JPS62296443A - 半導体装置及びその製造方法 - 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】 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、特に二層以−ヒのアルミニウム配線を有する
、いわゆる多層配線の半導体装置及びその製造方法に関
する。

（従来の技術） 従来、上記半導体装置は、第３図に示すようにシリコン
基板１と下層のアルミニウム配線２との間に絶縁膜３を
、下層のアルミニウム配＄２２と上層のアルミニウム配
線４との間にその上面を平坦化した層間絶縁膜５を夫々
介在させて絶縁化を図ったものが一般的であった。この
製造方法は、シリコン基板１の上面に絶ａ膜３を形成し
、９この上面に下層のアルミニウム配線２を形成した後
、居間絶縁膜５を、エッチバック法や樹脂の塗布による
スピンコード法等により、その上面を平坦化して形成し
、しかる後、アルミニウム配線４を順次形成するもので
あった。

しかしながら、上記従来例の場合、下層のアルミニラム
配線２を形成した後、層間絶縁膜５を形成する工程にお
いて、この上面の平坦化も含め、３００℃以上の高温熱
処理を必要とするため、第４図に示すように、下層のア
ルミニウム配線２に熱ストレスと思われるヒロック２ａ
が発生、成長し、このヒロック２ａが上方に突出して上
層のアルミニウム配線４とショートしてしまうことがあ
る問題点があった。

このため、第５図に示すように、下層のアルミニウム配
線２の上面にチタン（Ｔｉ）膜等の高融点金ｆＸｆｉ６
を形成したものが開発されている。この製造方法は、絶
縁膜３の表面全体に下層のアルミニウム配線層を形成し
た後、この表面全体にチタン等の高融点金属膜を形成し
、同一のエツチングマスクによりエツチングを行うこと
により、下層のアルミニウム配線２及び上面のみの高融
点金属膜６の形成を行うものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この場合、下層のアルミニウム配線２の
上部からのヒロックの発生及び成長を抑制することがで
きるものの、この抑制されたストレスが下層のアルミニ
ウム配ｌ！ｉ１２の側部に集中し、ここにヒロック２ｂ
の発生及び成長が起こって、上層のアルミニウム配８９
４とのショートや耐圧不良が発生することがあるという
問題点があった。

本発明は上記に鑑み、多層配線におけるヒロックの発生
の完全防止、特に微細化、絶縁膜の薄膜化に伴って、下
層のアルミニウム配線のヒロック抑制は必須であるので
、ヒロックの完全なる抑制を図ったものを提供すること
を目的としてなされたものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、二層以上のアルミ
ニウム配線を有する半導体装置の下層のアルミニウム配
線の全表面を高融点金属膜で被覆したもの、及び下層の
アルミニウム層を形成した後、該アルミニウム層の上面
に第１の高融点金属膜を形成する工程と、上記下層のア
ルミニウム層を配線化して下層のアルミニウム配線を形
成した後、この全表面に第２の高融点金属膜を形成する
工程と、異方性エツチングによりこの第２の高誘電金属
膜を上記下層のアルミニウム配線の側部を除き除去する
工程を経る上記半導体装置の製造方法にある。

（作　用） 而して、下層のアルミニウム配線の全表面を高融点金属
膜で被覆することにより、このアルミニウム配線の上部
及び側部を完全に高融点金属膜で塞いで、高温熱処理の
際のヒロックの発生をこの高融点金属膜で完全に阻止す
るとともに、この変形を防止したものである。

（実施例） 第１図は本発明の半導体装置の一実施例を示すもので、
シリコン基板１と下層のアルミニウム配線２との間には
絶縁膜３が介在され、この下層のアルミニウム配線２の
全表面、すなわち上面及び側面は上部高融点金属膜６及
び側部高融点金属膜７．７で夫々被覆されて、層間絶縁
ｇｔＳ内に埋設され、この層間絶縁膜５の上面は平坦化
されて、ここに上層のアルミニウム配Ｆｉ１４を形成し
たものである。

このように下層のアルミニウム配線２の全表面を高融点
金属膜６及び７．７で被覆することにより、高温熱処理
の際のヒロックの発生を完全に防止するのである。

第２図は上記半導体装置の製造方法の一実施例を示すも
ので、先ず同図（イ）で示すように、シリコン基板１の
上面に絶縁膜３を形成した後、この上面に１．０μｍ程
度の下層のアルミニウム層２′を形成し、更にこの上面
にヒロック抑制メタルとして、例えばチタン等の第１の
高融点金属膜６′を５００八程度形成し、この上面に下
層のアルミニウム配線を形成するためのフォトレジスト
８を形成する。

次に、同図（ロ）に示すように、ＲＩＥ（反応性イオン
エツチング）等の異方性エツチングによってフォトレジ
スト８が形成されていない地域の第１の高融点金属膜６
′及び下層のアルミニウム層２′のエツチング（パター
ニング）を行って、下層のアルミニウム配線２及びこの
上面の上部高融点金属膜６を形成した後、フォトレジス
ト８を除去する。

この状態で、同図（ハ）に示すように、全表面、すなわ
ち、絶縁膜３及び上部高融点金属膜６の上面及び下層の
アルミニウム配線２の両側面に、均一に上記第１の高融
点金属膜６′を同程度の厚さ、すなわち５００八程度の
第２の高融点金属膜７′を形成する。

次に、同図（ニ）に示すように、ＲＩＥ等の貸方性エツ
チングにより、第２の高融点金属膜７′の厚さのエツチ
ングを行って、絶縁膜３及び上部高融点金属膜６の上面
の第２の高融点金属膜７′を除去し、下層のアルミニウ
ム配線２の両側面に側部高融点金属膜７，７を形成する
ことにより、下層のアルミニウム配線２の全表面を高融
点金属膜６及び７．７で被覆する。

この状態で、同図（ホ）に示すように、エッチバック法
や樹脂の塗布によるスピンコード法等により、その上面
を平坦化した層間絶縁膜５を形成する。

この時、通常３００℃以上の高温熱処理を行うのである
が、上記のようにアルミニウム配線２の全表面は高融点
金属膜６及び７，７で被覆されているため、下層のアル
ミニウム配線２にヒロックが発生してしまうことはなく
、しかもこの熱で高融点金属膜６及び７，７が変形して
しまうことはない。

しかる後に、第１図に示すように層間絶縁膜５の上面に
上層のアルミニウム配線４を形成して半導体装置を構成
するのである。

〔発明ご効果〕

本発明は上記のような構成であるので、下層のアルミニ
ウム配線の全表面（上面及び側面）を完全にチタン等の
高融点金属膜で被覆することができ、これによって、下
層のアルミニウム配線の上面及び側壁からのヒロックの
発生を完全に抑制することができる。

従って、居間の絶縁性の向上を図ることができ、層間絶
縁膜の薄膜化が可能となることによって、工程時間の短
縮（処理能力の向上）、プロセスマージンの拡大、更に
は微細化等が容易となるといった諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体装置の一実施例を示す断面
図、第２図（イ）〜（ホ・）はその製造を工程順に示す
断面図、第３図及び第４図は従来の半導体装置を示す断
面図、第５図は従来の他の半導体装置を示す断面図であ
る。 １・・・シリコン基板、２・・・下層のアルミニウム配
線、２′・・・下層のアルミニウム層、４・・・上層の
アルミニウム配線、５・・・層間絶縁膜、６，７・・・
高融点金属膜、６′・・・第１の高融点金属膜、７′・
・・第２の高融点金属膜。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雌 用１図 第３図 第４図　　　　　第５図 （イ） （ホ） 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二層以上のアルミニウム配線を有する半導体装置に
   おいて、下層のアルミニウム配線の全表面を高融点金属
   膜で被覆したことを特徴とする半導体装置。 ２、二層以上のアルミニウム配線を有する半導体装置の
   製造方法において、下層のアルミニウム層を形成した後
   、該アルミニウム層の上面に第１の高融点金属膜を形成
   する工程と、上記下層のアルミニウム層を配線化して下
   層のアルミニウム配線を形成した後、この全表面に第２
   の高融点金属膜を形成する工程と、異方性エッチングに
   よりこの第２の高融点金属膜を上記下層のアルミニウム
   配線の側部を除き除去する工程とを経ることを特徴とす
   る半導体装置の製造方法。