JPS62163346A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半導体装置
表面に形成する導電配線層の形成方法の改良に関する。

（ロ）従来の技術 半導体集積回路は多数の能動票子や受動素子が半導体基
板に設けられ、これらは導電配線層で接続きれる。この
導電配線層としてはアルミニウム層が良く用いられてお
り、このアルミニウム層は層間絶縁膜を介在させて高集
積化のため多層構造に形成きれている。

斯る多層構造のアルミニウム配線層は第２図イ乃至第２
図ホに示す如く形成きれている。先ず第２図イに示す如
く、半導体基板（１１）表面を被覆するシリコン酸化膜
（１２）に所定のコンタクト孔（１３）を形成した後、
スパッタ法により全面にアルミニウム層（１４）を被着
させる。次に第２図口に示す如く、選択エツチングを行
い所望のパターンを有する第１アルミニウム配線層（１
５）を形成する。更に第２図ハに示す如く、オーミック
コンタクトを形成するためおよび基板（１１）表面のス
パッタによるダメージを除去するために約４５０℃で３
０分間のアニール処理を行う。この工程で第１アルミニ
ウム配線層（１５）表面にはアルミニウムとシリコン酸
化膜（１２）の熱膨張係数の違いに起因してヒロックと
呼ばれる０、５〜２μｍの高さの半球状の突起（１６）
を生ずる現象がある。更に第２０二に示す如く、第１ア
ルミニウム配線ＪＧ（１５）をポリイミド樹脂等より成
る層間絶縁膜（１７）で被覆すると、突起（１６）部分
で層間絶縁膜（１７）が薄くなりクラックを発生するお
それがある。そして第２図ホに示す如く、居間絶縁膜（
１７）上に第２アルミニウム配線層（１８）を被着する
と、突起〈１６）の部分で第１アルミニウム配線Ｗｊ（
１５）と第２アルミニウム配線層（１８）間でショート
するおそれがある。

断る不所望なヒロックと呼ばれる突起（１６）を除去す
るために第３図に示す如く、第１アルミニウム配線Ｊｉ
（１５）を含む基板（１１）全面をシリコン窒化膜（１
９）で被覆して第１アルミニウム配線Ｆ７（１５）に突
起（１６）が発生することを抑制していた。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら斯る方法ではシリコン窒化膜（１９）で基
板（１１）全面を被覆するためにアルミニウムのスパッ
タによる基板（１１）表面のダメージを除去できない欠
点があった。これはアニール工程で水素（Ｎ２）をシリ
コン窒化膜（１９）で基板（１１）表面に供給するのを
妨害するためである。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は断点に鑑みてなきれ、アルミニウム層（２）上
に窒化シリコン膜（３）を被着する工程と、基板り１〉
をアニールする工程と、アルミニウム層（２）および窒
化シリコン膜（３）をパターンニングして配線層（７）
を形成する］工程とにより、従来の欠点を犬「１〕に改
善した半導体装置の製造方法を提供するものである。

（ホ）作用 本発明に依れば、アルミニウム層（２）上のみを窒化シ
リコン膜（３）で被覆して基板（１）のアニールを行う
ので、基板（１）表面のスパッタによるダメージを除去
でき且つ加熱処理で発生するヒロックと呼ばれる突起も
窒化シリコン膜（３）の介在で除去できる。

くべ）実施例 本発明に依る一実施例を第１図イ乃至第１０二を参照し
て詳述する。

本発明では第１図イに示す如く、半導体基板（１）上に
アルミニウム層（２）をスパッタ法で被着し、更に窒化
シリコン膜（３）を被着している。半導体基板（１）に
は所望の拡散領域（４）が形成され、基板（１）表面は
シリコン酸化膜（５）で被覆され、拡散領域（４）上の
シリコン酸化膜（５）には選択エツチングによりコンタ
クト孔（６）が形成されている。

このシリコン酸化膜（５）上にはスパッタ法で約１μｍ
のアルミニウム層（２）が全面に被着され、コンタクト
孔（６）を介して拡散領域（４）と接触している。アル
ミニウム層（２）上にはプラズマＣＶＤ法によりシリコ
ン窒化膜（Ｓ　Ｉ　Ｎ）（３）を約１０００人の厚きに
被着している。なおアルミニウム層（２）をスパッタす
る際に基板（１）表面にダメージを生じてしまう。

次に第１図口に示す如く、基板（１）をアニールしでい
る。本工程では加熱炉内に基板（１）を配置し、Ｎ２ガ
ス雰囲気中で４５０°Ｃで３０分間の加熱処理を行う。

この加熱処理中にアルミニウム層（２）に含まれたＨ、
ガスが基板（１〉表面のダメージ領域まで拡散し、水素
アニールを行ってスパッタによるダメージを除去する。

また本工程では同時にアルミニウム層（２）と拡散領域
（４）のオーミンクコンタクトも形成している。なお本
工程ではアルミニウム１（２）の全表面を硬い窒化シリ
コン膜（３）で被覆しているので、アルミニウム層（２
）表面が固定きれてヒロックと呼ばれる突起の形成を抑
えている。

更に第１図ハに示す如く、アルミニウム層（２）および
窒化シリコン膜（３〉をパターンニングして第１の配線
層（７）を形成している。本工程では図示しないがホト
レジスト膜をマスクとして塩素系反応ガス、例えば四塩
化次素（ＣＣＬ）等を用いて窒化シリコン膜（３〉およ
びアルミニウム層（２）を選択的にドライエツチングし
てバクーンニングし第１の配線層（７）を形成し、ホト
レジスト膜を除去する。

更に第１０二に示す如く、層間絶縁膜（８）を全面に付
若した後、第２の配線ＷＩ（９）を形成している。層間
絶縁膜（８）としてはポリイミド樹脂を用い、所望の第
１の配線層（７）上にコンタクト孔（１０）を形成した
後アルミニウム層を全面に被着してパターンニングし第
２の配線層＜９）を形成している。

（ト）発明の効果 本発明に依ればアルミニウム層（２）を窒化シリコン膜
（３〉で完全に被覆した状態で基板（１）のアニールを
行うので、ヒロックと呼ばれる突起の発生を完全に防止
できる利点を有する。

また本発明に依れば、隣接する第１の配線層（７）の間
隔を狭めても突起の発生が皆無であり、隣接する第１の
配線層（７）の短絡を防止でき、隣接する第１の配線層
（７）の間隔を狭めて配線できる利点を有する。

更に本発明に依れば、突起が発生しないので容易に多層
配線構造を実現できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図イ乃至第１０二は本発明に依る半導体装置の製造
方法を説明する断面図、第２図イ乃至第２図ポは従来の
多層電極の形成方法を説明する断面図、第３図は従来の
配線層への突起の発生を抑制する方法を説明する断面図
である。 ＜１）は半導体基板、（２）はアルミニウム層、（３）
は窒化シリコン膜、（４）は拡散領域、（５）はシリコ
ン酸化膜、（７）は第１の配線層、（８）は層間絶縁膜
、＜９）は第２の配線層である。 出願人　三洋電機株式会社　外１名 代理人　弁理士　　佐　野　静　夫 第１図イ 築１図ハ 第１０二 第２図イ 第２図口 第２図ハ 第２ｎニ 第２図本 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上にアルミニウム層をスパッタ法で被着し、更
   に窒化シリコン膜を被着する工程と、前記基板をアニー
   ルする工程と、 前記アルミニウム層および窒化シリコン膜をパターンニ
   ングして配線層を形成する工程とを具備することを特徴
   とする半導体装置の製造方法。