱状態でシリコン含有金属層を成膜した後
に、400〜500℃の高温で熱処理を施すことによ
り、前記下地金属と、前記シリコン含有金属とから成る
下地金属−シリコン−シリコンを含有する金属の3元シ
リコン合金層を形成することによって、下地金属からな
る層と、該シリコン合金層と、シリコン含有金属層とか
らなる3層の積層構造を形成することを特徴とする配線
形成方法であって、この構成により上記目的を達成する
ものである。
【0015】本出願の請求項4の発明は、下地金属は、
チタンであることを特徴とする請求項1に記載の配線形
成方法であって、この構成により上記目的を達成するも
のである。
チタンであることを特徴とする請求項1に記載の配線形
成方法であって、この構成により上記目的を達成するも
のである。
【0016】本出願の請求項5の発明は、下地金属は、
チタン/チタン化合物/チタンの積層構造であることを
特徴とする請求項1に記載の配線形成方法であって、こ
の構成により上記目的を達成するものである。
チタン/チタン化合物/チタンの積層構造であることを
特徴とする請求項1に記載の配線形成方法であって、こ
の構成により上記目的を達成するものである。
【0017】本出願の請求項6の発明は、シリコン基板
上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜に、シリコン基板と配線
層とを接続するための接続孔とする開口を形成し、該開
口の側壁に絶縁膜をサイドウォール状に形成し、次いで
下地金属を形成することを特徴とする請求項1に記載の
配線形成方法であって、この構成により上記目的を達成
するものである。
上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜に、シリコン基板と配線
層とを接続するための接続孔とする開口を形成し、該開
口の側壁に絶縁膜をサイドウォール状に形成し、次いで
下地金属を形成することを特徴とする請求項1に記載の
配線形成方法であって、この構成により上記目的を達成
するものである。
【0018】本出願の請求項7の発明は、シリコン含有
金属層はシリコン含有のアルミニウム系材料から形成す
ることを特徴とする請求項3に記載の配線形成方法であ
って、この構成により上記目的を達成するものである。
金属層はシリコン含有のアルミニウム系材料から形成す
ることを特徴とする請求項3に記載の配線形成方法であ
って、この構成により上記目的を達成するものである。
【0019】本出願の請求項8の発明は、シリコン含有
金属層はシリコン含有のアルミニウム系材料から形成す
ることを特徴とする請求項3または7に記載の配線形成
方法であって、この構成により上記目的を達成するもの
である。
金属層はシリコン含有のアルミニウム系材料から形成す
ることを特徴とする請求項3または7に記載の配線形成
方法であって、この構成により上記目的を達成するもの
である。
【0020】本出願の請求項9の発明は、下地金属がT
i系材料である請求項3、7または8に記載の配線形成
方法であって、この構成により上記目的を達成するもの
である。
i系材料である請求項3、7または8に記載の配線形成
方法であって、この構成により上記目的を達成するもの
である。
【0021】本発明は、シリコン含有金属層がシリコン
含有のアルミニウム系材料、例えばAl−Si合金、A
l−Si−Cu合金である場合に、効果が大きい。ま
た、下地金属がTi系材料、例えばTi及び/またはT
iON、TiWなどである場合に、好ましく適用でき
る。
含有のアルミニウム系材料、例えばAl−Si合金、A
l−Si−Cu合金である場合に、効果が大きい。ま
た、下地金属がTi系材料、例えばTi及び/またはT
iON、TiWなどである場合に、好ましく適用でき
る。
【0022】本出願の請求項1の発明において高温成膜
とは、シリコン含有金属が溶融状態あるいは溶融状態に
近い状態に熱せられて成膜されることを言い、通常40
0〜500℃での成膜をいう。
とは、シリコン含有金属が溶融状態あるいは溶融状態に
近い状態に熱せられて成膜されることを言い、通常40
0〜500℃での成膜をいう。
【0023】本出願の請求項1の発明の構成及び作用に
ついて、この発明の構成例を示す図1〜図6の例示を参
照して説明すると、次のとおりである。
ついて、この発明の構成例を示す図1〜図6の例示を参
照して説明すると、次のとおりである。
【0024】図1を参照する。本発明においては、下地
金属1(図示ではTi)上に、高温でシリコン含有金属
3(ここではSiを1wt%含有するAl合金)を成膜
することにより、成膜中に、前記下地金属1と、前記シ
リコン含有金属3とから成るシリコン合金層2(図示で
はAl−Ti−Si3元合金層)を形成して、図1の如
き配線構造を得るものである。
金属1(図示ではTi)上に、高温でシリコン含有金属
3(ここではSiを1wt%含有するAl合金)を成膜
することにより、成膜中に、前記下地金属1と、前記シ
リコン含有金属3とから成るシリコン合金層2(図示で
はAl−Ti−Si3元合金層)を形成して、図1の如
き配線構造を得るものである。
【0025】図示構成例は特に、下地金属1であるTi
上にシリコン含有金属3であるAl−Si系合金を高温
スパッタ法により成膜することにより、シリコン含有金
属3(Al−Si系合金)から析出するSiをシリコン
含有金属/下地金属界面(Al/Ti界面)反応層に吸
収させ、シリコン合金層2であるAl−Ti−Si3元
合金層を形成し、配線膜中にSiノジュールを形成させ
ないようにして、Al−Si系合金配線を形成したもの
である。
上にシリコン含有金属3であるAl−Si系合金を高温
スパッタ法により成膜することにより、シリコン含有金
属3(Al−Si系合金)から析出するSiをシリコン
含有金属/下地金属界面(Al/Ti界面)反応層に吸
収させ、シリコン合金層2であるAl−Ti−Si3元
合金層を形成し、配線膜中にSiノジュールを形成させ
ないようにして、Al−Si系合金配線を形成したもの
である。
【0026】本構成例にあっては、まず下地金属1とし
てTi膜を形成し、この上にシリコン含有金属3とし
て、AlSi、AlSiCu等のAlSi系合金(以下
Al−Siと記述)等を高温スパッタ成膜する(図2参
照)。成膜中、基板は例えば400〜500℃に加熱
し、高温での成膜とする。成膜中、シリコン含有金属3
であるAl−Si中に含まれている固溶限以上の過剰S
iは図2に模式的に示すように、Al/Ti界面に析出
する。通常の即ち高温加熱しないスパッタ成膜であれ
ば、このSiは図3に示すようにAl/Ti界面に局所
的に形成された核3aに凝集し、図4に示す如く、Si
ノジュール14となるところである。
てTi膜を形成し、この上にシリコン含有金属3とし
て、AlSi、AlSiCu等のAlSi系合金(以下
Al−Siと記述)等を高温スパッタ成膜する(図2参
照)。成膜中、基板は例えば400〜500℃に加熱
し、高温での成膜とする。成膜中、シリコン含有金属3
であるAl−Si中に含まれている固溶限以上の過剰S
iは図2に模式的に示すように、Al/Ti界面に析出
する。通常の即ち高温加熱しないスパッタ成膜であれ
ば、このSiは図3に示すようにAl/Ti界面に局所
的に形成された核3aに凝集し、図4に示す如く、Si
ノジュール14となるところである。
【0027】しかしこの発明のように高温での成膜(こ
の構成例では高温スパッタ成膜)を行った場合では、成
膜中にシリコン含有金属1中のAlと下地金属1である
Tiとの界面反応が急速に進行し、析出したSiは、A
lとTiの反応に伴い反応層中に吸収され、図5に模式
的に示すようにこの中を均一に拡散し(図5中符号2a
にてAl−Ti反応層を示す)、最終的には図6に示す
ようにシリコン合金層2(ここではAl−Ti−Si3
元合金層)を形成する。
の構成例では高温スパッタ成膜)を行った場合では、成
膜中にシリコン含有金属1中のAlと下地金属1である
Tiとの界面反応が急速に進行し、析出したSiは、A
lとTiの反応に伴い反応層中に吸収され、図5に模式
的に示すようにこの中を均一に拡散し(図5中符号2a
にてAl−Ti反応層を示す)、最終的には図6に示す
ようにシリコン合金層2(ここではAl−Ti−Si3
元合金層)を形成する。
【0028】この結果、成膜終了後、シリコン合金層2
(3元合金層)の界面にSiノジュールは形成されな
い。また配線パターン加工後にAlシンター等他の加熱
工程を経た後も、シリコン合金層2界面にSiが析出す
ることはなく、Siノジュールは形成されない。なお上
記において参照した各図中、12a,12bは層間絶縁
膜であり、ここではSiO2 (あるいはPSG)により
形成してある。
(3元合金層)の界面にSiノジュールは形成されな
い。また配線パターン加工後にAlシンター等他の加熱
工程を経た後も、シリコン合金層2界面にSiが析出す
ることはなく、Siノジュールは形成されない。なお上
記において参照した各図中、12a,12bは層間絶縁
膜であり、ここではSiO2 (あるいはPSG)により
形成してある。
【0029】この発明の方法においては、シリコン含有
金属3(Al−Si)と下地金属1(Ti)の界面反応
が速やかに進行することが、Siノジュール防止上好ま
しい。
金属3(Al−Si)と下地金属1(Ti)の界面反応
が速やかに進行することが、Siノジュール防止上好ま
しい。
【0030】ところで、下地金属1がTiである場合、
これは、SiO2 系の層間膜12a上に形成された場合
SiO2 と反応し酸化され酸化チタン1aを形成するが
(図7参照)、シリコンナイトライドSiN4上に形成
された場合ではほとんど反応せず酸化されないことが知
られている(図8参照)。Tiが酸化されるとAlSi
との反応性も悪くなるので、Tiの下地をSiNとし、
AlSi/Ti界面反応性の劣化を防ぐことが、Siノ
ジュール防止により有効である。更に、SiNを層間膜
表面及び接続孔側壁に形成した構造は高温スパッタによ
る高アスペクト比接続孔Al埋め込みに有効であり、本
構造ではSiノジュール防止と良好なAl埋め込みの両
方の効果を得ることができる。この好ましい態様により
得た配線構造が図1に示すものであり、図1中、符号4
でSiN層を示し、12bで層間膜であるPSGを示
す。10はSi基板等の半導体基板である。
これは、SiO2 系の層間膜12a上に形成された場合
SiO2 と反応し酸化され酸化チタン1aを形成するが
(図7参照)、シリコンナイトライドSiN4上に形成
された場合ではほとんど反応せず酸化されないことが知
られている(図8参照)。Tiが酸化されるとAlSi
との反応性も悪くなるので、Tiの下地をSiNとし、
AlSi/Ti界面反応性の劣化を防ぐことが、Siノ
ジュール防止により有効である。更に、SiNを層間膜
表面及び接続孔側壁に形成した構造は高温スパッタによ
る高アスペクト比接続孔Al埋め込みに有効であり、本
構造ではSiノジュール防止と良好なAl埋め込みの両
方の効果を得ることができる。この好ましい態様により
得た配線構造が図1に示すものであり、図1中、符号4
でSiN層を示し、12bで層間膜であるPSGを示
す。10はSi基板等の半導体基板である。
【0031】次に本出願の請求項3の発明の構成及び作
用について、この発明の構成例の原理を示す図29〜図
32、及び請求項3の発明の具体例である図35及び図
36の例示を参照して説明すると、次のとおりである。
用について、この発明の構成例の原理を示す図29〜図
32、及び請求項3の発明の具体例である図35及び図
36の例示を参照して説明すると、次のとおりである。
【0032】本発明においては、下地金属1(図示では
Ti)上に、シリコン含有金属3(ここではSiを1w
t%含有するAl合金)を通常のスパッタ手段等により
成膜する(図29〜図31)。その後に、熱処理を施す
ことにより、前記下地金属1と、前記シリコン含有金属
3から成るシリコン合金層2(図示ではAl─Ti−S
i三元合金層)を形成して、図36の例示のような配線
構造を得るものである。
Ti)上に、シリコン含有金属3(ここではSiを1w
t%含有するAl合金)を通常のスパッタ手段等により
成膜する(図29〜図31)。その後に、熱処理を施す
ことにより、前記下地金属1と、前記シリコン含有金属
3から成るシリコン合金層2(図示ではAl─Ti−S
i三元合金層)を形成して、図36の例示のような配線
構造を得るものである。
【0033】図示構成例は特に、まず下地金属1である
Ti上にシリコン含有金属3である例えばAl−Si系
合金(Al−Si、Al−Si−Cu等)をスパッタ法
により成膜する(図29)。成膜中、基板は、150℃
近傍、ないしはそれ以下の無加熱状態とする。成膜中、
シリコン含有金属Al─Si合金に含まれている固溶限
以上のSiは、シリコン含有金属3と下地金属1との界
面、即ちここではAl/Ti界面に析出する(図29,
30)。この成膜時に、前記 説明した請求項1の発明
のように基板を500℃程度に加熱すれば、成膜中にA
lとTiとの界面反応が生じ、析出したSiは、AlT
i反応層中に吸収され、Al−Si−Ti3元合金を形
成し、Siノジュールは残らない(前記説明した図5、
図6参照)。
Ti上にシリコン含有金属3である例えばAl−Si系
合金(Al−Si、Al−Si−Cu等)をスパッタ法
により成膜する(図29)。成膜中、基板は、150℃
近傍、ないしはそれ以下の無加熱状態とする。成膜中、
シリコン含有金属Al─Si合金に含まれている固溶限
以上のSiは、シリコン含有金属3と下地金属1との界
面、即ちここではAl/Ti界面に析出する(図29,
30)。この成膜時に、前記 説明した請求項1の発明
のように基板を500℃程度に加熱すれば、成膜中にA
lとTiとの界面反応が生じ、析出したSiは、AlT
i反応層中に吸収され、Al−Si−Ti3元合金を形
成し、Siノジュールは残らない(前記説明した図5、
図6参照)。
【0034】しかしこの構成例のように無加熱スパッタ
成膜を用いる場合、析出したSiが存在したまま、フォ
トレジスト工程、RIE工程で配線を形成すると、先に
述べたように、部分的に細った、信頼性の低い配線がで
きてしまう(図31)。また、AlのRIE条件では、
Siノジュールがエッチング残渣として残り、これも、
信頼性低下を招く要因となる。
成膜を用いる場合、析出したSiが存在したまま、フォ
トレジスト工程、RIE工程で配線を形成すると、先に
述べたように、部分的に細った、信頼性の低い配線がで
きてしまう(図31)。また、AlのRIE条件では、
Siノジュールがエッチング残渣として残り、これも、
信頼性低下を招く要因となる。
【0035】これに対し請求項3の本発明では、Al−
Si合金膜等のシリコン含有金属を形成後、熱処理工程
を加えることによって、形成されたSiノジュールを、
Al−Ti界面反応形成とともに、この中に吸収させる
ものである。
Si合金膜等のシリコン含有金属を形成後、熱処理工程
を加えることによって、形成されたSiノジュールを、
Al−Ti界面反応形成とともに、この中に吸収させる
ものである。
【0036】即ち、本発明においては、下地金属1であ
る下地Ti等の上にAlSi系合金等のシリコン含有金
属をスパッタ法で成膜した後に、熱処理工程を加えるこ
とにより、シリコン含有金属2(Al−Si合金)から
析出するSiを下地金属1とシリコン含有金属2との界
面(Al/Ti界面)反応層に吸収させ、これらの合金
属(AlSiTi3元合金層)を形成し、これにより、
配線膜中にSiノジュールを成形させないようにしたの
である。即ち図32に模式的示すように、析出したSi
(符号14′で示す)を下地金属1に吸収させ、シリコ
ン合金層2を形成するものである。図32の図示は、シ
リコン合金層2と下地金属1(Ti層)とが2層をなす
かどうか明瞭ではないが、後に説明する図35の状態で
後述の条件をとることにより、図36に示すような、下
地金属からなる層1と、上記3元合金層であるシリコン
合金層2と、シリコン含有金属層3とからなる3層の積
層構造が形成される。
る下地Ti等の上にAlSi系合金等のシリコン含有金
属をスパッタ法で成膜した後に、熱処理工程を加えるこ
とにより、シリコン含有金属2(Al−Si合金)から
析出するSiを下地金属1とシリコン含有金属2との界
面(Al/Ti界面)反応層に吸収させ、これらの合金
属(AlSiTi3元合金層)を形成し、これにより、
配線膜中にSiノジュールを成形させないようにしたの
である。即ち図32に模式的示すように、析出したSi
(符号14′で示す)を下地金属1に吸収させ、シリコ
ン合金層2を形成するものである。図32の図示は、シ
リコン合金層2と下地金属1(Ti層)とが2層をなす
かどうか明瞭ではないが、後に説明する図35の状態で
後述の条件をとることにより、図36に示すような、下
地金属からなる層1と、上記3元合金層であるシリコン
合金層2と、シリコン含有金属層3とからなる3層の積
層構造が形成される。
【0037】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。なお
当然のことではあるが、本発明は以下に述べる実施例に
よって限定されるものではない。
当然のことではあるが、本発明は以下に述べる実施例に
よって限定されるものではない。
【0038】実施例1 図9〜図14を参照する。この例は、参考の実施例であ
る。
る。
【0039】はじめにPSG等により層間絶縁膜12b
を形成する(図9)。膜厚は500nmとした。各図
中、10はSi基板、11はSi拡散層である。
を形成する(図9)。膜厚は500nmとした。各図
中、10はSi基板、11はSi拡散層である。
【0040】次に、通常のフォトレジスト工程及びRI
E工程により、接続孔13を開口する(図10)。
E工程により、接続孔13を開口する(図10)。
【0041】次に、マグネトロンスパッタ装置により下
地金属1としてここではTi、シリコン含有金属3とし
てここではAlSiの成膜を行う。本実施例では、まず
通常のスパッタ法によりTiを100nm形成して、下
地金属1とした(図11)。この後大気開放することな
く連続的にAl−Siを800nm高温スパッタ成膜し
て、シリコン含有金属3とした。この時使用したターゲ
ットの組成は、Al−1wt%Siであるが、他の組成
のもの、またはAl−1wt%Si−0.5wt%Cu
等を用いてもよい。
地金属1としてここではTi、シリコン含有金属3とし
てここではAlSiの成膜を行う。本実施例では、まず
通常のスパッタ法によりTiを100nm形成して、下
地金属1とした(図11)。この後大気開放することな
く連続的にAl−Siを800nm高温スパッタ成膜し
て、シリコン含有金属3とした。この時使用したターゲ
ットの組成は、Al−1wt%Siであるが、他の組成
のもの、またはAl−1wt%Si−0.5wt%Cu
等を用いてもよい。
【0042】以下にそれぞれの成膜条件を示す。 Ti成膜条件 DCパワー 4kW プロセスガス Ar 100SCCM スパッタ圧力 0.4Pa 基板加熱温度 150℃ Al−Si成膜条件 DCパワー 10kW 成膜速度 0.6μm/min プロセスガス Ar 100SCCM スパッタ圧力 0.4Pa 基板加熱 500℃
【0043】Alスパッタ時に、基板加熱のみでなく4
00V程度の基板バイアスを併用する場合もある。
00V程度の基板バイアスを併用する場合もある。
【0044】以上の条件でシリコン含有金属3により配
線層を形成した後には、Al/Tiの界面にはシリコン
合金層2であるAl−Ti−Si3元合金属が形成され
(図12)、Siノジュールは形成されない。
線層を形成した後には、Al/Tiの界面にはシリコン
合金層2であるAl−Ti−Si3元合金属が形成され
(図12)、Siノジュールは形成されない。
【0045】この後、通常のフォトレジスト工程及びR
IE工程により、シリコン含有金属3の配線層を配線パ
ターンにエッチング加工し(図13)、オーバーコート
15を全面に形成する(図14)。ここでは、プラズマ
CVD法によりSiN膜を750nm形成して、オーバ
ーコート15とした。
IE工程により、シリコン含有金属3の配線層を配線パ
ターンにエッチング加工し(図13)、オーバーコート
15を全面に形成する(図14)。ここでは、プラズマ
CVD法によりSiN膜を750nm形成して、オーバ
ーコート15とした。
【0046】更に、Alシンターを行う。この時条件は
400℃、60分とした。
400℃、60分とした。
【0047】Al成膜後から以上のプロセスを経た後
も、Al/Al−Ti−Si3元合金層界面にSiが析
出することはなく、配線中にはSiノジュールは全く形
成されなかった。
も、Al/Al−Ti−Si3元合金層界面にSiが析
出することはなく、配線中にはSiノジュールは全く形
成されなかった。
【0048】このようにAl合金配線中にSiノジュー
ルが発生せず、配線の信頼性が向上する。また、高温ス
パッタにより同時にAl合金層の平坦化が行えるので、
接続孔部でのステップカバレッジが改善され、更に配線
の信頼性が向上する。
ルが発生せず、配線の信頼性が向上する。また、高温ス
パッタにより同時にAl合金層の平坦化が行えるので、
接続孔部でのステップカバレッジが改善され、更に配線
の信頼性が向上する。
【0049】実施例2 図15〜18を参照する。この例は、参考の実施例であ
る。この例においても、まず、PSG等の層間絶縁膜1
2bを形成し、通常のフォトレジスト工程及びRIE工
程により、接続孔13を開口する(図15)。なお図
中、実施例1におけると同じ符号は、同義の構成部分を
示す。
る。この例においても、まず、PSG等の層間絶縁膜1
2bを形成し、通常のフォトレジスト工程及びRIE工
程により、接続孔13を開口する(図15)。なお図
中、実施例1におけると同じ符号は、同義の構成部分を
示す。
【0050】次に、マグネトロンスパッタ装置により配
線層の成膜を行う。まず初めに、通常のスパッタ法によ
りTi層1a、TiON層1b、Ti層1cをそれぞれ
30nm、100nm、30nm形成し、これらにより
下地金属1を形成した(図16)。
線層の成膜を行う。まず初めに、通常のスパッタ法によ
りTi層1a、TiON層1b、Ti層1cをそれぞれ
30nm、100nm、30nm形成し、これらにより
下地金属1を形成した(図16)。
【0051】ここでは、1つのチャンバー中でDCパワ
ー、プロセスガス流量を変化させることにより、3層を
連続的に形成した。以下に成膜条件を示す。 1層目Ti成膜条件 DCパワー 4kW プロセスガス Ar 100SCCM スパッタ圧力 0.4Pa 基板加熱温度 150℃ TiON成膜条件 DCパワー 5kW プロセスガス Ar 70SCCM N2 −6%O2 =40SCCM スパッタ圧力 0.4Pa 基板加熱温度 150℃ 2層目Ti成膜条件 1層目Ti成膜条件と同じ
ー、プロセスガス流量を変化させることにより、3層を
連続的に形成した。以下に成膜条件を示す。 1層目Ti成膜条件 DCパワー 4kW プロセスガス Ar 100SCCM スパッタ圧力 0.4Pa 基板加熱温度 150℃ TiON成膜条件 DCパワー 5kW プロセスガス Ar 70SCCM N2 −6%O2 =40SCCM スパッタ圧力 0.4Pa 基板加熱温度 150℃ 2層目Ti成膜条件 1層目Ti成膜条件と同じ
【0052】なおここで、TiONの替わりにTiNを
用いてもよい。この場合の成膜条件は、上記のN2 −6
%O2 ガスを純N2 ガスに替えればよい。
用いてもよい。この場合の成膜条件は、上記のN2 −6
%O2 ガスを純N2 ガスに替えればよい。
【0053】この後大気開放することなく、シリコン含
有金属3としてAl−Siを800nm高温スパッタ成
膜する。この成膜条件は実施例1と同じである。本実施
例においても実施例1と同様に、Al−Si成膜時にA
l層の底部にシリコン合金層2であるAl−Ti−Si
3元合金層が形成され、Siノジュールは形成されない
(図17)。
有金属3としてAl−Siを800nm高温スパッタ成
膜する。この成膜条件は実施例1と同じである。本実施
例においても実施例1と同様に、Al−Si成膜時にA
l層の底部にシリコン合金層2であるAl−Ti−Si
3元合金層が形成され、Siノジュールは形成されない
(図17)。
【0054】この後、通常のフォトレジスト工程及び、
RIE工程により、シリコン含有金属3である配線層を
配線パターンにエッチング加工し、更にオーバーコート
15を全面に形成する。条件は実施例1と同じである。
これによって、図18の構造を得る。
RIE工程により、シリコン含有金属3である配線層を
配線パターンにエッチング加工し、更にオーバーコート
15を全面に形成する。条件は実施例1と同じである。
これによって、図18の構造を得る。
【0055】更に、Alシンターを行う。条件は実施例
1と同じである。
1と同じである。
【0056】以上のAlシンターまでのプロセスを通じ
ても、実施例1と同様に配線中にSiノジュールは全く
形成されない。
ても、実施例1と同様に配線中にSiノジュールは全く
形成されない。
【0057】この実施例の場合では、バリアメタルとし
てTiON1b(TiNでもよい)が形成されているの
で、Si拡散層11とのバリア性がより確実となる。
てTiON1b(TiNでもよい)が形成されているの
で、Si拡散層11とのバリア性がより確実となる。
【0058】実施例3 図19〜24を参照する。この実施例は、請求項1、
2、6の発明を具体化したものである。ここではまずP
SG等の層間絶縁膜12bを形成し、更にこの上にSi
N4を形成する(図19)。それぞれの膜厚はここでは
800nm、100nmとした。また、SiNはプラズ
マCVD法を用いて形成した。以下にSiN膜の成膜条
件を示す。なお図中のその他の符号は前記と同義であ
る。 成膜条件 ガス系 SiH4 /NH3 /N2 流 量 180/500/720SCCM 成長温度 200℃ 圧 力 40Pa
2、6の発明を具体化したものである。ここではまずP
SG等の層間絶縁膜12bを形成し、更にこの上にSi
N4を形成する(図19)。それぞれの膜厚はここでは
800nm、100nmとした。また、SiNはプラズ
マCVD法を用いて形成した。以下にSiN膜の成膜条
件を示す。なお図中のその他の符号は前記と同義であ
る。 成膜条件 ガス系 SiH4 /NH3 /N2 流 量 180/500/720SCCM 成長温度 200℃ 圧 力 40Pa
【0059】次に、通常のフォトレジスト工程及びRI
E工程により、接続孔13を開口する(図20)。
E工程により、接続孔13を開口する(図20)。
【0060】次にSiN膜41を100nm形成する
(図21)。成膜条件は上記と同じである。
(図21)。成膜条件は上記と同じである。
【0061】次に、RIEによりSiN膜41をエッチ
バックし、接続孔13の側壁部にのみSiN41をサイ
ドウォール状に残して、それ以外を除去し図22の構造
とする。この時の条件を以下に示す。 RIE条件 ガ ス CHF3 流 量 75/25SCCM RFパワー 600W 圧 力 5.3Pa
バックし、接続孔13の側壁部にのみSiN41をサイ
ドウォール状に残して、それ以外を除去し図22の構造
とする。この時の条件を以下に示す。 RIE条件 ガ ス CHF3 流 量 75/25SCCM RFパワー 600W 圧 力 5.3Pa
【0062】次に、マグネトロンスパッタ装置により下
地金属1としてTi(または、Ti/TiON(Ti
N)/Ti)AlSi成膜を行う(図23)。成膜条件
は実施例1または実施例2と同様である。
地金属1としてTi(または、Ti/TiON(Ti
N)/Ti)AlSi成膜を行う(図23)。成膜条件
は実施例1または実施例2と同様である。
【0063】この後、通常のフォトレジスト工程及びR
IE工程により、シリコン含有金属3である配線層を配
線パターンにエッチング加工し、この上にオーバーコー
ト15を全面に形成する(図24)。条件は実施例1と
同じである。
IE工程により、シリコン含有金属3である配線層を配
線パターンにエッチング加工し、この上にオーバーコー
ト15を全面に形成する(図24)。条件は実施例1と
同じである。
【0064】更に、Alシンターを行う。条件は実施例
1と同じである。
1と同じである。
【0065】以上の実施例においては、下地金属1とし
て用いたTiの下がSiN4,41であるためTiの酸
化が防止でき、Siノジュール防止効果は向上する。更
に高アスペクト比接続孔への良好なAlSi埋め込みが
できるという効果も同時に得られる。
て用いたTiの下がSiN4,41であるためTiの酸
化が防止でき、Siノジュール防止効果は向上する。更
に高アスペクト比接続孔への良好なAlSi埋め込みが
できるという効果も同時に得られる。
【0066】実施例4 図33ないし図36を参照する。この実施例は、請求項
3、7の発明を具体化したものである。本実施例におい
ては、はじめに、拡散層11を有するSi基板10上
に、PSG等の層間絶縁膜を成形する(図33)。
3、7の発明を具体化したものである。本実施例におい
ては、はじめに、拡散層11を有するSi基板10上
に、PSG等の層間絶縁膜を成形する(図33)。
【0067】次に、通常のフォトレジスト工程、RIE
工程により、接続孔13(コンタクトホール)を成形す
る(図34)。
工程により、接続孔13(コンタクトホール)を成形す
る(図34)。
【0068】接続孔13(コンタトホール)形成後、マ
グネトロンスパッタ装置により、下地金属1としてT
i、シリコン含有金属3としてAl−Si系合金の成膜
を行う(図35)。ここでは、Al−1wt%Siのタ
ーゲットを使用したが、他の組成のもの、例えば、Al
−1wt%Si−0.5wt%Cu等を用いてもよい。
以下に、Ti、Al−Si合金の成膜条件を示す。 Ti成膜条件 膜厚 100nm DCパワー 4kW プロセスガス Ar 100SCCM スパッタ圧力 0.4Pa(3mTorr) 基板加熱温度 150℃ Al−1wt%Si成膜条件 膜厚 100nm DCパワー 4kW プロセスガス Ar 100SCCM スパッタ圧力 0.4Pa(3mTorr) 基板加熱温度 150℃
グネトロンスパッタ装置により、下地金属1としてT
i、シリコン含有金属3としてAl−Si系合金の成膜
を行う(図35)。ここでは、Al−1wt%Siのタ
ーゲットを使用したが、他の組成のもの、例えば、Al
−1wt%Si−0.5wt%Cu等を用いてもよい。
以下に、Ti、Al−Si合金の成膜条件を示す。 Ti成膜条件 膜厚 100nm DCパワー 4kW プロセスガス Ar 100SCCM スパッタ圧力 0.4Pa(3mTorr) 基板加熱温度 150℃ Al−1wt%Si成膜条件 膜厚 100nm DCパワー 4kW プロセスガス Ar 100SCCM スパッタ圧力 0.4Pa(3mTorr) 基板加熱温度 150℃
【0069】以上の条件で、Ti、及びAl−Si合金
を真空中で連続成膜した後には、Al/Ti界面にSi
析出物が存在する(図35)。
を真空中で連続成膜した後には、Al/Ti界面にSi
析出物が存在する(図35)。
【0070】次に、本実施例ではファーネスアニールを
行い、Al/Ti界面反応を生じさせ、ここに、析出し
たSiを吸収させる。ファーネスアニールの条件は以下
の通りとした。 ファーネスアニール条件 温度 500℃ 時間 600min プロセスガス フォーミングガス
行い、Al/Ti界面反応を生じさせ、ここに、析出し
たSiを吸収させる。ファーネスアニールの条件は以下
の通りとした。 ファーネスアニール条件 温度 500℃ 時間 600min プロセスガス フォーミングガス
【0071】この熱処理後には、Al/Ti界面にAl
−Si−Ti3元合金が形成されてシリコン合金層2と
なって、Aiノジュールは消滅する(図36)。
−Si−Ti3元合金が形成されてシリコン合金層2と
なって、Aiノジュールは消滅する(図36)。
【0072】この後、通常のフォトレジスト工程、RI
E工程により、配線パターンにエッチングを施し、また
オーバーコート(例えばP−SiN、750nm)を成
形しても、Al/AlSiTi3元合金界面にSiノジ
ュールは発生しない。
E工程により、配線パターンにエッチングを施し、また
オーバーコート(例えばP−SiN、750nm)を成
形しても、Al/AlSiTi3元合金界面にSiノジ
ュールは発生しない。
【0073】実施例5 この実施例は、請求項3、7の発明を具体化したもので
ある。前述の実施例4と同一条件を用いて、Ti上にA
l−Si系合金膜を形成する(図35参照)。Al/T
i界面には、Siノジュールが存在している。
ある。前述の実施例4と同一条件を用いて、Ti上にA
l−Si系合金膜を形成する(図35参照)。Al/T
i界面には、Siノジュールが存在している。
【0074】次に、本実施例ではRTA(Rapid
Thermal Anneal)により、Al/Ti界
面反応を生じさせ、この中にSiノジュールを吸収させ
る(図36参照)。RTAの条件は以下の通りとした。 RTA条件 温度 50℃ 時間 1min プロセスガス Ar
Thermal Anneal)により、Al/Ti界
面反応を生じさせ、この中にSiノジュールを吸収させ
る(図36参照)。RTAの条件は以下の通りとした。 RTA条件 温度 50℃ 時間 1min プロセスガス Ar
【0075】実施例6 この実施例は、請求項3、7、8、9の発明を具体化し
たものである。Al−Si系合金系スパッタチャンバー
51、Tiスパッタチャンバー52、RTA(Ar雰囲
気中熱処理)チャンバー53の各反応室を有する、図3
7に示したマルチチャンバータイプ装置を用いて、実施
例5のプロセスを行った。なお図37中、54a,54
bは搬送室、55はロードロック室、56はプレクリー
ン室である。
たものである。Al−Si系合金系スパッタチャンバー
51、Tiスパッタチャンバー52、RTA(Ar雰囲
気中熱処理)チャンバー53の各反応室を有する、図3
7に示したマルチチャンバータイプ装置を用いて、実施
例5のプロセスを行った。なお図37中、54a,54
bは搬送室、55はロードロック室、56はプレクリー
ン室である。
【0076】本実施例の方法では、真空中で連続的にT
iスパッタ、Al−Si合金スパッタ、及びRTAを行
うために、大気放置による下地Tiの酸化を防止するこ
とができ、Al/Tiの反応を起こしやすくすることが
可能となる。従って、析出したSiを吸収して、Al−
Si−Ti3元合金の形成がしやすくする。
iスパッタ、Al−Si合金スパッタ、及びRTAを行
うために、大気放置による下地Tiの酸化を防止するこ
とができ、Al/Tiの反応を起こしやすくすることが
可能となる。従って、析出したSiを吸収して、Al−
Si−Ti3元合金の形成がしやすくする。
【0077】
【発明の効果】本発明によれば、シリコン含有金属層
(例えばシリコン含有のアルミニウム系材料)により配
線を形成する場合に、Siノジュールの発生をなくし
て、信頼性の高い配線を得ることができる。
(例えばシリコン含有のアルミニウム系材料)により配
線を形成する場合に、Siノジュールの発生をなくし
て、信頼性の高い配線を得ることができる。
【図1】発明により得られる配線の構造例を示す。
【図2】発明の構成例を示す(1)。
【図3】比較説明図(1)である。
【図4】比較説明図(2)である。
【図5】発明の構成例を示す(2)。
【図6】発明の構成例を示す(3)。
【図7】比較説明図(3)である。
【図8】発明の他の構成を説明するための図である。
【図9】実施例1の工程を示す(1)。
【図10】実施例1の工程を示す(2)。
【図11】実施例1の工程を示す(3)。
【図12】実施例1の工程を示す(4)。
【図13】実施例1の工程を示す(5)。
【図14】実施例1の工程を示す(6)。
【図15】実施例2の工程を示す(1)。
【図16】実施例2の工程を示す(2)。
【図17】実施例2の工程を示す(3)。
【図18】実施例2の工程を示す(4)。
【図19】実施例3の工程を示す(1)。
【図20】実施例3の工程を示す(2)。
【図21】実施例3の工程を示す(3)。
【図22】実施例3の工程を示す(4)。
【図23】実施例3の工程を示す(5)。
【図24】実施例3の工程を示す(6)。
【図25】従来技術を示す図である。
【図26】従来技術の問題点を示す図である。
【図27】従来技術の問題点を示す図である。
【図28】従来技術の問題点を示す図である。
【図29】別の発明の構成例を示す原理図である
(1)。
(1)。
【図30】別の発明の構成例を示す原理図である
(2)。
(2)。
【図31】別の発明の構成例を示す原理図である
(3)。
(3)。
【図32】別の発明の構成例を示す原理図である
(4)。
(4)。
【図33】実施例4の工程を示す(1)。
【図34】実施例4の工程を示す(2)。
【図35】実施例4の工程を示す(3)。
【図36】実施例4の工程を示す(4)。
【図37】実施例6で用いた成膜装置(マルチチャンバ
ー装置)を示す。
ー装置)を示す。
1 下地金属 2 シリコン合金層 3 シリコン含有金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 H01L 21/768
Claims (9)
- 【請求項1】シリコン基板上の絶縁膜に形成した接続孔
の側壁及び該絶縁膜上にシリコンナイトライド膜を形成
し、次に下地金属を成膜することにより、接続孔の底部
において該シリコン基板に少なくともその一部が直接接
し、かつ絶縁膜とはシリコンナイトライド膜を介して形
成された下地金属上に、400〜500℃の高温でシリ
コン含有金属層を成膜することにより、シリコン含有金
属が溶融状態あるいは溶融状態に近い状態に熱せられて
成膜される該成膜中に、前記下地金属と、前記シリコン
含有金属とから成る下地金属−シリコン−シリコン含有
金属を構成する金属の3元シリコン合金層を形成するこ
とによって、下地金属からなる層と、該シリコン合金層
と、シリコン含有金属層とからなる3層の積層構造を形
成することを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項2】シリコン含有金属層はシリコン含有のアル
ミニウム系材料から形成し、該シリコン含有金属層は高
温スパッタにより形成することを特徴とする請求項1に
記載の配線形成方法。 - 【請求項3】シリコン基板上に、該シリコン基板に少な
くともその一部が直接接して形成された下地金属上に、
150℃近傍以下の無加熱状態でシリコン含有金属層を
成膜した後に、400〜500℃の高温で熱処理を施す
ことにより、前記下地金属と、前記シリコン含有金属と
から成る下地金属−シリコン−シリコン含有金属を構成
する金属の3元シリコン合金層を形成することによっ
て、下地金属からなる層と、該シリコン合金層と、シリ
コン含有金属層とからなる3層の積層構造を形成するこ
とを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項4】下地金属は、チタンであることを特徴とす
る請求項3に記載の配線形成方法。 - 【請求項5】下地金属は、チタン/チタン化合物/チタ
ンの積層構造であることを特徴とする請求項3に記載の
配線形成方法。 - 【請求項6】シリコン基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁
膜に、シリコン基板と配線層とを接続するための接続孔
とする開口を形成し、該開口の側壁に絶縁膜をサイドウ
ォール状に形成し、次いで下地金属を形成することを特
徴とする請求項3に記載の配線形成方法。 - 【請求項7】シリコン含有金属層はシリコン含有のアル
ミニウム系材料から形成することを特徴とする請求項3
に記載の配線形成方法。 - 【請求項8】シリコン含有金属層成膜後、熱処理を真空
中で連続的に行うことを特徴とする請求項3または7に
記載の配線整形方法。 - 【請求項9】下地金属がTi系材料である請求項3、7
または8に記載の配線形成方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4316078A JP2946978B2 (ja) | 1991-11-29 | 1992-10-31 | 配線形成方法 |
US08/250,332 US6268290B1 (en) | 1991-11-19 | 1994-05-27 | Method of forming wirings |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-340263 | 1991-11-29 | ||
JP34026391 | 1991-11-29 | ||
JP4316078A JP2946978B2 (ja) | 1991-11-29 | 1992-10-31 | 配線形成方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05347307A JPH05347307A (ja) | 1993-12-27 |
JP2946978B2 true JP2946978B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=26568525
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---|---|---|---|
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---|---|
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JP3449333B2 (ja) * | 2000-03-27 | 2003-09-22 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP3480416B2 (ja) * | 2000-03-27 | 2003-12-22 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体装置 |
JP2001308094A (ja) * | 2000-04-19 | 2001-11-02 | Oki Electric Ind Co Ltd | 配線薄膜の堆積方法 |
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KR100455380B1 (ko) * | 2002-02-27 | 2004-11-06 | 삼성전자주식회사 | 다층 배선 구조를 구비한 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
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JP6191587B2 (ja) | 2014-12-08 | 2017-09-06 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
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JPS58101454A (ja) * | 1981-12-12 | 1983-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置の電極 |
JPS59175763A (ja) * | 1983-03-25 | 1984-10-04 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
JPS59210656A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-11-29 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
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- 1992-10-31 JP JP4316078A patent/JP2946978B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-05-27 US US08/250,332 patent/US6268290B1/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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JPH05347307A (ja) | 1993-12-27 |
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