JPH04152528A - 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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- JPH04152528A JPH04152528A JP27707790A JP27707790A JPH04152528A JP H04152528 A JPH04152528 A JP H04152528A JP 27707790 A JP27707790 A JP 27707790A JP 27707790 A JP27707790 A JP 27707790A JP H04152528 A JPH04152528 A JP H04152528A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (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係り、特に、信軌性
の高い配線及び／又は電極を形成可能な半導体装置の製
造方法に関する。
の高い配線及び／又は電極を形成可能な半導体装置の製
造方法に関する。
従来、半導体装置の配線には、ソース・ドレインとのコ
ンタクト部に／ｌが拡散することを防止するために、Ａ
ｌにＳｉを添加したＡｌ−３！合金や、Ａｌｆｉもしく
は、ＡＮ−３！合金に、ストレスマイグレーション エ
レクトロマイグレーションが発生することを防止する目
的で、少量の、Ｃｕを添加したＡｌ−Ｃｕ合金、或いは
Ａｌ−３ｉ−Ｃｕ合金が用いられていた。
ンタクト部に／ｌが拡散することを防止するために、Ａ
ｌにＳｉを添加したＡｌ−３！合金や、Ａｌｆｉもしく
は、ＡＮ−３！合金に、ストレスマイグレーション エ
レクトロマイグレーションが発生することを防止する目
的で、少量の、Ｃｕを添加したＡｌ−Ｃｕ合金、或いは
Ａｌ−３ｉ−Ｃｕ合金が用いられていた。
しかしながら、Ａｌに前記Ｓｉ、Ｃｕ等の合金元素が導
入されたＡｌ−３！合金、Ａｌ−Ｃｕ合金及びＡｌ−３
ｉ−Ｃｕ合金を用いて、反応性イオンエツチング（ＲＩ
Ｅ）により配線を形成した場合、配線としての信顛性に
は優れているが、エツチング部分にＳｉやＣｕの化合物
が残留し、配線相互間の短絡や半導体装置の耐久性の劣
化を生じる、配線の加工が困難である、等の問題があっ
た。
入されたＡｌ−３！合金、Ａｌ−Ｃｕ合金及びＡｌ−３
ｉ−Ｃｕ合金を用いて、反応性イオンエツチング（ＲＩ
Ｅ）により配線を形成した場合、配線としての信顛性に
は優れているが、エツチング部分にＳｉやＣｕの化合物
が残留し、配線相互間の短絡や半導体装置の耐久性の劣
化を生じる、配線の加工が困難である、等の問題があっ
た。
特に、Ａｌ−３ｉ−Ｃｕ合金に対してＣＺ、を含む反応
性ガスを用いてＲＩＥを行った場合、Ａｌ、Ｓｉ及びＣ
ｕはそれぞれ ＡＩ！、＋３ Ｃ／！−→Ａｌｆｉ（１！。
性ガスを用いてＲＩＥを行った場合、Ａｌ、Ｓｉ及びＣ
ｕはそれぞれ ＡＩ！、＋３ Ｃ／！−→Ａｌｆｉ（１！。
Ｓｉ＋４Ｃ／！−→５ｉＣ１，ａ
２ Ｃｕ ＋ ２ Ｃｉ −→Ｃｕ ｚ Ｃ４２ｔの反
応により、反応生成物として、ＡｌＣ１ｘ。
応により、反応生成物として、ＡｌＣ１ｘ。
Ｓ ｔＣＬ 、ＣｕｚＣｌ、を生じる。これら反応生成
物のＡｌＣｌ３ （１００°Ｃ／１ｍｍＨｇ）及び５
ｉＣｆ！４は、蒸気圧が低く、気化し易いのでＡｌ及び
Ｓｉについてはドライエツチングが可能となるが、Ｃｕ
２Ｃｊ！！は、蒸気圧が高＜（５４６°Ｃ／ １ ｍ
ｍ Ｈｇ ）そのためエツチング後も気化せずに半導体
基板上に残留する。この残留物はＣＵを含んでいるため
、配線相互間の短絡を生じさせるばかりでなく、Ｃ２□
をも含んでいるため半導体装置を長期使用していると、
腐食が発生して半導体装置の性能を著しく低下させたり
、半導体装置の故障を引き起こす原因となっていた。
物のＡｌＣｌ３ （１００°Ｃ／１ｍｍＨｇ）及び５
ｉＣｆ！４は、蒸気圧が低く、気化し易いのでＡｌ及び
Ｓｉについてはドライエツチングが可能となるが、Ｃｕ
２Ｃｊ！！は、蒸気圧が高＜（５４６°Ｃ／ １ ｍ
ｍ Ｈｇ ）そのためエツチング後も気化せずに半導体
基板上に残留する。この残留物はＣＵを含んでいるため
、配線相互間の短絡を生じさせるばかりでなく、Ｃ２□
をも含んでいるため半導体装置を長期使用していると、
腐食が発生して半導体装置の性能を著しく低下させたり
、半導体装置の故障を引き起こす原因となっていた。
そこで、このような問題を解決するため、特開昭５９−
１３２６２２号に開示されているように、Ａｌ単体もし
くはＡｌ−Ｓｉ合金のいずれかからなる金属膜を半導体
基板上に形成した後、当該金属膜に選択的にＣｕをイオ
ン注入し、その後プラズマエツチング装置に装入してＣ
Ｆ、ガスの放電により、前記Ｃｕイオンを注入した部分
の表面を選択的にＡｌＦ、に改質し、次いで、フォトレ
ジストを設けずに、前記Ａ ｊ！ Ｆ ｚ膜をマスクに
してＲＩＥを行うことで、半導体基板表面にＣｕを残留
することなく配線を形成することができる従来例が存在
する。
１３２６２２号に開示されているように、Ａｌ単体もし
くはＡｌ−Ｓｉ合金のいずれかからなる金属膜を半導体
基板上に形成した後、当該金属膜に選択的にＣｕをイオ
ン注入し、その後プラズマエツチング装置に装入してＣ
Ｆ、ガスの放電により、前記Ｃｕイオンを注入した部分
の表面を選択的にＡｌＦ、に改質し、次いで、フォトレ
ジストを設けずに、前記Ａ ｊ！ Ｆ ｚ膜をマスクに
してＲＩＥを行うことで、半導体基板表面にＣｕを残留
することなく配線を形成することができる従来例が存在
する。
しかしながら、前記従来例は、フォトレジストを設けず
、ＡｌＦｔ膜をマスクにしてＲＩＥを行っているため、
特に塩素系ガスを用いてＲｌＥを行うと、フォトレジス
トの分解物によるＡｌ膜への側壁保護膜形成がないため
、ＡＡＦｔ膜下へのサイドエッチ量が大きくなり、配線
の寸法安定性が悪くなるという課題があった。
、ＡｌＦｔ膜をマスクにしてＲＩＥを行っているため、
特に塩素系ガスを用いてＲｌＥを行うと、フォトレジス
トの分解物によるＡｌ膜への側壁保護膜形成がないため
、ＡＡＦｔ膜下へのサイドエッチ量が大きくなり、配線
の寸法安定性が悪くなるという課題があった。
また、前記サイドエッチ量が大きくなると、ＲｌＥ後の
配線の断面形状が逆テーバ状になり易く、平坦化が困難
となり、特に多層配線形成を行う際には問題となってい
た。
配線の断面形状が逆テーバ状になり易く、平坦化が困難
となり、特に多層配線形成を行う際には問題となってい
た。
そして、ＡＩＦ、膜を形成するための工程が追加される
ため、生産性が劣り、コストもかかるという課題もあっ
た。
ため、生産性が劣り、コストもかかるという課題もあっ
た。
そこで、本発明は、このような課題を解決するためにな
されたものであり、Ｓｉ、Ｃｕ等の合金元素の残留を生
じることなく、簡略化された工程で、Ａｌ合金膜の寸法
安定性、信軽性、平坦性に優れた半導体装置の製造方法
を提供することを目的とするものである。
されたものであり、Ｓｉ、Ｃｕ等の合金元素の残留を生
じることなく、簡略化された工程で、Ａｌ合金膜の寸法
安定性、信軽性、平坦性に優れた半導体装置の製造方法
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〕
この目的を達成するために本発明は、半導体基板上に絶
縁膜を介してＡ［合金膜を形成する工程を有する半導体
装置の製造方法において、前記絶縁膜上にＡｌ膜を形成
する工程と、前記Ａｌ膜をフォトレジストを用いてパタ
ーニングする工程と、次いで、パターニングされたＡｌ
膜に合金元素を導入して当該Ａｌ膜を合金化する工程と
、を有する半導体装置の製造方法であることを特徴とす
るものである。
縁膜を介してＡ［合金膜を形成する工程を有する半導体
装置の製造方法において、前記絶縁膜上にＡｌ膜を形成
する工程と、前記Ａｌ膜をフォトレジストを用いてパタ
ーニングする工程と、次いで、パターニングされたＡｌ
膜に合金元素を導入して当該Ａｌ膜を合金化する工程と
、を有する半導体装置の製造方法であることを特徴とす
るものである。
この発明に係わる半導体装置の製造方法によれば、フォ
トレジストを用いてパターニングされる／ｌ膜には、合
金元素が添加されていないため、前記パターニングの際
に行うＲＩＥにより、半導体基板上に合金元素が残留す
ることはない。このため、合金元素の残留により生じて
いた、配線相互間の短絡、半導体装置の耐久性の劣化、
配線の加工性の低下等の問題を生じることがない。また
、フォトレジストを使用してＡｌ膜を選択的にエツチン
グするため、エツチングの際にＡｌ膜の側壁にフォトレ
ジストの分解物による保護膜が形成され、／ｌ膜のサイ
ドエッチ量を一定にすることができる。このため、Ａ２
合金配線の寸法安定性を確保することができ、さらに、
前記配線の形状が従来のように逆テーパ状になることが
ないため、半導体装置の平坦化が容易となる。
トレジストを用いてパターニングされる／ｌ膜には、合
金元素が添加されていないため、前記パターニングの際
に行うＲＩＥにより、半導体基板上に合金元素が残留す
ることはない。このため、合金元素の残留により生じて
いた、配線相互間の短絡、半導体装置の耐久性の劣化、
配線の加工性の低下等の問題を生じることがない。また
、フォトレジストを使用してＡｌ膜を選択的にエツチン
グするため、エツチングの際にＡｌ膜の側壁にフォトレ
ジストの分解物による保護膜が形成され、／ｌ膜のサイ
ドエッチ量を一定にすることができる。このため、Ａ２
合金配線の寸法安定性を確保することができ、さらに、
前記配線の形状が従来のように逆テーパ状になることが
ないため、半導体装置の平坦化が容易となる。
そして、へ〇膜表面をＡｌＦ、に改質する必要がないた
め、従来の方法より配線形成のための工程を簡略化する
こともできる。
め、従来の方法より配線形成のための工程を簡略化する
こともできる。
この結果、半導体基板上に合金元素の残留を生じること
なく、簡略化された工程で、寸法安定性。
なく、簡略化された工程で、寸法安定性。
信軌性、平坦性に優れた半導体装置を提供することがで
きる。
きる。
次に本発明の実施例について、図面に基づいて説明する
。
。
第１図は、本発明に係る半導体装置の製造工程を示す断
面図である。
面図である。
第１図（１）に示す工程では、ウェハ１上に絶縁膜とし
てＳｉＯ，２を形成し、コンタクト孔を開口した後、Ａ
ｌ膜３をスパッタ法により１μｍ程度の厚さに形成した
。この時、ＳｉＯ第２を５０００人〜１００００人の範
囲内で形成することで、後に示す第１図（４）の工程で
Ｓｔ、Ｃｕをイオン注入する際、前記５ｉＯｚ２がマス
クとなり、レジスト膜を形成しなくてもウェハ１にＳｉ
、Ｃｕがイオン注入されることを防ぐことができ、レジ
スト膜形成のための工程を簡略化することができる。
てＳｉＯ，２を形成し、コンタクト孔を開口した後、Ａ
ｌ膜３をスパッタ法により１μｍ程度の厚さに形成した
。この時、ＳｉＯ第２を５０００人〜１００００人の範
囲内で形成することで、後に示す第１図（４）の工程で
Ｓｔ、Ｃｕをイオン注入する際、前記５ｉＯｚ２がマス
クとなり、レジスト膜を形成しなくてもウェハ１にＳｉ
、Ｃｕがイオン注入されることを防ぐことができ、レジ
スト膜形成のための工程を簡略化することができる。
次に、第１図（２）に示す工程では、第１図（１）に示
す工程で得たＡｌ膜３の上に、フォトレジストを塗布し
、選択的にマスク４を形成した。
す工程で得たＡｌ膜３の上に、フォトレジストを塗布し
、選択的にマスク４を形成した。
次いで、第１図（３）に示す工程では、第１図（２）に
示す工程で得たウェハ１上のマスク４領域以外のＡｌ膜
３をＲＩＥによりエツチング除去し、Ａｌ配線を形成し
た。この時、マスク４を形成しているフォトレジストの
分解物がＡｌ膜３の側壁に保護膜を形成する。このため
、Ａｊ２膜３のサイドエッチ量を一定に保つことができ
、Ａｌ配線の形状が逆テーパ状になることが無いので、
半導体装置の平坦化が容易となる。また、配線の寸法安
定性を確保することができる。尚、エツチングは、塩素
系ガスを用い、出力１．５Ｗ／ｃ曹”、ｃｚ！流量２０
ｓｃｃｍ、ＢＣｊ！ｓ流量２０ｓｃｃｍ、Ｈｅ流量１３
００ｓｃｃｍ、圧力１３０ｐａの条件で２４０秒間行っ
た。
示す工程で得たウェハ１上のマスク４領域以外のＡｌ膜
３をＲＩＥによりエツチング除去し、Ａｌ配線を形成し
た。この時、マスク４を形成しているフォトレジストの
分解物がＡｌ膜３の側壁に保護膜を形成する。このため
、Ａｊ２膜３のサイドエッチ量を一定に保つことができ
、Ａｌ配線の形状が逆テーパ状になることが無いので、
半導体装置の平坦化が容易となる。また、配線の寸法安
定性を確保することができる。尚、エツチングは、塩素
系ガスを用い、出力１．５Ｗ／ｃ曹”、ｃｚ！流量２０
ｓｃｃｍ、ＢＣｊ！ｓ流量２０ｓｃｃｍ、Ｈｅ流量１３
００ｓｃｃｍ、圧力１３０ｐａの条件で２４０秒間行っ
た。
次に、第１図（４）に示す工程では、第１図（３）に示
す工程で得たウェハ表面に、／ｌ膜３に対して１％のＳ
ｔと１％のＣｕを含有することを目的として、Ｓｉ、Ｃ
ｕを共にドーズ量６ Ｘ １０ Ｉｆｆｃｖａ”エネル
ギー２００ＫｅＶでイオン注入し、ＡｌＳ−Ｃｕ合金５
からなる配線を形成した。
す工程で得たウェハ表面に、／ｌ膜３に対して１％のＳ
ｔと１％のＣｕを含有することを目的として、Ｓｉ、Ｃ
ｕを共にドーズ量６ Ｘ １０ Ｉｆｆｃｖａ”エネル
ギー２００ＫｅＶでイオン注入し、ＡｌＳ−Ｃｕ合金５
からなる配線を形成した。
尚、この後、第１図（１）ないしく４）に示す工程を繰
り返すことで、多層配線構造を有する半導体装置を得る
ことができる。
り返すことで、多層配線構造を有する半導体装置を得る
ことができる。
本実施例では、第１図（４）に示す工程で、合金元素と
して、ＳｉとＣｕをイオン注入したが、これに限らず、
Ｓｉ、Ｃｕを単独で注入して、ＡＰ−Ｓｉ合金、Ａｌ−
Ｃｕ合金からなる配線を形成しても良い。また、この他
、Ｔｉ、Ｐｂ等の合金元素を注入しても良（、またこれ
らを混合して注入しても良い。
して、ＳｉとＣｕをイオン注入したが、これに限らず、
Ｓｉ、Ｃｕを単独で注入して、ＡＰ−Ｓｉ合金、Ａｌ−
Ｃｕ合金からなる配線を形成しても良い。また、この他
、Ｔｉ、Ｐｂ等の合金元素を注入しても良（、またこれ
らを混合して注入しても良い。
そして、ＡＩＭに対して１％のＳｔと１％のＣＵを含有
するＡｌ−３ｉ−Ｃｕ合金を形成したが、合金元素のＡ
ｌ膜に対する含有量は、所望により０．１〜５．０％の
範囲内で任意に決定して良い。
するＡｌ−３ｉ−Ｃｕ合金を形成したが、合金元素のＡ
ｌ膜に対する含有量は、所望により０．１〜５．０％の
範囲内で任意に決定して良い。
また、第１図（４）に示す工程では、第１図（３）に示
す工程で得たウェハ表面に直接合金元素をイオン注入し
たが、合金元素がウェハ１にイオン注入されることを防
ぐ目的で、第１図（３）に示す工程で得たウェハ表面に
レジスト膜を塗布し、その後、Ａｌ膜３の表面が前記レ
ジスト膜から露出するまで、エッチバックし、次いで、
合金元素をイオン注入しても良い。そしてまた、前記レ
ジストとして、Ｓｉｎ、膜をＳＯＧ法で塗布することで
、ウェハ１へ合金元素がイオン注入されることを防止す
ると同時に半導体装置の平坦化を行うこともできる。
す工程で得たウェハ表面に直接合金元素をイオン注入し
たが、合金元素がウェハ１にイオン注入されることを防
ぐ目的で、第１図（３）に示す工程で得たウェハ表面に
レジスト膜を塗布し、その後、Ａｌ膜３の表面が前記レ
ジスト膜から露出するまで、エッチバックし、次いで、
合金元素をイオン注入しても良い。そしてまた、前記レ
ジストとして、Ｓｉｎ、膜をＳＯＧ法で塗布することで
、ウェハ１へ合金元素がイオン注入されることを防止す
ると同時に半導体装置の平坦化を行うこともできる。
本実施例では、第１図（１）に示す工程で、Ａｌ膜を形
成したが、当該Ａｌ膜に後の工程でエツチングする際に
合金元素が残留しない程度に、予め合金元素を導入して
おくことを妨げるものではない。
成したが、当該Ａｌ膜に後の工程でエツチングする際に
合金元素が残留しない程度に、予め合金元素を導入して
おくことを妨げるものではない。
以上説明したように本発明に係わる半導体装置の製造方
法によれば、半導体基板の絶縁股上にＡｌ膜を形成し、
このＡｌ膜をフォトレジストを用いてバターニングした
後に、当該Ａｌ配線に合金元素を導入して、前記配線を
Ａｌと合金元素との合金に改質することで、当該合金兄
事が半導体基板上に残留することなく、簡略化された工
程で、寸法安定性、信顛性、平坦性に優れた半導体装置
を製造することができる。
法によれば、半導体基板の絶縁股上にＡｌ膜を形成し、
このＡｌ膜をフォトレジストを用いてバターニングした
後に、当該Ａｌ配線に合金元素を導入して、前記配線を
Ａｌと合金元素との合金に改質することで、当該合金兄
事が半導体基板上に残留することなく、簡略化された工
程で、寸法安定性、信顛性、平坦性に優れた半導体装置
を製造することができる。
第１図は、本発明に係る半導体装置の製造工程を示す断
面図である。 図中、１はウェハ、２は５ｉＯｚ、３はＡｌ膜、４はマ
スク、５はＡｌ−３ｉ−Ｃｕ合金膜を示す。
面図である。 図中、１はウェハ、２は５ｉＯｚ、３はＡｌ膜、４はマ
スク、５はＡｌ−３ｉ−Ｃｕ合金膜を示す。
Claims (1)
- （１）半導体基板上に絶縁膜を介してＡｌ合金膜を形成
する工程を有する半導体装置の製造方法において、前記
絶縁膜上にＡｌ膜を形成する工程と、前記Ａｌ膜をフォ
トレジストを用いてパターニングする工程と、次いで、
パターニングされたＡｌ膜に合金元素を導入して当該Ａ
ｌ膜を合金化する工程と、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 |
|---|---|---|---|
| JP27707790A JPH04152528A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27707790A JPH04152528A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152528A true JPH04152528A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17578458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27707790A Pending JPH04152528A (ja) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04152528A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100452383C (zh) * | 2004-01-17 | 2009-01-14 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 在铝配线工艺中使用的半导体器件 |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP27707790A patent/JPH04152528A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100452383C (zh) * | 2004-01-17 | 2009-01-14 | 上海华虹Nec电子有限公司 | 在铝配线工艺中使用的半导体器件 |
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