JPH01238043A - Method of forming wiring - Google Patents
Method of forming wiringInfo
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。[Detailed description of the invention] The present invention will be described in the following order.
A、産業上の利用分野
B1発明の概要
C0従来技術
り1発明が解決しようとする問題点
E1問題点を解決するための手段
F1作用
G、実施例[第1図]
H9発明の効果
(A、産業上の利用分野)
本発明は配線形成方法、特に被コンタクト領域に絶縁層
の開口部を通じて接続される配線層を形成する配線形成
方法に関する。A. Field of industrial application B1 Overview of the invention C0 Prior art 1 Problems to be solved by the invention E1 Means for solving the problems F1 Effects G. Examples [Figure 1] H9 Effects of the invention (A , Industrial Application Field) The present invention relates to a wiring forming method, and more particularly to a wiring forming method for forming a wiring layer connected to a contact area through an opening in an insulating layer.
(B、発明の概要)
本発明は、上記の配線形成方法において、絶縁層の開口
部にて配線層に接続される被コンタクト領域と配線層と
の接触面の自然酸化膜をパーティクルの発生を伴うこと
なく破壊するため、
上記配線層の形成後に金属等のイオンを接触面に注入し
て接触面の自然酸化膜を破壊するものである。(B. Summary of the Invention) In the above wiring forming method, the present invention prevents the generation of particles from the natural oxide film on the contact surface between the wiring layer and the contact area connected to the wiring layer through the opening of the insulating layer. In order to destroy the contact surface without causing damage, ions of metal or the like are implanted into the contact surface after the wiring layer is formed to destroy the natural oxide film on the contact surface.
(C,従来技術)
半導体集積回路の高集積化に伴いアルミニウムの多層(
例えば2〜4層)配線が必要となフている。そして、上
下の配線層間の接続は層間絶縁層に形成されたコンタク
トホールを通じて為される。(C, prior art) As semiconductor integrated circuits become more highly integrated, aluminum multilayers (
For example, 2 to 4 layers) wiring is required. Connections between the upper and lower wiring layers are made through contact holes formed in the interlayer insulating layer.
ところで、上下の配線層の接触面にはアルミナAl2O
3かうなる自然酸化膜が生じ、配線層間のコンタクト抵
抗を大きくする要因となる。というのは、1つの配線層
を形成するためのアルミニウムの堆積が為されてからそ
れの上層の例えばアルミニウムからなる配線層が形成さ
れるまでの間に、下層配線層を成すアルミニウム膜をパ
ターニングするためのフォトエツチング工程、絶縁層の
形成工程、該絶縁層をバターニングするためのフォトエ
ツチング工程等が必要であり、これ等の諸工程を行って
いる間に下層の配線層の表面が酸化されてしまうからで
ある。By the way, the contact surface between the upper and lower wiring layers is coated with alumina Al2O.
Three natural oxide films are formed, which becomes a factor that increases the contact resistance between wiring layers. This is because the aluminum film forming the lower wiring layer is patterned between the time aluminum is deposited to form one wiring layer and the upper wiring layer made of aluminum, for example, is formed. A photo-etching process for forming the insulating layer, a photo-etching process for patterning the insulating layer, etc. are required, and during these various processes, the surface of the underlying wiring layer may be oxidized. This is because
そこで考えられるのは下層の配線層を形成した後上層の
配線層を堆積する前にその上層の配線層を堆積する真空
装置内で下層の配線層に対してArイオンによるRFエ
ツチングクリーニングを施すことである。このArイオ
ンによるRFエツチングによりF層の配線層表面をクリ
ーニングしその後上層の配線層を形成する技術は、特開
昭57−124431号公報によって下層の配線層表面
のヒロックを防止するものとして紹介されているが、ア
ルミニウムからなる下層の配線層表面の自然酸化膜を除
去することもできるのである。Therefore, one possibility is to perform RF etching cleaning on the lower wiring layer using Ar ions in the vacuum apparatus in which the upper wiring layer is deposited, after forming the lower wiring layer and before depositing the upper wiring layer. It is. This technique of cleaning the surface of the wiring layer of the F layer by RF etching using Ar ions and then forming the upper wiring layer was introduced in Japanese Patent Laid-Open No. 124431/1984 as a method for preventing hillocks on the surface of the lower wiring layer. However, it is also possible to remove the natural oxide film on the surface of the underlying wiring layer made of aluminum.
(D、発明が解決しようとする問題点)ところで、下層
の配線層の形成後上層の配線層の形成前にAr等のイオ
ンを下層の配線層の表面に照射してクリーニングすると
半導体基板周辺にプラズマの発生を伴い、半導体基板上
のパーティクルレベルを増加させることになる。そのた
め、半導体装置の微細化、歩留りの向上が阻まれるとい
う問題かあった。(D. Problem to be Solved by the Invention) By the way, if the surface of the lower wiring layer is irradiated with Ar or other ions for cleaning after the formation of the lower wiring layer and before the formation of the upper wiring layer, the surface of the lower wiring layer may be cleaned. With the generation of plasma, the particle level on the semiconductor substrate increases. Therefore, there was a problem in that miniaturization of semiconductor devices and improvement in yield were hindered.
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、絶縁層の開口部にて配線層に接続される被コンタ
クト領域の配線層との接触面の自然酸化膜をパーティク
ルの発生を伴うことなく破壊できるようにすることを目
的とする。The present invention has been made to solve these problems, and is designed to remove particles from the natural oxide film on the contact surface of the contact area with the wiring layer, which is connected to the wiring layer through the opening of the insulating layer. The purpose is to be able to destroy it without causing any damage.
(E、問題点を解決するための手段)
本発明配線形成方法は上記問題点を解決するため、被コ
ンタクト領域に絶縁層の開口部を通じて接続される配線
層を形成する配線形成方法において、上記配線層の形成
後に金属等のイオンを上記被コンタクト領域と配線層と
の接触面に注入して接触面の自然酸化膜を破壊すること
を特徴とするものである。(E. Means for Solving Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the wiring formation method of the present invention includes the above-mentioned wiring formation method for forming a wiring layer connected to a contact area through an opening in an insulating layer. The method is characterized in that after the wiring layer is formed, ions of metal or the like are injected into the contact surface between the contact area and the wiring layer to destroy the natural oxide film on the contact surface.
(F、作用)
本発明配線形成方法によれば、配線層形成後にその配線
層とそれの下側の被コンタクト領域との接触面に金属等
のイオンを注入してその接触面に存在する自然酸化膜を
破壊するので、破壊された自然酸化膜が配線層表面に飛
散する虞れがない。(F. Effect) According to the wiring forming method of the present invention, after the wiring layer is formed, ions of metal or the like are implanted into the contact surface between the wiring layer and the contact area below it, so that the natural Since the oxide film is destroyed, there is no risk of the destroyed natural oxide film scattering onto the surface of the wiring layer.
従って、パーティクルの増加を伴うことなくコンタクト
抵抗の低減を図ることかできる。Therefore, it is possible to reduce the contact resistance without increasing the number of particles.
(G、実施例)[第1図]
以下、本発明配線形成方法を図示実施例に従って詳細に
説明する。(G, Example) [FIG. 1] Hereinafter, the wiring forming method of the present invention will be explained in detail according to the illustrated example.
第1図(A)乃至(D)は本発明配線形成方法の一つの
実施例を工程順に示す断面図である。FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views showing one embodiment of the wiring forming method of the present invention in the order of steps.
(A)半導体基板1上の酸化膜2の表面にアルミニウム
配線層3を形成する。4は該アルミニウム配線層3表面
に自然に生じた自然酸化膜である。(A) An aluminum wiring layer 3 is formed on the surface of the oxide film 2 on the semiconductor substrate 1. 4 is a natural oxide film naturally formed on the surface of the aluminum wiring layer 3.
次に常圧CVDにより層間絶縁層5を形成した後フォト
エツチングしてコンタクトホール6を形成する。配線層
3のコンタクトホール6により露出する領域が被コンタ
クト領域7である。第1図(A)はコンタクトホール6
形成後の状態を示している。Next, an interlayer insulating layer 5 is formed by atmospheric pressure CVD and then photoetched to form a contact hole 6. The region exposed by the contact hole 6 in the wiring layer 3 is a contacted region 7 . Figure 1 (A) shows contact hole 6.
The state after formation is shown.
(B)次に、同図(B)に示すように第2層口の配線層
8を形成する。この配線層8の形成は微小なコンタクト
ホール6を埋めることができるようにバイアススパッタ
等により行い、そわにより素子の微細化に対応するよう
にする。(B) Next, as shown in FIG. 3B, the wiring layer 8 of the second layer opening is formed. The wiring layer 8 is formed by bias sputtering or the like so as to be able to fill the minute contact hole 6, and to cope with the miniaturization of the element by warping.
(C)次に、同図(C)に示すようにチタンイオンTI
+をイオン注入法により配線層3と配線層8の接触面に
打込むことによりその接触面に存在している自然酸化膜
4を破壊する。この場合に必要なのはイオン注入による
エネルギーを配線層8の表面にではなく自然酸化膜4が
存在するところの配線層3と配線層8との接触面に集中
するようにイオン注入条件を設定することである。(C) Next, as shown in the same figure (C), titanium ion TI
By implanting + into the contact surface between the wiring layer 3 and the wiring layer 8 by ion implantation, the natural oxide film 4 existing on the contact surface is destroyed. In this case, it is necessary to set the ion implantation conditions so that the energy from ion implantation is concentrated not on the surface of the wiring layer 8 but on the contact surface between the wiring layer 3 and the wiring layer 8 where the native oxide film 4 is present. It is.
同図(D)はイオン注入による自然酸化膜4(l!壊後
の状態を示す。その後、配線層8に対するバターニング
が行われることになる。FIG. 1D shows the state after the natural oxide film 4 (l!) has been destroyed by ion implantation. Thereafter, the wiring layer 8 will be patterned.
このように配線層8を例えばバイアススパッタ法等によ
り堆積した後で配線層8とその下側の配線層3との間に
存在する自然酸化膜4をイオン注入した金属イオンによ
り破壊するので配線層3・8間のコンタクト抵抗をパー
ティクルの発生を伴うことなく低減することができる。After the wiring layer 8 is deposited by, for example, a bias sputtering method, the natural oxide film 4 existing between the wiring layer 8 and the wiring layer 3 below it is destroyed by the implanted metal ions. The contact resistance between 3 and 8 can be reduced without generating particles.
そして、金属イオンとしてチタンイオンTi+が注入さ
れるのでアルミニウム配線層3あるいは8の信頼性が低
下する虞れかない。即ち、エレクトロマイグレーション
を抑制するためにアルミニウム膜中に不純物を添加する
試みは士数年前から行われており、原則的にはアルミニ
ウム中に不純物を添加するとアルミニウムの信頼性が低
下するといえる。しかし、チタンTi、銅Cu、ニッケ
ルNi、マグネシウムMg、クロムCrはアルミニウム
膜中に添加してもアルミニウム膜の信頼性か低下しない
ことか確認されている。従って、本実施例のようにチタ
ンイオンTi+を注入すればアルミニウム配線層の信頼
性の低下を伴うことなく自然酸化膜4を破壊することが
できる。勿論、チタンイオンTi+に代えて銅イオンC
u”、ニッケルイオンNi”、マグネシウムイオンMg
+を注入することにより自然酸化膜4を破壊するように
しても良い。また、アルミニウムイオンALL+を注入
するようにしても良いことはいうまでもない。Since titanium ions Ti+ are implanted as metal ions, there is no possibility that the reliability of the aluminum wiring layer 3 or 8 will deteriorate. That is, attempts have been made for several years to add impurities to aluminum films in order to suppress electromigration, and it can be said that, in principle, adding impurities to aluminum reduces the reliability of aluminum. However, it has been confirmed that the reliability of the aluminum film does not deteriorate even if titanium Ti, copper Cu, nickel Ni, magnesium Mg, and chromium Cr are added to the aluminum film. Therefore, by implanting titanium ions Ti+ as in this embodiment, the natural oxide film 4 can be destroyed without deteriorating the reliability of the aluminum wiring layer. Of course, copper ion C is used instead of titanium ion Ti+.
u'', nickel ion Ni'', magnesium ion Mg
The native oxide film 4 may be destroyed by implanting +. It goes without saying that aluminum ions ALL+ may also be implanted.
ちなみに、シリコン膜の改質等に通常用いられているア
ルゴンArはアルミニウム膜中にボイドを発生させるの
で好ましくない。また、シリコンSiはアルミニウム膜
中のSiノジュール形成を引き起すので好ましくない。Incidentally, argon, which is commonly used for modifying silicon films, is not preferable because it generates voids in the aluminum film. Further, silicon Si is not preferable because it causes the formation of Si nodules in the aluminum film.
尚、上記工程を繰返すことによって3層、4層というよ
り層数の多い多層配線の各配線層について各配線層表面
の自然酸化膜をパーティクルの発生を伴うことなく破壊
することかできるのである。Incidentally, by repeating the above steps, it is possible to destroy the natural oxide film on the surface of each wiring layer for each wiring layer of a multilayer wiring having a larger number of layers than three or four layers without generating particles.
(H,発明の効果)
以上に述へたように、本発明配線形成方法は、被コンタ
クト領域上に開口部を有する絶縁層を形成する工程と、
上記開口部にて上記被コンタクト領域に接続される配線
層を形成する工程と、上記配線層と上記被コンタクト領
域との接触面にイオン注入することにより益接触面の自
然酸化膜を破壊する工程を仔することを特徴とするもの
である。(H, Effects of the Invention) As described above, the wiring forming method of the present invention includes the steps of forming an insulating layer having an opening on the contact area;
A step of forming a wiring layer connected to the contact region through the opening, and a step of destroying the natural oxide film on the beneficial contact surface by implanting ions into the contact surface between the wiring layer and the contact region. It is characterized by producing offspring.
従って、本発明配線形成方法によれば、配線層形成後に
その配線層とそれの下側の被コンタクト領域との接触面
に金属等のイオンを注入してその接触面に存在する自然
酸化膜を破壊するので、破壊された自然酸化膜か配線層
表面に飛散する虞れかない。従って、パーティクルの増
加を伴うことなくコンタクト抵抗の低減を図ることがで
きる。Therefore, according to the wiring forming method of the present invention, after the wiring layer is formed, ions of metal or the like are implanted into the contact surface between the wiring layer and the contact area below it to remove the natural oxide film present on the contact surface. Since it is destroyed, there is no risk of the destroyed native oxide film being scattered onto the surface of the wiring layer. Therefore, contact resistance can be reduced without increasing particles.
第1図(A)乃至(D)は本発明配線形成方法の一つの
実施例を工程順に示す断面図である。
符号の説明
4・・・自然酸化膜、5・・・絶縁層、6・・・開口部
、7・・・被コンタクト領域、8・・・配線層。FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views showing one embodiment of the wiring forming method of the present invention in the order of steps. Explanation of the symbols 4... Natural oxide film, 5... Insulating layer, 6... Opening, 7... Contact region, 8... Wiring layer.
Claims (1)
成する工程と、 上記開口部にて上記被コンタクト領域に接続される配線
層を形成する工程と、 上記配線層と上記被コンタクト領域との接触面にイオン
注入することにより該接触面の自然酸化膜を破壊する工
程と、 を有することを特徴とする配線形成方法(1) A step of forming an insulating layer having an opening over the contact region; a step of forming a wiring layer connected to the contact region at the opening; and a step of forming an insulating layer having an opening over the contact region; a step of destroying the natural oxide film on the contact surface by implanting ions into the contact surface;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6546788A JPH01238043A (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | Method of forming wiring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6546788A JPH01238043A (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | Method of forming wiring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01238043A true JPH01238043A (en) | 1989-09-22 |
Family
ID=13287952
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6546788A Pending JPH01238043A (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | Method of forming wiring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01238043A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5300462A (en) * | 1989-02-20 | 1994-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for forming a sputtered metal film |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP6546788A patent/JPH01238043A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5300462A (en) * | 1989-02-20 | 1994-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for forming a sputtered metal film |
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