JPS6347951A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電極配線に金属配線を用いた半導体装置の製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の電極配線として従来アルミニウム膜が使用
されているが、近年ではこのアルミニウム膜上に種々の
膜を形成して電極配線を多層に構成するものが提案され
ている。

例えば、Ｄ、Ｓ、Ｇａｒｄｎｅｒ　ｅｔ　ａｌ、ＩＥＥ
Ｅ　Ｔｒａｎｓ、ＥＩｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ、
ｖｏｌ、ＥＤ−３２，Ｎｏ、２＋ｐｐ１７４〜１８３．
Ｆｅｂ、１９８５又はＳ、Ｓｈｉｍａ　ｅｔ　ａｌ、Ｐ
ｒｏｃ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＩＥＥＥＶＬＳ
Ｉ　Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ
ｉｏｎ　ｃｏｎｆ、ｐｐ６１〜６７、Ｊｕｎｅ　１９８
４にはアルミニウム配線上に高融点金属膜又はシリサイ
ド層を形成したものが提案されている。また、山木他、
　１９８４年秋第４ｓ回応用物理学会、　Ｐ４７０には
アルミニウム配線上にアモルファスシリコン膜を形成し
たものが提案されている。

前記した高融点金属やシリサイド層をアルミニウム配線
上に形成したものは、アルミニウム配線におけるエレク
トロマイグレーションの防止やヒロックの防止に有効で
あり、またアモルファスシリコン膜を形成したものはア
ルミニウム配線ｆｚ面の反射を防止する上で有効である
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の配線構造では、高融点金属によりアルミ
ニウム配線のエレクトロマイグレーションやヒロックを
防止できるものの、アルミニウム配線表面からの光反射
が大きいため、アルミニウム配線をパターン形成する際
のフォトリソグラフィ工程において、アルミニウム配線
の段差部等において光の干渉が発生し、フォトレジスト
に定在波が生じて良好なパターン形成が困難になるとい
う問題がある。

また、前記文献におけるシリサイド層では、この上に更
にアルミニウムーシリコン層を形成しているため、この
アルミニウム層で反射率が増大してしまい、高融点金属
と同様に光干渉による良好なパターン形成が困難なもの
になっている。

更に、アモルファスシリコン膜を形成したものは、アル
ミニウム表面の光反射を抑制してパターン形成には有効
ではあるが、エレクトロマイグレーションやヒロック防
止には効果がなく、半導体装置の特性の低下を招くとい
う問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、金属配線における表
面反射を防止して良好なパターン形成を可能にするとと
もに、金属配線におけるエレクトロマイグレーション及
びヒロックの発生を防止する金属配線構造を有する半導
体装置の製造を可能とするものである。

本発明の半導体装置の製造方法は、アルミニウム等の金
属配線表面に高融点金属シリサイド層又は表面が酸化さ
れた高融点金属膜を形成し、この上にフォトレジストを
形成しかつ露光、現像してマスクを形成した上で、前記
高融点金属シリサイド層又は高融点金属膜とともに前記
金属配線をパターンエツチングして多層の金属配線を形
成する工程を含んでいる。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の第１実施例の断面図であり、同図（ａ
）のように比抵抗１〜１０ΩｃｍのＰ型シリコン基板１
上に１μｍ厚の酸化膜２を形成し、この上に１μｍ厚の
アルミニウム膜３を形成する。

更に、この上に高融点金属シリサイド層であるタングス
テンシリサイド層４を２００人の厚さにスパッタ法によ
り形成する。

次いで、同図（ｂ）のように、この上にポジ型フォトレ
ジスト５を塗布した後、フォトマスク６を用いて４３６
ｎｍの単色光で縮小投影露光する。

そして、このフォトレジスト５を現像してフォトマスク
６のパターンと同一のフォトレジストを残し、更にこれ
をマスクにしてＣ，ｃｌ、等のガスを用いて異方性エツ
チングを行い、前記タングステンシリサイド層４及びア
ルミニウム膜３をエツチングする。しかる上で、フォト
レジスト５を除去することにより、同図（ｃ）のように
所要パターンの電極を完成する。なお、タングステンシ
リサイド層４はそのまま残しておく。

この製造工程によれば、同図（ｂ）におけるフォトレジ
スト５への露光時に、アルミニウム膜３上のタングステ
ンシリサイド層４が単色光を吸収するために、この面か
らの反射光は極めて少なくなり、フォトレジスト５にお
ける光の干渉が原因とされる定在波の発生が防止できる
。これにより、特にパターンエツジ部の鮮鋭度の高い露
光を行うことが可能となり、精度の高いフォトレジスト
パターン及び電極配線を得ることができる。

また、完成後の電極配線は、アルミニウム膜３の上層に
タングステンシリサイド層４が一体に形成されることに
なるので、アルミニウム膜３のエレクトロマイグレーシ
ョンやヒロックを有効に防止することができる。

なお、第２図にタングステンシリサイド層４の膜厚と反
射率の測定結果を示す。この結果、タングステンシリサ
イド層４をアルミニウム膜３上に形成すれば、７５％以
上のアルミニウムの反射率を４５％以下に抑制できるこ
とが判る。

（実施例２） 第３図は本発明の第２実施例の断面図であり、第１図と
同一部分には同一符号を付しである。

この実施例では、同図（ａ）のようにシリコン基板１の
酸化膜２上にアルミニウム膜３を形成した上に、スパッ
タ法等により高融点金属であるモリブデン膜７を５００
人の膜厚に形成している。そして、これを４００℃のＮ
２＋０□雰囲気でガスアニールし、モリブデン膜７の表
面にモリブデン酸化膜８を形成する。

次いで、同図（ｂ）のようにフォトレジスト５を塗布形
成した後、フォトマスク６を用いて波長４３６ｎｍの光
で縮小投影露光を行う。

そして、このフォトレジスト５を現像してマスクを構成
した上で、ＣＦ４　＋Ｏ□ガスでモリブデン酸化膜８及
びモリブデン膜７を、またＣＣｌ４のガスでアルミニウ
ム膜３を夫々異方性エツチングし、同図（Ｃ）のように
アルミニウム膜３．モリブデン膜７及びモリブデン酸化
膜８を所要形状にパターン形成し、金属配線を完成する
。フォトレジスト５はその後除去し、一方モリブデン膜
７とモリブデン酸化膜８はそのまま残存させていること
は言うまでもない。

この製造方法では、モリブデン酸化膜８の光吸収率が大
きいために反射防止膜として十分機能でき、第１実施例
と同様にフォトレジスト５における定在波の発生を防止
し精度の高いパターン形成を可能とする。また、このモ
リブデン膜７によりアルミニウム膜３のエレクトロマイ
グレーション及びヒロックを防止できることは勿論であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、アルミニウム等の金属配
線表面に高融点金属シリサイド層又は表面が酸化された
高融点金属膜を形成した上で、フォトレジストへの露光
、現像を行い、かつこれをマスクとしてエツチングを行
って金属配線を形成する工程を含んでいるので、金属配
線の表面反射率を４５％程度以下に低下でき、これを反
射防止膜として光の干渉を防止して良好なパターン形成
を可能にするとともに、この上層膜により金属配線にお
けるエレクトロマイグレーションやヒロックを防止して
その信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の第１実施例を製造工程
順に示す断面図、第２図はタングステンシリサイド層の
反射率を示す特性図、第３図（ａ）〜（ｃ）は第２実施
例を製造工程順に示す断面図である。 １・・・シリコン基板、２・・・酸化膜、３・・・アル
ミニウム膜、４・・・タングステンシリサイド層、５・
・・フォトレジスト、６・・・フォトマスク、７・・・
モリブデン膜、８・・・モリブデン酸化膜。 代理人　弁理士　　鈴　木　章　夫 第１図 第２図 ノングヌテ／ン２プ峠県　　　（Ａ） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム等の金属配線表面に高融点金属シリ
   サイド層又は表面が酸化された高融点金属膜を形成する
   工程と、この上にフォトレジストを形成しかつ露光、現
   像してマスクを形成する工程と、前記高融点金属シリサ
   イド層又は高融点金属膜とともに前記金属配線をパター
   ンエッチング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. （２）金属配線にアルミニウム膜を用い、この上に表面
   反射率が５０％以下のタングステンシリサイド層又は表
   面にモリブデン酸化膜を有するモリブデン膜を形成して
   なる特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法
   。