JPH0774168A

JPH0774168A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH0774168A
Application number: JP15922693A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kadomura; 新吾門村; Koyo Kamiide; 幸洋上出
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】Ａｌ系積層配線膜のバリヤメタルの一部に酸
素を含む窒化シリコン膜を用いてバリヤ性を高め、かつ
異方性形状を有する配線パターンを形成する。【構成】Ａｌ系積層配線膜の構成を、Ｔｉ膜５、Ｔｉ
Ｎ−Ｏ_x膜６、ＴｉＮ膜等からなる酸素拡散防止膜７、
Ｔｉ−Ａｌ合金膜８ａ、および高温スパッタリング法で
成膜されるＡｌ−１％Ｓｉ膜９の積層系とする。上記酸
素拡散防止膜７を介在させることで、高温スパッタリン
グ時のＴｉＮ−Ｏ_x膜６からＴｉ−Ａｌ合金膜８ａへの
酸素の熱拡散を防止する。【効果】Ａｌ系積層配線膜のエッチング中にＴｉ−Ａ
ｌ合金膜８ａから酸素が放出されないので、カーボン系
側壁保護膜が除去されることがなく、したがってＡｌ−
１％Ｓｉ膜９のサイドエッチを抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チタン（Ｔｉ）系バリ
ヤメタルとアルミニウム（Ａｌ）系材料膜からなる積層
配線膜を用いて微細な配線部が構成されてなる半導体装
置に関し、特にエッチング時における配線パターンの断
面形状の劣化を防止可能な積層配線膜の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の配線材料としては、
Ｔｉ系バリヤメタルとＡｌ系材料膜との積層配線膜が一
般的に用いられるようになっている。このＴｉ系バリヤ
メタルの構成もデザイン・ルールの微細化に伴って複雑
化しており、近年ではＴｉ／ＴｉＮ（窒化シリコン）／
Ｔｉ系、あるいはＴｉ／ＴｉＯＮ（酸窒化シリコン）／
Ｔｉ系等の３層構造のものが知られている。

【０００３】ここで、基板と接触する側のＴｉ膜は、低
抵抗のオーミック・コンタクトを達成し、また基板との
密着性を確保する働きがある。この上に積層されるＴｉ
Ｎ膜またはＴｉＯＮ膜は、十分なバリヤ性を確保するた
めに設けられている。これは、ＴｉとＡｌとの合金化反
応が比較的容易に進行するために、Ｔｉ膜単独ではバリ
ヤメタルとしての機能を果たし得ないからである。Ｔｉ
ＯＮ膜はＴｉＮ膜の粒界に酸素を偏析させることによ
り、ＴｉＮ膜よりもさらに高いバリヤ性が付与されたも
のである。

【０００４】さらに、Ａｌ系材料膜と接触する側のＴｉ
膜は、Ａｌ系材料膜の均一な成膜を可能とする働きがあ
る。これは、Ａｌ系材料膜の成膜方法として近年、高温
スパッタリング法が採用されていることとも関連があ
る。高温スパッタリング法とは、スパッタリング中の基
板温度を５００〜６００℃付近に維持することにより、
基板表面におけるＡｌ粒子の表面マイグレーションを促
進し、Ａｌ系材料膜の段差被覆性を改善する方法であ
る。特に、開口径が０．５μｍ以下と微細、かつアスペ
クト比が１を越えるような接続孔の埋め込みに有効であ
る。この方法において、Ａｌ系材料層の下にＡｌ系材料
との濡れ性に優れるＴｉ膜を設けておくと良好な埋め込
みが可能となることが、たとえば１９８９年ＩＥＥＥ／
ＩＲＰＳ，ｐ．２１０〜２１４に報告されている。この
場合のＴｉ膜は、Ａｌ系材料膜と反応しながらこれを接
続孔の底部へ引き込んでゆくものと考えられている。

【０００５】特に表面モホロジーが粗く、Ａｌとの濡れ
性に劣るＴｉＯＮ膜を用いる場合には、この上にＴｉ膜
を積層することが特に有効である。

【０００６】ところが、この高温スパッタリングをＳｉ
基板内の拡散層に臨むコンタクト・ホールの埋め込みに
適用した場合には、バリヤメタルの一部にＴｉＯＮ膜を
用いたとしても、未だバリヤ性が不足するといった問題
が生じてきた。これは、基板が高温加熱されているため
にＴｉＯＮ膜内におけるＡｌの粒界拡散が防止し切れな
いためであり、Ａｌスパイクによるリーク電流の増大を
招く結果となっている。

【０００７】この対策として、上記ＴｉＯＮ膜の代わり
に表面を酸化したＴｉＮ膜（以下、ＴｉＮ−Ｏ_x膜と称
する。）を用いることが提案されている。すなわち、図
４（ａ）に示されるように、たとえばＳｉＯ_x層間絶縁
膜２１上にＴｉ膜２２、ＴｉＮ−Ｏ_x膜２３、Ｔｉ膜２
４の３層からなるバリヤメタルを形成する。ここで、先
のＴｉＯＮ膜が、Ｏ₂とＮ₂を含む雰囲気中でＴｉの反
応性スパッタリングを行うことにより成膜され、ＴｉＮ
柱状晶の粒界に酸素を含む構造を有するのに対し、上記
ＴｉＮ−Ｏ_x膜２３は、ＴｉＮ膜を酸素雰囲気中でアニ
ールすることにより形成され、その少なくとも表層部は
完全にＳｉＯ_xされてＴｉＯ_xとなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのＴｉ
Ｎ−Ｏ_x膜の採用は、バリヤメタルとＡｌ系材料膜から
なる積層配線膜のドライエッチングに新たな問題をもた
らす結果となった。この問題について、図４および図５
を用いて説明する。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した
Ｔｉ／ＴｉＮ−Ｏ_x／Ｔｉ系のバリヤメタル上にＡｌ−
１％Ｓｉ膜２５が成膜された状態を表している。ここ
で、上記Ａｌ−１％Ｓｉ膜２５は高温スパッタリング法
により成膜されるので、成膜の初期にはＡｌがバリヤメ
タルの最上層側のＴｉ膜２４と反応する。この結果、両
者の境界に柱状晶構造を有するＡｌ−Ｔｉ合金膜２４ａ
が形成される。

【０００９】しかし、この合金化反応の進行と同時に、
上記Ａｌ−Ｔｉ合金膜２４ａには加熱条件下で大量の酸
素が取り込まれてしまう。これは、図中の短い矢印で示
されるように、下層側のＴｉＮ−Ｏ_x膜２３の少なくと
も表層部に存在するＴｉＯ_xからＡｌ−Ｔｉ合金層２４
ａへ向けて、酸素が熱拡散を起こすからである。

【００１０】このＡｌ−Ｔｉ合金膜２４ａへの酸素の取
り込みは、後工程のドライエッチングにおいて、Ａｌ−
１％Ｓｉ膜２５の深刻な形状異常を引き起こす原因とな
っている。図５（ａ）は、前述のように成膜されたＡｌ
−１％Ｓｉ膜２５の表面にＴｉＯＮ等からなる反射防止
膜２６を薄く形成した後、フォトリソグラフィを行って
レジスト・マスク２７をパターニングした状態を示して
いる。ここで、Ｔｉ膜２２から反射防止膜２６に至るま
での材料膜をまとめて積層配線膜ｍと称することにす
る。

【００１１】上記積層配線膜ｍを、ＢＣｌ₃／Ｃｌ₂等
の一般的な塩素系混合ガスを用いてエッチングすると、
図５（ｂ）に示されるように、レジスト・マスク２７の
分解生成物に由来する炭素系ポリマー等がパターン側壁
面に堆積して側壁保護膜２８を形成するため、Ａｌ−１
％Ｓｉ膜２５のエッチングは異方的に進行する。しか
し、エッチングが進行して図５（ｃ）に示されるように
Ａｌ−Ｔｉ合金膜２４ａが露出し始めると、ここに取り
込まれていた大量の酸素が放出され（図中、短い矢印で
示す。）、露出面近傍の側壁保護膜２８を除去してしま
う。

【００１２】すると、Ａｌに対して本来極めて反応性の
高いＣｌ^*が、側壁保護作用の失われたパターンの側壁
面に集中し、図５（ｄ）に示されるように大きなサイド
エッチ部２９を生じてしまう。

【００１３】一般にドライエッチングの分野において、
オーバーエッチング時に過剰となったラジカルに起因し
てサイドエッチが生ずる現象は、良く知られたところで
ある。ところが、上述の場合は、その原因がエッチング
・ガスの側ではなく被エッチング材料膜の側にあり、ジ
ャストエッチング時に既にサイドエッチが生じてしまう
という不都合さを抱えている。

【００１４】そこで本発明は、この問題点に鑑み、バリ
ヤ性、密着性に優れることはもろちん、ドライエッチン
グ時にかかる断面形状の異常を招くことのない配線部を
有する半導体装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述の問題
の原因が被エッチング材料膜の側にある以上、積層配線
層の構成を見直す必要があると考えた。しかし、優れた
バリヤ性を考慮するとＴｉＮ−Ｏ_x膜は使わざるを得な
い。そこで、ＴｉＮ−Ｏ_x膜の上層側にＡｌ系材料膜方
向への酸素の拡散を防止する材料膜を設けることが有効
であると考え、本発明を提案するに至った。

【００１６】すなわち本発明の半導体装置は、バリヤメ
タルとＡｌ系材料膜とが基板上にこの順に積層された積
層配線膜を用いて配線部が構成されてなり、このバリヤ
メタルを、ＴｉＮ−Ｏ_x膜と、その上層側に配される酸
素拡散防止膜とを少なくとも含む構成としたものであ
る。ここで、上記酸素拡散防止膜は、最終的にはＡｌ系
材料膜方向への酸素の到達を妨げれば良いので、ＴｉＮ
−Ｏ_x膜とＡｌ系材料膜との中間であって、しかも隣接
する材料層間の界面における密着性等に悪影響を及ぼさ
ない位置に配置することができる。

【００１７】前記Ａｌ系材料膜は、高温スパッタリング
法により成膜することができる。

【００１８】また、前記酸素を含有する窒化チタン膜
は、窒化チタン膜を酸素雰囲気中でアニールすることに
より形成することができる。

【００１９】ここで、積層配線膜の実用的な構成を考え
ると、上記酸素拡散防止膜をＴｉＮ−Ｏ_x膜のすぐ上に
積層することが最も簡便である。特に好適な積層配線膜
の構成としては、Ｔｉ膜、ＴｉＮ−Ｏ_x膜、酸素拡散防
止膜、Ｔｉ系材料膜、およびＡｌ系材料膜が基板上にこ
の順に積層された構成を挙げることができる。ここで、
上記チタン系材料膜は純粋なＴｉ膜であってももちろん
構わないが、この上に高温スパッタリング法によりＡｌ
系材料膜を成膜する場合には、成膜過程で必然的に両者
の界面にて合金化反応が起こり、Ａｌ−Ｔｉ合金膜が形
成される。

【００２０】さらに、前記酸素拡散防止膜としては、Ｔ
ｉＮ膜、チタン・タングステン（ＴｉＷ）合金膜、タン
グステン（Ｗ）膜の少なくともいずれかを用いることが
好適である。

【００２１】

【作用】本発明では、積層配線膜のバリヤメタルにおい
てＴｉＮ−Ｏ_x膜、特にＴｉＮ膜を酸素雰囲気中でアニ
ールして形成されたＴｉＮ−Ｏ_x膜が用いられ、かつそ
の上層側に酸素拡散防止膜が配されているので、高いバ
リヤ性を確保しつつ、ＴｉＮ−Ｏ_x膜からＡｌ系材料膜
の方向への酸素拡散を防止することができる。ＴｉＮ，
ＴｉＷ，およびＷは、優れた酸素拡散防止機能を有して
おり、酸素拡散防止膜として用いるに好適である。この
酸素拡散防止膜の採用により、積層配線膜のエッチング
中でもＡｌ系材料層のエッチング領域の近傍から酸素が
大量に放出されることがなくなり、側壁保護膜の除去が
起こらず、これに起因するサイドエッチの進行が抑制さ
れる。

【００２２】一般に物質の拡散は加熱条件下で促進され
るので、上述のようなＴｉＮ−Ｏ_x膜からの酸素拡散
は、基板が高温スパッタリングのような高温プロセスを
経ることにより助長される。しかし、本発明では酸素拡
散防止膜が酸素の拡散を阻止するので、たとえ高温スパ
ッタリングが行われても従来のような不利益は生じな
い。

【００２３】特に、積層配線膜の構成をＴｉ膜／ＴｉＮ
−Ｏ_x膜／酸素拡散防止膜／Ｔｉ系材料膜／Ａｌ系材料
膜とした場合には、Ｓｉ基板に対する低抵抗オーミック
・コンタクトの達成、優れたバリヤ性、Ａｌ系材料膜に
対する優れた密着性、Ａｌ系材料膜の段差被覆性の向上
等が同時に実現され、極めて信頼性の高い配線部を提供
することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００２５】実施例１本実施例では、酸素拡散防止膜としてＴｉＮ膜を用いた
半導体装置の一構成例について説明する。図１に、かか
る半導体装置の基板コンタクト部の構成を示す。これ
は、Ｓｉ基板１内に形成された不純物拡散領域２に臨ん
でＳｉＯ_x層間絶縁膜３に開口されたコンタクト・ホー
ル４が、Ａｌ系積層配線膜Ｍのパターンにより埋め込ま
れた様子を示している。

【００２６】ここで、上記Ａｌ系積層配線膜Ｍは、下層
側から順に、基板とのオーミック・コンタクトをとるた
めのＴｉ膜５、高いバリヤ性を得るためのＴｉＮ−Ｏ_x
膜６、このＴｉＮ−Ｏ_x膜６からの酸素拡散を防止する
ためのＴｉＮ膜からなる酸素拡散防止膜７、以上の３種
類の膜からなるバリヤメタルと主要な配線材料膜との間
で両者の密着性を確保しているＡｌ−Ｔｉ合金膜８ａ、
主要な配線材料層であるＡｌ−１％Ｓｉ膜９、およびフ
ォトリソグラフィの解像度の向上に寄与するＴｉＯＮ反
射防止膜１０が積層されたものである。

【００２７】このように、ＴｉＮ−Ｏ_x膜６とＡｌ−Ｔ
ｉ合金膜８との間に酸素拡散防止膜７が介在されている
ことで、Ａｌ−Ｔｉ合金膜８ａへは酸素がほとんど含有
されていない。したがって、Ａｌ−１％Ｓｉ層系積層配
線膜Ｍをエッチングする際にも従来のようなサイドエッ
チが生ずることがなく、図示されるように良好な異方性
形状を有するパターンが得られている。

【００２８】次に、上述のＡｌ系積層配線膜Ｍの形成方
法について、図２を参照しながら説明する。図２の参照
符号は図１と共通であるが、ここでは図示を簡略化する
ために、ＳｉＯ_x層間絶縁膜３の平坦部上で起こる現象
を取り扱う。図２（ａ）は、ＳｉＯ_x層間絶縁膜３上に
厚さ約３０ｎｍのＴｉ膜５、厚さ約７０ｎｍのＴｉＮ−
Ｏ_x膜６、厚さ約５０ｎｍのＴｉＮ膜からなる酸素拡散
防止膜７、および厚さ約７０ｎｍのＴｉ膜８が成膜され
た状態を示している。ここで、上記Ｔｉ膜５，８はＴｉ
ターゲットとＡｒガスを用いた通常のスパッタリング
法、酸素拡散防止膜７はＮ₂雰囲気中における反応性ス
パッタリング法によりそれぞれ成膜した。また、ＴｉＮ
−Ｏ_x膜６は、酸素拡散防止膜７と同条件による反応性
スパッタリング法で成膜されたＴｉＮ膜を、２０％Ｏ₂
雰囲気下で５００℃，１時間アニールすることにより形
成した。

【００２９】なお、ＤＣマグネトロン・スパッタリング
装置を用いた場合の上述の各材料膜の成膜条件の一例
は、以下のとおりである。Ｔｉ膜５，８の成膜条件Ａｒ流量４０ＳＣＣＭガス圧０．６７ＰａＤＣ電力４ｋＷ基板温度１５０ ℃酸素拡散防止膜７（ＴｉＮ膜）の成膜条件（ＴｉＮ−Ｏ
_x膜６の原料のＴｉＮ膜も同じ）Ａｒ−６０％Ｎ₂流量５０ＳＣＣＭガス圧０．６７ＰａＤＣパワー８ｋＷ基板温度１５０ ℃

【００３０】次に、一例として下記の条件で高温スパッ
タリングを行い、Ａｌ−１％Ｓｉ膜９を成膜した。使用
したターゲットの組成はＡｌ−１％Ｓｉである。Ａｒ４０ＳＣＣＭガス圧０．６７ＰａＤＣパワー１０ｋＷ基板温度５７０ ℃ この過程では、上記Ｔｉ膜８の表面でＡｌのマイグレー
ションが促進されることにより、図２（ｂ）に示される
ように段差被覆性に優れるＡｌ−１％Ｓｉ膜９が形成さ
れ、図示されない領域においては良好なコンタクト・ホ
ールの埋込みがなされた。これに伴ってＴｉ膜８はＡｌ
と反応し、Ａｌ−Ｔｉ合金膜８ａに変化した。

【００３１】かかる高温加熱条件下では、ＴｉＮ−Ｏ_x
膜６から酸素が放出されるが、図中短い矢印で示される
ようにその大部分は酸素拡散防止膜７で遮断されるた
め、Ａｌ−Ｔｉ合金膜８ａ中への酸素の取り込みはほと
んど生じなかった。このようにして形成された積層膜を
微細加工寸法にてパターニングするためには、反射防止
膜が必要である。前出の図１に示したＴｉＯＮ反射防止
膜１０は、Ｏ₂とＮ₂の両方を含む雰囲気中でＴｉター
ゲットの反応性スパッタリングを行うことにより形成し
た。

【００３２】以上のプロセスにより、Ａｌ系積層配線膜
Ｍを形成した。

【００３３】このようにして形成されたＡｌ系積層配線
膜Ｍは、エッチング特性も良好であった。この様子を図
３を参照しながら説明する。図３（ａ）は、Ａｌ系積層
配線膜Ｍの上に所定のパターニングを経てレジスト・マ
スク１１が形成された基板の状態を示している。

【００３４】この基板を、ＲＦバイアス印加型有磁場マ
イクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、Ａｌエ
ッチング用の一般的なガス組成であるＢＣｌ₃／Ｃｌ₂
混合ガスを用い、上記Ａｌ系積層配線膜Ｍをエッチング
した。ＢＣｌ₃流量６０ＳＣＣＭＣｌ₂流量９０ＳＣＣＭガス圧１．３Ｐａマイクロ波パワー８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー８０Ｗ（２ＭＨｚ）このエッチング過程では、図３（ｂ）に示されるよう
に、レジスト・マスク１１の分解生成物に由来する炭素
系ポリマー等がパターン側壁面に堆積して側壁保護膜１
２を形成するため、Ａｌ−１％Ｓｉ膜９のエッチングは
異方的に進行する。この状態は、従来とは異なり、Ａｌ
−Ｔｉ合金膜８ａが露出しても変化しない。それは、Ａ
ｌ−Ｔｉ合金膜８ａから酸素が放出されないので、側壁
保護膜１２が除去されることなく異方性の達成に寄与し
続けるからである。

【００３５】さらに、その下の材料膜のエッチングも引
き続き異方的に進行し、最終的には図３（ｃ）に示され
るように、サイドエッチを生じず、良好な異方性形状を
有するＡｌ系積層配線膜Ｍのパターンを形成することが
できた。

【００３６】実施例２本実施例は、酸素拡散防止膜の構成材料として、ＴｉＷ
を用いた例である。本実施例で構成される半導体装置の
構成は、酸素拡散防止膜７として前述のＴｉＮ膜に替え
て約５０ｎｍのＴｉＷ膜を用いたこと以外は、実施例１
と同じである。

【００３７】ここで、上記ＴｉＷ膜の成膜条件の一例を
以下に示す。使用したターゲットの組成はＴｉＷであ
る。Ａｒ４０ＳＣＣＭガス圧０．６７ＰａＤＣパワー６ｋＷ基板温度５７０ ℃ このＴｉＷ膜も良好な酸素拡散防止効果を示し、Ａｌ−
Ｔｉ合金膜８ａにおける酸素の取り込みが抑制された。

【００３８】このようにして構成されたＡｌ系積層配線
膜Ｍのエッチングは、実施例１とは異なり、塩素系ガス
のみ用いるのでは難しい。それは、ＴｉＷ膜を構成する
Ｗの塩化物の蒸気圧が低く、フッ素系のエッチング種が
必要となるからである。そこで、本実施例ではエッチン
グ工程を（ｉ）ＴｉＯＮ反射防止膜１０、Ａｌ−１％Ｓ
ｉ膜９、Ａｌ−Ｔｉ合金膜８ａをエッチングする第１段
階、（ii) ＴｉＷ膜からなる酸素拡散防止膜７をエッチ
ングする第２段階、および(iii) ＴｉＮ−Ｏ_x膜６とＴ
ｉ膜５をエッチングする第３段階に分け、第１段階と第
３段階は実施例１と同じ条件、第２段階は一例として下
記の条件で行った。

【００３９】ＳＦ₆流量４０ＳＣＣＭＮ₂流量１０ＳＣＣＭガス圧１．３Ｐａマイクロ波パワー８５０Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー１００Ｗ（２ＭＨｚ）なお、このエッチング条件は、酸素拡散防止膜７をＷ膜
で構成した場合にも適用することができる。

【００４０】本実施例においても、Ａｌ−Ｔｉ合金膜８
ａのエッチング中に酸素が放出されないため、良好な異
方性形状を有する配線パターンを得ることができた。

【００４１】以上、本発明を２例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明は上述の実施例に何ら限定されるも
のではなく、Ａｌ系積層配線膜の構成、各材料膜の膜
厚、成膜条件、使用する成膜装置の種類、エッチング条
件、使用するエッチング装置の種類等が適宜変更可能で
あることは、言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すればＡｌ系積層配線膜におけるバリヤ性を向
上させ、かつエッチング時の異方性形状の劣化を防止す
ることができる。したがって、高温スパッタリングのメ
リットを活かしながら、微細でかつ信頼性の高い配線部
を再現性良く形成することが可能となる。

【００４３】本発明は微細なデザイン・ルールにもとづ
いて設計され、高集積度および高性能を有する半導体装
置の製造に極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の基板コンタクト部の構造
を示す模式的断面図である。

【図２】上記半導体装置におけるＡｌ系積層配線膜の成
膜工程の一部を示す模式的断面図であり、（ａ）はＴｉ
膜、ＴｉＮ−Ｏ_x膜、酸素拡散防止膜、およびＴｉ膜が
順次成膜された状態、（ｂ）は高温スパッタリング法に
よりＡｌ−１％Ｓｉ膜が成膜された状態をそれぞれ表
す。

【図３】本発明におけるＡｌ系積層配線膜のエッチング
特性を説明するための模式的断面図であり、（ａ）はエ
ッチング開始前のＡｌ系積層配線膜上にレジスト・マス
クが形成された状態、（ｂ）はエッチングの途中状態、
（ｃ）はエッチングが終了した状態をそれぞれ表す。

【図４】従来のＡｌ系積層配線膜の成膜工程の一部を示
す模式的断面図であり、（ａ）はＴｉ膜、ＴｉＮ−Ｏ_x
膜、およびＴｉ膜が順次成膜された状態、（ｂ）は高温
スパッタリング法によりＡｌ−１％Ｓｉ膜が成膜される
際にＴｉＮ−Ｏ_x膜から酸素拡散が生じた状態をそれぞ
れ表す。

【図５】従来のＡｌ系積層配線膜のエッチング特性を説
明するための模式的断面図であり、（ａ）はエッチング
開始前のＡｌ系積層配線膜上にレジスト・マスクが形成
された状態、（ｂ）はエッチングの途中状態、（ｃ）は
Ａｌ−Ｔｉ合金膜から酸素が放出されている状態、
（ｄ）はエッチングが終了し、Ａｌ−１％Ｓｉ膜にサイ
ドエッチが生じた状態をそれぞれ表す。

【符号の説明】

１・・・Ｓｉ基板２・・・不純物拡散領域３・・・ＳｉＯ₂層間絶縁膜４・・・コンタクト・ホール５・・・Ｔｉ膜６・・・ＴｉＮ−Ｏ_x膜７・・・酸素拡散防止膜８・・・Ｔｉ膜８ａ・・・Ａｌ−Ｔｉ合金膜９・・・Ａｌ−１％Ｓｉ膜１０・・・ＴｉＯＮ反射防止膜Ｍ・・・Ａｌ系積層配線膜１１・・・レジスト・マスク１２・・・側壁保護膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バリヤメタルとアルミニウム系材料膜と
が基板上にこの順に積層された積層配線膜を用いて配線
部が構成されてなる半導体装置であって、前記バリヤメタルは酸素を含有する窒化チタン膜と、そ
の上層側に配される酸素拡散防止膜とを少なくとも含む
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記アルミニウム系材料膜は高温スパッ
タリング法により成膜される材料膜であることを特徴と
する請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】前記酸素を含有する窒化チタン膜は、窒
化チタン膜を酸素雰囲気中でアニールすることにより形
成される材料膜であることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】前記積層配線膜は、チタン膜、酸素を含
有する窒化チタン膜、酸素拡散防止膜、チタン系材料
膜、およびアルミニウム系材料膜が基板上にこの順に積
層されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】前記酸素拡散防止膜が窒化チタン膜、チ
タン・タングステン合金膜、タングステン膜から選ばれ
る少なくとも１種類の材料膜であることを特徴とする請
求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の半導体装
置。