JPH06291194A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH06291194A
JPH06291194A JP7730093A JP7730093A JPH06291194A JP H06291194 A JPH06291194 A JP H06291194A JP 7730093 A JP7730093 A JP 7730093A JP 7730093 A JP7730093 A JP 7730093A JP H06291194 A JPH06291194 A JP H06291194A
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JP
Japan
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titanium
platinum
gold
hole
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Application number
JP7730093A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kato
博 加藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH06291194A publication Critical patent/JPH06291194A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体集積回路のスルーホールにおける多層配
線、および拡散層やエミッタポリシリコンのコンタクト
ホールにおける電極の信頼性を向上させる。 【構成】半導体基板1に酸化シリコン膜4および第1の
窒化シリコン膜5を形成したのち、第1のチタン6およ
び第1の白金7を堆積する。つぎにレジスト(図示せ
ず)をマスクにめっきして第1の金8を形成してからレ
ジストを除去する。つぎに第1の白金7および第1のチ
タン6をエッチングする。つぎに第2の窒化シリコン膜
9を堆積したのちSOG11を形成する。つぎに第3の
窒化シリコン膜10を堆積したのちスルーホール12を
開口する。つぎに第2のチタン13および第2の白金1
4を堆積したのちエッチバックする。つぎに第2のチタ
ン13を電流パスとしてめっきして第2の金15を形成
する。つぎに第2のチタン13をエッチングしたのち、
めっきして第3の金19を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に半導体集積回路のスルーホールにおける多層
配線、および拡散層やエミッタポリシリコンのコンタク
トホールにおける電極の接続部の形成方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の高速化および高集積化
にともないパターン微細化が進み、多層配線間のスルー
ホールや、各回路素子と配線との間のコンタクトホール
がサブミクロンサイズに達している。
【0003】通常スルーホールやコンタクトホールに配
線金属をスパッタしたのちドライエッチングして不要な
金属を除去する方法が用いられている。スルーホールや
コンタクトホールでは配線金属のステップカバレッジ
(段差被覆性)が悪い。一方、エレクトロマイグレーシ
ョンやストレスマイグレーション耐性の大きいAu
(金)、Cu(銅)、Pt(白金)はドライエッチング
が難しくてパターン形成ができない。
【0004】この対策として電解めっきまたは無電解め
っきによって配線金属を形成する方法について、図3
(a)〜(c)を参照して説明する。
【0005】はじめに図3(a)に示すように、半導体
基板1を熱酸化して酸化シリコン膜4を形成したのち、
LPCVDにより第1の窒化シリコン膜5を堆積する。
つぎにスパッタによりバリアメタルとなる第1のチタン
6および第1の白金7を堆積する。つぎに配線予定領域
の第1の白金7が露出するように厚さ1μmのレジスト
(図示せず)をパターニングしたのち、電解めっきまた
は無電解めっきにより第1の金8を形成してからレジス
トを除去する。つぎに第1の金8をマスクとしてRIE
によりドライエッチングして配線予定領域の第1の白金
7および第1のチタン6からなるバリアメタルを残し
て、第1の金8、第1の白金7および第1のチタン6か
らなる下層配線が完成する。
【0006】つぎにプラズマCVDにより第2の窒化シ
リコン膜9を堆積する。つぎに有機シラノールを回転塗
布したのち400℃で熱処理してからRIEによりエッ
チバックして平坦化のためのSOG11を形成する。つ
ぎにプラズマCVDにより第3の窒化シリコン膜10を
堆積したのち、レジスト(図示せず)をマスクとしてR
IEにより第3の窒化シリコン膜10および第2の窒化
シリコン膜9をエッチングして下層配線に接続するスル
ーホール12を開口してからレジストを除去する。
【0007】つぎに図3(b)に示すように、スパッタ
により第2のチタン13および第2の白金14を堆積す
る。
【0008】つぎに図3(c)に示すように、配線予定
領域の第2の白金14が露出するように厚さ1μmのレ
ジスト(図示せず)をパターニングしたのち、電解めっ
きまたは無電解めっきにより第2の金15を形成してか
らレジストを除去する。つぎに第2の金15をマスクと
してRIEによりドライエッチングして配線予定領域の
第2の白金14および第2のチタン13からなるバリア
メタルを残して、第2の金15、第2の白金14および
第2のチタン13からなる上層配線が完成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上層配線の形成工程で
は、電解めっきまたは無電解めっきによりスルーホール
埋め込みと同時に配線形成を行なっている。ステップカ
バレッジが悪いので、上層配線の単位断面積あたりの電
流密度がスルーホール付近で局所的に大きくなる。エレ
クトロマイグレーションが進行してスルーホール付近の
導通が劣化して半導体装置の信頼性が著しく低下すると
いう問題があった。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板の一主面上に形成された絶縁膜に
スルーホールを開口したのち、電流パスとなる高融点金
属膜とめっき用の下地金属膜とを順次堆積する工程と、
前記下地金属膜をエッチバックして前記スルーホールに
前記下地金属膜からなる側壁を残す工程と、電解めっき
または無電解めっきを行なって、前記スルーホールの前
記側壁の内側にめっき金属を埋め込む工程とを含むもの
である。
【0011】
【実施例】本発明の第1の実施例について、図1(a)
〜(c)を参照して説明する。
【0012】はじめに図1(a)に示すように、半導体
基板1を熱酸化して酸化シリコン膜4を形成したのち、
LPCVDにより第1の窒化シリコン膜5を堆積する。
つぎにスパッタによりバリアメタルとなる第1のチタン
6および第1の白金7を堆積する。つぎに配線予定領域
の第1の白金7が露出するように厚さ1μmのレジスト
(図示せず)をパターニングしたのち、電解めっきまた
は無電解めっきにより第1の金8を形成してからレジス
トを除去する。つぎに第1の金8をマスクとしてRIE
によりドライエッチングして配線予定領域の第1の白金
7および第1のチタン6からなるバリアメタルを残し
て、第1の金8、第1の白金7および第1のチタン6か
らなる下層配線が完成する。
【0013】つぎにプラズマCVDにより厚さ400n
mの第2の窒化シリコン膜9を堆積する。つぎに有機シ
ラノールを回転塗布したのち150℃の窒素雰囲気で3
0分間熱処理してから400℃の窒素雰囲気で40分間
熱処理する。そのあとCF4およびH2 の混合ガスを用
いたRIEによりエッチバックして下層配線の側面のみ
にSOG11を残す。つぎにプラズマCVDにより厚さ
600nmの第3の窒化シリコン膜10を堆積して層間
膜を形成する。つぎにレジスト(図示せず)をマスクに
してCF4 およびO2 の混合ガスを用いたRIEにより
第3の窒化シリコン膜10および第2の窒化シリコン膜
9をエッチングして下層配線に接続するスルーホール1
2を開口してからレジストを除去する。
【0014】つぎに図1(b)に示すように、スパッタ
により厚さ100nmの第2のチタン13および厚さ1
50nmの第2の白金14を連続して堆積する。つぎに
Cl2 およびArの混合ガスを用いたマグネトロンRI
Eにより第2の白金14をエッチバックしてスルーホー
ル12の側面に第2の白金14からなるサイドウォール
を残す。つぎに第2のチタン13を電流パスとして電解
金めっきを行なうと、第2のチタン13上にはめっきさ
れない。第2の白金14のみにめっきされて、スルーホ
ール12が第2の金15で埋め込まれる。
【0015】つぎに図1(c)に示すように、露出した
第2のチタン13をCF4 およびO2 の混合ガスを用い
たRIEによりエッチングする。つぎにスパッタにより
第3のチタン16および第3の白金17を堆積したの
ち、レジスト18を形成してから電解めっきまたは無電
解めっきにより第3の金19からなる上層配線が完成す
る。
【0016】本実施例においてスルーホール12の直径
を0.5μmとすると、電解めっきまたは無電解めっき
によって形成する第2の金15の厚さは125nmとな
る。スルーホール12から飛び出す第2の金15の高さ
も約125nmとなり上層配線となる第3の金19の形
成に支障を来すことはない。スルーホール12が第2の
金15で埋め込まれるので、半導体装置の信頼性が向上
する。
【0017】つぎに本発明の第2の実施例について、図
2(a)〜(c)を参照して説明する。
【0018】はじめに図2(a)に示すように、半導体
基板1にベース2を形成したのち、酸化シリコン膜4に
エミッタ予定領域に開口を形成してから砒素ドープした
ポリシリコン20を形成して熱処理することによりエミ
ッタ3を形成する。つぎに酸化シリコン膜4にベースコ
ンタクトの開口を形成したのち、スパッタによりバリア
メタルとなる第1のチタン6および第1の白金7を堆積
する。つぎにCl2 およびArの混合ガスを用いたマグ
ネトロンRIEにより第1の白金7をエッチバックし
て、ポリシリコン20の側壁およびベースコンタクトの
側壁の第1の白金7を残す。
【0019】つぎに図2(b)に示すように、第1のチ
タン6を電流パスとして電解めっきを行なって、第1の
白金7の内側に第1の金8を埋め込む。
【0020】つぎに図2(c)に示すように、第1の金
8をマスクとしてCF4 およびO2の混合ガスを用いた
RIEにより露出している第1のチタン6をエッチング
する。つぎにスパッタにより第2のチタン13および第
2の白金14を堆積する。つぎにレジスト(図示せず)
をマスクとして、第2の白金14上に電解めっきを行な
い第2の金15を形成したのちレジストを除去する。つ
ぎに第2の金15をマスクとしてCl2 およびArの混
合ガスを用いたマグネトロンRIEにより、露出した第
2の白金14および第2のチタン13をエッチングして
金電極が完成する。
【0021】このように本発明では下層配線と上層配線
とを接続するスルーホールだけでなく、半導体基板表面
の拡散層やエミッタポリシリコンと電極配線とを接続す
るコンタクトホールにも適用して半導体装置の信頼性向
上を図ることができる。
【0022】第1および第2の実施例では電解めっきま
たは無電解めっきに対するマスクとしてチタンを用いた
が、チタンの代りにタングステン、モリブデン、窒化チ
タンなど高融点金属またはその合金を用いることができ
る。さらに埋め込む金属として金の代りにニッケル、
銅、白金、ロジウム、ルテニウムなどのめっき可能な金
属を用いることができる。
【0023】
【発明の効果】全面に堆積したチタンを電流パスとし
て、スルーホールやコンタクトホールの側壁に形成した
白金に電解めっきまたは無電解めっきにより金を埋め込
むことにより、半導体装置の信頼性を向上させることが
できた。
【0024】高温(170℃)、高電流密度における信
頼性試験のデータの一例としてコンタクト抵抗Rの経時
変化を図4のグラフに示す。従来例では30時間でコン
タクト抵抗が増加を始めるのに対して、本発明では40
時間まで変らない特性を維持していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を工程順に示す断面図で
ある。
【図2】本発明の第2の実施例を工程順に示す断面図で
ある。
【図3】従来の配線金属の形成方法を示す断面図であ
る。
【図4】コンタクト抵抗の経時変化を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 ベース 3 エミッタ 4 酸化シリコン膜 5 第1の窒化シリコン膜 6 第1のチタン 7 第1の白金 8 第1の金 9 第2の窒化シリコン膜 10 第3の窒化シリコン膜 11 SOG 12 スルーホール 13 第2のチタン 14 第2の白金 15 第2の金 16 第3のチタン 17 第3の白金 18 レジスト 19 第3の金 20 ポリシリコン R コンタクト抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面上に形成された絶縁
    膜にスルーホールを開口したのち、電流パスとなる高融
    点金属膜とめっき用の下地金属膜とを順次堆積する工程
    と、前記下地金属膜をエッチバックして前記スルーホー
    ルに前記下地金属膜からなる側壁を残す工程と、電解め
    っきまたは無電解めっきを行なって、前記スルーホール
    の前記側壁の内側にめっき金属を埋め込む工程とを含む
    半導体装置の製造方法。
JP7730093A 1993-04-05 1993-04-05 半導体装置の製造方法 Pending JPH06291194A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11260920A (ja) * 1997-12-22 1999-09-24 Lg Semicon Co Ltd 半導体素子の配線形成方法
US6140234A (en) * 1998-01-20 2000-10-31 International Business Machines Corporation Method to selectively fill recesses with conductive metal
JP2008113006A (ja) * 2002-07-18 2008-05-15 Micron Technology Inc キャパシタ構造体の形成方法

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