JPS58204556A - 配線方法 - Google Patents
配線方法Info
- Publication number
- JPS58204556A JPS58204556A JP8822282A JP8822282A JPS58204556A JP S58204556 A JPS58204556 A JP S58204556A JP 8822282 A JP8822282 A JP 8822282A JP 8822282 A JP8822282 A JP 8822282A JP S58204556 A JPS58204556 A JP S58204556A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- film
- window
- wiring
- melting point
- Prior art date
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- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は集積回路の多層配線の方法に関し、特にＡＩと
の良好な電気的接触を得る方法に関する。
の良好な電気的接触を得る方法に関する。
ＡＩは、Ａｕに次ぐ良電導体であり、微細加工性もよく
、安価であるために、半導体や集積回路などの配線金属
として用いられている。ＡＩ は空気中の水分や水を用
いた処理などにより表面に数百＾アルミナ層が生じ、ア
ルミナは不導通のため、金属をただ単に接触させただけ
では接触抵抗が大きく、金属を擦り付けるなり突き刺す
なりしてアルミナ層を破るようにしないと、接触抵抗を
小さくすることはできない。集積回路において、ＡＩ配
線上に層間絶縁膜８ｉ０．を気相成長し、Ｓｉｎ。
、安価であるために、半導体や集積回路などの配線金属
として用いられている。ＡＩ は空気中の水分や水を用
いた処理などにより表面に数百＾アルミナ層が生じ、ア
ルミナは不導通のため、金属をただ単に接触させただけ
では接触抵抗が大きく、金属を擦り付けるなり突き刺す
なりしてアルミナ層を破るようにしないと、接触抵抗を
小さくすることはできない。集積回路において、ＡＩ配
線上に層間絶縁膜８ｉ０．を気相成長し、Ｓｉｎ。
躾にバッファド弗酸またはＣＦ、ドライエツチングによ
りスルーホールを開けて、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａなど
の高融点金属を蒸着した後、ＡＩ、Ｐｉ などの低抵
抗金属を連続して蒸着すれば、スルーホールの開口が１
００μｍ角以上と大きいときには、接触抵抗は小さくて
問題はなかった。しかし、接触部分が数μｍ角と小さく
なると、接触抵抗が大きくなり、まったく導通しないこ
とも生じた。
りスルーホールを開けて、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｔａなど
の高融点金属を蒸着した後、ＡＩ、Ｐｉ などの低抵
抗金属を連続して蒸着すれば、スルーホールの開口が１
００μｍ角以上と大きいときには、接触抵抗は小さくて
問題はなかった。しかし、接触部分が数μｍ角と小さく
なると、接触抵抗が大きくなり、まったく導通しないこ
とも生じた。
本発明の目的は、接触面積が数μｍ角と小さくてもＡＩ
との良好な電気的接触を得ることができる配線方法を
提供することにある。
との良好な電気的接触を得ることができる配線方法を
提供することにある。
本発明によれば、基板上にＡＩ 配線を形成し、＃ＡＩ
配線を含む全面に層間絶縁膜を形成した後、＃記Ａｌ配
線上の所定の部分に開口のあるホトレシスト膜を設け、
該開口下の層間絶縁膜およびＡＩ配線の表面を除去し、
全面に高融点金属を被着し、該ホトレジスト膜を除去し
た後、Ａｌ 配線を形成する工程と、配線形成後に加熱
する工程とを有することを特徴とする配線方法が得られ
る。
配線を含む全面に層間絶縁膜を形成した後、＃記Ａｌ配
線上の所定の部分に開口のあるホトレシスト膜を設け、
該開口下の層間絶縁膜およびＡＩ配線の表面を除去し、
全面に高融点金属を被着し、該ホトレジスト膜を除去し
た後、Ａｌ 配線を形成する工程と、配線形成後に加熱
する工程とを有することを特徴とする配線方法が得られ
る。
本発明は、次のような実験結果に基づいてなされたもの
である。ＡＩ は空気中の水分や水処理などにより表面
に数百へのアルミナ層が生じるが、ＡＩにＴｉ、Ｍｏ、
Ｃｒなとの高融点金属を接触させて加熱すれば、導通が
得られることを見い出した。
である。ＡＩ は空気中の水分や水処理などにより表面
に数百へのアルミナ層が生じるが、ＡＩにＴｉ、Ｍｏ、
Ｃｒなとの高融点金属を接触させて加熱すれば、導通が
得られることを見い出した。
ＡＩ 表内に生じるアルミナ層は水酸化物または含水結
晶であり分子結合が弱いために、加熱により高融点金属
はアルミナの酸素基または水酸基を分離してＡｌ 中へ
拡散し、導通が得られるものと考えられる。高融点金ｇ
Ｔｉでは接触部分が２μｎ１角でも３００℃以上で数分
間／ＪＯ熱ｒれば鈑触抵抗は１１ １０以下になることが分った。しかし、ＡＩ 上にＳｉ
Ｏ，膜を気相成長すると状況は賞って（る。気相成長に
おいては、雰囲気が酸素を含み水分を含まずに約４００
℃に加熱されるため、ＡＩ 表面ば熱酸化され分子結合
の強い無水結晶のアルミナになる。無水アルミナはＳｉ
ｎ、膜を開口するときに用いるバッファド弗酸やＣＰ、
ガスには溶けにくい。
晶であり分子結合が弱いために、加熱により高融点金属
はアルミナの酸素基または水酸基を分離してＡｌ 中へ
拡散し、導通が得られるものと考えられる。高融点金ｇ
Ｔｉでは接触部分が２μｎ１角でも３００℃以上で数分
間／ＪＯ熱ｒれば鈑触抵抗は１１ １０以下になることが分った。しかし、ＡＩ 上にＳｉ
Ｏ，膜を気相成長すると状況は賞って（る。気相成長に
おいては、雰囲気が酸素を含み水分を含まずに約４００
℃に加熱されるため、ＡＩ 表面ば熱酸化され分子結合
の強い無水結晶のアルミナになる。無水アルミナはＳｉ
ｎ、膜を開口するときに用いるバッファド弗酸やＣＰ、
ガスには溶けにくい。
そして、開口面積が小さくなるにつれて反応が進みやす
い結晶粒界も少なくなるために、アルミナのエツチング
速度は遅くなり、無水アルミナが残りやすくなる。無水
アルミナが残った開口では高融点金属はアルミナ層を拡
散することができず、導通が得られないことになる。こ
のため、開口のエツチング方法や熱処理方法により、開
口における接触抵抗は大きくばらつくことになった。そ
こで、本発明は、ＡＩ 表面の無水アルミナを積極的に
除去にしようとするものである。
い結晶粒界も少なくなるために、アルミナのエツチング
速度は遅くなり、無水アルミナが残りやすくなる。無水
アルミナが残った開口では高融点金属はアルミナ層を拡
散することができず、導通が得られないことになる。こ
のため、開口のエツチング方法や熱処理方法により、開
口における接触抵抗は大きくばらつくことになった。そ
こで、本発明は、ＡＩ 表面の無水アルミナを積極的に
除去にしようとするものである。
以下、本発明についての実施例を図面を用いて説明する
。
。
第１図〜第７図は、本発明の一実施例を説明す１１′。
るための図である。第１図のようにＳｉ窒化膜で全面が
被覆された８ｉ基板１の上に、エツチング法により厚さ
０．３μｍのＡＩパターン２を形成し、第２図のように
全面に層間絶縁膜としてＳｉＯ，３を厚さ０．４μｍ気
相成長し、第３図のように２μｍ角の開ロバターン５の
あるホトレジスト膜４を形成し、第４図のようにＣＦ４
ガスを用いた平行平板リアクティブスパッタエツチング
によりＳｉｎ、膜３に開口５を設け、温めた濃リン酸に
数十秒つけてＡ１表面を０．１μｍｉ込み、第５図のよ
うに全面に高融点金属Ｔｉ５を０．３μｍ蒸着し、第６
図のようにホトレジスト膜３を溶かしてリフトオフし開
口５の中に高融点金属Ｔｒ ６を残し、ｔ／ｇ７図のよ
うにエツチング法により第２層ＡＩ配線７を形成し、窒
素雰囲気中で３５０℃で（９）分間加熱してＴｉをＡＩ
中へ熱拡散させることにより配線を導通させることがで
きる。
被覆された８ｉ基板１の上に、エツチング法により厚さ
０．３μｍのＡＩパターン２を形成し、第２図のように
全面に層間絶縁膜としてＳｉＯ，３を厚さ０．４μｍ気
相成長し、第３図のように２μｍ角の開ロバターン５の
あるホトレジスト膜４を形成し、第４図のようにＣＦ４
ガスを用いた平行平板リアクティブスパッタエツチング
によりＳｉｎ、膜３に開口５を設け、温めた濃リン酸に
数十秒つけてＡ１表面を０．１μｍｉ込み、第５図のよ
うに全面に高融点金属Ｔｉ５を０．３μｍ蒸着し、第６
図のようにホトレジスト膜３を溶かしてリフトオフし開
口５の中に高融点金属Ｔｒ ６を残し、ｔ／ｇ７図のよ
うにエツチング法により第２層ＡＩ配線７を形成し、窒
素雰囲気中で３５０℃で（９）分間加熱してＴｉをＡＩ
中へ熱拡散させることにより配線を導通させることがで
きる。
２μｍ角スルーホールの抵抗値は、熱処理前では数十Ω
〜数にΩまでばらついているが、３５０℃で約１５分の
熱処理により１０以下になる。３５０℃で（資）分熱処
理しだものの一例として、１枚のウェハにつき１００点
で（資）枚のウェハについて測定した抵抗値は０．３２
±０．１４０（９５チ分布限界）であり、抵抗値とばら
つき共に非常に小さくなる。また、Ａ１表面を溶かさず
に高融点金属Ｔｉを介しただけのものでは、３５０℃（
資）分の熱処理で数Ω〜数十〇であり、１０以下になる
までには１時間以上の熱処理が必要となり、スルーボー
ル抵抗の下がり方が遅くなる。また、高融点金属Ｔｉ
を入れなかったものでは、スルーホール抵抗はａ６Ω〜
ａＭΩまでばらついている。熱処理の効果として約２５
０℃以上で加熱すれば、スルーホール抵抗の降下が見ら
れる。
〜数にΩまでばらついているが、３５０℃で約１５分の
熱処理により１０以下になる。３５０℃で（資）分熱処
理しだものの一例として、１枚のウェハにつき１００点
で（資）枚のウェハについて測定した抵抗値は０．３２
±０．１４０（９５チ分布限界）であり、抵抗値とばら
つき共に非常に小さくなる。また、Ａ１表面を溶かさず
に高融点金属Ｔｉを介しただけのものでは、３５０℃（
資）分の熱処理で数Ω〜数十〇であり、１０以下になる
までには１時間以上の熱処理が必要となり、スルーボー
ル抵抗の下がり方が遅くなる。また、高融点金属Ｔｉ
を入れなかったものでは、スルーホール抵抗はａ６Ω〜
ａＭΩまでばらついている。熱処理の効果として約２５
０℃以上で加熱すれば、スルーホール抵抗の降下が見ら
れる。
このような本発明によれば、スルーホールが２μｍ角と
小さくても、スルーホール抵抗は１０以下になり、抵抗
値とばらつき供に小さく、従来では得られなかった値で
あ、ることからも本発明の効果は明らかである。
小さくても、スルーホール抵抗は１０以下になり、抵抗
値とばらつき供に小さく、従来では得られなかった値で
あ、ることからも本発明の効果は明らかである。
実施例では、高融点金属としてＩｌｌ ｉ を用いたが
、ほかにＣｒ 、 Ｍｏ 、 Ｔａ 、 Ｐｔ 、Ｗ、
Ｖ、 Ｎｂ などあってもよい。
、ほかにＣｒ 、 Ｍｏ 、 Ｔａ 、 Ｐｔ 、Ｗ、
Ｖ、 Ｎｂ などあってもよい。
Ａ１表面を除去するエツチング液は、リン酸に硫酸、硝
酸、醋酸、シュウ酸、クエン酸、氷醋酸、オルトトルイ
ジンなどを加えてもよい。
酸、醋酸、シュウ酸、クエン酸、氷醋酸、オルトトルイ
ジンなどを加えてもよい。
ｇＡ１図〜第７図１ｉＡｌ との電気的接触を得る本
発明Ｊ）実施例を説明するための図である。 図において１は絶縁された基板、２は第１層ん配縁、３
は層間絶縁）１４Ｓｉ（１，、４はホトレジスト膜、５
は開１］（スルーボール）、６は高融点金属、７は第２
層ＡＩ配線である。 ２５１
発明Ｊ）実施例を説明するための図である。 図において１は絶縁された基板、２は第１層ん配縁、３
は層間絶縁）１４Ｓｉ（１，、４はホトレジスト膜、５
は開１］（スルーボール）、６は高融点金属、７は第２
層ＡＩ配線である。 ２５１
Claims (1)
- 基板上にＡＩ配線を形成し、該ＡＩ配線を含む全面に層
間絶縁膜を形成した後、前記ＡＩ配線−ヒの所定の部分
に開口のあるホトレジスト膜を設け、該開口下の層間絶
縁膜およびＡＩ 配線の表面を除去し、全面に高融点金
属を被着し、該ホトレジスト膜を除去し、配線を形成し
、加熱する工程を有することを％微とする配線方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8822282A JPS58204556A (ja) | 1982-05-25 | 1982-05-25 | 配線方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8822282A JPS58204556A (ja) | 1982-05-25 | 1982-05-25 | 配線方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58204556A true JPS58204556A (ja) | 1983-11-29 |
Family
ID=13936845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8822282A Pending JPS58204556A (ja) | 1982-05-25 | 1982-05-25 | 配線方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58204556A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0799198A (ja) * | 1993-06-24 | 1995-04-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-05-25 JP JP8822282A patent/JPS58204556A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0799198A (ja) * | 1993-06-24 | 1995-04-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
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