JPH03156928A - 半導体装置及びその製造方法 - 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、特に絶縁基板上への
配線金属層の形成方法に関する。

３、発明の詳細な説明 〔従来の技術〕 半導体素子を実装するための絶縁基板上に配線層を形成
する際に、絶縁基板の表面をメタライゼーションする。

この時形成されるメタライゼーション膜と絶縁基板との
付着力が、その後形成される金属配線層に大きな影響を
与える。そのために種々の工夫がなされている。

その−例を第４図に従来例として示す。

以下第４図を用いて、従来の、絶縁基板上への配線金属
層の形成方法を説明する。

■ＡＩＮから成る絶縁基板２１上へスパッタ法によりＴ
ｉを堆積させて、厚さ０．２〜０．３μｍの下地金属層
２２を形成する。

■下地金属層２２上に、真空蒸着法やスパッタ法により
所定の厚さにＣｕを堆積させて配線金属層２３を形成す
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

第４図に示した。ＡＩＮから成る絶縁基板２１の表面に
形成されたＴｉから成る下地金属層２２を介してＣｕか
ら成る配線金属層２３を形成した構造は。

ＴｉとＡＩＮとの付着力が強いので、良好な配線層を形
成することができるものとして、よく用いられていた。

しかし、ＶＬＳＩの高密度化が進みＵＬＳ　Ｉと呼ばれ
るようになるのに伴って、配線パターンも微細化し、配
線幅が狭くなってきた。その結果。

従来の方法で形成した配線金属層をパターニングして形
成した配線には、配線剥がれが生じる。という問題があ
った。

本発明は、この問題点を解決して、微細な線幅の配線パ
ターンを形成しても配線剥がれが生じないようにした半
導体装置の製造方法、特に絶縁基板上への配線金属層の
形成方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために５本発明に係る半導体装置
の製造方法は、絶縁基板上への配線金属層の形成方法に
おいて、絶縁基板上に、該絶縁基板を構成する材料物質
と密着性が良好な金属、および該金属と、絶縁基板を構
成する材料物質と物質構造が近接した化合物を形成する
物質を供給して前記金属と前記化合物とから成る組成物
を、前記金属の組成比が徐々に大きくなる傾斜組成を持
つように、前記物質の供給量を徐々に減少さ−Ｕて堆積
させた下地層を形成する工程と、該下地層上に配線金属
層を堆積させる工程とを含むように構成する。

第１図は１本発明の基本構成を示す図である。

同図において、１は絶縁基板、２は下地層、３は配線金
属層である。

〔作　用〕

従来例における絶縁基板材料のＡＩＮと下地金属層を構
成するＴｉとの付着力は、　Ｔｉ−ＡＩＮ界面に生じる
電気二重層による静電気力やファン・デル・ワールス力
などに起因するものである。と考えられる。電気二重層
による静電気力やファン・デル・ワールスカは、　Ｔｉ
−Ａｌ　Ｎの接合面積が小さくなるとそれに比例して小
さくなる。従って、配線幅が極細になると配線剥がれが
生じるのは、従来技術の限界を示すものである。

本発明は、この従来技術の限界を克服するために成され
たものである。

以下、第１図を用いて２本発明の詳細な説明する。

本発明では、絶縁基板１上に下゛地層２を形成しその上
に配線層、属層３を形成している。この構造は、−見従
来例と同じように見える。しかし、従来例では、下地層
を単一の金属で形成していたのに対して２本発明の下地
層２は１次の構造を持っている。

■絶縁基板１表面には、該絶縁基板１を構成する材料物
質と物質構造が近接した化合物が形成されている。

■配線金属層３が堆積される表面は、絶縁基板ｌを構成
する材料物質と密着性が良好な金属で形成されている。

■■および■の中間領域は、絶縁基板１を構成する材料
物質と物質構造が近接した化合物と、絶縁基板１を構成
する材料物質と密着性が良好な金属との組成物からなり
、前記金属の組成比が徐々に大きくなる傾斜組成を持つ
。

このような構造を持つ本発明の下地層２は３次の作用を
成す。

（ａ）絶縁基板１表面に該絶縁基板１を構成する材料物
質と物質構造が近接した化合物が形成されているので、
下地層２と絶縁基板１との付着力が格段に大きくなる。

（ｂ）下地層２表面は絶縁基板１を構成する材料物質と
密着性が良好な金属で形成されているので。

その上に堆積する配線金属層３との密着性が良好となる
。

上述したように２本発明の下地層２は、絶縁基板１と接
する面と配線金属層３と接する面とで。

その性状が異なる。本発明は、このような構造を持つ下
地層２の形成方法をも提供する。次に、その方法を説明
する。

■絶縁基板１上に、絶縁基板ｌを構成する材料物質と密
着性が良好な金属（Ｘ）、および金属（Ｘ）と、絶縁基
板１を構成する材料物質と物質構造が近接した化合物（
ｘｙ）を形成する物質（Ｙ）を供給する。この結果、絶
縁基板１表面ば、化合物（ＸＹ）が大きな組成比を持つ
、化合物（ｘｙ）と金属（Ｘ）との組成物が形成される
。

■物質（Ｙ）の供給量を徐々に減少させ、金属（Ｘ）の
組成比を大きくしてゆく。

■物質（Ｙ）の供給を停止して金属（Ｘ）のみを堆積さ
せる。

このようにして１本発明の下地層２が形成される。

〔実　施　例〕

第２図は２本発明の一実施例を示す図である。

同図において、１１は絶縁基板、１２は下地層。

１３は配線金属層である。

本実施例は、絶縁基板１１としてＡＩＮ、下地層１２と
してＴｉＮとＴｉとの組成物を用い、配線金属層１３を
Ｃｕで形成した例である。

以下、第２図を用いて９本実施例を説明する。

ＡＩＮから成る絶縁基板１１表面へのＴｉのスパッタ蒸
着中に活性ガスとしてＮ２を導入し９反応性スパッタに
よりＴｉとＴｉＮとから成る組成物を堆積させる。この
とき、Ｔｉの組成比が徐々に大きくなる傾斜組成を持つ
ように、　Ｎ２ガスの供給量を徐りに減少させ、所定の
時間が経過した後Ｎ２ガスの供給を停止し、　Ｔｉのみ
を堆積させて下地層１２を形成する。

図の左側に、　ＴｉとＴｉＮとの組成物から成る下地層
１２中のＴｉの組成比の変化の様子を示す。

第３図に９反応性スパッタ法による下地層形成の例を示
す。この例により得られた下地層１２の厚さは約０．３
μｍであった。

続いて、下地層１２上にＣｕを２μｍ堆積させて配線金
属層１３を形成する。

以上のようにして形成した配線層を数１０ミクロンの線
幅にバターニングして微細配線を形成したところ、従来
のものに比して、配線剥がれが著しく減少した。

本発明は１以上述べた実施例に限らず、　ＡｌｚＯ＋か
ら成る絶縁基板上への配線金属層の形成に適用すること
ができる。この場合１反応性スパッタの活性ガスとして
０□を用いる。

また１本実施例では下地層を形成する際にＴｉを用いた
が、絶縁基板を構成する材料物質と密着性が良好な金属
であればよく、＾１やＣｒなどを用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、絶縁基板上へ、微細な線幅の配線パタ
ーンを形成しても配線剥がれが生じない配線金属層を形
成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の基本構成を示す図。 第２図は本発明の一実施例を示す図。 第３図は反応性スパッタ法による下地層形成の例を示す
図。 第４図は従来例を示す図 である。 第１図において １：絶縁基板 ２：下地層 ３；配線金属層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 絶縁基板上への配線金属層の形成方法において、絶縁基
   板上に、該絶縁基板を構成する材料物質と密着性が良好
   な金属、および該金属と、絶縁基板を構成する材料物質
   と物質構造が近接した化合物を形成する物質を供給して
   前記金属と前記化合物とから成る組成物を、前記金属の
   組成比が徐々に大きくなる傾斜組成を持つように、前記
   物質の供給量を徐々に減少させて堆積させた下地層を形
   成する工程と、 該下地層上に配線金属層を堆積させる工程 とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。