JPH08335582A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH08335582A JPH08335582A JP13905395A JP13905395A JPH08335582A JP H08335582 A JPH08335582 A JP H08335582A JP 13905395 A JP13905395 A JP 13905395A JP 13905395 A JP13905395 A JP 13905395A JP H08335582 A JPH08335582 A JP H08335582A
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- copper
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微細な銅もしくは銅合金配線を有する半導体装
置及びその製造方法を提供する。 【構成】半導体素子が形成された基体３０１上に絶縁膜
２０１，第１の接着層１０１，銅膜１０２，区画壁１０
３，第２の銅膜１０２Ａ，第２の接着層１０１Ａを形成
した後、フォトリソグラフィー法及びドライエッチング
法により、所望のパターニングされた導電体を得る。
置及びその製造方法を提供する。 【構成】半導体素子が形成された基体３０１上に絶縁膜
２０１，第１の接着層１０１，銅膜１０２，区画壁１０
３，第２の銅膜１０２Ａ，第２の接着層１０１Ａを形成
した後、フォトリソグラフィー法及びドライエッチング
法により、所望のパターニングされた導電体を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低抵抗の微細配線とし
て好適な銅もしくは銅合金配線を有する半導体装置及び
その製造方法に関する。
て好適な銅もしくは銅合金配線を有する半導体装置及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ（大規模集積回路）の配線材料と
して、アルミニウムまたはアルミニウム合金が主流であ
る。しかしアルミニウムは融点が低く（６６０℃）、耐
マイグレーション性に劣るため、ＬＳＩの高集積化，高
速化に対応困難である。
して、アルミニウムまたはアルミニウム合金が主流であ
る。しかしアルミニウムは融点が低く（６６０℃）、耐
マイグレーション性に劣るため、ＬＳＩの高集積化，高
速化に対応困難である。
【０００３】銅はアルミニウムより融点が高く（１０８
３℃）、電気抵抗も小さいため（バルク値でアルミニウ
ムの約２／３）、次世代ＬＳＩ用配線材料として有力視
されている。しかし、銅配線の実現には解決すべき問題
がいくつか残されており、その一つに微細加工の実現が
ある。銅配線の微細加工方法として、例えば、第２２回
固体素子コンファレンスのエクステンデッド・アブスト
ラクト（１９９０年）２１５ページから２１８ページ(E
xtended Abstracts of the ２２nd Conferenceon Solid
State Devices and Materials(１９９０)pp.２１５−
２１８, K. OhnoM. Sato Y. Arita,“High Rate Reacti
ve Ion Etching of Copper Films inＳｉＣｌ4，Ｎ2，
Ｃｌ2 and ＮＨ3 Mixture”)には、エッチングガスとし
て塩素系ガス（四塩化珪素ガス，塩素ガス）と窒素系ガ
ス(窒素ガス，アンモニアガス)を用い、２８０℃で高温
ドライエッチングを行う方法が記載されている（図
２）。この方法では四塩化珪素と窒素系ガスが反応して
加工中の銅配線側面に窒化珪素が生成し、異方性加工を
可能にしている。しかし同時に、銅配線側面に生成した
窒化珪素により配線幅が設計値よりも大きくなり、微細
化には適さない。
３℃）、電気抵抗も小さいため（バルク値でアルミニウ
ムの約２／３）、次世代ＬＳＩ用配線材料として有力視
されている。しかし、銅配線の実現には解決すべき問題
がいくつか残されており、その一つに微細加工の実現が
ある。銅配線の微細加工方法として、例えば、第２２回
固体素子コンファレンスのエクステンデッド・アブスト
ラクト（１９９０年）２１５ページから２１８ページ(E
xtended Abstracts of the ２２nd Conferenceon Solid
State Devices and Materials(１９９０)pp.２１５−
２１８, K. OhnoM. Sato Y. Arita,“High Rate Reacti
ve Ion Etching of Copper Films inＳｉＣｌ4，Ｎ2，
Ｃｌ2 and ＮＨ3 Mixture”)には、エッチングガスとし
て塩素系ガス（四塩化珪素ガス，塩素ガス）と窒素系ガ
ス(窒素ガス，アンモニアガス)を用い、２８０℃で高温
ドライエッチングを行う方法が記載されている（図
２）。この方法では四塩化珪素と窒素系ガスが反応して
加工中の銅配線側面に窒化珪素が生成し、異方性加工を
可能にしている。しかし同時に、銅配線側面に生成した
窒化珪素により配線幅が設計値よりも大きくなり、微細
化には適さない。
【０００４】この問題点を解決する技術が、アプライド
・フィジックス・レター６３号（１９９３年）２７０３
ページから２７０４ページ（Applied Physics Letter,
６３(１９)(１９９３)pp.２８０３−２７０４, N. Hoso
i and Y. Ohshita,“Low−temperature plasma etching
of Cu films using infrared radiation”)に記してあ
る。この方法はエッチングガスとして塩素ガスを用い赤
外線ランプによる光励起を用いているため、配線側壁へ
の窒化珪素等の付着物がなくとも微細加工を可能にして
いる。
・フィジックス・レター６３号（１９９３年）２７０３
ページから２７０４ページ（Applied Physics Letter,
６３(１９)(１９９３)pp.２８０３−２７０４, N. Hoso
i and Y. Ohshita,“Low−temperature plasma etching
of Cu films using infrared radiation”)に記してあ
る。この方法はエッチングガスとして塩素ガスを用い赤
外線ランプによる光励起を用いているため、配線側壁へ
の窒化珪素等の付着物がなくとも微細加工を可能にして
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
塩素ガスのみを用いてドライエッチングする方法では、
銅配線が塩素イオンや塩素ラジカルに直接曝される問題
点がある。特に銅配線の結晶粒界は結晶粒内に比べエッ
チングされやすいため、配線の欠けやはがれの生じるお
それがある（図２）。
塩素ガスのみを用いてドライエッチングする方法では、
銅配線が塩素イオンや塩素ラジカルに直接曝される問題
点がある。特に銅配線の結晶粒界は結晶粒内に比べエッ
チングされやすいため、配線の欠けやはがれの生じるお
それがある（図２）。
【０００６】本発明の目的は、良好な加工形状を有し、
信頼性の高い微細な銅もしくは銅合金配線およびその製
造方法を提供することにある。
信頼性の高い微細な銅もしくは銅合金配線およびその製
造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は半導体素子を有する基体上に形成された絶
縁膜直上に導電体を形成する際に、導電体中の銅もしく
は銅合金層に膜厚方向に１または複数の区画壁を設け
る。
め、本発明は半導体素子を有する基体上に形成された絶
縁膜直上に導電体を形成する際に、導電体中の銅もしく
は銅合金層に膜厚方向に１または複数の区画壁を設け
る。
【０００８】また、半導体素子を有する基体上に形成さ
れた絶縁膜直上に導電体を形成する際に、前記導電体中
の銅もしくは銅合金層を異種ガスを添加したアルゴンガ
スを用いてスパッタリング法によって形成する。
れた絶縁膜直上に導電体を形成する際に、前記導電体中
の銅もしくは銅合金層を異種ガスを添加したアルゴンガ
スを用いてスパッタリング法によって形成する。
【０００９】
【作用】上記のように導電体中の銅もしくは銅合金層に
膜厚方向に１または複数の区画壁を設ければ、銅もしく
は銅合金層を構成する結晶粒の粒径が微細になるので、
塩素ガスを用いて導電体をエッチングしてもパターニン
グされた導電体に欠けが生じにくい。また、万一パター
ニングされた導電体の一部に欠けが生じても、欠けは区
画壁を越えて広がることがないので、導電体の断線やは
がれを防ぐ作用がある。
膜厚方向に１または複数の区画壁を設ければ、銅もしく
は銅合金層を構成する結晶粒の粒径が微細になるので、
塩素ガスを用いて導電体をエッチングしてもパターニン
グされた導電体に欠けが生じにくい。また、万一パター
ニングされた導電体の一部に欠けが生じても、欠けは区
画壁を越えて広がることがないので、導電体の断線やは
がれを防ぐ作用がある。
【００１０】また、導電体中の銅もしくは銅合金層を形
成する際に、異種ガスを添加したアルゴンガスを用いて
スパッタリング法により形成すると、銅もしくは銅合金
層を構成する結晶粒の粒径が微細になるので、塩素ガス
を用いて導電体をエッチングしてもパターニングされた
導電体に欠けやはがれが生じにくい。
成する際に、異種ガスを添加したアルゴンガスを用いて
スパッタリング法により形成すると、銅もしくは銅合金
層を構成する結晶粒の粒径が微細になるので、塩素ガス
を用いて導電体をエッチングしてもパターニングされた
導電体に欠けやはがれが生じにくい。
【００１１】
＜実施例１＞図１は本発明の半導体素子の別の実施例の
製造工程の概略を示す。以下順を追って説明する。半導
体素子が形成された基体３０１上に膜厚２００ｎｍの酸
化シリコンなどの絶縁膜２０１が形成されている。一般
的に、銅膜と絶縁膜の接着性は低いので、絶縁膜２０１
の上に膜厚５０ｎｍのタングステンからなる第１の接着
層１０１が形成されている。接着層１０１上に膜厚２５
０ｎｍの銅膜１０２，膜厚１０ｎｍのマグネシウムから
なる区画壁１０３，膜厚２５０ｎｍの第２の銅膜１０２
Ａ，膜厚５０ｎｍの第２の接着層１０１Ａが形成されて
いる（ａ）。所望のパターンを得るために、フォトリソ
グラフィー法を用いて所望のパターンをエッチングマス
ク２０２に転写し、塩素ガスを用いてＲＦプラズマエッ
チング装置にてドライエッチングを行い（ｂ）、所望の
パターニングされた導電体を得る（ｃ）。
製造工程の概略を示す。以下順を追って説明する。半導
体素子が形成された基体３０１上に膜厚２００ｎｍの酸
化シリコンなどの絶縁膜２０１が形成されている。一般
的に、銅膜と絶縁膜の接着性は低いので、絶縁膜２０１
の上に膜厚５０ｎｍのタングステンからなる第１の接着
層１０１が形成されている。接着層１０１上に膜厚２５
０ｎｍの銅膜１０２，膜厚１０ｎｍのマグネシウムから
なる区画壁１０３，膜厚２５０ｎｍの第２の銅膜１０２
Ａ，膜厚５０ｎｍの第２の接着層１０１Ａが形成されて
いる（ａ）。所望のパターンを得るために、フォトリソ
グラフィー法を用いて所望のパターンをエッチングマス
ク２０２に転写し、塩素ガスを用いてＲＦプラズマエッ
チング装置にてドライエッチングを行い（ｂ）、所望の
パターニングされた導電体を得る（ｃ）。
【００１２】このように銅膜１０２と第２の銅膜１０２
Ａとの間にマグネシウムからなる区画壁１０３を形成す
ると、区画壁１０３を設けない場合と比較して結晶粒径
が１／３から１／２となり、従来に比べドライエッチン
グ後の銅膜の欠けを効果的に抑止でき、微細なパターニ
ングされた導電体が得られる。
Ａとの間にマグネシウムからなる区画壁１０３を形成す
ると、区画壁１０３を設けない場合と比較して結晶粒径
が１／３から１／２となり、従来に比べドライエッチン
グ後の銅膜の欠けを効果的に抑止でき、微細なパターニ
ングされた導電体が得られる。
【００１３】マグネシウム膜の膜厚が５ｎｍ未満である
と、エッチングマスク２０２の形成時や、ドライエッチ
ング中にマグネシウムが銅膜１０２や第２の銅膜１０２
Ａに吸収されて、銅結晶粒の粒径を小さくする効果がな
くなり、マグネシウム膜厚が２０ｎｍ以上では、銅結晶
粒の粒径を小さくする効果はほぼ飽和する。
と、エッチングマスク２０２の形成時や、ドライエッチ
ング中にマグネシウムが銅膜１０２や第２の銅膜１０２
Ａに吸収されて、銅結晶粒の粒径を小さくする効果がな
くなり、マグネシウム膜厚が２０ｎｍ以上では、銅結晶
粒の粒径を小さくする効果はほぼ飽和する。
【００１４】またマグネシウム膜厚が銅膜１０２の膜厚
と第２の銅膜１０２Ａの膜厚の合計の１／２０以下であ
ると、成膜後の熱処理によってマグネシウム原子が銅膜
102、第２の銅膜１０２Ａ中に溶けてマグネシウム膜が
消失することもあるが、それでも銅結晶粒の粒径を小さ
くする効果はある。
と第２の銅膜１０２Ａの膜厚の合計の１／２０以下であ
ると、成膜後の熱処理によってマグネシウム原子が銅膜
102、第２の銅膜１０２Ａ中に溶けてマグネシウム膜が
消失することもあるが、それでも銅結晶粒の粒径を小さ
くする効果はある。
【００１５】上記の実施例では、区画壁１０３としてマ
グネシウムを用いたが、マグネシウムのかわりにアルミ
ニウム，シリコン，スカンジウム，チタン，バナジウ
ム，クロム，ニッケル，亜鉛，ジルコニウム，ニオブ，
錫，ハフニウム，タンタル，タングステンのいずれか、
またはこれを主成分とする化合物，合金、または銅化合
物，銅合金でも同様の効果が得られる。特に、タングス
テンやタンタルは銅膜中に溶けないので、区画壁１０３
の膜厚を５ｎｍ未満にしても銅結晶粒の粒径を小さくす
る効果がある。
グネシウムを用いたが、マグネシウムのかわりにアルミ
ニウム，シリコン，スカンジウム，チタン，バナジウ
ム，クロム，ニッケル，亜鉛，ジルコニウム，ニオブ，
錫，ハフニウム，タンタル，タングステンのいずれか、
またはこれを主成分とする化合物，合金、または銅化合
物，銅合金でも同様の効果が得られる。特に、タングス
テンやタンタルは銅膜中に溶けないので、区画壁１０３
の膜厚を５ｎｍ未満にしても銅結晶粒の粒径を小さくす
る効果がある。
【００１６】また本実施例では区画壁を一つ設けたが、
区画壁を複数にしても同様の効果が得られる。特に区画
壁によって挟まれた銅膜の膜厚が４００ｎｍを超える場
合には、銅膜の間に区画壁を増やし区画壁によって挟ま
れた銅膜の膜厚を４００ｎｍ以下にすると、欠けの広が
りを効果的に抑止できる。
区画壁を複数にしても同様の効果が得られる。特に区画
壁によって挟まれた銅膜の膜厚が４００ｎｍを超える場
合には、銅膜の間に区画壁を増やし区画壁によって挟ま
れた銅膜の膜厚を４００ｎｍ以下にすると、欠けの広が
りを効果的に抑止できる。
【００１７】さらに本実施例において、導電体をパター
ニング後４５０℃で３０分アニールすると銅結晶が粒成
長する場合もあるが、それでもパターニングされた導電
体の信頼性は低下することはなく、結晶粒界が減るため
にむしろ電気抵抗が下がる効果がある。
ニング後４５０℃で３０分アニールすると銅結晶が粒成
長する場合もあるが、それでもパターニングされた導電
体の信頼性は低下することはなく、結晶粒界が減るため
にむしろ電気抵抗が下がる効果がある。
【００１８】＜実施例２＞図３は本発明の半導体素子の
別の実施例の製造工程の概略を示す。以下順を追って説
明する。
別の実施例の製造工程の概略を示す。以下順を追って説
明する。
【００１９】半導体素子が形成された基体３０１上に膜
厚２００ｎｍの酸化シリコンなどの絶縁膜２０１が形成
されており、絶縁膜２０１上には膜厚５０ｎｍのタング
ステンからなる第１の接着層１０１が形成されている。
この第１の接着層１０１上に膜厚２５０ｎｍの銅膜１０
２を形成した後、銅膜１０２表面を窒素プラズマに曝し
て銅膜１９２表面に窒化された領域１０２Ｂを形成した
後（ａ）、膜厚２５０ｎｍの第２の銅膜１０２Ａ，膜厚
５０ｎｍの第２の接着層１０１Ａを形成する（ｂ）。フ
ォトリソグラフィー法及び塩素ガスを用いたドライエッ
チング法により、所望のパターニングされた導電体を得
る（ｃ）。
厚２００ｎｍの酸化シリコンなどの絶縁膜２０１が形成
されており、絶縁膜２０１上には膜厚５０ｎｍのタング
ステンからなる第１の接着層１０１が形成されている。
この第１の接着層１０１上に膜厚２５０ｎｍの銅膜１０
２を形成した後、銅膜１０２表面を窒素プラズマに曝し
て銅膜１９２表面に窒化された領域１０２Ｂを形成した
後（ａ）、膜厚２５０ｎｍの第２の銅膜１０２Ａ，膜厚
５０ｎｍの第２の接着層１０１Ａを形成する（ｂ）。フ
ォトリソグラフィー法及び塩素ガスを用いたドライエッ
チング法により、所望のパターニングされた導電体を得
る（ｃ）。
【００２０】このように銅膜１０２と第２の銅膜１０２
Ａとの間に銅膜が窒化された領域１０２Ｂを形成する
と、銅膜１０２と第２の銅膜１０２Ａとの間で結晶の連
続性が崩れるので、銅膜が窒化された領域１０２Ｂを設
けない場合と比較して結晶粒径が約１／２となり、従来
に比べドライエッチング後の銅膜の欠けを効果的に抑止
でき、微細なパターニングされた導電体が得られる。
Ａとの間に銅膜が窒化された領域１０２Ｂを形成する
と、銅膜１０２と第２の銅膜１０２Ａとの間で結晶の連
続性が崩れるので、銅膜が窒化された領域１０２Ｂを設
けない場合と比較して結晶粒径が約１／２となり、従来
に比べドライエッチング後の銅膜の欠けを効果的に抑止
でき、微細なパターニングされた導電体が得られる。
【００２１】成膜後の熱工程によって、銅膜が窒化され
た領域１０２Ｂが消失することもあるが、それでも銅結
晶粒の粒径を小さくする効果はある。
た領域１０２Ｂが消失することもあるが、それでも銅結
晶粒の粒径を小さくする効果はある。
【００２２】本実施例では、銅膜１０２と第２の銅膜１
０２Ａとの間で結晶の連続性を崩すために窒素ガスのプ
ラズマを用いたが、窒素ガスのプラズマのかわりに窒素
ガス，酸素ガス，酸化窒素系ガス，弗化窒素系ガス，酸
化炭素系ガス，弗化炭素系ガス，酸化水素系ガス，弗化
水素系ガス，炭化水素系ガスの何れか、またはこれを主
成分とする混合ガス、それらのガスのプラズマもしくは
それらのガスにアルゴンガスを添加したガスのプラズマ
でも同様の効果が得られる。
０２Ａとの間で結晶の連続性を崩すために窒素ガスのプ
ラズマを用いたが、窒素ガスのプラズマのかわりに窒素
ガス，酸素ガス，酸化窒素系ガス，弗化窒素系ガス，酸
化炭素系ガス，弗化炭素系ガス，酸化水素系ガス，弗化
水素系ガス，炭化水素系ガスの何れか、またはこれを主
成分とする混合ガス、それらのガスのプラズマもしくは
それらのガスにアルゴンガスを添加したガスのプラズマ
でも同様の効果が得られる。
【００２３】また本実施例では銅膜成膜の中断及び窒素
プラズマへの曝露を１度だけ行ったが、成膜の中断及び
プラズマへの曝露を複数回行っても同様の効果が得られ
る。
プラズマへの曝露を１度だけ行ったが、成膜の中断及び
プラズマへの曝露を複数回行っても同様の効果が得られ
る。
【００２４】さらに本実施例で、導電体のパターニング
後に４５０℃で３０分のアニールを行うと銅結晶が粒成
長する場合もあるが、それでもパターニングされた導電
体の信頼性は低下することはなく、結晶粒界が減るため
にむしろ電気抵抗が下がる効果がある。
後に４５０℃で３０分のアニールを行うと銅結晶が粒成
長する場合もあるが、それでもパターニングされた導電
体の信頼性は低下することはなく、結晶粒界が減るため
にむしろ電気抵抗が下がる効果がある。
【００２５】＜実施例３＞図４は本発明の半導体素子の
一実施例の製造工程の概略を示す。以下順を追って説明
する。半導体素子が形成された基体３０１上に膜厚２０
０ｎｍの酸化シリコンなどの絶縁膜２０１，膜厚５０ｎ
ｍのタングステンからなる第１の接着層１０１が形成さ
れている。この接着層１０１上にスパッタ法で膜厚５０
０ｎｍの銅膜１０２を形成するが、その際にアルゴンガ
ス中に２％の窒素ガスを添加した混合ガスを用いてスパ
ッタを行う（ａ）。銅膜１０２をパターニングするため
に、膜厚５０ｎｍのタングステンからなる第２の接着層
１０１Ａとエッチングマスク２０２を形成し、フォトリ
ソグラフィー法を用いて所望のパターンをエッチングマ
スクに転写し、塩素ガスを用いてＲＦプラズマエッチン
グ装置にてドライエッチングを行い（ｂ）、所望のパタ
ーニングされた導電体を得る（ｃ）。
一実施例の製造工程の概略を示す。以下順を追って説明
する。半導体素子が形成された基体３０１上に膜厚２０
０ｎｍの酸化シリコンなどの絶縁膜２０１，膜厚５０ｎ
ｍのタングステンからなる第１の接着層１０１が形成さ
れている。この接着層１０１上にスパッタ法で膜厚５０
０ｎｍの銅膜１０２を形成するが、その際にアルゴンガ
ス中に２％の窒素ガスを添加した混合ガスを用いてスパ
ッタを行う（ａ）。銅膜１０２をパターニングするため
に、膜厚５０ｎｍのタングステンからなる第２の接着層
１０１Ａとエッチングマスク２０２を形成し、フォトリ
ソグラフィー法を用いて所望のパターンをエッチングマ
スクに転写し、塩素ガスを用いてＲＦプラズマエッチン
グ装置にてドライエッチングを行い（ｂ）、所望のパタ
ーニングされた導電体を得る（ｃ）。
【００２６】このようにスパッタ法を用いて銅膜１０２
を成膜するときに、アルゴンガス中に２％の窒素ガスを
添加すると、銅膜１０２を構成する銅結晶粒の粒径が窒
素を添加しないとき（平均粒径＝約２００ｎｍ）の約１
／３であり、従来に比してドライエッチング後の銅膜の
欠けを効果的に抑止でき微細なパターニングされた導電
体が得られる。
を成膜するときに、アルゴンガス中に２％の窒素ガスを
添加すると、銅膜１０２を構成する銅結晶粒の粒径が窒
素を添加しないとき（平均粒径＝約２００ｎｍ）の約１
／３であり、従来に比してドライエッチング後の銅膜の
欠けを効果的に抑止でき微細なパターニングされた導電
体が得られる。
【００２７】アルゴンガス中への窒素ガスの添加量を
０.０１％ 以下とすると、銅結晶粒の粒径を小さくする
効果がなくなり、窒素ガスの添加量が１０％以上とする
と、銅結晶粒の粒径を小さくする効果はほぼ飽和する。
０.０１％ 以下とすると、銅結晶粒の粒径を小さくする
効果がなくなり、窒素ガスの添加量が１０％以上とする
と、銅結晶粒の粒径を小さくする効果はほぼ飽和する。
【００２８】この実施例では、アルゴンガスへの添加元
素として窒素ガスを用いたが、窒素ガスのかわりに酸素
ガス，酸化窒素系ガス，酸化炭素系ガス，酸化水素系ガ
ス，炭化水素系ガスの何れか、またはこれを主成分とす
るガスでも同様の効果が得られる。
素として窒素ガスを用いたが、窒素ガスのかわりに酸素
ガス，酸化窒素系ガス，酸化炭素系ガス，酸化水素系ガ
ス，炭化水素系ガスの何れか、またはこれを主成分とす
るガスでも同様の効果が得られる。
【００２９】また本実施例において、導電体をパターニ
ングした後、４５０℃で３０分アニールすると銅結晶が
粒成長する場合もあるが、それでもパターニングされた
導電体の信頼性は低下することはなく、結晶粒界が減る
ためにむしろ電気抵抗が下がる効果がある。
ングした後、４５０℃で３０分アニールすると銅結晶が
粒成長する場合もあるが、それでもパターニングされた
導電体の信頼性は低下することはなく、結晶粒界が減る
ためにむしろ電気抵抗が下がる効果がある。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、銅または銅合金配線を
塩素ガスを用いてドライエッチングしても、銅または銅
合金配線への欠けやはがれの発生を効果的に抑止でき
る。さらに銅または銅合金配線をパターニングした後に
熱処理を行うと銅結晶が大粒径化するがその場合でも信
頼性に問題はなく、結晶粒界が減少するので電気抵抗が
下がる効果が得られる。
塩素ガスを用いてドライエッチングしても、銅または銅
合金配線への欠けやはがれの発生を効果的に抑止でき
る。さらに銅または銅合金配線をパターニングした後に
熱処理を行うと銅結晶が大粒径化するがその場合でも信
頼性に問題はなく、結晶粒界が減少するので電気抵抗が
下がる効果が得られる。
【図１】実施例１における本発明の半導体素子の製造工
程の断面図。
程の断面図。
【図２】従来方法による半導体素子の斜視図。
【図３】実施例２における本発明の半導体素子の製造工
程の断面図。
程の断面図。
【図４】実施例３における本発明の半導体素子の製造工
程の断面図。
程の断面図。
１０１…第１の接着層、１０２…銅膜、１０２Ａ…第２
の銅膜、１０２Ｂ…銅膜の窒化された領域、１０３…区
画壁、２０１…絶縁膜、２０２…エッチングマスク、３
０１…半導体素子の形成された基体。
の銅膜、１０２Ｂ…銅膜の窒化された領域、１０３…区
画壁、２０１…絶縁膜、２０２…エッチングマスク、３
０１…半導体素子の形成された基体。
Claims (8)
- 【請求項１】半導体素子が形成された基体上に形成され
た絶縁膜と、前記絶縁膜上に直接形成された導電体にお
いて、前記導電体中の銅もしくは銅合金層の膜厚方向に
１または複数の区画壁が設けられていることを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項２】半導体素子が形成された基体上に絶縁膜を
形成する工程と、前記絶縁膜直上への導電体の形成に際
し、前記導電体中の第１の銅もしくは銅合金層を形成し
た後、区画壁及び第２の銅もしくは銅合金層を所望の回
数形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項３】請求項２において、前記区画壁はマグネシ
ウム，アルミニウム，シリコン，スカンジウム，チタ
ン，バナジウム，クロム，ニッケル，亜鉛，ジルコニウ
ム，ニオブ，錫，ハフニウム，タンタル，タングステン
のいずれか、またはこれを主成分とする化合物，合金、
または前記区画壁に隣接する銅もしくは銅合金層とは成
分を異にする銅を主成分とする化合物または合金である
半導体装置。 - 【請求項４】請求項２において、前記区画壁はマグネシ
ウム，アルミニウム，シリコン，スカンジウム，チタ
ン，バナジウム，クロム，ニッケル，亜鉛，ジルコニウ
ム，ニオブ，錫，ハフニウム，タンタル，タングステン
のいずれか、またはこれを主成分とする化合物，合金、
または前記区画壁に隣接する銅もしくは銅合金層とは成
分を異にする銅を主成分とする化合物または合金である
半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】半導体素子が形成された基体上に絶縁膜を
形成する工程と、前記絶縁膜直上への導電体の形成に際
し、前記導電体中の銅もしくは銅合金層の形成を１また
は複数回中断し、前記銅もしくは銅合金層表面をガスま
たはプラズマに曝す工程を有することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項６】請求項５において、前記ガスは窒素ガス，
酸素ガス，酸化窒素系ガス，弗化窒素系ガス，酸化炭素
系ガス，弗化炭素系ガス，酸化水素系ガス，弗化水素系
ガス，炭化水素系ガスの何れか、またはこれを主成分と
するガスであり、前記プラズマは前記ガスもしくは前記
ガスにアルゴンガスを添加した混合ガスのプラズマであ
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】半導体素子が形成された基体上に絶縁膜を
形成する工程と、前記絶縁膜直上への導電体の形成に際
し、前記導電体中の銅もしくは銅合金層を異種ガスを添
加したアルゴンガスを用いてスパッタリング法により形
成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - 【請求項８】請求項７において、前記異種ガスは窒素ガ
ス，酸素ガス，酸化窒素系ガス，酸化炭素系ガス，酸化
水素系ガス，炭化水素系ガスの何れか、またはこれを主
成分とするガスである半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13905395A JPH08335582A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13905395A JPH08335582A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08335582A true JPH08335582A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15236388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13905395A Pending JPH08335582A (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08335582A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014082461A (ja) * | 2012-10-17 | 2014-05-08 | Cree Inc | 半導体ダイにおけるストレス低減バリア副層の使用 |
-
1995
- 1995-06-06 JP JP13905395A patent/JPH08335582A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014082461A (ja) * | 2012-10-17 | 2014-05-08 | Cree Inc | 半導体ダイにおけるストレス低減バリア副層の使用 |
| US9269662B2 (en) | 2012-10-17 | 2016-02-23 | Cree, Inc. | Using stress reduction barrier sub-layers in a semiconductor die |
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