JPH0750737B2 - 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
- JPH0750737B2 JPH0750737B2 JP62048005A JP4800587A JPH0750737B2 JP H0750737 B2 JPH0750737 B2 JP H0750737B2 JP 62048005 A JP62048005 A JP 62048005A JP 4800587 A JP4800587 A JP 4800587A JP H0750737 B2 JPH0750737 B2 JP H0750737B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- nitride film
- aluminum
- hydrogen
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 26
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 19
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 29
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 9
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N tungsten disilicide Chemical compound [Si]#[W]#[Si] WQJQOUPTWCFRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021342 tungsten silicide Inorganic materials 0.000 description 2
- 101000617725 Homo sapiens Pregnancy-specific beta-1-glycoprotein 2 Proteins 0.000 description 1
- 102100022019 Pregnancy-specific beta-1-glycoprotein 2 Human genes 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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、プラズマ
化学的気相成長膜形成後の熱処理温度の改良に関する。
化学的気相成長膜形成後の熱処理温度の改良に関する。
従来、半導体集積回路に用いるアルミニウム配線のシリ
コンとのオーミックコンタクトを得るためのアロイ温度
は450〜500℃であった。このため層間絶縁膜としてのプ
ラズマ窒化膜形成後も450℃の熱処理は行なっていた。
コンとのオーミックコンタクトを得るためのアロイ温度
は450〜500℃であった。このため層間絶縁膜としてのプ
ラズマ窒化膜形成後も450℃の熱処理は行なっていた。
上述した従来の製造方法では、プラズマ窒化膜形成後の
熱処理温度が450℃前後であるから、下地アルミニウム
配線の消失あるいはプラズマ窒化膜のふくれというよう
な不良が多発していた。これに対し、J.T.YueらやT.Tur
nerらがプロシーディングス・アイ・イー・イー・イー
・1985インターナショナル・リライアビリティ・フィジ
ックス・シンポジウム（Proceedings IEEE 1985 Intern
ational Roliability Physics Symposium）に発表した
ように応力が原因とする説があり、この従来の応力原因
説に基づき、プラズマ窒化膜の厚さを変えたり、応力，
すなわちウェーハのその量を変化させたりして、アルミ
ニウム消失や窒化膜ふくれを防ごうとしたが成功しなか
った。
熱処理温度が450℃前後であるから、下地アルミニウム
配線の消失あるいはプラズマ窒化膜のふくれというよう
な不良が多発していた。これに対し、J.T.YueらやT.Tur
nerらがプロシーディングス・アイ・イー・イー・イー
・1985インターナショナル・リライアビリティ・フィジ
ックス・シンポジウム（Proceedings IEEE 1985 Intern
ational Roliability Physics Symposium）に発表した
ように応力が原因とする説があり、この従来の応力原因
説に基づき、プラズマ窒化膜の厚さを変えたり、応力，
すなわちウェーハのその量を変化させたりして、アルミ
ニウム消失や窒化膜ふくれを防ごうとしたが成功しなか
った。
従って、これまではアルミニウム配線の消失やプラズマ
窒化膜のふくれ原因は不明であった。
窒化膜のふくれ原因は不明であった。
本発明の目的は、プラズマ化学的気相成長膜を絶縁膜と
する半導体装置のプラズマ化学的気相成長絶縁膜形成後
の熱処理によりアルミニウム配線の消失やプラズマ絶縁
膜のふくれなどが生じない半導体装置の製造方法を提供
することにある。
する半導体装置のプラズマ化学的気相成長絶縁膜形成後
の熱処理によりアルミニウム配線の消失やプラズマ絶縁
膜のふくれなどが生じない半導体装置の製造方法を提供
することにある。
半導体基板上に形成され、アルミニウムからなる多層配
線に接する層間絶縁膜またはアルミニウム配線に接する
表面保護用のパッシベーション膜としてプラズマ化学的
気相成長膜を形成する半導体装置の製造方法において、
前記多層配線の上層および下層のアルミニウム配線のコ
ンタクトを取る場合の熱処理または前記パッシベーショ
ン膜に開口部をドライエッチングにより形成した後の熱
処理を前記プラズマ化学的気相成長膜から水素が離脱す
る温度以下の温度で行うことを特徴とするものである。
線に接する層間絶縁膜またはアルミニウム配線に接する
表面保護用のパッシベーション膜としてプラズマ化学的
気相成長膜を形成する半導体装置の製造方法において、
前記多層配線の上層および下層のアルミニウム配線のコ
ンタクトを取る場合の熱処理または前記パッシベーショ
ン膜に開口部をドライエッチングにより形成した後の熱
処理を前記プラズマ化学的気相成長膜から水素が離脱す
る温度以下の温度で行うことを特徴とするものである。
そして、本発明の原理は、本発明者がアルミニウム消失
やプラズマ窒化膜のふくれの原因がプラズマ窒化膜の応
力でなく、プラズマ窒化膜中に含まれる水素にあり、こ
の水素のプラズマ窒化膜からの離脱に温度依存性がある
ことを見い出したことに基づき、プラズマ窒化膜形成後
の熱処理を、この水素の離脱温度以下にしたことにあ
る。
やプラズマ窒化膜のふくれの原因がプラズマ窒化膜の応
力でなく、プラズマ窒化膜中に含まれる水素にあり、こ
の水素のプラズマ窒化膜からの離脱に温度依存性がある
ことを見い出したことに基づき、プラズマ窒化膜形成後
の熱処理を、この水素の離脱温度以下にしたことにあ
る。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
実施例の説明にさきだち本発明の作用について説明す
る。第３図はプラズマ窒化膜の組成の熱処理温度による
変化を示す図である。第３図からわかるように、プラズ
マ窒化膜中の窒素−水素結合（Ｎ−Ｈ結合）は約400℃
から分解しはじめる。一方シリコン−水素結合（Si−Ｈ
結合）は約600℃から分解しはじめる。
る。第３図はプラズマ窒化膜の組成の熱処理温度による
変化を示す図である。第３図からわかるように、プラズ
マ窒化膜中の窒素−水素結合（Ｎ−Ｈ結合）は約400℃
から分解しはじめる。一方シリコン−水素結合（Si−Ｈ
結合）は約600℃から分解しはじめる。
また、第４図はプラズマ窒化膜から発生する水素の量の
熱処理温度依存性を示す図である。第４図からわかるよ
うに、プラズマ窒化膜からの水素は400℃を越えて急に
放出され始める。
熱処理温度依存性を示す図である。第４図からわかるよ
うに、プラズマ窒化膜からの水素は400℃を越えて急に
放出され始める。
また、第５図は、実際の半導体集積回路の構造である、
シリコン基板上に約1.0μｍの酸化膜を成長し、その上
にアルミニウム膜1.0μｍを形成し、さらにプラズマ窒
化膜1.0μｍを成長した後の熱処理による水素の放出量
を示した図である。第５図からわかるように、アルミニ
ウム・プラズマ窒化膜の組み合わせた試料を加熱すると
極めて多量の水素が発生し、この水素がプラズマ窒化膜
ふくれを発生させ、その下のアルミニウム消失の原因と
なることがわかった。この水素も、やはり400℃付近か
ら急激に増加しはじめる。第４図と同様の結果は、ジャ
ーナル・オブ・ザ・エレクトロケミカル・ソサイアティ
（Journal of the Electro-Chemical Society）の1979
年10月号の1753頁にも発表されている。
シリコン基板上に約1.0μｍの酸化膜を成長し、その上
にアルミニウム膜1.0μｍを形成し、さらにプラズマ窒
化膜1.0μｍを成長した後の熱処理による水素の放出量
を示した図である。第５図からわかるように、アルミニ
ウム・プラズマ窒化膜の組み合わせた試料を加熱すると
極めて多量の水素が発生し、この水素がプラズマ窒化膜
ふくれを発生させ、その下のアルミニウム消失の原因と
なることがわかった。この水素も、やはり400℃付近か
ら急激に増加しはじめる。第４図と同様の結果は、ジャ
ーナル・オブ・ザ・エレクトロケミカル・ソサイアティ
（Journal of the Electro-Chemical Society）の1979
年10月号の1753頁にも発表されている。
以上の実験結果から、プラズマ窒化膜は400℃以上で急
激に水素を放出し、この水素が窒化膜ふくれ、アルミニ
ウム消失の原因となることがわかる。
激に水素を放出し、この水素が窒化膜ふくれ、アルミニ
ウム消失の原因となることがわかる。
以上の事実に基づき、以下実施例を説明する。第１図
（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明するため
に工程順に示した素子の縦断面図である。
（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明するため
に工程順に示した素子の縦断面図である。
第１図（ａ）に示すように、比抵抗１〜20ΩcmのＰ形シ
リコン基板１上の常圧CVD法により４モル％のＰを含む
シリコン酸化膜（PSG膜）２を1.0μｍ成長する。次に、
第１図（ｂ）に示すように、アルミニウム膜３を1.0μm
DCマグネトロンスパッタにより被着し、続けてタングス
テンシリサイド膜４を500Åをスパッタする。これを通
常のフォトリソグラフィを用いてパターニングする。
リコン基板１上の常圧CVD法により４モル％のＰを含む
シリコン酸化膜（PSG膜）２を1.0μｍ成長する。次に、
第１図（ｂ）に示すように、アルミニウム膜３を1.0μm
DCマグネトロンスパッタにより被着し、続けてタングス
テンシリサイド膜４を500Åをスパッタする。これを通
常のフォトリソグラフィを用いてパターニングする。
次に、第１図（ｃ）に示すように、基板シリコンとアル
ミニウムのオーミックコンタクトを取るため、ウェーハ
を450℃の窒素と水素の混合炉に入れてアロイする。そ
の後、プラズマ窒化膜５を1.0μｍ形成する。
ミニウムのオーミックコンタクトを取るため、ウェーハ
を450℃の窒素と水素の混合炉に入れてアロイする。そ
の後、プラズマ窒化膜５を1.0μｍ形成する。
次に、第１図（ｄ）に示すように、スルーホールを通常
のフォトリソグラフィとフレオンと酸素の混合ガスを用
いてドライエッチングし、第２層目のアルミニウム配線
６を1.0μｍを形成する。
のフォトリソグラフィとフレオンと酸素の混合ガスを用
いてドライエッチングし、第２層目のアルミニウム配線
６を1.0μｍを形成する。
この後１層目配線と２層目配線のコンタクトを取るた
め、400℃の窒素炉でアロイする。
め、400℃の窒素炉でアロイする。
以上説明した本実施例によれば、アルミニウム配線の消
失、窒化膜のふくれなどの問題を生ずることなく、１層
目配線と２層目配線の良好なコンタクトをとることがで
きる。
失、窒化膜のふくれなどの問題を生ずることなく、１層
目配線と２層目配線の良好なコンタクトをとることがで
きる。
第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施例を説明する
ために工程順に示して素子の縦断面図である。
ために工程順に示して素子の縦断面図である。
まず第２図（ａ）に示すように、比抵抗１〜20ΩcmのＰ
形シリコン基板１上に４モル％のPSG2を1.0μｍ成長
し、アルミニウム膜３をDCマグネトロンスパッタで1.0
μｍ形成し、通常のフォトリソグラフィを用いてパター
ニングする。次に、下地基板シリコンとアルミニウムの
オーミックコンタクトを取るため、450℃水素−窒素混
合ガス炉で約30分アロイを行なう。
形シリコン基板１上に４モル％のPSG2を1.0μｍ成長
し、アルミニウム膜３をDCマグネトロンスパッタで1.0
μｍ形成し、通常のフォトリソグラフィを用いてパター
ニングする。次に、下地基板シリコンとアルミニウムの
オーミックコンタクトを取るため、450℃水素−窒素混
合ガス炉で約30分アロイを行なう。
次に、第２図（ｂ）に示すように、プラズマ窒化膜５を
最終パッシベーション膜として、1.0μｍ形成する。
最終パッシベーション膜として、1.0μｍ形成する。
次いで、第２図（ｃ）に示すように、通常のフォトリソ
グラフィを用いてボンディング用窓７を開孔するためフ
レオンと酸素の混合ガスでドライエッチングする。最後
にドライエッチングにより発生するダメージを緩和する
ため、350℃窒化炉で約30分ウェーハをアニールする。
グラフィを用いてボンディング用窓７を開孔するためフ
レオンと酸素の混合ガスでドライエッチングする。最後
にドライエッチングにより発生するダメージを緩和する
ため、350℃窒化炉で約30分ウェーハをアニールする。
以上説明した第２の実施例によれば、アミルニウム配線
の消失や窒化膜のふくれを発生することなく、ドライエ
ッチングにより発生するダメージを緩和することができ
る。
の消失や窒化膜のふくれを発生することなく、ドライエ
ッチングにより発生するダメージを緩和することができ
る。
以上説明したように本発明は、プラズマ窒化膜形成後の
熱処理温度を水素の離脱温度以下とすることで、プラズ
マ窒化膜からの水素の離脱を防ぐことができ、この水素
が原因のプラズマ窒化膜ふくれ、アルミニウム配線消失
不良を防ぐことができる効果がある。
熱処理温度を水素の離脱温度以下とすることで、プラズ
マ窒化膜からの水素の離脱を防ぐことができ、この水素
が原因のプラズマ窒化膜ふくれ、アルミニウム配線消失
不良を防ぐことができる効果がある。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順に示した素子の縦断面図、第２図（ａ）
〜（ｃ）は本発明の第２の実施例を説明するために工程
順に示した素子縦断面図、第３図は本発明の根拠となる
プラズマ窒化膜組成の熱処理温度依存性を示す図、第４
図は本発明の根拠となるプラズマ窒化膜からの水素の発
生量の熱処理温度依存性を示す図、第５図は本発明の根
拠となるプラズマ窒化膜−アルミニウム配線構造から発
生する水素の量の熱処理温度依存性を示す図である。 １…シリコン基板、２…シリコン酸化膜、３…アルミニ
ウム配線、４…タングステンシリサイド膜、５…プラズ
マ窒化膜、６…第２のアルミニウム配線、７…ボンディ
ング開孔。
るための工程順に示した素子の縦断面図、第２図（ａ）
〜（ｃ）は本発明の第２の実施例を説明するために工程
順に示した素子縦断面図、第３図は本発明の根拠となる
プラズマ窒化膜組成の熱処理温度依存性を示す図、第４
図は本発明の根拠となるプラズマ窒化膜からの水素の発
生量の熱処理温度依存性を示す図、第５図は本発明の根
拠となるプラズマ窒化膜−アルミニウム配線構造から発
生する水素の量の熱処理温度依存性を示す図である。 １…シリコン基板、２…シリコン酸化膜、３…アルミニ
ウム配線、４…タングステンシリサイド膜、５…プラズ
マ窒化膜、６…第２のアルミニウム配線、７…ボンディ
ング開孔。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に形成され、アルミニウムか
らなる多層配線に接する層間絶縁膜またはアルミニウム
配線に接する表面保護用のパッシベーション膜としてプ
ラズマ化学的気相成長膜を形成する半導体装置の製造方
法において、前記多層配線の上層および下層のアルミニ
ウム配線のコンタクトを取る場合の熱処理または前記パ
ッシベーション膜に開口部をドライエッチングにより形
成した後の熱処理を前記プラズマ化学的気相成長膜から
水素が離脱する温度以下の温度で行うことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048005A JPH0750737B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048005A JPH0750737B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63213933A JPS63213933A (ja) | 1988-09-06 |
| JPH0750737B2 true JPH0750737B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=12791184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62048005A Expired - Fee Related JPH0750737B2 (ja) | 1987-03-02 | 1987-03-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750737B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0653241A (ja) * | 1992-08-03 | 1994-02-25 | Nec Corp | 電界効果トランジスタの製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125626A (en) * | 1979-03-20 | 1980-09-27 | Fujitsu Ltd | Production of semiconductor device |
| JPS6030153A (ja) * | 1983-07-28 | 1985-02-15 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPS60136259A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-19 | Sony Corp | 電界効果型トランジスタの製造方法 |
| JPS60152046A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-10 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-03-02 JP JP62048005A patent/JPH0750737B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63213933A (ja) | 1988-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3128811B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5798301A (en) | Method of manufacturing metal interconnect structure for an integrated circuit with improved electromigration reliability | |
| JPS62261155A (ja) | 基板装置の製造方法 | |
| JPH10125782A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6790778B1 (en) | Method for capping over a copper layer | |
| US5494860A (en) | Two step annealing process for decreasing contact resistance | |
| JPH06244185A (ja) | 配線構造とその製法 | |
| JPH06204170A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS6364057B2 (ja) | ||
| JP2600593B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| US6365482B1 (en) | I.C. thin film resistor stabilization method | |
| JPH0750737B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6004877A (en) | Method of forming a tungsten layer with N2 plasma treatment | |
| JP2764932B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| KR100399066B1 (ko) | 반도체소자의 알루미늄 합금 박막 제조 방법 | |
| JPH05102148A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0740587B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3230909B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH02290018A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2565292B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH05102154A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2764934B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP3149169B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2764933B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP2723023B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |