JPH04188833A - Wiring formation method - Google Patents

Wiring formation method

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JPH04188833A
JPH04188833A JP31945990A JP31945990A JPH04188833A JP H04188833 A JPH04188833 A JP H04188833A JP 31945990 A JP31945990 A JP 31945990A JP 31945990 A JP31945990 A JP 31945990A JP H04188833 A JPH04188833 A JP H04188833A
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JP
Japan
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film
aluminum
wiring
deposited
hillocks
Prior art date
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Pending
Application number
JP31945990A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Mizumura
水村 章
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To avoid the formation of hillocks and voids by a method wherein a first aluminum film is deposited to be etched back while a second aluminum film is deposited on the first aluminum film to form a wiring pattern and then a passivation film is deposited on the whole surface. CONSTITUTION:An interlayer insulating film 11 is provided on a silicon substrate 10 and then a contact hole is made in the film 11 to expose an impurity diffused layer 10a. Next, the first aluminum film 12 deposited in the contact hole is heat-treated to bring the layer 10a into ohmic contact with the film 12. Next, the film 12 is etched back to be left in the contact hole. Next, a second aluminum film 14 is deposited on the films 12, 11 so as to pattern the aluminum wiring. Next, a passivation film 15 is deposited on the whole surface. Through these procedures, the whole body need not be heat-treated after the formation of the film 15 thereby enabling the formation of hillocks and voids due to the difference in the thermal expansion coefficient to be avoided.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、配線の形成方法に関し、更に詳しくは、半導
体装置の製造プロセスにおけるアルミニウム系配線の形
成方法に係わる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for forming wiring, and more particularly to a method for forming aluminum-based wiring in a manufacturing process of a semiconductor device.

[発明の概要] 本発明は、絶縁膜を隔てて下地配線とのコンタクトをと
る配線の形成方法において、 絶縁膜に形成した配線用開口部に第1のアルミニウム系
膜を堆積させる工程と、熱処理を施す工程と、前記第1
のアルミニウム系膜をエッチバックする工程と、エッチ
バックされた第1のアルミニウム系膜の上に第2のアル
ミニウム系膜を堆積する工程と、配線パターンを形成し
てパッシベーション膜を堆積させる工程とを備えたこと
により、パッシベーション膜とアルミニウム系配線の熱
膨張係数の差に起因するボイド、及びヒロックを軽減す
るようにしたものである。
[Summary of the Invention] The present invention provides a method for forming a wiring that makes contact with an underlying wiring across an insulating film, which includes a step of depositing a first aluminum-based film in a wiring opening formed in an insulating film, and a heat treatment. a step of applying said first
a step of etching back the aluminum-based film, a step of depositing a second aluminum-based film on the etched-back first aluminum-based film, and a step of forming a wiring pattern and depositing a passivation film. This reduces voids and hillocks caused by the difference in thermal expansion coefficient between the passivation film and the aluminum-based wiring.

[従来の技術] 従来、この種の配線の形成方法は、第2図に示すように
、先ず、シリコン基板1上に5iOz絶縁膜2を形成し
、次に、このS i Oを絶縁膜2にコンタクトホール
2aを開口してシリコン基板lに形成した不純物拡散層
1aを露出させる。次に、例えばバイアススパッタ法に
より、コンタクトホール2a内及びSin、絶縁膜2上
にアルミニウム膜3を形成した後、配線のパターニング
を行なう。そして、パターニングされたアルミニウム膜
3の上に例えばSiN系のパブンベーンヨン膜4をプラ
ズマCVDにより形成した後、不純物拡散層1aとアル
ミニウム膜3とのオーミックコンタクトを得る目的や、
デバイス中のダングリングボイドをなくすために、40
0〜430℃程度の温度を数十分間加える熱処理(水素
雰囲気中で行なう場合はシンターという)を行なってい
る。
[Prior Art] Conventionally, as shown in FIG. 2, in a method for forming this type of wiring, a 5iOz insulating film 2 is first formed on a silicon substrate 1, and then this S i O is formed as an insulating film 2. A contact hole 2a is opened to expose the impurity diffusion layer 1a formed in the silicon substrate l. Next, an aluminum film 3 is formed in the contact hole 2a and on the Sin and insulating film 2 by, for example, bias sputtering, and then wiring is patterned. Then, after forming, for example, a SiN-based paving film 4 on the patterned aluminum film 3 by plasma CVD, for the purpose of obtaining ohmic contact between the impurity diffusion layer 1a and the aluminum film 3,
In order to eliminate dangling voids in the device, 40
A heat treatment (called sintering when carried out in a hydrogen atmosphere) is performed by applying a temperature of about 0 to 430° C. for several minutes.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来の配線形成方法において
は、熱処理の際に、アルミニウム膜3とパッシベーショ
ン膜4との熱膨張係数の違い等による応力集中に起因し
て、第2図に示すような突起状のヒロック3aや、第3
図に示すようなボイド5を生じる問題点があった。特に
、ヒロックは、第2図に示すような縦方向ヒロック(パ
ーティカルヒロック)の他、配線の幅方向に突出する横
方向ヒロック(ラテラルヒロツタ)があり、このヒロッ
クにより他の配線とのショートを生じ、信頼性を阻害す
る。また、ボイドは、配線の断線等の原因となる問題点
を有している。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional wiring formation method, stress concentration due to the difference in thermal expansion coefficient between the aluminum film 3 and the passivation film 4 occurs during heat treatment. A protruding hillock 3a as shown in FIG.
There was a problem in that voids 5 as shown in the figure were generated. In particular, hillocks include vertical hillocks (particle hillocks) as shown in Figure 2, as well as lateral hillocks (lateral hillocks) that protrude in the width direction of the wiring, and these hillocks can cause short circuits with other wiring. and impede reliability. Further, voids have the problem of causing disconnection of wiring and the like.

また、ヒロックの発生を抑制する方法としては、アルミ
ニウム膜の表面に高融点金属もしくはTiSi等の高融
点金属化合物を被覆する方法があるが、製造工程が増加
する上、エツチングに困難か伴い、さらに、アルミニウ
ム膜の側面に高融点金属等を被覆性よく形成することが
困難であるため、側面におけるヒロック成長を抑えるこ
とができない問題点を有していた。
In addition, as a method to suppress the occurrence of hillocks, there is a method of coating the surface of the aluminum film with a high melting point metal or a high melting point metal compound such as TiSi, but this increases the number of manufacturing steps and is difficult to perform etching. However, since it is difficult to form a high melting point metal or the like on the side surfaces of the aluminum film with good coverage, there has been a problem in that hillock growth on the side surfaces cannot be suppressed.

本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たものであって、パッシベーション膜とアルミニウム系
配線間にヒロック及びボイドの生じない配線の形成方法
を得んとするものである。
The present invention was devised in view of these conventional problems, and aims to provide a method for forming wiring that does not cause hillocks or voids between the passivation film and the aluminum-based wiring.

[課題を解決するための手段] そこで、本発明は、絶縁膜に形成した配線用開口部に第
1のアルミニウム系膜を堆積させる工程と、熱処理を施
す工程と、前記第1のアルミニウム系膜をエッチバック
する工程と、エッチバックされた第1のアルミニウム系
膜の上に第2のアルミニウム系膜を堆積する工程と、配
線パターンを形成してパッシベーション膜を堆積させる
工程とを備えたことを、その解決方法としている。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention provides a step of depositing a first aluminum-based film in a wiring opening formed in an insulating film, a step of performing heat treatment, and a step of depositing a first aluminum-based film in an opening for wiring formed in an insulating film. , a step of depositing a second aluminum-based film on the etched-back first aluminum-based film, and a step of forming a wiring pattern and depositing a passivation film. , this is the solution.

[作用[ 第1のアルミニウム系膜堆積後に熱処理を施すことによ
り、下地配線等と第1のアルミニウム系膜との間のオー
ミックコンタクトを得ることができる。また、このとき
アルミニウム系膜中のAジ粒中でA[拡散が起りヒロッ
クが成長する。次のエッチバック工程により、前記ヒロ
ックが除去されると共に、第1のアルミニウム系膜が平
坦化される。第2のアルミニウム膜を堆積することによ
り、配線としての膜厚を備え、パターニングによりアル
ミニウム系配線が形成される。パッシベーション膜を堆
積した後は、熱処理が施されないため、ヒロック及びボ
イドの発生が回避される。
[Operation] By performing heat treatment after depositing the first aluminum-based film, ohmic contact can be obtained between the underlying wiring and the first aluminum-based film. Further, at this time, A diffusion occurs in the A grains in the aluminum-based film, and hillocks grow. In the next etch-back process, the hillocks are removed and the first aluminum-based film is planarized. By depositing the second aluminum film, the film has a thickness suitable for wiring, and by patterning, an aluminum-based wiring is formed. Since no heat treatment is performed after the passivation film is deposited, hillocks and voids are avoided.

[実施例] 以下、本発明に係る配線の形成方法の詳細を図面に示す
実施例に基づいて説明する。
[Example] Hereinafter, details of the method for forming wiring according to the present invention will be described based on an example shown in the drawings.

先ず、本実施例は、シリコン基板IO上に5iO7で成
る眉間絶縁膜11を形成し、周知の技術により層間絶縁
膜11にコンタクトホールllaを開口して、シリコン
基板IOに形成されている不純物拡散層10aを露出さ
せる。
First, in this example, a glabellar insulating film 11 made of 5iO7 is formed on a silicon substrate IO, and a contact hole lla is opened in the interlayer insulating film 11 using a well-known technique to diffuse impurities formed in the silicon substrate IO. Layer 10a is exposed.

そして、第1図Aに示すように、第1のアルミニウム膜
12を高温スパッタ法により、コンタクトホールIla
内が埋まる高さまで堆積させる。
Then, as shown in FIG. 1A, the first aluminum film 12 is formed into contact holes Ila by high-temperature sputtering.
Pile it up to a height that fills the inside.

次に、例えば430℃の温度で数十分間程度の熱処理(
シンター)を施し、不純物拡散層10aと第1のアルミ
ニウム膜12とのオーミックコンタクトをとる。このと
き、アルミニウム膜12の表面には、第1図Bに示すよ
うに、ヒロック12λが成長する。
Next, heat treatment (for example, at a temperature of 430°C for several tens of minutes)
sintering) to establish ohmic contact between the impurity diffusion layer 10a and the first aluminum film 12. At this time, hillocks 12λ grow on the surface of the aluminum film 12, as shown in FIG. 1B.

次に、第1図Cに示すように、第1のアルミニウム膜1
2の上に、レジスト(マスク材)を塗布して平坦にし、
エッチバックを行なって第1図Dに示すように、コンタ
クトホールIla内に上面が平坦なアルミニウム膜12
が残るようにする。
Next, as shown in FIG. 1C, the first aluminum film 1
Apply resist (mask material) on top of 2 and make it flat.
After etching back, an aluminum film 12 with a flat top surface is formed in the contact hole Ila as shown in FIG. 1D.
so that it remains.

次に、第1図Eに示すように、第1のアルミニウム膜1
2上及び眉間絶縁[11上に第2のアルミニウム膜I4
を、高温スバブタ法により、再び堆積させる。なお、こ
のように、高温スパッタを行なうことにより、アルミニ
ウム膜のグレインサイズを大きくし、耐マイグレーショ
ン性が向上する。
Next, as shown in FIG. 1E, the first aluminum film 1
2 and glabellar insulation [second aluminum film I4 on 11]
is deposited again by the high-temperature suvabutsu method. Note that by performing high-temperature sputtering in this manner, the grain size of the aluminum film is increased and migration resistance is improved.

その後、リソグラフィー技術及びエツチング技術を用い
て、アルミニウム配線のパターニングを行なう。
Thereafter, the aluminum wiring is patterned using lithography and etching techniques.

次いで、第1図Fに示すように、全面に例えばSiN系
のパッシベーション膜I5をプラズマCVD法により形
成する。
Next, as shown in FIG. 1F, a SiN-based passivation film I5, for example, is formed over the entire surface by plasma CVD.

以上、実施例について説明したが、本発明は、これに限
定されるものではなく、各種の設計変更が可能である。
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited thereto, and various design changes are possible.

例えば、上記実施例においては、フンタクトホールを介
して不純物拡散層とアルミニウム配線を接続させる例に
本発明を適用したが、多層配線構造における最上部の配
線の形成に本発明を適用しても勿論よい。
For example, in the above embodiment, the present invention is applied to an example in which an impurity diffusion layer and an aluminum wiring are connected through a contact hole, but the present invention may also be applied to forming the uppermost wiring in a multilayer wiring structure. Of course it's good.

また、上記実施例においては、第1のアルミニウム膜1
2を高温スパッタ法で形成したが、プラズマCVD法等
の他の手法で形成してもよい。
Further, in the above embodiment, the first aluminum film 1
2 was formed by high-temperature sputtering, but it may be formed by other methods such as plasma CVD.

さらに、上記実施例においては、パッシベーション膜と
してSiN系の膜を用いたが、これに限られず、プラズ
マ励起SiO膜、プラズマ励起TEO3膜、スパッタ5
iOt!i等を用いてもよい。
Further, in the above embodiments, a SiN-based film was used as the passivation film, but the passivation film is not limited to this, and may include a plasma-excited SiO film, a plasma-excited TEO3 film, a sputtered 5
iOt! i etc. may also be used.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明に係る配線の形
成方法によれば、パッシベーション膜形成後に熱処理を
施す必要がなくなり、パッシベーション膜とアルミニウ
ム系膜の熱膨張係数の差に起因するヒロック及びボイド
の発生を防止できる効果がある。
[Effects of the Invention] As is clear from the above explanation, according to the wiring formation method according to the present invention, there is no need to perform heat treatment after forming the passivation film, and the difference in thermal expansion coefficient between the passivation film and the aluminum film can be This has the effect of preventing the occurrence of hillocks and voids.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図A〜第1図Fは本発明に係る配線の形成方法の実
施例の各工程を示す断面図、第2図及び第3図は従来例
の断面図である。 11・・・層間絶縁膜、12.14・・・アルミニウム
膜、+2a・・・ヒロック、【5川パツシベーシヨン膜
。 110コンタクトホール 第1図B (T、  3乞 ′Vリ ) 第1図C (プ(2乞 1り’I) 第1図D (プc、iiり’1) 第1図F 4足来1夕11の1!汀面口 A走来1夕11の区な面図 第3図
1A to 1F are cross-sectional views showing each step of an embodiment of the wiring forming method according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of a conventional example. 11... Interlayer insulating film, 12.14... Aluminum film, +2a... Hillock, [5-river passivation film. 110 contact hole Figure 1 B (T, 3 'V') Figure 1 C (Pu (2 'I') Figure 1 D (P c, ii '1) Figure 1 F 4 feet 1st night 11th! Shimmenguchi A running from 1st night 11th sectional view Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)絶縁膜に形成した配線用開口部に第1のアルミニ
ウム系膜を堆積させる工程と、熱処理を施す工程と、前
記第1のアルミニウム系膜をエッチバックする工程と、
エッチバックされた第1のアルミニウム系膜の上に第2
のアルミニウム系膜を堆積する工程と、配線パターンを
形成してパッシベーション膜を堆積させる工程とを備え
たことを特徴とする配線の形成方法。
(1) a step of depositing a first aluminum-based film in a wiring opening formed in an insulating film, a step of performing heat treatment, and a step of etching back the first aluminum-based film;
A second layer is formed on the first aluminum film that has been etched back.
1. A method for forming wiring, comprising: a step of depositing an aluminum-based film; and a step of forming a wiring pattern and depositing a passivation film.
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