JPH03120821A - 集積回路デバイスの製造方法 - Google Patents
集積回路デバイスの製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
法に関する。
スの製造は、イオン注入、ウェーハ基板上への誘電層や
導体層の堆積、及びホトリソグラフによるパターン形成
やエツチングなどの多くのプロセスステップを含んでい
る。特に誘電層上への導体層の堆積に関しては、導体層
は、例えば(物理的)スパッタリング、蒸着、または化
学蒸気堆積(CVD)などによって形成される。現在優
れている方法はアルミニウムのスパッタリング、および
タングステンの蒸気堆積である。
電層の不満足な接着であり、その解決のために、金属堆
積前に補助的な強接着性の“接着”層を形成することが
望ましい。そのような接着層は、通常ウェーハを保持具
で保持した状態でつ工−ハ面ヘスバッタリングして堆積
されるが、つ工−ハの背面や端部及び保持具を当てられ
たウェーハの小領域(保持具跡)はほぼ被覆されない誘
電層として残る。その結果、次に堆積された金属化材料
は、後工程の途中でその被覆されていない領域から剥が
れ落ちる傾向にあり、それが製造装置を汚損したり、正
しいプロセスを妨害することになる。
ぐための必要から生まれたものである。
面層で覆われているウェーハ基板上に形成される。金属
堆積前のプロセスは、好ましくは半導体デバイス構造を
含む領域上に保護層を形成する工程と、ウェーハの非保
護領域から誘電材料を除去するためにエツチングする工
程と、保護層を取除く工程と、接着層を形成する工程を
含んでいる。
ー八からなる基板10を示す。基板10は通常その1つ
の表面に、“チップ“領域に設けられ、後の工程で物理
的に分離される半導体デバイス構造を有している。半導
体デバイス構造は、その領域に接してドープされたシリ
コンの領域と、酸化金属半導体(MOS)ゲート構造を
有している。この他の代表的な構造では、金属半導体電
界効果トランジスタ(MESFET)、及びバイポーラ
接合トランジスタを含んでいる。
)、ホウ珪酸ガラス、リン珪酸ガラス、またはホウ・リ
ン珪酸ガラスなどの誘電材料からなる層11で覆われて
いる。酸化シリコンは、例えばシランまたはテトラエチ
ル正珪酸(TEOS)などの試薬を用いた堆積によって
形成されており、TEOSは、BTEO3,PTEO5
及びBPTEO5として通常知られている堆積形成用の
トリメチル・ホウ酸(TMB)やトリメチル−リン酸(
TMP)との組合わせ使用に適している。また酸化シリ
コンの先駆物質は、ジアセトキシル・ジアセトキシル・
シラン(DADBS) 、ジアセトキシル・ジイソプロ
ポキシル争シラン(DAD IS)、及び3ブトキシル
・エツジキル・シラン(TBES)である。誘電層11
は、酸化シリコンをベースにした材料以外に、例えば窒
化シリコンからなる材料であってもよい。誘電層がデバ
イス領域を覆っている箇所には、通常、開口部即ち窓が
電気的接続のために設けられる。
ス側に形成された保護層12を示しており、通常この保
護層12は重合体材料からなっている。この材料は金属
化層のホトリソグラフによりパターンを作るのに普通用
いられるレジスト材料である。保護層材料は回転させら
れ、(例えばスパッタ堆積装置で用いられる保持具が使
えるように、)周辺領域111の部分が拭いとられる。
る。)周辺領域111は円環状の領域をなし、その幅X
は保持具の使用に適するように選ばれる。
をエツチングで除去された後の第2図にに示す構造体を
示しており、その工1.チングはつ工−ハの裏側や端部
の処理を容易にするために湿式エツチングが選ばれる。
しては、(希釈)フッ化水素酸と緩衝処理されたフッ化
水素酸が用いられ、窒化シリコンに対しては高温リン酸
が用いられる。
積される金属を強力に接着させる目的で接着層13が堆
積された第3図の後の状態を示している。例えば、酸化
シリコンをベースとした誘電体への金属化材料としてタ
ングステンまたは銅が用いられる場合には、層13は、
チタン、窒化チタン、チタン・タングステン、チタン・
アルミニウム、チタンφバナジウム、チタン・イットリ
ウム、または多結晶シリコンを含んでいる。この接着層
の堆積プロセスは、通常スパッタリングによって行われ
、その際ウェーハは第3図の領域111部か掴まれスパ
ッタリング堆積装置の中に保持される。その結果、保持
具跡61が第6図に示すようにウェーハの端部に現れる
。(第4図は第6図のA−A′断面を示す。) 第5図は、第4図の状態に、例えば化学蒸気堆積によっ
て金属層14が堆積した後の状態を示している。層14
の材料は、例えばタングステン、銅、またはアルミニウ
ムからなるが、合金であっても差支えない。本発明で選
ばれたプロセスによって、層14は接着層13とシリコ
ン基板10の上に形成されるので、金属と誘電体が直接
接触する望ましくない状態を避けることができる。
ト層の堆積とそれの写真露出、パターン形成のレジスト
層現像、およびエツチングによる金属層中の現像パター
ンの除去などが行われるが、これらは当技術分野で周知
のことである。これらの代わりに、窓の中に電気接続用
“プラグを作るために金属が堆積される場合には、パタ
ーン形成なしにエツチングが行われる。これはN、S、
Tsai他著の“タングステン層とそのVLS I間接
続への応用” (Layer Tungsten a
nd Its Applications 「or V
LSI Interconnectfons ) 、I
EDM Technicat Dtgest、198g
、pp、462−465に開示されティる。
っても形成することができる。これは例えば、E、に、
Broadbent著“低圧力CVDによる選択的タン
グステン処理” (Selective Tungs
ten Pr。
D ) 、5olid StateTechnolog
y、Decenlbcr 1985.pp、51−59
.に述べられている。
考えられたプロセス、例えば金属堆積前に層11全体(
ウェーハの前面、背面および端面)こ接着層をスパッタ
堆積するプロセスと比較してみることができる。そのよ
うなスパッタ堆積に関しては、接着層を全面に堆積させ
るために、背面の露出のためにウェーハを裏返す必要性
や、つ工−ハ端部を覆う困難性、および保持具跡を覆う
ためウェーハを回転させて接着層堆積プロセスを繰り返
す必要性などの問題が生じる。それに比べて、本発明の
プロセスにおいて、そのような困難性の問題のないこと
は明らかである。
各段階における集積回路ウェーハ構造を示す概略断面図
、 第6図は、保持具跡を有する集積回路ウエーノ\の概略
図である。 出 願 人:アメリカン テレフォン アンドFIG、
1 FIG、 6
Claims (9)
- (1)半導体デバイス面を含む基板(10)上の誘電層
(11)の上に金属層(14)を形成する集積回路デバ
イスの製造方法において、 前記半導体デバイス面上の前記誘電層(11)上の一部
に保護層(12)を形成し、それにより半導体デバイス
面を含む第1領域が保護され、前記第1領域は前記半導
体デバイス面の周辺領域を含まない構成物を形成する工
程と、 この構成物を腐食液に露出し、それにより前記第1領域
の付加部分を形成する第2領域の誘電層を除去する工程
と、 前記保護層(12)を除去する工程と、 少なくとも前記誘電層の上に接着層(13)を形成する
工程と、 少なくとも前記接着層の上に金属層(14)を形成する
工程と、 を有することを特徴とする集積回路デバイスの製造方法
。 - (2)前記周辺領域は円環状であることを特徴とする請
求項1記載の方法。 - (3)前記腐食液は湿式腐食液であることを特徴とする
請求項1記載の方法。 - (4)前記金属はタングステンを含むことを特徴とする
請求項1記載の方法。 - (5)前記金属は銅を含むことを特徴とする請求項1記
載の方法。 - (6)前記金属はアルミニウムを含むことを特徴とする
請求項1記載の方法。 - (7)前記誘電体は酸化シリコンを含むことを特徴とす
る請求項1記載の方法。 - (8)前記誘電体はホウ素を含むことを特徴とする請求
項7記載の方法。 - (9)前記金属はタングステンと銅からなるグループか
ら選ばれ、前記誘電体は酸化シリコンを含み、さらに前
記接着層はチタン、窒化チタン、チタン・タングステン
、チタン・アルミニウム、チタン・バナジウム、チタン
・イットリウム、及び多結晶シリコンからなるグループ
から選ばれることを特徴とする請求項1記載の方法。
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