JPH03208336A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03208336A JPH03208336A JP270390A JP270390A JPH03208336A JP H03208336 A JPH03208336 A JP H03208336A JP 270390 A JP270390 A JP 270390A JP 270390 A JP270390 A JP 270390A JP H03208336 A JPH03208336 A JP H03208336A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- 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】
〔概要〕
１ｉｉ（Ｃｕ）合金配線と珪素（Ｓｔ）間のコンタクト
形成を含む半導体装置の製造方法に関し。
形成を含む半導体装置の製造方法に関し。
ＣｕとＳｔのバリアメタルとしてのＴｉＮ膜を、コンタ
クト孔にセルファラインで簡易に短時間に形成できる方
法を提供することを目的とし。
クト孔にセルファラインで簡易に短時間に形成できる方
法を提供することを目的とし。
珪素（Ｓｉ）基板（１）上に窒化珪素（ＳｉＮ）膜（２
）１層間絶縁膜（３）を順次被着し、該層間絶縁膜（３
）にコンタクト孔を開口し、該コンタクト孔を覆って該
基板上に配線用の銅チタン合金（Ｃｕ−Ｔｉ）膜（４）
を被着する工程と、該基板を真空中で５００°Ｃ以上の
温度で熱処理する工程とを有するように構成する。
）１層間絶縁膜（３）を順次被着し、該層間絶縁膜（３
）にコンタクト孔を開口し、該コンタクト孔を覆って該
基板上に配線用の銅チタン合金（Ｃｕ−Ｔｉ）膜（４）
を被着する工程と、該基板を真空中で５００°Ｃ以上の
温度で熱処理する工程とを有するように構成する。
（産業上の利用分野〕
本発明は銅合金配線と珪素間のコンタクト形成を含む半
導体装置の製造方法に関する。
導体装置の製造方法に関する。
［ＬＳＩの微小化にともない、アルミニウム（Ａ１）配
線の信頼性が問題になっている。最近では、その対策と
してＣｕ配線又はＣｕ合金配線が考えられている。
線の信頼性が問題になっている。最近では、その対策と
してＣｕ配線又はＣｕ合金配線が考えられている。
Ｃｕ合金配線が行われる半導体装置の製造方法に本発明
を利用することができる。
を利用することができる。
Ｃｕ配線が行われる半導体装置においては、 ＣｕとＳ
ｉは反応性が高いため、 Ｃｕ（！：Ｓｉ間には反応を
抑制するバリアメタルが必要である。
ｉは反応性が高いため、 Ｃｕ（！：Ｓｉ間には反応を
抑制するバリアメタルが必要である。
従来は、コンタクト孔内のＳｉ上にバリアメタルとして
窒化チタン（ＴｉＮ）膜を被着しておき、その上にＣｕ
膜を被着していた。
窒化チタン（ＴｉＮ）膜を被着しておき、その上にＣｕ
膜を被着していた。
この工程では、スパッタ装置に真空チャンバがＴｉＮ用
とＣｕ用と２つ必要になり、更に又、 ＴｉＮ膜の被着
には窒素による反応スパッタ法が必要である。反応スパ
ッタは通常のスパッタに比べて条件設定等が煩雑である
。
とＣｕ用と２つ必要になり、更に又、 ＴｉＮ膜の被着
には窒素による反応スパッタ法が必要である。反応スパ
ッタは通常のスパッタに比べて条件設定等が煩雑である
。
上記のように従来工程ではプロセス及びスパッタ装置が
複雑であり、プロセスは長時間を要するという欠点があ
った。
複雑であり、プロセスは長時間を要するという欠点があ
った。
本発明は、 ＣｕとＳｉのバリアメタルとしてのＴｉＮ
膜を、コンタクト孔にセルファラインで簡易に短時間に
低費用で形成できる方法を擢供することを目的とする。
膜を、コンタクト孔にセルファラインで簡易に短時間に
低費用で形成できる方法を擢供することを目的とする。
上記課題の解決は、珪素（Ｓｔ）基板（１）上に窒化珪
素（ＳｉＮ）膜（２）１層間絶縁膜（３）を順次被着し
、該層間絶縁膜（３）にコンタクト孔を開口し、該コン
タクト孔を覆って該基板上に配線用の銅チタン合金（Ｃ
ｕ−Ｔｉ）膜（４）を被着する工程と、該基板を真空中
で５００″Ｃ以上の温度で熱処理する工程とを有する半
導体装置の製造方法によって達成される。
素（ＳｉＮ）膜（２）１層間絶縁膜（３）を順次被着し
、該層間絶縁膜（３）にコンタクト孔を開口し、該コン
タクト孔を覆って該基板上に配線用の銅チタン合金（Ｃ
ｕ−Ｔｉ）膜（４）を被着する工程と、該基板を真空中
で５００″Ｃ以上の温度で熱処理する工程とを有する半
導体装置の製造方法によって達成される。
即ち７本発明の工程は例えば次のようになる。
■ Ｓｉ基板とＣｕ合金からなる配線間の層間絶縁膜を
基板側から順次ＳｉＮ膜、 ＰＳＧ（燐珪酸ガラス）膜
〔又は二酸化珪素（ＳｉＯ□）膜〕を積層した複合膜に
しておく。
基板側から順次ＳｉＮ膜、 ＰＳＧ（燐珪酸ガラス）膜
〔又は二酸化珪素（ＳｉＯ□）膜〕を積層した複合膜に
しておく。
この複合膜にコンタクト孔を形成時に、 ＳｔＮ膜は開
口しないでそのまま残しておく。
口しないでそのまま残しておく。
この状態で１通常のスパッタ装置を用いて基板上に配線
用ののＣｕ−Ｔｉ膜を被着する。
用ののＣｕ−Ｔｉ膜を被着する。
■ 次に基板を真空中で６００〜８００℃に加熱し。
ＳｉＮ膜中の窒素（Ｎ） とＴｉとを反応させてＴｉＮ
膜を形成する。
膜を形成する。
熱処理を真空中で行う理由は、 Ｃｕを酸化させないた
めと１又、不活性ガス雰囲気中例えば窒素雰囲気中では
Ｃｕ−Ｔｉ ｌ！［！線の表面にＴｉＮを形成する等の
ためである。
めと１又、不活性ガス雰囲気中例えば窒素雰囲気中では
Ｃｕ−Ｔｉ ｌ！［！線の表面にＴｉＮを形成する等の
ためである。
従来から
■ ＳｉＮとＴｉを５００°Ｃ以上に加熱するとＴｉＮ
が形成することが知られている。
が形成することが知られている。
■ Ｃｕ−Ｔｉを窒素雰囲気中で加熱すると、 Ｔｉが
表面まで拡散して９表面にＴｉＮが形成することも知ら
れている。
表面まで拡散して９表面にＴｉＮが形成することも知ら
れている。
本発明は、この２つの効果を考慮して。
Ｓｉ ／ ＳｉＮ ／ Ｃｕ−Ｔｉの積層構造を真空中
で熱処理して、 ＳｉＮを窒素供給源とし、この窒素と
Ｃｕ−Ｔｆの表面に拡散してきたＴｉと反応させて、Ｓ
ｉとＣｕとの間にＴｉＮを形成することを利用したもの
である。
で熱処理して、 ＳｉＮを窒素供給源とし、この窒素と
Ｃｕ−Ｔｆの表面に拡散してきたＴｉと反応させて、Ｓ
ｉとＣｕとの間にＴｉＮを形成することを利用したもの
である。
〔実施例］
図（ａ）、 （ｂ）は本発明の一実施例を説明する断面
図である。
図である。
図（ａ）において、 Ｓｉ基板ｌ上に化学気相成長（Ｃ
ＶＤ）法を用いて、窒素供給源兼層間絶縁膜として厚さ
５００〜１０００人のＳｉＮ膜２．及び層間絶縁膜とし
て厚さ５０００〜１００００人のＰＳＧ膜３を順次成長
する。
ＶＤ）法を用いて、窒素供給源兼層間絶縁膜として厚さ
５００〜１０００人のＳｉＮ膜２．及び層間絶縁膜とし
て厚さ５０００〜１００００人のＰＳＧ膜３を順次成長
する。
次に２通常のりソグラフィを用いて、 ＰＳＧ膜３にコ
ンタクト孔を形成する。
ンタクト孔を形成する。
例えば、レジスト膜をマスクにして弗酸でＰＳＧ膜３を
エツチングして開口し、コンタクト孔内のＳｉＮ膜２は
そのまま残す。
エツチングして開口し、コンタクト孔内のＳｉＮ膜２は
そのまま残す。
次に、スパッタ法を用いて、コンタクト孔を覆って基板
上に配線用の厚さ３０００〜５０００人のＣｕ−Ｔｉ膜
４を被着する。
上に配線用の厚さ３０００〜５０００人のＣｕ−Ｔｉ膜
４を被着する。
Ｃｕ−Ｔｉ Ｗｌ！のスパッタはＣｕ−Ｔｉ （例えば
、 Ｃｕ９０％。
、 Ｃｕ９０％。
ＴｉｌＯ％）のターゲットを用いて行う。
スパッタ条件は９例えばＤＣマグネトロンスパッタ装置
で、スパッタガスはアルゴン（Ａｒ）を用い。
で、スパッタガスはアルゴン（Ａｒ）を用い。
これを数ｍｍＴｏｒｒに減圧し、基板当たり数に−の電
力を印加する。
力を印加する。
図（ｂ）において、基板を５００°Ｃで１０分間熱処理
して、Ｓｉ基基板上Ｃｕ−Ｔｉ膜４との間にバリア層と
してＴｉＮ膜５を形成する。
して、Ｓｉ基基板上Ｃｕ−Ｔｉ膜４との間にバリア層と
してＴｉＮ膜５を形成する。
以上で、ＳｉとＣｕ（Ｃｕ−Ｔｉ） とのコンタクト
形成工程を終わる。
形成工程を終わる。
Ｃｕ合金配線のＬＳＩについて１本発明を通用した結果
、 ＣｕとＳｉの反応による劣化は全く見られなかった
。又、特性上も異常が認められなかった。
、 ＣｕとＳｉの反応による劣化は全く見られなかった
。又、特性上も異常が認められなかった。
実施例ではＳｉ基板とＣｕ合金配線間のコンタクト形成
について説明したが、Ｓｉ基板の代わりに基板上に形成
されたボ’ＪＳｉ膜等の導電性Ｓｉ膜とＣｕ合金配線間
のコンタクト形成にも本発明は適用可能である。
について説明したが、Ｓｉ基板の代わりに基板上に形成
されたボ’ＪＳｉ膜等の導電性Ｓｉ膜とＣｕ合金配線間
のコンタクト形成にも本発明は適用可能である。
図（ａ）、 （ｂ）は本発明の一実施例を説明する断面
図である。 図において。 ｌはＳｉ基板。 ２は窒素供給源兼層間絶縁膜でＳｉＮ膜。 ３は層間絶縁膜でＰＳＧ膜 ４は配線膜でＣｕ−Ｔｉ膜。 ５はバリア層でＴｉＮ膜 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、 ＣｕとＳｉのバ
リアメタルとしてのＴｉＮ膜を、コンタクト孔にセルフ
ァラインで簡易に短時間に低費用で形成できるようにな
った。 手続補正書（斌） 平成 年 月 ２、 ５． ９ （０） １、事件の表示 平成 ２年 特許願 第 ２７０３号 ２、発明の名称 半導体装置の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地（５
２２銘弥富士通株式会社 （脚 定施勿・］の明而面 関 補正の内容 （１） 明細書第８頁第２行、 ｒ［Ｕａλ（ｂχ土木
本発明・・・Ｊを「第１１Ｕａλ（ｂ）ｆよ本発明の・
・・Ｊと補正する。 （２）別紙のとおり （α〕 （し） 匈夫尋りの斯ｉ図
図である。 図において。 ｌはＳｉ基板。 ２は窒素供給源兼層間絶縁膜でＳｉＮ膜。 ３は層間絶縁膜でＰＳＧ膜 ４は配線膜でＣｕ−Ｔｉ膜。 ５はバリア層でＴｉＮ膜 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、 ＣｕとＳｉのバ
リアメタルとしてのＴｉＮ膜を、コンタクト孔にセルフ
ァラインで簡易に短時間に低費用で形成できるようにな
った。 手続補正書（斌） 平成 年 月 ２、 ５． ９ （０） １、事件の表示 平成 ２年 特許願 第 ２７０３号 ２、発明の名称 半導体装置の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地（５
２２銘弥富士通株式会社 （脚 定施勿・］の明而面 関 補正の内容 （１） 明細書第８頁第２行、 ｒ［Ｕａλ（ｂχ土木
本発明・・・Ｊを「第１１Ｕａλ（ｂ）ｆよ本発明の・
・・Ｊと補正する。 （２）別紙のとおり （α〕 （し） 匈夫尋りの斯ｉ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 珪素（Ｓｉ）基板（１）上に窒化珪素（ＳｉＮ）膜（
２）、層間絶縁膜（３）を順次被着し、該層間絶縁膜（
３）にコンタクト孔を開口し、該コンタクト孔を覆って
該基板上に配線用の銅チタン合金（Ｃｕ−Ｔｉ）膜（４
）を被着する工程と、 該基板を真空中で５００℃以上の温度で熱処理する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP270390A JPH03208336A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP270390A JPH03208336A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03208336A true JPH03208336A (ja) | 1991-09-11 |
Family
ID=11536650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP270390A Pending JPH03208336A (ja) | 1990-01-10 | 1990-01-10 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03208336A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000165002A (ja) * | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Furontekku:Kk | 電子機器用基板及びその製造方法と電子機器 |
-
1990
- 1990-01-10 JP JP270390A patent/JPH03208336A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000165002A (ja) * | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Furontekku:Kk | 電子機器用基板及びその製造方法と電子機器 |
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