JPH09139424A

JPH09139424A - 半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09139424A
Application number: JP29423195A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Fuse; 晃広布施; Hiroyuki Abe; 宏幸阿部
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-11-13
Filing date: 1995-11-13
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】上層配線となるアルミニウム系材料に対する
濡れ性が良いチタン系高融点材料が形成されるととも
に、このチタン系高融点材料の酸化を防止する酸化防止
膜が良好に形成された半導体装置およびこの半導体装置
の製造方法を提供する。【解決手段】層間絶縁層１を挟んで位置する上層配線
２と下層配線３との間を電気的に接続するために前記の
層間絶縁層１に形成された接続孔６に、前記上層配線２
であるアルミニウム系材料に対して濡れ性を持ち当該ア
ルミニウム系材料の埋め込みを良好に行わせるチタン層
８を被覆して成る半導体装置において、前記下層配線３
の上面にシリコン窒化膜１５が形成され、前記接続孔６
の下方に位置していた前記シリコン窒化膜１５が接続孔
６の側壁部に付着されて酸化防止膜７を成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、層間絶縁層を挟ん
で位置する上層配線と下層配線との間を電気的に接続す
るために前記の層間絶縁層に形成された接続孔に、アル
ミニウム系材料を埋め込んで成る半導体装置およびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ等に代表される半導体装置は、一
般に多層配線構造をとり、下層配線と上層配線は層間絶
縁層に形成された接続孔により電気的に接続される構造
となっている。そして、近年の半導体装置の微細化や高
集積化に伴って、前記接続孔も微細化する必要が生じ、
この微細化された接続孔に配線材料である金属を埋め込
む技術が重要になってくる。この金属埋め込み方法とし
て、高温アルミニウムスパッタ、高温アルミニウムリフ
ロー、タングステンＣＶＤ、アルミニウムＣＶＤ、或い
は銅ＣＶＤなどの方法が挙げられる。これらの方法のう
ち、アルミニウムＣＶＤや銅ＣＶＤなどは、量産化に対
応できる技術として確立されてはおらず、また、タング
ステンＣＶＤは生産コストが高いという欠点を有してい
る。このため、高温アルミニウムスパッタに期待がよせ
られている。

【０００３】前記の高温アルミニウムスパッタは、前記
層間絶縁層に接続孔を有する基板を４５０〜５００℃に
加熱し、この加熱状態でアルミニウム系材料をスパッタ
成膜することにより、アルミニウム系材料を接続孔に充
填する技術である。

【０００４】更に、この方法を改良した方法として、図
５に示すように、層間絶縁層１００を挟んで位置する上
層配線１１０と下層配線１１１との間を電気的に接続す
るための接続孔１０１に、アルミニウム系材料に対して
濡れ性の良いチタン（Ｔｉ）を下地層（以下、下地チタ
ン層という）１０２として形成し、アルミニウム系材料
の埋め込み特性を良好にして接続孔１０１に空隙を形成
することなくアルミニウム系材料が充填されるようにし
た方法が知られている。アルミニウム系材料の埋め込み
特性が良好になる理由は、アルミニウム系材料とチタン
とが４００℃程度で合金化反応を起こし（従って、前記
の下地チタン層１０２は、アルミニウム−チタン合金層
となる）、アルミニウム系材料を動き易くする働きよる
ものと考えられている。

【０００５】しかしながら、スパッタリングにより成膜
したチタン系高融点金属材料の多くは結晶構造をとり、
構造上粒界を有するため、粒界を通って酸素の拡散（チ
タン系高融点金属材料の酸化）が生じやすく、下地チタ
ン層１０２におけるアルミニウム系材料との界面が酸化
され易くなる。このような酸化が生じると、アルミニウ
ム系材料の濡れ性が劣化し、接続孔１０１の埋め込み不
良が発生する。特に、層間絶縁層１００としてＳｉＯ₂
を用いる場合であって接続孔１０１の側壁部の下地チタ
ン層１０２が薄い場合には、ＳｉＯ₂の酸素がチタン膜
とアルミニウム系材料の界面に拡散して埋め込み不良を
誘発するという欠点がある。

【０００６】そこで、前記酸素の拡散を防止するため
に、図６に示すように、下地チタン層１０２と層間絶縁
層１００であるＳｉＯ₂との間に、下地チタン層１０２
の下地層として酸化防止膜１０５を形成する方法が提案
されている。

【０００７】例えば、特開平５−１５２２４４号公報に
は、チタン系高融点金属系材料を介してアルミニウム系
材料を埋め込んで配線を形成する場合に、接続孔に酸化
防止膜としてポリシリコン膜やアモルファスシリコン膜
を形成し、アルミニウム系材料の埋め込み特性を向上さ
せるようにした方法が開示されている。

【０００８】また、特開平６−８５０８４号公報には、
接続孔に高温スパッタによりアルミニウム系材料を埋め
込んで配線を形成する方法において、接続孔に酸化防止
膜としてポリシリコン又は不純物導入ポリシリコンを形
成し、アルミニウム系材料の高温スパッタを行う方法が
開示されている。

【０００９】更に、特開平６−２３２２７３号公報に
は、チタン系材料からなる反射防止膜を配設した下層配
線に接続する接続孔を、アルミニウム系材料で埋め込む
配線方法において、上記接続孔を開口した際に、接続孔
側壁に付着するチタン系化合物と前記接続孔埋め込み用
アルミニウム系材料の下地材料とを接触させずに下地材
料の膜を接続孔内に形成する方法が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法は、前記接続孔を形成した後に酸化防止膜とな
るポリシリコンや窒化シリコンを成膜する工程が必要に
なる。更に、ポリシリコンや窒化シリコンは高抵抗材料
であるため、エッチバックによって前記接続孔の側壁部
の酸化防止膜以外の部分を除去する工程が必要になる。
従って、工程数が増えて生産コストが割高になるという
欠点がある。

【００１１】また、図５に示したように、下地チタン層
１０２が接続孔１０１の底側で薄くなる上に、前記酸化
防止膜としてのポリシリコン等も、例えばＣＶＤ法によ
り堆積形成されるため、接続孔の底側の方ほど薄く形成
されてしまうという欠点がある。接続孔の底までアルミ
ニウム系材料を埋め込むためには、当該接続孔の底側の
方で高い濡れ性を確保しておく必要があり、接続孔の底
側での酸化防止膜の厚みが薄ければ、それだけ接続孔の
底側で下地チタン層の酸化が起こりやすく、接続孔の底
側の方での濡れ性を十分に確保することが困難となり、
接続孔に空隙が形成され易くなる。

【００１２】更に、特開平５−１５２２４４号公報の方
法では、酸化防止効果を十分に得るためには、チタン系
高融点材料にある程度の厚みが必要である。例えば、一
般的な高温スパッタリングで用いられる基板温度（約５
００℃）では、酸素の拡散長は約２０ｎｍといわれてお
り、チタン系高融点材料だけで酸素の拡散を抑制するた
めには、接続孔の底部近傍において１０％のカバレッジ
特性が得られたとして２００ｎｍ以上のチタン系高融点
材料を形成する必要があり、このようにチタン系高融点
材料について十分な厚みを得ようとすると、接続孔の口
縁部分でオーバーハングが発生し、実質的なアスペクト
比の増大といった欠点を生じる。また、接続孔に形成さ
れたポリシリコンやアモルファスシリコンなどの酸化防
止材料がそのまま接続孔の底部に残るため、電気的抵抗
が増大するという欠点も有している。

【００１３】また、特開平６−８５０８４号公報や特開
平６−２３２２７３号公報の方法では、エッチバック処
理により接続孔底部に酸化防止材料を残さないため、上
記欠点は解消されるものの、エッチバックの工程が必要
となるために、スループットが低下したり、製造コスト
が高くなるといった問題を招来する。

【００１４】更に、これら従来技術に共通する欠点とし
て、以下のことが挙げられる。つまり、酸化防止材料の
形成やエッチバックを行う処理装置は、一般に、アルミ
ニウム系材料を形成する処理装置とは別の装置であるた
め、酸化防止材料の形成およびエッチバックを行ってか
ら上層配線となるアルミニウム系材料を形成するまで
に、基板を大気中に出して搬送することは避けられな
い。このことは、アルミニウム系材料に対する濡れ性を
阻害する要因のうち最も大きなものである酸素の影響を
避けたいという要請に反するものである。

【００１５】本発明は、上記の事情に鑑み、上層配線と
なるアルミニウム系材料に対する濡れ性が良いチタン系
高融点材料が形成されるとともに、このチタン系高融点
材料の酸化を防止する酸化防止膜が少ない工程数で良好
に形成された半導体装置およびこの半導体装置の製造方
法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置
は、上記の課題を解決するために、層間絶縁層を挟んで
位置する上層配線と下層配線との間を電気的に接続する
ために前記の層間絶縁層に形成された接続孔に、前記上
層配線であるアルミニウム系材料に対して濡れ性を持ち
当該アルミニウム系材料の埋め込みを良好に行わせるチ
タン系高融点材料を被覆して成る半導体装置において、
前記下層配線の上面に酸化防止材料の膜が形成され、前
記接続孔の下方に位置していた前記酸化防止材料の膜が
接続孔の側壁部に付着されて酸化防止膜を成しているこ
とを特徴とする。

【００１７】前記接続孔の下方に位置していた酸化防止
材料の膜が接続孔の側壁部に再付着されて酸化防止膜を
成しているから、層間絶縁層上に導電材を堆積形成する
工程は必要ない。また、上記の再付着により、接続孔の
下方に位置していた酸化防止材料の膜が除かれたので接
続孔下の下層配線が露出し、上層配線と下層配線の電気
的接続に支障を来すこともない。

【００１８】前記酸化防止膜の厚みが、前記接続孔の下
側から上側にかけて徐々に薄くなっていてもよい。

【００１９】ここで、前記接続孔の底までアルミニウム
系材料を埋め込むためには、当該接続孔の下側の方で高
い濡れ性を確保する必要がある。接続孔の下側での酸化
防止膜の厚みが厚ければ、接続孔の下側でチタン下地層
の酸化が確実に防止されることになるので、接続孔の下
側の方で高い濡れ性が確保され、アルミニウム系材料の
埋め込み特性が向上される。

【００２０】前記の酸化防止膜が、シリコン窒化膜であ
る場合には、当該シリコン窒化膜が半導体装置の製造プ
ロセスで広く利用されているものであるため、一般的な
半導体装置の製造プロセスで用いられる汎用プロセスで
前記酸化防止膜の形成が行えるとともに高い酸化防止能
力が得られる。

【００２１】前記酸化防止材料の膜が下層配線の上面だ
けでなく側面にも形成されていてもよく、かかる構造で
あれば下層配線の信頼性の向上が図れる。

【００２２】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
上記いずれかの半導体装置を製造する方法であって、前
記接続孔の下方に位置している前記酸化防止材料の膜を
スパッタエッチング処理により前記接続孔の側壁部に付
着させて酸化防止膜を得ることを特徴とする。

【００２３】かかる方法であれば、層間絶縁層上に酸化
防止材料を形成する工程や余分な酸化防止材料を除去す
る工程が不要になり、半導体装置の製造コストを低減す
ることができる。更に、スパッタエッチングを用いて接
続孔の側壁部に酸化防止膜を形成するので、アルミニウ
ム系材料の埋め込みまでの一連の工程を基板を真空中に
保持したまま行えることになり、大気暴露による酸素の
影響を極力低減することができる。更に、スパッタエッ
チングは一般的な半導体装置の製造プロセスで用いられ
る方法であり、制御性及び信頼性が高いので、アルミニ
ウム系材料の埋め込み特性の良い半導体装置を歩留り良
く製造することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。

【００２５】図１は、この実施の形態の半導体装置の縦
断側面図である。ＳｉＯ₂からなる層間絶縁層１を挟ん
でそれぞれアルミニウム系材料（例えば、ＡｌＳｉＣ
ｕ）からなる上層配線２と下層配線３とが形成されてい
る。また、前記の下層配線３上にはアルミニウム−チタ
ン（Ａｌ−Ｔｉ）合金層４が形成されており、更に、こ
のアルミニウム−チタン合金層４上に導電材である窒化
チタン（ＴｉＮ）層５および酸化防止材料の膜であるシ
リコン窒化（ＳｉＮ）膜１５がこの順に形成されてい
る。なお、前記のアルミニウム−チタン合金層４は、そ
の成膜時にはチタン層（４′：図３（ａ）参照）であ
り、このチタン層（４′）が上層配線２であるアルミニ
ウム系材料を高温スパッタするときのＤｅｇａｓ処理の
熱で合金化して形成されるものである。

【００２６】層間絶縁層１には、上層配線２と下層配線
３との間を電気的に接続するための接続孔６が形成され
ている。前記接続孔６の底面部と側壁部及び層間絶縁層
１上には、下地チタン層（Ａｌ−Ｔｉ）８が形成されて
いる。この下地チタン層８は、上層配線２のアルミニウ
ム系材料に対して濡れ性を持ち当該アルミニウム系材料
の埋め込みを良好に行わせるために接続孔６に形成され
たチタン（Ｔｉ）層（８′：図３（ｄ）参照）が、前記
上層配線２であるアルミニウム系材料を高温スパッタす
るときにＡｌ−Ｔｉ合金化して成るものである。

【００２７】前記接続孔６の側壁部には、前記下地チタ
ン層８の下地層として、窒化シリコンから成る酸化防止
膜７が形成されている。この酸化防止膜７は、具体的に
は、前記接続孔６の下方に位置していた前記のシリコン
窒化膜１５が接続孔６の側壁部に付着されたものであ
る。そして、酸化防止膜７の厚みは、接続孔６の下側か
ら上側にかけて徐々に薄くなるように形成されている。

【００２８】上記の半導体装置であれば、前記接続孔６
の下方に位置していた窒化シリコン膜１５が接続孔６の
側壁部に付着されて酸化防止膜７を成しているから、層
間絶縁層１上に酸化防止材料を堆積形成する工程は必要
ない。従って、接続孔６の形成領域外の上層配線２の平
坦部における酸化防止膜が残ったままとなる従来構造と
異なり、いわゆるオーバーハングによるアスペクト比の
増大といった欠点も生じない。また、接続孔６の下方に
位置していたシリコン窒化膜１５が除かれるので接続孔
６下の下層配線３の上面が露出し、上層配線２と下層配
線３の電気的接続に支障を来すこともない。

【００２９】更に、前記酸化防止膜７の厚みが、前記接
続孔６の下側から上側にかけて徐々に薄くなっているの
で、上層配線２であるアルミニウム系材料の埋め込み特
性が向上される。即ち、前記接続孔６の底までアルミニ
ウム系材料を埋め込むためには、当該接続孔６の下側の
方で高い濡れ性を確保する必要がある。接続孔６の下側
での酸化防止膜７の厚みが厚ければ、接続孔６の下側で
下地チタン層（Ａｌ−Ｔｉ）８の酸化が確実に防止さ
れ、接続孔６の下側の方で高い濡れ性が確保されるた
め、アルミニウム系材料の埋め込み特性が向上される。

【００３０】また、この実施の形態では、下層配線３上
に窒化チタン膜５を形成しており、この窒化チタン膜５
は、後述する製造方法において、フォトリソグラフィー
工程により層間絶縁層１に接続孔６を形成するときに反
射防止膜として機能することになり、フォトリソグラフ
ィー工程のレジスト露光時のハレーションを防止するこ
とができる。

【００３１】次に、半導体装置の製造方法を説明する。
なお、この製造方法の説明では、図２に示す構造を有す
る半導体装置についての製造方法を示す。図２に示した
半導体装置は、図１の構造に加えて下層配線３の下面側
にアルミニウム−チタン（Ａｌ−Ｔｉ）合金膜９が形成
され、上層配線２の上面側に窒化チタン（ＴｉＮ）膜１
１及びアルミニウム−チタン（Ａｌ−Ｔｉ）合金膜１０
が形成された構造を有している。

【００３２】図３（ａ）乃至（ｆ）は図２の半導体装置
の製造方法を工程順に示した工程図である。まず、図３
（ａ）に示すように、下層配線構造を形成する。この下
層配線構造を形成するには、図示しない基板上にチタン
膜９を２０ｎｍの厚みに形成し、このチタン膜９上に下
層配線３を５００ｎｍの厚みに形成する。そして、前記
下層配線３上にチタン層４′を２０ｎｍの厚みに形成
し、このチタン層４′上に窒化チタン（ＴｉＮ）層５を
４０ｎｍの厚みに形成する。更に、窒化チタン層５上に
プラズマＣＶＤ法により酸化防止材料の膜であるシリコ
ン窒化膜１５を６０ｎｍの厚みに形成する。そして、か
かる下層配線構造のパターニングを行う。これら各層の
パターニングには、公知のリソグラフィ法及びドライエ
ッチング法を用いることができる。

【００３３】前記シリコン窒化膜１５の形成は、以下の
条件で行った。

【００３４】次に、同図（ｂ）に示すように、前記シリ
コン窒化膜１５上に層間絶縁層１となるＳｉＯ₂を形成
する。このＳｉＯ₂層である層間絶縁層１は、まず、第
１のＰ−ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ−Ｅｔｈｙｌ−Ｏｒｔｈ
ｏ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ）にて第１のＳｉＯ₂層を５００
ｎｍの厚みに形成し、続いてＳＯＧ（ＳｐｉｎｏｎＧ
ｌａｓｓ）エッチバックを行い、更に、第２のＰ−ＴＥ
ＯＳにて第２のＳｉＯ₂層を５００ｎｍの厚みに形成す
ることにより得ている。その後、公知のリソグラフィ法
及びドライエッチング法を用い、前記の層間絶縁層１に
接続孔６を形成し、当該接続孔６の底に前記のシリコン
窒化膜１５を露出させる。なお、接続孔６の直径は０．
５μｍとし、テーパー角（側壁部の傾斜角）は８５°と
している。

【００３５】次に、同図（ｃ）に示すように、アルゴン
（Ａｒ）スパッタエッチング法により、接続孔６の底に
位置している前記シリコン窒化膜１５にＡｒ⁺を打ち当
て、窒化シリコンをはじき出して接続孔６の側壁部に再
付着させる。この再付着により成膜された窒化シリコン
が酸化防止膜７となる。

【００３６】前記のアルゴンスパッタエンチングは、以
下の条件で行った。アルゴガス（Ａｒ）導入量：５ｓｃｃｍチャンバー内圧力：５ｍＴｏｒｒＲＦ．Ｐｏｗｅｒ：１ｋＷ処理時間：９０ｓｅｃ

【００３７】上記の条件により接続孔６の下方のシリコ
ン窒化膜１５は完全に除去され、接続孔６の下方の窒化
チタン膜５が露出されることになる。

【００３８】ここで、前記のアルゴン（Ａｒ）スパッタ
エッチング法は、前述のごとく、シリコン窒化膜１５に
Ａｒ⁺を打ち当て、窒化シリコンをはじき出して接続孔
６の側壁部に付着させるため、接続孔６の底から遠いほ
ど側壁部への付着量は少なくなるので、接続孔６の側壁
部に付着した窒化シリコン（酸化防止膜７）の厚みは、
前記接続孔６の下側から上側にかけて徐々に薄くなるよ
うに形成される。

【００３９】次に、同図（ｄ）に示すように、スパッタ
法を用いて下地チタン膜８を平坦部分（層間絶縁層１の
上面部）で約１００ｎｍとなるように形成する。

【００４０】次に、同図（ｅ）に示すように、高温アル
ミニウムスパッタ法により、上層配線２を形成する。こ
の上層配線２の形成は第１成膜処理と第２成膜処理とを
順に行うことにより形成している。第１成膜処理では、
基板の実温度を１５０℃として２００ｎｍの厚みでアル
ミニウム系材料を形成し、第２の成膜処理では、基板の
実温度を４８０℃として４００ｎｍの厚みでアルミニウ
ム系材料を形成する。なお、前記第２の成膜処理時の熱
により、前記の下地チタン層５の下側のチタン層４′が
下層配線３のＡｌと反応してアルミニウム−チタン（Ａ
ｌ−Ｔｉ）合金層４を形成することになる。また、高温
アルミニウムスパッタに先立って行われるＤｅｇａｓ処
理、具体的には、基板実温度を５００℃の雰囲気下で６
０秒間放置する処理により、下層配線３の下側のチタン
層９′が下層配線３のＡｌと反応してアルミニウム−チ
タン（Ａｌ−Ｔｉ）合金層９を形成することになる。

【００４１】次に、同図（ｆ）に示すように、前記の上
層配線２上に反射防止膜としてアルミニウム−チタン
（Ａｌ−Ｔｉ）合金層１０及び窒化チタン層１１を成膜
した後、公知のリソグラフィ法およびドライエッチング
法を用いて上層配線２のパターニングを行う。

【００４２】上記の方法であれば、層間絶縁層１上に酸
化防止材料を堆積形成する工程や余分な酸化防止材料を
除去する工程が不要になり、半導体装置の製造コストを
低減することができる。更に、アルゴンスパッタエッチ
ングを用いて接続孔６の側壁部に酸化防止膜７を形成す
るので、アルミニウム系材料の埋め込みまでの一連の工
程を基板を真空中に保持したまま行えることになり、大
気暴露による酸素の影響を極力低減することができる。

【００４３】なお、上述した製造方法により製造された
半導体装置についての接続孔（口径０．５μｍ）６への
アルミニウム系材料の埋め込みの良否を検証したので、
その結果を示す。

【００４４】まず、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察に
よる検証では、１００個の接続孔についてアルミニウム
系材料の埋め込み状態を確認したところ、全ての接続孔
が完全に埋め込まれていた。

【００４５】次に、接続孔を２０００個つないで得られ
る合計抵抗値を２０００で割って一接続孔当たりの抵抗
値（接続孔抵抗値）を求めたところ、約０．８Ωという
値が得られ、電気的特性の面からも良好な埋め込み特性
が得られていることが確認された。

【００４６】なお、以上の実施の形態では、酸化防止材
料の膜としてシリコン窒化膜１５を用いたが、これに限
られるものではなく、また、酸化防止材料の膜として導
電性は必ずしも必要ないので、材料選択の幅が広いとい
える。また、高温アルミニウムスパッタにより接続孔に
埋め込むアルミニウム系材料としてＡｌＳｉＣｕを挙げ
たが、これに限らず、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ、ＡｌＳｉＴ
ｉ、或いはＡｌＧｅなどを用いることができる。更に、
アルミニウム系材料の形成法は、高温スパッタに限ら
ず、例えば、７００気圧程度の圧力を印加して接続孔に
埋め込む高圧スパッタや、アルミニウム系材料の成膜後
に基板加熱を行って埋め込む、いわゆるアルミリフロー
などの種々の方法を用いることができる。

【００４７】また、以上の実施の形態では、シリコン窒
化膜１５が下層配線２の上面にだけ形成されていたが、
図４（ａ）に示すように、シリコン窒化膜１５が下層配
線２の上面だけでなく側面にも形成されている下層配線
構造を用い、同図（ｂ）に示すように、当該下層配線構
造を用いて半導体装置を製造するようにしてもよい。か
かる構造の半導体装置であれば、下層配線２の信頼性の
向上が図れることになる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置によ
れば、層間絶縁層上に導電材を堆積形成する工程は必要
ない。また、接続孔下の下層配線が露出し、上層配線と
下層配線の電気的接続に支障を来すこともない。

【００４９】また、接続孔の下側での酸化防止膜の厚み
が厚い構造であれば、接続孔の下側でチタン下地層の酸
化が確実に防止されることになるので、接続孔の下側の
方で高い濡れ性が確保され、アルミニウム系材料の埋め
込み特性が向上される。

【００５０】また、前記酸化防止膜が、シリコン窒化膜
である場合には、一般的な半導体装置の製造プロセスで
用いられる汎用プロセスで前記酸化防止膜の形成が行え
るとともに高い酸化防止能力が得られる。

【００５１】また、前記酸化防止材料の膜が下層配線の
上面だけでなく側面にも形成されている場合には、下層
配線の信頼性の向上が図れる。

【００５２】また、本発明の半導体装置の製造方法であ
れば、層間絶縁層上に酸化防止材料を形成する工程や余
分な酸化防止材料を除去する工程が不要になり、半導体
装置の製造コストを低減することができる。更に、アル
ミニウム系材料の埋め込みまでの一連の工程を基板を真
空中に保持したまま行えることになり、大気暴露による
酸素の影響を極力低減することができる。更に、アルミ
ニウム系材料の埋め込み特性の良い半導体装置を歩留り
良く製造できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置を示す縦断側面図である。

【図２】本発明の半導体装置の変形例を示す縦断側面図
である。

【図３】図２の半導体装置の製造方法を示す工程図であ
る。

【図４】本発明の半導体装置の変形例を示すものであっ
て、同図（ａ）は下層配線構造の縦断側面図、同図
（ｂ）は上記の下層配線構造を有する半導体装置の縦断
側面図である。

【図５】従来の接続孔にチタン層が形成された半導体装
置の縦断側面図である。

【図６】従来のポリシリコンを堆積形成して酸化防止膜
を形成して成る半導体装置を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１層間絶縁層２上層配線３下層配線４アルミニウム−チタン合金層５窒化チタン層６接続孔７酸化防止膜８下地チタン層１５シリコン窒化膜（酸化防止材料の膜）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】層間絶縁層を挟んで位置する上層配線と
下層配線との間を電気的に接続するために前記の層間絶
縁層に形成された接続孔に、前記上層配線であるアルミ
ニウム系材料に対して濡れ性を持ち当該アルミニウム系
材料の埋め込みを良好に行わせるチタン系高融点材料を
被覆して成る半導体装置において、前記下層配線の上面
に酸化防止材料の膜が形成され、前記接続孔の下方に位
置していた前記酸化防止材料の膜が接続孔の側壁部に付
着されて酸化防止膜を成していることを特徴とする半導
体装置。
【請求項２】前記酸化防止膜の厚みが、前記接続孔の
下側から上側にかけて徐々に薄くなっていることを特徴
とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】前記酸化防止膜が、シリコン窒化膜であ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導
体装置。
【請求項４】前記酸化防止材料の膜が下層配線の上面
だけでなく側面にも形成されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかの半導
体装置を製造する方法であって、前記接続孔の下方に位
置している前記酸化防止材料の膜をスパッタエッチング
処理により前記接続孔の側壁部に付着させて酸化防止膜
を得ることを特徴とする半導体装置の製造方法。