JPH0494542A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0494542A JPH0494542A JP21321090A JP21321090A JPH0494542A JP H0494542 A JPH0494542 A JP H0494542A JP 21321090 A JP21321090 A JP 21321090A JP 21321090 A JP21321090 A JP 21321090A JP H0494542 A JPH0494542 A JP H0494542A
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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、半導体装置に関し、特に配線構造に関する。
本発明は、金属メッキ配線層を有する半導体装置に於て
、該金属メッキ配線表面に、少なくとも一種類以上の無
電解金属メッキ層が形成されており、又、該無電解メッ
キＲ’＋の一部が、酸化物、窒化物、硼化物層を形成し
ていることにより、金属メッキ層と」二層絶縁膜との密
着性を大幅に向上させ、且つ、金属メッキ配線自身の耐
酸化性、耐薬品性、耐マイグレーシヨン特性を大幅に改
善するものである。
、該金属メッキ配線表面に、少なくとも一種類以上の無
電解金属メッキ層が形成されており、又、該無電解メッ
キＲ’＋の一部が、酸化物、窒化物、硼化物層を形成し
ていることにより、金属メッキ層と」二層絶縁膜との密
着性を大幅に向上させ、且つ、金属メッキ配線自身の耐
酸化性、耐薬品性、耐マイグレーシヨン特性を大幅に改
善するものである。
第２図は従来の半導体装置の概略断面図である。
２０１は半導体基板、２０２はＬＯＣＯ３，２゜３はゲ
ート膜、２０４はゲート電極、２０５は低温度拡散層、
２０６はサイドウオール酸化膜、２０７は高滴度拡散層
、２０８は第２フイールド酸化膜を示す。コンタクトエ
ッチ後、バリアメタル２０９を、メッキ電極として、Ａ
ｕメッキ配線２１０を形成し、レジストハクリ後、メッ
キ配線部以外のバリアメタルを除去する。続いて、例え
ばプラズマＴＥＯ８酸化膜２１１等の、眉間膜を形成し
ていた。しかし、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのような配線と、酸
化１模との密着性は非常に悪く、２１２のような膜ハガ
レ、又は、２１３のようなりラックが発生し、現実的に
原動が不可能であった。例えば、プラズマ窒化膜等で、
密着性を上げることは可能であるが、誘電率が高く、層
間容量の増加につながり、高速ＩＣプロセスとしては、
採用できないという問題があった。
ート膜、２０４はゲート電極、２０５は低温度拡散層、
２０６はサイドウオール酸化膜、２０７は高滴度拡散層
、２０８は第２フイールド酸化膜を示す。コンタクトエ
ッチ後、バリアメタル２０９を、メッキ電極として、Ａ
ｕメッキ配線２１０を形成し、レジストハクリ後、メッ
キ配線部以外のバリアメタルを除去する。続いて、例え
ばプラズマＴＥＯ８酸化膜２１１等の、眉間膜を形成し
ていた。しかし、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕのような配線と、酸
化１模との密着性は非常に悪く、２１２のような膜ハガ
レ、又は、２１３のようなりラックが発生し、現実的に
原動が不可能であった。例えば、プラズマ窒化膜等で、
密着性を上げることは可能であるが、誘電率が高く、層
間容量の増加につながり、高速ＩＣプロセスとしては、
採用できないという問題があった。
本発明は、配線間容量を大きくしないで、配線と絶縁１
摸との密着性を向上させ、且つ、金属メッキ配線の耐酸
化性、耐食性、耐マイグレーシヨン特性を大幅に向上さ
せることにある。
摸との密着性を向上させ、且つ、金属メッキ配線の耐酸
化性、耐食性、耐マイグレーシヨン特性を大幅に向上さ
せることにある。
本発明は、金属メッキ表面に、他の無電解金属メッキ層
を形成することにより、又、該無電解メッキ層を、酸化
、窒化、硼化することにある。
を形成することにより、又、該無電解メッキ層を、酸化
、窒化、硼化することにある。
金属メッキ配線層は、ＡｕやＡｇ、Ｃｕのような低比抵
抗材料が多いが、いずれも酸化膜とは、密着性が乏しい
、窒化膜とは良いが、誘電率が６〜７と大きく、配線間
容量が大きい上、ストレスによるマイグレーションの劣
化という問題もある。
抗材料が多いが、いずれも酸化膜とは、密着性が乏しい
、窒化膜とは良いが、誘電率が６〜７と大きく、配線間
容量が大きい上、ストレスによるマイグレーションの劣
化という問題もある。
Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕメッキ上に、Ｒｕ、 Ｔｉ、 Ｎ
ｉ、 Ｗ、 Ｃｒのような酸化物、窒化物、硼化物
形成金属を無電解メッキすることにより、ＳｉＯ２膜と
の密着性を向上せしめ、メッキ後、それらを酸化、窒化
、硼化することにより、さらに密着性を向上でき、且つ
、マイグレーション、耐薬品性、耐酸化性を改善できる
。
ｉ、 Ｗ、 Ｃｒのような酸化物、窒化物、硼化物
形成金属を無電解メッキすることにより、ＳｉＯ２膜と
の密着性を向上せしめ、メッキ後、それらを酸化、窒化
、硼化することにより、さらに密着性を向上でき、且つ
、マイグレーション、耐薬品性、耐酸化性を改善できる
。
以下に本発明を実施例で説明していく。
１）１０１は半導体基盤、１０２はＬＯＣＯ３，１０３
はＧａｔｅ膜、１０４はＷｐｏｌｙ ｃｉｄｅ電極、
１０５は低濃度拡散層、１０６はサイドウオール膜、１
０７は高濃度拡散層であり、１０８は第２フイールド膜
を示す。
はＧａｔｅ膜、１０４はＷｐｏｌｙ ｃｉｄｅ電極、
１０５は低濃度拡散層、１０６はサイドウオール膜、１
０７は高濃度拡散層であり、１０８は第２フイールド膜
を示す。
コンタクトエッチ後、先ずＴｉＮ／Ｔｉを１０００Ａ／
２０ＯＡスパツタで形成し、０２プラズマ中で３０秒処
理し、バリア性を向上させた後、メッキ用電極としてＰ
ｔ ／ Ｔ ｉを１００ＯＡ／２００人スパッタで形
成する。続いて、配線部以外をレジストで形成し、Ａｕ
メッキ層１１０を１゜０μ形成し、レジストをハクリ後
イオンシーリングで、Ａｕメッキ層をマスクにして、下
地バリアメタル、メッキ電極メタル１０９をエツチング
する６次に、無電解Ｒｕ１ｌｌを８００人形成する。
２０ＯＡスパツタで形成し、０２プラズマ中で３０秒処
理し、バリア性を向上させた後、メッキ用電極としてＰ
ｔ ／ Ｔ ｉを１００ＯＡ／２００人スパッタで形
成する。続いて、配線部以外をレジストで形成し、Ａｕ
メッキ層１１０を１゜０μ形成し、レジストをハクリ後
イオンシーリングで、Ａｕメッキ層をマスクにして、下
地バリアメタル、メッキ電極メタル１０９をエツチング
する６次に、無電解Ｒｕ１ｌｌを８００人形成する。
さらに、５００”Ｃ，Ｏｐ中でＲｕ表面に数百へ、Ｒｕ
ｒａｌ １２を形成後、プラズマＴＥＯ３膜を１μ、サ
ーマルＴＥＯ３膜１１３を４０００人デボする。続いて
、ＲＩＥで全面エッチ後、ＳＯＧ膜１１４を１０００Ａ
塗布し、５００＠Ｃで３０分アニールする０次に、Ａｒ
＋Ｃ２Ｆ５系ガスで全面エッチし、平面部のＳＯＧ膜を
除去後、ホールエッチを行い、第２層配線を形成する。
ｒａｌ １２を形成後、プラズマＴＥＯ３膜を１μ、サ
ーマルＴＥＯ３膜１１３を４０００人デボする。続いて
、ＲＩＥで全面エッチ後、ＳＯＧ膜１１４を１０００Ａ
塗布し、５００＠Ｃで３０分アニールする０次に、Ａｒ
＋Ｃ２Ｆ５系ガスで全面エッチし、平面部のＳＯＧ膜を
除去後、ホールエッチを行い、第２層配線を形成する。
１１５はＰｔ／Ｔｉ膜、１１６は第２層Ａｕメッキ配線
であり、１１７はパッシベーション膜のプラズマ窒化膜
である。
であり、１１７はパッシベーション膜のプラズマ窒化膜
である。
２）Ａｕメッキ配線の代りにＣｕメッキ１．０μ、Ｒｕ
の代りにＴｉを１００ＯＡ無電解でメッキ形成し、８０
０°ＣのＮ２中ランプアニールを３０秒行い、ＴｉＮ層
を形成した。
の代りにＴｉを１００ＯＡ無電解でメッキ形成し、８０
０°ＣのＮ２中ランプアニールを３０秒行い、ＴｉＮ層
を形成した。
３）Ａｕメッキ配線上にＺｒを１００ＯＡ無電解メッキ
し、１０００°Ｃのランプ中で硼化処理し、ＺｒＢ２層
を形成後、層間膜としてＢＰＳＧ膜を形成した。
し、１０００°Ｃのランプ中で硼化処理し、ＺｒＢ２層
を形成後、層間膜としてＢＰＳＧ膜を形成した。
実施例１で、Ａｕメッキ配線上にＲｕを無電解メッキし
ただけで、ＳｉＯ２どの密着性は大幅に向上し、実用上
問題ないレヘルが達成された。しかし、５００”Ｃで酸
化し、Ｒｕ ０２を形成することにより、５ｉＯａとの
密着性はさらに改善され、非常にストレスの大きな膜を
厚く付けても、クラック、ビーリング等は一切生じない
ことが、確認された。又、マイグレーション特性も向上
した。特に、ストレスマイグレーションは、応力が緩和
されるのが大幅に向上した。
ただけで、ＳｉＯ２どの密着性は大幅に向上し、実用上
問題ないレヘルが達成された。しかし、５００”Ｃで酸
化し、Ｒｕ ０２を形成することにより、５ｉＯａとの
密着性はさらに改善され、非常にストレスの大きな膜を
厚く付けても、クラック、ビーリング等は一切生じない
ことが、確認された。又、マイグレーション特性も向上
した。特に、ストレスマイグレーションは、応力が緩和
されるのが大幅に向上した。
さらに実施例２では、Ｃｕメッキ配線において、ＳｉＯ
２との密着性向上に加えて、耐薬品性、耐酸化性が大幅
に向上し、従来のＣｕメッキ配線の問題点を一掃した。
２との密着性向上に加えて、耐薬品性、耐酸化性が大幅
に向上し、従来のＣｕメッキ配線の問題点を一掃した。
実施例３でも同様の効果をもたらし、ＢＰ ＳＧリフロ
ーの８５０°Ｃまで、密着性の問題は生じなかった。
ーの８５０°Ｃまで、密着性の問題は生じなかった。
本発明は、無電解メッキ層を酸化、窒化、硼化して効果
をさらに大きくしているが、必ずしもしなくても十分密
着性の効果を上げることもできるものである。
をさらに大きくしているが、必ずしもしなくても十分密
着性の効果を上げることもできるものである。
第１図は本発明の半導体装置の断面図である。
第２図は、従来の半導体装置の断面図である。
１０１．２０１・・・半導体基盤
１０２ ２０２・・・ＬＯＣＯ３
１０３，２０３・・・ゲート膜
１０４．２０４・・・ゲート電極
１０５．２０５・・・低濃度拡散層
１０６．２０６・・・サイドウオール膜１０７．２０７
・・・高温度拡散層 １０８．２０８・・・第２フイールド膜１０９．２０９
・・・バリアメタル １１０・・・第１メッキ配線 １１１・・・Ｒｕメッキ層 １１２−−・Ｒｕｍｐ １１３・・・層間酸化膜 １１４・・・５ＯＧ １１５・・・メッキ電極 １１６・・・第２メッキ配線 １１７・・・パッシベーション膜 ２１０・・・第１メッキ配線 ２１１・・・層間酸化膜 ２１２・・・ハクリ部 ２１３・・・クラック
・・・高温度拡散層 １０８．２０８・・・第２フイールド膜１０９．２０９
・・・バリアメタル １１０・・・第１メッキ配線 １１１・・・Ｒｕメッキ層 １１２−−・Ｒｕｍｐ １１３・・・層間酸化膜 １１４・・・５ＯＧ １１５・・・メッキ電極 １１６・・・第２メッキ配線 １１７・・・パッシベーション膜 ２１０・・・第１メッキ配線 ２１１・・・層間酸化膜 ２１２・・・ハクリ部 ２１３・・・クラック
Claims (2)
- （１）金属メッキ配線層を有する半導体装置に於て、該
金属メッキ配線表面に、少なくとも１種類以上の異種無
電解金属メッキ層が形成されていることを特徴とした半
導体装置。 - （２）前記無電解金属メッキ層の１部は、該金属の酸化
物、窒化物、硼化物層を形成していることを特徴とした
請求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21321090A JPH0494542A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21321090A JPH0494542A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0494542A true JPH0494542A (ja) | 1992-03-26 |
Family
ID=16635367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21321090A Pending JPH0494542A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0494542A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001036029A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-02-09 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | メモリセルに使用する半導体デバイス及びその製造方法。 |
| EP1214929A2 (de) | 2000-12-18 | 2002-06-19 | Beiersdorf Aktiengesellschaft | Verwendung von Polyurethanen zur Verbesserung der Wasserfestigkeit kosmetischer oder dermatologischer Formulierungen |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP21321090A patent/JPH0494542A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001036029A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-02-09 | Hyundai Electronics Ind Co Ltd | メモリセルに使用する半導体デバイス及びその製造方法。 |
| EP1214929A2 (de) | 2000-12-18 | 2002-06-19 | Beiersdorf Aktiengesellschaft | Verwendung von Polyurethanen zur Verbesserung der Wasserfestigkeit kosmetischer oder dermatologischer Formulierungen |
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