JPH03255624A - 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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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〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に複数個の半
導体素子を配線する電極′配線の形成方法に関する。
導体素子を配線する電極′配線の形成方法に関する。
従来、この種の半導体装置の製造方法では、半導体素子
を配線する配線金属と半導体基板との間の相互拡散を防
止する金属層、いわゆるバリアメタル層として高融点金
属の窒化膜を反応性スパッタリング法により形成してい
た。
を配線する配線金属と半導体基板との間の相互拡散を防
止する金属層、いわゆるバリアメタル層として高融点金
属の窒化膜を反応性スパッタリング法により形成してい
た。
従来の技術の一例として、窒化チタニウム膜をバリアメ
タルとして用いた時の、基本的な部分の製造方法を第５
図を用いて説明する。
タルとして用いた時の、基本的な部分の製造方法を第５
図を用いて説明する。
まず第５図（ａ）に示すように、複数個の半導体素子が
形成されたシリコン基板１上を覆うシリコン酸化膜２を
形成したのち、所望の位置にシリコン基板１に達する開
口部１０を形成する。
形成されたシリコン基板１上を覆うシリコン酸化膜２を
形成したのち、所望の位置にシリコン基板１に達する開
口部１０を形成する。
次に第５図（ｂ）に示すように、アルゴンと窒素の混合
雰囲気中でチタニウムターゲットをスパッタリングする
反応性スパッタリング法により、窒化チタニウム１１１
３１を１１００ｎ程度の厚さに形成する。
雰囲気中でチタニウムターゲットをスパッタリングする
反応性スパッタリング法により、窒化チタニウム１１１
３１を１１００ｎ程度の厚さに形成する。
さらに第５図（Ｃ）に示すように、アルミニウム膜４を
スパッタリング法により１．０μｍ程度の厚さに形成し
、パターニングして電極配線を形成する。
スパッタリング法により１．０μｍ程度の厚さに形成し
、パターニングして電極配線を形成する。
上述した従来の半導体装置の方法では第５図（ｂ）に示
すように、反応性スパッタリング法で形成した高融点金
属の窒化膜、すなわち窒化チタニウム膜３１は、シリコ
ン酸化膜２の開口部１０が微細化されてくると、開口部
内１０に入りこむのが困難となり、バリアメタルとして
の役割をはたさなくなる。さらに開口部１０に若干入り
こんだとしてもオーバハング形状となっており、その後
形成するアルミニウム膜４等がさらに入りにくくなり、
開口部１０での断線等が起こりやすいという欠点を有し
ている。
すように、反応性スパッタリング法で形成した高融点金
属の窒化膜、すなわち窒化チタニウム膜３１は、シリコ
ン酸化膜２の開口部１０が微細化されてくると、開口部
内１０に入りこむのが困難となり、バリアメタルとして
の役割をはたさなくなる。さらに開口部１０に若干入り
こんだとしてもオーバハング形状となっており、その後
形成するアルミニウム膜４等がさらに入りにくくなり、
開口部１０での断線等が起こりやすいという欠点を有し
ている。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成
した絶縁膜に開口部を形成し、次で全面にバリア膜と配
線用の金属膜とを順次形成する半導体装置の製造方法に
おいて、前記バリア膜として高融点金属の窒化膜をＥＣ
Ｒプラズマ法により形成するものである。
した絶縁膜に開口部を形成し、次で全面にバリア膜と配
線用の金属膜とを順次形成する半導体装置の製造方法に
おいて、前記バリア膜として高融点金属の窒化膜をＥＣ
Ｒプラズマ法により形成するものである。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を説明するための半導体
チップの断面図であり、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法を用い
た窒化タングステンをシリコンとアルミニウム膜の間の
バリアメタルとして用いた場合を示す。
チップの断面図であり、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法を用い
た窒化タングステンをシリコンとアルミニウム膜の間の
バリアメタルとして用いた場合を示す。
まず第１図（ａ）に示すように、複数個の半導体素子が
形成されたシリコン基板１上にシリコン酸化膜２を形成
したのち、このシリコン酸化１１１２の所望の位置に、
シリコン基板１に達する開口部１０を形成する。
形成されたシリコン基板１上にシリコン酸化膜２を形成
したのち、このシリコン酸化１１１２の所望の位置に、
シリコン基板１に達する開口部１０を形成する。
次に第１図（ｂ）に示すように、第２図に示すように構
成されたＥＣＲプラズマＣＶＤを用い、第１のガス導入
管２２から窒素と水素を、第２のガス導入管２３から６
弗化タングステンガスを導入し、０．１〜１００ｍＴｏ
ｒ ｒ程度の圧力にて、全面に窒化タングステン膜３
を１０〜３００ｎｍの厚さに形成する。
成されたＥＣＲプラズマＣＶＤを用い、第１のガス導入
管２２から窒素と水素を、第２のガス導入管２３から６
弗化タングステンガスを導入し、０．１〜１００ｍＴｏ
ｒ ｒ程度の圧力にて、全面に窒化タングステン膜３
を１０〜３００ｎｍの厚さに形成する。
次に第１図（Ｃ）に示すように、スパッタリング法によ
り全面にアルミニウム膜４を０．３〜２．０μｍの厚さ
に形成する。
り全面にアルミニウム膜４を０．３〜２．０μｍの厚さ
に形成する。
次に第１図（ｄ）に示すように、通常のりソグラフィ技
術とドライエツチング技術を用い、アルミニウム膜４と
窒化タングステン膜３を所望の形状に加工して、アルミ
ニウムからなる電極配線を形成する。
術とドライエツチング技術を用い、アルミニウム膜４と
窒化タングステン膜３を所望の形状に加工して、アルミ
ニウムからなる電極配線を形成する。
このように第１の実施例によれば、バリアメタルとして
の窒化タングステン１ｇ！３をＥＣＲプラズマＣＶＤ法
により形成するため、開口部１０の径が１μｍ以下の場
合であっても、段差被覆性よく開口部１０の底面に十分
な厚さの窒化タングステン膜３を形成できる。
の窒化タングステン１ｇ！３をＥＣＲプラズマＣＶＤ法
により形成するため、開口部１０の径が１μｍ以下の場
合であっても、段差被覆性よく開口部１０の底面に十分
な厚さの窒化タングステン膜３を形成できる。
第３図は本発明の第２の実施例を説明するための半導体
チップの断面図である。この第２の実施例では、シリコ
ンとタングステン膜の間のバリアメタルとしてＥＣＲス
パッタリング法により形成した窒化チタニウム膜を用い
た場合である。
チップの断面図である。この第２の実施例では、シリコ
ンとタングステン膜の間のバリアメタルとしてＥＣＲス
パッタリング法により形成した窒化チタニウム膜を用い
た場合である。
まず第３図（ａ）に示すように、第１の実施例と同様に
、半導体素子が形成されたシリコン基板１上を覆うシリ
コン酸化膜２の所望の位置に、シリコン基板１に達する
開口部１０を形成する。
、半導体素子が形成されたシリコン基板１上を覆うシリ
コン酸化膜２の所望の位置に、シリコン基板１に達する
開口部１０を形成する。
次に第３図（ｂ）に示すように、第４図に示すＥＣＲス
パッタリング装置を用い、ガス導入管２２Ａからアルゴ
ンと窒素を導入し、数ｍＴｏｒｒの圧力にてチタニウム
ターゲットをスパッタリングし、シリコン基板１上に窒
化チタニウム膜３１を１０〜３００ｍｎの厚さに形成す
る。
パッタリング装置を用い、ガス導入管２２Ａからアルゴ
ンと窒素を導入し、数ｍＴｏｒｒの圧力にてチタニウム
ターゲットをスパッタリングし、シリコン基板１上に窒
化チタニウム膜３１を１０〜３００ｍｎの厚さに形成す
る。
次に第３図（ｃ）に示すように、スパッタリング法によ
りタングステン膜３２を０．２〜１０μｍの厚さに形成
する。
りタングステン膜３２を０．２〜１０μｍの厚さに形成
する。
次に第３図（ｄ）に示すように、通常のりソグラフィ技
術とドライエツチング技術を用い、タングステン膜３２
と窒化チタニウムｗＡ３１を所望の形状に加工して、第
１の電極配線であるタングステン配線を形成する。
術とドライエツチング技術を用い、タングステン膜３２
と窒化チタニウムｗＡ３１を所望の形状に加工して、第
１の電極配線であるタングステン配線を形成する。
この第２の実施例においても、窒化チタニウム膜３１は
、ＥＣＲスパッタリング法により形成されるため、第１
の実施例と同様に、開口部１０内に十分な厚さで形成さ
れる。
、ＥＣＲスパッタリング法により形成されるため、第１
の実施例と同様に、開口部１０内に十分な厚さで形成さ
れる。
以上説明したように本発明は、半導体素子間をつなぐ電
極配線金属膜の下層のバリア膜として高融点金属の窒化
膜をＥＣＲプラズマ法を用いて形成することにより、半
導体素子に達する開口部の径が１μｍ以下の微細な場合
にも開口部の底に十分な厚さのバリア膜が形成でき、半
導体基板と電極配線膜との反応を完全におさえることが
できるという効果がある。
極配線金属膜の下層のバリア膜として高融点金属の窒化
膜をＥＣＲプラズマ法を用いて形成することにより、半
導体素子に達する開口部の径が１μｍ以下の微細な場合
にも開口部の底に十分な厚さのバリア膜が形成でき、半
導体基板と電極配線膜との反応を完全におさえることが
できるという効果がある。
さらに、開口部の側面にはほとんど高融点金属の窒化膜
は形成されないため、開口部の径は変化しない。従って
、開口部内にも容易に配線材を形成することが出来るた
め、断線の発生を抑制できるという効果もある。
は形成されないため、開口部の径は変化しない。従って
、開口部内にも容易に配線材を形成することが出来るた
め、断線の発生を抑制できるという効果もある。
第４図はＥＣＲスパッタリング装置の構成図、第５図は
従来例を説明するための半導体チップの断面図である。
従来例を説明するための半導体チップの断面図である。
１・・・シリコン基板、２・・・シリコン酸化膜、３・
・窒化タングステン膜、４・・・アルミニウム膜、１０
・・・開口部、３１・・・窒化チタニウム、３２・・・
タングステン、２１・・・導波管、２２．２２Ａ・・・
第１のガス導入管、２３・・・第２のガス導入管、２４
・・、磁気コイル、２５・・・プラズマ室、２６・・・
試料室、２７・・・基板、２８・・・試料台、２９・・
・プラズマ流、４１・・・チタニウムターゲット、５０
・・・スパッタ電源。
・窒化タングステン膜、４・・・アルミニウム膜、１０
・・・開口部、３１・・・窒化チタニウム、３２・・・
タングステン、２１・・・導波管、２２．２２Ａ・・・
第１のガス導入管、２３・・・第２のガス導入管、２４
・・、磁気コイル、２５・・・プラズマ室、２６・・・
試料室、２７・・・基板、２８・・・試料台、２９・・
・プラズマ流、４１・・・チタニウムターゲット、５０
・・・スパッタ電源。
Claims (1)
- 半導体基板上に形成した絶縁膜に開口部を形成し、次
で全面にバリア膜と配線用の金属膜とを順次形成する半
導体装置の製造方法において、前記バリア膜として高融
点金属の窒化膜をＥＣＲプラズマ法により形成すること
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 |
|---|---|---|---|
| JP2054092A JP2803297B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2054092A JP2803297B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03255624A true JPH03255624A (ja) | 1991-11-14 |
| JP2803297B2 JP2803297B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=12960982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2054092A Expired - Lifetime JP2803297B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803297B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1024210A1 (en) * | 1999-01-22 | 2000-08-02 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for producing tungsten nitride film |
| US20160035569A1 (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | Lam Research Corporation | Physical vapor deposition of low-stress nitrogen-doped tungsten films |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6250468A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Hitachi Ltd | 薄膜のプラズマ気相成長方法 |
| JPS6295823A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体集積回路の製造方法 |
| JPS645015A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-10 | Sharp Kk | Manufacture of integrated circuit element |
| JPH01181441A (ja) * | 1988-01-11 | 1989-07-19 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0293072A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-04-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 膜形成方法 |
-
1990
- 1990-03-05 JP JP2054092A patent/JP2803297B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
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| KR100630647B1 (ko) * | 1999-01-22 | 2006-10-02 | 가부시키가이샤 아루박 | 박막형성장치, 및 질화텅스텐 박막 제조방법 |
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| TWI703227B (zh) * | 2014-07-29 | 2020-09-01 | 美商蘭姆研究公司 | 低應力氮摻雜鎢膜之物理氣相沉積 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2803297B2 (ja) | 1998-09-24 |
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