JPH0342837A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0342837A
JPH0342837A JP17851789A JP17851789A JPH0342837A JP H0342837 A JPH0342837 A JP H0342837A JP 17851789 A JP17851789 A JP 17851789A JP 17851789 A JP17851789 A JP 17851789A JP H0342837 A JPH0342837 A JP H0342837A
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俊彦 樋口
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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、半導体装置の配線の形成方法および配線構造
に関し、特に第一の配線と第二の配線の接続部の形成方
法および構造に関する。
[従来の技術] 従来の半導体装置の製造方法における第一の配線と第二
の配線の接続部の形成方法、および半導体装置の第一の
配線と第二の配線の接続部の構造としては、第一の金属
配線形成後、該配線上に絶縁膜を形成し、第一の配線上
の絶縁膜の一部に開孔部を形成した後第二の配線金属を
スバッタリング技術により形成する方法が用いられてい
た。この場合第一の配線と第二の配線の電気的導通をと
るために絶縁膜の一部に形成した開孔部(以下、コンタ
クトホールと称す)での第二の配線の付き回りを改善し
配線膜厚が薄くなることを防ぐためスパッタリングする
とき半導体基板を加熱する方法を用いたり、絶縁膜の開
孔部の側面に傾斜をつけて第二の配線金属の付き回りを
改善する構造を有していた。
[発明が解決しようとする課題1 しかしながら、前述の従来技術では、コンタクトホール
の開孔部の大きさが小さくなるに従い半導体基板の加熱
によって6第二の配線金属の膜厚がコンタクトホール部
分に於て薄くなることを防ぐことが難しくなり、極端な
場合第二の金属配線の断線や第一の配線との電気的導通
がとれないという問題が発生した、またコンタクトホー
ルの絶縁膜の側面に傾斜をつける構造により第二の配線
金属のつき回りは改善でき、配線の断線等の問題は回避
できるが、第二の配線と第一の配線との電気的導通をと
る接触面積を一定にした場合コンタクトホールの開孔部
の上端の大きさがコンタクトホールの側面の傾斜した分
だけ大きくなり半導体装置の微細化ができない問題を有
していた。
そこで、本発明はこのような課題を解決しようとする6
ので、その目的とするところは、微細なコンタクトホー
ルに於いてち第二の配線金属の膜厚が薄くならない半導
体装置の製造方法および半導体装置の構造を提供すると
ころにある。
[課題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、半導体装置における
配線を形成する工程において、第一の金属配線を形成す
る工程と、該第一の配線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第一の配線上の該絶縁膜の一部に開孔部を形成する
工程と、前記絶縁膜上および絶縁膜の開孔部上にチタン
金属を形成する工程と、該チタン金属を窒素雰囲気中の
プラズマ窒化処理により変成する工程と、該チタン金属
およびチタン化合物上に第二の金属配線を形成する工程
からなることを特徴とし、また前記の工程に加え、窒素
雰囲気中のプラズマ窒化処理の前にチタン金属の一部と
第一の配線金属を反応させる加熱処理の工程を含むこと
を特徴とする。
また、第一の金属配線、第二の金属配線および両配線層
間に形成した絶縁膜からなる配線構造を有する半導体装
置において、第二の配線金属の下の絶縁膜上および絶縁
膜の開孔部の側面にはチタン窒化物、絶縁膜の開孔部に
おける第一の金属配線との境には第一の配線の金属とチ
タンとの合金を有する構造を特徴とする。
[実 施 例] 第1図(a)〜(d)は本発明の実施例であり、本発明
の半導体装置の製造方法を工程を追って示した図である
。以下この図にしたがって本発明を実施例として説明す
る。
第1図(a)に示すように半導体装置上の第一の絶縁I
I lの上に第一の金属配線2を形成する。
本実施例としてはこの金属配線にはアルミニウムを主成
分とする金属膜を用いるが、この他にアルミニウム合金
などの低融点合成や、モリブデン、銅、パラジウム、チ
タン、タングステン、プラチナなどの高融点金属、高融
点金属とシリコンの化合物で6よい3次に第1図(b)
の様にこの半導体基板上の第一の絶縁膜lおよび第一の
金属配線2上に配線層を分離するための第二の絶縁II
III3を形成し、第一の配線上の絶縁膜の一部にコン
タクトホール4を形成する。さらに第二の絶縁lI*3
およびコンタクトホール4上の全面にチタン金属膜5を
形成する。この半導体基板表面を窒素雰囲気中でプラズ
マ窒化処理する。プラズマ窒化処理の一例として本実施
例では、半導体基板を400℃に加熱する同時に窒素ガ
ス5torr、の圧力下で400Wのプラズマで半導体
基板を処理する。
この処理により、第1図(C)に示すようにチタン金属
を反応させ、第二の絶縁膜上およびコンタクトホールの
側壁のチタン金属は窒素と反応してチタン窒化物6とな
る。また同時にコンタクトホールの底面のチタン金属5
は、窒化するより速く第一の配線の金属と熱反応するた
め、チタンと第一の配線金属との合金7となる0本実施
例では第lの配線金属にアルミニウムを主成分とする材
料を使用しているためチタン金属にアルミニウムが反応
してゆきコンタクトホール底面にアルミニウムとチタン
の合金層を形成する。第1の配線金属に高融点金属を使
用する場合は窒素雰囲気中のプラズマ窒化処理の前にハ
ロゲンランプの熱輻射による加熱処理が拡散炉を用いた
熱処理を行えばよい。この後第1図(d)で示すように
第二の配線金属層8をスパッタリング技術により形成す
る。
第二の配線金属として本実施例ではアルミニウムを主成
分とする金属を使用することにする。第二の配線金属は
、チタン窒化物の表面に形成されるため絶縁膜表面に直
接形成する場合に比べ、付き回りがよく段差部に於いて
ち金属膜厚が薄くなることがない。また半導体基板を加
熱しながら第二の配線金属をスパッタリングすると金属
がチタン窒化物の表面を移動しながら金属膜に形成され
るのでコンタクトホールの穴の中に溜るように配線金属
が形成され配線としてコンタクトホール部分で膜厚が薄
くなることがほとんどなく、第二の配線金属のつき回り
が悪いことによる第1の配線との電気的導通不良も防ぐ
ことができる。この配線金属膜及びその下のチタン窒化
膜をフォトリソ技術エツチング技術によりバターニング
する事により第二の金属配線8を形成する。以上実施例
として述べてきた本発明の半導体装置の製造方法により
コンタクトホールに於ける第二の配線金属膜が薄くなる
ことが無い半導体装置が形成された。
以上述べたきたような本発明により、絶縁膜厚06μm
で大きさが1μm角のコンタクトホールにおける第二の
配線の膜厚が、従来技術に於いては20パ一セント程度
であったものを本発明を応用することによりほぼ100
パーセントにすることができた。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば以下に列挙するよう
な効果を有する。
(1)チタン窒化膜により第二の配線金属の付き回りが
良くなることにより、コンタクトホールや段差の部分に
於て第二の配線金属の膜厚が薄くなったり、配線金属が
切れたりしないため、半導体装置の初期的不良を低減で
き、配線に電流を流すことに対してち信頼性の高い半導
体装置ができる。
(2)第二の金属配線がチタン窒化物と配線金属の二層
構造になるため配線としての信頼性が向上し、また応力
や電流によるストレスに対しても従来技術による配線の
寿命に対し本発明の半導体装置は約10倍の寿命を持つ
ことができた。
(3)コンタクトホールの底面に於いては第1の配線金
属とチタン金属の合金を形成するため、コンタクトホー
ルに於ける第1の配線と第二の配線の接触抵抗を低減で
きた。
(4)微細なコンタクトホールに於いて第二の配線金属
のつき回りがよく、コンタクトホールの側面に傾斜をつ
ける必要が無いため半導体装置の微細化を容易にする。
(5)チタン金属の窒化に窒素雰囲気中のプラズマ窒化
処理を用いているため第一の配線金属がアルミニウムの
ような低融点金属でも本発明は実施できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は1本発明の半導体装置の製造方
法を工程を追って示した半導体装置の断面図。 半導体装置上の第1の絶縁膜 第1の金属配線 第二の絶縁膜 コンタクトホール チタン金属 チタン窒化物 第1の配線金属とチタンの合金 第二の金属配線 以 上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体装置における配線を形成する工程において
    、第一の金属配線を形成する工程と、該第一の配線上に
    絶縁膜を形成する工程と、前記第一の配線上の該絶縁膜
    の一部に開孔部を形成する工程と、前記絶縁膜上および
    絶縁膜の開孔部上にチタン金属を形成する工程と、該チ
    タン金属を窒素雰囲気中のプラズマ窒化処理により変成
    する工程と、該チタン金属およびチタン化合物上に第二
    の金属配線を形成する工程からなることを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  2. (2)前記窒素雰囲気中のプラズマ窒化処理の前にチタ
    ン金属の一部と第一の配線金属を反応させる加熱処理の
    工程を含むことを特徴とする請求項1記載の半導体装置
    の製造方法。
  3. (3)第一の金属配線、第二の金属配線および両配線層
    間に形成した絶縁膜からなる配線構造を有する半導体装
    置において、第二の配線金属の下の絶縁膜上および絶縁
    膜の開孔部の側面にはチタン窒化物、絶縁膜の開孔部に
    おける第一の金属配線との境には第一の配線の金属とチ
    タンとの合金を有する構造を特徴とする半導体装置。
JP17851789A 1989-07-07 1989-07-11 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JP2850380B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004531900A (ja) * 2001-06-20 2004-10-14 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド デポジション処理によって、相互接続領域を選択的に合金にする方法
KR100451493B1 (ko) * 1998-09-02 2004-12-04 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의금속배선형성방법
JP2007150301A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Samsung Electronics Co Ltd 半導体装置およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100451493B1 (ko) * 1998-09-02 2004-12-04 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의금속배선형성방법
JP2004531900A (ja) * 2001-06-20 2004-10-14 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド デポジション処理によって、相互接続領域を選択的に合金にする方法
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