JPH02281629A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にめっき法
或いはＣＶＤ法による周囲被覆金属配線の形成方法に関
する。

従来の技術 従来の周囲被覆金属配線の形成方法は、第１５図に示す
通り、Ｓｌ基板２０１上に形成された例えば二酸化珪素
等の絶縁膜２０２の上に例えばアルミニウム或いはアル
ミニウム系合金等を配線材料とする金属配線２０６をス
パッタ法及びレジストをマスクとしたドライエツチング
等の既知の手法により形成し、続いて第１６図に示す通
り、例えばタングステンを被覆金属とした例えば１ｌＦ
６ガス、Ｈ２ガスを用いた選択ＣＶＤ法、或いはジメチ
ルアミンボラン、次亜燐酸ナトリウム、及びホルムアル
デヒドを還元剤としたニッケル、コバルト、銅等を被覆
金属とした無電解めっき法といった手法により被覆金属
膜２０７を金属配線２０６の周囲のみに選択的に形成し
ていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した従来の方法では、被覆金属膜の
形成方法が無電解めっき法の場合、以下に示す欠点があ
る。

（１）、金属配線の周囲に被覆金属膜成長を制御するス
トッパとなるものが存在しない為に、特に金属配線側部
における膜厚及び形状の制御が困難であるので、安定し
た電気特性を得にくい。

更に被覆金属膜の形成方法が選択ＣＶＤ法である場合に
は、上述した欠点（１）に加え、以下に示す欠点がある
。

（２）１選択ＣＶＤ法により選択成長が可能である金属
は限定され、その種類も極めて少ない為に、配線の被覆
金属膜として要求される特性を全て満足するような材料
の選択が困難である。

本発明は従来の上記実情に鑑みてなされたものであり、
従って本発明の目的は、従来の技術に内在する上記諸欠
点を解消することを可能とした半導体装置の新規な製造
方法を提供することにある。

発明の従来技術に対する相違点 上述した従来の周囲被覆金属配線の形成方法は、使用で
きる被覆金属膜の種類がごく少数に限定され、被覆金属
膜の膜厚制御が困難であるのに対し、本発明は、金属配
線の側部近傍に被覆金属膜成長における膜厚及び形状制
御用マスクが存在する為に、配線側部の被覆金属膜の膜
厚及び形状の制御ができるので、安定した電気特性を得
られること、更に電解めっき法、無電解めっき法、ＣＶ
Ｄ法による金属配線及び被覆金属膜の形成が可能である
為に、金属配線や被覆金属膜に要求される特性に適した
材料の幅広い選択が可能であるという独創的内容を有す
る。

課題を解決するための手段 前記目的を達成する為に、本発明に係る周囲被覆金属配
線の形成方法は、半導体装置の周囲被覆金属配線を形成
する金属配線の形成方法において、下地金属膜上に第１
マスク膜を形成する工程と、該第１マスク膜の側壁部に
第２マスク膜を形成する工程と、続いてめっき法或いは
ＣＶＤ法により金属配線を形成する工程と、前記第２マ
スク膜或いは第２マスク膜及び下地金属膜を除去し金属
配線の上部及び左右両側部に被膜金属膜をめっき法或い
はＣＶＤ法により形成する工程と、前記第１マスク膜と
下地金属膜の不要部分を除去し周囲被覆金属配線を形成
する工程とを備えて構成される。

実施例 次に本発明をその好ましい各実施例について図面を参照
して具体的に説明する。

第１図〜第８図は、本発明による第１の実施例の工程を
示す縦断面図である。

第１図〜第８図を参照するに、Ｓｉ基板１０１上の絶縁
膜１０２の上に例えばタングステンチタン、モリブデン
及びこれらの合金、珪化物、硼化物、窒化物等の下地金
属膜１０３をスパッタ法、ＣＶＤ法等の手法により厚さ
１０００〜３０００人の厚みで形成する。これは、配線
全体の電気特性の向上、下地との密着上の保持、電解め
っきにおける電流供給層、無電解めっき及びＣＶＤ法に
おける金属膜形成の下地、バリアメタル等として用いる
。

続いて、例えば二酸化珪素、窒化珪素等をＣＶＤ法或い
はスパッタ法によって下地金属膜１０３上に１＋ｍの厚
みで形成し、レジスト等をエツチングマスクとして乾式
または湿式エツチング法等、既知の手法により、配線形
成用の第１マスク膜１０４を形成する。

更に第２図に示す通り、フォトレジスト等を材料とした
第２マスク膜１０５を塗布法等の既知の手法により２０
００人程度形成する第２マスクＩｉ［Ｉ　１０５の幅は
塗布条件等の成膜条件により決定される。

続いて第３図の如＜、ＣＦ、　、ｏ、等のガスを用いた
乾式エツチング法等の手法を用いてエッチバックを行い
、第１マスク膜１０４の側壁部のみに高さｌｕｉ幅２０
００人程形成第２マスク膜１０５を残す、この際、第２
マスクＩＩ！　１０５のエツチングレートと比較して、
第１マスク［１０４及び下地金属膜１０３のエツチング
レートが極めて小さくなるようなエツチング条件を設定
する。

更に第４図に示す通り、例えば銅、金、銀、アルミニウ
ム等、金属の中でも低い電気抵抗率を有する材料を析出
金属とした電解もしくは無電解めっき法或いはＣＶＤ法
により、下地金属Ｍ　１０３の露出部分のみに選択的に
金属配線１０６を約８０００人の厚みで形成する。この
際、第２マスク膜１０５は金属配線１０６の幅及び形状
の制御をする。また金属配線１０６は第１マスクＪｌ１
１１０４の厚さより薄くすることとする。

続いて第５図の如く、第２マスク膜１０５のみを有機剥
離法あるいは０２プラズマを用いたアッシング法等の方
法により除去し、続いて第６図に示す通り、例えばシラ
ンもしくは水素といったガスを還元剤とする六弗化タン
グステンを用いた選択ＣＶＤ法で高耐熱性を有するタン
グステンを材料とする被覆金属膜１０７を金属配線１０
６の上部及び左右両側部に２０００人の厚みで形成し、
第１マスク膜１０４と同程度の厚みを有する配線とする
。この際、基本的には、被覆金属膜１０７と下地金属膜
１０３は同一物質でないことが望ましい、第１マスク膜
１０４は、金属配線１０６の側部における被覆金属膜１
０７の膜厚・形状を制御する働きを有する。

続いて第７図に示す如く、第１マスク膜１０４をＣＦ４
を用いた乾式或いは燐酸、弗酸等を用いた湿式エツチン
グ等既知の手法により除去する。この際にも、第１マス
ク膜１０４のエッチレートに対して被覆金属膜１０７の
エッチレートが極めて小さくなるような手法・条件を設
定する。

更に第８図に示す通り、被膜金属膜１０７をエツチング
マスクとして下地金属膜１０３の不要部分をイオンミリ
ング、反応性乾式エツチング等の方法を用いて除去して
、低電気抵抗、高耐熱性を有する周囲被覆金属配線を形
成する。この際、被覆金属膜１０７が下地金属膜１０３
と同一物質や同一物質を多く含有する等の理由によりエ
ッチレートの差を大きく設定できない場合には、被覆金
属膜形成時の膜厚を充分大きく取ることが必要となる。

続いて本発明による第２の実施例を図面を参照して説明
する。第９図〜第１４図は本発明による第２の実施例の
工程を示す縦断面図である。

第９図〜第１４図を参照するに、上記第１の実施例と同
様に、Ｓｉ基板１０１上の絶縁膜１０２の上に例えばタ
ングステン、チタン、モリブデン等及びこれらの合金、
珪化物、硼化物、窒化物などの下地金属膜１０３と、第
１マスク膜１０４、第２マスク膜１０５を第１の実施例
と同様の材料、同様の手法を用いて第１の実施例と同じ
厚みで形成する。続いて、例えば銅、銀等低電気抵抗率
を有するが耐食性に欠ける材料を析出金属とする電解或
いは無電解めっき法により、下地金属膜１０３の露出部
分のみに金属配線１０６を選択的に約８０００人の厚み
で形成する。この際にも、その膜厚は第１マスク膜１０
４より薄くなる。

更に第１０図に示す通り、第２マスクＭ１０５のみを上
記第１の実施例で用いた手法により除去する。

続いて、第１１図に示す通り、第１マスク膜１０４と金
属配線１０６をエツチングマスクとして下地金属膜１０
３の露出部分のみを乾式もしくは湿式エツチング法によ
り除去する。この際、下地金属膜１０３のエッチレート
と比較して第１マスク膜１０４や金属配線１０６のエッ
チレートが充分小さい値を取るような手法・条件を設定
する。

更に第１２図に示す通りに、例えば、高耐食を有する金
、白金を析出金属とした無電解めっき法により、金属配
線１０６の上部及び左右両側部と下地金属膜１０３の露
出部のみに選択的に約２０００人の被覆金属膜１０７を
形成する。

続いて第１３図の通り第１マスク膜１０４を除去し、第
１４図の如く被覆金属膜１０７をエツチングマスクとし
て下地金属膜１０３の不要部分を乾式または湿式エツチ
ング法により除去し、低電気抵抗・高耐食性を有する周
囲被覆金属配線を形成する。

この際にも、下地金属膜１０３のエッチレートに対して
被覆金属膜１０７のエッチレートが充分低い値を取るよ
うな条件を設定する必要がある。また、被覆金属ＪＩＩ
　１０７が、下地金属膜１０３と同一物質を含有する等
の理由により、エッチレートの差を大きく設定できない
場合には、被覆金属膜形成時の膜厚を充分大きく取るこ
とが必要となる。

発明の詳細 な説明したように、本発明の周囲被覆金属配線形成方法
においては、金属配線の側部近傍に被覆金属膜成長にお
ける膜厚、形状制御を目的としたマスク膜が存在する為
に、配線側部の被覆金属膜の膜厚、形状の制御ができる
ので、安定した電気特性を得られる効果がある。

更に本発明によれば電解めっき法、無電解めっき法及び
ＣＶＤ法による金属配線並びに被覆金属膜の形成が可能
である為に、金属配線や被覆金属膜に要求される特性に
適した材料の幅広い選択が可能となり、高性能の周囲被
覆金属配線を形成できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図、第８図は本発明による第１の実施例の工程を示す
縦断面図、第９図、第１０図、第１１図、第１２図、第
１３図、第１４図は本発明による第２の実施例の工程を
示す縦断面図、第１５図、第１６図は従来の周囲被覆金
属配線の形成方法により形成される金属配線の縦断面図
である。 １０１．２０１・・・Ｓｔ基板、１０２，２０２・・・
絶縁膜、１０３・・・下地金属膜、１０４・・・第１マ
スク膜、１０５・・・第２マスク膜、１０６．２０６・
・・金属配線、１０７，２０７・・・被覆金属膜 特許出願人　　日本電気株式会社 代　理　人　　弁理士　熊谷雄太部 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 １ｎ＾ 第１０ 図 第１１ 図 第１２ 図 第１３ 図 第１４ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体装置の周囲被覆金属配線を形成する金属配線形成
   方法において、下地金属膜上に第１の配線形成用マスク
   膜（以下第１マスク膜）を形成する工程と、前記第１マ
   スク膜の側壁部に第２の配線形成用マスク膜（以下第２
   マスク膜）を形成する工程と、続いてめっき法或いはＣ
   ＶＤ法により金属配線を形成する工程と、前記第２マス
   ク膜或いは第２マスク膜及び下地金属膜を除去し金属配
   線の上部及び左右両側部に被覆金属膜をめっき法或いは
   ＣＶＤ法により形成する工程と、前記第１マスク膜と下
   地金属の不要部分を除去し周囲被覆金属配線を形成する
   工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法
   。