JPH02301143A - 配線層の形成方法 - Google Patents
配線層の形成方法Info
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- JPH02301143A JPH02301143A JP12266189A JP12266189A JPH02301143A JP H02301143 A JPH02301143 A JP H02301143A JP 12266189 A JP12266189 A JP 12266189A JP 12266189 A JP12266189 A JP 12266189A JP H02301143 A JPH02301143 A JP H02301143A
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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、半導体集積回路のアルミニウム配線層の形成
方法に関する。
方法に関する。
〈従来の技術〉
半導体集積回路において、アルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金よりなる配線層は、抵抗値が低いこと、シリ
コンとオーミックコンタクトを形成すること、シリコン
・酸化膜と密着性が良いこと、加工性が良いことなどの
理由により、広く用いられている。第２図は従来のこの
種の配線層の断面構造を示しており、シリコン基板１上
の絶縁膜２の上にアルミニウム配線層５が形成されてい
る。
ニウム合金よりなる配線層は、抵抗値が低いこと、シリ
コンとオーミックコンタクトを形成すること、シリコン
・酸化膜と密着性が良いこと、加工性が良いことなどの
理由により、広く用いられている。第２図は従来のこの
種の配線層の断面構造を示しており、シリコン基板１上
の絶縁膜２の上にアルミニウム配線層５が形成されてい
る。
近年、半導体装置の高集積化に伴い、アルミニウム配線
層の配線幅が細くなり、信頬性の問題や、高いアスペク
ト比の穴の埋込み等の加工性の問題についてその改善が
なされている。
層の配線幅が細くなり、信頬性の問題や、高いアスペク
ト比の穴の埋込み等の加工性の問題についてその改善が
なされている。
信軌性の問題として、エレクトロマイグレーションやス
トレスマイグレーションの耐性を向上させるため、基板
加熱によりアルミニウムの結晶粒径を制御する方法や、
アルミニウムの単一の材料でなく、シリコン（Ｓｔ）、
銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（ＭＯ）等の
金属の合金として用いる方法がある。結晶粒径に関して
、エレクトロマイグレーション対策としては、結晶粒径
を大きくすることが有効であることが知られているが、
複雑な形状の表面状態によって発生するストレスや、上
層膜の応力によるストレスマイグレーション対策として
は、結晶粒径が小さい方が望ましい。
トレスマイグレーションの耐性を向上させるため、基板
加熱によりアルミニウムの結晶粒径を制御する方法や、
アルミニウムの単一の材料でなく、シリコン（Ｓｔ）、
銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（ＭＯ）等の
金属の合金として用いる方法がある。結晶粒径に関して
、エレクトロマイグレーション対策としては、結晶粒径
を大きくすることが有効であることが知られているが、
複雑な形状の表面状態によって発生するストレスや、上
層膜の応力によるストレスマイグレーション対策として
は、結晶粒径が小さい方が望ましい。
また、加工性の問題として、段差部でのカバレージを良
（するため、アルミニウムの積層工程で基板加熱を２０
０〜３００℃に上げる方法や、バイアス・スパッタ技術
を使ってアルミニウムを形成する方法がある。
（するため、アルミニウムの積層工程で基板加熱を２０
０〜３００℃に上げる方法や、バイアス・スパッタ技術
を使ってアルミニウムを形成する方法がある。
〈発明が解決しようとする課題〉
加工性を向上させるためには、アルミニウムの積層工程
で基板温度を上げる方法は有効であるが、高いアスペク
ト比の穴の埋込みには限界があり、高集積化に十分対応
できない。また、バイアス・スパッタ法は高いアスペク
ト比の穴を埋込む方法としては有効であるが、積層速度
が遅く、量産に不向きであること、また、信頬性につい
ても、結晶粒径が小さくなるなど、エレクトロマイグレ
ーション耐性が劣化するなどの悪影響が出る。
で基板温度を上げる方法は有効であるが、高いアスペク
ト比の穴の埋込みには限界があり、高集積化に十分対応
できない。また、バイアス・スパッタ法は高いアスペク
ト比の穴を埋込む方法としては有効であるが、積層速度
が遅く、量産に不向きであること、また、信頬性につい
ても、結晶粒径が小さくなるなど、エレクトロマイグレ
ーション耐性が劣化するなどの悪影響が出る。
そこで、本発明の目的は、半導体装置の微細加工に適し
、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレーシ
ョンの耐性に優れた信顧性の高いアルミニウム配線層の
形成方法を提供するものである。
、エレクトロマイグレーションやストレスマイグレーシ
ョンの耐性に優れた信顧性の高いアルミニウム配線層の
形成方法を提供するものである。
〈課題を解決するための手段〉
上記課題は、本発明の形成方法によって解決される。す
なわち、基板上にバイアススパッタ法を用いて、ステッ
プカバレージが良好で結晶粒径が配線幅の２より小さい
アルミニウムあるいはアルミニウム合金よりなる第１の
配線層を形成し、さらに基板温度を２００℃以上に加熱
して、第１の配線層の上に積層速度がはやく、結晶粒径
が配線幅よりも大きいアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金よりなる第２の配線層を形成する。
なわち、基板上にバイアススパッタ法を用いて、ステッ
プカバレージが良好で結晶粒径が配線幅の２より小さい
アルミニウムあるいはアルミニウム合金よりなる第１の
配線層を形成し、さらに基板温度を２００℃以上に加熱
して、第１の配線層の上に積層速度がはやく、結晶粒径
が配線幅よりも大きいアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金よりなる第２の配線層を形成する。
〈作用〉
バイアススパッタ法で積層された第１の配線層では、高
いアスペクト比の穴の埋込みが実現され、また、結晶粒
径が小さく、ストレスマイグレーションに対して耐性が
向上する。
いアスペクト比の穴の埋込みが実現され、また、結晶粒
径が小さく、ストレスマイグレーションに対して耐性が
向上する。
基板温度を２００℃以上に加熱して積層された第２の配
線層では、結晶粒径が大きく、エレクトロマイグレーシ
ョンに対して耐性が向上する。このように、形成方法の
異なるアルミニウムあるいはアルミニウム合金を積層す
ることにより、加工性に優れ、エレクトロマイグレーシ
ョンとストレスマイグレーションの両者に対して耐性が
向上した高信顧性の配線層を得ることができる。
線層では、結晶粒径が大きく、エレクトロマイグレーシ
ョンに対して耐性が向上する。このように、形成方法の
異なるアルミニウムあるいはアルミニウム合金を積層す
ることにより、加工性に優れ、エレクトロマイグレーシ
ョンとストレスマイグレーションの両者に対して耐性が
向上した高信顧性の配線層を得ることができる。
〈実施例〉
第１図に本発明の一実施例の配線構造の断面を示す。第
１図において、１はシリコン基板、２はＰＳＧ膜あるい
は５ｉｎ２膜等の絶縁膜でフォトエツチング法によりパ
ターニングされており、この絶縁膜２の上にアルミニウ
ム配線層を形成する場合について説明する。
１図において、１はシリコン基板、２はＰＳＧ膜あるい
は５ｉｎ２膜等の絶縁膜でフォトエツチング法によりパ
ターニングされており、この絶縁膜２の上にアルミニウ
ム配線層を形成する場合について説明する。
まず、第１の配線層３を積層するには、バイアススパッ
タ法によりアルミニウムと約１％のシリコンを含有する
合金材料を用いて積層する。シリコンが含有された材料
を用いるのは、シリコン基板１とアルミニウムが反応す
ることによって生じるいわゆるアルミスパイクを防ぐた
めである。第１の配線層３の積層に当たっては、バイア
ススパラ・り法を用いて行うことＧ４より、ステップカ
バーレンジが良好で、結晶粒径の小さい積層が得られ、
その粒径は１００−１０００人となる。
タ法によりアルミニウムと約１％のシリコンを含有する
合金材料を用いて積層する。シリコンが含有された材料
を用いるのは、シリコン基板１とアルミニウムが反応す
ることによって生じるいわゆるアルミスパイクを防ぐた
めである。第１の配線層３の積層に当たっては、バイア
ススパラ・り法を用いて行うことＧ４より、ステップカ
バーレンジが良好で、結晶粒径の小さい積層が得られ、
その粒径は１００−１０００人となる。
次に、基板温度を２００℃以上に加熱した状態で、アル
ミニウムにシリコンが１％程度含有し、さらに銅、チタ
ン、モリブデンの何れかの金属が１％程度微量添加した
合金をスパッタ法により積層して第２の配線層４を形成
する。この第２の配線層４の積層に当たっては、基板の
温度を２００℃以上に加熱して行うことにより、平均結
晶粒径が数μｍと配線幅よりも大きな配線層を得ること
ができる。
ミニウムにシリコンが１％程度含有し、さらに銅、チタ
ン、モリブデンの何れかの金属が１％程度微量添加した
合金をスパッタ法により積層して第２の配線層４を形成
する。この第２の配線層４の積層に当たっては、基板の
温度を２００℃以上に加熱して行うことにより、平均結
晶粒径が数μｍと配線幅よりも大きな配線層を得ること
ができる。
配線層の積層の厚さは、第１、第２の配線層３゜４を併
せて約１μｍ程度に形成される。
せて約１μｍ程度に形成される。
また、多層配線時の２層目配線の積層や３層目配線の積
層にも利用可能である。
層にも利用可能である。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明においては、バイアススパ
ッタ法により第１の配線層を形成し、その上に基板温度
を２００℃以上に加熱して第２の配線層を形成するよう
にしたので、微細加工に適し、エレクトロマイグレーシ
ョン及びストレスマイグレーションに対して強く、その
結果、信頼性の高い配線層を得ることができる。
ッタ法により第１の配線層を形成し、その上に基板温度
を２００℃以上に加熱して第２の配線層を形成するよう
にしたので、微細加工に適し、エレクトロマイグレーシ
ョン及びストレスマイグレーションに対して強く、その
結果、信頼性の高い配線層を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の断面構造を示す図、第２図
は従来例の断面構造を示す図である。 １・・・シリコン基板 ２・・・Ｓｉｎ、膜またはＰＳＧ膜等の絶縁膜３・・・
第１の配線層 ４・・・第２の配線層 ５・・・配線層 特許出願人 シャープ株式会社 代 理 人 弁理士 西１）新 築１図 第２図
は従来例の断面構造を示す図である。 １・・・シリコン基板 ２・・・Ｓｉｎ、膜またはＰＳＧ膜等の絶縁膜３・・・
第１の配線層 ４・・・第２の配線層 ５・・・配線層 特許出願人 シャープ株式会社 代 理 人 弁理士 西１）新 築１図 第２図
Claims (1)
- 基板上にバイアススパッタ法により、結晶粒径が配線幅
の１／２より小さいアルミニウムあるいはアルミニウム
合金よりなる第１の配線層を形成し、基板温度を２００
℃以上に加熱して、上記第１の配線層の上に結晶粒径が
配線幅よりも大きいアルミニウムあるいはアルミニウム
合金よりなる第２の配線層を形成することを特徴とする
配線層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12266189A JPH02301143A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 配線層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12266189A JPH02301143A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 配線層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02301143A true JPH02301143A (ja) | 1990-12-13 |
Family
ID=14841507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12266189A Pending JPH02301143A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 配線層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02301143A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008182269A (ja) * | 1995-01-03 | 2008-08-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 軟金属導体およびその形成方法 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP12266189A patent/JPH02301143A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008182269A (ja) * | 1995-01-03 | 2008-08-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 軟金属導体およびその形成方法 |
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