JPH11214387A - 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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- JPH11214387A JPH11214387A JP1006698A JP1006698A JPH11214387A JP H11214387 A JPH11214387 A JP H11214387A JP 1006698 A JP1006698 A JP 1006698A JP 1006698 A JP1006698 A JP 1006698A JP H11214387 A JPH11214387 A JP H11214387A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】 シリコン基板１上に絶縁膜２を堆積し、
リソグラフィ技術により配線パターンとは反転のパター
ンにレジスト３をパターニングする。レジスト３をマス
クとして絶縁膜２をエッチングして配線パターンの位置
に溝８を形成し、溝８が形成された絶縁膜２上にアルミ
ニウム系または銅系材料の多結晶金属膜４を堆積する。
レーザ照射またはヒータ加熱により金属膜４の一部を溶
融し、種結晶６となるアルミニウム系または銅系材料の
単結晶を溶融部に接触させた後レーザ７またはヒータを
移動して溶融部を徐々に移動させることにより金属膜４
を単結晶化する。化学機械研磨（ＣＭＰ）により余分な
金属膜４を除去して溝８内に平坦な配線層５を形成す
る。これにより、耐エレクトロマイグレーション性、耐
ストレスマイグレーション性を有する配線形成が可能に
なる。
リソグラフィ技術により配線パターンとは反転のパター
ンにレジスト３をパターニングする。レジスト３をマス
クとして絶縁膜２をエッチングして配線パターンの位置
に溝８を形成し、溝８が形成された絶縁膜２上にアルミ
ニウム系または銅系材料の多結晶金属膜４を堆積する。
レーザ照射またはヒータ加熱により金属膜４の一部を溶
融し、種結晶６となるアルミニウム系または銅系材料の
単結晶を溶融部に接触させた後レーザ７またはヒータを
移動して溶融部を徐々に移動させることにより金属膜４
を単結晶化する。化学機械研磨（ＣＭＰ）により余分な
金属膜４を除去して溝８内に平坦な配線層５を形成す
る。これにより、耐エレクトロマイグレーション性、耐
ストレスマイグレーション性を有する配線形成が可能に
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に耐エレクト
ロマイグレーション性、耐ストレスマイグレーション性
に優れた高信頼性配線を有する半導体装置およびその製
造方法に関するものである。
ロマイグレーション性、耐ストレスマイグレーション性
に優れた高信頼性配線を有する半導体装置およびその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置の配線は以下に示すよ
うな方法で製造されていた。まず、半導体基板上にトラ
ンジスタ等の素子を形成した後、層間絶縁膜を堆積し、
さらに必要な箇所に電気的接続のためのコンタクトホー
ルを開ける。次いでアルミニウム系または銅系材料を堆
積して配線となる金属膜を形成する。それから、上記金
属膜状にフォトリソグラフィ工程によりフォトレジスト
を配線パターンにパターニングし、最後に上記フォトレ
ジストをマスクとして上記金属膜をエッチングし、さら
に上記フォトレジストを除去することにより多結晶金属
膜から成る配線を得る。
うな方法で製造されていた。まず、半導体基板上にトラ
ンジスタ等の素子を形成した後、層間絶縁膜を堆積し、
さらに必要な箇所に電気的接続のためのコンタクトホー
ルを開ける。次いでアルミニウム系または銅系材料を堆
積して配線となる金属膜を形成する。それから、上記金
属膜状にフォトリソグラフィ工程によりフォトレジスト
を配線パターンにパターニングし、最後に上記フォトレ
ジストをマスクとして上記金属膜をエッチングし、さら
に上記フォトレジストを除去することにより多結晶金属
膜から成る配線を得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、半導体装置の高
集積化、微細化に伴い、各素子間を結ぶ配線の微細化も
進められている。そして、微細化が進むにつれて耐エレ
クトロマイグレーション性、耐ストレスマイグレーショ
ン性等の特性に対する要求が厳しくなってきている。
集積化、微細化に伴い、各素子間を結ぶ配線の微細化も
進められている。そして、微細化が進むにつれて耐エレ
クトロマイグレーション性、耐ストレスマイグレーショ
ン性等の特性に対する要求が厳しくなってきている。
【０００４】エレクトロマイグレーションとは、高い電
流密度下で配線を流れる電子が金属イオンと運動量の交
換を行い、金属イオンを次第に正側に押しやるために発
生するものである。多結晶金属膜から成る配線において
は結晶粒界においてイオンの移動が不均一となり、場所
によりイオンの過不足が生じる。そして、イオンが不足
した部分ではボイドの成長による断線が、過剰となった
部分ではヒロックの成長により隣接する配線との短絡が
起こる。
流密度下で配線を流れる電子が金属イオンと運動量の交
換を行い、金属イオンを次第に正側に押しやるために発
生するものである。多結晶金属膜から成る配線において
は結晶粒界においてイオンの移動が不均一となり、場所
によりイオンの過不足が生じる。そして、イオンが不足
した部分ではボイドの成長による断線が、過剰となった
部分ではヒロックの成長により隣接する配線との短絡が
起こる。
【０００５】また、ストレスマイグレーションとは配線
を構成する金属とそれを保護するために被覆するパッシ
ベーション膜との熱膨張差によって生じた応力を緩和す
るために金属原子が移動し、結果的にボイドが生じて断
線に至る現象である。以上のことから、耐エレクトロマ
イグレーション性、耐ストレスマイグレーション性は半
導体装置の信頼性を向上させる上で重要な問題である
が、上記従来の半導体装置ではこの問題が解決されてい
なかった。
を構成する金属とそれを保護するために被覆するパッシ
ベーション膜との熱膨張差によって生じた応力を緩和す
るために金属原子が移動し、結果的にボイドが生じて断
線に至る現象である。以上のことから、耐エレクトロマ
イグレーション性、耐ストレスマイグレーション性は半
導体装置の信頼性を向上させる上で重要な問題である
が、上記従来の半導体装置ではこの問題が解決されてい
なかった。
【０００６】したがって、この発明の目的は、上記問題
点を解決するためになされたもので、信頼性の高い半導
体装置およびその製造方法を提供することである。
点を解決するためになされたもので、信頼性の高い半導
体装置およびその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明の請求項１記載の半導体装置は、半導体基板
上に堆積した層間絶縁膜上の配線が、結晶方位を制御さ
れた配線材料の単結晶により形成されていることを特徴
とする。このように、結晶方位が制御された配線材料の
単結晶により配線が形成されているので、従来の多結晶
配線に比べ優れた耐エレクトロマイグレーション性、耐
ストレスマイグレーション性を有する配線形成が可能に
なる。
にこの発明の請求項１記載の半導体装置は、半導体基板
上に堆積した層間絶縁膜上の配線が、結晶方位を制御さ
れた配線材料の単結晶により形成されていることを特徴
とする。このように、結晶方位が制御された配線材料の
単結晶により配線が形成されているので、従来の多結晶
配線に比べ優れた耐エレクトロマイグレーション性、耐
ストレスマイグレーション性を有する配線形成が可能に
なる。
【０００８】請求項２記載の半導体装置は、請求項１に
おいて、配線材料がアルミニウム系または銅系材料であ
る。このように、配線材料をアルミニウム系または銅系
材料としてこれを単結晶化したので、従来のアルミニウ
ム系または銅系材料の多結晶配線に比べ優れた耐エレク
トロマイグレーション性、耐ストレスマイグレーション
性を有する配線形成が可能になる。
おいて、配線材料がアルミニウム系または銅系材料であ
る。このように、配線材料をアルミニウム系または銅系
材料としてこれを単結晶化したので、従来のアルミニウ
ム系または銅系材料の多結晶配線に比べ優れた耐エレク
トロマイグレーション性、耐ストレスマイグレーション
性を有する配線形成が可能になる。
【０００９】請求項３記載の半導体装置は、請求項１に
おいて、配線がアルミニウム系材料の単結晶からなり、
その結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直
である。アルミニウム系材料の多結晶から成る配線にお
いては、アルミニウムの（１１１）面配向性が高いほど
耐エレクトロマイグレーション性が向上する。したがっ
て、配線がアルミニウム系材料の単結晶からなり、その
結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直であ
る本装置においては、耐エレクトロマイグレーション
性、耐ストレスマイグレーション性がさらに向上する。
おいて、配線がアルミニウム系材料の単結晶からなり、
その結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直
である。アルミニウム系材料の多結晶から成る配線にお
いては、アルミニウムの（１１１）面配向性が高いほど
耐エレクトロマイグレーション性が向上する。したがっ
て、配線がアルミニウム系材料の単結晶からなり、その
結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直であ
る本装置においては、耐エレクトロマイグレーション
性、耐ストレスマイグレーション性がさらに向上する。
【００１０】請求項４記載の半導体装置は、請求項１に
おいて、配線が銅系材料の単結晶からなり、その結晶の
（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直である。銅
系材料の多結晶から成る配線においても、銅の（１１
１）面配向性が高いほど耐エレクトロマイグレーション
性が向上する。したがって、配線が銅系材料の単結晶か
らなり、その結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対
して垂直である本装置においては、耐エレクトロマイグ
レーション性、耐ストレスマイグレーション性がさらに
向上する。
おいて、配線が銅系材料の単結晶からなり、その結晶の
（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直である。銅
系材料の多結晶から成る配線においても、銅の（１１
１）面配向性が高いほど耐エレクトロマイグレーション
性が向上する。したがって、配線が銅系材料の単結晶か
らなり、その結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対
して垂直である本装置においては、耐エレクトロマイグ
レーション性、耐ストレスマイグレーション性がさらに
向上する。
【００１１】請求項５記載の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に絶縁膜を堆積する工程と、リソグラフィ
技術により配線パターンとは反転のパターンにレジスト
をパターニングする工程と、前記レジストをマスクとし
て前記絶縁膜をエッチングして配線パターンの位置に溝
を形成する工程と、前記溝が形成された絶縁膜上に配線
材料の多結晶膜を堆積する工程と、前記金属膜の一部を
溶融し種結晶となる配線材料の単結晶を溶融部に接触さ
せた後、溶融部を徐々に移動させることにより前記金属
膜を単結晶化する工程と、単結晶化した金属膜の余分な
部分を除去して前記溝内に平坦な配線層を形成する工程
とを含む。
半導体基板上に絶縁膜を堆積する工程と、リソグラフィ
技術により配線パターンとは反転のパターンにレジスト
をパターニングする工程と、前記レジストをマスクとし
て前記絶縁膜をエッチングして配線パターンの位置に溝
を形成する工程と、前記溝が形成された絶縁膜上に配線
材料の多結晶膜を堆積する工程と、前記金属膜の一部を
溶融し種結晶となる配線材料の単結晶を溶融部に接触さ
せた後、溶融部を徐々に移動させることにより前記金属
膜を単結晶化する工程と、単結晶化した金属膜の余分な
部分を除去して前記溝内に平坦な配線層を形成する工程
とを含む。
【００１２】このように、金属膜の一部を溶融させ、そ
の溶融した部分に金属膜と同じ組成を有する単結晶から
なる種結晶を付け、溶融部を徐々に移動させることによ
り、基板上に堆積された配線となるべき多結晶金属膜を
溶融再結晶化して単結晶化するので、従来の多結晶配線
に比べ優れた耐エレクトロマイグレーション性、耐スト
レスマイグレーション性を有する配線形成が可能にな
る。また、得られる単結晶の結晶方位は種結晶の結晶方
位に依存するので、種結晶を溶融部につける際に結晶方
位を制御することにより、所望の結晶方位を有する単結
晶金属膜を得ることができる。
の溶融した部分に金属膜と同じ組成を有する単結晶から
なる種結晶を付け、溶融部を徐々に移動させることによ
り、基板上に堆積された配線となるべき多結晶金属膜を
溶融再結晶化して単結晶化するので、従来の多結晶配線
に比べ優れた耐エレクトロマイグレーション性、耐スト
レスマイグレーション性を有する配線形成が可能にな
る。また、得られる単結晶の結晶方位は種結晶の結晶方
位に依存するので、種結晶を溶融部につける際に結晶方
位を制御することにより、所望の結晶方位を有する単結
晶金属膜を得ることができる。
【００１３】請求項６記載の半導体装置の製造方法は、
請求項５において、配線材料がアルミニウム系または銅
系材料である。このように、配線材料をアルミニウム系
または銅系材料としてこれを単結晶化するので、従来の
アルミニウム系または銅系材料の多結晶配線に比べ優れ
た耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイグ
レーション性を有する配線形成が可能になる。
請求項５において、配線材料がアルミニウム系または銅
系材料である。このように、配線材料をアルミニウム系
または銅系材料としてこれを単結晶化するので、従来の
アルミニウム系または銅系材料の多結晶配線に比べ優れ
た耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイグ
レーション性を有する配線形成が可能になる。
【００１４】請求項７記載の半導体装置の製造方法は、
請求項５において、レーザ照射またはヒータ加熱により
金属膜の一部を溶融し、レーザまたはヒータを移動して
溶融部を移動させる。このように、レーザ照射またはヒ
ータ加熱により金属膜の一部を溶融し、レーザまたはヒ
ータを移動して溶融部を移動させることにより、金属膜
全体を単結晶化することができる。
請求項５において、レーザ照射またはヒータ加熱により
金属膜の一部を溶融し、レーザまたはヒータを移動して
溶融部を移動させる。このように、レーザ照射またはヒ
ータ加熱により金属膜の一部を溶融し、レーザまたはヒ
ータを移動して溶融部を移動させることにより、金属膜
全体を単結晶化することができる。
【００１５】請求項８記載の半導体装置の製造方法は、
請求項５において、単結晶化した金属膜の余分な部分を
化学機械研磨（ＣＭＰ）により除去する。このように、
単結晶化した金属膜の余分な部分を化学機械研磨により
除去することにより、溝内に平坦な配線層を形成するこ
とができる。
請求項５において、単結晶化した金属膜の余分な部分を
化学機械研磨（ＣＭＰ）により除去する。このように、
単結晶化した金属膜の余分な部分を化学機械研磨により
除去することにより、溝内に平坦な配線層を形成するこ
とができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図１〜図
３に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態の
半導体装置の断面図、図２はこの発明の実施の形態の半
導体装置の製造方法を示す工程断面図、図３はこの発明
の実施の形態の半導体装置の製造方法において金属膜を
溶融する工程を示す概念図である。図１において、１は
シリコン基板で、トランジスタ等の素子が形成されてい
る。２はその上に堆積した層間絶縁膜である。層間絶縁
膜２の上面には溝８が形成され、この溝８に配線５が埋
め込まれている。配線５は、結晶方位が制御された配線
材料、例えばアルミニウム系または銅系材料の単結晶に
より形成されている。また、その結晶の（１１１）軸は
シリコン基板１の表面（（１００）面）に対して垂直に
なっている。
３に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態の
半導体装置の断面図、図２はこの発明の実施の形態の半
導体装置の製造方法を示す工程断面図、図３はこの発明
の実施の形態の半導体装置の製造方法において金属膜を
溶融する工程を示す概念図である。図１において、１は
シリコン基板で、トランジスタ等の素子が形成されてい
る。２はその上に堆積した層間絶縁膜である。層間絶縁
膜２の上面には溝８が形成され、この溝８に配線５が埋
め込まれている。配線５は、結晶方位が制御された配線
材料、例えばアルミニウム系または銅系材料の単結晶に
より形成されている。また、その結晶の（１１１）軸は
シリコン基板１の表面（（１００）面）に対して垂直に
なっている。
【００１７】次に上記のように構成した半導体装置の製
造方法について説明する。まず図２（ａ）に示すよう
に、シリコン基板１上にトランジスタ等の素子を形成し
た後に層間絶縁膜２を堆積する。次にフォトリソグラフ
ィ工程によりフォトレジスト３を配線パターンとは反転
のパターンにパターニングする。このフォトレジストを
マスクとして層間絶縁膜２をエッチングして図２（ｂ）
に示すような配線パターンの溝８を形成した後に配線と
なる多結晶金属膜４を堆積する。
造方法について説明する。まず図２（ａ）に示すよう
に、シリコン基板１上にトランジスタ等の素子を形成し
た後に層間絶縁膜２を堆積する。次にフォトリソグラフ
ィ工程によりフォトレジスト３を配線パターンとは反転
のパターンにパターニングする。このフォトレジストを
マスクとして層間絶縁膜２をエッチングして図２（ｂ）
に示すような配線パターンの溝８を形成した後に配線と
なる多結晶金属膜４を堆積する。
【００１８】次に図３に示すように、多結晶金属膜４の
一部をレーザ７で照射することにより溶融させる。溶融
した部分に種結晶６となるアルミニウム系または銅系材
料の単結晶を所望の結晶方位に制御して接触させた後、
レーザ７を徐々に矢印の方向に移動させていくことによ
り全体を単結晶化する。このようにして得られた単結晶
金属膜のうち、配線以外の部分を化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）等で除去することにより制御された結晶方位を有す
る単結晶配線５を得る。
一部をレーザ７で照射することにより溶融させる。溶融
した部分に種結晶６となるアルミニウム系または銅系材
料の単結晶を所望の結晶方位に制御して接触させた後、
レーザ７を徐々に矢印の方向に移動させていくことによ
り全体を単結晶化する。このようにして得られた単結晶
金属膜のうち、配線以外の部分を化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）等で除去することにより制御された結晶方位を有す
る単結晶配線５を得る。
【００１９】以上のようにこの実施の形態によれば、レ
ーザ７照射により金属膜４の一部を溶融させ、その溶融
した部分に金属膜４と同じ組成を有する単結晶からなる
種結晶６を付け、レーザ７を移動して溶融部を徐々に移
動させることにより、基板１上に堆積された配線５とな
るべき多結晶金属膜４を溶融再結晶化して単結晶化する
ので、従来の多結晶配線に比べ優れた耐エレクトロマイ
グレーション性、耐ストレスマイグレーション性を有す
る配線形成が可能になる。また、得られる単結晶の結晶
方位は種結晶６の結晶方位に依存するので、種結晶６を
溶融部につける際に結晶方位を制御することにより、所
望の結晶方位を有する単結晶金属膜を得ることができ
る。
ーザ７照射により金属膜４の一部を溶融させ、その溶融
した部分に金属膜４と同じ組成を有する単結晶からなる
種結晶６を付け、レーザ７を移動して溶融部を徐々に移
動させることにより、基板１上に堆積された配線５とな
るべき多結晶金属膜４を溶融再結晶化して単結晶化する
ので、従来の多結晶配線に比べ優れた耐エレクトロマイ
グレーション性、耐ストレスマイグレーション性を有す
る配線形成が可能になる。また、得られる単結晶の結晶
方位は種結晶６の結晶方位に依存するので、種結晶６を
溶融部につける際に結晶方位を制御することにより、所
望の結晶方位を有する単結晶金属膜を得ることができ
る。
【００２０】また、アルミニウム系または銅系材料の多
結晶から成る配線においては、アルミニウムまたは銅の
（１１１）面配向性が高いほど耐エレクトロマイグレー
ション性が向上する。そのため、配線がアルミニウム系
または銅系材料の単結晶からなり、その結晶の（１１
１）軸がシリコン基板１の表面（（１００）面）に対し
て垂直になっている本装置においては、耐エレクトロマ
イグレーション性、耐ストレスマイグレーション性がさ
らに向上する。
結晶から成る配線においては、アルミニウムまたは銅の
（１１１）面配向性が高いほど耐エレクトロマイグレー
ション性が向上する。そのため、配線がアルミニウム系
または銅系材料の単結晶からなり、その結晶の（１１
１）軸がシリコン基板１の表面（（１００）面）に対し
て垂直になっている本装置においては、耐エレクトロマ
イグレーション性、耐ストレスマイグレーション性がさ
らに向上する。
【００２１】なお、レーザ照射の代わりにヒータ加熱ま
たはその他の手段により金属膜を溶融してもよい。
たはその他の手段により金属膜を溶融してもよい。
【００２２】
【発明の効果】この発明の請求項１記載の半導体装置に
よれば、結晶方位が制御された配線材料の単結晶により
配線が形成されているので、従来の多結晶配線に比べ優
れた耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイ
グレーション性を有する配線形成が可能になる。
よれば、結晶方位が制御された配線材料の単結晶により
配線が形成されているので、従来の多結晶配線に比べ優
れた耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイ
グレーション性を有する配線形成が可能になる。
【００２３】請求項２では、配線材料をアルミニウム系
または銅系材料としてこれを単結晶化したので、従来の
アルミニウム系または銅系材料の多結晶配線に比べ優れ
た耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイグ
レーション性を有する配線形成が可能になる。請求項３
では、アルミニウム系材料の多結晶から成る配線におい
ては、アルミニウムの（１１１）面配向性が高いほど耐
エレクトロマイグレーション性が向上する。したがっ
て、配線がアルミニウム系材料の単結晶からなり、その
結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直であ
る本装置においては、耐エレクトロマイグレーション
性、耐ストレスマイグレーション性がさらに向上する。
または銅系材料としてこれを単結晶化したので、従来の
アルミニウム系または銅系材料の多結晶配線に比べ優れ
た耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイグ
レーション性を有する配線形成が可能になる。請求項３
では、アルミニウム系材料の多結晶から成る配線におい
ては、アルミニウムの（１１１）面配向性が高いほど耐
エレクトロマイグレーション性が向上する。したがっ
て、配線がアルミニウム系材料の単結晶からなり、その
結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直であ
る本装置においては、耐エレクトロマイグレーション
性、耐ストレスマイグレーション性がさらに向上する。
【００２４】請求項４では、銅系材料の多結晶から成る
配線においても、銅の（１１１）面配向性が高いほど耐
エレクトロマイグレーション性が向上する。したがっ
て、配線が銅系材料の単結晶からなり、その結晶の（１
１１）軸が半導体基板表面に対して垂直である本装置に
おいては、耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレ
スマイグレーション性がさらに向上する。
配線においても、銅の（１１１）面配向性が高いほど耐
エレクトロマイグレーション性が向上する。したがっ
て、配線が銅系材料の単結晶からなり、その結晶の（１
１１）軸が半導体基板表面に対して垂直である本装置に
おいては、耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレ
スマイグレーション性がさらに向上する。
【００２５】この発明の請求項５記載の半導体装置の製
造方法によれば、金属膜の一部を溶融させ、その溶融し
た部分に金属膜と同じ組成を有する単結晶からなる種結
晶を付け、溶融部を徐々に移動させることにより、基板
上に堆積された配線となるべき多結晶金属膜を溶融再結
晶化して単結晶化するので、従来の多結晶配線に比べ優
れた耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイ
グレーション性を有する配線形成が可能になる。また、
得られる単結晶の結晶方位は種結晶の結晶方位に依存す
るので、種結晶を溶融部につける際に結晶方位を制御す
ることにより、所望の結晶方位を有する単結晶金属膜を
得ることができる。
造方法によれば、金属膜の一部を溶融させ、その溶融し
た部分に金属膜と同じ組成を有する単結晶からなる種結
晶を付け、溶融部を徐々に移動させることにより、基板
上に堆積された配線となるべき多結晶金属膜を溶融再結
晶化して単結晶化するので、従来の多結晶配線に比べ優
れた耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイ
グレーション性を有する配線形成が可能になる。また、
得られる単結晶の結晶方位は種結晶の結晶方位に依存す
るので、種結晶を溶融部につける際に結晶方位を制御す
ることにより、所望の結晶方位を有する単結晶金属膜を
得ることができる。
【００２６】請求項６では、配線材料をアルミニウム系
または銅系材料としてこれを単結晶化するので、従来の
アルミニウム系または銅系材料の多結晶配線に比べ優れ
た耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイグ
レーション性を有する配線形成が可能になる。請求項７
では、レーザ照射またはヒータ加熱により金属膜の一部
を溶融し、レーザまたはヒータを移動して溶融部を移動
させることにより、金属膜全体を単結晶化することがで
きる。
または銅系材料としてこれを単結晶化するので、従来の
アルミニウム系または銅系材料の多結晶配線に比べ優れ
た耐エレクトロマイグレーション性、耐ストレスマイグ
レーション性を有する配線形成が可能になる。請求項７
では、レーザ照射またはヒータ加熱により金属膜の一部
を溶融し、レーザまたはヒータを移動して溶融部を移動
させることにより、金属膜全体を単結晶化することがで
きる。
【００２７】請求項８では、単結晶化した金属膜の余分
な部分を化学機械研磨により除去することにより、溝内
に平坦な配線層を形成することができる。
な部分を化学機械研磨により除去することにより、溝内
に平坦な配線層を形成することができる。
【図１】この発明の実施の形態の半導体装置の断面図で
ある。
ある。
【図２】この発明の実施の形態の半導体装置の製造方法
の工程断面図である。
の工程断面図である。
【図３】この発明の実施の形態の半導体装置の製造方法
において金属膜を溶融する工程を示す概念図である。
において金属膜を溶融する工程を示す概念図である。
１ シリコン基板（半導体基板） ２ 層間絶縁膜 ３ フォトレジスト ４ 多結晶金属膜 ５ 配線 ６ 種結晶 ７ レーザ
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体基板上に堆積した層間絶縁膜上の
配線が、結晶方位を制御された配線材料の単結晶により
形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 配線材料がアルミニウム系または銅系材
料である請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】 配線がアルミニウム系材料の単結晶から
なり、その結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対し
て垂直である請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項４】 配線が銅系材料の単結晶からなり、その
結晶の（１１１）軸が半導体基板表面に対して垂直であ
る請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項５】 半導体基板上に絶縁膜を堆積する工程
と、リソグラフィ技術により配線パターンとは反転のパ
ターンにレジストをパターニングする工程と、前記レジ
ストをマスクとして前記絶縁膜をエッチングして配線パ
ターンの位置に溝を形成する工程と、前記溝が形成され
た絶縁膜上に配線材料の多結晶膜を堆積する工程と、前
記金属膜の一部を溶融し種結晶となる配線材料の単結晶
を溶融部に接触させた後、溶融部を徐々に移動させるこ
とにより前記金属膜を単結晶化する工程と、単結晶化し
た金属膜の余分な部分を除去して前記溝内に平坦な配線
層を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 配線材料がアルミニウム系または銅系材
料である請求項５記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 レーザ照射またはヒータ加熱により金属
膜の一部を溶融し、レーザまたはヒータを移動して溶融
部を移動させる請求項５記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 単結晶化した金属膜の余分な部分を化学
機械研磨（ＣＭＰ）により除去する請求項５記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006698A JPH11214387A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP1006698A JPH11214387A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214387A true JPH11214387A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11740017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1006698A Pending JPH11214387A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11214387A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6350678B1 (en) * | 1999-09-17 | 2002-02-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Chemical-mechanical polishing of semiconductors |
| DE10217876A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung dünner metallhaltiger Schichten mit geringem elektrischen Widerstand |
| JP2005340478A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| WO2017145876A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 国立大学法人茨城大学 | 銅の成膜装置、銅の成膜方法、銅配線形成方法、銅配線 |
-
1998
- 1998-01-22 JP JP1006698A patent/JPH11214387A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6350678B1 (en) * | 1999-09-17 | 2002-02-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Chemical-mechanical polishing of semiconductors |
| DE10217876A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung dünner metallhaltiger Schichten mit geringem elektrischen Widerstand |
| JP2005340478A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP4660119B2 (ja) * | 2004-05-26 | 2011-03-30 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| WO2017145876A1 (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 国立大学法人茨城大学 | 銅の成膜装置、銅の成膜方法、銅配線形成方法、銅配線 |
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