JPH0689896A - 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
- JPH0689896A JPH0689896A JP23987592A JP23987592A JPH0689896A JP H0689896 A JPH0689896 A JP H0689896A JP 23987592 A JP23987592 A JP 23987592A JP 23987592 A JP23987592 A JP 23987592A JP H0689896 A JPH0689896 A JP H0689896A
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- Japan
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- insulating film
- interlayer insulating
- film
- metal film
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層配線の形成方法に関し，配線膜のパター
ニング後の後処理工程をなくし，且つ配線の腐食を防止
することを目的とする。 【構成】 半導体基板１上に形成された下層配線２を覆
って層間絶縁膜３を被着し，該層間絶縁膜表面に上層配
線パターンの凹部を形成する工程と，該層間絶縁膜の該
凹部内に上層配線と下層配線を接続するコンタクトホー
ルを形成する工程と，該凹部および該コンタクトホール
を埋め込んでアルミニウム(Al)合金からなる配線金属膜
６を該半導体基板上全面に被着し，該層間絶縁膜上の該
配線金属膜を除去し，該層間絶縁膜内に該配線金属膜を
残して上層配線61を形成する工程とを有するように構成
する。
ニング後の後処理工程をなくし，且つ配線の腐食を防止
することを目的とする。 【構成】 半導体基板１上に形成された下層配線２を覆
って層間絶縁膜３を被着し，該層間絶縁膜表面に上層配
線パターンの凹部を形成する工程と，該層間絶縁膜の該
凹部内に上層配線と下層配線を接続するコンタクトホー
ルを形成する工程と，該凹部および該コンタクトホール
を埋め込んでアルミニウム(Al)合金からなる配線金属膜
６を該半導体基板上全面に被着し，該層間絶縁膜上の該
配線金属膜を除去し，該層間絶縁膜内に該配線金属膜を
残して上層配線61を形成する工程とを有するように構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り, 特に多層配線の形成方法に関する。近年, 半導体
装置の微細化に伴い, 多層配線のパターン寸法の微細化
により，各種マイグレーション（ストレスマイグレーシ
ョン，エレクトロマイグレーション）が顕著に確認され
るようになり，そのために配線材料としてアルミニウム
に銅(Cu)等を添加してマイグレーションを抑制してい
る。
係り, 特に多層配線の形成方法に関する。近年, 半導体
装置の微細化に伴い, 多層配線のパターン寸法の微細化
により，各種マイグレーション（ストレスマイグレーシ
ョン，エレクトロマイグレーション）が顕著に確認され
るようになり，そのために配線材料としてアルミニウム
に銅(Cu)等を添加してマイグレーションを抑制してい
る。
【０００２】
【従来の技術】従来のAlCu等の配線膜をパターニングし
て配線を形成する際, リソグラフィ技術を利用して配線
膜上に被着されたレジスト膜をパターニングし，このレ
ジスト膜をマスクにして, 塩素系ガスを用いてエッチン
グしていた。
て配線を形成する際, リソグラフィ技術を利用して配線
膜上に被着されたレジスト膜をパターニングし，このレ
ジスト膜をマスクにして, 塩素系ガスを用いてエッチン
グしていた。
【０００３】ところが，配線の側壁に堆積した塩素を含
む側壁堆積膜の影響により, エッチング後の後腐食が発
生し，形成された配線の信頼性を低下させていた。その
ために, 残留塩素置換等の後処理を行って上記の後腐食
を抑えていた。
む側壁堆積膜の影響により, エッチング後の後腐食が発
生し，形成された配線の信頼性を低下させていた。その
ために, 残留塩素置換等の後処理を行って上記の後腐食
を抑えていた。
【０００４】残留塩素置換は，残留塩素を硝酸や水等に
含まれる H+ によりHCl に置換してHCl を除去すること
により, 配線周りの残留塩素 (Cl- ) を残さないように
して腐食を防ぐ技術である。この際, HCl に置換したま
まにしておくとHCl により腐食が起こるため, 置換した
HCl は水洗等により除去しなければならない。
含まれる H+ によりHCl に置換してHCl を除去すること
により, 配線周りの残留塩素 (Cl- ) を残さないように
して腐食を防ぐ技術である。この際, HCl に置換したま
まにしておくとHCl により腐食が起こるため, 置換した
HCl は水洗等により除去しなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来例では，配線側壁
の後腐食を抑制するために, 後処理工程を加えているた
め工程数の増加をきたして処理のスループットを低下さ
せ，また, 工程数が増えるだけでなく, 完全に後腐食を
抑制することはできなかった。
の後腐食を抑制するために, 後処理工程を加えているた
め工程数の増加をきたして処理のスループットを低下さ
せ，また, 工程数が増えるだけでなく, 完全に後腐食を
抑制することはできなかった。
【０００６】本発明は配線膜のパターニング後の後処理
工程をなくし，且つ配線の腐食を防止することを目的と
する。
工程をなくし，且つ配線の腐食を防止することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は，半導
体基板１上に形成された下層配線２を覆って層間絶縁膜
３を被着し，該層間絶縁膜表面に上層配線パターンの凹
部を形成する工程と，該層間絶縁膜の該凹部内に上層配
線と下層配線を接続するコンタクトホールを形成する工
程と，該凹部および該コンタクトホールを埋め込んでア
ルミニウム(Al)合金からなる配線金属膜６を該半導体基
板上全面に被着し，該層間絶縁膜上の該配線金属膜を除
去し，該層間絶縁膜内に該配線金属膜を残して上層配線
61を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法によ
り達成される。
体基板１上に形成された下層配線２を覆って層間絶縁膜
３を被着し，該層間絶縁膜表面に上層配線パターンの凹
部を形成する工程と，該層間絶縁膜の該凹部内に上層配
線と下層配線を接続するコンタクトホールを形成する工
程と，該凹部および該コンタクトホールを埋め込んでア
ルミニウム(Al)合金からなる配線金属膜６を該半導体基
板上全面に被着し，該層間絶縁膜上の該配線金属膜を除
去し，該層間絶縁膜内に該配線金属膜を残して上層配線
61を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法によ
り達成される。
【０００８】
【作用】本発明は, Al合金配線を絶縁膜中に埋め込んで
形成する結果, Al合金配線の側壁が絶縁膜で保護されて
いるため，Al合金配線は腐食されないことを利用してい
る。
形成する結果, Al合金配線の側壁が絶縁膜で保護されて
いるため，Al合金配線は腐食されないことを利用してい
る。
【０００９】エッチング後の配線の後腐食現象は純Alの
場合は塩素を含んだ側壁堆積膜の堆積はなく, 従って後
腐食の問題はないが，この後腐食現象はAl合金配線の場
合に特有な問題であり，これに対して, 本発明者は側壁
を絶縁膜で保護することにより, 後腐食現象を抑制でき
ることを実験的に確かめた。
場合は塩素を含んだ側壁堆積膜の堆積はなく, 従って後
腐食の問題はないが，この後腐食現象はAl合金配線の場
合に特有な問題であり，これに対して, 本発明者は側壁
を絶縁膜で保護することにより, 後腐食現象を抑制でき
ることを実験的に確かめた。
【００１０】まず，純Al(AlSi 等を含む) とCu等の金属
を含むAl合金の腐食発生の差について考えると，純Alで
は側壁堆積膜はAlCu等と同様に堆積するが, 腐食が発生
するか否かはその堆積膜中あるいは表面に残留塩素が存
在するか否かで決定される。この場合Cu等を含むAlCuは
残留塩素Cl- を引き込みやすく腐食が発生しやすい。こ
れはCuの存在に起因するものと思われる。
を含むAl合金の腐食発生の差について考えると，純Alで
は側壁堆積膜はAlCu等と同様に堆積するが, 腐食が発生
するか否かはその堆積膜中あるいは表面に残留塩素が存
在するか否かで決定される。この場合Cu等を含むAlCuは
残留塩素Cl- を引き込みやすく腐食が発生しやすい。こ
れはCuの存在に起因するものと思われる。
【００１１】次に, 配線を絶縁膜に埋め込むことにより
腐食を防止する機構について説明する。前記のように,
腐食は配線の側壁堆積膜中あるいはその表面に存在する
残留塩素と大気中の水分が反応してHCl となり, 配線を
侵すことにより発生するため，側壁に存在する残留塩素
を埋め込み配線にすることにより絶縁膜内に封じ込め,
大気中の水分との反応を防止している。
腐食を防止する機構について説明する。前記のように,
腐食は配線の側壁堆積膜中あるいはその表面に存在する
残留塩素と大気中の水分が反応してHCl となり, 配線を
侵すことにより発生するため，側壁に存在する残留塩素
を埋め込み配線にすることにより絶縁膜内に封じ込め,
大気中の水分との反応を防止している。
【００１２】
【実施例】図１(A) 〜(F) は本発明の実施例を説明する
断面図である。図１(A) において，半導体基板１に形成
さたバルク配線２を覆って層間絶縁膜３として気相成長
(CVD) による二酸化シリコン(SiO2)膜を成長する。
断面図である。図１(A) において，半導体基板１に形成
さたバルク配線２を覆って層間絶縁膜３として気相成長
(CVD) による二酸化シリコン(SiO2)膜を成長する。
【００１３】次いで，リソグラフィ工程により，層間絶
縁膜３の上にレジスト膜４を被着し，パターニングして
配線パターンを形成する。パターニングされたレジスト
膜４をマスクにして，層間絶縁膜３をエッチングして層
間絶縁膜３の表面に上層配線パターンの凹部を形成す
る。
縁膜３の上にレジスト膜４を被着し，パターニングして
配線パターンを形成する。パターニングされたレジスト
膜４をマスクにして，層間絶縁膜３をエッチングして層
間絶縁膜３の表面に上層配線パターンの凹部を形成す
る。
【００１４】層間絶縁膜SiO2のエッチング条件の一例は
次の通りである。 反応ガス： CF4，CHF3 ガス圧力： 0.3 Torr RF 電力： 300 W 次いで，レジスト膜４を除去する。
次の通りである。 反応ガス： CF4，CHF3 ガス圧力： 0.3 Torr RF 電力： 300 W 次いで，レジスト膜４を除去する。
【００１５】図１(B) において，上層配線とバルク配線
２とのコンタクトホール形成部を開口したレジスト膜５
を形成する。図１(C) において，レジスト膜５をマスク
にして，層間絶縁膜３をエッチングしてコンタクトホー
ルを形成する。この際のエッチングは図１(A) に示され
た方法で行う。次いでレジスト膜５を除去する。
２とのコンタクトホール形成部を開口したレジスト膜５
を形成する。図１(C) において，レジスト膜５をマスク
にして，層間絶縁膜３をエッチングしてコンタクトホー
ルを形成する。この際のエッチングは図１(A) に示され
た方法で行う。次いでレジスト膜５を除去する。
【００１６】図１(D) において，スパッタ法により，層
間絶縁膜の開口部を埋め込んでAlCu(Cu ％) 等のAl合
金からなる配線金属膜６を基板上全面に被着する。図１
(E) において，層間絶縁膜３上の配線金属膜６をエッチ
バックして除去し，配線61を層間絶縁膜３内に形成す
る。
間絶縁膜の開口部を埋め込んでAlCu(Cu ％) 等のAl合
金からなる配線金属膜６を基板上全面に被着する。図１
(E) において，層間絶縁膜３上の配線金属膜６をエッチ
バックして除去し，配線61を層間絶縁膜３内に形成す
る。
【００１７】配線金属膜AlCuのエッチング条件の一例は
次の通りである。 反応ガス： Cl2, SiCl4 ガス圧力： 10 mTorr RF 電力： 500 W 図１(F) は, 上記と同様のプロセスにより１層目配線6
1, ２層配線62を行った場合の例を示す。
次の通りである。 反応ガス： Cl2, SiCl4 ガス圧力： 10 mTorr RF 電力： 500 W 図１(F) は, 上記と同様のプロセスにより１層目配線6
1, ２層配線62を行った場合の例を示す。
【００１８】ここで，層間絶縁膜とAlCuのエッチング条
件は従来の条件で何の問題も起こらなく, 実施例の腐食
防止は配線の埋め込み構造により行われる。
件は従来の条件で何の問題も起こらなく, 実施例の腐食
防止は配線の埋め込み構造により行われる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば，Al合金配線膜のパター
ニング後の後処理工程をなくし，且つ配線の腐食を防止
することができた。この結果, プロセスのスループット
を上げ, 配線の信頼性を向上することができた。
ニング後の後処理工程をなくし，且つ配線の腐食を防止
することができた。この結果, プロセスのスループット
を上げ, 配線の信頼性を向上することができた。
【図１】 本発明の実施例を説明する断面図
１ 半導体基板 ２ バルク配線 ３ 層間絶縁膜でCVD SiO2膜 ４，５ レジスト膜 ６ 配線金属膜でAlCu膜 61 １層目配線 62 ２層配線
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板(1) 上に形成された下層配線
(2) を覆って層間絶縁膜(3）を被着し，該層間絶縁膜表
面に上層配線パターンの凹部を形成する工程と， 該層間絶縁膜の該凹部内に上層配線と下層配線を接続す
るコンタクトホールを形成する工程と， 該凹部および該コンタクトホールを埋め込んでアルミニ
ウム(Al)合金からなる配線金属膜(6) を該半導体基板上
全面に被着し，該層間絶縁膜上の該配線金属膜を除去
し，該層間絶縁膜内に該配線金属膜を残して上層配線(6
1)を形成する工程とを有す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 |
|---|---|---|---|
| JP23987592A JPH0689896A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23987592A JPH0689896A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0689896A true JPH0689896A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17051183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23987592A Withdrawn JPH0689896A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689896A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07307385A (ja) * | 1994-05-10 | 1995-11-21 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体素子の多層金属配線の形成方法 |
| US6333257B1 (en) | 1998-02-26 | 2001-12-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Interconnection structure and method for forming the same |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP23987592A patent/JPH0689896A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07307385A (ja) * | 1994-05-10 | 1995-11-21 | Lg Semicon Co Ltd | 半導体素子の多層金属配線の形成方法 |
| US6333257B1 (en) | 1998-02-26 | 2001-12-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Interconnection structure and method for forming the same |
| USRE38753E1 (en) | 1998-02-26 | 2005-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Interconnect structure and method for forming the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |