JPS62183538A - 金属配線の形成方法 - Google Patents
金属配線の形成方法Info
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- JPS62183538A JPS62183538A JP2503186A JP2503186A JPS62183538A JP S62183538 A JPS62183538 A JP S62183538A JP 2503186 A JP2503186 A JP 2503186A JP 2503186 A JP2503186 A JP 2503186A JP S62183538 A JPS62183538 A JP S62183538A
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Landscapes
- 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】
〔概 要〕
金属配線を構成する配線金属層の形成を２層に分けて行
い、１層目の金属層に不純物をイオン注入し、その際の
注入エネルギーによってそのダレインサイズを縮小させ
た後、その上に電気伝導に主として寄与する２層目の金
属層を形成することによって該２層目の金属層のグレイ
ンの拡大を抑止し、配線金属層全体の綜合的品質の向上
を図る金属配線の形成方法。
い、１層目の金属層に不純物をイオン注入し、その際の
注入エネルギーによってそのダレインサイズを縮小させ
た後、その上に電気伝導に主として寄与する２層目の金
属層を形成することによって該２層目の金属層のグレイ
ンの拡大を抑止し、配線金属層全体の綜合的品質の向上
を図る金属配線の形成方法。
本発明は金属配線の形成方法に係り、特にＬＳｌ等、微
細化される金属配線の信転性を向上せしめる、配線金属
層の形成方法に関する。
細化される金属配線の信転性を向上せしめる、配線金属
層の形成方法に関する。
ＬＳＩ等の微細化される金属配線、例えばアルミニウム
（Ａｌ）配線においては、該配線を構成する／１層のダ
レインサイズが大きいと、Ａｌ配線が配設される基体表
面の段差により、またグレインバウンダリでの電界集中
によるマイグレーション効果の増大により、非常に断線
が発生し易くなるという問題があり、ダレインサイズの
出来得る限り小さいＡ１層即ち配線金属層の形成方法が
要望される。
（Ａｌ）配線においては、該配線を構成する／１層のダ
レインサイズが大きいと、Ａｌ配線が配設される基体表
面の段差により、またグレインバウンダリでの電界集中
によるマイグレーション効果の増大により、非常に断線
が発生し易くなるという問題があり、ダレインサイズの
出来得る限り小さいＡ１層即ち配線金属層の形成方法が
要望される。
ＬＳＩ等の製造工程において、絶縁膜上に蒸着或いはス
パッタ法により形成される配線材料層即ち配線金属層は
、絶縁膜の表面状態に影響されてグレインサイズが大き
く成長する傾向がある。
パッタ法により形成される配線材料層即ち配線金属層は
、絶縁膜の表面状態に影響されてグレインサイズが大き
く成長する傾向がある。
そこで従来、配線金属層のグレインサイズを縮小して前
記断線発生の問題を除去し、配線の信頼性を向上せしめ
るために、基体上に形成を終わった配線金属層に硼素或
いは燐等のイオン注入を行い、該イオン注入のエネルギ
ーによって上記配線金属層のグレインサイズを縮小する
方法が試みられていた。
記断線発生の問題を除去し、配線の信頼性を向上せしめ
るために、基体上に形成を終わった配線金属層に硼素或
いは燐等のイオン注入を行い、該イオン注入のエネルギ
ーによって上記配線金属層のグレインサイズを縮小する
方法が試みられていた。
然しなからこの方法によると、配線金属層の表層部のみ
しかグレインサイズの縮小が図れないので充分に配線品
質の向上が図れないという問題があり、且つ注入される
不純物が配線金属層の深部に欠陥や核が生成し、この核
が長期動作時に配線抵抗の増大やマイグレーションの増
大等、配線寿命を低下する原因の一つになるという問題
も生じていた。
しかグレインサイズの縮小が図れないので充分に配線品
質の向上が図れないという問題があり、且つ注入される
不純物が配線金属層の深部に欠陥や核が生成し、この核
が長期動作時に配線抵抗の増大やマイグレーションの増
大等、配線寿命を低下する原因の一つになるという問題
も生じていた。
上記問題点は、基体（３）上に第１の金属層（５）を形
成する工程と、該第１の金属層（５）に不純物をイオン
注入する工程と、該不純物注入が行われた第１の金属層
（５）上に第２の金属層（７）を形成する工程と、該第
１、第２の金属層（５） （７）を一括パターンニング
して、該第１、第２の金属層（５）（７）が積層されて
なる金属配線パターン（８）を形成する工程とを有する
本発明による金属配線の形成方法によって達成される。
成する工程と、該第１の金属層（５）に不純物をイオン
注入する工程と、該不純物注入が行われた第１の金属層
（５）上に第２の金属層（７）を形成する工程と、該第
１、第２の金属層（５） （７）を一括パターンニング
して、該第１、第２の金属層（５）（７）が積層されて
なる金属配線パターン（８）を形成する工程とを有する
本発明による金属配線の形成方法によって達成される。
即ち本発明は第１図〜第４図に示すように、金属配線を
構成する配線金属層の形成を薄い１層目の配線金属層と
厚い２層目の配線金属層との２層に分けて行い、ｌＮ目
の配線金属層に不純物のイオン注入を行ってそのグレイ
ンサイズを縮小させ、その上に電気伝導に主として寄与
する厚い２層目の配線金属層を形成することによって該
２層目の配線金属層のグレインの拡大を抑止する。
構成する配線金属層の形成を薄い１層目の配線金属層と
厚い２層目の配線金属層との２層に分けて行い、ｌＮ目
の配線金属層に不純物のイオン注入を行ってそのグレイ
ンサイズを縮小させ、その上に電気伝導に主として寄与
する厚い２層目の配線金属層を形成することによって該
２層目の配線金属層のグレインの拡大を抑止する。
これによって、１層目の配線金属層より厚く且つグレイ
ンサイズの小さい電気伝導に主として寄与する２層目の
配線金属層が金属配線の主体を占めるので、配線形成面
の段差やマイグレーションによる該金属配線の劣化は防
止される。
ンサイズの小さい電気伝導に主として寄与する２層目の
配線金属層が金属配線の主体を占めるので、配線形成面
の段差やマイグレーションによる該金属配線の劣化は防
止される。
またイオン注入に際しての不純物の導入による欠陥核の
形成も、１層目の配線金属層内に限定されるので、この
点でも金属配線全体として長寿命化が図れる。
形成も、１層目の配線金属層内に限定されるので、この
点でも金属配線全体として長寿命化が図れる。
以下本発明を、第１図〜第４図に示す工程断面図を参照
し、一実施例により具体的に説明する。
し、一実施例により具体的に説明する。
なお全図を通じ同一対象物は同一符合で示す。
第１図参照
本発明の方法を用いて例えばＬＳＩ等の半導体装置のア
ルミニウム（／ｌ）配線を形成するに際しては、半導体
基板１面にトランジスタ等を構成する不純物拡散領域２
等が形成され、該基板１上に絶縁膜３が形成され、該絶
縁膜３に前記不純物拡散領域２を表出する配線コンタク
ト窓４が形成されてなる被加工基板の上記配線コンタク
ト窓４の内部を含む絶縁膜３上に、通常通り蒸着法或い
はスパッタ法により厚さ例えば５００〜１０００人程度
の薄い１層目の、１１層５を形成する。
ルミニウム（／ｌ）配線を形成するに際しては、半導体
基板１面にトランジスタ等を構成する不純物拡散領域２
等が形成され、該基板１上に絶縁膜３が形成され、該絶
縁膜３に前記不純物拡散領域２を表出する配線コンタク
ト窓４が形成されてなる被加工基板の上記配線コンタク
ト窓４の内部を含む絶縁膜３上に、通常通り蒸着法或い
はスパッタ法により厚さ例えば５００〜１０００人程度
の薄い１層目の、１１層５を形成する。
第２図参照
次いで通常のイオン注入技術により、上記１層目のＡＪ
層５の表面に、例えば硼素イオン（Ｂ”″）を注入エネ
ルギー３０〜６０Ｋｅν、ドーズ量１ｘｔｏ”〜ｌＸｌ
０１４程度の条件でイオン注入し、上記Ｂ″″の注入エ
ネルギーによって該１層目のＡβ層５の少なくとも表層
部のグレインを破壊してそのグレインサイズを縮小せし
める。なおこの際１層目のＡ１１層５の内部にはイオン
注入のダメージ及び不純物即ちＢ゛の導入により欠陥核
が形成される。
層５の表面に、例えば硼素イオン（Ｂ”″）を注入エネ
ルギー３０〜６０Ｋｅν、ドーズ量１ｘｔｏ”〜ｌＸｌ
０１４程度の条件でイオン注入し、上記Ｂ″″の注入エ
ネルギーによって該１層目のＡβ層５の少なくとも表層
部のグレインを破壊してそのグレインサイズを縮小せし
める。なおこの際１層目のＡ１１層５の内部にはイオン
注入のダメージ及び不純物即ちＢ゛の導入により欠陥核
が形成される。
図中、６はダレインサイズ縮小領域を示す。
なお上記ＡＮ層５のグレインの破壊は、上記のようにイ
オン注入の際の不純物の注入エネルギーによってなされ
、注入される不純物原子によるものではない。従って該
イオン注入に用いる不純物は上記Ｂ＋に限られるもので
はなく、アルゴン（Ａｒ” ） 、りん（Ｐ”″）、砒
素（Ａｓ“）、アンチモン（ｓｂ” ）等も用いられる
。
オン注入の際の不純物の注入エネルギーによってなされ
、注入される不純物原子によるものではない。従って該
イオン注入に用いる不純物は上記Ｂ＋に限られるもので
はなく、アルゴン（Ａｒ” ） 、りん（Ｐ”″）、砒
素（Ａｓ“）、アンチモン（ｓｂ” ）等も用いられる
。
第３図参照
次いで上記表層部にダレインサイズ縮小領域６が形成さ
れた１層目のＡ１層５上に、通常の蒸着法或いはスパッ
タ法により、主として電気伝導に寄与する例えば厚さ２
０００人〜ｆ／ｊｎ程度の１層目のＡ１層５に対して大
幅に厚い電気伝導に主として寄与する２層目のＡＩ層７
を形成する。
れた１層目のＡ１層５上に、通常の蒸着法或いはスパッ
タ法により、主として電気伝導に寄与する例えば厚さ２
０００人〜ｆ／ｊｎ程度の１層目のＡ１層５に対して大
幅に厚い電気伝導に主として寄与する２層目のＡＩ層７
を形成する。
この際、２層目のＡ１層７の成長面は１層目のＡ７！層
５のグレインサイズ縮小領域６面であるので、成長され
る２層目のＡ７！層７はグレインサイズの小さいＡＪ層
になる。
５のグレインサイズ縮小領域６面であるので、成長され
る２層目のＡ７！層７はグレインサイズの小さいＡＪ層
になる。
また前記イオン注入に際して、１層目の／１層５の内部
に形成された欠陥核はその侭１層目のＡ１層５内に閉じ
込められるので、２層目の／Ｍ１層７内には欠陥核が殆
ど導入されない。
に形成された欠陥核はその侭１層目のＡ１層５内に閉じ
込められるので、２層目の／Ｍ１層７内には欠陥核が殆
ど導入されない。
第４図参照
次いで、通常のりソグラフィ技術により上記１層目のＡ
ｎ層５と２層目のＡ７！層７の積層されてなる配線金属
層を一括パターンニングして、下層部に薄い１層目のＡ
Ｎ層５を有し上層部に電気伝導に主として寄与する厚い
２層目のＡ１層７を有するＡＩ！配線８を形成する。
ｎ層５と２層目のＡ７！層７の積層されてなる配線金属
層を一括パターンニングして、下層部に薄い１層目のＡ
Ｎ層５を有し上層部に電気伝導に主として寄与する厚い
２層目のＡ１層７を有するＡＩ！配線８を形成する。
上記工程説明から明らかなように、本発明の方法により
形成したＡｊｌ配線８においては、グレインサイズが小
さく、且つイオン注入のダメージや不純物の導入によっ
て生成する欠陥核が導入されない２層目のＡＪＩ層７が
ＡＩ！、配線８の大半の厚みを占めるので、段差部にお
ける断線が発生し難く、且つＡｌのマイグレーションに
よる配線の劣化も生じ難くなる。
形成したＡｊｌ配線８においては、グレインサイズが小
さく、且つイオン注入のダメージや不純物の導入によっ
て生成する欠陥核が導入されない２層目のＡＪＩ層７が
ＡＩ！、配線８の大半の厚みを占めるので、段差部にお
ける断線が発生し難く、且つＡｌのマイグレーションに
よる配線の劣化も生じ難くなる。
以上本発明の方法を、Ａ６配線の形成例について説明し
たが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
アルミニウム合金、銅合金等、他の配線金属よりなる配
線を形成する際にも適用される。
たが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
アルミニウム合金、銅合金等、他の配線金属よりなる配
線を形成する際にも適用される。
更にまた、１層目の配線金属層と２層目の配線金属層は
異なる材質であってもよい。
異なる材質であってもよい。
以上説明のように本発明によれば、グレインサイズが小
さく、且つ欠陥核の少ない金属配線が形成できるので、
段差部における配線の断線や、マイグレーションによる
配線品質の劣化が防止される。
さく、且つ欠陥核の少ない金属配線が形成できるので、
段差部における配線の断線や、マイグレーションによる
配線品質の劣化が防止される。
従って本発明はＬＳＩ等、配線が微細化される半導体装
置等の配線の長寿命化、信頼性の向上に有効である。
置等の配線の長寿命化、信頼性の向上に有効である。
第１図〜第４図は本発明の方法の一実施例を示す工程断
面図である。 図において、 ■は半導体基板、 ２は不純物拡散領域、 ３は絶縁膜、 ４は配線コンタクト窓、 ５は１層目のアルミニウム層、 ６はダレインサイズ縮小領域、 ７は２層目のアルミニウム層、 ８はアルミニウム配線 を示す。
面図である。 図において、 ■は半導体基板、 ２は不純物拡散領域、 ３は絶縁膜、 ４は配線コンタクト窓、 ５は１層目のアルミニウム層、 ６はダレインサイズ縮小領域、 ７は２層目のアルミニウム層、 ８はアルミニウム配線 を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基体（３）上に第１の金属層（５）を形成する工程と、 該第１の金属層（５）に不純物をイオン注入する工程と
、 該不純物注入が行われた第１の金属層（５）上に第２の
金属層（７）を形成する工程と、該第１、第２の金属層
（５）（７）を一括パターンニングして、該第１、第２
の金属層（５）（７）が積層されてなる金属配線パター
ン（８）を形成する工程とを有することを特徴とする金
属配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2503186A JPS62183538A (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 金属配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2503186A JPS62183538A (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 金属配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62183538A true JPS62183538A (ja) | 1987-08-11 |
Family
ID=12154541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2503186A Pending JPS62183538A (ja) | 1986-02-07 | 1986-02-07 | 金属配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62183538A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022028733A (ja) * | 2015-05-29 | 2022-02-16 | 三星ディスプレイ株式會社 | フレキシブル表示装置及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-02-07 JP JP2503186A patent/JPS62183538A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022028733A (ja) * | 2015-05-29 | 2022-02-16 | 三星ディスプレイ株式會社 | フレキシブル表示装置及びその製造方法 |
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