JPS62293739A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS62293739A JPS62293739A JP13747186A JP13747186A JPS62293739A JP S62293739 A JPS62293739 A JP S62293739A JP 13747186 A JP13747186 A JP 13747186A JP 13747186 A JP13747186 A JP 13747186A JP S62293739 A JPS62293739 A JP S62293739A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- 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】
３、発明の詳細な説明
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体装置の製造方法に係わり、特に相互配
線の接続部を導電材料で埋込んだ半導体装置の製造方法
に関する。
線の接続部を導電材料で埋込んだ半導体装置の製造方法
に関する。
（従来の技術）
従来、半導体装置における上下層の相互接続には、２層
を結ぶ層間接続孔（スルーホール）を形成し、このスル
ーホールを導電材料で埋込む方法が採用されている。こ
の方法を、第２図を参照して簡単に説明する。
を結ぶ層間接続孔（スルーホール）を形成し、このスル
ーホールを導電材料で埋込む方法が採用されている。こ
の方法を、第２図を参照して簡単に説明する。
８１基板２１上に形成した絶縁膜２２上に、Ｎ１若しく
はＰ＋のシリコン配ｆ！２３を形成し、さらにＳ ｉ
０２膜２４を形成する。そして、５１０３ｍ２４に、通
常のフォトリソグラフィと反応性イオンエツチングを用
いてスルーホール２５を形成する。次いで、減圧ＣＶＤ
法により、６弗化タングステンと水素を用いて、シリコ
ン配線２３及び絶縁膜２４上にタングステン配線２６を
形成する。これにより、スルーホール２５内にタングス
テンが埋込まれることになる。
はＰ＋のシリコン配ｆ！２３を形成し、さらにＳ ｉ
０２膜２４を形成する。そして、５１０３ｍ２４に、通
常のフォトリソグラフィと反応性イオンエツチングを用
いてスルーホール２５を形成する。次いで、減圧ＣＶＤ
法により、６弗化タングステンと水素を用いて、シリコ
ン配線２３及び絶縁膜２４上にタングステン配線２６を
形成する。これにより、スルーホール２５内にタングス
テンが埋込まれることになる。
しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、スルーホール２５内にタングステンを
完全に埋込むには、タングステン膜厚として、スルーホ
ール径の半分以上が必要である。従って、第２図に示す
如くスルーホール２５の径が比較的小さい（例えば０．
８μｍ）ｆｆ合、０．４［μＴ′ｒＬ］以上の膜厚があ
れば、スルーホール２５をタングステンで埋込むことが
可能である。
があった。即ち、スルーホール２５内にタングステンを
完全に埋込むには、タングステン膜厚として、スルーホ
ール径の半分以上が必要である。従って、第２図に示す
如くスルーホール２５の径が比較的小さい（例えば０．
８μｍ）ｆｆ合、０．４［μＴ′ｒＬ］以上の膜厚があ
れば、スルーホール２５をタングステンで埋込むことが
可能である。
ところが、スルーホール径が比較的小さくても、タング
ステン膜の形成方法によっては、スルーホール２５内に
所謂°゛す′°２７が入る虞れがあった。
ステン膜の形成方法によっては、スルーホール２５内に
所謂°゛す′°２７が入る虞れがあった。
また、第３図に示す如く、スルーホール２５の径が大き
い（例えば１．５ ｕｍｌＪ、上）場合、０．４［μｍ
］堆積しただけではスルーホール２５の平坦化はなされ
ていない。これを平坦化するためには、０．７５ Ｅμ
７７Ｌ１以上の堆積が必要となるが、この場合配線の側
面積が増加し、配線容量が増大すｇ［さらに、０．７５
［μｍ３以上堆積した場合の表面形状は平坦と言って
も、表面拡散による丸みのため、中央部は凹みが残る。
い（例えば１．５ ｕｍｌＪ、上）場合、０．４［μｍ
］堆積しただけではスルーホール２５の平坦化はなされ
ていない。これを平坦化するためには、０．７５ Ｅμ
７７Ｌ１以上の堆積が必要となるが、この場合配線の側
面積が増加し、配線容量が増大すｇ［さらに、０．７５
［μｍ３以上堆積した場合の表面形状は平坦と言って
も、表面拡散による丸みのため、中央部は凹みが残る。
（発明が解決しようとする問題点）
このように従来方法では、層間接続孔に導電体を埋込む
際に、該接続孔に所謂゛す″がいる虞れがある。また、
接続孔の径が大きい場合、これを平坦に埋込むことは困
難であった。
際に、該接続孔に所謂゛す″がいる虞れがある。また、
接続孔の径が大きい場合、これを平坦に埋込むことは困
難であった。
本発明のこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、上下配線１間の接続孔を導電体
で完全に埋込むことができ、且つその表面を平坦化しく
ｑる半導体装置の製造方法を提供することにある。
の目的とするところは、上下配線１間の接続孔を導電体
で完全に埋込むことができ、且つその表面を平坦化しく
ｑる半導体装置の製造方法を提供することにある。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明の骨子は、層間接続孔内への導電体の埋込みに１
、導電体の溶融を利用することにある。
、導電体の溶融を利用することにある。
即ち本発明は、上下の配線層を層間接続孔により接続す
る半導体装置の製造方法において、第１の導電体配線が
形成された半導体基板上に、絶縁膜を形成してその表面
を平坦化し、次いでこの絶縁膜の前記第１の４？ｆｆ体
配線上に層間接続孔を形成し、次いで全面に第２の導電
体膜を形成し、しかるのらこの第２の導電体膜にエネル
ギービームを照射して該導電体膜を溶融するようにした
方法である。
る半導体装置の製造方法において、第１の導電体配線が
形成された半導体基板上に、絶縁膜を形成してその表面
を平坦化し、次いでこの絶縁膜の前記第１の４？ｆｆ体
配線上に層間接続孔を形成し、次いで全面に第２の導電
体膜を形成し、しかるのらこの第２の導電体膜にエネル
ギービームを照射して該導電体膜を溶融するようにした
方法である。
（ｌ￥用）
上記の方法であれば、第２の導電体膜の溶融により、絶
縁膜に設けた層間接続孔にこの溶融した導電体が流れ込
むことになり、接続孔の開口径に拘らず、層間接続孔内
への導電体の埋込みが確実となる。さらに、溶融した導
電体の流動性により、導電体膜の表面がより平坦なもの
となる。
縁膜に設けた層間接続孔にこの溶融した導電体が流れ込
むことになり、接続孔の開口径に拘らず、層間接続孔内
への導電体の埋込みが確実となる。さらに、溶融した導
電体の流動性により、導電体膜の表面がより平坦なもの
となる。
（実施例）
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実施例方法に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図である。まず、第１
図（ａ）に示す如く、Ｓｉ基板１１上にＳ ： ０２
Ｗの酸化摸１２を形成し、その１にタングステン０．２
μｍ／タングステンシリサイド０．０７μｍからなる導
体膜をＣＶＤ法で形成し、これをバターニングして第１
の導電体配線１３を形成する。続いて、全面に厚さ約１
．２［μ汎〕の５ｉＯ２１１（絶縁膜）１４を堆積し、
この５ｉ０２膜１４に０．８［μ７７’Ｌ］径（７）
ス／Ｌ、 −ホー ル１５ａと１．５ ［μ７７Ｌコ径
のスルーホール１５ｂを形成する。ここで、第１の導電
体配線１３の下層にタングステンシリサイドを用いたの
は、該配線１３と５１０２膜１２との密着性を良くする
ためである。
半導体装置の製造工程を示す断面図である。まず、第１
図（ａ）に示す如く、Ｓｉ基板１１上にＳ ： ０２
Ｗの酸化摸１２を形成し、その１にタングステン０．２
μｍ／タングステンシリサイド０．０７μｍからなる導
体膜をＣＶＤ法で形成し、これをバターニングして第１
の導電体配線１３を形成する。続いて、全面に厚さ約１
．２［μ汎〕の５ｉＯ２１１（絶縁膜）１４を堆積し、
この５ｉ０２膜１４に０．８［μ７７’Ｌ］径（７）
ス／Ｌ、 −ホー ル１５ａと１．５ ［μ７７Ｌコ径
のスルーホール１５ｂを形成する。ここで、第１の導電
体配線１３の下層にタングステンシリサイドを用いたの
は、該配線１３と５１０２膜１２との密着性を良くする
ためである。
次いで、第１図（ｂ）に示す如く、全面に、１２膜（第
２の導電体１０）１６をＤＣスパッタ法で厚さ約０．５
［μｍ］被看する。この状態では、スルーホール１５ａ
はＡｌ１１６で略埋込まれているが、スルーホール１５
ｂはその周辺部しか埋込まれていない。ざらに、スルー
ホール１５ａには“°す１７が形成されることがある。
２の導電体１０）１６をＤＣスパッタ法で厚さ約０．５
［μｍ］被看する。この状態では、スルーホール１５ａ
はＡｌ１１６で略埋込まれているが、スルーホール１５
ｂはその周辺部しか埋込まれていない。ざらに、スルー
ホール１５ａには“°す１７が形成されることがある。
次いで、電子ビーム１８の照射によりＡλ膜１６を溶融
させた。ここで、電子ビーム１８の加速電圧は１５［Ｋ
Ｖ］、ビーム電流は０．５〜１［ｍＡ］、ビーム径は５
０［μ７７Ｌ］とし、ビーム走査速度は１０ ［ｃａ／
ｓｅｃ ］とした。Ａ２の融点は６６０［”Ｃ］である
が、電子ビーム照射による最大温度は、ビーム中心で７
００［”Ｃ］である。このため、上記ビーム照射により
ＡＲ膜１６は十分に溶融した。
させた。ここで、電子ビーム１８の加速電圧は１５［Ｋ
Ｖ］、ビーム電流は０．５〜１［ｍＡ］、ビーム径は５
０［μ７７Ｌ］とし、ビーム走査速度は１０ ［ｃａ／
ｓｅｃ ］とした。Ａ２の融点は６６０［”Ｃ］である
が、電子ビーム照射による最大温度は、ビーム中心で７
００［”Ｃ］である。このため、上記ビーム照射により
ＡＲ膜１６は十分に溶融した。
Ａｎ！１１６の溶融により、第１図（Ｃ）に示す如く、
凹部となっているスルーホール１５ｂ内に八２が流れ込
み、その表面形状は±０．１［μＴｒＬ］の凹凸に抑え
られた。また、スルーホール１５ａ内の゛す１は完全に
なくなった。
凹部となっているスルーホール１５ｂ内に八２が流れ込
み、その表面形状は±０．１［μＴｒＬ］の凹凸に抑え
られた。また、スルーホール１５ａ内の゛す１は完全に
なくなった。
上記の平坦化によって、ＡＲＩＩ！ｉからなる上層配線
がスルーホール１５ａ、１５ｂを横切る際にも、抵抗増
加は殆どなく、Ａ２の結晶粒径は１〜１．５［μｍコで
あり、比抵抗は２５［’Ｃ］で２．８［μΩｃ１１１〕
とバルクの２．７５ ［μΩｃＩＲ］に極めて近い値が
得られた。スルーホール部以外の平坦部でのＡ！２の膜
厚は約０．３５〜０．４［μｍ］テアリ、Ａ２の溶融−
再結晶化過程で、密度が約１０［％］高くなり、凹部へ
の流れ込みのため膜厚の目減りが生じた。また、埋込ま
れたＡ２と下層配線であるタングステンとのコンタクト
抵抗は３〜５×１０−９［Ωｃｒｎ２］と極めて良好で
あった。
がスルーホール１５ａ、１５ｂを横切る際にも、抵抗増
加は殆どなく、Ａ２の結晶粒径は１〜１．５［μｍコで
あり、比抵抗は２５［’Ｃ］で２．８［μΩｃ１１１〕
とバルクの２．７５ ［μΩｃＩＲ］に極めて近い値が
得られた。スルーホール部以外の平坦部でのＡ！２の膜
厚は約０．３５〜０．４［μｍ］テアリ、Ａ２の溶融−
再結晶化過程で、密度が約１０［％］高くなり、凹部へ
の流れ込みのため膜厚の目減りが生じた。また、埋込ま
れたＡ２と下層配線であるタングステンとのコンタクト
抵抗は３〜５×１０−９［Ωｃｒｎ２］と極めて良好で
あった。
かくして本実施例方法によれば、上層配線としてのＡλ
膜１６を宵子ビーム１８の照射により溶融させることに
より、径の大きなスルーホール１５ｂ内にもＡＪ２を十
分に埋込むことができ、表面を平坦化することができる
。さらに、径の小さなスルーホール１５ａ内に形成され
る°′す°′１７も確実になくすことができる。このた
め、配ＩＩＳ間の接続の信頼性向上をはかることができ
、素子特性の向上をはかり得る。また、第２の導電体膜
としてタングステンよりも融点の低いへλ膜１６を用い
ているので、第１の導電体配線１３を溶融させることな
く八λ！１１６のみを溶融させることができ、電子ビー
ム照射によるＡｆｉの溶融を効果的に行うことができる
。さらに、電子ビーム照射工程を付加するのみで、従来
工程を左程変更することな〈実施し得る等の利点もある
。
膜１６を宵子ビーム１８の照射により溶融させることに
より、径の大きなスルーホール１５ｂ内にもＡＪ２を十
分に埋込むことができ、表面を平坦化することができる
。さらに、径の小さなスルーホール１５ａ内に形成され
る°′す°′１７も確実になくすことができる。このた
め、配ＩＩＳ間の接続の信頼性向上をはかることができ
、素子特性の向上をはかり得る。また、第２の導電体膜
としてタングステンよりも融点の低いへλ膜１６を用い
ているので、第１の導電体配線１３を溶融させることな
く八λ！１１６のみを溶融させることができ、電子ビー
ム照射によるＡｆｉの溶融を効果的に行うことができる
。さらに、電子ビーム照射工程を付加するのみで、従来
工程を左程変更することな〈実施し得る等の利点もある
。
なお、本発明は上述した実施例方法に限定されるもので
はない。例えば、前記第１の導電体配線としては、タン
グステン／タングステンシリサイドの２１Ａ構造に限る
ものではなく、いずれかの１層構造であってもよい。ま
た、第１の導電体の材料としては、タングステン、モリ
ブデン、又はタングステン、モリブデン、チタン、ジル
コニウム若しくはハフニウムの窒化物或いは珪化物等を
用いることができる。さらに、これらの複数種を組合わ
せて用いることも可能である。また、前記第２の導電体
膜としては、へλ以外に各極用いることができるが、第
１の導電体よりも融点の低いものが望ましい。また、第
２の導電体膜を溶融する手段としては、電子ビームの代
りに、レーザビームを用いることができる。ざらに、ハ
ロゲンランプによるランプアニールやキセノンランプに
よるフラッシュアニール等を用いることも可能である。
はない。例えば、前記第１の導電体配線としては、タン
グステン／タングステンシリサイドの２１Ａ構造に限る
ものではなく、いずれかの１層構造であってもよい。ま
た、第１の導電体の材料としては、タングステン、モリ
ブデン、又はタングステン、モリブデン、チタン、ジル
コニウム若しくはハフニウムの窒化物或いは珪化物等を
用いることができる。さらに、これらの複数種を組合わ
せて用いることも可能である。また、前記第２の導電体
膜としては、へλ以外に各極用いることができるが、第
１の導電体よりも融点の低いものが望ましい。また、第
２の導電体膜を溶融する手段としては、電子ビームの代
りに、レーザビームを用いることができる。ざらに、ハ
ロゲンランプによるランプアニールやキセノンランプに
よるフラッシュアニール等を用いることも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施することができる。
て実施することができる。
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、第２の導電体膜を
エネルギービームの照射により溶融させることにより、
上下配線層間の接続孔を導電体で完全に埋込むことがで
き、且つその表面を平坦化することができる。従って、
半導体装置の信頼性向上をはかり得る。
エネルギービームの照射により溶融させることにより、
上下配線層間の接続孔を導電体で完全に埋込むことがで
き、且つその表面を平坦化することができる。従って、
半導体装置の信頼性向上をはかり得る。
第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の一実廠例方法に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図、第２図及び第３図
はそれぞれ従来方法の問題点を説明するための断面図で
ある。 １１・・・３ｉ基板、１２・・・酸化膜、１３・・・第
１の導電体配線、１４・・・ＳｉＯ２狽（絶縁膜）、１
５ａ、１５ｂ・・・スルーホール〈層間接続孔）、１６
・・・ＡＱ躾（第２の導電体膜）、１７・・パすパ、１
８・・・電子ビーム（エネルギービーム）。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 第３図
半導体装置の製造工程を示す断面図、第２図及び第３図
はそれぞれ従来方法の問題点を説明するための断面図で
ある。 １１・・・３ｉ基板、１２・・・酸化膜、１３・・・第
１の導電体配線、１４・・・ＳｉＯ２狽（絶縁膜）、１
５ａ、１５ｂ・・・スルーホール〈層間接続孔）、１６
・・・ＡＱ躾（第２の導電体膜）、１７・・パすパ、１
８・・・電子ビーム（エネルギービーム）。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図 第３図
Claims (3)
- （１）第１の導電体配線が形成された半導体基板上に絶
縁膜を形成してその表面を平坦化する工程と、上記絶縁
膜の前記第１の導電体配線上に層間接続孔を形成する工
程と、次いで全面に第２の導電体膜を形成する工程と、
次いで上記第２の導電体膜にエネルギービームを照射し
て該導電体膜を溶融する工程とを含むことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - （２）前記第１の導電体の材料として、タングステン、
モリブデン、及びタングステン、モリブデン、チタン、
ジルコニウム若しくはハフニウムの窒化物又は珪化物の
少なくとも一つを用いたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の半導体装置の製造方法。 - （３）前記第２の導電体の融点が、前記第１の導電体の
融点より低いことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の半導体装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP61137471A JP2538881B2 (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP61137471A JP2538881B2 (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62293739A true JPS62293739A (ja) | 1987-12-21 |
| JP2538881B2 JP2538881B2 (ja) | 1996-10-02 |
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ID=15199381
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61137471A Expired - Fee Related JP2538881B2 (ja) | 1986-06-13 | 1986-06-13 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538881B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63204630A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Fujitsu Ltd | 配線構造の製造方法 |
| US5011793A (en) * | 1990-06-19 | 1991-04-30 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Vacuum deposition using pressurized reflow process |
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-
1986
- 1986-06-13 JP JP61137471A patent/JP2538881B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2538881B2 (ja) | 1996-10-02 |
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