JPH0340433A - 半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法および半導体装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
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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、半導体装置の配線の形成方法および配線構造
に関し、特に第一の配線と第二の配線の接続部の形成方
法および構造に関する。
に関し、特に第一の配線と第二の配線の接続部の形成方
法および構造に関する。
［従来の技術］
従来の半導体装置の製造方法における第一の配線と第二
の配線の接続部の形成方法、および半導体装置の第一の
配線と第二の配線の接続部の構造としては、第一の金属
配線形成後、該配線上に絶縁膜を形成し、第一の配線上
の絶縁膜の一部に開孔部を形成した後第二の配線金属を
スパッタリング技術により形成する方法が用いられてい
た。この場合第一の配線と第二の配線の電気的導通をと
るために絶縁膜の一部に形成した開孔部（以下、コンタ
クトホールと称す）での第二の配線の付き回りを改善し
配ｍ、ｇｕ厚が薄くなることを防ぐためスパッタリング
するとき半導体基板を加熱する方法を用いたり、絶縁膜
の開孔部の側面に傾斜をつけて第二の配線金属の付き回
りを改善する構造を有していた。
の配線の接続部の形成方法、および半導体装置の第一の
配線と第二の配線の接続部の構造としては、第一の金属
配線形成後、該配線上に絶縁膜を形成し、第一の配線上
の絶縁膜の一部に開孔部を形成した後第二の配線金属を
スパッタリング技術により形成する方法が用いられてい
た。この場合第一の配線と第二の配線の電気的導通をと
るために絶縁膜の一部に形成した開孔部（以下、コンタ
クトホールと称す）での第二の配線の付き回りを改善し
配ｍ、ｇｕ厚が薄くなることを防ぐためスパッタリング
するとき半導体基板を加熱する方法を用いたり、絶縁膜
の開孔部の側面に傾斜をつけて第二の配線金属の付き回
りを改善する構造を有していた。
［発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前述の従来技術では、コンタクトホール
の開孔部の大きさが小さくなるに従い半導体基板の加熱
によっても第二の配線金属の膜厚がコンタクトホール部
分に於て薄くなることを防ぐことが難しくなり、極端な
場合第二の金属配線の断線や第一の配線との電気的導通
がとれないという問題が発生した。またコンタクトホー
ルの絶縁膜の側面に傾斜をつける構造により第二の配線
金属のつき回りは改善でき。配線の断線等の問題は回避
できるが、第二の配線と第一の配線との電気的導通をと
る接触面積を一定にした場合コンタクトホールの開孔部
の上端の大きさがコンタクトホールの側面の傾斜した分
だけ大きくなり半導体装置の微細化ができない問題を有
していた。
の開孔部の大きさが小さくなるに従い半導体基板の加熱
によっても第二の配線金属の膜厚がコンタクトホール部
分に於て薄くなることを防ぐことが難しくなり、極端な
場合第二の金属配線の断線や第一の配線との電気的導通
がとれないという問題が発生した。またコンタクトホー
ルの絶縁膜の側面に傾斜をつける構造により第二の配線
金属のつき回りは改善でき。配線の断線等の問題は回避
できるが、第二の配線と第一の配線との電気的導通をと
る接触面積を一定にした場合コンタクトホールの開孔部
の上端の大きさがコンタクトホールの側面の傾斜した分
だけ大きくなり半導体装置の微細化ができない問題を有
していた。
そこで、本発明はこのような課題を解決しようとするも
ので、その目的とするところは、微細なコンタクトホー
ルに於いても第二の配線金属の膜厚が薄くならない半導
体装置の製造方法および半導体装置の構造を提供すると
ころにある。
ので、その目的とするところは、微細なコンタクトホー
ルに於いても第二の配線金属の膜厚が薄くならない半導
体装置の製造方法および半導体装置の構造を提供すると
ころにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体装置における
配線を形成する工程において、第一の金属配線を形成す
る工程と、該第一の配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第一の配線上の該絶縁膜の一部に開孔部を形成する
工程と、前記絶縁膜上および絶縁膜の開孔部上にチタン
金属を形成する工程と、該チタン金属を窒素雰囲気中の
熱処理により変成する工程と、該チタン金属およびチタ
ン化合物上に第二の金属配線を形成する工程からなるこ
とを特徴とし、また上記の製造工程により形成された構
造として、本発明の半導体装置は、第一の金属配線、第
二の金属配線および再配線層間に形成した絶縁膜からな
る配線構造を有する半導体装置において、第二の配線金
属の下の絶縁膜上および絶縁膜の開孔部の側面にはチタ
ン窒化物、絶縁膜の開孔部における第一の金属配線との
境には第一の配線の金属とチタンとの合金を有する構造
を特徴とする。
配線を形成する工程において、第一の金属配線を形成す
る工程と、該第一の配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第一の配線上の該絶縁膜の一部に開孔部を形成する
工程と、前記絶縁膜上および絶縁膜の開孔部上にチタン
金属を形成する工程と、該チタン金属を窒素雰囲気中の
熱処理により変成する工程と、該チタン金属およびチタ
ン化合物上に第二の金属配線を形成する工程からなるこ
とを特徴とし、また上記の製造工程により形成された構
造として、本発明の半導体装置は、第一の金属配線、第
二の金属配線および再配線層間に形成した絶縁膜からな
る配線構造を有する半導体装置において、第二の配線金
属の下の絶縁膜上および絶縁膜の開孔部の側面にはチタ
ン窒化物、絶縁膜の開孔部における第一の金属配線との
境には第一の配線の金属とチタンとの合金を有する構造
を特徴とする。
［実施例］
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例であり、本発明
の半導体装置の製造方法を工程を追って示した図である
。以下この図にしたがって本発明を実施例として説明す
る。
の半導体装置の製造方法を工程を追って示した図である
。以下この図にしたがって本発明を実施例として説明す
る。
第１図（ａ）に示すように半導体装置上の第一の絶縁ｌ
ｌ１１の上に第一の金属配線２を形成する。
ｌ１１の上に第一の金属配線２を形成する。
′本実施例としてはこの金属配線にはモリブデンとシリ
コンの化合物よりなる金属膜を用いるが、この他に銅、
パラジウム、チタン、タングステン、プラチナなどの高
融点金属、高融点金属とシリコンの化合物でもよい。次
に第１図（ｂ）の様にこの半導体基板上の第一の絶縁膜
１および第一の金属配線２上に配線層を分離するための
第二の絶縁膜３を形威し、第一の配線上の絶縁膜の一部
にコンタクトホール４を形成する。さらに第二の絶縁ｇ
！３およびコンタクトホール４上の全面にチタン金属膜
５を形成する。この半導体基板表面を窒素雰囲気中で熱
処理する事により、第１図（ｃ）に示すようにチタン金
属を反応させ、第二の絶縁膜上およびコンタクトホール
の側壁のチタン金属は窒素と反応してチタン窒化物６と
なる。また同時にコンタクトホールの底面のチタン金属
５は、窒化するより速く第一の配線の金属と反応するた
め、チタンと第一の配線金属との合金７となる。本実施
例では第１の配線金属にモリブデンとシリコンの化合物
よりなる材料を使用しているためチタン金属にモリブデ
ンが反応してゆきコンタクトホール底面にモリブデンと
チタンの合金層を形成する。
コンの化合物よりなる金属膜を用いるが、この他に銅、
パラジウム、チタン、タングステン、プラチナなどの高
融点金属、高融点金属とシリコンの化合物でもよい。次
に第１図（ｂ）の様にこの半導体基板上の第一の絶縁膜
１および第一の金属配線２上に配線層を分離するための
第二の絶縁膜３を形威し、第一の配線上の絶縁膜の一部
にコンタクトホール４を形成する。さらに第二の絶縁ｇ
！３およびコンタクトホール４上の全面にチタン金属膜
５を形成する。この半導体基板表面を窒素雰囲気中で熱
処理する事により、第１図（ｃ）に示すようにチタン金
属を反応させ、第二の絶縁膜上およびコンタクトホール
の側壁のチタン金属は窒素と反応してチタン窒化物６と
なる。また同時にコンタクトホールの底面のチタン金属
５は、窒化するより速く第一の配線の金属と反応するた
め、チタンと第一の配線金属との合金７となる。本実施
例では第１の配線金属にモリブデンとシリコンの化合物
よりなる材料を使用しているためチタン金属にモリブデ
ンが反応してゆきコンタクトホール底面にモリブデンと
チタンの合金層を形成する。
加熱処理としてはハロゲンランプの熱輻射による短時間
の処理のでもよいが、ほかに第１の配線金属に高融点金
属を使用する場合は熱処理の時間をのばすか、拡散炉を
用いた熱処理を行えばよい。
の処理のでもよいが、ほかに第１の配線金属に高融点金
属を使用する場合は熱処理の時間をのばすか、拡散炉を
用いた熱処理を行えばよい。
この後第１図（ｄ）で示すように第二の配線金属層８を
スパッタリング技術により形成する。第二の配線金属と
して本実施例ではアルミニウムを主成分とする金属を使
用することにする。第二の配線金属は、チタン窒化物の
表面に形成されるため絶縁膜表面に直接形成する場合に
比べ、付き回りがよく段差部に於いても金属膜厚が薄く
なることがない。また半導体基板を加熱しながら第二の
配線金属をスパッタリングすると金属がチタン窒化物の
表面を移動しながら金属膜に形成されるのでコンタクト
ホールの穴の中に溜るように配線金属が形成され配線と
してコンタクトホール部分で膜厚が薄くなることがほと
んどなく、第二の配線金属のつき回りが悪いことによる
第１の配線との電気的導通不良も防ぐことができる。、
この配線金属膜及びその下のチタン窒化膜をフォトリソ
技術エツチング技術によりバターニングする事により第
二の金属配線８を形成する。以上実施例として述べてき
た本発明の半導体装置の製造方法によりコンタクトホー
ルに於ける第二の配線金属膜が薄くなることが無い半導
体装置が形成された。
スパッタリング技術により形成する。第二の配線金属と
して本実施例ではアルミニウムを主成分とする金属を使
用することにする。第二の配線金属は、チタン窒化物の
表面に形成されるため絶縁膜表面に直接形成する場合に
比べ、付き回りがよく段差部に於いても金属膜厚が薄く
なることがない。また半導体基板を加熱しながら第二の
配線金属をスパッタリングすると金属がチタン窒化物の
表面を移動しながら金属膜に形成されるのでコンタクト
ホールの穴の中に溜るように配線金属が形成され配線と
してコンタクトホール部分で膜厚が薄くなることがほと
んどなく、第二の配線金属のつき回りが悪いことによる
第１の配線との電気的導通不良も防ぐことができる。、
この配線金属膜及びその下のチタン窒化膜をフォトリソ
技術エツチング技術によりバターニングする事により第
二の金属配線８を形成する。以上実施例として述べてき
た本発明の半導体装置の製造方法によりコンタクトホー
ルに於ける第二の配線金属膜が薄くなることが無い半導
体装置が形成された。
以上述べてきたような本発明により、絶縁膜厚０、 ６
μｍで大きさが１μｍ角のコンタクトホールにおける第
二の配線の膜厚が、従来技術に於いては２０パ一セント
程度であったものを本発明を応用することによりほぼ１
００パーセントにすることができた。
μｍで大きさが１μｍ角のコンタクトホールにおける第
二の配線の膜厚が、従来技術に於いては２０パ一セント
程度であったものを本発明を応用することによりほぼ１
００パーセントにすることができた。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明によれば以下に列挙するよう
な効果を有する。
な効果を有する。
（１）チタン窒化膜により第二の配線金属の付き回りが
良くなることにより、コンタクトホールや段差の部分に
於て第二の配線金属の膜厚が薄くなったり、配線金属が
切れたりしないため、半導体装置の初期的不良を低減で
き、配線に電流を流すことに対しても信頼性の高い半導
体装置ができる。
良くなることにより、コンタクトホールや段差の部分に
於て第二の配線金属の膜厚が薄くなったり、配線金属が
切れたりしないため、半導体装置の初期的不良を低減で
き、配線に電流を流すことに対しても信頼性の高い半導
体装置ができる。
（２）第二の金属配線がチタン窒化物と配線金属の二層
構造になるため配線としての信頼性が向上し、また応力
や電流によるストレスに対しても従来技術による配線の
寿命に対し本発明の半導体装置は約１０倍の寿命を持つ
ことができた。
構造になるため配線としての信頼性が向上し、また応力
や電流によるストレスに対しても従来技術による配線の
寿命に対し本発明の半導体装置は約１０倍の寿命を持つ
ことができた。
（３）コンタクトホールの底面に於いては第１の配線金
属とチタン金属の合金を形成するため、コンタクトホー
ルに於ける第１の配線と第二の配線の接触抵抗を低減で
きた。
属とチタン金属の合金を形成するため、コンタクトホー
ルに於ける第１の配線と第二の配線の接触抵抗を低減で
きた。
（４〉微細なコンタクトホールに於いて第二の配線金属
のつき回りがよく、コンタクトホールの側面に傾斜をつ
ける必要が無いため半導体装置の微細化を容易にする。
のつき回りがよく、コンタクトホールの側面に傾斜をつ
ける必要が無いため半導体装置の微細化を容易にする。
第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の半導体装置の製造方
法を工程を追って示した半導体装置の断面図。 ・半導体装置上の第１の絶縁膜 第１の金属配線 第二の絶縁膜 コンタクトホール チタン金属 チタン窒化物 第１の配線金属とチタンの合金 第二の金属配線 以上
法を工程を追って示した半導体装置の断面図。 ・半導体装置上の第１の絶縁膜 第１の金属配線 第二の絶縁膜 コンタクトホール チタン金属 チタン窒化物 第１の配線金属とチタンの合金 第二の金属配線 以上
Claims (2)
- （１）半導体装置における配線を形成する工程において
、第一の金属配線を形成する工程と、該第一の配線上に
絶縁膜を形成する工程と、前記第一の配線上の該絶縁膜
の一部に開孔部を形成する工程と、前記絶縁膜上および
絶縁膜の開孔部上にチタン金属を形成する工程と、該チ
タン金属を窒素雰囲気中の熱処理により変成する工程と
、該チタン金属およびチタン化合物上に第二の金属配線
を形成する工程からなることを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - （２）第一の金属配線、第二の金属配線および両配線層
間に形成した絶縁膜からなる配線構造を有する半導体装
置において、第二の配線金属の下の絶縁膜上および絶縁
膜の開孔部の側面にはチタン窒化物、絶縁膜の開孔部に
おける第一の金属配線との境には第一の配線の金属とチ
タンとの合金を有する構造を特徴とする請求項１の製造
方法により形成された半導体装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176261A JP2803188B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| KR1019900010050A KR100199526B1 (ko) | 1989-07-07 | 1990-07-04 | 반도체 장치 및 그 제조방법 |
| US07/548,080 US5093710A (en) | 1989-07-07 | 1990-07-05 | Semiconductor device having a layer of titanium nitride on the side walls of contact holes and method of fabricating same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1176261A JP2803188B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0340433A true JPH0340433A (ja) | 1991-02-21 |
| JP2803188B2 JP2803188B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=16010476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1176261A Expired - Lifetime JP2803188B2 (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803188B2 (ja) |
| KR (1) | KR100199526B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8147615B2 (en) * | 2004-11-05 | 2012-04-03 | Infineon Technologies Ag | Method of fabricating semiconductor cleaners |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP1176261A patent/JP2803188B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-07-04 KR KR1019900010050A patent/KR100199526B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8147615B2 (en) * | 2004-11-05 | 2012-04-03 | Infineon Technologies Ag | Method of fabricating semiconductor cleaners |
| US8409363B2 (en) | 2004-11-05 | 2013-04-02 | Infineon Technologies Ag | Method of fabricating semiconductor cleaners |
| US9529366B2 (en) | 2004-11-05 | 2016-12-27 | Infineon Technologies Ag | Method of fabricating semiconductor cleaners |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2803188B2 (ja) | 1998-09-24 |
| KR910003788A (ko) | 1991-02-28 |
| KR100199526B1 (ko) | 1999-06-15 |
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