JPH0992649A - 半導体装置の配線構造およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置の配線構造およびその製造方法Info
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- JPH0992649A JPH0992649A JP28971495A JP28971495A JPH0992649A JP H0992649 A JPH0992649 A JP H0992649A JP 28971495 A JP28971495 A JP 28971495A JP 28971495 A JP28971495 A JP 28971495A JP H0992649 A JPH0992649 A JP H0992649A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 銅配線の半導体基板への密着性および耐腐食
性を向上させる。 【解決手段】 半導体基板１の絶縁膜２上にスパッタリ
ング法により、高融点金属膜３ａ，銅膜４，高融点金属
膜３ｂの多層膜を形成した後、高融点金属膜３ｂ上にマ
スクとしての絶縁膜５を形成し、高融点金属膜３ａと高
融点金属膜３ｂと銅膜４とをリソグラフィー法およびド
ライエッチング法を用いて銅配線を形成する。次に銅配
線が形成された絶縁膜２上に銅膜４の膜厚の約２％以下
の厚さの薄いアルミニウム膜６を堆積する。次に約３５
０℃で５分程度の熱処理により、銅膜４の両側面の表面
上でアルミニウム銅合金膜７を形成する。次に絶縁膜２
および絶縁膜５上のアルミニウム膜６を希弗酸または燐
酸によりエッチング除去して銅膜４の両側面がアルミニ
ウム銅合金膜７で覆われた銅配線構造が実現できる。
性を向上させる。 【解決手段】 半導体基板１の絶縁膜２上にスパッタリ
ング法により、高融点金属膜３ａ，銅膜４，高融点金属
膜３ｂの多層膜を形成した後、高融点金属膜３ｂ上にマ
スクとしての絶縁膜５を形成し、高融点金属膜３ａと高
融点金属膜３ｂと銅膜４とをリソグラフィー法およびド
ライエッチング法を用いて銅配線を形成する。次に銅配
線が形成された絶縁膜２上に銅膜４の膜厚の約２％以下
の厚さの薄いアルミニウム膜６を堆積する。次に約３５
０℃で５分程度の熱処理により、銅膜４の両側面の表面
上でアルミニウム銅合金膜７を形成する。次に絶縁膜２
および絶縁膜５上のアルミニウム膜６を希弗酸または燐
酸によりエッチング除去して銅膜４の両側面がアルミニ
ウム銅合金膜７で覆われた銅配線構造が実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅を配線主材料と
して用いる半導体装置の配線構造およびその製造方法に
係わり、特に銅表面に耐酸化性被膜を形成することによ
り高速かつ信頼性の高い半導体装置を形成する半導体装
置の配線構造およびその製造方法に関するものである。
して用いる半導体装置の配線構造およびその製造方法に
係わり、特に銅表面に耐酸化性被膜を形成することによ
り高速かつ信頼性の高い半導体装置を形成する半導体装
置の配線構造およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、シリコン半導体集積回路におい
て、アルミニウムに代わる配線材料として、電気抵抗が
低く、より高いマイグレーション耐性を有する銅が注目
されている。銅薄膜の加工には、化学機械的研磨を用い
た埋め込み配線法または通常のドライエッチングによる
方法が用いられている。
て、アルミニウムに代わる配線材料として、電気抵抗が
低く、より高いマイグレーション耐性を有する銅が注目
されている。銅薄膜の加工には、化学機械的研磨を用い
た埋め込み配線法または通常のドライエッチングによる
方法が用いられている。
【０００３】これらの方法を用いて銅薄膜を加工する
と、埋め込み配線法では配線上面で銅が露出し、ドライ
エッチングでは配線側壁で銅が露出する。銅は酸素雰囲
気の加熱で酸化が内部まで進行するので、銅が露出した
上記層配線の側面や上面を安定な保護膜で覆うことが必
要となる。また、銅を微細なＬＳＩ配線に適用するため
には、これらの保護膜は所望の銅表面のみに自己整合的
に形成することが必須である。
と、埋め込み配線法では配線上面で銅が露出し、ドライ
エッチングでは配線側壁で銅が露出する。銅は酸素雰囲
気の加熱で酸化が内部まで進行するので、銅が露出した
上記層配線の側面や上面を安定な保護膜で覆うことが必
要となる。また、銅を微細なＬＳＩ配線に適用するため
には、これらの保護膜は所望の銅表面のみに自己整合的
に形成することが必須である。
【０００４】自己整合による銅表面保護膜の形成法とし
ては、チタンなどの高融点金属と銅の合金で予め配線パ
ターンを形成し、その後、窒素またはアンモニア中で加
熱することでパターン表面に高融点金属の窒化膜を析出
させる方法が例えば文献（K.Hosino, H.Yagi, and H.Ts
uchikawa, VLSI Multilevel interconnection Conf.,p.
225,1989、T.L.Alford, D.Adams, M.Diale, J.Li, S.A.
Rafalski, R.L.Spreitzer, S.Q.Hong, S.W.Russell, N.
D.Thodore and J.W.Mayer,Advanced Metallization for
ULSI Application,MRS,p.49,1993）に提案されてい
る。
ては、チタンなどの高融点金属と銅の合金で予め配線パ
ターンを形成し、その後、窒素またはアンモニア中で加
熱することでパターン表面に高融点金属の窒化膜を析出
させる方法が例えば文献（K.Hosino, H.Yagi, and H.Ts
uchikawa, VLSI Multilevel interconnection Conf.,p.
225,1989、T.L.Alford, D.Adams, M.Diale, J.Li, S.A.
Rafalski, R.L.Spreitzer, S.Q.Hong, S.W.Russell, N.
D.Thodore and J.W.Mayer,Advanced Metallization for
ULSI Application,MRS,p.49,1993）に提案されてい
る。
【０００５】また、銅の化学機械研磨後、バリアメタル
を堆積し、再び化学機械研磨を行うことで表面に保護膜
を形成する方法（dual damascene法）が例えば文献（A.
Krishman,C.Xie, N.Kumar,J.Curry,D.Duane,S.P.Murark
a,Digest of VLSI Multilevel Interconnection Confer
ence,(VMIC),p.226,1992）に提案され、また、銅露出面
へのタングステン選択ＣＶＤ法が例えば文献（Misawa,
T.Ohba and Yagi,MRS Blletin, 19,8,p.63,1994）に提
案されている。
を堆積し、再び化学機械研磨を行うことで表面に保護膜
を形成する方法（dual damascene法）が例えば文献（A.
Krishman,C.Xie, N.Kumar,J.Curry,D.Duane,S.P.Murark
a,Digest of VLSI Multilevel Interconnection Confer
ence,(VMIC),p.226,1992）に提案され、また、銅露出面
へのタングステン選択ＣＶＤ法が例えば文献（Misawa,
T.Ohba and Yagi,MRS Blletin, 19,8,p.63,1994）に提
案されている。
【０００６】また、アルミニウムまたはマグネシウムを
銅の下地に敷き、銅を加工した後に加熱処理し、加工し
た銅の表面にアルミニウム銅またはマグネシウム銅の合
金を析出させる方法が例えば文献（P.J.Ding,W.A.Lanfo
rd,S.Hyme and S.P.Murarka,J.Appl.Phys.,75,p.3627,1
994,P.J.Ding,W.A.Lanford,S.Hyme and S.P.Murarka,J.
Appl.Phys.Lett.,p.2897,1994,W.A.Lanford,P.J.Ding,
W.Wang,S.Hyme,S.P.Murarka,Thin Solid Films,262,p.2
34,1995）に提案されている。
銅の下地に敷き、銅を加工した後に加熱処理し、加工し
た銅の表面にアルミニウム銅またはマグネシウム銅の合
金を析出させる方法が例えば文献（P.J.Ding,W.A.Lanfo
rd,S.Hyme and S.P.Murarka,J.Appl.Phys.,75,p.3627,1
994,P.J.Ding,W.A.Lanford,S.Hyme and S.P.Murarka,J.
Appl.Phys.Lett.,p.2897,1994,W.A.Lanford,P.J.Ding,
W.Wang,S.Hyme,S.P.Murarka,Thin Solid Films,262,p.2
34,1995）に提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】これらのうち、銅の合
金を窒素またはアンモニア中で加熱することで表面に高
融点金属を析出させる方法は、７００℃程度の高温が必
要となる。また、銅の化学機械研磨後、バリアメタルを
堆積し、再び化学機械研磨を行うことで表面に保護膜を
形成する方法（dual damascene法）は、薄い保護膜を制
御性良く研磨して銅面上に残すことが難しい。また、タ
ングステンの選択成長法は、銅との密着性，選択破れの
可能性があり、高度な表面の前処理技術が必要である。
また、アルミニウムまたはマグネシウムを銅の下地に敷
き、銅を加工後に加熱処理して加工した銅の表面にアル
ミニウム銅またはマグネシウム銅の合金を析出させる方
法は、銅内部にこの金属が残り、特にアルミニウムを用
いた場合には、本来の銅の抵抗率に比べて高くなり、銅
配線の利点が相殺されるなどの問題があった。
金を窒素またはアンモニア中で加熱することで表面に高
融点金属を析出させる方法は、７００℃程度の高温が必
要となる。また、銅の化学機械研磨後、バリアメタルを
堆積し、再び化学機械研磨を行うことで表面に保護膜を
形成する方法（dual damascene法）は、薄い保護膜を制
御性良く研磨して銅面上に残すことが難しい。また、タ
ングステンの選択成長法は、銅との密着性，選択破れの
可能性があり、高度な表面の前処理技術が必要である。
また、アルミニウムまたはマグネシウムを銅の下地に敷
き、銅を加工後に加熱処理して加工した銅の表面にアル
ミニウム銅またはマグネシウム銅の合金を析出させる方
法は、銅内部にこの金属が残り、特にアルミニウムを用
いた場合には、本来の銅の抵抗率に比べて高くなり、銅
配線の利点が相殺されるなどの問題があった。
【０００８】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、銅
配線の半導体基板への密着性および銅配線の耐酸化性を
向上させた半導体装置の配線構造およびその製造方法を
提供することにある。
を解決するためになされたものであり、その目的は、銅
配線の半導体基板への密着性および銅配線の耐酸化性を
向上させた半導体装置の配線構造およびその製造方法を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明者等は、既に報告されている薄いアルミ
ニウム膜を銅層上に堆積して表面に合金層を形成する技
術（K.I.Lee, K.I.Min, S.K.Joo, K.G.Rha, W.S.Kim, E
xtended abstracts of the 1994 International Confer
ence on Solid State Devices and Materials,Yokoham
a,p.940,1994 ）に注目した。
るために本発明者等は、既に報告されている薄いアルミ
ニウム膜を銅層上に堆積して表面に合金層を形成する技
術（K.I.Lee, K.I.Min, S.K.Joo, K.G.Rha, W.S.Kim, E
xtended abstracts of the 1994 International Confer
ence on Solid State Devices and Materials,Yokoham
a,p.940,1994 ）に注目した。
【００１０】銅膜表面に銅膜厚に比して極めて薄いアル
ミニウム膜を堆積し、加熱すると、表面は耐酸化性の合
金膜が形成され、内部は純銅のまま残る。このため、殆
ど抵抗値の増加はない。発明者等は、純アルミニウムが
希弗酸に対して瞬時に溶解するのに対し、この合金膜が
希弗酸に対する耐性を有していることに着目し、絶縁膜
上の銅パターンに対し、純アルミニウム膜を堆積し、熱
処理することで銅膜上のみで合金膜を形成し、絶縁膜上
のアルミニウム膜を希弗酸で除去することで自己整合的
に耐酸化膜形成を行うことに成功した。さらに燐酸にお
いても、同様に純アルミニウム膜とこの合金膜との間で
充分な選択性を有することを確認した。
ミニウム膜を堆積し、加熱すると、表面は耐酸化性の合
金膜が形成され、内部は純銅のまま残る。このため、殆
ど抵抗値の増加はない。発明者等は、純アルミニウムが
希弗酸に対して瞬時に溶解するのに対し、この合金膜が
希弗酸に対する耐性を有していることに着目し、絶縁膜
上の銅パターンに対し、純アルミニウム膜を堆積し、熱
処理することで銅膜上のみで合金膜を形成し、絶縁膜上
のアルミニウム膜を希弗酸で除去することで自己整合的
に耐酸化膜形成を行うことに成功した。さらに燐酸にお
いても、同様に純アルミニウム膜とこの合金膜との間で
充分な選択性を有することを確認した。
【００１１】さらに前述した合金膜は、アルミニウム銅
の比率の点で銅を多く含有する相が安定なため、銅に比
べて著しく耐酸化性を高めるものの、完全に酸化を抑え
ることができない。そこで還元性を有する気体、例えば
水素と、酸化性を有する気体、例えば酸素や水蒸気との
混合ガス中で熱処理すると、銅膜は酸化されず、アルミ
ニウム膜のみを選択的に酸化することができ、これによ
り、表面は酸化のバリアとなる酸化アルミニウム膜に覆
われることで前述した合金膜よりさらに耐酸化性に優れ
た酸化被膜を合金膜の表面に形成できることを発見し
た。
の比率の点で銅を多く含有する相が安定なため、銅に比
べて著しく耐酸化性を高めるものの、完全に酸化を抑え
ることができない。そこで還元性を有する気体、例えば
水素と、酸化性を有する気体、例えば酸素や水蒸気との
混合ガス中で熱処理すると、銅膜は酸化されず、アルミ
ニウム膜のみを選択的に酸化することができ、これによ
り、表面は酸化のバリアとなる酸化アルミニウム膜に覆
われることで前述した合金膜よりさらに耐酸化性に優れ
た酸化被膜を合金膜の表面に形成できることを発見し
た。
【００１２】以上のことにより、自己整合的に銅膜表面
に安定な耐酸化膜を形成することにより、銅配線表面を
パターン合わせなしで耐酸化被膜を形成すると同時に内
部の銅は低抵抗を維持できる銅本来の性質を生かした高
速性と信頼性とに優れる低抵抗配線を形成できる。さら
に底面にもアルミニウム合金膜を形成することで銅配線
の密着性を向上することができる。
に安定な耐酸化膜を形成することにより、銅配線表面を
パターン合わせなしで耐酸化被膜を形成すると同時に内
部の銅は低抵抗を維持できる銅本来の性質を生かした高
速性と信頼性とに優れる低抵抗配線を形成できる。さら
に底面にもアルミニウム合金膜を形成することで銅配線
の密着性を向上することができる。
【００１３】具体的な手段としては、例えば銅配線の両
側面がアルミニウム合金膜またはアルミニウム膜と酸素
を含有する酸化被膜または両者で覆われた配線構造，銅
配線の下面がアルミニウム合金膜により覆われた配線構
造，銅配線の上面がアルミニウム合金膜またはアルミニ
ウム膜と酸素を含有する酸化被膜または両者で覆われた
配線構造，銅配線の下面および両側面がアルミニウム合
金膜またはアルミニウム膜と酸素を含有する酸化被膜ま
たは両者で覆われた配線構造，銅配線の上面，下面およ
び両側面がアルミニウム合金膜またはアルミニウム膜と
酸素を含有する酸化被膜または両者で覆われた配線構
造，銅配線の上面および両側面がアルミニウム合金膜ま
たはアルミニウム膜と酸素を含有する酸化被膜または両
者で覆われた配線構造，または銅配線を覆う絶縁膜に開
口された領域に露出した銅配線の表面がアルミニウム合
金膜またはアルミニウム膜と酸素を含有する酸化被膜ま
たは両者により覆われた配線構造が考えられる。
側面がアルミニウム合金膜またはアルミニウム膜と酸素
を含有する酸化被膜または両者で覆われた配線構造，銅
配線の下面がアルミニウム合金膜により覆われた配線構
造，銅配線の上面がアルミニウム合金膜またはアルミニ
ウム膜と酸素を含有する酸化被膜または両者で覆われた
配線構造，銅配線の下面および両側面がアルミニウム合
金膜またはアルミニウム膜と酸素を含有する酸化被膜ま
たは両者で覆われた配線構造，銅配線の上面，下面およ
び両側面がアルミニウム合金膜またはアルミニウム膜と
酸素を含有する酸化被膜または両者で覆われた配線構
造，銅配線の上面および両側面がアルミニウム合金膜ま
たはアルミニウム膜と酸素を含有する酸化被膜または両
者で覆われた配線構造，または銅配線を覆う絶縁膜に開
口された領域に露出した銅配線の表面がアルミニウム合
金膜またはアルミニウム膜と酸素を含有する酸化被膜ま
たは両者により覆われた配線構造が考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態について詳細に説明する。 （実施の形態の１）図１は、本発明による半導体装置の
配線構造の一実施の形態による構成を説明する図であ
り、図１では、リアクティブイオンエッチング法で加工
した銅配線側壁に耐酸化性保護膜を形成する方法を説明
するための各工程における断面図を示している。まず、
図１（ａ）に示すようにトランジスタ形成工程を終えた
半導体基板１上の絶縁膜２上にスパッタリング法によ
り、例えばタンタルまたは窒化チタンなどの高融点金属
膜３ａ，銅膜４，高融点金属膜３ｂからなる多層膜を形
成した後、高融点金属膜３ｂ上にマスクとしての絶縁膜
５を形成し、この絶縁膜５をマスクとして高融点金属膜
３ａ，銅膜４および高融点金属膜３ｂを公知のリソグラ
フィー法およびドライエッチング法により銅配線を形成
する。
形態について詳細に説明する。 （実施の形態の１）図１は、本発明による半導体装置の
配線構造の一実施の形態による構成を説明する図であ
り、図１では、リアクティブイオンエッチング法で加工
した銅配線側壁に耐酸化性保護膜を形成する方法を説明
するための各工程における断面図を示している。まず、
図１（ａ）に示すようにトランジスタ形成工程を終えた
半導体基板１上の絶縁膜２上にスパッタリング法によ
り、例えばタンタルまたは窒化チタンなどの高融点金属
膜３ａ，銅膜４，高融点金属膜３ｂからなる多層膜を形
成した後、高融点金属膜３ｂ上にマスクとしての絶縁膜
５を形成し、この絶縁膜５をマスクとして高融点金属膜
３ａ，銅膜４および高融点金属膜３ｂを公知のリソグラ
フィー法およびドライエッチング法により銅配線を形成
する。
【００１５】次に図１（ｂ）に示すように銅配線が形成
された試料上に銅膜４の膜厚の約２％以下の厚さを有す
るアルミニウム膜６を堆積する。次に３００℃〜４００
℃の温度範囲の熱処理を施して合金化を行う。この場
合、例えば約３５０℃では、５分程度の熱処理により、
図１（ｃ）に示すように銅膜４の両側面の表面上でアル
ミニウムと銅とのアルミニウム銅合金膜７が形成され
る。これによって銅膜４の酸化および腐食に対する信頼
性を向上することができる。次に絶縁膜２および絶縁膜
５上のアルミニウム膜６を希弗酸または燐酸によりエッ
チング除去して図１（ｄ）に示すように銅膜４の両側面
がアルミニウム銅合金膜７で覆われた銅配線構造が実現
できる。
された試料上に銅膜４の膜厚の約２％以下の厚さを有す
るアルミニウム膜６を堆積する。次に３００℃〜４００
℃の温度範囲の熱処理を施して合金化を行う。この場
合、例えば約３５０℃では、５分程度の熱処理により、
図１（ｃ）に示すように銅膜４の両側面の表面上でアル
ミニウムと銅とのアルミニウム銅合金膜７が形成され
る。これによって銅膜４の酸化および腐食に対する信頼
性を向上することができる。次に絶縁膜２および絶縁膜
５上のアルミニウム膜６を希弗酸または燐酸によりエッ
チング除去して図１（ｄ）に示すように銅膜４の両側面
がアルミニウム銅合金膜７で覆われた銅配線構造が実現
できる。
【００１６】（実施の形態の２）図２は、本発明による
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する断面図であり、前述した図１と同一部分には同一
符号を付してある。図２において、前述した図１（ｄ）
の配線構造を形成した後、水素と酸素または水素と水蒸
気の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３５０℃に熱処理
し、アルミニウム銅合金膜７の表面にアルミニウムと酸
素またはアルミニウムと銅と酸素を含有する酸化被膜８
が形成されて配線構造が構成されている。
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する断面図であり、前述した図１と同一部分には同一
符号を付してある。図２において、前述した図１（ｄ）
の配線構造を形成した後、水素と酸素または水素と水蒸
気の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３５０℃に熱処理
し、アルミニウム銅合金膜７の表面にアルミニウムと酸
素またはアルミニウムと銅と酸素を含有する酸化被膜８
が形成されて配線構造が構成されている。
【００１７】（実施の形態の３）図３は、本発明による
半導体装置の配線構造のさらに他の実施の形態による構
成を説明する図であり、図３では、銅配線の密着性を向
上させるための方法を説明するための各工程における断
面図を示している。まず、図３（ａ）に示すようにトラ
ンジスタ形成工程を終えた半導体基板１上の絶縁膜２上
にスパッタリング法により後に堆積する銅膜４の膜厚の
約１％以下の厚さを有する薄いアルミニウム膜６を堆積
した後、このアルミニウム膜６上に銅膜４を堆積する。
半導体装置の配線構造のさらに他の実施の形態による構
成を説明する図であり、図３では、銅配線の密着性を向
上させるための方法を説明するための各工程における断
面図を示している。まず、図３（ａ）に示すようにトラ
ンジスタ形成工程を終えた半導体基板１上の絶縁膜２上
にスパッタリング法により後に堆積する銅膜４の膜厚の
約１％以下の厚さを有する薄いアルミニウム膜６を堆積
した後、このアルミニウム膜６上に銅膜４を堆積する。
【００１８】次に図３（ｂ）に示すように銅膜４上に高
融点金属膜３およびマスクとしての絶縁膜５を形成した
後、絶縁膜５をマスクとして公知のリソグラフィー法お
よびドライエッチング法により銅配線を形成する。次に
約３５０℃で５分程度の熱処理を行って図３（ｃ）に示
すように銅膜４の下面にアルミニウムと銅のアルミニウ
ム銅合金膜７を形成する。これによって銅膜４と半導体
基板１との接着性を向上できる。次に絶縁膜２上のアル
ミニウム膜６を希弗酸または燐酸によりエッチング除去
して図３（ｄ）に示すように銅膜４の下面がアルミニウ
ム銅合金膜７で覆われた銅配線構造が実現できる。
融点金属膜３およびマスクとしての絶縁膜５を形成した
後、絶縁膜５をマスクとして公知のリソグラフィー法お
よびドライエッチング法により銅配線を形成する。次に
約３５０℃で５分程度の熱処理を行って図３（ｃ）に示
すように銅膜４の下面にアルミニウムと銅のアルミニウ
ム銅合金膜７を形成する。これによって銅膜４と半導体
基板１との接着性を向上できる。次に絶縁膜２上のアル
ミニウム膜６を希弗酸または燐酸によりエッチング除去
して図３（ｄ）に示すように銅膜４の下面がアルミニウ
ム銅合金膜７で覆われた銅配線構造が実現できる。
【００１９】（実施の形態の４）図４は、本発明による
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する図であり、図４では、銅配線の密着性向上および
側壁の耐酸化性保護膜の形成方法を説明するための各工
程における断面図を示している。まず、図４（ａ）に示
すようにトランジスタ形成工程を終えた半導体基板１上
の絶縁膜２上にスパッタリング法により後に堆積する銅
膜４の膜厚の約１％以下の厚さを有する薄いアルミニウ
ム膜６ａを堆積した後、このアルミニウム膜６ａ上に銅
膜４を堆積する。
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する図であり、図４では、銅配線の密着性向上および
側壁の耐酸化性保護膜の形成方法を説明するための各工
程における断面図を示している。まず、図４（ａ）に示
すようにトランジスタ形成工程を終えた半導体基板１上
の絶縁膜２上にスパッタリング法により後に堆積する銅
膜４の膜厚の約１％以下の厚さを有する薄いアルミニウ
ム膜６ａを堆積した後、このアルミニウム膜６ａ上に銅
膜４を堆積する。
【００２０】次に図４（ｂ）に示すように銅膜４上に高
融点金属膜３およびマスクとしての絶縁膜５を形成した
後、この絶縁膜５をマスクとして公知のリソグラフィー
法およびドライエッチング法により銅配線を形成する。
次に図４（ｃ）に示すように銅配線が形成された試料上
に銅膜４の膜厚の約１％以下の厚さを有する薄いアルミ
ニウム膜６ｂを堆積した後、約３５０℃で５分程度の熱
処理により図４（ｄ）に示すように銅膜４の底面および
両側面にアルミニウムと銅のアルミニウム銅合金膜７を
形成する。
融点金属膜３およびマスクとしての絶縁膜５を形成した
後、この絶縁膜５をマスクとして公知のリソグラフィー
法およびドライエッチング法により銅配線を形成する。
次に図４（ｃ）に示すように銅配線が形成された試料上
に銅膜４の膜厚の約１％以下の厚さを有する薄いアルミ
ニウム膜６ｂを堆積した後、約３５０℃で５分程度の熱
処理により図４（ｄ）に示すように銅膜４の底面および
両側面にアルミニウムと銅のアルミニウム銅合金膜７を
形成する。
【００２１】これによって銅膜４と半導体基板１との接
着性を向上できるとともに、銅膜４の酸化および腐食に
対する信頼性が向する。次に絶縁膜２上の純アルミニウ
ム膜６ｂを希弗酸または燐酸によりエッチング除去して
図４（ｅ）に示すように銅膜４の下面および両側面がア
ルミニウム銅合金膜７で覆われた配線構造が実現でき
る。
着性を向上できるとともに、銅膜４の酸化および腐食に
対する信頼性が向する。次に絶縁膜２上の純アルミニウ
ム膜６ｂを希弗酸または燐酸によりエッチング除去して
図４（ｅ）に示すように銅膜４の下面および両側面がア
ルミニウム銅合金膜７で覆われた配線構造が実現でき
る。
【００２２】（実施の形態の５）図５は、本発明による
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する断面図であり、前述した図と同一部分には同一符
号を付してある。図５において、前述した図４（ｅ）の
配線構造を形成した後、水素と酸素または水素と水蒸気
の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３５０℃に熱処理し、
アルミニウム銅合金膜７の表面にアルミニウムと酸素ま
たはアルミニウムと銅と酸素を含有する酸化被膜８が形
成されて配線構造が構成されている。
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する断面図であり、前述した図と同一部分には同一符
号を付してある。図５において、前述した図４（ｅ）の
配線構造を形成した後、水素と酸素または水素と水蒸気
の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３５０℃に熱処理し、
アルミニウム銅合金膜７の表面にアルミニウムと酸素ま
たはアルミニウムと銅と酸素を含有する酸化被膜８が形
成されて配線構造が構成されている。
【００２３】（実施の形態の６）図６は、本発明による
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する図であり、図６では、埋め込み銅配線の上面に耐
酸化性保護膜を形成する方法を説明するための各工程に
おける断面図を示している。まず、図６（ａ）に示すよ
うにトランジスタ形成工程を終えた半導体基板１１上の
絶縁膜１２に配線パターンに対応する埋め込み配線用の
溝を形成し、この溝内に内面全面に高融点金属膜１３を
形成する。次にこの絶縁膜１２上に銅層を堆積した後、
公知の化学機械研磨プロセス法により埋め込み銅膜１４
を形成する。
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する図であり、図６では、埋め込み銅配線の上面に耐
酸化性保護膜を形成する方法を説明するための各工程に
おける断面図を示している。まず、図６（ａ）に示すよ
うにトランジスタ形成工程を終えた半導体基板１１上の
絶縁膜１２に配線パターンに対応する埋め込み配線用の
溝を形成し、この溝内に内面全面に高融点金属膜１３を
形成する。次にこの絶縁膜１２上に銅層を堆積した後、
公知の化学機械研磨プロセス法により埋め込み銅膜１４
を形成する。
【００２４】次に図６（ｂ）に示すように埋め込み銅膜
１４が形成された試料上に銅膜１４の膜厚の約２％以下
の厚さを有する薄いアルミニウム膜１５を堆積した後、
約３５０℃で５分程度の熱処理を行い、図６（ｃ）に示
すように銅膜１４の表面上に銅とアルミニウムのアルミ
ニウム銅合金膜１６を形成する。これによって銅膜１４
の酸化および腐食に対する信頼性が向上する。次に絶縁
膜１２上のアルミニウム膜１５を希弗酸または燐酸によ
りエッチング除去して図４（ｄ）に示すように銅膜１４
の上面がアルミニウム銅合金膜１６で覆われた銅配線構
造が実現できる。
１４が形成された試料上に銅膜１４の膜厚の約２％以下
の厚さを有する薄いアルミニウム膜１５を堆積した後、
約３５０℃で５分程度の熱処理を行い、図６（ｃ）に示
すように銅膜１４の表面上に銅とアルミニウムのアルミ
ニウム銅合金膜１６を形成する。これによって銅膜１４
の酸化および腐食に対する信頼性が向上する。次に絶縁
膜１２上のアルミニウム膜１５を希弗酸または燐酸によ
りエッチング除去して図４（ｄ）に示すように銅膜１４
の上面がアルミニウム銅合金膜１６で覆われた銅配線構
造が実現できる。
【００２５】（実施の形態の７）図７は、本発明による
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する断面図であり、前述した図と同一部分には同一符
号を付してある。図７において、前述した図６（ｄ）の
配線構造を形成した後、水素と酸素または水素と水蒸気
の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３５０℃に熱処理し、
アルミニウム銅合金膜１６の表面にアルミニウムと酸素
またはアルミニウムと銅と酸素を含有する酸化被膜１７
が形成されて配線構造が構成されている。
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する断面図であり、前述した図と同一部分には同一符
号を付してある。図７において、前述した図６（ｄ）の
配線構造を形成した後、水素と酸素または水素と水蒸気
の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３５０℃に熱処理し、
アルミニウム銅合金膜１６の表面にアルミニウムと酸素
またはアルミニウムと銅と酸素を含有する酸化被膜１７
が形成されて配線構造が構成されている。
【００２６】（実施の形態の８）図８は、本発明による
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する図であり、図８では、埋め込み配線の密着性向上
に適用した方法を説明するための各工程における断面図
を示している。まず、図８（ａ）に示すようにトランジ
スタ形成工程を終えた半導体基板１１上の絶縁膜１２に
配線パターンに対応する埋め込み配線用溝１２ａを形成
する。次にこの溝１２ａを含む絶縁膜１２上に図８
（ｂ）に示すように後に形成する銅膜１４の膜厚の約１
％以下の厚さを有する薄いアルミニウム膜１５を堆積し
た後、このアルミニウム膜１５上に銅膜１４を堆積す
る。
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する図であり、図８では、埋め込み配線の密着性向上
に適用した方法を説明するための各工程における断面図
を示している。まず、図８（ａ）に示すようにトランジ
スタ形成工程を終えた半導体基板１１上の絶縁膜１２に
配線パターンに対応する埋め込み配線用溝１２ａを形成
する。次にこの溝１２ａを含む絶縁膜１２上に図８
（ｂ）に示すように後に形成する銅膜１４の膜厚の約１
％以下の厚さを有する薄いアルミニウム膜１５を堆積し
た後、このアルミニウム膜１５上に銅膜１４を堆積す
る。
【００２７】次に図８（ｃ）に示すように公知の化学機
械研磨プロセス法により埋め込み銅配線を形成する。次
に約３５０℃で５分程度の熱処理を行い、図８（ｄ）に
示すように絶縁膜１２と銅膜１４との間に銅とアルミニ
ウムとのアルミニウム銅合金膜１６を形成する。これに
よって半導体基板１１と銅膜１４との接着性を向上でき
る。次に絶縁膜１２上のアルミニウム膜１５を希弗酸ま
たは燐酸によりエッチング除去して図８（ｅ）に示すよ
うに銅膜４の下面および両側面がアルミニウム銅合金膜
１６で覆われた配線構造が実現できる。
械研磨プロセス法により埋め込み銅配線を形成する。次
に約３５０℃で５分程度の熱処理を行い、図８（ｄ）に
示すように絶縁膜１２と銅膜１４との間に銅とアルミニ
ウムとのアルミニウム銅合金膜１６を形成する。これに
よって半導体基板１１と銅膜１４との接着性を向上でき
る。次に絶縁膜１２上のアルミニウム膜１５を希弗酸ま
たは燐酸によりエッチング除去して図８（ｅ）に示すよ
うに銅膜４の下面および両側面がアルミニウム銅合金膜
１６で覆われた配線構造が実現できる。
【００２８】（実施の形態の９）図９は、本発明による
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する図であり、図９では、埋め込み配線の密着性向上
および上面の耐酸化性保護膜の形成に適用する方法を説
明するための各工程における断面図を示している。ま
ず、図９（ａ）に示すようにトランジスタ形成工程を終
えた半導体基板１１上の絶縁膜１２に配線パターンに対
応する埋め込み配線用溝１２ａを形成する。次にこの溝
１２ａを含む絶縁膜１２上に図９（ｂ）に示すように後
に形成する銅膜１４の膜厚の約１％以下の厚さを有する
薄いアルミニウム膜１５ａを堆積した後、このアルミニ
ウム膜１５ａ上に銅膜１４を堆積する。
半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成を説
明する図であり、図９では、埋め込み配線の密着性向上
および上面の耐酸化性保護膜の形成に適用する方法を説
明するための各工程における断面図を示している。ま
ず、図９（ａ）に示すようにトランジスタ形成工程を終
えた半導体基板１１上の絶縁膜１２に配線パターンに対
応する埋め込み配線用溝１２ａを形成する。次にこの溝
１２ａを含む絶縁膜１２上に図９（ｂ）に示すように後
に形成する銅膜１４の膜厚の約１％以下の厚さを有する
薄いアルミニウム膜１５ａを堆積した後、このアルミニ
ウム膜１５ａ上に銅膜１４を堆積する。
【００２９】次に図９（ｃ）に示すように公知の化学機
械研磨プロセス法により埋め込み銅配線を形成する。次
に図９（ｄ）に示すように銅膜１４を含む絶縁膜１２上
に銅膜１４の膜厚の約１％以下の厚さを有する薄いアル
ミニウム膜１５ｂを堆積した後、約３５０℃で５分程度
の熱処理を行い、図９（ｅ）に示すように絶縁膜１２と
銅膜１４との間および銅膜１４上にアルミニウムと銅の
アルミニウム銅合金膜１６を形成する。
械研磨プロセス法により埋め込み銅配線を形成する。次
に図９（ｄ）に示すように銅膜１４を含む絶縁膜１２上
に銅膜１４の膜厚の約１％以下の厚さを有する薄いアル
ミニウム膜１５ｂを堆積した後、約３５０℃で５分程度
の熱処理を行い、図９（ｅ）に示すように絶縁膜１２と
銅膜１４との間および銅膜１４上にアルミニウムと銅の
アルミニウム銅合金膜１６を形成する。
【００３０】これによって半導体基板１１と銅膜１４と
の接着性を向上できるとともに、銅膜１４の酸化および
腐食に対する信頼性が向する。次に絶縁膜１２上のアル
ミニウム膜１５ｂを希弗酸または燐酸によりエッチング
除去して図９（ｆ）に示すように銅膜４の上面，下面お
よび両側面がアルミニウム銅合金膜１６によって覆われ
た配線構造が実現できる。
の接着性を向上できるとともに、銅膜１４の酸化および
腐食に対する信頼性が向する。次に絶縁膜１２上のアル
ミニウム膜１５ｂを希弗酸または燐酸によりエッチング
除去して図９（ｆ）に示すように銅膜４の上面，下面お
よび両側面がアルミニウム銅合金膜１６によって覆われ
た配線構造が実現できる。
【００３１】（実施の形態の１０）図１０は、本発明に
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する断面図であり、前述した図と同一部分には同
一符号を付してある。図１０において、前述した図９
（ｆ）の配線構造を形成した後、水素と酸素または水素
と水蒸気の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３５０℃に熱
処理し、アルミニウム銅合金膜１６の表面にアルミニウ
ムと酸素またはアルミニウムと銅と酸素を含有する酸化
被膜１７が形成されて配線構造が構成されている。
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する断面図であり、前述した図と同一部分には同
一符号を付してある。図１０において、前述した図９
（ｆ）の配線構造を形成した後、水素と酸素または水素
と水蒸気の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３５０℃に熱
処理し、アルミニウム銅合金膜１６の表面にアルミニウ
ムと酸素またはアルミニウムと銅と酸素を含有する酸化
被膜１７が形成されて配線構造が構成されている。
【００３２】（実施の形態の１１）図１１は、本発明に
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する図であり、図１１では、銅配線構造を電極パ
ッドの開口部に耐酸化性保護膜を形成する方法に適用す
る各工程における断面図を示している。まず、図１１
（ａ）に示すようにトランジスタ形成工程を終えた半導
体基板２１上の絶縁膜２２ａ内に公知の化学機械研磨プ
ロセス法により高融点金属膜２３および銅膜２４よりな
る埋め込み配線２５を形成する。次にこの埋め込み配線
２５を含む絶縁膜２２ａ上に絶縁膜２２ｂを被覆した
後、埋め込み配線２５に対応する箇所の絶縁膜２２ｂに
開口を形成する。
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する図であり、図１１では、銅配線構造を電極パ
ッドの開口部に耐酸化性保護膜を形成する方法に適用す
る各工程における断面図を示している。まず、図１１
（ａ）に示すようにトランジスタ形成工程を終えた半導
体基板２１上の絶縁膜２２ａ内に公知の化学機械研磨プ
ロセス法により高融点金属膜２３および銅膜２４よりな
る埋め込み配線２５を形成する。次にこの埋め込み配線
２５を含む絶縁膜２２ａ上に絶縁膜２２ｂを被覆した
後、埋め込み配線２５に対応する箇所の絶縁膜２２ｂに
開口を形成する。
【００３３】次に図１１（ｂ）に示すように埋め込み配
線２５を含む絶縁膜２２ｂ上に銅膜２４の膜厚の約２％
以下の厚さを有する薄いアルミニウム膜２６を堆積した
後、約３５０℃で５分程度の熱処理を行い、図１１
（ｃ）に示すように銅膜２４の表面にアルミニウムと銅
のアルミニウム銅合金膜２７を形成する。
線２５を含む絶縁膜２２ｂ上に銅膜２４の膜厚の約２％
以下の厚さを有する薄いアルミニウム膜２６を堆積した
後、約３５０℃で５分程度の熱処理を行い、図１１
（ｃ）に示すように銅膜２４の表面にアルミニウムと銅
のアルミニウム銅合金膜２７を形成する。
【００３４】これによって銅膜２４の酸化および腐食に
対する信頼性が向上する。次に絶縁膜２２ｂ上のアルミ
ニウム膜２６を希弗酸または燐酸によりエッチング除去
して図１１（ｄ）に示すように埋め込み配線２５を覆う
絶縁膜２２ｂに開口された領域に露出した銅膜２４の表
面がアルミニウム銅合金膜２７で覆われた銅配線電極パ
ッド構造が実現できる。
対する信頼性が向上する。次に絶縁膜２２ｂ上のアルミ
ニウム膜２６を希弗酸または燐酸によりエッチング除去
して図１１（ｄ）に示すように埋め込み配線２５を覆う
絶縁膜２２ｂに開口された領域に露出した銅膜２４の表
面がアルミニウム銅合金膜２７で覆われた銅配線電極パ
ッド構造が実現できる。
【００３５】（実施の形態の１２）図１２は、本発明に
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する断面図であり、前述した図と同一部分には同
一符号を付してある。図１２において、前述した図１１
（ｄ）の電極パッド構造を形成した後、水素と酸素また
は水素と水蒸気の混合気体約３０Ｔｏｒｒ程度で約３５
０℃に熱処理し、埋め込み銅配線２５を覆う絶縁膜２２
ｂに開口された領域に露出するアルミニウム銅合金膜２
７の表面にアルミニウムと酸素またはアルミニウムと銅
と酸素を含有する酸化被膜２８が形成されて銅配線電極
パッド構造が構成されている。
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する断面図であり、前述した図と同一部分には同
一符号を付してある。図１２において、前述した図１１
（ｄ）の電極パッド構造を形成した後、水素と酸素また
は水素と水蒸気の混合気体約３０Ｔｏｒｒ程度で約３５
０℃に熱処理し、埋め込み銅配線２５を覆う絶縁膜２２
ｂに開口された領域に露出するアルミニウム銅合金膜２
７の表面にアルミニウムと酸素またはアルミニウムと銅
と酸素を含有する酸化被膜２８が形成されて銅配線電極
パッド構造が構成されている。
【００３６】（実施の形態の１３）図１３は、本発明に
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する図であり、図１３では、本発明の工程の後半
部のみをアルミニウム銅合金配線に使用した例でリアク
ティブイオンエッチング法で加工したアルミニウム銅合
金配線の側壁に耐酸化性保護膜を形成する方法を説明す
るための各工程における断面図である。まず、図１３
（ａ）に示すようにトランジスタ形成工程を終えた半導
体基板３１上の絶縁膜３２上にスパッタリング法によ
り、例えばタンタルまたは窒化チタンなどの高融点金属
膜３３ａ，アルミニウム銅合金膜３４および高融点金属
膜３３ｂからなる多層膜を形成した後、高融点金属膜３
３ｂ上にマスクとしての絶縁膜３５を形成し、この絶縁
膜３５をマスクとして高融点金属膜３３ａ，アルミニウ
ム銅合金膜３４および高融点金属膜３３ｂを公知のリソ
グラフィーおよびドライエッチング法によりアルミニウ
ム銅合金配線を形成する。
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する図であり、図１３では、本発明の工程の後半
部のみをアルミニウム銅合金配線に使用した例でリアク
ティブイオンエッチング法で加工したアルミニウム銅合
金配線の側壁に耐酸化性保護膜を形成する方法を説明す
るための各工程における断面図である。まず、図１３
（ａ）に示すようにトランジスタ形成工程を終えた半導
体基板３１上の絶縁膜３２上にスパッタリング法によ
り、例えばタンタルまたは窒化チタンなどの高融点金属
膜３３ａ，アルミニウム銅合金膜３４および高融点金属
膜３３ｂからなる多層膜を形成した後、高融点金属膜３
３ｂ上にマスクとしての絶縁膜３５を形成し、この絶縁
膜３５をマスクとして高融点金属膜３３ａ，アルミニウ
ム銅合金膜３４および高融点金属膜３３ｂを公知のリソ
グラフィーおよびドライエッチング法によりアルミニウ
ム銅合金配線を形成する。
【００３７】次に図１３（ｂ）に示すように水素と酸素
または水素と水蒸気の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３
５０℃に熱処理し、アルミニウム銅合金膜３４の表面に
アルミニウムと酸素またはアルミニウムと銅と酸素を含
有する酸化被膜３６が形成されて配線構造が構成されて
いる。
または水素と水蒸気の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３
５０℃に熱処理し、アルミニウム銅合金膜３４の表面に
アルミニウムと酸素またはアルミニウムと銅と酸素を含
有する酸化被膜３６が形成されて配線構造が構成されて
いる。
【００３８】（実施の形態の１４）図１４は、本発明に
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する図であり、図１４では、本発明の工程の後半
部のみをアルミニウム銅合金配線に使用した例で埋め込
みアルミニウム銅合金配線の上面に耐酸化性保護膜を形
成する方法を説明するための各工程における断面図を示
している。まず、図１４（ａ）に示すようにトランジス
タ形成工程を終えた半導体基板４１上の絶縁膜４２に配
線パターンに対応する埋め込み配線用の溝を形成し、こ
の溝内に内面全面に高融点金属膜４３を形成する。次に
この絶縁膜４２上にアルミニウム銅合金層を堆積した
後、公知の化学機械的研磨プロセス法により埋め込みア
ルミニウム銅合金配線４４を形成する。
よる半導体装置の配線構造の他の実施の形態による構成
を説明する図であり、図１４では、本発明の工程の後半
部のみをアルミニウム銅合金配線に使用した例で埋め込
みアルミニウム銅合金配線の上面に耐酸化性保護膜を形
成する方法を説明するための各工程における断面図を示
している。まず、図１４（ａ）に示すようにトランジス
タ形成工程を終えた半導体基板４１上の絶縁膜４２に配
線パターンに対応する埋め込み配線用の溝を形成し、こ
の溝内に内面全面に高融点金属膜４３を形成する。次に
この絶縁膜４２上にアルミニウム銅合金層を堆積した
後、公知の化学機械的研磨プロセス法により埋め込みア
ルミニウム銅合金配線４４を形成する。
【００３９】次に図１４（ｂ）に示すように水素と酸素
または水素と水蒸気の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３
５０℃に熱処理し、アルミニウム銅合金配線４４の表面
にアルミニウムと酸素またはアルミニウムと銅と酸素を
含有する酸化被膜４６が形成されて配線構造が構成され
ている。
または水素と水蒸気の混合気体３０Ｔｏｒｒ程度で約３
５０℃に熱処理し、アルミニウム銅合金配線４４の表面
にアルミニウムと酸素またはアルミニウムと銅と酸素を
含有する酸化被膜４６が形成されて配線構造が構成され
ている。
【００４０】なお、前述した実施形態以外に銅膜４の上
面および下面に上記同様の方法よりアルミニウム銅合金
膜７を形成しても良く、また、銅膜４の上面および両側
面に同様にアルミニウム銅合金膜７を形成しても、前述
した実施形態と同様の効果が得られることは勿論であ
る。また、前述した銅膜４および埋め込み銅膜１４は、
ともにＺｒ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｃｄなどを約１％以下
含有した低銅合金でも同様の効果を得ることができる。
面および下面に上記同様の方法よりアルミニウム銅合金
膜７を形成しても良く、また、銅膜４の上面および両側
面に同様にアルミニウム銅合金膜７を形成しても、前述
した実施形態と同様の効果が得られることは勿論であ
る。また、前述した銅膜４および埋め込み銅膜１４は、
ともにＺｒ，Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｃｄなどを約１％以下
含有した低銅合金でも同様の効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】以上、説明したように本発明による配線
構造によれば、半導体基板上に形成された銅配線の少な
くとも一部がアルミニウム銅合金膜またはアルミニウム
と銅と酸素を含有する酸化被膜で覆われることにより、
銅配線の耐酸化性が向上するとともに、半導体基板に対
しての密着性が向上し、品質および信頼性向上効果が得
られる。
構造によれば、半導体基板上に形成された銅配線の少な
くとも一部がアルミニウム銅合金膜またはアルミニウム
と銅と酸素を含有する酸化被膜で覆われることにより、
銅配線の耐酸化性が向上するとともに、半導体基板に対
しての密着性が向上し、品質および信頼性向上効果が得
られる。
【００４２】また、本発明による製造方法によれば、耐
酸化性および密着性の高い配線構造が容易に形成できる
という効果が得られる。
酸化性および密着性の高い配線構造が容易に形成できる
という効果が得られる。
【図１】 本発明による半導体装置の配線構造の一実施
形態による構成を説明するための各製造工程における断
面図である。
形態による構成を説明するための各製造工程における断
面図である。
【図２】 本発明による半導体装置の配線構造の他の実
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
【図３】 本発明による半導体装置の配線構造のさらに
他の実施形態による構成を説明するための各製造工程に
おける断面図である。
他の実施形態による構成を説明するための各製造工程に
おける断面図である。
【図４】 本発明による半導体装置の配線構造の他の実
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
【図５】 本発明による半導体装置の配線構造の他の実
施形態による構成を説明するための断面図である。
施形態による構成を説明するための断面図である。
【図６】 本発明による半導体装置の配線構造の他の実
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
【図７】 本発明による半導体装置の配線構造の他の実
施形態による構成を説明するための断面図である。
施形態による構成を説明するための断面図である。
【図８】 本発明による半導体装置の配線構造の他の実
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
【図９】 本発明による半導体装置の配線構造の他の実
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
施形態による構成を説明するための各製造工程における
断面図である。
【図１０】 本発明による半導体装置の配線構造の他の
実施形態による構成を説明するための断面図である。
実施形態による構成を説明するための断面図である。
【図１１】 本発明による半導体装置の配線構造の他の
実施形態による構成を説明するための各製造工程におけ
る断面図である。
実施形態による構成を説明するための各製造工程におけ
る断面図である。
【図１２】 本発明による半導体装置の配線構造の他の
実施形態による構成を説明するための断面図である。
実施形態による構成を説明するための断面図である。
【図１３】 本発明による半導体装置の配線構造の他の
実施形態による構成を説明するための各製造工程におけ
る断面図である。
実施形態による構成を説明するための各製造工程におけ
る断面図である。
【図１４】 本発明による半導体装置の配線構造の他の
実施形態による構成を説明するための各製造工程におけ
る断面図である。
実施形態による構成を説明するための各製造工程におけ
る断面図である。
１…トランジスタ形成工程を終えた半導体基板、２…絶
縁膜、３，３ａ，３ｂ…高融点金属膜、４…銅膜、５…
絶縁膜、６，６ａ，６ｂ…アルミニウム膜、７…アルミ
ニウム銅合金膜、８…アルミニウムの酸化被膜または銅
とアルミニウムを含む酸化被膜、１１…トランジスタの
形成工程を終えた半導体基板、１２…絶縁膜、１２ａ…
溝、１３…高融点金属膜、１４…埋め込み銅膜、１５，
１５ａ，１５ｂ…アルミニウム膜、１６…アルミニウム
銅合金膜、１７…アルミニウムの酸化被膜または銅とア
ルミニウムを含む酸化被膜、２１…トランジスタの形成
工程を終えた半導体基板、２２ａ，２２ｂ…絶縁膜、２
３…高融点金属膜、２４…銅膜、２５…埋め込み配線、
２６…アルミニウム膜、２７…アルミニウム銅合金膜、
２８…アルミニウムの酸化被膜または銅とアルミニウム
を含む酸化被膜、３１…トランジスタの形成工程を終え
た半導体基板、３２…絶縁膜、３３，３３ａ，３３ｂ…
高融点金属膜、３４…アルミニウム銅合金膜、３５…絶
縁膜、３６…アルミニウムの酸化被膜または銅とアルミ
ニウムを含む酸化被膜、４１…トランジスタの形成工程
を終えた半導体基板、４２…絶縁膜、４２ａ…溝、４３
…高融点金属膜、４４…アルミニウム銅合金配線、４５
…アルミニウムの酸化被膜または銅とアルミニウムを含
む酸化被膜。
縁膜、３，３ａ，３ｂ…高融点金属膜、４…銅膜、５…
絶縁膜、６，６ａ，６ｂ…アルミニウム膜、７…アルミ
ニウム銅合金膜、８…アルミニウムの酸化被膜または銅
とアルミニウムを含む酸化被膜、１１…トランジスタの
形成工程を終えた半導体基板、１２…絶縁膜、１２ａ…
溝、１３…高融点金属膜、１４…埋め込み銅膜、１５，
１５ａ，１５ｂ…アルミニウム膜、１６…アルミニウム
銅合金膜、１７…アルミニウムの酸化被膜または銅とア
ルミニウムを含む酸化被膜、２１…トランジスタの形成
工程を終えた半導体基板、２２ａ，２２ｂ…絶縁膜、２
３…高融点金属膜、２４…銅膜、２５…埋め込み配線、
２６…アルミニウム膜、２７…アルミニウム銅合金膜、
２８…アルミニウムの酸化被膜または銅とアルミニウム
を含む酸化被膜、３１…トランジスタの形成工程を終え
た半導体基板、３２…絶縁膜、３３，３３ａ，３３ｂ…
高融点金属膜、３４…アルミニウム銅合金膜、３５…絶
縁膜、３６…アルミニウムの酸化被膜または銅とアルミ
ニウムを含む酸化被膜、４１…トランジスタの形成工程
を終えた半導体基板、４２…絶縁膜、４２ａ…溝、４３
…高融点金属膜、４４…アルミニウム銅合金配線、４５
…アルミニウムの酸化被膜または銅とアルミニウムを含
む酸化被膜。
Claims (14)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された銅配線の少な
くとも一部がアルミニウム銅合金膜で覆われたことを特
徴とする半導体装置の配線構造。 - 【請求項２】 半導体基板上に形成された銅配線の少な
くとも一部がアルミニウムと酸素またはアルミニウムと
銅と酸素を含有する酸化被膜で覆われたことを特徴とす
る半導体装置の配線構造。 - 【請求項３】 半導体基板上に形成された銅配線の少な
くとも一部がアルミニウム銅合金膜で覆われ、前記アル
ミニウム銅合金膜上がアルミニウムと酸素またはアルミ
ニウムと銅と酸素を含有する酸化被膜で覆われたことを
特徴とする半導体装置の配線構造。 - 【請求項４】 半導体基板上に形成された銅配線を覆う
絶縁膜に開口された領域に露出した前記銅配線の表面が
アルミニウム銅合金膜で覆われたことを特徴とする半導
体装置の配線構造。 - 【請求項５】 半導体基板上に形成された銅配線を覆う
絶縁膜に開口された領域に露出した前記銅配線の表面が
アルミニウムと銅と酸素を含有する酸化被膜で覆われた
ことを特徴とする半導体装置の配線構造。 - 【請求項６】 半導体基板上に形成された銅配線を覆う
絶縁膜に開口された領域に露出した前記銅配線の表面が
アルミニウム銅合金膜で覆われ、前記アルミニウム銅合
金膜がアルミニウムと酸素またはアルミニウムと銅と酸
素を含有する酸化被膜で覆われたことを特徴とする半導
体装置の配線構造。 - 【請求項７】 請求項１，請求項３，請求項４または請
求項６において、前記アルミニウム銅合金膜がアルミニ
ウムと銅との金属間化合物であることを特徴とした半導
体装置の配線構造。 - 【請求項８】 請求項７において、前記金属化合物とし
てアルミニウム４と銅９との組成比からなることを特徴
とする半導体装置の配線構造。 - 【請求項９】 半導体基板上にパターン形成された銅配
線の少なくとも一部をアルミニウム膜で覆った後、熱処
理によって前記銅配線と接している前記アルミニウム膜
を合金化し、前記合金化されなかった前記アルミニウム
膜をエッチング液により除去することにより、前記銅配
線の少なくとも一部を自己整合的にアルミニウム銅合金
膜で覆うことを特徴とする半導体装置の配線構造の製造
方法。 - 【請求項１０】 半導体基板上にパターン形成された銅
配線上に絶縁膜を堆積した後、所定の場所の前記絶縁膜
を開口し、前記銅配線の一部を露出させた後、アルミニ
ウム膜を堆積し、熱処理によりアルミニウム銅合金膜を
形成する工程と、前記合金化していないアルミニウム膜
をエッチング液により除去する工程とを少なくとも有す
ることを特徴とする半導体装置の配線構造の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項９または請求項１０において、
前記エッチング液として弗酸または燐酸を用いることを
特徴とする半導体装置の配線構造の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項９または請求項１０において、
前記エッチング液による除去工程後、還元性の気体と酸
化性の気体との混合気体中で熱処理することにより、前
記アルミニウム銅合金膜の表面にアルミニウムと銅と酸
素を含有する酸化被膜を形成することを特徴とする半導
体装置の配線構造の製造方法。 - 【請求項１３】 半導体基板上にパターニングされた銅
とアルミニウムとの合金膜からなる配線を還元性の気体
と酸化性の気体との混合気体中で熱処理することにより
前記合金膜の表面にアルミニウムと酸素またはアルミニ
ウムと銅と酸素を含有する酸化被膜を形成することを特
徴とする半導体装置の配線構造の製造方法。 - 【請求項１４】 請求項１２または請求項１３におい
て、前記還元性気体として水素を用い、前記酸化性気体
として酸素または水蒸気を用いることを特徴とする半導
体装置の配線構造の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28971495A JPH0992649A (ja) | 1995-07-17 | 1995-11-08 | 半導体装置の配線構造およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17997795 | 1995-07-17 | ||
| JP7-179977 | 1995-07-17 | ||
| JP28971495A JPH0992649A (ja) | 1995-07-17 | 1995-11-08 | 半導体装置の配線構造およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992649A true JPH0992649A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=26499659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28971495A Pending JPH0992649A (ja) | 1995-07-17 | 1995-11-08 | 半導体装置の配線構造およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0992649A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6727593B2 (en) | 2001-03-01 | 2004-04-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device with improved bonding |
| DE102006044691A1 (de) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Infineon Technologies Ag | Elektronisches Bauteil und Verfahren zum Herstellen |
| JP2014039026A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-27 | General Electric Co <Ge> | 電子回路板、アセンブリおよびその関係する方法 |
| US10586748B2 (en) | 2016-04-22 | 2020-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Printed circuit board and semiconductor package |
| CN113436962A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 | 金属薄膜的制造方法及半导体器件的制造方法 |
-
1995
- 1995-11-08 JP JP28971495A patent/JPH0992649A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7675183B2 (en) | 2001-03-01 | 2010-03-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device including an insulating film and insulating pillars and manufacturing method of the semiconductor device |
| KR100550505B1 (ko) * | 2001-03-01 | 2006-02-13 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 |
| US6727593B2 (en) | 2001-03-01 | 2004-04-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device with improved bonding |
| US8552571B2 (en) | 2006-09-22 | 2013-10-08 | Infineon Technologies Ag | Electronic device and method for production |
| US8076238B2 (en) | 2006-09-22 | 2011-12-13 | Infineon Technologies Ag | Electronic device and method for production |
| DE102006044691B4 (de) * | 2006-09-22 | 2012-06-21 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen einer Anschlussleitstruktur eines Bauelements |
| DE102006044691A1 (de) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Infineon Technologies Ag | Elektronisches Bauteil und Verfahren zum Herstellen |
| US9368447B2 (en) | 2006-09-22 | 2016-06-14 | Infineon Technologies Ag | Electronic device and method for production |
| US9754912B2 (en) | 2006-09-22 | 2017-09-05 | Infineon Technologies Ag | Electronic device and method for production |
| JP2014039026A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-27 | General Electric Co <Ge> | 電子回路板、アセンブリおよびその関係する方法 |
| US10586748B2 (en) | 2016-04-22 | 2020-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Printed circuit board and semiconductor package |
| US10950517B2 (en) | 2016-04-22 | 2021-03-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Printed circuit board and semiconductor package |
| CN113436962A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-09-24 | 绍兴中芯集成电路制造股份有限公司 | 金属薄膜的制造方法及半导体器件的制造方法 |
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