JPH0389522A - 半導体装置の配線形成方法 - Google Patents
半導体装置の配線形成方法Info
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- JPH0389522A JPH0389522A JP22665389A JP22665389A JPH0389522A JP H0389522 A JPH0389522 A JP H0389522A JP 22665389 A JP22665389 A JP 22665389A JP 22665389 A JP22665389 A JP 22665389A JP H0389522 A JPH0389522 A JP H0389522A
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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）
本発明は半導体集積回路装置のアルミニウム系配線を形
成する方法に関するものである。
成する方法に関するものである。
（従来の技術）
半導体集積回路装置の配線材料としてはアルミニウム又
はアルミニウムに僅かのシリコンを含有させたＡＱ−８
ｉ合金が主として用いられている。
はアルミニウムに僅かのシリコンを含有させたＡＱ−８
ｉ合金が主として用いられている。
ＡＱ配線やＡＱ−５ｉ合金配線を含めてアルミニウム系
配線と総称する。このようなアルミニウム系配線が微細
にパターン化されるにつれて、熱サイクルによってヒロ
ックが発生し、配線の断線が起こる。
配線と総称する。このようなアルミニウム系配線が微細
にパターン化されるにつれて、熱サイクルによってヒロ
ックが発生し、配線の断線が起こる。
アルミニウム系配線のヒロックを防止する方法としては
、（ａ）配線上に形成する層間絶縁膜やパッシベーショ
ン膜を低温ＣＶＤ法により形成して配線に与えるストレ
スを少なくする方法、（ｂ）アルミニウム系配線上に高
融点金属などによる配線材を設ける方法、（Ｃ）配線又
はパターン化される前の配線材料膜にイオン注入を施し
て表面にダメージ層を形成する方法、が一般に行なわれ
ている。
、（ａ）配線上に形成する層間絶縁膜やパッシベーショ
ン膜を低温ＣＶＤ法により形成して配線に与えるストレ
スを少なくする方法、（ｂ）アルミニウム系配線上に高
融点金属などによる配線材を設ける方法、（Ｃ）配線又
はパターン化される前の配線材料膜にイオン注入を施し
て表面にダメージ層を形成する方法、が一般に行なわれ
ている。
（発明が解決しようとする課題）
低温ＣＶＤ法（ａ）では成膜条件が難しく、また低温で
あるため膜質の信頼性が十分でない問題がある。
あるため膜質の信頼性が十分でない問題がある。
アルミニウム系配線の表面に高融点金属膜を設ける方法
（ｂ）では、配線層がアルミニウム系金属と高融点金属
の多層膜となるので、アルミニウム系金属膜と高融点金
属膜との密着性、腐食の発生、エツチング条件の難しさ
などに問題がある。
（ｂ）では、配線層がアルミニウム系金属と高融点金属
の多層膜となるので、アルミニウム系金属膜と高融点金
属膜との密着性、腐食の発生、エツチング条件の難しさ
などに問題がある。
イオン注入法（ｃ）ではイオンとしてＡｒやＡＳなどの
イオンが注入される。Ａｒ注入ではヒロックは防止でき
るが、ボイドが発生しやすく、マイグレーション耐圧が
イオン注入しないものに比べて小さくなる。Ａｓ注入で
は小さなヒロックが残るのみならず、多量に注入しなけ
れば効果がない、イオン注入法は配線又は配線材料膜に
注入を行なうだけでヒロックを防止できるが、量産性の
観点からはイオン注入法は優れているとは言えない。
イオンが注入される。Ａｒ注入ではヒロックは防止でき
るが、ボイドが発生しやすく、マイグレーション耐圧が
イオン注入しないものに比べて小さくなる。Ａｓ注入で
は小さなヒロックが残るのみならず、多量に注入しなけ
れば効果がない、イオン注入法は配線又は配線材料膜に
注入を行なうだけでヒロックを防止できるが、量産性の
観点からはイオン注入法は優れているとは言えない。
また、イオン注入法ではイオンの種類によっては配線の
信頼性が低下するという報告がなされている。
信頼性が低下するという報告がなされている。
そこで１本発明は作業性やプロセス制御性に優れ、ヒロ
ックを防止することのできるアルミニウム系配線の形成
方法を提供することを目的とするものである。
ックを防止することのできるアルミニウム系配線の形成
方法を提供することを目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明では、下地上に下層アルミニウム系配線材料膜を
形成し、その上からアルミニウムより原子半径の大きい
元素を含むアルミニウム系ターゲットを用いてスパッタ
リング法により上層アルミニウム系配線材料膜を形成し
、この２層構造の配線材料膜にパターン化を施す。
形成し、その上からアルミニウムより原子半径の大きい
元素を含むアルミニウム系ターゲットを用いてスパッタ
リング法により上層アルミニウム系配線材料膜を形成し
、この２層構造の配線材料膜にパターン化を施す。
上層アルミニウム系配線材料膜に含まれ、アルミニウム
より原子半径の大きい元素としてはＡ ｓ 。
より原子半径の大きい元素としてはＡ ｓ 。
Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂなどを用いる。
これらの元素を含む上層アルミニウム系配線材料膜の膜
厚は下層アルミニウム系配線材料膜も含めた２層構造の
配線材料膜の全膜厚の５〜４０％程度が適当である。
厚は下層アルミニウム系配線材料膜も含めた２層構造の
配線材料膜の全膜厚の５〜４０％程度が適当である。
これらの元素を含む上層アルミニウム系配線材料膜中に
おけるこれらの元素の濃度はごく僅かなものでもよ＜、
０．１〜１５％が適当である。
おけるこれらの元素の濃度はごく僅かなものでもよ＜、
０．１〜１５％が適当である。
（作用）
アルミニウム系配線材料膜の上にＡｓなどの元素を含む
アルミニウム系配線材料膜を形成した２層構造の配線材
料膜を全体としてみると、表面層にＡｓなどの元素を含
んだ状態のアルミニウム系配線材料膜となる。この配線
材料膜をパターン化して配線とすれば、表面層に存在す
るＡｓなどの元素によってマイグレーション耐圧が向上
し、またヒロックが発生しにくくなる。
アルミニウム系配線材料膜を形成した２層構造の配線材
料膜を全体としてみると、表面層にＡｓなどの元素を含
んだ状態のアルミニウム系配線材料膜となる。この配線
材料膜をパターン化して配線とすれば、表面層に存在す
るＡｓなどの元素によってマイグレーション耐圧が向上
し、またヒロックが発生しにくくなる。
（実施例）
第１図と第２図により一実施例を説明する。
第１図において、シリコン基板２に不純物導入によりソ
ース領域４．ドレイン領域６が形成されており、チャネ
ル領域にはゲート酸化膜６を介してゲート電極１０が形
成されてＭＯＳトランジスタが形成されている。眉間絶
縁膜１２が形成され。
ース領域４．ドレイン領域６が形成されており、チャネ
ル領域にはゲート酸化膜６を介してゲート電極１０が形
成されてＭＯＳトランジスタが形成されている。眉間絶
縁膜１２が形成され。
コンタクトホールが形成されている。
その後、Ｓｉを１％程度含むＡＱ配線材料膜１４をスパ
ッタリング法により形成する。その上に１％のＳｉと１
５％未満のＡｓを含むＡｌターゲットを用いて、スパッ
タリング法により上層の配線材料膜１６を形成する。配
線材料膜１４と配線材料膜１６の合計膜厚は０．５〜２
μｍであり、そのうち下層の配線材料膜１４は６０〜９
５％の膜厚を占めており、上層の配線材料膜１６は残り
５〜４０％を占めている。
ッタリング法により形成する。その上に１％のＳｉと１
５％未満のＡｓを含むＡｌターゲットを用いて、スパッ
タリング法により上層の配線材料膜１６を形成する。配
線材料膜１４と配線材料膜１６の合計膜厚は０．５〜２
μｍであり、そのうち下層の配線材料膜１４は６０〜９
５％の膜厚を占めており、上層の配線材料膜１６は残り
５〜４０％を占めている。
その扱、第２図に示されるように、２層構造の配線材料
膜を写真製版とエツチングによってパターン化して配線
１８を形成する。
膜を写真製版とエツチングによってパターン化して配線
１８を形成する。
第２図は２層メタル配線構造を示しているが、その構造
にするために、さらに眉間絶縁膜２０を形成し、コンタ
クトホールをあけ、配線材料膜を形成し、パターン化す
ることにより２層目の配線２２を形成する。２４はパッ
シベーション膜である。２層目の配線２２も１層目の配
線１８と同様に、ＡＱにＳｉを含む下層配線材料膜と、
さらにそれに１５％未満のＡｓを含む上層配線材料膜と
の２層構造としてもよく、又はＩＭのアルミニウム系配
線としてもよい。
にするために、さらに眉間絶縁膜２０を形成し、コンタ
クトホールをあけ、配線材料膜を形成し、パターン化す
ることにより２層目の配線２２を形成する。２４はパッ
シベーション膜である。２層目の配線２２も１層目の配
線１８と同様に、ＡＱにＳｉを含む下層配線材料膜と、
さらにそれに１５％未満のＡｓを含む上層配線材料膜と
の２層構造としてもよく、又はＩＭのアルミニウム系配
線としてもよい。
配線材料膜１４．１６の組成は実施例のものに限らず、
例えば下層配線材料膜工４を５ｉを含まないアルミニウ
ムとしてもよく、上層配線材料膜１６を、Ａｓを含みＳ
ｉを含まないアルミニウムをターゲットとしてスパッタ
リング法により形成されたものとしてもよい。
例えば下層配線材料膜工４を５ｉを含まないアルミニウ
ムとしてもよく、上層配線材料膜１６を、Ａｓを含みＳ
ｉを含まないアルミニウムをターゲットとしてスパッタ
リング法により形成されたものとしてもよい。
ヒロックやマイグレーション防止のために上層の配線材
料膜１６に含まれる元素としては、Ａｓの他にＧａ、Ｇ
ｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂなどを用いてもよい。
料膜１６に含まれる元素としては、Ａｓの他にＧａ、Ｇ
ｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂなどを用いてもよい。
（発明の効果）
本発明では下地上にアルミニウム系配線材料膜を形成し
、その上からアルミニウムより原子半径の大きい元素を
含むアルミニウム系配線材料膜を形成し、この２層構造
の配線材料膜にパターン化を施して配線を形成するので
、できあがった配線の表面層にＡｓなとの元素を含有し
ている状態となり、配線上にヒロックが発生しにくくな
る。また、ボイドも発生しにくくなり、マイグレーショ
ン耐圧が高くなる。
、その上からアルミニウムより原子半径の大きい元素を
含むアルミニウム系配線材料膜を形成し、この２層構造
の配線材料膜にパターン化を施して配線を形成するので
、できあがった配線の表面層にＡｓなとの元素を含有し
ている状態となり、配線上にヒロックが発生しにくくな
る。また、ボイドも発生しにくくなり、マイグレーショ
ン耐圧が高くなる。
配線にＡｓなどの元素を含有させる方法として、これら
の元素を含むアルミニウム系ターゲットを用いてスパッ
タリング法により上層配線材料膜を形成するので、イオ
ン注入法に比べて量産性がよく、プロセスの制御性も良
くなる。
の元素を含むアルミニウム系ターゲットを用いてスパッ
タリング法により上層配線材料膜を形成するので、イオ
ン注入法に比べて量産性がよく、プロセスの制御性も良
くなる。
第１図及び第２図は一実施例を示す工程断面図である。
１４・・・・・・Ａ Ｑ −Ｓ ｉ膜、１６・・・・・
・Ａｓを含むＡ 氾−８ｉ膜。
・Ａｓを含むＡ 氾−８ｉ膜。
Claims (1)
- （１）下地上にアルミニウム系配線材料膜を形成し、そ
の上からアルミニウムより原子半径の大きい元素を含む
アルミニウム系ターゲットを用いてスパッタリング法に
よりアルミニウム系配線材料膜を形成し、この２層構造
の配線材料膜にパターン化を施す半導体装置の配線形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22665389A JPH0389522A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 半導体装置の配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22665389A JPH0389522A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 半導体装置の配線形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0389522A true JPH0389522A (ja) | 1991-04-15 |
Family
ID=16848553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22665389A Pending JPH0389522A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | 半導体装置の配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0389522A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100303796B1 (ko) * | 1994-01-03 | 2001-11-30 | 윤종용 | 반도체장치의금속배선형성방법 |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP22665389A patent/JPH0389522A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100303796B1 (ko) * | 1994-01-03 | 2001-11-30 | 윤종용 | 반도체장치의금속배선형성방법 |
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