JPH0680661B2 - 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
- JPH0680661B2 JPH0680661B2 JP15437386A JP15437386A JPH0680661B2 JP H0680661 B2 JPH0680661 B2 JP H0680661B2 JP 15437386 A JP15437386 A JP 15437386A JP 15437386 A JP15437386 A JP 15437386A JP H0680661 B2 JPH0680661 B2 JP H0680661B2
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- Japan
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- metal wiring
- opening
- forming
- gas
- semiconductor device
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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の製造方法に関し、特に金属の多層
配線の形成方法に関する。
配線の形成方法に関する。
従来、この種の金属の多層配線の形成方法は、機能素子
が形成された半導体基板上に絶縁膜を介して第１の金属
配線を形成し、続いて層間絶縁膜を形成後第１の金属配
線と第２の金属配線との電気的導通をとるための開口を
形成し、続いて希フッ酸等を用いた溶液処理により開口
に露呈した第１の金属配線の表面を処理し、その後、第
２の金属配線を形成している。
が形成された半導体基板上に絶縁膜を介して第１の金属
配線を形成し、続いて層間絶縁膜を形成後第１の金属配
線と第２の金属配線との電気的導通をとるための開口を
形成し、続いて希フッ酸等を用いた溶液処理により開口
に露呈した第１の金属配線の表面を処理し、その後、第
２の金属配線を形成している。
上述した従来の金属の多層配線の形成方法は、開口に露
呈した第１の金属配線の表面処理に希フッ酸等の溶液を
用いているため、例えば平坦性の優れた有機樹脂膜を層
間絶縁膜に用いた場合等に、開口において第１の金属配
線と層間絶縁膜との間にしみ込む等の問題がある。さら
に上記溶液処理の後、第２の金属配線形成前に開口を大
気に晒すため開口に露呈した第１の金属配線の表面が酸
化され、開口における第１の金属配線と第２の金属配線
との接触電気抵抗が増大するという欠点がある。
呈した第１の金属配線の表面処理に希フッ酸等の溶液を
用いているため、例えば平坦性の優れた有機樹脂膜を層
間絶縁膜に用いた場合等に、開口において第１の金属配
線と層間絶縁膜との間にしみ込む等の問題がある。さら
に上記溶液処理の後、第２の金属配線形成前に開口を大
気に晒すため開口に露呈した第１の金属配線の表面が酸
化され、開口における第１の金属配線と第２の金属配線
との接触電気抵抗が増大するという欠点がある。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に金属
の多層配線を形成する半導体装置の製造方法において、
第１の金属配線を形成する工程と、続いて絶縁膜を形成
する工程と、次に第２の金属配線との電気的導通をとる
開口部を該絶縁膜に形成する工程と、開口部を水素また
は水素化合物ガスに300nm以下の波長の紫外光を照射す
ることによってつくる還元雰囲気中に放置する工程と、
続いて該開口部を大気に晒すことなく該開口部に第２の
金属配線を形成する工程とを含むことを特徴としてい
る。
の多層配線を形成する半導体装置の製造方法において、
第１の金属配線を形成する工程と、続いて絶縁膜を形成
する工程と、次に第２の金属配線との電気的導通をとる
開口部を該絶縁膜に形成する工程と、開口部を水素また
は水素化合物ガスに300nm以下の波長の紫外光を照射す
ることによってつくる還元雰囲気中に放置する工程と、
続いて該開口部を大気に晒すことなく該開口部に第２の
金属配線を形成する工程とを含むことを特徴としてい
る。
上記、還元雰囲気の形成はアンモニアガス、あるいはヒ
ドラジンガス、あるいは水素ガス、あるいは上記ガスの
２つ以上の成分の混合ガスに低圧水銀灯からの紫外光
（波長185nm）あるいはArFエキマレーザからの紫外光
（波長193nm）を照射することによって行うことができ
る。
ドラジンガス、あるいは水素ガス、あるいは上記ガスの
２つ以上の成分の混合ガスに低圧水銀灯からの紫外光
（波長185nm）あるいはArFエキマレーザからの紫外光
（波長193nm）を照射することによって行うことができ
る。
例えば、アンモニアは波長185nmあるいは193nmの紫外光
の照射によって、 の光化学反応を引き起こし、活性な水素原子を生じる。
この水素原子によって、アルミニウム配線上に薄く形成
されているアルミニウム酸化膜は、 Al2O3＋6H→2Al＋３H2O の反応によって金属アルミニウムに還元される。
の照射によって、 の光化学反応を引き起こし、活性な水素原子を生じる。
この水素原子によって、アルミニウム配線上に薄く形成
されているアルミニウム酸化膜は、 Al2O3＋6H→2Al＋３H2O の反応によって金属アルミニウムに還元される。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第一の実施例のプロセス・フローチャ
ートおよびそれを説明するウェハー断面図である。第１
図（ａ）に示すように、機能素子が形成された半導体基
板101上に絶縁膜102を介して第１の金属配線アルミニウ
ム103をスパッタリングにより形成する。続いて第１図
（ｂ）に示すように層間絶縁膜のシリコン窒化膜104を
形成し、第１の金属配線と第２の金属配線との電気的導
通をとるための開口105を形成する。続いて本発明に基
づき、第２の金属配線の形成装置内において、第１図
（ｃ）に示すように最初にTorrのアンモニアガス106に
低圧水銀灯からの紫外光107を照射した還元雰囲気の中
に開口105を置きアルミニウム酸化膜を除く。続いて、
第１図（ｄ）に示すように、第２の金属配線108を形成
する。
ートおよびそれを説明するウェハー断面図である。第１
図（ａ）に示すように、機能素子が形成された半導体基
板101上に絶縁膜102を介して第１の金属配線アルミニウ
ム103をスパッタリングにより形成する。続いて第１図
（ｂ）に示すように層間絶縁膜のシリコン窒化膜104を
形成し、第１の金属配線と第２の金属配線との電気的導
通をとるための開口105を形成する。続いて本発明に基
づき、第２の金属配線の形成装置内において、第１図
（ｃ）に示すように最初にTorrのアンモニアガス106に
低圧水銀灯からの紫外光107を照射した還元雰囲気の中
に開口105を置きアルミニウム酸化膜を除く。続いて、
第１図（ｄ）に示すように、第２の金属配線108を形成
する。
従来の技術を用いてアルミニウム２層配線を形成した場
合、２μｍ□の開口における第１の金属配線アルミニウ
ムと第２の金属配線アルミニウムとの接触電気抵抗は、
〜130mΩであった。一方、本発明の技術、すなわち層間
絶縁膜に開口を形成した後、水素あるいは水素化合ガス
に紫外光を照射することによって形成した還元雰囲気に
放置し、大気に晒さずに第２の金属配線アルミニムウを
形成した場合、同じ開口における第１の金属配線アルミ
ニウムと第２の金属アルミニウムとの接触電気抵抗は〜
70mΩと小さな値であった。
合、２μｍ□の開口における第１の金属配線アルミニウ
ムと第２の金属配線アルミニウムとの接触電気抵抗は、
〜130mΩであった。一方、本発明の技術、すなわち層間
絶縁膜に開口を形成した後、水素あるいは水素化合ガス
に紫外光を照射することによって形成した還元雰囲気に
放置し、大気に晒さずに第２の金属配線アルミニムウを
形成した場合、同じ開口における第１の金属配線アルミ
ニウムと第２の金属アルミニウムとの接触電気抵抗は〜
70mΩと小さな値であった。
第２図はレーザ光を用いた本発明をタングステン選択気
相化学成長に適用した、第２の実施例のプロセスフロチ
ャートである。第２図（ａ）に示すように、機能素子が
形成された半導体基板101上に絶縁膜102を介して第１の
金属配線タングステン201を化学気相成長により形成す
る。続いて第２図（ｂ）に示すように層間絶縁膜である
シリコン酸化膜202を化学気相成長で形成し、第１の金
属配線との電気的導通をとるための開口105を形成す
る。
相化学成長に適用した、第２の実施例のプロセスフロチ
ャートである。第２図（ａ）に示すように、機能素子が
形成された半導体基板101上に絶縁膜102を介して第１の
金属配線タングステン201を化学気相成長により形成す
る。続いて第２図（ｂ）に示すように層間絶縁膜である
シリコン酸化膜202を化学気相成長で形成し、第１の金
属配線との電気的導通をとるための開口105を形成す
る。
続いて本発明に基づき第２図（ｃ）に示すように10Torr
のアンモニアガス107にArFエキシマレーザ光204を基板
に平行に照射し還元雰囲気を形成し、開口105に露呈し
ている第１の金属配線の表面203のタングステン酸化膜
を還元する。開口105に露呈している第１の金属配線タ
ングステンの表面は、上記還元反応により清浄なタング
ステンとなっているので、第２図（ｄ）に示すように、
開口105を高い選択性をもったタングステンの化学気相
成長によって、タングステン膜204で埋込むことができ
る。続いて、タングステンを非選択的に形成し、第２図
（ｅ）に示すように第２の金属配線205を形成する。
のアンモニアガス107にArFエキシマレーザ光204を基板
に平行に照射し還元雰囲気を形成し、開口105に露呈し
ている第１の金属配線の表面203のタングステン酸化膜
を還元する。開口105に露呈している第１の金属配線タ
ングステンの表面は、上記還元反応により清浄なタング
ステンとなっているので、第２図（ｄ）に示すように、
開口105を高い選択性をもったタングステンの化学気相
成長によって、タングステン膜204で埋込むことができ
る。続いて、タングステンを非選択的に形成し、第２図
（ｅ）に示すように第２の金属配線205を形成する。
この実施例では、還元雰囲気にタングステン表面を晒
し、タングステン酸化膜を還元することにより、接触抵
抗を下げるとともに、タングステンの化学気相成長にお
ける選択性を高めることができる利点がある。
し、タングステン酸化膜を還元することにより、接触抵
抗を下げるとともに、タングステンの化学気相成長にお
ける選択性を高めることができる利点がある。
以上説明したように本発明は、第１の金属配線と第２の
金属配線との電気的導通をとる開口を層間絶縁膜に形成
した後、開口を水素あるいは水素化合物ガスに紫外光を
照射することによって形成した還元雰囲気に放置し、続
いて大気に晒さずに第２の金属配線を形成することによ
り、開口における第１の金属配線と第２の金属配線との
接触電気抵抗を減少させることができ、また高い選択性
のタングステン化学気相成長ができるという効果があ
る。
金属配線との電気的導通をとる開口を層間絶縁膜に形成
した後、開口を水素あるいは水素化合物ガスに紫外光を
照射することによって形成した還元雰囲気に放置し、続
いて大気に晒さずに第２の金属配線を形成することによ
り、開口における第１の金属配線と第２の金属配線との
接触電気抵抗を減少させることができ、また高い選択性
のタングステン化学気相成長ができるという効果があ
る。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例の製造工
程断面図、第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施
例の製造工程断面図である。 101……半導体基板、102……絶縁膜、103……第１の金
属配線アルミニウム、104……シリコン窒化膜、105……
開口、106……アンモニアガス、107……低圧水銀灯から
の紫外光、108……第２の金属配線アルミニウム、201…
…第１の金属配線タングステン、202……シリコン酸化
膜、203……ArFエキシマ・レーザ光、204……タングス
テン膜、205……第２の金属配線タングステン。
程断面図、第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施
例の製造工程断面図である。 101……半導体基板、102……絶縁膜、103……第１の金
属配線アルミニウム、104……シリコン窒化膜、105……
開口、106……アンモニアガス、107……低圧水銀灯から
の紫外光、108……第２の金属配線アルミニウム、201…
…第１の金属配線タングステン、202……シリコン酸化
膜、203……ArFエキシマ・レーザ光、204……タングス
テン膜、205……第２の金属配線タングステン。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板上に金属の多層配線を形成する
半導体装置の製造方法において、第１の金属配線を形成
する工程と、続いて絶縁膜を形成する工程と、次に第２
の金属配線との電気的導通をとる開口を該絶縁膜に形成
する工程と、その後該開口を水素あるいは水素化合物ガ
スに300nm以下の波長の紫外光を照射することによって
つくる還元雰囲気中に放置する工程と、続いて該開口を
大気に晒すことなく該開口部に第２の金属配線を形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項２】上記還元雰囲気の形成をアンモニアガスあ
るいはヒドラジンガスあるいは水素ガスあるいは上記ガ
スの２つ以上の混合ガスに、低圧水銀灯からの紫外光
（波長185nm）あるいはArFエキシマレーザからの紫外光
（波長193nm）を照射することによって行うことを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項に記載の半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15437386A JPH0680661B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15437386A JPH0680661B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS639953A JPS639953A (ja) | 1988-01-16 |
| JPH0680661B2 true JPH0680661B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=15582738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15437386A Expired - Lifetime JPH0680661B2 (ja) | 1986-06-30 | 1986-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680661B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5113578A (en) * | 1990-11-29 | 1992-05-19 | Emhart Inc. | Tool tip assembly for surface mount machine |
-
1986
- 1986-06-30 JP JP15437386A patent/JPH0680661B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS639953A (ja) | 1988-01-16 |
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