JPH04278541A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH04278541A JPH04278541A JP4039791A JP4039791A JPH04278541A JP H04278541 A JPH04278541 A JP H04278541A JP 4039791 A JP4039791 A JP 4039791A JP 4039791 A JP4039791 A JP 4039791A JP H04278541 A JPH04278541 A JP H04278541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- gold
- metal wiring
- semiconductor integrated
- integrated circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 49
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 39
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 10
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 16
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 6
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- ZWZLRIBPAZENFK-UHFFFAOYSA-J sodium;gold(3+);disulfite Chemical compound [Na+].[Au+3].[O-]S([O-])=O.[O-]S([O-])=O ZWZLRIBPAZENFK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- KJKKZSJXJPPWSI-UHFFFAOYSA-N n,6-dimethylhept-5-en-2-amine;1,5-dimethyl-2-phenylpyrazol-3-one;n-(4-hydroxyphenyl)acetamide;2,3,4,5-tetrahydroxyhexanedioic acid;2,2,2-trichloroethane-1,1-diol Chemical compound OC(O)C(Cl)(Cl)Cl.OC(O)C(Cl)(Cl)Cl.CNC(C)CCC=C(C)C.CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1.CN1C(C)=CC(=O)N1C1=CC=CC=C1.OC(=O)C(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O KJKKZSJXJPPWSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置の製
造方法に関し、特に金を用いた金属配線の製造方法に関
する。
造方法に関し、特に金を用いた金属配線の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の金を用いた金属配線の製造方法に
ついて、図９〜図１２に示す工程順の断面図を参照して
説明する。
ついて、図９〜図１２に示す工程順の断面図を参照して
説明する。
【０００３】まず、図９に示すように、半導体基板１０
１上に形成された層間絶縁膜１０２上に、厚さ０．１μ
ｍのチタン・タングステン合金，あるいは窒化チタニウ
ムから構成されるバリアメタル１０３と厚さ約０．０５
μｍの金，パラジウム等により構成される下地膜１０４
とを、既知の手法である直流マグネトロンスパッタ法に
より成膜パワー２〜１０ｋＷ，圧力５〜２０ｍＴｏｒｒ
の条件のもとで形成する。続いて、既知のリソグラフィ
ー技術，ドライエッチング技術を用いて、下地膜１０４
上に例えばレジスト，感光性ポリイミド，ドライフィル
ム等より構成される厚さ０．５〜２μｍのレジストパタ
ーン１０７ｂを形成する。
１上に形成された層間絶縁膜１０２上に、厚さ０．１μ
ｍのチタン・タングステン合金，あるいは窒化チタニウ
ムから構成されるバリアメタル１０３と厚さ約０．０５
μｍの金，パラジウム等により構成される下地膜１０４
とを、既知の手法である直流マグネトロンスパッタ法に
より成膜パワー２〜１０ｋＷ，圧力５〜２０ｍＴｏｒｒ
の条件のもとで形成する。続いて、既知のリソグラフィ
ー技術，ドライエッチング技術を用いて、下地膜１０４
上に例えばレジスト，感光性ポリイミド，ドライフィル
ム等より構成される厚さ０．５〜２μｍのレジストパタ
ーン１０７ｂを形成する。
【０００４】この際、バリアメタル１０３は、下地の層
間絶縁膜１０２に対しては密着性保護層となり、コンタ
クト部では拡散層あるいは多結晶シリコン等に対する拡
散防止膜として機能する。また、下地膜１０４は、バリ
アメタル１０３のメッキ液に対する保護層として機能す
るとともに、上下の膜の間の密着改善層として働く。
間絶縁膜１０２に対しては密着性保護層となり、コンタ
クト部では拡散層あるいは多結晶シリコン等に対する拡
散防止膜として機能する。また、下地膜１０４は、バリ
アメタル１０３のメッキ液に対する保護層として機能す
るとともに、上下の膜の間の密着改善層として働く。
【０００５】続いて、図１０に示すように、亜硫酸金ナ
トリウム，硫酸等により構成される金メッキ液を用いた
電解メッキ法により、メッキ温度５０〜７０℃，電流密
度１〜５ｍＡ／ｃｍ２ の条件のもとで、電解メッキを
行ない、レジストパターン１０７ｂの開口部のみに選択
的に、１〜２μｍの厚みを有する金メッキ膜１０５を形
成する。その後、有機溶剤を用いたウエット除去法，あ
るいはＯ２ プラズマを用いたアッシング法により、レ
ジストパターン１０７ｂを除去する。
トリウム，硫酸等により構成される金メッキ液を用いた
電解メッキ法により、メッキ温度５０〜７０℃，電流密
度１〜５ｍＡ／ｃｍ２ の条件のもとで、電解メッキを
行ない、レジストパターン１０７ｂの開口部のみに選択
的に、１〜２μｍの厚みを有する金メッキ膜１０５を形
成する。その後、有機溶剤を用いたウエット除去法，あ
るいはＯ２ プラズマを用いたアッシング法により、レ
ジストパターン１０７ｂを除去する。
【０００６】引き続いて、図１１に示すように、王水，
塩酸，過酸化水素水等を用いたウエットエッチング法，
アルゴンを用いたイオンミリング法，ＣＦ４，ＳＦ６
等のガスを用いた反応性イオンエッチング法といった既
知の手法を用いて、バリアメタル１０３，下地膜１０４
の各層を除去することにより、バリアメタル／金もしく
はパラジウム／金メッキ膜の積層構造の金属配線を形成
する。
塩酸，過酸化水素水等を用いたウエットエッチング法，
アルゴンを用いたイオンミリング法，ＣＦ４，ＳＦ６
等のガスを用いた反応性イオンエッチング法といった既
知の手法を用いて、バリアメタル１０３，下地膜１０４
の各層を除去することにより、バリアメタル／金もしく
はパラジウム／金メッキ膜の積層構造の金属配線を形成
する。
【０００７】この金属配線は、金がアルミニウムと比較
して低い電気抵抗，高い融点，高エレクトロマイグレー
ション耐性，高ストレスマイグレーション耐性，高い化
学的安定性等を有していることから、特にバイポーラ系
半導体集積回路装置における動作高速化，長期信頼性の
向上に対して有効な構造を有している。
して低い電気抵抗，高い融点，高エレクトロマイグレー
ション耐性，高ストレスマイグレーション耐性，高い化
学的安定性等を有していることから、特にバイポーラ系
半導体集積回路装置における動作高速化，長期信頼性の
向上に対して有効な構造を有している。
【０００８】最後に、図１２に示すように、前述の金属
配線表面に、シリコン窒化膜０．５〜１．０μｍ，もし
くはシリコン窒化膜０．１μｍおよびポリイミド膜０．
９μｍから構成される第２の層間絶縁膜１０９を、既知
の技術であるＳｉＨ４ ，ＮＨ３ 等を反応ガスとして
用いた低圧プラズマＣＶＤ法，もしくは低圧プラズマＣ
ＶＤ法および回転塗布法により、形成していた。
配線表面に、シリコン窒化膜０．５〜１．０μｍ，もし
くはシリコン窒化膜０．１μｍおよびポリイミド膜０．
９μｍから構成される第２の層間絶縁膜１０９を、既知
の技術であるＳｉＨ４ ，ＮＨ３ 等を反応ガスとして
用いた低圧プラズマＣＶＤ法，もしくは低圧プラズマＣ
ＶＤ法および回転塗布法により、形成していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の金を用
いた金属配線の製造方法には、以下に示す欠点がある。 （１）金に対して良好な密着性の得られる層間絶縁膜は
、プラズマＣＶＤ法により形成したシリコン窒化膜しか
ない。これの比誘電率は酸化膜系の層間絶縁膜に比較し
て高く、層間容量の増加をもたらす。このため、金配線
使用の利点である半導体集積回路の動作高速化が出来な
い。 （２）使用しうる層間絶縁膜がプラズマ窒化膜のみに限
られるため、形成プロセス上の制約が多くなり、各種の
半導体集積回路装置に展開することが難かしい。
いた金属配線の製造方法には、以下に示す欠点がある。 （１）金に対して良好な密着性の得られる層間絶縁膜は
、プラズマＣＶＤ法により形成したシリコン窒化膜しか
ない。これの比誘電率は酸化膜系の層間絶縁膜に比較し
て高く、層間容量の増加をもたらす。このため、金配線
使用の利点である半導体集積回路の動作高速化が出来な
い。 （２）使用しうる層間絶縁膜がプラズマ窒化膜のみに限
られるため、形成プロセス上の制約が多くなり、各種の
半導体集積回路装置に展開することが難かしい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置の製造方法は、バリアメタル，導電材料からなる下
地膜，および金から構成される導電膜層を形成する工程
と、導電膜層上にエッチング用のマスクに用いる膜を形
成し、この膜の不用部分を除去してこの膜からなるマス
ク膜を形成する工程と、マスク膜を用いて導電膜層の不
用部分を除去し、金属配線を形成する工程と、マスク膜
を除去せずに金属配線の側壁部に被覆膜を形成する工程
と、を有している。
装置の製造方法は、バリアメタル，導電材料からなる下
地膜，および金から構成される導電膜層を形成する工程
と、導電膜層上にエッチング用のマスクに用いる膜を形
成し、この膜の不用部分を除去してこの膜からなるマス
ク膜を形成する工程と、マスク膜を用いて導電膜層の不
用部分を除去し、金属配線を形成する工程と、マスク膜
を除去せずに金属配線の側壁部に被覆膜を形成する工程
と、を有している。
【００１１】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１〜図４は、本発明の第１の実施例を説明するた
めの工程順の断面図である。
る。図１〜図４は、本発明の第１の実施例を説明するた
めの工程順の断面図である。
【００１２】まず、図１に示すように、半導体基板１０
１上に、例えば熱酸化，熱窒化，ＣＶＤ等の既知の手法
を用いたシリコン酸化膜，あるいはシリコン窒化膜によ
り、膜厚０．３〜０．５μｍの層間絶縁膜１０２を形成
する。次に、層間絶縁膜１０２上に、厚さ０．１〜０．
２μｍのチタン・タングステン合金，あるいは窒化チタ
ニウムから構成されるバリアメタル１０３を形成する。 チタン・タングステン合金は、既知の手法である直流マ
グネトロンスパッタ法により成膜パワー１〜１０ｋＷ，
圧力５〜２０ｍＴｏｒｒの条件のもとで形成され、タン
グステンにチタニウムが５〜２０％含有されている。窒
化チタニウムは、窒素ガスを用いた反応性スパッタが用
いられる。さらに同様の手法を用いて、バリアメタル１
０３上に、金，パラジウム等により構成される下地膜１
０４を約０．０５μｍの厚さで形成する。
１上に、例えば熱酸化，熱窒化，ＣＶＤ等の既知の手法
を用いたシリコン酸化膜，あるいはシリコン窒化膜によ
り、膜厚０．３〜０．５μｍの層間絶縁膜１０２を形成
する。次に、層間絶縁膜１０２上に、厚さ０．１〜０．
２μｍのチタン・タングステン合金，あるいは窒化チタ
ニウムから構成されるバリアメタル１０３を形成する。 チタン・タングステン合金は、既知の手法である直流マ
グネトロンスパッタ法により成膜パワー１〜１０ｋＷ，
圧力５〜２０ｍＴｏｒｒの条件のもとで形成され、タン
グステンにチタニウムが５〜２０％含有されている。窒
化チタニウムは、窒素ガスを用いた反応性スパッタが用
いられる。さらに同様の手法を用いて、バリアメタル１
０３上に、金，パラジウム等により構成される下地膜１
０４を約０．０５μｍの厚さで形成する。
【００１３】バリアメタル１０３は、下地の層間絶縁膜
１０２に対しては密着性保護層となり、コンタクト部で
は拡散層あるいは多結晶シリコン等に対する拡散防止膜
として機能する。また、下地膜１０４は、バリアメタル
１０３のメッキ液に対する保護層として機能するととも
に、上下の膜の間の密着改善層として働く。
１０２に対しては密着性保護層となり、コンタクト部で
は拡散層あるいは多結晶シリコン等に対する拡散防止膜
として機能する。また、下地膜１０４は、バリアメタル
１０３のメッキ液に対する保護層として機能するととも
に、上下の膜の間の密着改善層として働く。
【００１４】次に、亜硫酸金ナトリウム，硫酸等により
構成される金メッキ液を用いた電解メッキ法により、メ
ッキ温度５０〜７０℃，電流密度１〜５ｍＡ／ｃｍ２
の条件のもとで、電解メッキを行ない、膜厚０．５〜２
μｍの金メッキ膜１０５を、下地膜１０４上全面に形成
する。この段階で、３層の膜からなる導電膜層の形成が
完了する。
構成される金メッキ液を用いた電解メッキ法により、メ
ッキ温度５０〜７０℃，電流密度１〜５ｍＡ／ｃｍ２
の条件のもとで、電解メッキを行ない、膜厚０．５〜２
μｍの金メッキ膜１０５を、下地膜１０４上全面に形成
する。この段階で、３層の膜からなる導電膜層の形成が
完了する。
【００１５】続いて、図２に示すように、シリコン窒化
膜より構成される膜厚０．５〜１μｍのマスク膜１０６
を、ＳｉＨ４ ，ＮＨ３ ，Ｎ２ の各ガスを用いた基
板温度２５０〜３５０℃，圧力０．１〜１０ｍＴｏｒｒ
，パワー０．３〜２ｋＷの条件下での低圧プラズマＣＶ
Ｄ法により、金メッキ膜１０５上全面に形成する。次に
、既知の技術であるｇ線あるいはｉ線を用いたフォトリ
ソグラフィー法により、マスク膜１０６上にレジストパ
ターン１０７ａを形成する。その後、ＣＦ４ ，あるい
はＳＦ６ ガスを用いたドライエッチング法により、マ
スク膜１０６の不用部分を除去し、さらに、レジストパ
ターン１０７ａを、有機溶剤を用いたウエット除去法あ
るいはＯ２ プラズマを用いたアッシング法により除去
する。
膜より構成される膜厚０．５〜１μｍのマスク膜１０６
を、ＳｉＨ４ ，ＮＨ３ ，Ｎ２ の各ガスを用いた基
板温度２５０〜３５０℃，圧力０．１〜１０ｍＴｏｒｒ
，パワー０．３〜２ｋＷの条件下での低圧プラズマＣＶ
Ｄ法により、金メッキ膜１０５上全面に形成する。次に
、既知の技術であるｇ線あるいはｉ線を用いたフォトリ
ソグラフィー法により、マスク膜１０６上にレジストパ
ターン１０７ａを形成する。その後、ＣＦ４ ，あるい
はＳＦ６ ガスを用いたドライエッチング法により、マ
スク膜１０６の不用部分を除去し、さらに、レジストパ
ターン１０７ａを、有機溶剤を用いたウエット除去法あ
るいはＯ２ プラズマを用いたアッシング法により除去
する。
【００１６】引き続いて、図３に示すように、マスク膜
１０６をエッチング用のマスクに用い、既知の技術であ
るアルゴンガスを用いたイオンミリング法により、金メ
ッキ膜１０５，金あるいはパラジウムからなる下地膜１
０４，およびバリアメタル膜１０３の不用部分を順次エ
ッチング除去し、３層の膜からなる導電膜層による金属
配線を形成する。
１０６をエッチング用のマスクに用い、既知の技術であ
るアルゴンガスを用いたイオンミリング法により、金メ
ッキ膜１０５，金あるいはパラジウムからなる下地膜１
０４，およびバリアメタル膜１０３の不用部分を順次エ
ッチング除去し、３層の膜からなる導電膜層による金属
配線を形成する。
【００１７】この際、マスク膜１０６もイオンミリング
されるため、膜厚が減少する。金メッキ膜１０５，下地
膜１０４，およびバリアメタル膜１０３の不用部分が完
全に除去された段階でのマスク膜１０６の膜厚が０．０
５〜０．１μｍ程度残るように、マスク膜１０６の膜厚
の初期設定，イオンミリング条件の設定を行なう必要が
ある。
されるため、膜厚が減少する。金メッキ膜１０５，下地
膜１０４，およびバリアメタル膜１０３の不用部分が完
全に除去された段階でのマスク膜１０６の膜厚が０．０
５〜０．１μｍ程度残るように、マスク膜１０６の膜厚
の初期設定，イオンミリング条件の設定を行なう必要が
ある。
【００１８】最後に、図４に示すように、層間絶縁膜１
０２に対する密着性が良く，かつ金との反応性が低い材
料からなる膜を全面に堆積した後、反応性イオンエッチ
ングによる異方性エッチバックを行ない、被覆膜１０８
として上述の金属配線の側壁部のみに残留形成する。被
覆膜１０８の膜厚は０．０５〜０．１μｍであり、これ
の構成材料は、例えば、チタン・タングステン合金，あ
るいは窒化チタニウム等である。また、被覆膜１０８の
成膜条件はバリアメタル１０３の成膜条件と同じである
。反応性イオンエッチングによる異方性エッチバックは
、エッチングガスとしてＣＦ４ ，ＳＦ６ ，ＣＣｌ４
を用い、パワー２００〜５００Ｗ，圧力１０−１〜１
０−４Ｔｏｒｒの条件のもとで行なう。
０２に対する密着性が良く，かつ金との反応性が低い材
料からなる膜を全面に堆積した後、反応性イオンエッチ
ングによる異方性エッチバックを行ない、被覆膜１０８
として上述の金属配線の側壁部のみに残留形成する。被
覆膜１０８の膜厚は０．０５〜０．１μｍであり、これ
の構成材料は、例えば、チタン・タングステン合金，あ
るいは窒化チタニウム等である。また、被覆膜１０８の
成膜条件はバリアメタル１０３の成膜条件と同じである
。反応性イオンエッチングによる異方性エッチバックは
、エッチングガスとしてＣＦ４ ，ＳＦ６ ，ＣＣｌ４
を用い、パワー２００〜５００Ｗ，圧力１０−１〜１
０−４Ｔｏｒｒの条件のもとで行なう。
【００１９】これにより、金を主材料とした金属配線は
、プラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜（
以下、プラズマ窒化膜と記す）をマスク膜１０６として
のみの最小限の使用にとどめながら、形成される。それ
にもかかわらず本実施例の構造をとることにより、多く
の種類の絶縁膜が、良好な密着性を保持して、この金属
配線の表面を覆うことができる。このため、従来の製造
上の制約を受けなくなる。また、この金属配線を覆う層
間絶縁膜に、プラズマ窒化膜よりも低比誘電率を有する
材料を使用することにより、容量が低減され、高速動作
化が可能となる。
、プラズマＣＶＤ法により形成されたシリコン窒化膜（
以下、プラズマ窒化膜と記す）をマスク膜１０６として
のみの最小限の使用にとどめながら、形成される。それ
にもかかわらず本実施例の構造をとることにより、多く
の種類の絶縁膜が、良好な密着性を保持して、この金属
配線の表面を覆うことができる。このため、従来の製造
上の制約を受けなくなる。また、この金属配線を覆う層
間絶縁膜に、プラズマ窒化膜よりも低比誘電率を有する
材料を使用することにより、容量が低減され、高速動作
化が可能となる。
【００２０】本実施例に係わる製造方法は、ＭＯＳ，バ
イポーラ，Ｂｉ−ＣＭＯＳ等の半導体集積回路装置の種
類にかかわらず、適用することが可能である。
イポーラ，Ｂｉ−ＣＭＯＳ等の半導体集積回路装置の種
類にかかわらず、適用することが可能である。
【００２１】次に、図５〜図８に示す工程順の断面図を
参照して、本発明の第２の実施例を説明する。本実施例
と第１の実施例の相違点は、マスク膜の構成材料である
。
参照して、本発明の第２の実施例を説明する。本実施例
と第１の実施例の相違点は、マスク膜の構成材料である
。
【００２２】まず、図５に示すよるに、第１の実施例と
同様に、半導体基板１０１上に、例えばシリコン酸化膜
，あるいはシリコン窒化膜により、膜厚０．３〜０．５
μｍの層間絶縁膜１０２を形成する。次に、層間絶縁膜
１０２上に、厚さ０．１〜０．２μｍのチタン・タング
ステン合金，あるいは窒化チタニウムから構成されるバ
リアメタル１０３を形成する。さらにバリアメタル１０
３上に、金，パラジウム等により構成される下地膜１０
４を約０．０５μｍの厚さで形成する。次に、、金の電
解メッキを行ない、膜厚０．５〜２μｍの金メッキ膜１
０５を、下地膜１０４上全面に形成する。この段階で、
３層の膜からなる導電膜層の形成が完了する。
同様に、半導体基板１０１上に、例えばシリコン酸化膜
，あるいはシリコン窒化膜により、膜厚０．３〜０．５
μｍの層間絶縁膜１０２を形成する。次に、層間絶縁膜
１０２上に、厚さ０．１〜０．２μｍのチタン・タング
ステン合金，あるいは窒化チタニウムから構成されるバ
リアメタル１０３を形成する。さらにバリアメタル１０
３上に、金，パラジウム等により構成される下地膜１０
４を約０．０５μｍの厚さで形成する。次に、、金の電
解メッキを行ない、膜厚０．５〜２μｍの金メッキ膜１
０５を、下地膜１０４上全面に形成する。この段階で、
３層の膜からなる導電膜層の形成が完了する。
【００２３】続いて、図６に示すように、チタン・タン
グステン合金より構成されるマスク膜１１６を、金メッ
キ膜１０５表面に形成する。マスク膜１１６は、直流マ
グネトロンスパッタ法によるパワー１〜１０ｋＷ，圧力
２〜２０ｍＴｏｒｒの条件のもとで形成される。次に、
既知の技術であるｇ線あるいはｉ線を用いたフォトリソ
グラフィー法により、マスク膜１１６上にレジストパタ
ーン１０７ａを形成する。その後、ＣＦ４ ，あるいは
ＳＦ６ ガスを用いたドライエッチング法により、マス
ク膜１０６の不用部分を除去し、さらに、レジストパタ
ー１０７ａを、有機溶剤を用いたウエット除去法あるい
はＯ２プラズマを用いたアッシング法により除去する。
グステン合金より構成されるマスク膜１１６を、金メッ
キ膜１０５表面に形成する。マスク膜１１６は、直流マ
グネトロンスパッタ法によるパワー１〜１０ｋＷ，圧力
２〜２０ｍＴｏｒｒの条件のもとで形成される。次に、
既知の技術であるｇ線あるいはｉ線を用いたフォトリソ
グラフィー法により、マスク膜１１６上にレジストパタ
ーン１０７ａを形成する。その後、ＣＦ４ ，あるいは
ＳＦ６ ガスを用いたドライエッチング法により、マス
ク膜１０６の不用部分を除去し、さらに、レジストパタ
ー１０７ａを、有機溶剤を用いたウエット除去法あるい
はＯ２プラズマを用いたアッシング法により除去する。
【００２４】引き続いて、図７に示すように、マスク膜
１１６をエッチング用のマスクに用い、既知の技術であ
るアルゴンガスを用いたイオンミリング法，およびＣＦ
４ あるいはＳＦ６ ガスを用いた反応性イオンエッチ
ング法を組み合わせた２段階エッチング法，あるいは王
水，塩酸，過酸化水素水等を用いたウエットエッチング
法により、金メッキ膜１０５，金あるいはパラジウムか
らなる下地膜１０４，およびバリアメタル膜１０３の不
用部分を順次エッチング除去し、３層の膜からなる導電
膜層による金属配線を形成する。
１１６をエッチング用のマスクに用い、既知の技術であ
るアルゴンガスを用いたイオンミリング法，およびＣＦ
４ あるいはＳＦ６ ガスを用いた反応性イオンエッチ
ング法を組み合わせた２段階エッチング法，あるいは王
水，塩酸，過酸化水素水等を用いたウエットエッチング
法により、金メッキ膜１０５，金あるいはパラジウムか
らなる下地膜１０４，およびバリアメタル膜１０３の不
用部分を順次エッチング除去し、３層の膜からなる導電
膜層による金属配線を形成する。
【００２５】このエッチングの際、マスク膜１１６もエ
ッチングされるため、膜厚が減少する。金メッキ膜１０
５，下地膜１０４，およびバリアメタル膜１０３の不用
部分が完全に除去された段階でのマスク膜１１６の膜厚
が０．０５〜０．１μｍ程度残るように、マスク膜１０
６の膜厚の初期設定，エッチング条件の設定を行なう必
要がある。
ッチングされるため、膜厚が減少する。金メッキ膜１０
５，下地膜１０４，およびバリアメタル膜１０３の不用
部分が完全に除去された段階でのマスク膜１１６の膜厚
が０．０５〜０．１μｍ程度残るように、マスク膜１０
６の膜厚の初期設定，エッチング条件の設定を行なう必
要がある。
【００２６】最後に、図８に示すように、層間絶縁膜１
０２に対する密着性が良く，かつ金との反応性が低い材
料からなる膜を全面に堆積した後、反応性イオンエッチ
ングによる異方性エッチバックを行ない、被覆膜１０８
として上述の金属配線の側壁部のみに残留形成する。被
覆膜１０８の膜厚は０．０５〜０．１μｍであり、これ
の構成材料は、例えば、チタン・タングステン合金，あ
るいは窒化チタニウム等である。また、被覆膜１０８の
成膜条件，エッチバック条件は、第１の実施例と同じで
ある。
０２に対する密着性が良く，かつ金との反応性が低い材
料からなる膜を全面に堆積した後、反応性イオンエッチ
ングによる異方性エッチバックを行ない、被覆膜１０８
として上述の金属配線の側壁部のみに残留形成する。被
覆膜１０８の膜厚は０．０５〜０．１μｍであり、これ
の構成材料は、例えば、チタン・タングステン合金，あ
るいは窒化チタニウム等である。また、被覆膜１０８の
成膜条件，エッチバック条件は、第１の実施例と同じで
ある。
【００２７】これにより、金を主材料とした金属配線は
、プラズマ窒化膜を使用することなく、形成される。 それにもかかわらず本実施例の構造をとることにより、
多くの種類の絶縁膜が、良好な密着性を保持して、この
金属配線の表面を覆うことができる。このため、従来の
製造上の制約を受けなくなる。また、この金属配線を覆
う層間絶縁膜に、プラズマ窒化膜よりも低比誘電率を有
する材料を使用することにより、容量が低減され、高速
動作化が可能となる。
、プラズマ窒化膜を使用することなく、形成される。 それにもかかわらず本実施例の構造をとることにより、
多くの種類の絶縁膜が、良好な密着性を保持して、この
金属配線の表面を覆うことができる。このため、従来の
製造上の制約を受けなくなる。また、この金属配線を覆
う層間絶縁膜に、プラズマ窒化膜よりも低比誘電率を有
する材料を使用することにより、容量が低減され、高速
動作化が可能となる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体集積
回路装置の製造方法は、金を主材料とする金属配線の形
成において、金と密着性の優れた絶縁膜もしくは金属膜
を金の上面および側壁形成することにより、金属配線を
覆う層間絶縁膜に対する制約が解消される。このため、
半導体集積回路の動作高速化，長期信頼性の向上につな
がる材料を層間絶縁膜として選択することが可能になる
。さらに、本発明を各種の半導体集積回路装置に展開す
ることが可能になる。
回路装置の製造方法は、金を主材料とする金属配線の形
成において、金と密着性の優れた絶縁膜もしくは金属膜
を金の上面および側壁形成することにより、金属配線を
覆う層間絶縁膜に対する制約が解消される。このため、
半導体集積回路の動作高速化，長期信頼性の向上につな
がる材料を層間絶縁膜として選択することが可能になる
。さらに、本発明を各種の半導体集積回路装置に展開す
ることが可能になる。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図２】本発明の第１の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図３】本発明の第１の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図４】本発明の第１の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図５】本発明の第２の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図６】本発明の第２の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図７】本発明の第２の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図８】本発明の第２の実施例を説明するための断面図
である。
である。
【図９】従来の半導体集積回路装置の製造方法を説明す
るための断面図である。
るための断面図である。
【図１０】従来の半導体集積回路装置の製造方法を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図１１】従来の半導体集積回路装置の製造方法を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
【図１２】従来の半導体集積回路装置の製造方法を説明
するための断面図である。
するための断面図である。
１０１ 半導体基板
１０２ 層間絶縁膜
１０３ バリアメタル
１０４ 下地膜
１０５ 金メッキ膜
１０６，１１６ マスク膜
１０７ａ，１０７ｂ レジストパターン１０８
被覆膜 １０９ 第２の層間絶縁膜
被覆膜 １０９ 第２の層間絶縁膜
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体集積回路装置において、バリア
メタル，導電材料からなる下地膜，および金から構成さ
れる導電膜層を形成する工程と、前記導電膜層上にエッ
チング用のマスクに用いる膜を形成し、前記膜の不用部
分を除去して前記膜からなるマスク膜を形成する工程と
、前記マスク膜を用いて前記導電膜層の不用部分を除去
し、金属配線を形成する工程と、前記マスク膜を除去せ
ずに前記金属配線の側壁部に被覆膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。 - 【請求項２】 前記マスク膜が絶縁膜からなることを
特徴とする請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方
法。 - 【請求項３】 前記マスク膜が金属膜からなることを
特徴とする請求項１記載の半導体集積回路装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4039791A JPH04278541A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4039791A JPH04278541A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04278541A true JPH04278541A (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=12579536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4039791A Pending JPH04278541A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04278541A (ja) |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP4039791A patent/JPH04278541A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2002009150A (ja) | 半導体装置、その製造方法及び製造装置 | |
| JPH01503021A (ja) | シリコンウエハ内に貫通導体を形成する為の平担化方法 | |
| JP2701751B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6413438B1 (en) | Method of forming via hole by dry etching | |
| JPH10326830A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5252177A (en) | Method for forming a multilayer wiring of a semiconductor device | |
| JPH02306631A (ja) | 半導体装置の銅配線形成方法 | |
| JPH04278541A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| JPS61214538A (ja) | 配線構造体の製造方法 | |
| JPH10209276A (ja) | 配線形成方法 | |
| KR100187685B1 (ko) | 반도체 소자의 금속층 형성 방법 | |
| CN108281381B (zh) | 一种半导体互连结构的制备方法 | |
| KR950003221B1 (ko) | 반도체장치 제조방법 | |
| JPH05206083A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR19990004947A (ko) | 반도체 장치의 금속 배선 형성 방법 | |
| KR100192173B1 (ko) | 반도체 소자의 텅스텐 플러그 형성방법 | |
| JPH0799199A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04196429A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| JP2002134477A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0945771A (ja) | 半導体集積回路の製造方法 | |
| JPH05211242A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH08330422A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH11176935A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61289648A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06236931A (ja) | 配線構造及びその製造方法 |