JPH01238042A - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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- JPH01238042A JPH01238042A JP6492988A JP6492988A JPH01238042A JP H01238042 A JPH01238042 A JP H01238042A JP 6492988 A JP6492988 A JP 6492988A JP 6492988 A JP6492988 A JP 6492988A JP H01238042 A JPH01238042 A JP H01238042A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高融点金属を含む層の上にアルミニウムを含
む層を有する配線を形成する方法に関するものである。
む層を有する配線を形成する方法に関するものである。
本発明は、上記の様な配線形成方法において、アルミニ
ウムを含む層とフォトレジスト層との間に非晶質シリコ
ン層を形成し、少な（とも高融点金属を含む層の側壁に
非晶質シリコン層とはエツチング特性の異なる層を形成
した状態で、選択的エツチングで残された非晶質シリコ
ン層をエツチング除去することによって、微細で且つ信
頼性の高い配線を形成することができる様にしたもので
ある。
ウムを含む層とフォトレジスト層との間に非晶質シリコ
ン層を形成し、少な（とも高融点金属を含む層の側壁に
非晶質シリコン層とはエツチング特性の異なる層を形成
した状態で、選択的エツチングで残された非晶質シリコ
ン層をエツチング除去することによって、微細で且つ信
頼性の高い配線を形成することができる様にしたもので
ある。
半導体装置の配線としては現在のところ、Ａ１配線が最
も一般的に用いられているが、この＾ｌｌ配色Ｓｉ基板
との合金化反応による接合の破壊及び劣化を抑制するた
めに、ＴｉＷ／Ｔｉ等から成るバリアメタル層の上に＾
ｌ配線を形成することが考えられている（例えば、月刊
Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ１９８７．３
ＰＰ９０〜９４）。
も一般的に用いられているが、この＾ｌｌ配色Ｓｉ基板
との合金化反応による接合の破壊及び劣化を抑制するた
めに、ＴｉＷ／Ｔｉ等から成るバリアメタル層の上に＾
ｌ配線を形成することが考えられている（例えば、月刊
Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ１９８７．３
ＰＰ９０〜９４）。
一方、配線をパターニングするためにフォトレジスト層
の露光等を行うが、微細な配線を形成するためには、露
光時のハレーションを防止する必要がある。
の露光等を行うが、微細な配線を形成するためには、露
光時のハレーションを防止する必要がある。
このため、光の反射率が高いＡｌ配線とフォトレジスト
層との間にＡＲＣを形成することが考えられている。し
かしＡＲＣは、塗布剤であるので、段差のうちの低い部
分に厚く形成される。
層との間にＡＲＣを形成することが考えられている。し
かしＡＲＣは、塗布剤であるので、段差のうちの低い部
分に厚く形成される。
従って、配線のパターニング時にＡＲＣをオーバエツチ
ングする必要があるが、オーバエツチングを行うと微細
な配線を形成しにくい。
ングする必要があるが、オーバエツチングを行うと微細
な配線を形成しにくい。
そこで、ＣＶＤやスパッタリング等で形成することがで
きる非晶質ＳｉＮをＡＲＣの代りに用いることが考えら
れている。第２Ａ図は、この様に非晶質Ｓｉ層を用いて
配線をパターニングした例の層間絶縁膜上の部分を示し
ている。
きる非晶質ＳｉＮをＡＲＣの代りに用いることが考えら
れている。第２Ａ図は、この様に非晶質Ｓｉ層を用いて
配線をパターニングした例の層間絶縁膜上の部分を示し
ている。
即ちこの例では、眉間絶縁膜であるＳｉＯ□Ｎｌｌ上に
、バリアメタル層である７１層１２とＴｉＷ層１層中３
形成されている。ＴｉＷ［１３上には、Ａ／配線１４と
、ハレーション防止膜である非晶質Ｓｉ層１５とが、順
次に積層されている。
、バリアメタル層である７１層１２とＴｉＷ層１層中３
形成されている。ＴｉＷ［１３上には、Ａ／配線１４と
、ハレーション防止膜である非晶質Ｓｉ層１５とが、順
次に積層されている。
なおＡｌ配線１４は、Ｓｉ基板との合金化反応を抑制す
るために、Ｓｉを含有している場合もある。
るために、Ｓｉを含有している場合もある。
またこの第２Ａ図では、フォトレジスト層は既に除去さ
れている。
れている。
ところで、この様に非晶質５ｉｊｊｉ１５を用いると、
配線のパターニング後にこの非晶質Ｓｉ層１５を除去す
る必要がある。
配線のパターニング後にこの非晶質Ｓｉ層１５を除去す
る必要がある。
非晶質Ｓｔ層１５を除去しなければ、その後の熱処理で
非晶質ＳｉがＡＩｌ配線１４中へ拡散し、この熱処理後
の冷却過程でＳｉが析出する。Ａｌ配線１４でＳｉが析
出すると、Ａｌ配線１４の抵抗が高くなり、動作の遅延
等を生じる。
非晶質ＳｉがＡＩｌ配線１４中へ拡散し、この熱処理後
の冷却過程でＳｉが析出する。Ａｌ配線１４でＳｉが析
出すると、Ａｌ配線１４の抵抗が高くなり、動作の遅延
等を生じる。
非晶質５ｉｉｉｉ１５を除去する方法としては、Ｆ系ガ
スやＣｌ系ガスを用いるプラズマエツチングが考えられ
る。しかしＦ系ガスを用いると、ＦラジカルによるＴｉ
やＴｉＷのエツチングレートが非常に大きいために、第
２Ｂ図に示す様に、ＴｉＷ層１層中Ｔｉ１ｉ１２とがサ
イドエツチングされる。
スやＣｌ系ガスを用いるプラズマエツチングが考えられ
る。しかしＦ系ガスを用いると、ＦラジカルによるＴｉ
やＴｉＷのエツチングレートが非常に大きいために、第
２Ｂ図に示す様に、ＴｉＷ層１層中Ｔｉ１ｉ１２とがサ
イドエツチングされる。
ＴｉＷＩＪ ｌ ３とＴｉ１ｉ１２とがサイドエツチン
グされると、第２Ｃ図に示す様に、ＣＶＤによるＳｉｎ
ｇやプラズマＣＶＤによるＳｉＮでオーバコート膜１６
を形成しても、このオーバコート膜１６の！−被覆性が
良くない。
グされると、第２Ｃ図に示す様に、ＣＶＤによるＳｉｎ
ｇやプラズマＣＶＤによるＳｉＮでオーバコート膜１６
を形成しても、このオーバコート膜１６の！−被覆性が
良くない。
これに対して、ＣＣｌ４やＳｉ Ｃβ４等のＣ１系ガス
を用いると、ＴｉＷ層１層中３ｉＮ１２はエツチングさ
れないが、今度はＡｌ配線１４がエツチングされる。し
かも、（Ｊが雰囲気中の水分で１１ＣＩとなり、７１層
１２及びＴｉＷ層１層中３Ｃｌとへｌ配線Ｉ４とで電池
反応が生じて、Ａｌ配線１４にコロ−ジョンが発生し易
い。
を用いると、ＴｉＷ層１層中３ｉＮ１２はエツチングさ
れないが、今度はＡｌ配線１４がエツチングされる。し
かも、（Ｊが雰囲気中の水分で１１ＣＩとなり、７１層
１２及びＴｉＷ層１層中３Ｃｌとへｌ配線Ｉ４とで電池
反応が生じて、Ａｌ配線１４にコロ−ジョンが発生し易
い。
以上のことから、バリアメタル層を用いる配線において
ハレーション防止膜として非晶質５ｉＨｆｉ１５を使用
することは、従来の技術では極めて困難であった。
ハレーション防止膜として非晶質５ｉＨｆｉ１５を使用
することは、従来の技術では極めて困難であった。
本発明による配線形成方法は、高融点金属を含むＮ１２
．１３を形成する工程と、前記高融点金属を含む層１２
．１３の上にアルミニウムを含む層１４を形成する工程
と、前記アルミニウムを含む［１４の上に非晶質シリコ
ン層１５を形成する工程と、前記非晶質シリコン層１５
の上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト
層に対する露光及び現像を行って、エツチングマスクを
形成する工程と、前記非晶質シリコン層１５と前記アル
ミニウムを含む層１４と前記高融点金属を含む層１３．
１２とを前記エツチングマスクを用いて選択的にエツチ
ングする工程と、このエツチングの後に前記エツチング
マスクを除去する工程と、前記エツチングの後に、少な
くとも前記高融点金属を含む層１２．１３の側壁に前記
非晶質シリコン層１５とはエツチング特性の異なる１１
７ａを形成する工程と、前記エツチング特性の異なるｉ
１７ ａを形成した状態で、前記エツチングで残され
ている前記非晶質シリコン層１５をエツチング除去する
工程とを夫々具備している。
．１３を形成する工程と、前記高融点金属を含む層１２
．１３の上にアルミニウムを含む層１４を形成する工程
と、前記アルミニウムを含む［１４の上に非晶質シリコ
ン層１５を形成する工程と、前記非晶質シリコン層１５
の上にフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト
層に対する露光及び現像を行って、エツチングマスクを
形成する工程と、前記非晶質シリコン層１５と前記アル
ミニウムを含む層１４と前記高融点金属を含む層１３．
１２とを前記エツチングマスクを用いて選択的にエツチ
ングする工程と、このエツチングの後に前記エツチング
マスクを除去する工程と、前記エツチングの後に、少な
くとも前記高融点金属を含む層１２．１３の側壁に前記
非晶質シリコン層１５とはエツチング特性の異なる１１
７ａを形成する工程と、前記エツチング特性の異なるｉ
１７ ａを形成した状態で、前記エツチングで残され
ている前記非晶質シリコン層１５をエツチング除去する
工程とを夫々具備している。
本発明による配線形成方法では、アルミニウムを含む層
１４とフォトレジスト層との間に非晶質シリコン層１５
を形成しているが、非晶質シリコン層１５は一般にＣＶ
Ｄやスパッタリング等で形成され段差部にも略均−に形
成される。従って、非晶質シリコン層１５の選択的エツ
チング時に、オーバエツチングが不要である。
１４とフォトレジスト層との間に非晶質シリコン層１５
を形成しているが、非晶質シリコン層１５は一般にＣＶ
Ｄやスパッタリング等で形成され段差部にも略均−に形
成される。従って、非晶質シリコン層１５の選択的エツ
チング時に、オーバエツチングが不要である。
また、少なくとも高融点金属を含む層１２．１３の側壁
に非晶質シリコン［１５とはエツチング特性の異なる層
１７ａを形成した状態で、選択的エツチングで残された
非晶質シリコン層１５をエツチング除去する様にしてい
るので、このエツチング除去に伴って高融点金属を含む
Ｎ１２．１３がサイドエツチングされることはない。
に非晶質シリコン［１５とはエツチング特性の異なる層
１７ａを形成した状態で、選択的エツチングで残された
非晶質シリコン層１５をエツチング除去する様にしてい
るので、このエツチング除去に伴って高融点金属を含む
Ｎ１２．１３がサイドエツチングされることはない。
以下、本発明の第１及び第２実施例を、第１図を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
第１図が、第１実施例を示している。この第１実施例も
、通常のりソグラフィやドライエツチングによって、配
線をパクーニングする。従って、第１Ａ図の工程までは
上述の一従来例と同様であり、第１Ａ図の状態は第２Ａ
図の状態に対応している。なお、非晶質Ｓｉ層１５の厚
さは１５０人程人程ある。
、通常のりソグラフィやドライエツチングによって、配
線をパクーニングする。従って、第１Ａ図の工程までは
上述の一従来例と同様であり、第１Ａ図の状態は第２Ａ
図の状態に対応している。なお、非晶質Ｓｉ層１５の厚
さは１５０人程人程ある。
この第１実施例では、次に、第１Ｂ図に示す様に、２５
０〜３００℃程度の温度のプラズマＣ■Ｄによって１０
００人程度０厚さのＳｉ０２層１７を形成する。
０〜３００℃程度の温度のプラズマＣ■Ｄによって１０
００人程度０厚さのＳｉ０２層１７を形成する。
次に、ＣＨＦ２やＣｔＰｂ等を用いてＳｉ０２層１７に
対するＲＩＥを行い、第１Ｃ図に示す様に、少なくとも
７４層１２とＴｉＷ層１層中３覆う側壁１７ａを形成す
る。
対するＲＩＥを行い、第１Ｃ図に示す様に、少なくとも
７４層１２とＴｉＷ層１層中３覆う側壁１７ａを形成す
る。
次に、ＳＦ６またはＣＦ、と０□とを用いるプラズマエ
ツチングを行う。この様なプラズマエツチングでは、Ｓ
ｉＯ□に対する非晶質Ｓｔのエツチングレートが１０層
２０程度であるので、第１Ｄ図に示す様に、非晶質Ｓｉ
層１５のみが除去され、側壁１７ａは除去されない。従
って、このプラズマエツチングによってＴｉＷ層１層中
３４層１２がサイドエツチングされることはない。
ツチングを行う。この様なプラズマエツチングでは、Ｓ
ｉＯ□に対する非晶質Ｓｔのエツチングレートが１０層
２０程度であるので、第１Ｄ図に示す様に、非晶質Ｓｉ
層１５のみが除去され、側壁１７ａは除去されない。従
って、このプラズマエツチングによってＴｉＷ層１層中
３４層１２がサイドエツチングされることはない。
その後、第１Ｅ図に示す様に、オーバコート膜１６を形
成し、所定の位置にＡｌ配線１４に対する開口１６ａを
形成する。なお、側壁１７ａを残したままでオーバコー
ト膜１６を形成すれば、ＴｉＷ層１層中３ｉｊｌｌｉ
１２へのその後の水分の浸入等を、この側壁１７ａによ
って抑制することもできる。
成し、所定の位置にＡｌ配線１４に対する開口１６ａを
形成する。なお、側壁１７ａを残したままでオーバコー
ト膜１６を形成すれば、ＴｉＷ層１層中３ｉｊｌｌｉ
１２へのその後の水分の浸入等を、この側壁１７ａによ
って抑制することもできる。
次に、第２実施例を説明する。この第２実施例は、プラ
ズマＣＶＤによるＳｉＯ□層１７層化７にプラズマＣＶ
Ｄによる５ｉＮＪｉを用い、且つＳＦ４と島とを用いて
このＳｉＮ層と非晶質Ｓｉ層１５とに対して連続的にＲ
ＩＢを行うことを除いて、上述の第１実施例と実質的に
同様の工程を有している。
ズマＣＶＤによるＳｉＯ□層１７層化７にプラズマＣＶ
Ｄによる５ｉＮＪｉを用い、且つＳＦ４と島とを用いて
このＳｉＮ層と非晶質Ｓｉ層１５とに対して連続的にＲ
ＩＢを行うことを除いて、上述の第１実施例と実質的に
同様の工程を有している。
この様なＲＴＥでも、Ｓｉｎｇに対するＳｉＮのエツチ
ングレートが５〜１０程度と大きいので、ＳｔＮの側壁
１７ａが形成される。
ングレートが５〜１０程度と大きいので、ＳｔＮの側壁
１７ａが形成される。
従ってこの第２実施例では、第１実施例における第１Ｃ
図の工程と第１Ｄ図の工程とが、同一のＲＩＥで連続的
に行われる。
図の工程と第１Ｄ図の工程とが、同一のＲＩＥで連続的
に行われる。
なお、以上の第１及び第２実施例ではバリアメタル層と
してＴｉＪｉ１２及びＴｉＷＪｉ １３を用いたが、他
の高融点金属層やＴｉ５ｉ）＋ 、 Ｍｏ５ｉＸ等のシ
リサイド層を、７４層１２及びＴｉｗＪｉ！ １３の代
りに用いてもよい。
してＴｉＪｉ１２及びＴｉＷＪｉ １３を用いたが、他
の高融点金属層やＴｉ５ｉ）＋ 、 Ｍｏ５ｉＸ等のシ
リサイド層を、７４層１２及びＴｉｗＪｉ！ １３の代
りに用いてもよい。
本発明による配線形成方法では、非晶質シリコン層の選
択的エツチング時にオーバエツチングが不要であるので
、微細な配線を形成することができる。
択的エツチング時にオーバエツチングが不要であるので
、微細な配線を形成することができる。
また、選択的エツチングで残された非晶質シリ・ コ
ン層のエツチング除去に伴って高融点金属を含む層がサ
イドエツチングされることはないので、信頼性の高い配
線を形成することができる。
ン層のエツチング除去に伴って高融点金属を含む層がサ
イドエツチングされることはないので、信頼性の高い配
線を形成することができる。
第１図及び第２図は本発明の夫々第１実施例及び−従来
例を順次に示す側断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １２・−・−・・−・・−・−・・−・・Ｔｉ層１３−
・・・−・−一−−−−−・−・ＴｉＷ層１４・−・−
・・・・・・・−・・・−Ａｌ配線１５−・・−・・・
・・・・−・・・・非晶質Ｓｉ層１７ａ−・・−−−−
・−・・−・側壁である。
例を順次に示す側断面図である。 なお図面に用いた符号において、 １２・−・−・・−・・−・−・・−・・Ｔｉ層１３−
・・・−・−一−−−−−・−・ＴｉＷ層１４・−・−
・・・・・・・−・・・−Ａｌ配線１５−・・−・・・
・・・・−・・・・非晶質Ｓｉ層１７ａ−・・−−−−
・−・・−・側壁である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 高融点金属を含む層を形成する工程と、 前記高融点金属を含む層の上にアルミニウムを含む層を
形成する工程と、 前記アルミニウムを含む層の上に非晶質シリコン層を形
成する工程と、 前記非晶質シリコン層の上にフォトレジスト層を形成し
、このフォトレジスト層に対する露光及び現像を行って
、エッチングマスクを形成する工程と、 前記非晶質シリコン層と前記アルミニウムを含む層と前
記高融点金属を含む層とを前記エッチングマスクを用い
て選択的にエッチングする工程と、このエッチングの後
に前記エッチングマスクを除去する工程と、 前記エッチングの後に、少なくとも前記高融点金属を含
む層の側壁に前記非晶質シリコン層とはエッチング特性
の異なる層を形成する工程と、前記エッチング特性の異
なる層を形成した状態で、前記エッチングで残されてい
る前記非晶質シリコン層をエッチング除去する工程とを
夫々具備する配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6492988A JPH01238042A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6492988A JPH01238042A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 配線形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01238042A true JPH01238042A (ja) | 1989-09-22 |
Family
ID=13272219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6492988A Pending JPH01238042A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01238042A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5294486A (en) * | 1990-10-22 | 1994-03-15 | International Business Machines Corporation | Barrier improvement in thin films |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP6492988A patent/JPH01238042A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5294486A (en) * | 1990-10-22 | 1994-03-15 | International Business Machines Corporation | Barrier improvement in thin films |
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