JP3282239B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP3282239B2 JP3282239B2 JP28652692A JP28652692A JP3282239B2 JP 3282239 B2 JP3282239 B2 JP 3282239B2 JP 28652692 A JP28652692 A JP 28652692A JP 28652692 A JP28652692 A JP 28652692A JP 3282239 B2 JP3282239 B2 JP 3282239B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関し、更に詳しくは、金属系配線の防食性を高める
処理技術に係わる。
法に関し、更に詳しくは、金属系配線の防食性を高める
処理技術に係わる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】配線材
料としてアルミニウム（Ａｌ）とその合金膜は、以下に
挙げる数々の利点を有していたため集積回路の出現以
来、今日まで配線材料の大半を占めてきた。
料としてアルミニウム（Ａｌ）とその合金膜は、以下に
挙げる数々の利点を有していたため集積回路の出現以
来、今日まで配線材料の大半を占めてきた。
【０００３】〇安価で高純度（９９．９９９％以上）の
材料が入手でき、スパッタ法や蒸着法によって高純度の
薄膜が容易に形成できる。
材料が入手でき、スパッタ法や蒸着法によって高純度の
薄膜が容易に形成できる。
【０００４】 〇電気伝導率が高い。（抵抗率２．７×１０-6Ω・cm ) 〇垂直加工が可能なＲＩＥ法などにて微細加工が可能。
【０００５】〇比較的卑な金属であるが、表面に化学的
に安定な酸化物被膜層が形成され、腐食されにくい。
に安定な酸化物被膜層が形成され、腐食されにくい。
【０００６】上記項目のすべてにおいてＡｌが他の金属
材料より優れていたという訳ではないが、総合的にみて
これに匹敵する材料は少なく、このことが集積回路の出
現以来、今日までＡｌが配線材料の主流となってきた理
由となっている。
材料より優れていたという訳ではないが、総合的にみて
これに匹敵する材料は少なく、このことが集積回路の出
現以来、今日までＡｌが配線材料の主流となってきた理
由となっている。
【０００７】一方、Ａｌは、比較的低融点の金属であり
自己拡散係数が高いことに起因して、以下に挙げるよう
な欠点を有する。
自己拡散係数が高いことに起因して、以下に挙げるよう
な欠点を有する。
【０００８】〇製造工程における比較的低温の熱処理で
も結晶粒成長や組成分布の変化が生じ、膜の性質が不安
定であること。
も結晶粒成長や組成分布の変化が生じ、膜の性質が不安
定であること。
【０００９】〇シリコンとの接合面において相互拡散に
よる障害（Ａｌスパイク）を起こしてリーク電流を増加
させること。
よる障害（Ａｌスパイク）を起こしてリーク電流を増加
させること。
【００１０】〇大電流密度で（１０5Ａ／cm2以上)で使
用するとＡｌ膜中で物質移動（エレクトロマイグレーシ
ョン）が起こり断線などの障害が発生することがある。
用するとＡｌ膜中で物質移動（エレクトロマイグレーシ
ョン）が起こり断線などの障害が発生することがある。
【００１１】これらＡｌの欠点を克服すべく現在までに
各種の改良がＡｌ配線に対して加えられてきた。それ
は、例えばＡｌへの微量のＳｉやＣｕの添加やバリアメ
タルなど積層膜配線の技術である。そして、これらの改
良は、Ａｌ配線の信頼性を向上させ、現在までにますま
すＡｌ配線の主流化を押し進めてきた。
各種の改良がＡｌ配線に対して加えられてきた。それ
は、例えばＡｌへの微量のＳｉやＣｕの添加やバリアメ
タルなど積層膜配線の技術である。そして、これらの改
良は、Ａｌ配線の信頼性を向上させ、現在までにますま
すＡｌ配線の主流化を押し進めてきた。
【００１２】しかし、Ａｌへの微量のＳｉやＣｕの添加
やバリアメタルなど積層膜配線の技術の登場によって、
Ａｌ配線の腐食という新たな問題点が顕在化してきてい
る。
やバリアメタルなど積層膜配線の技術の登場によって、
Ａｌ配線の腐食という新たな問題点が顕在化してきてい
る。
【００１３】Ａｌの電極電位は非常に高く（イオン化傾
向が、大である）、実用に供される金属では最も高い部
類に入る。しかしながら、Ａｌは大気中で表面が非常に
酸化され易く酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の不働態被
膜を形成する為、通常は安定な金属として使用される。
ところが、この酸化アルミニウムの不働態被膜が不完全
な欠陥付近かまたは、電位がＡｌよりも貴な金属が表面
に付着した場合に、Ａｌの溶出が発生することがある。
後者は、異種金属接触腐食（ガルバニコロージョン）と
呼ばれＡｌ合金や積層配線技術が盛んに用いられるよう
になってから大きな問題点となりつつある。
向が、大である）、実用に供される金属では最も高い部
類に入る。しかしながら、Ａｌは大気中で表面が非常に
酸化され易く酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）の不働態被
膜を形成する為、通常は安定な金属として使用される。
ところが、この酸化アルミニウムの不働態被膜が不完全
な欠陥付近かまたは、電位がＡｌよりも貴な金属が表面
に付着した場合に、Ａｌの溶出が発生することがある。
後者は、異種金属接触腐食（ガルバニコロージョン）と
呼ばれＡｌ合金や積層配線技術が盛んに用いられるよう
になってから大きな問題点となりつつある。
【００１４】一般に金属不働態は、ｐＨとの間に平衡関
係が成立していて、Ａｌは両極性金属であるため酸性、
アルカリ性の双方において不働態被膜は溶出してしま
う。ここで、Ａｌの異種金属としては、通常Ｃｕイオン
が最も危険であり、Ｃｕ++、０．２mg／ｌの存在でも孔
食が発生する。また、Ａｌの不働態被膜は、必ずしも均
一に形成されておらず、欠陥部分に出来た腐食孔内部に
Ｃｌイオン等が濃縮されて、局部的にｐＨが低下し、孔
食が更に進行することがある。以上のことを要約する
と、Ａｌの腐食は、以下の場合に発生すると言える。
係が成立していて、Ａｌは両極性金属であるため酸性、
アルカリ性の双方において不働態被膜は溶出してしま
う。ここで、Ａｌの異種金属としては、通常Ｃｕイオン
が最も危険であり、Ｃｕ++、０．２mg／ｌの存在でも孔
食が発生する。また、Ａｌの不働態被膜は、必ずしも均
一に形成されておらず、欠陥部分に出来た腐食孔内部に
Ｃｌイオン等が濃縮されて、局部的にｐＨが低下し、孔
食が更に進行することがある。以上のことを要約する
と、Ａｌの腐食は、以下の場合に発生すると言える。
【００１５】 〇ｐＨ変動により不働態被膜が溶出してしまった場合 〇水中に銅イオンが存在する場合 〇不働態被膜の欠陥部分にＣｌ-等がアタックした場合 ところが、実際のウェハプロセスにおいては、例えばバ
リアメタルを採用したＡｌ合金（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等）
をＣｌ系のガス（例えば、ＢＣｌ3＋Ｃｌ2など）でドラ
イエッチングし、その後、レジスト除去および酸性の薬
液による後処理、続いて純水リンスを行うなど、上述し
たＡｌの腐食が発生しやすい状況を何度か経ることがあ
る。よって、特に近年、微細加工および積層メタル配線
技術が進むにつれて、Ａｌの腐食という新たな問題点が
懸念されてきている。
リアメタルを採用したＡｌ合金（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等）
をＣｌ系のガス（例えば、ＢＣｌ3＋Ｃｌ2など）でドラ
イエッチングし、その後、レジスト除去および酸性の薬
液による後処理、続いて純水リンスを行うなど、上述し
たＡｌの腐食が発生しやすい状況を何度か経ることがあ
る。よって、特に近年、微細加工および積層メタル配線
技術が進むにつれて、Ａｌの腐食という新たな問題点が
懸念されてきている。
【００１６】具体的には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すよ
うに、層間絶縁膜１上にパターニングしたＴｉ膜２、Ｔ
ｉＮ膜３及びＡｌ−１％Ｓｉ−２％Ｃｕ膜４において、
図中５で示す腐食孔が、上記した各種処理を経ることに
より形成されてしまい、配線の信頼性が著しく低下す
る。
うに、層間絶縁膜１上にパターニングしたＴｉ膜２、Ｔ
ｉＮ膜３及びＡｌ−１％Ｓｉ−２％Ｃｕ膜４において、
図中５で示す腐食孔が、上記した各種処理を経ることに
より形成されてしまい、配線の信頼性が著しく低下す
る。
【００１７】本発明は、このような問題点に着目して創
案されたものであって、薬液処理中に金属の溶出を抑え
て金属系配線の腐食を防止した半導体装置の製造方法を
得んとするものである。
案されたものであって、薬液処理中に金属の溶出を抑え
て金属系配線の腐食を防止した半導体装置の製造方法を
得んとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
基板上に形成された金属系配線を、アゾール環を有する
化合物を含んだ酸もしくはアルカリの水系溶液中で処理
したことをその解決手段としている。
基板上に形成された金属系配線を、アゾール環を有する
化合物を含んだ酸もしくはアルカリの水系溶液中で処理
したことをその解決手段としている。
【００１９】請求項２記載の発明は、基板上に形成され
た金属系配線を、アゾール環を有する化合物を含み硝
酸，硫酸，アンモニアのうち一つを主成分にもつ水系溶
液中で処理したことを、その解決手段としている。
た金属系配線を、アゾール環を有する化合物を含み硝
酸，硫酸，アンモニアのうち一つを主成分にもつ水系溶
液中で処理したことを、その解決手段としている。
【００２０】請求項３記載の発明は、基板上に形成され
たアルミニウム系金属から成る金属系配線表面に、少な
くとも窒素原子を環内に１つ含むヘテロ環式化合物によ
り選択的に不働態被膜を形成させることを、その解決手
段としている。
たアルミニウム系金属から成る金属系配線表面に、少な
くとも窒素原子を環内に１つ含むヘテロ環式化合物によ
り選択的に不働態被膜を形成させることを、その解決手
段としている。
【００２１】請求項４記載の発明は、基板上に形成され
たタングステン系金属から成る金属系配線表面に、少な
くとも窒素原子を環内に１つ以上含むヘテロ環式化合物
により選択的に不働態被膜を形成させることを、その解
決手段としている。
たタングステン系金属から成る金属系配線表面に、少な
くとも窒素原子を環内に１つ以上含むヘテロ環式化合物
により選択的に不働態被膜を形成させることを、その解
決手段としている。
【００２２】請求項５記載の発明は、上記アゾール環を
有する化合物が、ベンゾトリアゾールまたはトリルトリ
アゾールであることを特徴としている。
有する化合物が、ベンゾトリアゾールまたはトリルトリ
アゾールであることを特徴としている。
【００２３】請求項６記載の発明は、基板上に形成され
る金属系配線がアルミニウム系金属で成り、アゾール環
を有する化合物を含む溶液で処理することを特徴とす
る。
る金属系配線がアルミニウム系金属で成り、アゾール環
を有する化合物を含む溶液で処理することを特徴とす
る。
【００２４】請求項７記載の発明は、上記金属系配線が
タングステン系金属で成ることを特徴としている。
タングステン系金属で成ることを特徴としている。
【００２５】請求項８記載の発明は、上記金属系配線が
銅系金属で成ることを特徴としている。
銅系金属で成ることを特徴としている。
【００２６】
【作用】請求項１，２記載の発明においては、アゾール
環を有する化合物を含む溶液中で処理することにより、
金属は、アゾール環を有する化合物と不溶性錯体を形成
する。このため、金属系配線は不溶性錯体の被膜で保護
され、金属の溶出等が防止されるため腐食が抑制され
る。
環を有する化合物を含む溶液中で処理することにより、
金属は、アゾール環を有する化合物と不溶性錯体を形成
する。このため、金属系配線は不溶性錯体の被膜で保護
され、金属の溶出等が防止されるため腐食が抑制され
る。
【００２７】そして、前記アゾール化合物を水系溶液に
含ませることにより、薬液処理や流水処理の過程で金属
系配線表面に防食性皮膜（不溶性錯体）を形成する作用
を奏する。
含ませることにより、薬液処理や流水処理の過程で金属
系配線表面に防食性皮膜（不溶性錯体）を形成する作用
を奏する。
【００２８】請求項５記載の発明は、下記の化学式で示
されるようなベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール
が金属系配線表面に不溶性錯体を生成する。
されるようなベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール
が金属系配線表面に不溶性錯体を生成する。
【００２９】
【化１】
【００３０】これらアゾール化合物のイミノ基の水素
（Ｈ）は、金属系配線の金属によって置換され難溶性の
塩もしくは錯体を生成する。なお、アゾール結合を有す
る他の化合物も同様の作用を有する。
（Ｈ）は、金属系配線の金属によって置換され難溶性の
塩もしくは錯体を生成する。なお、アゾール結合を有す
る他の化合物も同様の作用を有する。
【００３１】請求項３記載の発明においては、少なくと
も窒素原子を環内に１つ以上含むヘテロ環式化合物が、
金属系配線表面に選択的に不働態被膜を形成する作用を
有する。上記ヘテロ環式化合物等のアゾール系の化合物
の有するイミノ基の水素は、金属系配線の金属によって
置換され、難溶性の塩もしくは錯体を生成する。また、
金属系配線表面の自然形成された不働態の欠陥部分は金
属がアゾール化合物と不溶性錯体である不働態を選択的
に形成する。このため、金属系配線の表面は全面的に不
働態に覆われ、例えば、薬液処理、純水リンス等を経て
も耐食作用を奏する。
も窒素原子を環内に１つ以上含むヘテロ環式化合物が、
金属系配線表面に選択的に不働態被膜を形成する作用を
有する。上記ヘテロ環式化合物等のアゾール系の化合物
の有するイミノ基の水素は、金属系配線の金属によって
置換され、難溶性の塩もしくは錯体を生成する。また、
金属系配線表面の自然形成された不働態の欠陥部分は金
属がアゾール化合物と不溶性錯体である不働態を選択的
に形成する。このため、金属系配線の表面は全面的に不
働態に覆われ、例えば、薬液処理、純水リンス等を経て
も耐食作用を奏する。
【００３２】また、請求項３記載の発明（および請求項
４，６〜８記載の発明）のように、アルミニウム系配
線、タングステン系配線、銅系配線表面に上記作用、に
より防食性被膜を形成することが可能となり、半導体装
置に用いられる配線の耐久性、信頼性を高めることが可
能となる。
４，６〜８記載の発明）のように、アルミニウム系配
線、タングステン系配線、銅系配線表面に上記作用、に
より防食性被膜を形成することが可能となり、半導体装
置に用いられる配線の耐久性、信頼性を高めることが可
能となる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の製造方法の
詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００３４】（実施例１） 本実施例は、Ａｌ合金をベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）
を添加した溶液で流水処理した例である。
を添加した溶液で流水処理した例である。
【００３５】先ず、本実施例は、図１に示すように、シ
リコン基板１１にトランジスタ等の能動素子を周知の技
術で形成した後、ＳｉＯ2で成る層間絶縁膜１２を堆積
させる。次に、リソグラフィー技術及びドライエッチン
グ技術を用いて、図１に示すように、層間絶縁膜１２に
コンタクトホール１２Ａを開口する。
リコン基板１１にトランジスタ等の能動素子を周知の技
術で形成した後、ＳｉＯ2で成る層間絶縁膜１２を堆積
させる。次に、リソグラフィー技術及びドライエッチン
グ技術を用いて、図１に示すように、層間絶縁膜１２に
コンタクトホール１２Ａを開口する。
【００３６】次に、密着層（図示省略する）を形成した
後、その上にブランケットＷ膜を堆積させ、次いで、全
面エッチバックを行って、図２に示すように、コンタク
トホール内にＷプラグ１３を形成する。
後、その上にブランケットＷ膜を堆積させ、次いで、全
面エッチバックを行って、図２に示すように、コンタク
トホール内にＷプラグ１３を形成する。
【００３７】そして、図３に示すように、金属系配線層
を構成するＴｉ膜１４、ＴｉＮ膜１５、Ａｌ（Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ）合金膜１６を順次積層する。本実施例では、
Ｔｉ膜１４及びＡｌ合金膜１６をスパッタ法で形成し、
ＴｉＮ膜１５を反応性スパッタ法で形成した。また、夫
々の膜厚は、Ｔｉ膜１４が３０mm、ＴｉＮ膜１５が１０
０mm、Ａｌ合金膜１６が４００mmである。Ａｌ合金膜１
６は、Ｓｉ１％、Ｃｕ２％含有のＡｌで成る。
を構成するＴｉ膜１４、ＴｉＮ膜１５、Ａｌ（Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ）合金膜１６を順次積層する。本実施例では、
Ｔｉ膜１４及びＡｌ合金膜１６をスパッタ法で形成し、
ＴｉＮ膜１５を反応性スパッタ法で形成した。また、夫
々の膜厚は、Ｔｉ膜１４が３０mm、ＴｉＮ膜１５が１０
０mm、Ａｌ合金膜１６が４００mmである。Ａｌ合金膜１
６は、Ｓｉ１％、Ｃｕ２％含有のＡｌで成る。
【００３８】次に、リソグラフィー技術を用いて、図３
に示すようなレジスト１７をパターンニングする。そし
て、このレジスト１７をマスクとして、例えば三塩化ホ
ウ素（ＢＣｌ3）＋塩素（Ｃｌ2）のガス系で反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）を行って、Ａｌ合金膜１６、Ｔ
ｉＮ膜１５、Ｔｉ膜１４を加工する。次いで、オゾンア
ッシングなどの方法を用いてレジストを除去した後、発
煙硝酸などの薬品で後処理を行う。
に示すようなレジスト１７をパターンニングする。そし
て、このレジスト１７をマスクとして、例えば三塩化ホ
ウ素（ＢＣｌ3）＋塩素（Ｃｌ2）のガス系で反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）を行って、Ａｌ合金膜１６、Ｔ
ｉＮ膜１５、Ｔｉ膜１４を加工する。次いで、オゾンア
ッシングなどの方法を用いてレジストを除去した後、発
煙硝酸などの薬品で後処理を行う。
【００３９】このような薬品処理の後に、純水にベンゾ
トリアゾール（ＢＴＡ）を１．０mg／ｌの濃度に溶かし
た溶液を２３°Ｃにしたものを用いて、ウェハに１０分
間の流水処理を施す。この流水処理により、パターニン
グされたＡｌ合金膜１６のＡｌは、ベンゾトリアゾール
と不溶性錯体を形成し、膜表面における酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2Ｏ3）不働態被膜の欠陥部分に選択的に沈殿被
膜を生成し、腐食を防止する。
トリアゾール（ＢＴＡ）を１．０mg／ｌの濃度に溶かし
た溶液を２３°Ｃにしたものを用いて、ウェハに１０分
間の流水処理を施す。この流水処理により、パターニン
グされたＡｌ合金膜１６のＡｌは、ベンゾトリアゾール
と不溶性錯体を形成し、膜表面における酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2Ｏ3）不働態被膜の欠陥部分に選択的に沈殿被
膜を生成し、腐食を防止する。
【００４０】次に、例えばイソプロピルアルコール（Ｉ
ＰＡ）などで置換処理、続いて乾燥を行った後、次の工
程である例えば層間絶縁膜の堆積を行い、さらに、通常
の工程を経て半導体装置が完成する。
ＰＡ）などで置換処理、続いて乾燥を行った後、次の工
程である例えば層間絶縁膜の堆積を行い、さらに、通常
の工程を経て半導体装置が完成する。
【００４１】本実施例においては、Ａｌ合金膜１６のＡ
ｌ3+が溶出し得る部分で下記構造式に示すような不溶性
錯体を生成し、Ａｌ合金膜１６表面に沈殿型被膜を生成
するため、不働態膜の欠陥部分に選択的に防食被膜が形
成できる。
ｌ3+が溶出し得る部分で下記構造式に示すような不溶性
錯体を生成し、Ａｌ合金膜１６表面に沈殿型被膜を生成
するため、不働態膜の欠陥部分に選択的に防食被膜が形
成できる。
【００４２】
【化２】
【００４３】一般に、アゾール系の化合物が持つイミノ
基の水素は、各種の金属によって置換されて難溶性の塩
もしくは錯体を生成する。下記反応式は、イミダゾール
の水素（Ｈ）をアルミニウム（Ａｌ）に置換して難溶性
の塩を生成したことを示している。このような反応は、
アゾール結合を有する物質すべてに当てはまる。
基の水素は、各種の金属によって置換されて難溶性の塩
もしくは錯体を生成する。下記反応式は、イミダゾール
の水素（Ｈ）をアルミニウム（Ａｌ）に置換して難溶性
の塩を生成したことを示している。このような反応は、
アゾール結合を有する物質すべてに当てはまる。
【００４４】
【化３】
【００４５】このようにして、形成された防食被膜は、
電気的にアノードにもカソードにも付着するため両極か
ら腐食を抑制すると同時に、上記アゾール系の化合物
は、アルミニウムにとって最も腐食原因となり易いＣｕ
2+イオン等の危険からアルミニウムを保護する作用があ
る。
電気的にアノードにもカソードにも付着するため両極か
ら腐食を抑制すると同時に、上記アゾール系の化合物
は、アルミニウムにとって最も腐食原因となり易いＣｕ
2+イオン等の危険からアルミニウムを保護する作用があ
る。
【００４６】（実施例２） 本実施例は、薬品処理中にベンゾトリアゾール（ＢＴ
Ａ）を添加して、Ａｌ合金中のＡｌの溶出を抑制する例
である。
Ａ）を添加して、Ａｌ合金中のＡｌの溶出を抑制する例
である。
【００４７】本実施例は、上記実施例１と同様に、Ａｌ
合金膜及びその下地であるＴｉＮ膜、Ｔｉ膜の加工を行
った後、オゾンアッシャーなどの方法によってレジスト
を除去し、次に、硫酸にベンゾトリアゾールを１．０mg
／ｌの割合で加えた薬液を用いて後処理を行なう。な
お、薬液の温度は１２０°Ｃ、処理時間は１０分間とし
た。
合金膜及びその下地であるＴｉＮ膜、Ｔｉ膜の加工を行
った後、オゾンアッシャーなどの方法によってレジスト
を除去し、次に、硫酸にベンゾトリアゾールを１．０mg
／ｌの割合で加えた薬液を用いて後処理を行なう。な
お、薬液の温度は１２０°Ｃ、処理時間は１０分間とし
た。
【００４８】その後、上記実施例１と同様の条件にてベ
ンゾトリアゾールを添加した純水にて流水処理を行った
後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などで置換処
理、乾燥を行なった。なお、後の工程は、上記実施例１
と同様である。
ンゾトリアゾールを添加した純水にて流水処理を行った
後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などで置換処
理、乾燥を行なった。なお、後の工程は、上記実施例１
と同様である。
【００４９】本実施例においても、ベンゾトリアゾール
の水素（Ｈ）がアルミニウム（Ａｌ）に置換されて難溶
性の防食被膜がＡｌ合金膜表面に形成され、Ａｌの溶出
が防止できる。なお、本実施例においては、薬液処理の
硫酸中にもベンゾトリアゾールが添加されているため、
流水処理の純水のみに添加した場合よりも、防食被膜の
形成が確実となる。
の水素（Ｈ）がアルミニウム（Ａｌ）に置換されて難溶
性の防食被膜がＡｌ合金膜表面に形成され、Ａｌの溶出
が防止できる。なお、本実施例においては、薬液処理の
硫酸中にもベンゾトリアゾールが添加されているため、
流水処理の純水のみに添加した場合よりも、防食被膜の
形成が確実となる。
【００５０】以上、実施例１及び実施例２について説明
したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各
種設計変更が可能である。
したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各
種設計変更が可能である。
【００５１】例えば、上記実施例１，２においては、ア
ゾール環を有するアゾール化合物として、ベンゾトリア
ゾール（ＢＴＡ）を用いたが、少なくとも環内に窒素原
子（Ｎ）を１つ以上含むヘテロ環式化合物であれば他の
化合物でもよい。この他の化合物としては、ピロール、
イミダゾール、トリアゾール等の５員環化合物や、これ
らの５員環化合物のうち窒素原子１つが他の原子（酸素
や硫黄）に置き代わったオキサゾール、チアゾール等が
ある。また、上記化合物にベンゼンやトルエンもしく
は、これらの誘導体が結合した、例えばベンゾオキサゾ
ール、ベンゾチアゾール、トリルトリアゾール等を用い
ることができる。
ゾール環を有するアゾール化合物として、ベンゾトリア
ゾール（ＢＴＡ）を用いたが、少なくとも環内に窒素原
子（Ｎ）を１つ以上含むヘテロ環式化合物であれば他の
化合物でもよい。この他の化合物としては、ピロール、
イミダゾール、トリアゾール等の５員環化合物や、これ
らの５員環化合物のうち窒素原子１つが他の原子（酸素
や硫黄）に置き代わったオキサゾール、チアゾール等が
ある。また、上記化合物にベンゼンやトルエンもしく
は、これらの誘導体が結合した、例えばベンゾオキサゾ
ール、ベンゾチアゾール、トリルトリアゾール等を用い
ることができる。
【００５２】また、上記実施例１，２においては、金属
系配線としてＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕを用いたがＡｌもしくは
Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｓｃ等のＡｌ系材料の
他、タングステン（Ｗ）もしくはＷ合金（タングステン
シリサイドを含む）、チタン（Ｔｉ）もしくはＴｉ合
金、銅（Ｃｕ）もしくはＣｕ合金、その他一般に高融点
金属と称されるモリブデン（Ｍｏ）やタンタル（Ｔａ）
もしくはこれらの合金等を適用することができる。
系配線としてＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕを用いたがＡｌもしくは
Ａｌ−Ｓｉ，Ａｌ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｓｃ等のＡｌ系材料の
他、タングステン（Ｗ）もしくはＷ合金（タングステン
シリサイドを含む）、チタン（Ｔｉ）もしくはＴｉ合
金、銅（Ｃｕ）もしくはＣｕ合金、その他一般に高融点
金属と称されるモリブデン（Ｍｏ）やタンタル（Ｔａ）
もしくはこれらの合金等を適用することができる。
【００５３】さらに、上記実施例においては、アゾール
環を有する化合物を添加する液として、純水や硫酸を用
いたが、この他、硝酸、酢酸、塩酸などを主成分に持つ
酸性の溶液、アンモニア水溶液などを主成分に持つアル
カリ性の溶液、過酸化水素を主成分に持つ溶液、イソプ
ロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤等を用いるこ
とも可能である。また、上記実施例１においては、ベン
ゾトリアゾール（ＢＴＡ）を純水に１．０mg／ｌで添加
したが、０．５〜５．０mg／ｌの範囲で添加することに
より良好な処理が可能である。なお、溶液温度は１５〜
３０°Ｃ，処理時間は１〜２０分が適当である。ただ
し、防食被膜は、瞬時に形成されると考えられるので、
処理時間はさらに短くしてもよい。
環を有する化合物を添加する液として、純水や硫酸を用
いたが、この他、硝酸、酢酸、塩酸などを主成分に持つ
酸性の溶液、アンモニア水溶液などを主成分に持つアル
カリ性の溶液、過酸化水素を主成分に持つ溶液、イソプ
ロピルアルコール（ＩＰＡ）等の有機溶剤等を用いるこ
とも可能である。また、上記実施例１においては、ベン
ゾトリアゾール（ＢＴＡ）を純水に１．０mg／ｌで添加
したが、０．５〜５．０mg／ｌの範囲で添加することに
より良好な処理が可能である。なお、溶液温度は１５〜
３０°Ｃ，処理時間は１〜２０分が適当である。ただ
し、防食被膜は、瞬時に形成されると考えられるので、
処理時間はさらに短くしてもよい。
【００５４】さらに、Ｃｕに対するアゾール化合物は、
Ｃｕの不働態被膜の無い部分で、Ｃｕ2+の溶出する部分
にＣｕと不溶性沈殿錯体を形成し、ＣｕＯ不働態被膜の
完成されていない部分に選択的に沈殿被膜を生成し、不
働態被膜がＣｕＯの全面に生成するまでこの反応が進行
する。また、Ｈ+ イオン等によりＣｕ2+イオンの溶出が
激しい部分に厚い被膜を生成する性質がある。以下に、
銅アゾール錯体の構造式を示す。
Ｃｕの不働態被膜の無い部分で、Ｃｕ2+の溶出する部分
にＣｕと不溶性沈殿錯体を形成し、ＣｕＯ不働態被膜の
完成されていない部分に選択的に沈殿被膜を生成し、不
働態被膜がＣｕＯの全面に生成するまでこの反応が進行
する。また、Ｈ+ イオン等によりＣｕ2+イオンの溶出が
激しい部分に厚い被膜を生成する性質がある。以下に、
銅アゾール錯体の構造式を示す。
【００５５】
【化４】
【００５６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、以下に述べる効果を奏する。
は、以下に述べる効果を奏する。
【００５７】請求項１，２，５記載の発明によれば、処
理薬液や処理純水中の金属系配線から金属の溶出が抑制
できるため、金属系配線の腐食を防止し、配線の信頼性
を向上する効果を有する。
理薬液や処理純水中の金属系配線から金属の溶出が抑制
できるため、金属系配線の腐食を防止し、配線の信頼性
を向上する効果を有する。
【００５８】請求項３，４，６〜８記載の発明は、上記
効果に加えて、各種の金属系配線に防食被膜が形成でき
るため、半導体装置に用いられる配線の信頼性を高める
効果がある。
効果に加えて、各種の金属系配線に防食被膜が形成でき
るため、半導体装置に用いられる配線の信頼性を高める
効果がある。
【００５９】また、請求項１〜８記載の発明では、防食
被膜は、選択的に形成され、非常に微量のアゾール化合
物で形成できるため、アゾール化合物を添加する薬液、
水などの処理溶液の性質に大きく影響を与えずに金属系
配線の、防食効果が得られる。
被膜は、選択的に形成され、非常に微量のアゾール化合
物で形成できるため、アゾール化合物を添加する薬液、
水などの処理溶液の性質に大きく影響を与えずに金属系
配線の、防食効果が得られる。
【図１】本発明の実施例１の工程を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１の工程を示す断面図。
【図３】本発明の実施例１の工程を示す断面図。
【図４】本発明の実施例１の工程を示す断面図。
【図５】（Ａ）は従来例の断面図、（Ｂ）は従来例の平
面図。
面図。
１１…シリコン基板 １２…層間絶縁膜 １２Ａ…コンタクトホール １３…Ｗプラグ １４…Ｔｉ膜 １５…ＴｉＮ膜 １６…Ａｌ合金膜 １７…レジスト
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上に形成された金属系配線を、アゾ
ール環を有する化合物を含んだ酸もしくはアルカリの水
系溶液中で処理したことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項２】 基板上に形成された金属系配線を、アゾ
ール環を有する化合物を含み硝酸，硫酸，アンモニアの
うち一つを主成分にもつ水系溶液中で処理したことを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 基板上に形成されたアルミニウム系金属
から成る金属系配線表面に、少なくとも窒素原子を環内
に１つ以上含むヘテロ環式化合物により選択的に不働態
被膜を形成させることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】 基板上に形成されたタングステン系金属
から成る金属系配線表面に、少なくとも窒素原子を環内
に１つ以上含むヘテロ環式化合物により選択的に不働態
被膜を形成させることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項５】 前記アゾール環を有する化合物が、ベン
ゾトリアゾールまたはトリルトリアゾールである請求項
１または２記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記金属系配線がアルミニウム系金属で
成る請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項７】 前記金属系配線がタングステン系金属で
成る請求項１または請求項２記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項８】 前記金属系配線が銅系金属で成る請求項
１または請求項２記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28652692A JP3282239B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28652692A JP3282239B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140395A JPH06140395A (ja) | 1994-05-20 |
| JP3282239B2 true JP3282239B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=17705556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28652692A Expired - Fee Related JP3282239B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3282239B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100558043B1 (ko) * | 1998-12-31 | 2006-05-03 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 반도체 소자의 구리 금속 배선 형성 방법 |
| US6423200B1 (en) * | 1999-09-30 | 2002-07-23 | Lam Research Corporation | Copper interconnect seed layer treatment methods and apparatuses for treating the same |
| JP2001185550A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Kishimoto Sangyo Co Ltd | 半導体装置用の被膜形成剤 |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP28652692A patent/JP3282239B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06140395A (ja) | 1994-05-20 |
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|---|---|---|---|
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