JPH06275618A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH06275618A JPH06275618A JP6052293A JP6052293A JPH06275618A JP H06275618 A JPH06275618 A JP H06275618A JP 6052293 A JP6052293 A JP 6052293A JP 6052293 A JP6052293 A JP 6052293A JP H06275618 A JPH06275618 A JP H06275618A
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- JP
- Japan
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- film
- wiring
- layer
- semiconductor device
- alloy
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- Pending
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２層配線構造の半導体素子において、１層目
のＡｌ配線の表面を、ＴｉとＴｉＮで覆うことにより、
スルーホール形成時のＡｌ系ポリマーの発生をなくす。 【構成】 １層目配線として形成されたＡｌ合金膜３の
表面をＴｉ膜１０とＴｉＮ膜で覆うことにより、スルー
ホール６を形成する時に発生するＡｌ系のポリマー６を
防止する。同時にフォトレジスト１２を除去する際の有
機アルカリによるＡｌ合金膜３の腐食を防止する。ま
た、１層目配線３と２層目配線７との間に生じる接触工
程も低く抑える。
のＡｌ配線の表面を、ＴｉとＴｉＮで覆うことにより、
スルーホール形成時のＡｌ系ポリマーの発生をなくす。 【構成】 １層目配線として形成されたＡｌ合金膜３の
表面をＴｉ膜１０とＴｉＮ膜で覆うことにより、スルー
ホール６を形成する時に発生するＡｌ系のポリマー６を
防止する。同時にフォトレジスト１２を除去する際の有
機アルカリによるＡｌ合金膜３の腐食を防止する。ま
た、１層目配線３と２層目配線７との間に生じる接触工
程も低く抑える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ａｌ合金層を配線と
して用いる半導体装置の製造方法に関するものである。
して用いる半導体装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来例による層間絶縁膜層に接
続孔を開孔した時の構造を示す断面図である。層間絶縁
膜４に、接続孔６を開孔する際、エッチングガスとして
フッ素系のガス（例えば、ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒの混
合ガス）を用いて、Ａｌ合金配線３をエッチングのエン
ドポイントとして利用して、接続孔６のエッチングを行
っていたが、接続孔６の深さが場所により異なるため、
エンドポイント検出後も多少オーバーエッチングを行う
必要性がある。しかし、Ａｌ合金配線３と前記エッチン
グガスが反応して、Ａｌのポリマーが形成され、接続孔
６の側壁及び底部Ａｌ系ポリマーが付着することにな
る。このポリマーを除去するためには、Ａｓｈｉｎｇを
行った後、有機アルカリのハクリ液に浸した後、水洗を
行うことにより前記ポリマー５を除去していた。
続孔を開孔した時の構造を示す断面図である。層間絶縁
膜４に、接続孔６を開孔する際、エッチングガスとして
フッ素系のガス（例えば、ＣＨＦ3 ／ＣＦ4 ／Ａｒの混
合ガス）を用いて、Ａｌ合金配線３をエッチングのエン
ドポイントとして利用して、接続孔６のエッチングを行
っていたが、接続孔６の深さが場所により異なるため、
エンドポイント検出後も多少オーバーエッチングを行う
必要性がある。しかし、Ａｌ合金配線３と前記エッチン
グガスが反応して、Ａｌのポリマーが形成され、接続孔
６の側壁及び底部Ａｌ系ポリマーが付着することにな
る。このポリマーを除去するためには、Ａｓｈｉｎｇを
行った後、有機アルカリのハクリ液に浸した後、水洗を
行うことにより前記ポリマー５を除去していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】接続孔６の形成時に生
成されるポリマー５を除去するために、有機アルカリ系
のハクリ液に浸した後、水洗を行うとＡｌ合金配線４の
接続孔６と接している部分から、Ａｌが腐食することが
わかった。Ａｌ−Ｓｉ合金ではこの腐食はあまり問題に
ならないが、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金を配線に用いた場
合、この腐食は顕著に現れ、配線信頼性上大きな問題と
なる。
成されるポリマー５を除去するために、有機アルカリ系
のハクリ液に浸した後、水洗を行うとＡｌ合金配線４の
接続孔６と接している部分から、Ａｌが腐食することが
わかった。Ａｌ−Ｓｉ合金ではこの腐食はあまり問題に
ならないが、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金を配線に用いた場
合、この腐食は顕著に現れ、配線信頼性上大きな問題と
なる。
【０００４】また、ポリマーを除去しないで、Ａｌ合金
配線７を形成すると、このポリマーのために断線する場
合がある。
配線７を形成すると、このポリマーのために断線する場
合がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】１層目のＡｌ合金配線を
形成した後に、さらにスパッタリングにより最初に、Ｔ
ｉ膜を形成し、その後ＴｉＮ膜を形成する。また接続孔
のエッチングのエンドポイントとして、ＴｉＮ膜を利用
し接続Ａｌが接続孔に露出しないようにする。
形成した後に、さらにスパッタリングにより最初に、Ｔ
ｉ膜を形成し、その後ＴｉＮ膜を形成する。また接続孔
のエッチングのエンドポイントとして、ＴｉＮ膜を利用
し接続Ａｌが接続孔に露出しないようにする。
【０００６】
【作用】接続孔のエッチングの時、Ａｌがエッチングさ
れないで済むので、接続孔にポリマーが発生しないです
む。そのため、有機アルカリ系ハクリ液によるポリマー
除去を行わないで済むので、Ａｌが腐食しないですみ、
信頼性があがる。
れないで済むので、接続孔にポリマーが発生しないです
む。そのため、有機アルカリ系ハクリ液によるポリマー
除去を行わないで済むので、Ａｌが腐食しないですみ、
信頼性があがる。
【０００７】また、ＴｉＮは反射防止膜としての効果が
あるので、ハレーションによるパターニング不良が少な
くなる。また、Ａｌ合金膜とＴｉＮ膜の間にＴｉを挟む
ことにより、Ａｌ合金膜上に形成されるＡｌの酸化物
（Ａｌ2 Ｏ3 等）をＴｉが還元するので、従来のＡｌ合
金膜の配線抵抗、接触抵抗と変わらない値を得ることが
できる。また、ＴｉおよびＴｉＮ膜を形成できないスパ
ッタ装置及びＣＶＤ装置で形成されたＡｌ合金膜を有す
る半導体基板にも、他のＴｉ及びＴｉＮ膜を形成できる
スパッタ装置でＴｉ／ＴｉＮ膜を形成できる。
あるので、ハレーションによるパターニング不良が少な
くなる。また、Ａｌ合金膜とＴｉＮ膜の間にＴｉを挟む
ことにより、Ａｌ合金膜上に形成されるＡｌの酸化物
（Ａｌ2 Ｏ3 等）をＴｉが還元するので、従来のＡｌ合
金膜の配線抵抗、接触抵抗と変わらない値を得ることが
できる。また、ＴｉおよびＴｉＮ膜を形成できないスパ
ッタ装置及びＣＶＤ装置で形成されたＡｌ合金膜を有す
る半導体基板にも、他のＴｉ及びＴｉＮ膜を形成できる
スパッタ装置でＴｉ／ＴｉＮ膜を形成できる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図３〜図１０に基づいて説
明する。図３に示すように、通常の製造技術により半導
体基板１上に不純物拡散層８が形成されており、また半
導体基板１上に形成された層間絶縁膜２にコンタクトホ
ール９が形成されている。
明する。図３に示すように、通常の製造技術により半導
体基板１上に不純物拡散層８が形成されており、また半
導体基板１上に形成された層間絶縁膜２にコンタクトホ
ール９が形成されている。
【０００９】次に、スパッタリング法により、図４に示
すように膜厚が約６０００ÅのＡｌ合金膜３（例えば、
Ａｌ−１％Ｓｉ、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ等）を
形成する。この時、層間絶縁膜２とＡｌ合金膜との間
に、バリア金属膜を形成してもよい。またＡｌ合金膜３
の形成方法としてＣＶＤ法を用いてもよい。
すように膜厚が約６０００ÅのＡｌ合金膜３（例えば、
Ａｌ−１％Ｓｉ、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕ等）を
形成する。この時、層間絶縁膜２とＡｌ合金膜との間
に、バリア金属膜を形成してもよい。またＡｌ合金膜３
の形成方法としてＣＶＤ法を用いてもよい。
【００１０】次に、Ａｌ合金膜３の上に、スパッタリン
グ法によりＴｉ膜１０とＴｉＮ膜１１とを形成する。Ｔ
ｉ膜１０の膜厚としては、約２００〜５００Å、またＴ
ｉＮ膜１１の膜厚としては約１０００Å前後形成する。
ここで、Ａｌ合金膜３とＴｉ膜１０との形成する装置
は、必ずしも同一でなくても良い。一方、Ｔｉ膜１０と
ＴｉＮ膜１１とを形成する装置は、同一のものを用いＴ
ｉ膜１０の表面が大気にさらされることを防がなければ
ならない。
グ法によりＴｉ膜１０とＴｉＮ膜１１とを形成する。Ｔ
ｉ膜１０の膜厚としては、約２００〜５００Å、またＴ
ｉＮ膜１１の膜厚としては約１０００Å前後形成する。
ここで、Ａｌ合金膜３とＴｉ膜１０との形成する装置
は、必ずしも同一でなくても良い。一方、Ｔｉ膜１０と
ＴｉＮ膜１１とを形成する装置は、同一のものを用いＴ
ｉ膜１０の表面が大気にさらされることを防がなければ
ならない。
【００１１】次に、図６に示すようにＡｌ合金膜３とＴ
ｉ膜１０とＴｉＮ膜１１とを通常の製造技術によりパタ
ーニングする。次に、図７に示すように層間絶縁膜４を
形成する。次に、図８に示すように層間絶縁膜４に接続
孔６をし開孔するために、通常の方法でフォトレジスト
１２をパターニングした後に、通常のプラズマエッチン
グ法によりエッチングする。エッチングガスとしては、
例えば、ＣＨＦ3 ＋ＣＦ4＋Ａｒの混合ガスを用いる。
またエッチングのストップエンドとしてＴｉＮ膜１１を
用いる。なお、接続孔６を確実に開孔するために、オー
バーエッチングを行うが、Ａｌ合金に比べ、ＴｉＮのエ
ッチングレートは小さく、かつ、ＴｉＮ膜１１は１００
０Åの膜厚があるため、エッチングはＴｉＮ膜１１のと
ころで止まる。したがって、Ａｌ合金膜３が接続孔６に
出てくることはない。したがって、ポリマーが接続孔６
に形成されることはない。
ｉ膜１０とＴｉＮ膜１１とを通常の製造技術によりパタ
ーニングする。次に、図７に示すように層間絶縁膜４を
形成する。次に、図８に示すように層間絶縁膜４に接続
孔６をし開孔するために、通常の方法でフォトレジスト
１２をパターニングした後に、通常のプラズマエッチン
グ法によりエッチングする。エッチングガスとしては、
例えば、ＣＨＦ3 ＋ＣＦ4＋Ａｒの混合ガスを用いる。
またエッチングのストップエンドとしてＴｉＮ膜１１を
用いる。なお、接続孔６を確実に開孔するために、オー
バーエッチングを行うが、Ａｌ合金に比べ、ＴｉＮのエ
ッチングレートは小さく、かつ、ＴｉＮ膜１１は１００
０Åの膜厚があるため、エッチングはＴｉＮ膜１１のと
ころで止まる。したがって、Ａｌ合金膜３が接続孔６に
出てくることはない。したがって、ポリマーが接続孔６
に形成されることはない。
【００１２】次に、図９に示すようにフォトレジスト１
２を除去する。フォトレジスト１２を除去するためのハ
クリ液として、その成分に有機アルカリを含んでもかま
わない。この時、ＴｉＮ膜１１及びＴｉ膜１０が存在す
るので、有機アルカリによるＡｌ合金膜３の腐食は起き
ない。
２を除去する。フォトレジスト１２を除去するためのハ
クリ液として、その成分に有機アルカリを含んでもかま
わない。この時、ＴｉＮ膜１１及びＴｉ膜１０が存在す
るので、有機アルカリによるＡｌ合金膜３の腐食は起き
ない。
【００１３】次に、図１０に示すように２層目配線とな
るＡｌ合金膜７を、スパッタリング法により形成する。
この時、まずスパッタ装置のＲＦエッチング室にて、酸
化膜換算２００Å相当のＲＦエッチングを行い、接続孔
６の部分にあるＴｉＮ表面を清浄にし、大気開放を行わ
ずにＡｌ合金をスパッタするチャンバーに、てＡｌ合金
膜７を１０００Å〜１２０００Å程度形成する。
るＡｌ合金膜７を、スパッタリング法により形成する。
この時、まずスパッタ装置のＲＦエッチング室にて、酸
化膜換算２００Å相当のＲＦエッチングを行い、接続孔
６の部分にあるＴｉＮ表面を清浄にし、大気開放を行わ
ずにＡｌ合金をスパッタするチャンバーに、てＡｌ合金
膜７を１０００Å〜１２０００Å程度形成する。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば２
層配線構造を有する半導体素子において、その１層目配
線と２層目配線とを接続するための接続孔を形成する時
に、Ａｌ系のポリマーを生成することがないので、ポリ
マーによる断線や、ポリマーを除去する工程でのＡｌの
腐食がおきないので、半導体素子の歩留りが向上する。
層配線構造を有する半導体素子において、その１層目配
線と２層目配線とを接続するための接続孔を形成する時
に、Ａｌ系のポリマーを生成することがないので、ポリ
マーによる断線や、ポリマーを除去する工程でのＡｌの
腐食がおきないので、半導体素子の歩留りが向上する。
【図１】従来の工程による半導体装置の断面図である。
【図２】従来の工程による半導体装置の断面図である。
【図３】本発明の実施例による半導体装置の製造工程を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図４】本発明の実施例による半導体装置の製造工程を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図５】本発明の実施例による半導体装置の製造工程を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図６】本発明の実施例による半導体装置の製造工程を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図７】本発明の実施例による半導体装置の製造工程を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図８】本発明の実施例による半導体装置の製造工程を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図９】本発明の実施例による半導体装置の製造工程を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図１０】本発明の実施例による半導体装置の製造工程
を説明する断面図である。
を説明する断面図である。
１ 半導体基板 ２ 層間絶縁膜 ３ Ａｌ合金膜（１層目配線） ４ 層間絶縁膜 ５ Ａｌポリマー ６ 接続孔（スルーホール） ７ Ａｌ合金膜（２層目配線） ８ 不純物拡散層 ９ 接続孔（コンタクトホール） １０ Ｔｉ膜 １１ ＴｉＮ膜 １２ フォトレジスト
Claims (2)
- 【請求項１】 ２層配線構造を有する半導体素子におい
て、１層目の配線を形成する工程において、Ａｌ合金層
含むバリアメタル層をスパッタリングもしくはＣＶＤ法
で形成した後、スパッタリングにて、Ｔｉ層（５００
Å）とＴＩｎ層（１０００Å）を形成する工程と、 上記、配線層をパターニングした後、層間絶縁膜層を形
成する工程と、 上記層間絶縁膜層に、１層目配線と２層目配線とを導通
させるために、接続孔を開孔する工程を特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項２】 上記接続孔を開孔する際に、１層目配線
表面のＴｉＮ層でエッチングを止め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 |
|---|---|---|---|
| JP6052293A JPH06275618A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6052293A JPH06275618A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275618A true JPH06275618A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13144734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6052293A Pending JPH06275618A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06275618A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7449419B2 (en) | 2003-09-09 | 2008-11-11 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Glass compositions, glass fibers, and methods of inhibiting boron volatization from glass compositions |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP6052293A patent/JPH06275618A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7449419B2 (en) | 2003-09-09 | 2008-11-11 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Glass compositions, glass fibers, and methods of inhibiting boron volatization from glass compositions |
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