JPH039522A - 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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- JPH039522A JPH039522A JP14634089A JP14634089A JPH039522A JP H039522 A JPH039522 A JP H039522A JP 14634089 A JP14634089 A JP 14634089A JP 14634089 A JP14634089 A JP 14634089A JP H039522 A JPH039522 A JP H039522A
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Landscapes
- 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】
〔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、特にアルミニウ
ム配線上のバイアホールの埋め込み方法に関する。
ム配線上のバイアホールの埋め込み方法に関する。
従来、アルミニウム配線上の絶縁膜に形成されたバイア
ホールの埋め込み方法には、タングステンまたはモリブ
デンの選択ＣＶＤ法が用いられている。
ホールの埋め込み方法には、タングステンまたはモリブ
デンの選択ＣＶＤ法が用いられている。
上述した選択ＣＶＤ法を用いるバイアホールの埋め込み
方法によれば、シリコン上に穿たれたバイアホール内へ
のタングステン埋め込みを安定に行うことができる。し
かし、アルミニウム配線上に穿たれたバイアホール内へ
のタングステン堆積は、次の点で必ずしも容易ではない
。
方法によれば、シリコン上に穿たれたバイアホール内へ
のタングステン埋め込みを安定に行うことができる。し
かし、アルミニウム配線上に穿たれたバイアホール内へ
のタングステン堆積は、次の点で必ずしも容易ではない
。
まず第１に、ＣＶＤ法の反応ガスとしてＷＦ６を用いた
場合、アルミニウム配線と２ Ａ Ｉ ＋ＷＦ→２ＡＩ
Ｆ、＋Ｗなる反応を起し、タングステンとアルミニウム
界面に絶縁体のアルミニウムのフフ化物が生成される。
場合、アルミニウム配線と２ Ａ Ｉ ＋ＷＦ→２ＡＩ
Ｆ、＋Ｗなる反応を起し、タングステンとアルミニウム
界面に絶縁体のアルミニウムのフフ化物が生成される。
この結果、上層配線との接続抵抗が高くなり、半導体装
置の歩留りは低下する。
置の歩留りは低下する。
第２に、バイアホール底部のアルミニウム膜表面は、バ
イアホールエツチングの際にプラズマによる損傷を受け
ている結果、比較的厚いアルミニウムの酸化物に覆われ
ており、これを除去するだけの十分な前処理を行わなけ
ればタングステンが析出しない、このアルミニウムの酸
化物の除去にはスパッタエツチング法が用いられている
が、この方法を用いると成膜の選択性が破れ、絶縁膜上
にもタングステンが析出してしまうという欠点がある。
イアホールエツチングの際にプラズマによる損傷を受け
ている結果、比較的厚いアルミニウムの酸化物に覆われ
ており、これを除去するだけの十分な前処理を行わなけ
ればタングステンが析出しない、このアルミニウムの酸
化物の除去にはスパッタエツチング法が用いられている
が、この方法を用いると成膜の選択性が破れ、絶縁膜上
にもタングステンが析出してしまうという欠点がある。
これらの問題点はモリブデンのＣＶＤ法を用いた場合に
も同様にあてはまる。
も同様にあてはまる。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上にアル
ミニウム配線を形成する工程と、前記アルミニウム配線
上に絶縁膜を形成したのちバイアホールを形成しアルミ
ニウム配線の表面を露出する工程と、前記バイアホール
の底面部に第１の金属膜を形成する工程と、前記第１の
金属膜上にタングステンまたはモリブテンからなる第２
の金属膜を形成してバイアホールを埋め込む工程とを含
んで構成される。
ミニウム配線を形成する工程と、前記アルミニウム配線
上に絶縁膜を形成したのちバイアホールを形成しアルミ
ニウム配線の表面を露出する工程と、前記バイアホール
の底面部に第１の金属膜を形成する工程と、前記第１の
金属膜上にタングステンまたはモリブテンからなる第２
の金属膜を形成してバイアホールを埋め込む工程とを含
んで構成される。
次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず第１図（ａ）に示すように、半導体基板１００上に
絶縁膜１０７を介してアルミニウム配線１０１を形成し
、次で層間絶縁膜１０２を形成したのちバイアホール１
０３を形成する。このアルミニウム配線１０１上の層間
絶縁膜１０２に穿たれたバイアホール１０３の底部に露
出したアルミニウム膜の表面は、一般に酸化アルミニウ
ム１０４で覆われている。
絶縁膜１０７を介してアルミニウム配線１０１を形成し
、次で層間絶縁膜１０２を形成したのちバイアホール１
０３を形成する。このアルミニウム配線１０１上の層間
絶縁膜１０２に穿たれたバイアホール１０３の底部に露
出したアルミニウム膜の表面は、一般に酸化アルミニウ
ム１０４で覆われている。
次に、第１図（ｂ）に示すように、前処理として、例え
ば燐酸水溶液に浸漬してバイアホール中のこの酸化被膜
を除去した後、■族元素からなる第１の金属膜を堆積す
る。第１の実施例の場合は、第１の金属膜の形成法とし
て、パラジウム、白金、金、銀、ロジウム、銅などの無
電解メツキ法を用いた。−例としてパラジウムを用いる
場合は、次の浴組成の条件でパラジウム薄膜１０５を厚
さ１００Ａ程度形成する。
ば燐酸水溶液に浸漬してバイアホール中のこの酸化被膜
を除去した後、■族元素からなる第１の金属膜を堆積す
る。第１の実施例の場合は、第１の金属膜の形成法とし
て、パラジウム、白金、金、銀、ロジウム、銅などの無
電解メツキ法を用いた。−例としてパラジウムを用いる
場合は、次の浴組成の条件でパラジウム薄膜１０５を厚
さ１００Ａ程度形成する。
すなわち、浴液１ｊ中に塩化パラジウムを２ｇ、水酸化
アンモニウムを１６０ｇ、塩化アンモニウムを２６ｇ１
次亜りん酸ナトリウムを１０ｇ溶し、５０℃の無電解メ
ツキ浴を調整した。
アンモニウムを１６０ｇ、塩化アンモニウムを２６ｇ１
次亜りん酸ナトリウムを１０ｇ溶し、５０℃の無電解メ
ツキ浴を調整した。
パラジウム膜１０５によって被覆されたアルミニウム配
線１０１の表面は、大気中に取り出しても酸化されるこ
とはない、またパラジウム膜１０５表面の酸化被膜はア
ルミニウムのそれに比較してはるかに薄く、かつ脆弱で
あるから次工程のタングステン膜形成時に、例えばアル
ゴンスパッタ法などによって表面をエツチングする工程
は通常必要ない、特にパラジウム膜表面の酸化膜が問題
となる場合は、最終的にバイアホールを埋め込むために
使用するタングステンＣＶＤ装置内において、水素によ
る前処理により次式の反応により容易に還元することが
できる。
線１０１の表面は、大気中に取り出しても酸化されるこ
とはない、またパラジウム膜１０５表面の酸化被膜はア
ルミニウムのそれに比較してはるかに薄く、かつ脆弱で
あるから次工程のタングステン膜形成時に、例えばアル
ゴンスパッタ法などによって表面をエツチングする工程
は通常必要ない、特にパラジウム膜表面の酸化膜が問題
となる場合は、最終的にバイアホールを埋め込むために
使用するタングステンＣＶＤ装置内において、水素によ
る前処理により次式の反応により容易に還元することが
できる。
Ｐ ｄ Ｏ＋ Ｈ２→Ｐｄ十Ｈ２０
この時の条件は、例えばＨ２流量１０００ ＳＣＣＭ温
度４００℃、圧力１００ Ｔｏｒｒとする。酸化膜還元
後は第１図（ｃ）に示すように、同一の装置内にてパラ
ジウム膜１０５上に第２の金属膜として選択ＣＶＤ法に
よりタングステン膜１０６を堆積しバイアホールを埋め
込む。タングステンの成膜には、例えばＷＦ６流量Ｉ
ＳＣＣＭ、 Ｈ２流量３００ＳＣＣＭ 、基板温度４５
０℃、全圧０．ＩＴｏｒｒの条件を用いる。
度４００℃、圧力１００ Ｔｏｒｒとする。酸化膜還元
後は第１図（ｃ）に示すように、同一の装置内にてパラ
ジウム膜１０５上に第２の金属膜として選択ＣＶＤ法に
よりタングステン膜１０６を堆積しバイアホールを埋め
込む。タングステンの成膜には、例えばＷＦ６流量Ｉ
ＳＣＣＭ、 Ｈ２流量３００ＳＣＣＭ 、基板温度４５
０℃、全圧０．ＩＴｏｒｒの条件を用いる。
第２図（ａ＞、（ｂ）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。
るための半導体チップの断面図である。
まず第２図（ａ）に示すように、第１の実施例と同様に
して、アルミニウム配線１０１上に眉間絶縁［１０２を
形成したのち、パイアホール１０３を形成する０次でバ
イアホール１０３内に露出したアルミニウム配線１０１
上の酸化アルミニウム１０４を、１５容量％の硫酸温容
液（８０℃）に約３０秒浸漬して除去し、続いて温度５
６℃濃度３０ｇ／ρの硫酸ニッケル溶液中に浸漬するこ
とにより、アルミニウム配線１０１の表面に第１の金属
膜として約１００Ａの厚さのニッケル膜１１０を形成す
る。ニッケル膜の代りにコバルト膜を形成してもよい。
して、アルミニウム配線１０１上に眉間絶縁［１０２を
形成したのち、パイアホール１０３を形成する０次でバ
イアホール１０３内に露出したアルミニウム配線１０１
上の酸化アルミニウム１０４を、１５容量％の硫酸温容
液（８０℃）に約３０秒浸漬して除去し、続いて温度５
６℃濃度３０ｇ／ρの硫酸ニッケル溶液中に浸漬するこ
とにより、アルミニウム配線１０１の表面に第１の金属
膜として約１００Ａの厚さのニッケル膜１１０を形成す
る。ニッケル膜の代りにコバルト膜を形成してもよい。
次に第２図（ｂ）に示すように、第１の実施例と同様の
手法により、ニッケル膜１１０上に選択ＣＶＤ法により
タングステン膜１０６を形成し、バイアホールを埋め込
む。タングステン膜１０６形成前にニッケル膜１１０上
の自然酸化膜を除去する必要がある場合は、第１の実施
と同様な手段を用いる。本第２の実施例の場合には次式
に示すアンモニアの還元作用を用いた。
手法により、ニッケル膜１１０上に選択ＣＶＤ法により
タングステン膜１０６を形成し、バイアホールを埋め込
む。タングステン膜１０６形成前にニッケル膜１１０上
の自然酸化膜を除去する必要がある場合は、第１の実施
と同様な手段を用いる。本第２の実施例の場合には次式
に示すアンモニアの還元作用を用いた。
３ Ｎ ｉ ０２＋２ ＮＨ３→３ Ｎｉ） Ｎ２＋３
８２０この時の条件はＮＨ３流量１０００５ＣＣ１４，
温度４００℃、圧力１００ Ｔｏｒｒである。
８２０この時の条件はＮＨ３流量１０００５ＣＣ１４，
温度４００℃、圧力１００ Ｔｏｒｒである。
このように上記実施例によれば、バイアホールの底面部
に■族またはＩｂ族元素からなる第１の金属膜を形成し
たのち、第２の金属膜としてのタングステン膜１０６が
選択ＣＶＤ法により堆積される。■族元素はアルミニウ
ムの場合と異なりＷＦ６と反応してフッ化物を生成する
ことはなく、またＩｂ族元素もほとんどフッ化物を生成
しないため、タングステン膜１０６とアルミニウム配線
１０１との接続抵抗は高くなることはない。
に■族またはＩｂ族元素からなる第１の金属膜を形成し
たのち、第２の金属膜としてのタングステン膜１０６が
選択ＣＶＤ法により堆積される。■族元素はアルミニウ
ムの場合と異なりＷＦ６と反応してフッ化物を生成する
ことはなく、またＩｂ族元素もほとんどフッ化物を生成
しないため、タングステン膜１０６とアルミニウム配線
１０１との接続抵抗は高くなることはない。
また、バイアホール形成時のプラズマにより形成された
アルミニウム配線１０１表面の厚いアルミニウムの酸化
物も、水素やアンモニア等の還元性雰囲気中での熱処理
により容易に除去できる。
アルミニウム配線１０１表面の厚いアルミニウムの酸化
物も、水素やアンモニア等の還元性雰囲気中での熱処理
により容易に除去できる。
従って第２の金属膜としてのタングステン膜やモリブデ
ン膜を、ＣＶＤの選択性を破ることなく、バイアポール
中のみに堆積させることができる。
ン膜を、ＣＶＤの選択性を破ることなく、バイアポール
中のみに堆積させることができる。
なお、バイアホール埋込み後に適当な熱処理を加えるこ
とにより、アルミニウム配線と第１の金属膜を合金化す
ることができるが、これによってアルミニウムと第２の
金属膜との界面近傍におけるエレクトロマイグレーショ
ン耐性が向上する。
とにより、アルミニウム配線と第１の金属膜を合金化す
ることができるが、これによってアルミニウムと第２の
金属膜との界面近傍におけるエレクトロマイグレーショ
ン耐性が向上する。
以上説明したように本発明は、アルミニウム配線上の絶
縁膜にバイアホールを形成したのち、このバイアホール
の底面部に第１の金属膜を形成し、次でタングステンま
たはモリブデンからなる第２の金属膜を形成してバイア
ホールを埋め込むことにより、バイアホールの埋め込み
が容易で、しかも上層配線との接続抵抗の小さい配線を
有する半導体装置の製造方法が得られる。
縁膜にバイアホールを形成したのち、このバイアホール
の底面部に第１の金属膜を形成し、次でタングステンま
たはモリブデンからなる第２の金属膜を形成してバイア
ホールを埋め込むことにより、バイアホールの埋め込み
が容易で、しかも上層配線との接続抵抗の小さい配線を
有する半導体装置の製造方法が得られる。
ル、１０４・・・酸化アルミニウム膜、１０５・・・パ
ラジウム膜、１０６・・・タングステン膜、１０７・・
・絶縁膜、１１０・・・ニッケル膜。
ラジウム膜、１０６・・・タングステン膜、１０７・・
・絶縁膜、１１０・・・ニッケル膜。
Claims (2)
- （１）、半導体基板上にアルミニウム配線を形成する工
程と、前記アルミニウム配線上に絶縁膜を形成したのち
バイアホールを形成しアルミニウム配線の表面を露出す
る工程と、前記バイアホールの底面部に第１の金属膜を
形成する工程と、前記第１の金属膜上にタングステンま
たはモリブテンからなる第２の金属膜を形成してバイア
ホールを埋め込む工程とを含むことを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - （２）第１の金属膜はVIII族または I ｂ族元素から選
ばれた金属で作られる請求項（１）記載の半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14634089A JPH039522A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14634089A JPH039522A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH039522A true JPH039522A (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=15405486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14634089A Pending JPH039522A (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH039522A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6169455B1 (en) | 1998-06-02 | 2001-01-02 | Nec Corporation | Power amplifying circuit and automatic power control method |
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-
1989
- 1989-06-07 JP JP14634089A patent/JPH039522A/ja active Pending
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