JPH1117004A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH1117004A JPH1117004A JP16304197A JP16304197A JPH1117004A JP H1117004 A JPH1117004 A JP H1117004A JP 16304197 A JP16304197 A JP 16304197A JP 16304197 A JP16304197 A JP 16304197A JP H1117004 A JPH1117004 A JP H1117004A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リフロー性の良いＡｌ合金膜による、エレク
トロマイグレーション耐性の大きい配線を有する半導体
装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い、リ
フロー後のＢＰＳＧ膜による層間絶縁膜１２やプラズマ
ＣＶＤ酸化膜による層間絶縁膜１９と、層間絶縁膜１
２、１９上の、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出するＯ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜による絶縁薄膜３０、３２と、絶縁薄膜３
０、３２上のＴｉＮ／Ｔｉ膜１５、３４と、ＴｉＮ／Ｔ
ｉ膜膜１５、３４上のＡｌ合金膜１６、３５とを有して
半導体装置を構成する。 【効果】 信頼性の高い、高集積化した半導体装置の作
製が可能となる。
トロマイグレーション耐性の大きい配線を有する半導体
装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い、リ
フロー後のＢＰＳＧ膜による層間絶縁膜１２やプラズマ
ＣＶＤ酸化膜による層間絶縁膜１９と、層間絶縁膜１
２、１９上の、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出するＯ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜による絶縁薄膜３０、３２と、絶縁薄膜３
０、３２上のＴｉＮ／Ｔｉ膜１５、３４と、ＴｉＮ／Ｔ
ｉ膜膜１５、３４上のＡｌ合金膜１６、３５とを有して
半導体装置を構成する。 【効果】 信頼性の高い、高集積化した半導体装置の作
製が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置およびそ
の製造方法に関し、さらに詳しくは、層間絶縁膜構造と
配線構造に特徴を有する半導体装置およびその製造方法
に関する。
の製造方法に関し、さらに詳しくは、層間絶縁膜構造と
配線構造に特徴を有す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】近年、半導体装置の高集積化に伴い、配
線やコンタクトホール等の微細化、配線の多層化に対す
る技術開発が盛んに行われている。この配線等の微細化
を進める上で、金属膜をパターニングして配線を形成す
る微細加工技術、半導体装置の構成素子と配線および多
層配線の配線間等を接続する微細なコンタクトホールへ
の配線形成、例えば埋め込みプラグ形成等の配線形成技
術等の開発が重要である。また、半導体装置の高集積化
と共に高速化も要望されており、このために微細な配線
に大きな電流を流すので電流密度が高くなり、エレクト
ロマイグレーション（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏ
ｎ）の発生による配線の断線が問題となり、配線材料開
発や配線のＥＭ耐性向上技術開発等が行われている。
線やコンタクトホール等の微細化、配線の多層化に対す
る技術開発が盛んに行われている。この配線等の微細化
を進める上で、金属膜をパターニングして配線を形成す
る微細加工技術、半導体装置の構成素子と配線および多
層配線の配線間等を接続する微細なコンタクトホールへ
の配線形成、例えば埋め込みプラグ形成等の配線形成技
術等の開発が重要である。また、半導体装置の高集積化
と共に高速化も要望されており、このために微細な配線
に大きな電流を流すので電流密度が高くなり、エレクト
ロマイグレーション（Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏ
ｎ）の発生による配線の断線が問題となり、配線材料開
発や配線のＥＭ耐性向上技術開発等が行われている。
【０００３】ここで、配線材料に微量なＳｉやＣｕを含
むＡｌ膜、所謂Ａｌ合金膜を用い、微細なコンタクトホ
ールへの配線形成にＡｌ合金膜のリフロー法を用いる、
従来の高集積化した半導体装置およびその製造方法の一
例を、図９および図１０を参照して説明する。まず、図
９（ａ）に示すように、常法に準ずる方法により、半導
体基板１１に半導体装置の構成素子等を形成し、この半
導体装置の構成素子等が形成された半導体基板１１上
に、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃ
ａｔｅＧｌａｓｓ）膜等による層間絶縁膜１２を堆積
し、その後熱処理をしてリフローさせ平坦化を行う。次
に、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレインの拡散層１
３等と配線を接続するためのコンタクトホールの開口１
４を形成する。
むＡｌ膜、所謂Ａｌ合金膜を用い、微細なコンタクトホ
ールへの配線形成にＡｌ合金膜のリフロー法を用いる、
従来の高集積化した半導体装置およびその製造方法の一
例を、図９および図１０を参照して説明する。まず、図
９（ａ）に示すように、常法に準ずる方法により、半導
体基板１１に半導体装置の構成素子等を形成し、この半
導体装置の構成素子等が形成された半導体基板１１上
に、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃ
ａｔｅＧｌａｓｓ）膜等による層間絶縁膜１２を堆積
し、その後熱処理をしてリフローさせ平坦化を行う。次
に、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレインの拡散層１
３等と配線を接続するためのコンタクトホールの開口１
４を形成する。
【０００４】次に、図９（ｂ）に示すように、スパッタ
リング法を用いて、Ｔｉ膜を堆積し、続いてＴｉＮ膜を
堆積し、拡散層１３等とのオーミックコンタクト性を向
上させる膜として、又後述するＡｌ合金膜１６の半導体
基板１１との反応による拡散層１３の接合破壊等を防止
するバリア膜としてのＴｉＮ／Ｔｉ膜１５を形成する。
その後、スパッタリング法を用いて、０．５％のＣｕを
含むＡｌ膜、所謂Ａｌ合金膜１６を堆積する。高集積化
した半導体装置では、コンタクトホールの開口１４径が
小さく、開口１４深さと開口１４径の比、所謂アスペク
ト比が大きいので、上述のＡｌ合金膜１６の堆積後のコ
ンタクトホールの開口１４には、通常図９（ｂ）に示す
如く、Ａｌ合金膜１６で充填されていない部分、所謂ボ
イド部１７が発生する。
リング法を用いて、Ｔｉ膜を堆積し、続いてＴｉＮ膜を
堆積し、拡散層１３等とのオーミックコンタクト性を向
上させる膜として、又後述するＡｌ合金膜１６の半導体
基板１１との反応による拡散層１３の接合破壊等を防止
するバリア膜としてのＴｉＮ／Ｔｉ膜１５を形成する。
その後、スパッタリング法を用いて、０．５％のＣｕを
含むＡｌ膜、所謂Ａｌ合金膜１６を堆積する。高集積化
した半導体装置では、コンタクトホールの開口１４径が
小さく、開口１４深さと開口１４径の比、所謂アスペク
ト比が大きいので、上述のＡｌ合金膜１６の堆積後のコ
ンタクトホールの開口１４には、通常図９（ｂ）に示す
如く、Ａｌ合金膜１６で充填されていない部分、所謂ボ
イド部１７が発生する。
【０００５】次に、図９（ｃ）に示すように、Ａｌ合金
膜１６を堆積した半導体基板１１を高真空中で加熱し、
その後加熱状態にあるＡｌ合金膜１６を堆積した半導体
基板１１に、高圧力のＡｒガスによる圧力を加えてＡｌ
合金膜１６をリフローさせる、所謂高圧リフロー法によ
り、Ａｌ合金膜１６を開口１４内にリフローさせ、ボイ
ド部１７を消滅させて開口１４内をＡｌ合金膜１６で充
填する。
膜１６を堆積した半導体基板１１を高真空中で加熱し、
その後加熱状態にあるＡｌ合金膜１６を堆積した半導体
基板１１に、高圧力のＡｒガスによる圧力を加えてＡｌ
合金膜１６をリフローさせる、所謂高圧リフロー法によ
り、Ａｌ合金膜１６を開口１４内にリフローさせ、ボイ
ド部１７を消滅させて開口１４内をＡｌ合金膜１６で充
填する。
【０００６】その後は、図面は省略するが、Ａｌ合金膜
１６をパターニングして配線を形成し、更にその後、パ
ッシベーション膜形成、パッド部の開口形成等を行っ
て、半導体装置を作製する。
１６をパターニングして配線を形成し、更にその後、パ
ッシベーション膜形成、パッド部の開口形成等を行っ
て、半導体装置を作製する。
【０００７】なお、多層配線構造の半導体装置の場合
は、図１０に示すように、図９に示すＡｌ合金膜１６を
パターニングして形成した配線１８上に層間絶縁膜１９
を堆積し、層間絶縁膜１９表面を、例えばＣＭＰ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉ
ｎｇ）法等で平坦化した後、上述したと同様に、下層配
線である配線１８と上層配線を接続するためのコンタク
トホールの開口形成、エレクトロマイグレーションを抑
制するためのＴｉＮ膜堆積、上層配線用のＡｌ合金膜堆
積、Ａｌ合金膜の高圧リフローを行い、Ａｌ合金膜とＴ
ｉＮ膜をパターニングして、２層目の配線２０を形成す
る。３層目以上の配線形成も、２層目の配線２０形成の
場合と同様にして形成し、最終配線の形成後は、パッシ
ベーション膜形成、パッド部の開口形成等を行って、半
導体装置を作製する。
は、図１０に示すように、図９に示すＡｌ合金膜１６を
パターニングして形成した配線１８上に層間絶縁膜１９
を堆積し、層間絶縁膜１９表面を、例えばＣＭＰ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉ
ｎｇ）法等で平坦化した後、上述したと同様に、下層配
線である配線１８と上層配線を接続するためのコンタク
トホールの開口形成、エレクトロマイグレーションを抑
制するためのＴｉＮ膜堆積、上層配線用のＡｌ合金膜堆
積、Ａｌ合金膜の高圧リフローを行い、Ａｌ合金膜とＴ
ｉＮ膜をパターニングして、２層目の配線２０を形成す
る。３層目以上の配線形成も、２層目の配線２０形成の
場合と同様にして形成し、最終配線の形成後は、パッシ
ベーション膜形成、パッド部の開口形成等を行って、半
導体装置を作製する。
【０００８】しかしながら、上述した半導体装置および
その製造方法においては、Ａｌ合金膜／ＴｉＮ／Ｔｉ膜
や、Ａｌ合金膜／ＴｉＮ膜で形成された配線のエレクト
ロマイグレーション耐性が弱いという問題がある。
その製造方法においては、Ａｌ合金膜／ＴｉＮ／Ｔｉ膜
や、Ａｌ合金膜／ＴｉＮ膜で形成された配線のエレクト
ロマイグレーション耐性が弱いという問題がある。
【０００９】一方、Ａｌ合金膜が（１１１）配向性を持
つ場合は、エレクトロマイグレーション耐性が大きくな
ることが知られている。Ａｌ合金膜が（１１１）配向性
を強くする方法としては、図１１（ａ）に示すように、
加熱するとＨ2 Ｏガスを放出する、高温加熱処理がなさ
れていないＢＰＳＧ膜上に、加熱した状態でＴｉ膜を堆
積し、その後Ｔｉ膜上にＴｉＮ膜を堆積し、更にその後
Ａｌ合金膜を堆積する方法がある。この際、ＢＰＳＧ膜
上に堆積したＴｉ膜が、加熱されたＢＰＳＧ膜より放出
されるＨ2 Ｏガスの影響で、（００２）配向性を示し、
このＴｉ膜上のＴｉＮ膜が、下地Ｔｉ膜の（００２）配
向を受けて、（１１１）配向性を示し、このＴｉＮ膜上
のＡｌ合金膜が、下地ＴｉＮ膜の（１１１）配向を受け
て、（１１１）配向性を強く示すという関係が知られて
いる。
つ場合は、エレクトロマイグレーション耐性が大きくな
ることが知られている。Ａｌ合金膜が（１１１）配向性
を強くする方法としては、図１１（ａ）に示すように、
加熱するとＨ2 Ｏガスを放出する、高温加熱処理がなさ
れていないＢＰＳＧ膜上に、加熱した状態でＴｉ膜を堆
積し、その後Ｔｉ膜上にＴｉＮ膜を堆積し、更にその後
Ａｌ合金膜を堆積する方法がある。この際、ＢＰＳＧ膜
上に堆積したＴｉ膜が、加熱されたＢＰＳＧ膜より放出
されるＨ2 Ｏガスの影響で、（００２）配向性を示し、
このＴｉ膜上のＴｉＮ膜が、下地Ｔｉ膜の（００２）配
向を受けて、（１１１）配向性を示し、このＴｉＮ膜上
のＡｌ合金膜が、下地ＴｉＮ膜の（１１１）配向を受け
て、（１１１）配向性を強く示すという関係が知られて
いる。
【００１０】また、図１１（ｂ）に示すように、高温加
熱処理がなされていないＢＰＳＧ膜上に、加熱した状態
でＴｉ膜を堆積し、その後Ｔｉ膜上にＡｌ合金膜を堆積
する方法もある。この際、ＢＰＳＧ膜上に堆積したＴｉ
膜が、加熱されたＢＰＳＧ膜より放出されるＨ2 Ｏガス
の影響で、（００２）配向性を示し、このＴｉ膜上のＡ
ｌ合金膜が、下地Ｔｉ膜の（００２）配向を受けて、
（１１１）配向性を強く示すという関係が知られてい
る。
熱処理がなされていないＢＰＳＧ膜上に、加熱した状態
でＴｉ膜を堆積し、その後Ｔｉ膜上にＡｌ合金膜を堆積
する方法もある。この際、ＢＰＳＧ膜上に堆積したＴｉ
膜が、加熱されたＢＰＳＧ膜より放出されるＨ2 Ｏガス
の影響で、（００２）配向性を示し、このＴｉ膜上のＡ
ｌ合金膜が、下地Ｔｉ膜の（００２）配向を受けて、
（１１１）配向性を強く示すという関係が知られてい
る。
【００１１】しかしながら、この（００２）配向性を示
すＴｉ膜を形成するために、下地層間絶縁膜として加熱
時にＨ2 Ｏガスを放出する層間絶縁膜を用いると、加熱
処理を伴うＡｌ合金膜による配線形成において、放出さ
れるＨ2 ＯガスとＡｌ合金膜が反応してＡｌ合金膜によ
る配線の抵抗率を増加させたり、又ＴｉＮ膜と接する部
分のＡｌ合金膜が下地層間絶縁膜より放出されるＨ2 Ｏ
ガスで酸化するという現象がある。
すＴｉ膜を形成するために、下地層間絶縁膜として加熱
時にＨ2 Ｏガスを放出する層間絶縁膜を用いると、加熱
処理を伴うＡｌ合金膜による配線形成において、放出さ
れるＨ2 ＯガスとＡｌ合金膜が反応してＡｌ合金膜によ
る配線の抵抗率を増加させたり、又ＴｉＮ膜と接する部
分のＡｌ合金膜が下地層間絶縁膜より放出されるＨ2 Ｏ
ガスで酸化するという現象がある。
【００１２】Ａｌ合金膜による配線のエレクトロマイグ
レーション耐性を大きくするために、上述した方法でＡ
ｌ合金膜の（１１１）配向性を図ると、微細なコンタク
トホールにＡｌ合金膜を埋め込むための高圧リフローに
よるＡｌ合金膜のリフロー性が、ＴｉＮ膜とＡｌ合金膜
間に形成されたＡｌの酸化膜により阻害され、コンタク
トホールへ埋め込む配線形成が難しくなる。
レーション耐性を大きくするために、上述した方法でＡ
ｌ合金膜の（１１１）配向性を図ると、微細なコンタク
トホールにＡｌ合金膜を埋め込むための高圧リフローに
よるＡｌ合金膜のリフロー性が、ＴｉＮ膜とＡｌ合金膜
間に形成されたＡｌの酸化膜により阻害され、コンタク
トホールへ埋め込む配線形成が難しくなる。
【００１３】以上のように、従来の半導体装置およびそ
の製造方法においては、Ａｌ合金膜１６による配線のエ
レクトロマイグレーション耐性があまり大きくなく、ま
たエレクトロマイグレーション耐性を向上させるＡｌ合
金膜の（１１１）配向性を強くする方法は、高圧リフロ
ーによる微細なコンタクトホールへのＡｌ合金膜の埋め
込み時にＡｌ合金膜のリフロー性が阻害されるという問
題がある。
の製造方法においては、Ａｌ合金膜１６による配線のエ
レクトロマイグレーション耐性があまり大きくなく、ま
たエレクトロマイグレーション耐性を向上させるＡｌ合
金膜の（１１１）配向性を強くする方法は、高圧リフロ
ーによる微細なコンタクトホールへのＡｌ合金膜の埋め
込み時にＡｌ合金膜のリフロー性が阻害されるという問
題がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した半
導体装置およびその製造方法における問題点を解決する
ことをその目的とする。即ち本発明の課題は、リフロー
性の良いＡｌ合金膜による、エレクトロマイグレーショ
ン耐性の大きい配線を有する半導体装置およびその製造
方法を提供することを目的とする。
導体装置およびその製造方法における問題点を解決する
ことをその目的とする。即ち本発明の課題は、リフロー
性の良いＡｌ合金膜による、エレクトロマイグレーショ
ン耐性の大きい配線を有する半導体装置およびその製造
方法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】本発明の半導体装置およ
びその製造方法は、上述の課題を解決するために提案す
るものであり、本発明の半導体装置は、Ａｌ合金膜によ
る配線を有する半導体装置において、加熱時にＨ2 Ｏガ
ス放出の殆ど無い層間絶縁膜と、層間絶縁膜上の、加熱
時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜と、絶縁薄膜上のＴ
ｉ系膜と、Ｔｉ系膜上の前記Ａｌ合金膜とを有すること
を特徴とするものである。
びその製造方法は、上述の課題を解決するために提案す
るものであり、本発明の半導体装置は、Ａｌ合金膜によ
る配線を有する半導体装置において、加熱時にＨ2 Ｏガ
ス放出の殆ど無い層間絶縁膜と、層間絶縁膜上の、加熱
時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜と、絶縁薄膜上のＴ
ｉ系膜と、Ｔｉ系膜上の前記Ａｌ合金膜とを有すること
を特徴とするものである。
【００１６】また、本発明の半導体装置は、Ａｌ合金膜
による溝配線を有する半導体装置において、加熱時にＨ
2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜と、層間絶縁膜上
の、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜と、絶縁薄
膜上の層間絶縁膜に設けられた配線溝と、配線溝のＴｉ
系膜と、Ｔｉ系膜上のＡｌ合金膜とを有することを特徴
とするものである。
による溝配線を有する半導体装置において、加熱時にＨ
2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜と、層間絶縁膜上
の、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜と、絶縁薄
膜上の層間絶縁膜に設けられた配線溝と、配線溝のＴｉ
系膜と、Ｔｉ系膜上のＡｌ合金膜とを有することを特徴
とするものである。
【００１７】更に、本発明の半導体装置の製造方法は、
Ａｌ合金膜による配線を有する半導体装置の製造方法に
おいて、加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜
を形成する工程と、層間絶縁膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガ
スを放出する絶縁薄膜を形成する工程と、層間絶縁膜お
よび絶縁薄膜をエッチングしてコンタクトホールを形成
する工程と、スパッタリング法によりＴｉ系膜を堆積す
る工程と、Ａｌ合金膜を堆積する工程と、リフロー法に
よりコンタクトホールにＡｌ合金膜を埋め込む工程とを
有することを特徴とするものである。
Ａｌ合金膜による配線を有する半導体装置の製造方法に
おいて、加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜
を形成する工程と、層間絶縁膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガ
スを放出する絶縁薄膜を形成する工程と、層間絶縁膜お
よび絶縁薄膜をエッチングしてコンタクトホールを形成
する工程と、スパッタリング法によりＴｉ系膜を堆積す
る工程と、Ａｌ合金膜を堆積する工程と、リフロー法に
よりコンタクトホールにＡｌ合金膜を埋め込む工程とを
有することを特徴とするものである。
【００１８】更にまた、本発明の半導体装置の製造方法
は、Ａｌ合金膜による溝配線を有する半導体装置の製造
方法において、加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間
絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜上に、加熱時にＨ
2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜を形成する工程と、絶縁薄
膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜
を形成する工程と、絶縁薄膜上の層間絶縁膜に配線溝を
形成する工程と、スパッタリング法によりＴｉ系膜を堆
積する工程と、Ａｌ合金膜を堆積する工程と、リフロー
法により配線溝にＡｌ合金膜を埋め込む工程と、配線溝
の上方のＡｌ合金膜を除去して、配線溝に溝配線を形成
する工程とを有することを特徴とするものである。
は、Ａｌ合金膜による溝配線を有する半導体装置の製造
方法において、加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間
絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜上に、加熱時にＨ
2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜を形成する工程と、絶縁薄
膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜
を形成する工程と、絶縁薄膜上の層間絶縁膜に配線溝を
形成する工程と、スパッタリング法によりＴｉ系膜を堆
積する工程と、Ａｌ合金膜を堆積する工程と、リフロー
法により配線溝にＡｌ合金膜を埋め込む工程と、配線溝
の上方のＡｌ合金膜を除去して、配線溝に溝配線を形成
する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１９】本発明によれば、加熱時にＨ2 Ｏガス放出
の殆ど無い層間絶縁膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出
する絶縁薄膜を形成し、その後上記の膜を有する半導体
ウェハを加熱した状態にして絶縁薄膜よりＨ2 Ｏガスを
放出させながらＴｉ膜を堆積することで、（００２）配
向性を持つＴｉ膜を形成し、このＴｉ膜上にＴｉＮ膜を
堆積することで、（１１１）配向性を持つＴｉＮ膜を形
成し、このＴｉＮ膜上にＡｌ合金膜を堆積することで、
強い（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜を形成すること
ができる。従って、このＡｌ合金膜による配線は、強い
（１１１）配向性を持つため、エレクトロマイグレーシ
ョン耐性が大きくなる。また、加熱時にＨ2 Ｏガスを放
出する絶縁薄膜は薄いために、Ｔｉ膜やＴｉＮ膜等のＴ
ｉ系膜堆積時の加熱後には、絶縁薄膜からのＨ2 Ｏガス
放出が殆どなくなり、加熱状態でのＡｌ合金膜の堆積時
や、Ａｌ合金膜のリフロー時に、Ｈ2 Ｏガスの放出によ
るＡｌ合金膜の酸化が抑制されるので、Ａｌ合金膜のリ
フロー性の劣化がなく、微細で、アスペクト比の大きい
コンタクトホールや、溝配線用の配線溝へのリフロー法
によるＡｌ合金膜の埋め込み性能が確保できる。従っ
て、信頼性の良い、高集積化した半導体装置の作製が可
能となる。
の殆ど無い層間絶縁膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出
する絶縁薄膜を形成し、その後上記の膜を有する半導体
ウェハを加熱した状態にして絶縁薄膜よりＨ2 Ｏガスを
放出させながらＴｉ膜を堆積することで、（００２）配
向性を持つＴｉ膜を形成し、このＴｉ膜上にＴｉＮ膜を
堆積することで、（１１１）配向性を持つＴｉＮ膜を形
成し、このＴｉＮ膜上にＡｌ合金膜を堆積することで、
強い（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜を形成すること
ができる。従って、このＡｌ合金膜による配線は、強い
（１１１）配向性を持つため、エレクトロマイグレーシ
ョン耐性が大きくなる。また、加熱時にＨ2 Ｏガスを放
出する絶縁薄膜は薄いために、Ｔｉ膜やＴｉＮ膜等のＴ
ｉ系膜堆積時の加熱後には、絶縁薄膜からのＨ2 Ｏガス
放出が殆どなくなり、加熱状態でのＡｌ合金膜の堆積時
や、Ａｌ合金膜のリフロー時に、Ｈ2 Ｏガスの放出によ
るＡｌ合金膜の酸化が抑制されるので、Ａｌ合金膜のリ
フロー性の劣化がなく、微細で、アスペクト比の大きい
コンタクトホールや、溝配線用の配線溝へのリフロー法
によるＡｌ合金膜の埋め込み性能が確保できる。従っ
て、信頼性の良い、高集積化した半導体装置の作製が可
能となる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図９および図１０中の構成部分と同様の構成部分には、
同一の参照符号を付すものとする。
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図９および図１０中の構成部分と同様の構成部分には、
同一の参照符号を付すものとする。
【００２１】実施例１ 本実施例は、Ａｌ合金膜による配線を有する、高集積化
した半導体装置およびその製造方法に本発明を適用した
例であり、これを図１および図２を参照して説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、常法に準ずる方法によ
り、半導体基板１１に半導体装置の構成素子等を形成
し、この半導体装置の構成素子等も形成された半導体基
板１１上に、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓ
ｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）膜等による層間絶縁膜１２
を膜厚約７００ｎｍ程度堆積し、その後約７００℃程度
の高温熱処理をしてリフローさせ、層間絶縁膜１２表面
の平坦化を行う。このリフロー後のＢＰＳＧ膜は、その
後加熱処理時に、Ｈ2 Ｏガスを殆ど放出しないものとな
っている。なお、ＢＰＳＧ膜の代わりに、プラズマＣＶ
Ｄ法によるプラズマＣＶＤ酸化膜を堆積し、その後ＣＭ
Ｐ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌ
ｉｓｈｉｎｇ）法等でプラズマＣＶＤ酸化膜表面を平坦
化させてもよい。
した半導体装置およびその製造方法に本発明を適用した
例であり、これを図１および図２を参照して説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、常法に準ずる方法によ
り、半導体基板１１に半導体装置の構成素子等を形成
し、この半導体装置の構成素子等も形成された半導体基
板１１上に、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓ
ｉｌｉｃａｔｅＧｌａｓｓ）膜等による層間絶縁膜１２
を膜厚約７００ｎｍ程度堆積し、その後約７００℃程度
の高温熱処理をしてリフローさせ、層間絶縁膜１２表面
の平坦化を行う。このリフロー後のＢＰＳＧ膜は、その
後加熱処理時に、Ｈ2 Ｏガスを殆ど放出しないものとな
っている。なお、ＢＰＳＧ膜の代わりに、プラズマＣＶ
Ｄ法によるプラズマＣＶＤ酸化膜を堆積し、その後ＣＭ
Ｐ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌ
ｉｓｈｉｎｇ）法等でプラズマＣＶＤ酸化膜表面を平坦
化させてもよい。
【００２２】次に、有機ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌ
ａｓｓ）、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅ
ｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）酸化膜等の加
熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜、例えばＯ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜による絶縁薄膜３０を膜厚約５０ｎｍ程度
堆積する。このＯ3 −ＴＥＯＳ酸化膜による絶縁薄膜３
０の堆積条件は、例えば下記のようなものである 〔絶縁薄膜３０の堆積条件〕 ＴＥＯＳガス流量 ： ４０ ｓｃｃｍ Ｏ2 ガス流量 ： ３ ｓｌｍ Ｏ3 ガス流量 ： １５０ ｓｃｃｍ 圧力 ： 常圧 温度 ： ４００ ℃ その後、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレインの拡散
層１３等と配線を接続するための、コンタクトホールの
開口１４を層間絶縁膜１２に形成する。
ａｓｓ）、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅ
ｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）酸化膜等の加
熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜、例えばＯ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜による絶縁薄膜３０を膜厚約５０ｎｍ程度
堆積する。このＯ3 −ＴＥＯＳ酸化膜による絶縁薄膜３
０の堆積条件は、例えば下記のようなものである 〔絶縁薄膜３０の堆積条件〕 ＴＥＯＳガス流量 ： ４０ ｓｃｃｍ Ｏ2 ガス流量 ： ３ ｓｌｍ Ｏ3 ガス流量 ： １５０ ｓｃｃｍ 圧力 ： 常圧 温度 ： ４００ ℃ その後、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレインの拡散
層１３等と配線を接続するための、コンタクトホールの
開口１４を層間絶縁膜１２に形成する。
【００２３】次に、図１（ｂ）に示すように、例えばＤ
Ｃマグネトロンスパッタ装置を用いたスパッタリング法
によるＴｉ系膜の形成、即ち拡散層１３等とのオーミッ
クコンタクト性を向上させる膜として、又後述するＡｌ
合金膜１６の半導体基板１１との反応による拡散層１３
の接合破壊等を防止するバリア膜としての、膜厚約２０
ｎｍ程度のＴｉ膜と膜厚約５０ｎｍ程度のＴｉＮ膜とに
よるＴｉＮ／Ｔｉ膜１５の形成を行う。上述したＴｉ膜
およびＴｉＮ膜の堆積条件は、例えば下記のようなもの
とする。 〔Ｔｉ膜の堆積条件〕 Ａｒガス流量 ： ５０ ｓｃｃｍ 圧力 ： ０．４ Ｐａ 温度 ： ４００ ℃ ＤＣパワー ： ６ ｋＷ 〔ＴｉＮ膜の堆積条件〕 Ａｒガス流量 ： ２０ ｓｃｃｍ Ｎ2 ガス流量 ： ７０ ｓｃｃｍ 圧力 ： ０．４ Ｐａ 温度 ： ４００ ℃ ＤＣパワー ： １２ ｋＷ
Ｃマグネトロンスパッタ装置を用いたスパッタリング法
によるＴｉ系膜の形成、即ち拡散層１３等とのオーミッ
クコンタクト性を向上させる膜として、又後述するＡｌ
合金膜１６の半導体基板１１との反応による拡散層１３
の接合破壊等を防止するバリア膜としての、膜厚約２０
ｎｍ程度のＴｉ膜と膜厚約５０ｎｍ程度のＴｉＮ膜とに
よるＴｉＮ／Ｔｉ膜１５の形成を行う。上述したＴｉ膜
およびＴｉＮ膜の堆積条件は、例えば下記のようなもの
とする。 〔Ｔｉ膜の堆積条件〕 Ａｒガス流量 ： ５０ ｓｃｃｍ 圧力 ： ０．４ Ｐａ 温度 ： ４００ ℃ ＤＣパワー ： ６ ｋＷ 〔ＴｉＮ膜の堆積条件〕 Ａｒガス流量 ： ２０ ｓｃｃｍ Ｎ2 ガス流量 ： ７０ ｓｃｃｍ 圧力 ： ０．４ Ｐａ 温度 ： ４００ ℃ ＤＣパワー ： １２ ｋＷ
【００２４】スパッタリング法によるＴｉ膜堆積時に、
Ｔｉ膜の下地膜である、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する
絶縁薄膜３０よりＨ2 Ｏガスが放出されるので、Ｔｉ膜
が（００２）配向性を持つ膜となる。また、Ｔｉ膜が
（００２）配向性を持つと、このＴｉ膜上のＴｉＮ膜
は、（１１１）配向性を持つ膜となる。
Ｔｉ膜の下地膜である、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する
絶縁薄膜３０よりＨ2 Ｏガスが放出されるので、Ｔｉ膜
が（００２）配向性を持つ膜となる。また、Ｔｉ膜が
（００２）配向性を持つと、このＴｉ膜上のＴｉＮ膜
は、（１１１）配向性を持つ膜となる。
【００２５】その後、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を
用いたスパッタリング法により、上述の堆積膜を持つ半
導体基板１１を高温にした状態で、例えば０．５％のＣ
ｕを含むＡｌ膜、所謂Ａｌ合金膜１６を堆積する。この
Ａｌ合金膜１６の堆積条件は、例えば下記のようなもの
である。 〔Ａｌ合金膜１６の堆積条件〕 Ａｒガス流量 ： １００ ｓｃｃｍ 圧力 ： ０．４ Ｐａ 温度 ： ４００ ℃ ＤＣパワー ： １５ ｋＷ
用いたスパッタリング法により、上述の堆積膜を持つ半
導体基板１１を高温にした状態で、例えば０．５％のＣ
ｕを含むＡｌ膜、所謂Ａｌ合金膜１６を堆積する。この
Ａｌ合金膜１６の堆積条件は、例えば下記のようなもの
である。 〔Ａｌ合金膜１６の堆積条件〕 Ａｒガス流量 ： １００ ｓｃｃｍ 圧力 ： ０．４ Ｐａ 温度 ： ４００ ℃ ＤＣパワー ： １５ ｋＷ
【００２６】上述の高温状態でのＡｌ合金膜１６堆積時
においては、絶縁薄膜３０からのＨ2 Ｏガスの放出がＴ
ｉＮ／Ｔｉ膜１５堆積時の加熱でほぼ放出されているの
で、Ｈ2 ＯガスとＡｌ合金膜１６とが反応することによ
るＡｌ合金膜１６による配線の抵抗率の増加がない。こ
の様に、Ａｌ合金膜１６堆積時に絶縁薄膜３０から放出
されるＨ2 ＯガスによるＡｌ合金膜１６への悪影響を出
来るだけ受けないようにするため、絶縁薄膜３０は薄い
方がよく、一方、上述したＴｉ膜を（００２）配向させ
るためには、Ｔｉ膜の堆積時にある程度のＨ2 Ｏガス放
出を確保する必要がある。そこで、絶縁薄膜３０の膜厚
Ｔとしては、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍの範囲とし、上
述した実施例においては絶縁薄膜３０の膜厚Ｔを５０ｎ
ｍとした。
においては、絶縁薄膜３０からのＨ2 Ｏガスの放出がＴ
ｉＮ／Ｔｉ膜１５堆積時の加熱でほぼ放出されているの
で、Ｈ2 ＯガスとＡｌ合金膜１６とが反応することによ
るＡｌ合金膜１６による配線の抵抗率の増加がない。こ
の様に、Ａｌ合金膜１６堆積時に絶縁薄膜３０から放出
されるＨ2 ＯガスによるＡｌ合金膜１６への悪影響を出
来るだけ受けないようにするため、絶縁薄膜３０は薄い
方がよく、一方、上述したＴｉ膜を（００２）配向させ
るためには、Ｔｉ膜の堆積時にある程度のＨ2 Ｏガス放
出を確保する必要がある。そこで、絶縁薄膜３０の膜厚
Ｔとしては、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍの範囲とし、上
述した実施例においては絶縁薄膜３０の膜厚Ｔを５０ｎ
ｍとした。
【００２７】高集積化した半導体装置では、コンタクト
ホールの開口１４径が小さく、開口１４深さと開口１４
径の比、所謂アスペクト比が大きいので、上述のＡｌ合
金膜１６の堆積後のコンタクトホール部１の開口１４に
は、通常図１（ｂ）に示す如く、Ａｌ合金膜１６で充填
されていない部分、所謂ボイド部１７が発生する。
ホールの開口１４径が小さく、開口１４深さと開口１４
径の比、所謂アスペクト比が大きいので、上述のＡｌ合
金膜１６の堆積後のコンタクトホール部１の開口１４に
は、通常図１（ｂ）に示す如く、Ａｌ合金膜１６で充填
されていない部分、所謂ボイド部１７が発生する。
【００２８】次に、図１（ｃ）に示すように、Ａｌ合金
膜１６を堆積した半導体基板１１を高真空中で加熱し、
その後加熱状態にあるＡｌ合金膜１６を堆積した半導体
基板１１に、高圧力のＡｒによる圧力を加えてＡｌ合金
膜１６をリフローさせる、所謂高圧リフロー法により、
Ａｌ合金膜１６を開口１４内にリフローさせ、ボイド部
１７を消滅させて開口１４内をＡｌ合金膜１６で充填す
る。このＡｌ合金膜１６のリフロー時の加熱の際にも、
絶縁薄膜３０からのＨ2 Ｏガスの放出が殆どないので、
ＴｉＮ膜と接する部分のＡｌ合金膜が放出されるＨ2 Ｏ
ガスで酸化されることがなく、従ってＡｌ合金膜のリフ
ロー性が劣化しない。上述した高圧リフロー法によるＡ
ｌ合金膜１６のリフロー条件は、例えば下記のようなも
のである。 〔Ａｌ合金膜１６のリフロー条件〕 プロセスガス ： Ａｒ 圧力 ： ７Ｅ７ Ｐａ 温度 ： ４５０ ℃ 時間 ： １ ｍｉｎ
膜１６を堆積した半導体基板１１を高真空中で加熱し、
その後加熱状態にあるＡｌ合金膜１６を堆積した半導体
基板１１に、高圧力のＡｒによる圧力を加えてＡｌ合金
膜１６をリフローさせる、所謂高圧リフロー法により、
Ａｌ合金膜１６を開口１４内にリフローさせ、ボイド部
１７を消滅させて開口１４内をＡｌ合金膜１６で充填す
る。このＡｌ合金膜１６のリフロー時の加熱の際にも、
絶縁薄膜３０からのＨ2 Ｏガスの放出が殆どないので、
ＴｉＮ膜と接する部分のＡｌ合金膜が放出されるＨ2 Ｏ
ガスで酸化されることがなく、従ってＡｌ合金膜のリフ
ロー性が劣化しない。上述した高圧リフロー法によるＡ
ｌ合金膜１６のリフロー条件は、例えば下記のようなも
のである。 〔Ａｌ合金膜１６のリフロー条件〕 プロセスガス ： Ａｒ 圧力 ： ７Ｅ７ Ｐａ 温度 ： ４５０ ℃ 時間 ： １ ｍｉｎ
【００２９】その後は、図面は省略するが、Ａｌ合金膜
１６をパターニングして配線を形成し、更にその後、パ
ッシベーション膜形成、パッド部の開口形成等を行っ
て、半導体装置を作製する。
１６をパターニングして配線を形成し、更にその後、パ
ッシベーション膜形成、パッド部の開口形成等を行っ
て、半導体装置を作製する。
【００３０】なお、多層配線構造の半導体装置の場合
は、図２に示すように、図１（ｃ）に示すＡｌ合金膜１
６およびＴｉＮ／Ｔｉ膜１５をパターニングして、Ａｌ
合金膜１６およびＴｉＮ／Ｔｉ膜１５による配線３１を
形成する。その後、加熱時にＨ2 Ｏガスの放出が殆どな
い層間絶縁膜、例えばプラズマＣＶＤ酸化膜による層間
絶縁膜１９を堆積した後、層間絶縁膜１９表面を、例え
ばＣＭＰ法等で平坦化する。
は、図２に示すように、図１（ｃ）に示すＡｌ合金膜１
６およびＴｉＮ／Ｔｉ膜１５をパターニングして、Ａｌ
合金膜１６およびＴｉＮ／Ｔｉ膜１５による配線３１を
形成する。その後、加熱時にＨ2 Ｏガスの放出が殆どな
い層間絶縁膜、例えばプラズマＣＶＤ酸化膜による層間
絶縁膜１９を堆積した後、層間絶縁膜１９表面を、例え
ばＣＭＰ法等で平坦化する。
【００３１】次に、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜、例えばＯ3 −ＴＥＯＳ酸化膜による絶縁薄膜３２を
膜厚約５０ｎｍ程度堆積する。なお、この絶縁薄膜３２
の膜厚Ｔの範囲も、上述した絶縁薄膜３０と同様な効果
を持たせるために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍとする。
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜、例えばＯ3 −ＴＥＯＳ酸化膜による絶縁薄膜３２を
膜厚約５０ｎｍ程度堆積する。なお、この絶縁薄膜３２
の膜厚Ｔの範囲も、上述した絶縁薄膜３０と同様な効果
を持たせるために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍとする。
【００３２】次に、上述したと同様にして、下層配線で
ある配線３１と上層配線を接続するためのコンタクトホ
ールの開口３３形成、スパッタリング法によるＴｉ系膜
堆積、例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜とによるＴｉＮ／Ｔｉ膜
３４堆積、Ａｌ合金膜３５堆積、高圧リフロー法による
Ａｌ合金膜３５のコンタクトホールへの埋め込み、Ａｌ
合金膜３５およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３４をパターニングし
て、Ａｌ合金膜３５およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３４による２
層目の配線３６形成等を行う。この様にして形成された
配線３６も、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜３
２により、Ｔｉ膜が（００２）配向性を持ち、Ｔｉ膜の
（００２）配向性を受けてＴｉＮ膜が（１１１）配向性
を示し、ＴｉＮ膜の（１１１）配向性を受けてＡｌ合金
膜３５が、エレクトロマイグレーション耐性の大きな
（１１１）配向性を持つ。３層目以上の配線形成も、２
層目の配線３６形成の場合と同様にして形成し、最終配
線の形成後は、パッシベーション膜形成、パッド部の開
口形成等を行って、半導体装置を作製する。
ある配線３１と上層配線を接続するためのコンタクトホ
ールの開口３３形成、スパッタリング法によるＴｉ系膜
堆積、例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜とによるＴｉＮ／Ｔｉ膜
３４堆積、Ａｌ合金膜３５堆積、高圧リフロー法による
Ａｌ合金膜３５のコンタクトホールへの埋め込み、Ａｌ
合金膜３５およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３４をパターニングし
て、Ａｌ合金膜３５およびＴｉＮ／Ｔｉ膜３４による２
層目の配線３６形成等を行う。この様にして形成された
配線３６も、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜３
２により、Ｔｉ膜が（００２）配向性を持ち、Ｔｉ膜の
（００２）配向性を受けてＴｉＮ膜が（１１１）配向性
を示し、ＴｉＮ膜の（１１１）配向性を受けてＡｌ合金
膜３５が、エレクトロマイグレーション耐性の大きな
（１１１）配向性を持つ。３層目以上の配線形成も、２
層目の配線３６形成の場合と同様にして形成し、最終配
線の形成後は、パッシベーション膜形成、パッド部の開
口形成等を行って、半導体装置を作製する。
【００３３】上述したＡｌ合金膜による配線を有する半
導体装置およびその製造方法は、エレクトロマイグレー
ション耐性の大きい（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜
による配線が形成でき、しかも微細で、アスペクト比の
大きいコンタクトホールへのリフロー法によるＡｌ合金
膜の埋め込み性能が確保できる。従って、信頼性の良
い、高集積化した半導体装置の作製が可能となる。
導体装置およびその製造方法は、エレクトロマイグレー
ション耐性の大きい（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜
による配線が形成でき、しかも微細で、アスペクト比の
大きいコンタクトホールへのリフロー法によるＡｌ合金
膜の埋め込み性能が確保できる。従って、信頼性の良
い、高集積化した半導体装置の作製が可能となる。
【００３４】実施例２ 本実施例は、Ａｌ合金膜によるコンタクトホールの配線
と、Ａｌ合金膜による溝配線を有する、高集積化した半
導体装置およびその製造方法に本発明を適用した例であ
り、これを図３〜図５を参照して説明する。まず、図３
（ａ）に示すように、常法に準ずる方法により、半導体
基板１１に半導体装置の構成素子等を形成し、この半導
体装置の構成素子等も形成された半導体基板１１上に、
ＢＰＳＧ膜等による層間絶縁膜１２を膜厚約７００ｎｍ
程度堆積し、その後約７００℃程度の高温熱処理をして
リフローさせ、層間絶縁膜１２表面の平坦化を行う。こ
のリフロー後のＢＰＳＧ膜は、その後加熱処理時に、Ｈ
2 Ｏガスを殆ど放出しないものとなっている。なお、Ｂ
ＰＳＧ膜の代わりに、プラズマＣＶＤ法によるプラズマ
ＣＶＤ酸化膜を堆積し、その後ＣＭＰ法等でプラズマＣ
ＶＤ酸化膜表面を平坦化させてもよい。
と、Ａｌ合金膜による溝配線を有する、高集積化した半
導体装置およびその製造方法に本発明を適用した例であ
り、これを図３〜図５を参照して説明する。まず、図３
（ａ）に示すように、常法に準ずる方法により、半導体
基板１１に半導体装置の構成素子等を形成し、この半導
体装置の構成素子等も形成された半導体基板１１上に、
ＢＰＳＧ膜等による層間絶縁膜１２を膜厚約７００ｎｍ
程度堆積し、その後約７００℃程度の高温熱処理をして
リフローさせ、層間絶縁膜１２表面の平坦化を行う。こ
のリフロー後のＢＰＳＧ膜は、その後加熱処理時に、Ｈ
2 Ｏガスを殆ど放出しないものとなっている。なお、Ｂ
ＰＳＧ膜の代わりに、プラズマＣＶＤ法によるプラズマ
ＣＶＤ酸化膜を堆積し、その後ＣＭＰ法等でプラズマＣ
ＶＤ酸化膜表面を平坦化させてもよい。
【００３５】次に、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜、例えば有機ＳＯＧ膜による絶縁薄膜４０を膜厚約５
０ｎｍ程度形成する。この有機ＳＯＧ膜による絶縁薄膜
４０の形成方法は、例えば有機ＳＯＧをイソプロピルア
ルコールに溶かして粘性を調整した有機ＳＯＧ溶液を使
用するスピンコーティング法を用い、スピンコートの回
転数を調整して膜厚約５０ｎｍ程度の有機ＳＯＧ膜を塗
布し、その後Ｎ2 ガス雰囲気中で約４００℃の加熱処理
（キュア）を行うことで形成する。なお、この絶縁薄膜
４０の膜厚Ｔ範囲も、実施例１と同様な効果を持たせる
ために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍとする。その後、プ
ラズマＣＶＤ法により、後述する溝配線４５形成用の層
間絶縁膜として、プラズマＣＶＤ酸化膜４１を膜厚約５
００ｎｍ程度堆積する。
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜、例えば有機ＳＯＧ膜による絶縁薄膜４０を膜厚約５
０ｎｍ程度形成する。この有機ＳＯＧ膜による絶縁薄膜
４０の形成方法は、例えば有機ＳＯＧをイソプロピルア
ルコールに溶かして粘性を調整した有機ＳＯＧ溶液を使
用するスピンコーティング法を用い、スピンコートの回
転数を調整して膜厚約５０ｎｍ程度の有機ＳＯＧ膜を塗
布し、その後Ｎ2 ガス雰囲気中で約４００℃の加熱処理
（キュア）を行うことで形成する。なお、この絶縁薄膜
４０の膜厚Ｔ範囲も、実施例１と同様な効果を持たせる
ために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍとする。その後、プ
ラズマＣＶＤ法により、後述する溝配線４５形成用の層
間絶縁膜として、プラズマＣＶＤ酸化膜４１を膜厚約５
００ｎｍ程度堆積する。
【００３６】次に、図３（ｂ）に示すように、パターニ
ングしたフォトレジスト（図示省略）をマスクとして、
プラズマＣＶＤ酸化膜４１を、例えばＲＩＥ（Ｒｅａｃ
ｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等の異方性エッチ
ングによりエッチングして、後述する溝配線４５形成用
の配線溝４２を形成する。図３（ｂ）に示す配線溝４２
は、配線溝４２の長手方向の概略断面を示したもので、
配線溝４２幅は、半導体装置の高集積化の程度により決
まるが、例えば０．４μｍ程度である。なお、プラズマ
ＣＶＤ酸化膜４１の異方性エッチングは、例えば平行平
板型ＲＩＥ装置を用いたエッチングで、エッチング条件
としては、例えば下記の様なものである。 〔プラズマＣＶＤ酸化膜４１のエッチング条件〕 ＣＨＦ3 ガス流量 ： ７５ ｓｃｃｍ Ｏ2 ガス流量 ： ８ ｓｃｃｍ 圧力 ： ７ Ｐａ ＲＦパワー ： １．２ ｋＷ なお、上述したエッチング条件でのプラズマＣＶＤ酸化
膜４１と有機ＳＯＧ膜による絶縁薄膜４０とのエッチン
グ選択比があまり大きくないこともあって、エッチング
停止時点を厳密に制御し、絶縁薄膜４０を残存させた状
態とする。
ングしたフォトレジスト（図示省略）をマスクとして、
プラズマＣＶＤ酸化膜４１を、例えばＲＩＥ（Ｒｅａｃ
ｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等の異方性エッチ
ングによりエッチングして、後述する溝配線４５形成用
の配線溝４２を形成する。図３（ｂ）に示す配線溝４２
は、配線溝４２の長手方向の概略断面を示したもので、
配線溝４２幅は、半導体装置の高集積化の程度により決
まるが、例えば０．４μｍ程度である。なお、プラズマ
ＣＶＤ酸化膜４１の異方性エッチングは、例えば平行平
板型ＲＩＥ装置を用いたエッチングで、エッチング条件
としては、例えば下記の様なものである。 〔プラズマＣＶＤ酸化膜４１のエッチング条件〕 ＣＨＦ3 ガス流量 ： ７５ ｓｃｃｍ Ｏ2 ガス流量 ： ８ ｓｃｃｍ 圧力 ： ７ Ｐａ ＲＦパワー ： １．２ ｋＷ なお、上述したエッチング条件でのプラズマＣＶＤ酸化
膜４１と有機ＳＯＧ膜による絶縁薄膜４０とのエッチン
グ選択比があまり大きくないこともあって、エッチング
停止時点を厳密に制御し、絶縁薄膜４０を残存させた状
態とする。
【００３７】次に、配線溝４２部の有機ＳＯＧ膜による
絶縁薄膜４０表面の吸湿性を向上させるための酸素プラ
ズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理の条件として
は、例えば次のようなものである。 〔酸素プラズマ処理条件〕 Ｏ2 ガス流量 ： １００ ｓｃｃｍ 圧力 ： １５ Ｐａ ＲＦパワー ： ５００ ｋＷ 温度 ： ２００ ℃ 時間 ： １ ｍｉｎ なお、上述した酸素プラズマ処理で、有機ＳＯＧ膜によ
る絶縁薄膜４０表面の吸湿性を向上させたが、有機ＳＯ
Ｇ膜による絶縁薄膜４０自体は、加熱処理でＨ2 Ｏガス
を絶縁薄膜４０内部より放出させるため、この酸素プラ
ズマ処理は省いてもよい。
絶縁薄膜４０表面の吸湿性を向上させるための酸素プラ
ズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理の条件として
は、例えば次のようなものである。 〔酸素プラズマ処理条件〕 Ｏ2 ガス流量 ： １００ ｓｃｃｍ 圧力 ： １５ Ｐａ ＲＦパワー ： ５００ ｋＷ 温度 ： ２００ ℃ 時間 ： １ ｍｉｎ なお、上述した酸素プラズマ処理で、有機ＳＯＧ膜によ
る絶縁薄膜４０表面の吸湿性を向上させたが、有機ＳＯ
Ｇ膜による絶縁薄膜４０自体は、加熱処理でＨ2 Ｏガス
を絶縁薄膜４０内部より放出させるため、この酸素プラ
ズマ処理は省いてもよい。
【００３８】次に、図３（ｃ）に示すように、パターニ
ングしたフォトレジスト（図示省略）をマスクとして、
絶縁薄膜４０および層間絶縁膜１２を、例えばＲＩＥ等
の異方性エッチングによりエッチングして、ＭＯＳトラ
ンジスタのソース・ドレインの拡散層１３等と後述する
溝配線４５を接続するためのコンタクトホールの開口４
３を形成する。
ングしたフォトレジスト（図示省略）をマスクとして、
絶縁薄膜４０および層間絶縁膜１２を、例えばＲＩＥ等
の異方性エッチングによりエッチングして、ＭＯＳトラ
ンジスタのソース・ドレインの拡散層１３等と後述する
溝配線４５を接続するためのコンタクトホールの開口４
３を形成する。
【００３９】次に、図４（ｄ）に示すように、例えばＤ
Ｃマグネトロンスパッタ装置をもちいたスパッタリング
法によるＴｉ系膜の形成、即ち拡散層１３等とのオーミ
ックコンタクト性を向上させる膜として、又後述するＡ
ｌ合金膜１６の半導体基板１１との反応による拡散層１
３の接合破壊等を防止するバリア膜としての、膜厚約２
０ｎｍ程度のＴｉ膜と膜厚約５０ｎｍ程度のＴｉＮ膜と
によるＴｉＮ／Ｔｉ膜１５の形成を行い、続いてＡｌ合
金膜１６を堆積する。なお、このＴｉ膜、ＴｉＮ膜およ
びＡｌ合金膜１６の堆積条件としては、例えば実施例１
と同様とする。スパッタリング法によるＴｉ膜堆積時
に、Ｔｉ膜の下地膜である、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出
する絶縁薄膜４０からＨ2 Ｏガスが放出されるので、Ｔ
ｉ膜が（００２）配向性を持つ膜となる。また、Ｔｉ膜
が（００２）配向性を持つと、このＴｉ膜上のＴｉＮ膜
は、（１１１）配向性を持つ膜となる。更に（１１１）
配向性を持つ、配線溝４２底部のＴｉＮ膜上に堆積する
Ａｌ合金膜１６は、下地ＴｉＮ膜の配向性を受けて、エ
レクトロマイグレーション耐性の大きい、（１１１）配
向性を持つＡｌ合金膜１６となる。
Ｃマグネトロンスパッタ装置をもちいたスパッタリング
法によるＴｉ系膜の形成、即ち拡散層１３等とのオーミ
ックコンタクト性を向上させる膜として、又後述するＡ
ｌ合金膜１６の半導体基板１１との反応による拡散層１
３の接合破壊等を防止するバリア膜としての、膜厚約２
０ｎｍ程度のＴｉ膜と膜厚約５０ｎｍ程度のＴｉＮ膜と
によるＴｉＮ／Ｔｉ膜１５の形成を行い、続いてＡｌ合
金膜１６を堆積する。なお、このＴｉ膜、ＴｉＮ膜およ
びＡｌ合金膜１６の堆積条件としては、例えば実施例１
と同様とする。スパッタリング法によるＴｉ膜堆積時
に、Ｔｉ膜の下地膜である、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出
する絶縁薄膜４０からＨ2 Ｏガスが放出されるので、Ｔ
ｉ膜が（００２）配向性を持つ膜となる。また、Ｔｉ膜
が（００２）配向性を持つと、このＴｉ膜上のＴｉＮ膜
は、（１１１）配向性を持つ膜となる。更に（１１１）
配向性を持つ、配線溝４２底部のＴｉＮ膜上に堆積する
Ａｌ合金膜１６は、下地ＴｉＮ膜の配向性を受けて、エ
レクトロマイグレーション耐性の大きい、（１１１）配
向性を持つＡｌ合金膜１６となる。
【００４０】高集積化した半導体装置では、コンタクト
ホールの開口４３径が小さく、開口４３深さと開口４３
径の比、所謂アスペクト比が大きいこと、および配線溝
４２の深さと幅の比が大きいことにより、上述のＡｌ合
金膜１６の堆積後のコンタクトホールの開口４３部や配
線溝４２部には、通常図４（ｄ）に示す如く、Ａｌ合金
膜１６で充填されていない部分、所謂ボイド部１７が発
生する。
ホールの開口４３径が小さく、開口４３深さと開口４３
径の比、所謂アスペクト比が大きいこと、および配線溝
４２の深さと幅の比が大きいことにより、上述のＡｌ合
金膜１６の堆積後のコンタクトホールの開口４３部や配
線溝４２部には、通常図４（ｄ）に示す如く、Ａｌ合金
膜１６で充填されていない部分、所謂ボイド部１７が発
生する。
【００４１】次に、図４（ｅ）に示すように、Ａｌ合金
膜１６を堆積した半導体基板１１を高真空中で加熱し、
その後加熱状態にあるＡｌ合金膜１６を堆積した半導体
基板１１に、高圧力のＡｒガスによる圧力を加えてＡｌ
合金膜１６をリフローさせる、所謂高圧リフロー法によ
り、Ａｌ合金膜１６をリフローさせ、ボイド部１７を消
滅させて開口４３および配線溝４２をＡｌ合金膜１６で
充填する。なお、上述した高圧リフロー法によるＡｌ合
金膜１６のリフロー条件は、例えば実施例１と同様とす
る。この高圧リフロー法によるＡｌ合金膜１６のリフロ
ー後においても、Ａｌ合金膜１６の堆積時に配線溝４２
底部に形成された（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜１
６とＡｌ合金膜１６の下地の（１１１）配向性を持つＴ
ｉＮ膜の影響を受けて、リフローで配線溝４２に充填さ
れたＡｌ合金膜１６は（１１１）配向性を持つＡｌ合金
膜１６となる。
膜１６を堆積した半導体基板１１を高真空中で加熱し、
その後加熱状態にあるＡｌ合金膜１６を堆積した半導体
基板１１に、高圧力のＡｒガスによる圧力を加えてＡｌ
合金膜１６をリフローさせる、所謂高圧リフロー法によ
り、Ａｌ合金膜１６をリフローさせ、ボイド部１７を消
滅させて開口４３および配線溝４２をＡｌ合金膜１６で
充填する。なお、上述した高圧リフロー法によるＡｌ合
金膜１６のリフロー条件は、例えば実施例１と同様とす
る。この高圧リフロー法によるＡｌ合金膜１６のリフロ
ー後においても、Ａｌ合金膜１６の堆積時に配線溝４２
底部に形成された（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜１
６とＡｌ合金膜１６の下地の（１１１）配向性を持つＴ
ｉＮ膜の影響を受けて、リフローで配線溝４２に充填さ
れたＡｌ合金膜１６は（１１１）配向性を持つＡｌ合金
膜１６となる。
【００４２】次に、図４（ｆ）に示すように、プラズマ
エッチングによるエッチバック法を用いて、プラズマＣ
ＶＤ酸化膜４１上のＡｌ合金膜１６およびＴｉＮ／Ｔｉ
膜１５をエッチバックし、コンタクトホールの開口４３
部のコンタクトホール配線４４と配線溝４２部の溝配線
４５とより成る配線４６を形成する。なお、図４（ｆ）
に示す配線４６形成には、ＣＭＰ法を用いてＡｌ合金膜
１６、ＴｉＮ／Ｔｉ膜１５およびプラズマＣＶＤ酸化膜
４１表面の一部を除去し、配線溝４２部の溝配線４５を
形成する方法により、配線４６を形成してもよい。
エッチングによるエッチバック法を用いて、プラズマＣ
ＶＤ酸化膜４１上のＡｌ合金膜１６およびＴｉＮ／Ｔｉ
膜１５をエッチバックし、コンタクトホールの開口４３
部のコンタクトホール配線４４と配線溝４２部の溝配線
４５とより成る配線４６を形成する。なお、図４（ｆ）
に示す配線４６形成には、ＣＭＰ法を用いてＡｌ合金膜
１６、ＴｉＮ／Ｔｉ膜１５およびプラズマＣＶＤ酸化膜
４１表面の一部を除去し、配線溝４２部の溝配線４５を
形成する方法により、配線４６を形成してもよい。
【００４３】その後、図面は省略するが、パッシベーシ
ョン膜形成、パッド部の開口形成等を行って、半導体装
置を作製する。
ョン膜形成、パッド部の開口形成等を行って、半導体装
置を作製する。
【００４４】なお、多層配線構造の半導体装置の場合
は、図５に示すように、図４（ｆ）に示す配線４６形成
後に、加熱時にＨ2 Ｏガスの放出が殆どない層間絶縁
膜、例えばプラズマＣＶＤ酸化膜による層間絶縁膜４７
を堆積する。次に、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜、例えば有機ＳＯＧによる絶縁薄膜４８を、スピンコ
ーティング法により、膜厚約５０ｎｍ程度形成する。な
お、この絶縁薄膜４８の膜厚Ｔの範囲も、実施例１と同
様な効果を持たせるために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍ
とする。その後、加熱時にＨ2 Ｏガスの放出が殆どない
層間絶縁膜、例えばプラズマＣＶＤ法によるプラズマＣ
ＶＤ酸化膜４９を膜厚約５００ｎｍ程度堆積する。
は、図５に示すように、図４（ｆ）に示す配線４６形成
後に、加熱時にＨ2 Ｏガスの放出が殆どない層間絶縁
膜、例えばプラズマＣＶＤ酸化膜による層間絶縁膜４７
を堆積する。次に、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜、例えば有機ＳＯＧによる絶縁薄膜４８を、スピンコ
ーティング法により、膜厚約５０ｎｍ程度形成する。な
お、この絶縁薄膜４８の膜厚Ｔの範囲も、実施例１と同
様な効果を持たせるために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍ
とする。その後、加熱時にＨ2 Ｏガスの放出が殆どない
層間絶縁膜、例えばプラズマＣＶＤ法によるプラズマＣ
ＶＤ酸化膜４９を膜厚約５００ｎｍ程度堆積する。
【００４５】次に、下層配線である配線４６を形成した
上述と同様の方法により、プラズマＣＶＤ酸化膜４９に
配線溝を形成し、その後、配線溝部の絶縁薄膜４８表面
の吸湿性向上のための酸素プラズマ処理をし、更にその
後、絶縁薄膜４８および層間絶縁膜４７をパターニング
して、下層配線である配線４６と後述する上層配線であ
る配線５４の溝配線部とを接続するコンタクトホールの
開口を形成する。その後、スパッタリング法によるＴｉ
系膜を形成、例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜を堆積したＴｉＮ
／Ｔｉ膜５２を形成し、更にＡｌ合金膜５３を堆積す
る。
上述と同様の方法により、プラズマＣＶＤ酸化膜４９に
配線溝を形成し、その後、配線溝部の絶縁薄膜４８表面
の吸湿性向上のための酸素プラズマ処理をし、更にその
後、絶縁薄膜４８および層間絶縁膜４７をパターニング
して、下層配線である配線４６と後述する上層配線であ
る配線５４の溝配線部とを接続するコンタクトホールの
開口を形成する。その後、スパッタリング法によるＴｉ
系膜を形成、例えばＴｉ膜とＴｉＮ膜を堆積したＴｉＮ
／Ｔｉ膜５２を形成し、更にＡｌ合金膜５３を堆積す
る。
【００４６】次に、高圧リフロー法による、Ａｌ合金膜
５３のコンタクトホールの開口および配線溝への埋め込
み、その後プラズマエッチングによるエッチバック法
で、層間絶縁膜５９上のＡｌ合金膜５３およびＴｉＮ／
Ｔｉ膜５２をエッチバックし、コンタクトホールの開口
のコンタクトホール配線と配線溝部の溝配線より成る配
線５４を形成する。
５３のコンタクトホールの開口および配線溝への埋め込
み、その後プラズマエッチングによるエッチバック法
で、層間絶縁膜５９上のＡｌ合金膜５３およびＴｉＮ／
Ｔｉ膜５２をエッチバックし、コンタクトホールの開口
のコンタクトホール配線と配線溝部の溝配線より成る配
線５４を形成する。
【００４７】この様にして形成された配線５４の溝配線
も、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜４８によ
り、Ｔｉ膜が（００２）配向性を持ち、Ｔｉ膜の（００
２）配向性を受けてＴｉＮ膜が（１１１）配向性を示
し、ＴｉＮ膜の（１１１）配向性を受けてＡｌ合金膜５
３が（１１１）配向性をもつので、エレクトロマイグレ
ーション耐性の大きな溝配線となる。３層目以上の配線
形成も、２層目の配線５４形成の場合と同様にして形成
し、最終層の配線の形成後は、パッシベーション膜形
成、パッド部の開口形成等を行って、半導体装置を作製
する。
も、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜４８によ
り、Ｔｉ膜が（００２）配向性を持ち、Ｔｉ膜の（００
２）配向性を受けてＴｉＮ膜が（１１１）配向性を示
し、ＴｉＮ膜の（１１１）配向性を受けてＡｌ合金膜５
３が（１１１）配向性をもつので、エレクトロマイグレ
ーション耐性の大きな溝配線となる。３層目以上の配線
形成も、２層目の配線５４形成の場合と同様にして形成
し、最終層の配線の形成後は、パッシベーション膜形
成、パッド部の開口形成等を行って、半導体装置を作製
する。
【００４８】上述したＡｌ合金膜によるコンタクトホー
ルの配線と、Ａｌ合金膜による溝配線を有する半導体装
置およびその製造方法は、エレクトロマイグレーション
耐性の大きい（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜による
溝配線が形成でき、しかも微細で、アスペクト比の大き
いコンタクトホールや、深さと幅に比が大きい配線溝へ
のリフロー法によるＡｌ合金膜１６の埋め込み性能が確
保でき、ボイド部の無い、Ａｌ合金膜によるコンタクト
ホールの配線と溝配線が形成できる。従って、信頼性の
良い、高集積化した半導体装置の作製が可能となる。
ルの配線と、Ａｌ合金膜による溝配線を有する半導体装
置およびその製造方法は、エレクトロマイグレーション
耐性の大きい（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜による
溝配線が形成でき、しかも微細で、アスペクト比の大き
いコンタクトホールや、深さと幅に比が大きい配線溝へ
のリフロー法によるＡｌ合金膜１６の埋め込み性能が確
保でき、ボイド部の無い、Ａｌ合金膜によるコンタクト
ホールの配線と溝配線が形成できる。従って、信頼性の
良い、高集積化した半導体装置の作製が可能となる。
【００４９】実施例３ 本実施例は、コンタクトホールの埋め込みプラグと、Ａ
ｌ合金膜による溝配線を有する半導体装置およびその製
造方法に本発明を適用した例であり、これを図６〜図８
を参照して説明する。まず、図６（ａ）に示すように、
常法に準ずる方法により、半導体基板１１に半導体装置
の構成素子等を形成し、この半導体装置の構成素子等も
形成された半導体基板１１上に、ＢＰＳＧ膜等による層
間絶縁膜１２を膜厚約７００ｎｍ程度堆積し、その後約
７００℃程度の高温熱処理をしてリフローさせ、層間絶
縁膜１２表面の平坦化を行う。このリフロー後のＢＰＳ
Ｇ膜は、その後加熱処理時に、Ｈ2 Ｏガスを殆ど放出し
ないものとなっている。なお、ＢＰＳＧ膜の代わりに、
プラズマＣＶＤ法によるプラズマＣＶＤ酸化膜を堆積
し、その後ＣＭＰ法等でプラズマＣＶＤ酸化膜表面を平
坦化させてもよい。
ｌ合金膜による溝配線を有する半導体装置およびその製
造方法に本発明を適用した例であり、これを図６〜図８
を参照して説明する。まず、図６（ａ）に示すように、
常法に準ずる方法により、半導体基板１１に半導体装置
の構成素子等を形成し、この半導体装置の構成素子等も
形成された半導体基板１１上に、ＢＰＳＧ膜等による層
間絶縁膜１２を膜厚約７００ｎｍ程度堆積し、その後約
７００℃程度の高温熱処理をしてリフローさせ、層間絶
縁膜１２表面の平坦化を行う。このリフロー後のＢＰＳ
Ｇ膜は、その後加熱処理時に、Ｈ2 Ｏガスを殆ど放出し
ないものとなっている。なお、ＢＰＳＧ膜の代わりに、
プラズマＣＶＤ法によるプラズマＣＶＤ酸化膜を堆積
し、その後ＣＭＰ法等でプラズマＣＶＤ酸化膜表面を平
坦化させてもよい。
【００５０】次に、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜６０、例えば有機ＳＯＧ膜による絶縁薄膜６０を膜厚
約５０ｎｍ程度形成する。この有機ＳＯＧ膜による絶縁
薄膜６０の形成方法は、実施例２と同様なものとし、こ
の絶縁薄膜６０の膜厚Ｔの範囲としては、実施例１と同
様な効果を持たせるために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍ
とする。
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜６０、例えば有機ＳＯＧ膜による絶縁薄膜６０を膜厚
約５０ｎｍ程度形成する。この有機ＳＯＧ膜による絶縁
薄膜６０の形成方法は、実施例２と同様なものとし、こ
の絶縁薄膜６０の膜厚Ｔの範囲としては、実施例１と同
様な効果を持たせるために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍ
とする。
【００５１】次に、図６（ｂ）に示すように、絶縁薄膜
６０と層間絶縁膜１２をパターニングして、ＭＯＳトラ
ンジスタのソース・ドレインの拡散層１３等と上層配線
とを接続するためのコンタクトホールの開口１４を形成
する。その後、スパッタリング法により、Ｔｉ膜および
ＴｉＮ膜を堆積してＴｉＮ／Ｔｉ膜６１を形成し、更に
その後ＣＶＤ法を用いて、例えばブランケットＷ膜を堆
積し、続いて絶縁薄膜６０上のブランケットＷ膜および
ＴｉＮ／Ｔｉ膜６１をエッチバックすることで、コンタ
クトホールの開口１４部に埋め込みプラグとしてのタン
グステンプラグ６２を形成する。
６０と層間絶縁膜１２をパターニングして、ＭＯＳトラ
ンジスタのソース・ドレインの拡散層１３等と上層配線
とを接続するためのコンタクトホールの開口１４を形成
する。その後、スパッタリング法により、Ｔｉ膜および
ＴｉＮ膜を堆積してＴｉＮ／Ｔｉ膜６１を形成し、更に
その後ＣＶＤ法を用いて、例えばブランケットＷ膜を堆
積し、続いて絶縁薄膜６０上のブランケットＷ膜および
ＴｉＮ／Ｔｉ膜６１をエッチバックすることで、コンタ
クトホールの開口１４部に埋め込みプラグとしてのタン
グステンプラグ６２を形成する。
【００５２】次に、図６（ｃ）に示すように、プラズマ
ＣＶＤ法により、プラズマＣＶＤ酸化膜６３を膜厚約５
００ｎｍ程度堆積し、続いてプラズマＣＶＤ酸化膜６３
をパターニングして、配線溝６４を形成する。なお、こ
の実施例では埋め込みプラグがタングステンプラグ６２
であるので、このタングステンプラグ６２表面の酸化を
避けるため、配線溝６４底部の絶縁薄膜６０の吸湿性向
上のための酸素プラズマ処理は行わない。
ＣＶＤ法により、プラズマＣＶＤ酸化膜６３を膜厚約５
００ｎｍ程度堆積し、続いてプラズマＣＶＤ酸化膜６３
をパターニングして、配線溝６４を形成する。なお、こ
の実施例では埋め込みプラグがタングステンプラグ６２
であるので、このタングステンプラグ６２表面の酸化を
避けるため、配線溝６４底部の絶縁薄膜６０の吸湿性向
上のための酸素プラズマ処理は行わない。
【００５３】次に、図７（ｄ）に示すように、スパッタ
リング法によるＴｉ系膜の形成、例えばＴｉ膜を膜厚約
２０ｎｍ程度堆積し、更にＴｉＮ膜を膜厚約５０ｎｍ程
度堆積したＴｉ膜とＴｉＮ膜とによるＴｉＮ／Ｔｉ膜６
５の形成を行い、その後Ａｌ合金膜６６を膜厚約５００
ｎｍ程度堆積する。
リング法によるＴｉ系膜の形成、例えばＴｉ膜を膜厚約
２０ｎｍ程度堆積し、更にＴｉＮ膜を膜厚約５０ｎｍ程
度堆積したＴｉ膜とＴｉＮ膜とによるＴｉＮ／Ｔｉ膜６
５の形成を行い、その後Ａｌ合金膜６６を膜厚約５００
ｎｍ程度堆積する。
【００５４】スパッタリング法によるＴｉ膜堆積時に、
Ｔｉ膜の下地膜である、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する
絶縁薄膜６０からＨ2 Ｏガスが放出されるので、Ｔｉ膜
が（００２）配向性を持つ膜となる。また、Ｔｉ膜が
（００２）配向性を持つと、このＴｉ膜上のＴｉＮ膜
は、（１１１）配向性を持つ膜となる。更に（１１１）
配向性を持つ、配線溝６４底部のＴｉＮ膜上に堆積する
Ａｌ合金膜６６は、下地ＴｉＮ膜の配向性を受けて、エ
レクトロマイグレーション耐性の大きい、（１１１）配
向性を持つＡｌ合金膜６６となる。
Ｔｉ膜の下地膜である、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する
絶縁薄膜６０からＨ2 Ｏガスが放出されるので、Ｔｉ膜
が（００２）配向性を持つ膜となる。また、Ｔｉ膜が
（００２）配向性を持つと、このＴｉ膜上のＴｉＮ膜
は、（１１１）配向性を持つ膜となる。更に（１１１）
配向性を持つ、配線溝６４底部のＴｉＮ膜上に堆積する
Ａｌ合金膜６６は、下地ＴｉＮ膜の配向性を受けて、エ
レクトロマイグレーション耐性の大きい、（１１１）配
向性を持つＡｌ合金膜６６となる。
【００５５】高集積化した半導体装置では、配線溝６４
の深さと幅の比が大きいことにより、上述のＡｌ合金膜
６６の堆積後の配線溝６４部には、通常図７（ｄ）に示
す如く、Ａｌ合金膜６６で充填されていない部分、所謂
ボイド部１７が発生する。
の深さと幅の比が大きいことにより、上述のＡｌ合金膜
６６の堆積後の配線溝６４部には、通常図７（ｄ）に示
す如く、Ａｌ合金膜６６で充填されていない部分、所謂
ボイド部１７が発生する。
【００５６】次に、図７（ｅ）に示すように、高圧リフ
ロー法により、Ａｌ合金膜６６を配線溝６４内にリフロ
ーさせ、ボイド部１７を消滅させて配線溝６４内をＡｌ
合金膜６６で充填する。なお、上述した高圧リフロー法
によるＡｌ合金膜６６のリフロー条件は、例えば実施例
１と同様とする。この高圧リフロー法によるＡｌ合金膜
６６のリフロー後においても、Ａｌ合金膜６６の堆積時
に配線溝６４底部に形成された（１１１）配向性を持つ
Ａｌ合金膜６６とＡｌ合金膜６６の下地の（１１１）配
向性を持つＴｉＮ膜の影響を受けて、リフローで配線溝
６４に充填されたＡｌ合金膜６６は（１１１）配向性を
持つＡｌ合金膜６６となる。
ロー法により、Ａｌ合金膜６６を配線溝６４内にリフロ
ーさせ、ボイド部１７を消滅させて配線溝６４内をＡｌ
合金膜６６で充填する。なお、上述した高圧リフロー法
によるＡｌ合金膜６６のリフロー条件は、例えば実施例
１と同様とする。この高圧リフロー法によるＡｌ合金膜
６６のリフロー後においても、Ａｌ合金膜６６の堆積時
に配線溝６４底部に形成された（１１１）配向性を持つ
Ａｌ合金膜６６とＡｌ合金膜６６の下地の（１１１）配
向性を持つＴｉＮ膜の影響を受けて、リフローで配線溝
６４に充填されたＡｌ合金膜６６は（１１１）配向性を
持つＡｌ合金膜６６となる。
【００５７】次に、プラズマエッチングによるエッチバ
ック法を用いて、プラズマＣＶＤ酸化膜６３上のＡｌ合
金膜６６およびＴｉＮ／Ｔｉ膜６５をエッチバックし、
配線溝６４部に溝配線６７を形成する。なお、図７
（ｅ）に示す溝配線６７形成には、ＣＭＰ法を用いてＡ
ｌ合金膜６６、ＴｉＮ／Ｔｉ膜６５およびプラズマＣＶ
Ｄ酸化膜６３表面の一部を除去し、配線溝６４部に溝配
線６７を形成してもよい。
ック法を用いて、プラズマＣＶＤ酸化膜６３上のＡｌ合
金膜６６およびＴｉＮ／Ｔｉ膜６５をエッチバックし、
配線溝６４部に溝配線６７を形成する。なお、図７
（ｅ）に示す溝配線６７形成には、ＣＭＰ法を用いてＡ
ｌ合金膜６６、ＴｉＮ／Ｔｉ膜６５およびプラズマＣＶ
Ｄ酸化膜６３表面の一部を除去し、配線溝６４部に溝配
線６７を形成してもよい。
【００５８】その後、図面は省略するが、パッシベーシ
ョン膜形成、パッド部の開口形成等を行って、半導体装
置を作製する。
ョン膜形成、パッド部の開口形成等を行って、半導体装
置を作製する。
【００５９】なお、多層配線構造の半導体装置の場合
は、図８に示すように、図７（ｅ）に示す溝配線６７形
成後に、加熱時にＨ2 Ｏガスの放出が殆どない層間絶縁
膜、例えばプラズマＣＶＤ酸化膜による層間絶縁膜６８
を堆積する。次に、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜、例えば有機ＳＯＧによる絶縁薄膜６９を、スピンコ
ーティング法により、膜厚約５０ｎｍ程度形成する。な
お、この絶縁薄膜６９の膜厚Ｔの範囲も、実施例１と同
様な効果を持たせるために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍ
とする。
は、図８に示すように、図７（ｅ）に示す溝配線６７形
成後に、加熱時にＨ2 Ｏガスの放出が殆どない層間絶縁
膜、例えばプラズマＣＶＤ酸化膜による層間絶縁膜６８
を堆積する。次に、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ3 −Ｔ
ＥＯＳ酸化膜等の加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄
膜、例えば有機ＳＯＧによる絶縁薄膜６９を、スピンコ
ーティング法により、膜厚約５０ｎｍ程度形成する。な
お、この絶縁薄膜６９の膜厚Ｔの範囲も、実施例１と同
様な効果を持たせるために、２０ｎｍ≦Ｔ≦１００ｎｍ
とする。
【００６０】次に、上述したと同様にして、下層配線で
ある溝配線６７と後述する上層配線である溝配線とを接
続するコンタクトホールの開口を形成し、ＴｉＮ膜の堆
積とブランケットＷ膜を堆積し、その後エッチバックし
てコンタクトホールの開口にタングステンプラグ７０を
形成する。次に、上述したと同様にして、プラズマＣＶ
Ｄ酸化膜７１を堆積し、このプラズマＣＶＤ酸化膜７１
をパターニングして溝配線形成用の配線溝を形成する。
その後、スパッタリング法により、Ｔｉ系膜の形成、例
えばＴｉ膜とＴｉＮ膜を堆積したＴｉＮ／Ｔｉ膜７２の
形成を行い、続いてＡｌ合金膜７３を堆積する。
ある溝配線６７と後述する上層配線である溝配線とを接
続するコンタクトホールの開口を形成し、ＴｉＮ膜の堆
積とブランケットＷ膜を堆積し、その後エッチバックし
てコンタクトホールの開口にタングステンプラグ７０を
形成する。次に、上述したと同様にして、プラズマＣＶ
Ｄ酸化膜７１を堆積し、このプラズマＣＶＤ酸化膜７１
をパターニングして溝配線形成用の配線溝を形成する。
その後、スパッタリング法により、Ｔｉ系膜の形成、例
えばＴｉ膜とＴｉＮ膜を堆積したＴｉＮ／Ｔｉ膜７２の
形成を行い、続いてＡｌ合金膜７３を堆積する。
【００６１】次に、高圧リフロー法による、Ａｌ合金膜
７３の配線溝への埋め込み、その後プラズマエッチング
によるエッチバック法で、プラズマＣＶＤ酸化膜７１上
のＡｌ合金膜７３およびＴｉＮ／Ｔｉ膜７２をエッチバ
ックし、配線溝部に溝配線７４を形成する。
７３の配線溝への埋め込み、その後プラズマエッチング
によるエッチバック法で、プラズマＣＶＤ酸化膜７１上
のＡｌ合金膜７３およびＴｉＮ／Ｔｉ膜７２をエッチバ
ックし、配線溝部に溝配線７４を形成する。
【００６２】この様にして形成された溝配線７４も、加
熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜６９により、Ｔｉ
膜が（００２）配向性を持ち、Ｔｉ膜の（００２）配向
性を受けてＴｉＮ膜が（１１１）配向性を示し、ＴｉＮ
膜の（１１１）配向性を受けてＡｌ合金膜７３が（１１
１）配向性をもつので、エレクトロマイグレーション耐
性の大きな溝配線７４となる。３層目以上の配線形成
も、２層目の配線形成の場合と同様にして形成し、最終
層の配線の形成後は、パッシベーション膜形成、パッド
部の開口形成等を行って、半導体装置を作製する。
熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶縁薄膜６９により、Ｔｉ
膜が（００２）配向性を持ち、Ｔｉ膜の（００２）配向
性を受けてＴｉＮ膜が（１１１）配向性を示し、ＴｉＮ
膜の（１１１）配向性を受けてＡｌ合金膜７３が（１１
１）配向性をもつので、エレクトロマイグレーション耐
性の大きな溝配線７４となる。３層目以上の配線形成
も、２層目の配線形成の場合と同様にして形成し、最終
層の配線の形成後は、パッシベーション膜形成、パッド
部の開口形成等を行って、半導体装置を作製する。
【００６３】上述したコンタクトホールの埋め込みプラ
グと、Ａｌ合金膜による溝配線を有する半導体装置およ
びその製造方法は、エレクトロマイグレーション耐性の
大きい（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜による溝配線
が形成でき、しかも微細で、アスペクト比の大きい配線
溝部へのリフロー法によるＡｌ合金膜の埋め込み性能が
確保でき、ボイド部の無い、Ａｌ合金膜による溝配線が
形成できる。従って、信頼性の良い、高集積化した半導
体装置の作製が可能となる。
グと、Ａｌ合金膜による溝配線を有する半導体装置およ
びその製造方法は、エレクトロマイグレーション耐性の
大きい（１１１）配向性を持つＡｌ合金膜による溝配線
が形成でき、しかも微細で、アスペクト比の大きい配線
溝部へのリフロー法によるＡｌ合金膜の埋め込み性能が
確保でき、ボイド部の無い、Ａｌ合金膜による溝配線が
形成できる。従って、信頼性の良い、高集積化した半導
体装置の作製が可能となる。
【００６４】以上、本発明を３例の実施例により説明し
たが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるもので
はない。例えば、本発明の実施例１〜３においては、Ａ
ｌ合金膜を０．５％のＣｕを含むＡｌ膜として説明した
が、微量のＳｉを含むＡｌ膜や、微量のＣｕとＳｉとを
含むＡｌ膜等のＡｌ合金膜であってもよい。また、本発
明の実施例１〜３においては、Ｔｉ系膜をＴｉ膜とＴｉ
Ｎ膜とから成るＴｉＮ／Ｔｉ膜として説明したが、Ｔｉ
膜のみでもよい。更に、本発明の実施例３においては、
コンタクトホールの埋め込みプラグにブランケットＷ膜
を用いたタングステンプラグを用いて説明したが、埋め
込みプラグとしてＷの選択成長法によるタングステンプ
ラグ、ＭｏやＰｔ等の高融点金属プラグを用いてもよ
い。また、本発明の実施例１〜３においては、Ａｌ合金
膜のリフローを高圧リフローとして説明したが、加熱の
みでＡｌ合金膜をリフローさせてもよい。その他、本発
明の技術的思想の範囲内で、プロセス装置やプロセス条
件は適宜変更が可能である。
たが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるもので
はない。例えば、本発明の実施例１〜３においては、Ａ
ｌ合金膜を０．５％のＣｕを含むＡｌ膜として説明した
が、微量のＳｉを含むＡｌ膜や、微量のＣｕとＳｉとを
含むＡｌ膜等のＡｌ合金膜であってもよい。また、本発
明の実施例１〜３においては、Ｔｉ系膜をＴｉ膜とＴｉ
Ｎ膜とから成るＴｉＮ／Ｔｉ膜として説明したが、Ｔｉ
膜のみでもよい。更に、本発明の実施例３においては、
コンタクトホールの埋め込みプラグにブランケットＷ膜
を用いたタングステンプラグを用いて説明したが、埋め
込みプラグとしてＷの選択成長法によるタングステンプ
ラグ、ＭｏやＰｔ等の高融点金属プラグを用いてもよ
い。また、本発明の実施例１〜３においては、Ａｌ合金
膜のリフローを高圧リフローとして説明したが、加熱の
みでＡｌ合金膜をリフローさせてもよい。その他、本発
明の技術的思想の範囲内で、プロセス装置やプロセス条
件は適宜変更が可能である。
【００６５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体装置およびその製造方法は、加熱時にＨ2 Ｏガ
ス放出の殆ど無い層間絶縁膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガス
を放出する絶縁薄膜を形成し、その後加熱した状態で、
絶縁薄膜上にＴｉ膜およびＴｉＮ膜、更にＡｌ合金膜を
堆積することで、リフロー性の良いＡｌ合金膜による、
エレクトロマイグレーション耐性の大きい配線を有する
半導体装置を作製することができる。従って、信頼性の
高い、高集積化した半導体装置の作製が可能となる。
の半導体装置およびその製造方法は、加熱時にＨ2 Ｏガ
ス放出の殆ど無い層間絶縁膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガス
を放出する絶縁薄膜を形成し、その後加熱した状態で、
絶縁薄膜上にＴｉ膜およびＴｉＮ膜、更にＡｌ合金膜を
堆積することで、リフロー性の良いＡｌ合金膜による、
エレクトロマイグレーション耐性の大きい配線を有する
半導体装置を作製することができる。従って、信頼性の
高い、高集積化した半導体装置の作製が可能となる。
【図１】本発明を適用した実施例１の工程を工程順に説
明する、半導体装置の概略断面図で、（ａ）は層間絶縁
膜と絶縁薄膜をパターニングしてコンタクトホールの開
口を形成した状態、（ｂ）はＴｉ膜とＴｉＮ膜を堆積し
てＴｉＮ／Ｔｉ膜を形成した後に、Ａｌ合金膜を堆積し
た状態、（ｃ）は高圧リフロー法によりコンタクトホー
ルの開口にＡｌ合金膜をリフローさせた状態である。
明する、半導体装置の概略断面図で、（ａ）は層間絶縁
膜と絶縁薄膜をパターニングしてコンタクトホールの開
口を形成した状態、（ｂ）はＴｉ膜とＴｉＮ膜を堆積し
てＴｉＮ／Ｔｉ膜を形成した後に、Ａｌ合金膜を堆積し
た状態、（ｃ）は高圧リフロー法によりコンタクトホー
ルの開口にＡｌ合金膜をリフローさせた状態である。
【図２】本発明を適用した実施例１の、多層配線構成の
半導体装置の第１層配線後の工程を説明する、半導体装
置の概略断面図である。
半導体装置の第１層配線後の工程を説明する、半導体装
置の概略断面図である。
【図３】本発明を適用した実施例２の前半の工程を工程
順に説明する、半導体装置の概略断面図で、（ａ）は絶
縁薄膜上にプラズマＣＶＤ酸化膜を形成した状態、
（ｂ）はプラズマＣＶＤ酸化膜をパターニングして、配
線溝を形成した状態、（ｃ）は絶縁薄膜と層間絶縁膜を
パターニングして、コンタクトホールの開口を形成した
状態である。
順に説明する、半導体装置の概略断面図で、（ａ）は絶
縁薄膜上にプラズマＣＶＤ酸化膜を形成した状態、
（ｂ）はプラズマＣＶＤ酸化膜をパターニングして、配
線溝を形成した状態、（ｃ）は絶縁薄膜と層間絶縁膜を
パターニングして、コンタクトホールの開口を形成した
状態である。
【図４】本発明を適用した実施例２の後半の工程を工程
順に説明する、半導体装置の概略断面図で、（ｄ）はＴ
ｉ膜とＴｉＮ膜を堆積してＴｉＮ／Ｔｉ膜を形成した後
に、Ａｌ合金膜を堆積した状態、（ｅ）は高圧リフロー
法により、コンタクトホールの開口や配線溝にＡｌ合金
膜をリフローさせた状態、（ｆ）はエッチバック法を用
いて、コンタクトホール配線と溝配線で構成される配線
を形成した状態である。
順に説明する、半導体装置の概略断面図で、（ｄ）はＴ
ｉ膜とＴｉＮ膜を堆積してＴｉＮ／Ｔｉ膜を形成した後
に、Ａｌ合金膜を堆積した状態、（ｅ）は高圧リフロー
法により、コンタクトホールの開口や配線溝にＡｌ合金
膜をリフローさせた状態、（ｆ）はエッチバック法を用
いて、コンタクトホール配線と溝配線で構成される配線
を形成した状態である。
【図５】本発明を適用した実施例２の、多層配線構成の
半導体装置の第１層配線後の工程を説明する、半導体装
置の概略断面図である。
半導体装置の第１層配線後の工程を説明する、半導体装
置の概略断面図である。
【図６】本発明を適用した実施例３の前半の工程を工程
順に説明する、半導体装置の概略断面図で、（ａ）は層
間絶縁膜上に絶縁薄膜を形成した状態、（ｂ）はコンタ
クトホールの開口にタングステンプラグを形成した状
態、（ｃ）はプラズマＣＶＤ酸化膜を堆積した後、プラ
ズマＣＶＤ酸化膜をパターニングして配線溝を形成した
状態である。
順に説明する、半導体装置の概略断面図で、（ａ）は層
間絶縁膜上に絶縁薄膜を形成した状態、（ｂ）はコンタ
クトホールの開口にタングステンプラグを形成した状
態、（ｃ）はプラズマＣＶＤ酸化膜を堆積した後、プラ
ズマＣＶＤ酸化膜をパターニングして配線溝を形成した
状態である。
【図７】本発明を適用した実施例３の後半の工程を工程
順に説明する、半導体装置の概略断面図で、（ｄ）はＴ
ｉ膜とＴｉＮ膜を堆積してＴｉＮ／Ｔｉ膜を形成した後
に、Ａｌ合金膜を堆積した状態、（ｅ）は高圧リフロー
法により、配線溝にＡｌ合金膜をリフローさせた後、エ
ッチバック法を用いて、配線溝部に溝配線を形成した状
態である。
順に説明する、半導体装置の概略断面図で、（ｄ）はＴ
ｉ膜とＴｉＮ膜を堆積してＴｉＮ／Ｔｉ膜を形成した後
に、Ａｌ合金膜を堆積した状態、（ｅ）は高圧リフロー
法により、配線溝にＡｌ合金膜をリフローさせた後、エ
ッチバック法を用いて、配線溝部に溝配線を形成した状
態である。
【図８】本発明を適用した実施例３の、多層配線構成の
半導体装置の第１層配線後の工程を説明する、半導体装
置の概略断面図である。
半導体装置の第１層配線後の工程を説明する、半導体装
置の概略断面図である。
【図９】従来例の半導体装置の工程を工程順に説明す
る、半導体装置の概略断面図で、（ａ）は層間絶縁膜を
パターニングしてコンタクトホールの開口を形成した状
態、（ｂ）はＴｉ膜とＴｉＮ膜を堆積してＴｉＮ／Ｔｉ
膜を形成した後に、Ａｌ合金膜を堆積した状態、（ｃ）
は高圧リフロー法によりコンタクトホールの開口にＡｌ
合金膜をリフローさせた状態である。
る、半導体装置の概略断面図で、（ａ）は層間絶縁膜を
パターニングしてコンタクトホールの開口を形成した状
態、（ｂ）はＴｉ膜とＴｉＮ膜を堆積してＴｉＮ／Ｔｉ
膜を形成した後に、Ａｌ合金膜を堆積した状態、（ｃ）
は高圧リフロー法によりコンタクトホールの開口にＡｌ
合金膜をリフローさせた状態である。
【図１０】従来例の半導体装置の、多層配線構成の半導
体装置の第１層配線後の工程を説明する、半導体装置の
概略断面図である。
体装置の第１層配線後の工程を説明する、半導体装置の
概略断面図である。
【図１１】Ａｌ合金膜の（１１１）配向性を持たせる従
来技術を説明する図で、（ａ）はＡｌ合金膜／ＴｉＮ膜
／Ｔｉ膜／ＢＰＳＧ膜構成を採る場合の図で、（ｂ）は
Ａｌ合金膜／Ｔｉ膜／ＢＰＳＧ膜構成を採る場合の図で
ある。
来技術を説明する図で、（ａ）はＡｌ合金膜／ＴｉＮ膜
／Ｔｉ膜／ＢＰＳＧ膜構成を採る場合の図で、（ｂ）は
Ａｌ合金膜／Ｔｉ膜／ＢＰＳＧ膜構成を採る場合の図で
ある。
１１…半導体基板、１２，１９，４７，６８…層間絶縁
膜、１３…拡散層、１４，３３，４３…開口、１５，３
４，５２，６１，６５，７２…ＴｉＮ／Ｔｉ膜、１６，
３５，５３，６６，７３…Ａｌ合金膜、１７…ボイド
部、１８，２０，３１，３６，４６，５４…配線、３
０，３２，４０，４８，６０，６９…絶縁薄膜、４１，
４９，６３，７１…プラズマＣＶＤ酸化膜、４２，６４
…配線溝、４４…コンタクトホール配線、４５，６７，
７４…溝配線、６２，７０…タングステンプラグ
膜、１３…拡散層、１４，３３，４３…開口、１５，３
４，５２，６１，６５，７２…ＴｉＮ／Ｔｉ膜、１６，
３５，５３，６６，７３…Ａｌ合金膜、１７…ボイド
部、１８，２０，３１，３６，４６，５４…配線、３
０，３２，４０，４８，６０，６９…絶縁薄膜、４１，
４９，６３，７１…プラズマＣＶＤ酸化膜、４２，６４
…配線溝、４４…コンタクトホール配線、４５，６７，
７４…溝配線、６２，７０…タングステンプラグ
Claims (15)
- 【請求項１】 Ａｌ合金膜による配線を有する半導体装
置において、 加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上の、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶
縁薄膜と、 前記絶縁薄膜上のＴｉ系膜と、 前記Ｔｉ系膜上の前記Ａｌ合金膜とを有することを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項２】 Ａｌ合金膜による溝配線を有する半導体
装置において、 加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上の、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶
縁薄膜と、 前記絶縁薄膜上の層間絶縁膜に設けられた配線溝と、 前記配線溝のＴｉ系膜と、 前記Ｔｉ系膜上の前記Ａｌ合金膜とを有することを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項３】 前記層間絶縁膜は、リフロー熱処理後の
ＢＰＳＧ膜およびプラズマＣＶＤ酸化膜の内、いずれか
一方の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】 前記絶縁薄膜の膜厚Ｔは、２０ｎｍ≦Ｔ
≦１００ｎｍ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５】 前記絶縁薄膜は、有機ＳＯＧ膜、無機Ｓ
ＯＧ膜およびＯ3 −ＴＥＯＳ酸化膜のうち、何れか一つ
の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６】 前記Ｔｉ系膜は、Ｔｉ膜およびＴｉ膜と
ＴｉＮ膜とより成るＴｉＮ／Ｔｉ膜の内、いずれか一方
の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７】 前記Ａｌ合金膜は、ＳｉおよびＣｕのう
ち、少なくとも何れか一方を含むＡｌ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８】 Ａｌ合金膜による配線を有する半導体装
置の製造方法において、 加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜を形成す
る工程と、 前記層間絶縁膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶
縁薄膜を形成する工程と、 前記層間絶縁膜および前記絶縁薄膜をエッチングしてコ
ンタクトホールを形成する工程と、 スパッタリング法によりＴｉ系膜を堆積する工程と、 前記Ａｌ合金膜を堆積する工程と、 リフロー法により前記コンタクトホールに前記Ａｌ合金
膜を埋め込む工程と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９】 Ａｌ合金膜による溝配線を有する半導体
装置の製造方法において、 加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い層間絶縁膜を形成す
る工程と、 前記層間絶縁膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガスを放出する絶
縁薄膜を形成する工程と、 前記絶縁薄膜上に、加熱時にＨ2 Ｏガス放出の殆ど無い
層間絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁薄膜上の前記層間絶縁膜に配線溝を形成する工
程と、 スパッタリング法によりＴｉ系膜を堆積する工程と、 前記Ａｌ合金膜を堆積する工程と、 リフロー法により前記配線溝に前記Ａｌ合金膜を埋め込
む工程と、 前記配線溝の上方の前記Ａｌ合金膜を除去して、前記配
線溝に前記溝配線を形成する工程と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１０】 前記層間絶縁膜は、リフロー熱処理後
のＢＰＳＧ膜およびプラズマＣＶＤ酸化膜の内、いずれ
か一方の膜であることを特徴とする、請求項８又は請求
項９に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記絶縁薄膜の膜厚Ｔは、２０ｎｍ≦
Ｔ≦１００ｎｍであることを特徴とする、請求項８又は
請求項９に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記絶縁薄膜は、有機ＳＯＧ膜、無機
ＳＯＧ膜およびＯ3 −ＴＥＯＳ酸化膜のうち、何れか一
つの膜であることを特徴とする、請求項８又は請求項９
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 前記Ｔｉ系膜は、Ｔｉ膜およびＴｉ膜
とＴｉＮ膜とより成るＴｉＮ／Ｔｉ膜の内、いずれか一
方の膜であることを特徴とする、請求項８又は請求項９
に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１４】 前記Ａｌ合金膜は、ＳｉおよびＣｕの
うち、少なくとも何れか一方を含むＡｌ膜であることを
特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項１５】 前記リフロー法は、高圧リフロー法で
あることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16304197A JPH1117004A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16304197A JPH1117004A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1117004A true JPH1117004A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15766067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16304197A Pending JPH1117004A (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1117004A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6429493B1 (en) | 1998-10-20 | 2002-08-06 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| US6614119B1 (en) | 1997-10-02 | 2003-09-02 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method of fabricating the same |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP16304197A patent/JPH1117004A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6614119B1 (en) | 1997-10-02 | 2003-09-02 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| US6429493B1 (en) | 1998-10-20 | 2002-08-06 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| US6511910B2 (en) | 1998-10-20 | 2003-01-28 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing semiconductor devices |
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