JPH0786397A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0786397A JPH0786397A JP22857293A JP22857293A JPH0786397A JP H0786397 A JPH0786397 A JP H0786397A JP 22857293 A JP22857293 A JP 22857293A JP 22857293 A JP22857293 A JP 22857293A JP H0786397 A JPH0786397 A JP H0786397A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム合金膜でコンタクト窓の埋め込
みを行い、高い信頼性の配線層を形成する。 【構成】 半導体基板１上に形成した層間絶縁膜２を、
ホトレジストをマスクにしてエッチングし、コンタクト
窓３を形成する。次に、その上にスパッタ法を用いてＴ
ｉ膜４を２０ｎｍの厚さに被着形成する。続いて、さら
にその上に、スパッタ法を用いてＴｉＮ膜５を１００ｎ
ｍ被着する。続いて、Ｔｉ膜６をスパッタ法を用いて１
０ｎｍの厚さに被着形成する。次に、半導体基板を５５
０℃に加熱して、スパッタ法を用いて、コンタクト窓３
を埋め込みながらアルミニウム合金膜７を約８００ｎｍ
の厚さに被着形成して、アルミニウム合金膜による埋め
込みを完了する。
みを行い、高い信頼性の配線層を形成する。 【構成】 半導体基板１上に形成した層間絶縁膜２を、
ホトレジストをマスクにしてエッチングし、コンタクト
窓３を形成する。次に、その上にスパッタ法を用いてＴ
ｉ膜４を２０ｎｍの厚さに被着形成する。続いて、さら
にその上に、スパッタ法を用いてＴｉＮ膜５を１００ｎ
ｍ被着する。続いて、Ｔｉ膜６をスパッタ法を用いて１
０ｎｍの厚さに被着形成する。次に、半導体基板を５５
０℃に加熱して、スパッタ法を用いて、コンタクト窓３
を埋め込みながらアルミニウム合金膜７を約８００ｎｍ
の厚さに被着形成して、アルミニウム合金膜による埋め
込みを完了する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方
法、特に半導体基板と配線間とを電気的に接続するコン
タクトホールのアルミニウム合金の埋め込みに有用な方
法に関するものである。
法、特に半導体基板と配線間とを電気的に接続するコン
タクトホールのアルミニウム合金の埋め込みに有用な方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の微細化、集積化が進
む中で、半導体基板と配線との間を電気的に接続するた
めに用いられるコンタクトホールの径が微細化してきて
いる。それにつれてアスペクト比もまた増大しつつあ
る。このため、コンタクトホール内のアルミニウムなど
の導電膜の段差被覆性が低下する、すなわち配線の信頼
性が低下し、半導体基板と配線とを電気的に接続するこ
とが困難になってきた。そこで、アルミニウム合金を高
温度下でスパッタすることによりコンタクトホールを埋
め込み、段差被覆性の良好な信頼性の高い配線層を形成
するという方法が開発されている。
む中で、半導体基板と配線との間を電気的に接続するた
めに用いられるコンタクトホールの径が微細化してきて
いる。それにつれてアスペクト比もまた増大しつつあ
る。このため、コンタクトホール内のアルミニウムなど
の導電膜の段差被覆性が低下する、すなわち配線の信頼
性が低下し、半導体基板と配線とを電気的に接続するこ
とが困難になってきた。そこで、アルミニウム合金を高
温度下でスパッタすることによりコンタクトホールを埋
め込み、段差被覆性の良好な信頼性の高い配線層を形成
するという方法が開発されている。
【０００３】以下に、従来のアルミニウム合金を高温度
下でスパッタすることによりコンタクトホールを埋め込
む半導体装置の製造方法について説明する。
下でスパッタすることによりコンタクトホールを埋め込
む半導体装置の製造方法について説明する。
【０００４】図２は、従来の製造方法により形成したア
ルミニウム配線埋め込み技術を示す概略断面図である。
ルミニウム配線埋め込み技術を示す概略断面図である。
【０００５】図において、１は半導体基板、２は層間絶
縁膜、３はコンタクト窓、４はチタン（以下Ｔｉと記
す）膜、５が窒化チタン（以下ＴｉＮと記す）膜、７が
アルミニウム合金膜である。以下に、工程順に説明す
る。
縁膜、３はコンタクト窓、４はチタン（以下Ｔｉと記
す）膜、５が窒化チタン（以下ＴｉＮと記す）膜、７が
アルミニウム合金膜である。以下に、工程順に説明す
る。
【０００６】図２（ａ）に示すように、半導体基板１上
に形成された層間絶縁膜２にホトレジストをマスクにエ
ッチングして、コンタクト窓３を形成する。
に形成された層間絶縁膜２にホトレジストをマスクにエ
ッチングして、コンタクト窓３を形成する。
【０００７】次に、図２（ｂ）に示すように、コンタク
ト窓３を備えた層間絶縁膜２上にＴｉ膜４およびＴｉＮ
膜５を順次堆積する。
ト窓３を備えた層間絶縁膜２上にＴｉ膜４およびＴｉＮ
膜５を順次堆積する。
【０００８】続いて、図２（ｃ）に示すように、高温度
下でのスパッタ法を用いて、コンタクト窓３を埋め込み
ながらＴｉＮ膜５上にアルミニウム合金膜７を形成す
る。
下でのスパッタ法を用いて、コンタクト窓３を埋め込み
ながらＴｉＮ膜５上にアルミニウム合金膜７を形成す
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法では、アルミニウム合金膜７を約６５０℃
という高温度下でスパッタする。しかし、半導体基板１
全体を６５０℃の高い温度に保持することはむずかし
く、半導体基板１の周縁から１０ｍｍ程度の範囲内の領
域では約５５０℃まで温度が下がってしまう。したがっ
て、半導体基板１の周縁から１０ｍｍ程度内の部分で
は、アルミニウム合金膜の埋め込みが不十分となり、配
線の断線等が発生して信頼性を低下させる。
来の製造方法では、アルミニウム合金膜７を約６５０℃
という高温度下でスパッタする。しかし、半導体基板１
全体を６５０℃の高い温度に保持することはむずかし
く、半導体基板１の周縁から１０ｍｍ程度の範囲内の領
域では約５５０℃まで温度が下がってしまう。したがっ
て、半導体基板１の周縁から１０ｍｍ程度内の部分で
は、アルミニウム合金膜の埋め込みが不十分となり、配
線の断線等が発生して信頼性を低下させる。
【００１０】さらに、半導体基板１とアルミニウム合金
膜７とが反応して、電気的接続を破壊してしまうという
可能性がある。
膜７とが反応して、電気的接続を破壊してしまうという
可能性がある。
【００１１】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、より低い温度でアルミニウム合金膜７の埋め込みを
達成でき、信頼性の高い配線層を形成することができる
半導体装置の製造方法を提供するものである。
で、より低い温度でアルミニウム合金膜７の埋め込みを
達成でき、信頼性の高い配線層を形成することができる
半導体装置の製造方法を提供するものである。
【００１２】
【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、半導体基板上に絶縁膜を被着する工程と、前
記絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、前記絶縁膜
上および前記コンタクト窓部分に露出した半導体基板上
に第１の高融点金属膜を被着する工程と、前記第１の高
融点金属膜上に第２の高融点金属膜を被着する工程と、
前記第２の高融点金属膜上に第３の高融点金属膜を被着
する工程と、前記第３の高融点金属膜上にアルミニウム
合金を主体とした配線層を形成し、上記コンタクト窓を
埋め込む工程を備えている。
造方法は、半導体基板上に絶縁膜を被着する工程と、前
記絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、前記絶縁膜
上および前記コンタクト窓部分に露出した半導体基板上
に第１の高融点金属膜を被着する工程と、前記第１の高
融点金属膜上に第２の高融点金属膜を被着する工程と、
前記第２の高融点金属膜上に第３の高融点金属膜を被着
する工程と、前記第３の高融点金属膜上にアルミニウム
合金を主体とした配線層を形成し、上記コンタクト窓を
埋め込む工程を備えている。
【００１３】また、半導体基板上に絶縁膜を被着する工
程と、前記絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、前
記絶縁膜上および前記コンタクト窓部分に露出した半導
体基板上に第１の高融点金属膜を被着する工程と、前記
第１の高融点金属膜上に第２の高融点金属膜を被着する
工程と、前記第２の高融点金属膜上に第３の高融点金属
膜を高温で被着する工程と、前記第３の高融点金属膜上
にアルミニウム合金を主体とした配線層を形成し、上記
コンタクト窓を埋め込む工程を備えている。
程と、前記絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、前
記絶縁膜上および前記コンタクト窓部分に露出した半導
体基板上に第１の高融点金属膜を被着する工程と、前記
第１の高融点金属膜上に第２の高融点金属膜を被着する
工程と、前記第２の高融点金属膜上に第３の高融点金属
膜を高温で被着する工程と、前記第３の高融点金属膜上
にアルミニウム合金を主体とした配線層を形成し、上記
コンタクト窓を埋め込む工程を備えている。
【００１４】
【作用】本発明によれば、第３の高融点金属膜とアルミ
ニウム合金が５５０℃で反応するため、５５０℃でアル
ミニウム合金の埋め込みが達成できる。
ニウム合金が５５０℃で反応するため、５５０℃でアル
ミニウム合金の埋め込みが達成できる。
【００１５】さらに、第１の高融点金属膜、第２の高融
点金属膜、第３の高融点金属膜を４５０℃の温度で形成
するとより低温反応が進み、５００℃でアルミニウム合
金膜の埋め込みが達成できる。
点金属膜、第３の高融点金属膜を４５０℃の温度で形成
するとより低温反応が進み、５００℃でアルミニウム合
金膜の埋め込みが達成できる。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の半導体装置の製造方法の実
施例について図面を参照しながら説明する。
施例について図面を参照しながら説明する。
【００１７】図１は、本発明の半導体装置の製造方法の
一実施例の断面図である。図において、１が半導体基
板、２が層間絶縁膜、３がコンタクト窓、４がＴｉ膜、
５がＴｉＮ膜、６がＴｉ膜、７がアルミニウム合金膜で
ある。
一実施例の断面図である。図において、１が半導体基
板、２が層間絶縁膜、３がコンタクト窓、４がＴｉ膜、
５がＴｉＮ膜、６がＴｉ膜、７がアルミニウム合金膜で
ある。
【００１８】図１（ａ）に示すように、半導体基板１上
に形成された層間絶縁膜２に、ホトレジストをマスクに
してエッチングし、コンタクト窓３を形成する。
に形成された層間絶縁膜２に、ホトレジストをマスクに
してエッチングし、コンタクト窓３を形成する。
【００１９】次に、図１（ｂ）に示すように、Ｔｉ膜４
を圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、直流電力１ｋＷでスパッタ
法を用いてたとえば２０ｎｍの厚さに被着する。続い
て、ＴｉＮ膜５をＡｒ３０％、窒素７０％の混合ガスを
用いて圧力３×１０-3Ｔｏｒｒで、直流電力５ｋＷでス
パッタ法を用いてたとえば１００ｎｍ被着する。続い
て、Ｔｉ膜６を圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、直流電力１ｋ
Ｗでスパッタ法を用いてたとえば１０ｎｍ被着する。
を圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、直流電力１ｋＷでスパッタ
法を用いてたとえば２０ｎｍの厚さに被着する。続い
て、ＴｉＮ膜５をＡｒ３０％、窒素７０％の混合ガスを
用いて圧力３×１０-3Ｔｏｒｒで、直流電力５ｋＷでス
パッタ法を用いてたとえば１００ｎｍ被着する。続い
て、Ｔｉ膜６を圧力３×１０-3Ｔｏｒｒ、直流電力１ｋ
Ｗでスパッタ法を用いてたとえば１０ｎｍ被着する。
【００２０】次に、図１（ｃ）に示すように、アルミニ
ウム合金膜７を半導体基板１を５５０℃に加熱して、圧
力２×１０-3Ｔｏｒｒ、直流電力５ｋＷでスパッタ法を
用いて、コンタクト窓３を埋め込みながら約８００ｎｍ
被着し、アルミニウム合金膜の埋め込みを完了する。Ｔ
ｉ膜６を用いることにより、アルミニウム合金膜を埋め
込むときの半導体基板１の温度を６５０℃から５５０℃
まで温度を下げることが可能となる。
ウム合金膜７を半導体基板１を５５０℃に加熱して、圧
力２×１０-3Ｔｏｒｒ、直流電力５ｋＷでスパッタ法を
用いて、コンタクト窓３を埋め込みながら約８００ｎｍ
被着し、アルミニウム合金膜の埋め込みを完了する。Ｔ
ｉ膜６を用いることにより、アルミニウム合金膜を埋め
込むときの半導体基板１の温度を６５０℃から５５０℃
まで温度を下げることが可能となる。
【００２１】以下に、本発明の半導体装置の製造方法の
実施例について図面を参照しながら説明する。
実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２２】図１は、本発明の半導体装置の製造方法の
第二の実施例の断面図である。図において、１が半導体
基板、２が層間絶縁膜、３がコンタクト窓、４がＴｉ
膜、５がＴｉＮ膜、６がＴｉ膜、７がアルミニウム合金
膜である。
第二の実施例の断面図である。図において、１が半導体
基板、２が層間絶縁膜、３がコンタクト窓、４がＴｉ
膜、５がＴｉＮ膜、６がＴｉ膜、７がアルミニウム合金
膜である。
【００２３】図１（ａ）に示すように、半導体基板１上
に形成された層間絶縁膜２にホトレジストをマスクにエ
ッチングして、コンタクト窓３を形成する。
に形成された層間絶縁膜２にホトレジストをマスクにエ
ッチングして、コンタクト窓３を形成する。
【００２４】次に、図１（ｂ）に示すように、半導体基
板１を４５０℃に加熱してから、圧力３×１０-3Ｔｏｒ
ｒ、直流電力１ｋＷでスパッタ法を用いてたとえば２０
ｎｍの厚さにＴｉ膜４を被着形成する。続いて、半導体
基板１を４５０℃に加熱しながら、Ａｒ３０％、窒素７
０％の混合ガスを用いて圧力３×１０-3Ｔｏｒｒで、直
流電力５ｋＷでスパッタ法を用いてＴｉＮ膜５をたとえ
ば１００ｎｍの厚さに被着形成する。続いて、半導体基
板１を４５０℃に加熱しながら、圧力３×１０ -3Ｔｏｒ
ｒ、直流電力１ｋＷでスパッタ法を用いてＴｉ膜６をた
とえば１０ｎｍの厚さに被着形成する。
板１を４５０℃に加熱してから、圧力３×１０-3Ｔｏｒ
ｒ、直流電力１ｋＷでスパッタ法を用いてたとえば２０
ｎｍの厚さにＴｉ膜４を被着形成する。続いて、半導体
基板１を４５０℃に加熱しながら、Ａｒ３０％、窒素７
０％の混合ガスを用いて圧力３×１０-3Ｔｏｒｒで、直
流電力５ｋＷでスパッタ法を用いてＴｉＮ膜５をたとえ
ば１００ｎｍの厚さに被着形成する。続いて、半導体基
板１を４５０℃に加熱しながら、圧力３×１０ -3Ｔｏｒ
ｒ、直流電力１ｋＷでスパッタ法を用いてＴｉ膜６をた
とえば１０ｎｍの厚さに被着形成する。
【００２５】次に、図１（ｃ）に示すように、半導体基
板１を４８０℃に加熱して、圧力２×１０-3Ｔｏｒｒ、
直流電力５ｋＷでスパッタ法を用いて、コンタクト窓３
を埋め込みながら、アルミニウム合金膜７を約８００ｎ
ｍの厚さに被着形成し、アルミニウム合金膜７の埋め込
みを完了する。Ｔｉ膜４とＴｉＮ膜５とＴｉ膜６を４５
０℃に加熱して被着することにより、アルミニウム合金
膜７を埋め込むときの半導体基板１の温度を５５０℃か
ら４８０℃まで温度を下げることが可能となる。
板１を４８０℃に加熱して、圧力２×１０-3Ｔｏｒｒ、
直流電力５ｋＷでスパッタ法を用いて、コンタクト窓３
を埋め込みながら、アルミニウム合金膜７を約８００ｎ
ｍの厚さに被着形成し、アルミニウム合金膜７の埋め込
みを完了する。Ｔｉ膜４とＴｉＮ膜５とＴｉ膜６を４５
０℃に加熱して被着することにより、アルミニウム合金
膜７を埋め込むときの半導体基板１の温度を５５０℃か
ら４８０℃まで温度を下げることが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、アルミニウム合金膜を
埋め込むときに、下地の高融点金属膜をＴｉとＴｉＮと
Ｔｉ膜の３層構造にすることにより、アルミニウム合金
膜が埋め込まれる温度が６５０℃から５５０℃まで低温
化することができる。さらに、ＴｉとＴｉＮとＴｉ膜の
３層の高融点金属膜を被着するとき、半導体基板の温度
を４５０℃として被着すると、アルミニウム合金膜が埋
め込まれる温度が５５０℃から４８０℃まで低温化させ
ることができる。
埋め込むときに、下地の高融点金属膜をＴｉとＴｉＮと
Ｔｉ膜の３層構造にすることにより、アルミニウム合金
膜が埋め込まれる温度が６５０℃から５５０℃まで低温
化することができる。さらに、ＴｉとＴｉＮとＴｉ膜の
３層の高融点金属膜を被着するとき、半導体基板の温度
を４５０℃として被着すると、アルミニウム合金膜が埋
め込まれる温度が５５０℃から４８０℃まで低温化させ
ることができる。
【図１】本発明における半導体装置の製造方法の一実施
例の工程順の断面図
例の工程順の断面図
【図２】従来の半導体装置の製造方法の工程順の断面図
１ 半導体基板 ２ 層間絶縁膜 ３ コンタクト窓 ４ Ｔｉ膜 ５ ＴｉＮ膜 ６ Ｔｉ膜 ７ アルミニウム合金膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3205 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｒ
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に絶縁膜を被着する工程
と、前記絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、前記
絶縁膜上および前記コンタクト窓部分に露出した半導体
基板上に第１の高融点金属膜を被着する工程と、前記第
１の高融点金属膜上に第２の高融点金属膜を被着する工
程と、前記第２の高融点金属膜上に第３の高融点金属膜
を被着する工程と、前記第３の高融点金属膜上にアルミ
ニウム合金を主体とした配線層を形成し、上記コンタク
ト窓を埋め込む工程とを備えたことを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項２】 半導体基板上に絶縁膜を被着する工程
と、前記絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、前記
絶縁膜上および前記コンタクト窓部分に露出した半導体
基板上に第１の高融点金属膜を被着する工程と、前記第
１の高融点金属膜上に第２の高融点金属膜を被着する工
程と、前記第２の高融点金属膜上に第３の高融点金属膜
を被着する工程と、前記第３の高融点金属膜上にアルミ
ニウム合金を主体とした配線層を形成し、上記コンタク
ト窓を埋め込む工程とを備えたことを特徴とする半導体
装置の製造方法。 - 【請求項３】 第１の高融点金属膜、第２の高融点金属
膜、および第３の高融点金属膜の被着温度が４５０℃以
上であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22857293A JPH0786397A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22857293A JPH0786397A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786397A true JPH0786397A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16878469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22857293A Pending JPH0786397A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786397A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1174227A (ja) * | 1997-07-03 | 1999-03-16 | Motorola Inc | 半導体装置および該装置を形成するためのプロセス |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP22857293A patent/JPH0786397A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1174227A (ja) * | 1997-07-03 | 1999-03-16 | Motorola Inc | 半導体装置および該装置を形成するためのプロセス |
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