JPH04130727A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JPH04130727A JPH04130727A JP25001290A JP25001290A JPH04130727A JP H04130727 A JPH04130727 A JP H04130727A JP 25001290 A JP25001290 A JP 25001290A JP 25001290 A JP25001290 A JP 25001290A JP H04130727 A JPH04130727 A JP H04130727A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体素子の製造のうち、特にその配線層形成
に関するものである。
に関するものである。
（従来の技術）
半導体素子における配線構造は、従来第２図に示すよう
に形成されている。まず拡散層等を有するＩＣ基板１上
に絶縁膜２（例えばＢＰＳＧ ）をＣ■法にて形成する
。その後配線となるＡｌ−５ｌ系合金膜３をスパッタ法
で形成し、配線パターンをボトリングラフィ、エツチン
グ技術で得る。その後・ぐツノページ冒ン膜４（例えば
５ｉＮ）をＣＶＤ法にて形成する。これによって半導体
素子が完成する。
に形成されている。まず拡散層等を有するＩＣ基板１上
に絶縁膜２（例えばＢＰＳＧ ）をＣ■法にて形成する
。その後配線となるＡｌ−５ｌ系合金膜３をスパッタ法
で形成し、配線パターンをボトリングラフィ、エツチン
グ技術で得る。その後・ぐツノページ冒ン膜４（例えば
５ｉＮ）をＣＶＤ法にて形成する。これによって半導体
素子が完成する。
しかしながら集積度が増加するにつれて配線幅。
配線間隔がせまくなり様々な問題が生じてきている。数
例を挙げると、エレクトロマイグレーション、ストレス
マイグレーションによる断線及びＡｌの欠損、ヒロック
形成による層内、眉間ショート等である。これらの問題
に対してｌ’中に不純物を添加することにより、 Ａｌ
の膜質な改善する方法が一般的に行なわれている。その
元素とは（ｕ、Ｔｊ。
例を挙げると、エレクトロマイグレーション、ストレス
マイグレーションによる断線及びＡｌの欠損、ヒロック
形成による層内、眉間ショート等である。これらの問題
に対してｌ’中に不純物を添加することにより、 Ａｌ
の膜質な改善する方法が一般的に行なわれている。その
元素とは（ｕ、Ｔｊ。
Ｐｄ、Ｈｆ、Ｂ、Ｎ、Ｏ，・・・等様々であるが、特に
代表的なのがＣｕである。近年ではＣｕと他の元素（例
えばＨｆ。
代表的なのがＣｕである。近年ではＣｕと他の元素（例
えばＨｆ。
Ｂ）を加えてＡ１−６１−Ｃｕ−、Ｈｆ−Ｂ膜として配
線を強化している。その形成方法は、前述と同様ＩＣ基
板上に絶縁膜を形成した後、Ａｊ−３ｔ −Ｃｕ −Ｈ
ｆ−Ｂのターゲットを用いてスパッタ法によりＡｌ−Ｓ
ｉ −Ｃｕ−Ｈｆ−Ｂ膜を堆積し、ボトリングラフィ、
エツチング技術にヨリバターニングを行い、ノクツジベ
ーション膜を形成して完成となる。これにより、ヒロッ
クの生成しにくい、信頼性の高いＡ７配線が得られる。
線を強化している。その形成方法は、前述と同様ＩＣ基
板上に絶縁膜を形成した後、Ａｊ−３ｔ −Ｃｕ −Ｈ
ｆ−Ｂのターゲットを用いてスパッタ法によりＡｌ−Ｓ
ｉ −Ｃｕ−Ｈｆ−Ｂ膜を堆積し、ボトリングラフィ、
エツチング技術にヨリバターニングを行い、ノクツジベ
ーション膜を形成して完成となる。これにより、ヒロッ
クの生成しにくい、信頼性の高いＡ７配線が得られる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら前記の方法の場合、ターケ゛ットの組成で
ＡＩ金合金中添加物量を管理しているため、ターゲット
使用量に伴ないスパッタ膜中に含まれるＣｕ、Ｈｆ、Ｂ
等の添加不純物の量が変動するだけでなく、ス・やツタ
条件（パワー、基板温度）によってス・ぐツタ膜中に均
一に添加不純物が分布せずに下地絶縁膜近傍もしくは表
面付近に・母イルアップしてしまう。このように添加不
純物が均一て分布していないＡＩ！膜をＲＩＥやＥＤＲ
法等でエツチングした場合、・クイルアップに対応しき
れないで残査として絶縁膜上に残るだけでなく、腐食現
象が現われる。また、さらにｌ’配線を強化させるため
にＣｕ、Ｈｆ、Ｂ等の不純物添加量を上げるようなター
ゲットを作成してＡｌ膜を形成しても、エツチングは不
純物量の増加とともに残査、腐食問題がさらに大きくな
り、微細配線を形成することが困難になるという問題点
があった。
ＡＩ金合金中添加物量を管理しているため、ターゲット
使用量に伴ないスパッタ膜中に含まれるＣｕ、Ｈｆ、Ｂ
等の添加不純物の量が変動するだけでなく、ス・やツタ
条件（パワー、基板温度）によってス・ぐツタ膜中に均
一に添加不純物が分布せずに下地絶縁膜近傍もしくは表
面付近に・母イルアップしてしまう。このように添加不
純物が均一て分布していないＡＩ！膜をＲＩＥやＥＤＲ
法等でエツチングした場合、・クイルアップに対応しき
れないで残査として絶縁膜上に残るだけでなく、腐食現
象が現われる。また、さらにｌ’配線を強化させるため
にＣｕ、Ｈｆ、Ｂ等の不純物添加量を上げるようなター
ゲットを作成してＡｌ膜を形成しても、エツチングは不
純物量の増加とともに残査、腐食問題がさらに大きくな
り、微細配線を形成することが困難になるという問題点
があった。
（課題を解決するための手段）
この発明は以上述べた不純物添加ターケ゛ットを使用し
た時のスパッタ条件による膜中の不純物のパイルアップ
と、不純物添加量増加に伴なう微細配線形成困難という
問題点を除去するため、配線層の形成方法として、通常
のＡｌ−Ｓｉ系合金膜を形成し、ホトリソグラフィ、エ
ツチング技術で配線パターンを形成した後に、無電解め
っきを用いて、Ｈｆ、Ｂを含有したＣｕ膜を配線層部分
のみに選択的に形成し、配線層を強化するようにしたも
のである。
た時のスパッタ条件による膜中の不純物のパイルアップ
と、不純物添加量増加に伴なう微細配線形成困難という
問題点を除去するため、配線層の形成方法として、通常
のＡｌ−Ｓｉ系合金膜を形成し、ホトリソグラフィ、エ
ツチング技術で配線パターンを形成した後に、無電解め
っきを用いて、Ｈｆ、Ｂを含有したＣｕ膜を配線層部分
のみに選択的に形成し、配線層を強化するようにしたも
のである。
（作用）
本発明は配線層形成に当って、前述のような方法とした
ため、従来のターゲット添加からもたらされる不純物の
パイルアップもなく、かつ高濃度の不純物もエツチング
に影響を与えずに添加できる。また、 Ａｌ配線表面は
Ｃｕが主となる合金層で形成されているため、ＡＩＶ合
金よりもストレスに対してさらに強くなり、欠損及びヒ
ロック等の発生もより抑えられる。
ため、従来のターゲット添加からもたらされる不純物の
パイルアップもなく、かつ高濃度の不純物もエツチング
に影響を与えずに添加できる。また、 Ａｌ配線表面は
Ｃｕが主となる合金層で形成されているため、ＡＩＶ合
金よりもストレスに対してさらに強くなり、欠損及びヒ
ロック等の発生もより抑えられる。
（実施例）
第１図に本発明の実施例の主要部分の工程断面図を示す
。まず（，１図に示すように、ＩＣ基板ｌ上に層間絶縁
膜２（例えばＢＰＳＧ ）をＣＶＤ法にて６０００Ｘ形
成する。そして平坦にさせるフロー熱処理を行う。熱処
理はＮ２雰囲気で９５０℃、１５分行う。
。まず（，１図に示すように、ＩＣ基板ｌ上に層間絶縁
膜２（例えばＢＰＳＧ ）をＣＶＤ法にて６０００Ｘ形
成する。そして平坦にさせるフロー熱処理を行う。熱処
理はＮ２雰囲気で９５０℃、１５分行う。
平坦になった後配線層となるＡｌ−Ｓｉ系合金膜３をス
パッタ法にて６０００Ｘ形成し、ホトリングラフィ、エ
ツチング技術で配線／？ターンを形成する。
パッタ法にて６０００Ｘ形成し、ホトリングラフィ、エ
ツチング技術で配線／？ターンを形成する。
その後無電解めっき法を用いてＣｕ膜を形成する。
まず、）ｌの表面を活性化させるためＰｄＣ７Ｉ２溶液
に１分間浸す。ＰｄＣ４２溶液の組成は、ＰｄＣ／２０
．０５〜０．２ｇ／ｌを微塩酸性水溶液に溶かしたもの
である。これによりイオン化に預かるＡ／配線３部分の
みにＰｄ ｊ ４が吸着し、Ａｌ表面が活性化される。
に１分間浸す。ＰｄＣ４２溶液の組成は、ＰｄＣ／２０
．０５〜０．２ｇ／ｌを微塩酸性水溶液に溶かしたもの
である。これによりイオン化に預かるＡ／配線３部分の
みにＰｄ ｊ ４が吸着し、Ａｌ表面が活性化される。
次に（ｂ）図のように無電解めりき法にて、Ｈｆ、Ｂを
含有したＣｕ膜を形成する。無電解めっき液の組成は、
Ｃｕ５ＯをＯ−０１〜０−１ ｍｏｌ／ｌ 、Ｈｆ０Ｃ
Ｊ２を０．００１〜０．０５ ｍａｔ／ｌ 、 ＤＭＡ
Ｂ （ツメチルアミンポラン：（ＣＨ３）２ＮＨＢＨ５
） ヲ０．０１〜０．１ ｍｏｌ／ｌ 、 ＥＤＴＡ（
エチレンジアミン４酢酸）をＯ０５〜０２ｍｏ／／／ｌ
で、アンモニアにて−を８〜１ｏに調整する。液温度は
６０〜９０℃である。このめっき液に浸たすことにより
、Ａ／配線３上のＰｄ １４のところのみにＣｕ膜１５
が２００〜５００Ｘ形成される。即ち。
含有したＣｕ膜を形成する。無電解めっき液の組成は、
Ｃｕ５ＯをＯ−０１〜０−１ ｍｏｌ／ｌ 、Ｈｆ０Ｃ
Ｊ２を０．００１〜０．０５ ｍａｔ／ｌ 、 ＤＭＡ
Ｂ （ツメチルアミンポラン：（ＣＨ３）２ＮＨＢＨ５
） ヲ０．０１〜０．１ ｍｏｌ／ｌ 、 ＥＤＴＡ（
エチレンジアミン４酢酸）をＯ０５〜０２ｍｏ／／／ｌ
で、アンモニアにて−を８〜１ｏに調整する。液温度は
６０〜９０℃である。このめっき液に浸たすことにより
、Ａ／配線３上のＰｄ １４のところのみにＣｕ膜１５
が２００〜５００Ｘ形成される。即ち。
Ｐｄ １４が触媒の働きをする。このＣｕ膜１５にはＨ
ｆ、Ｂが含有されておシ、その濃度はＨｆＯＣｌ２等の
量や、−によって変えることが可能である。その後／Ｉ
Ｐツジベーション膜４をＣＶＤ 法１１Ｃテロ ０００
Ｘの厚さを形成し、水素雰囲気にて４ｏｏ℃、３０分
のアニール（熱処理）を行うことにより、配線層３がＡ
４−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｈｆ−Ｂ合金の半導体素子が完成する
。またＨｆ添加のための試薬は、）Ｉｆ ＯＣＩ ２以
外の他の試薬Ｈｆ（Ｓ０４）２ 等の水溶性のあるＨ
ｆを含む試薬でも同様の効果を得る。
ｆ、Ｂが含有されておシ、その濃度はＨｆＯＣｌ２等の
量や、−によって変えることが可能である。その後／Ｉ
Ｐツジベーション膜４をＣＶＤ 法１１Ｃテロ ０００
Ｘの厚さを形成し、水素雰囲気にて４ｏｏ℃、３０分
のアニール（熱処理）を行うことにより、配線層３がＡ
４−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｈｆ−Ｂ合金の半導体素子が完成する
。またＨｆ添加のための試薬は、）Ｉｆ ＯＣＩ ２以
外の他の試薬Ｈｆ（Ｓ０４）２ 等の水溶性のあるＨ
ｆを含む試薬でも同様の効果を得る。
また、この発明は第１配線層のみならず多層配線の２層
以上の配線層にも適用できることは論を待たない。
以上の配線層にも適用できることは論を待たない。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明によれば配線層として通
常のＡｌ−８ｌ系合金をエツチングして形成した後、無
電解めっき法でＨｆ、Ｂを含むＣｕ膜を該ＡＩＶ配線部
表面だけに形成し、熱処理によってＡｌ−８ｌ−Ｃｕ−
Ｈｆ−Ｂ合金配線としたので、従来のターゲット添加か
らもたらされる不純物の・ぞイルアップもなく、かつ高
濃度の不純物もエツチングに影響を与えずに添加できる
。また、Ａｌ配線表面はＣｕが主となる合金層で形成さ
れているため、Ａｌ金合金りもストレスに対してさらに
強くなり、欠損及びヒロック等の発生もよシ抑えられる
。更に、めっき時間、ｌｌ）Ｉ値、 ＨｆＯＣｌ２添加
量を変えることにより、Ｃｕ膜厚や、Ｈｆ、Ｂ濃度も制
御が可能となる。
常のＡｌ−８ｌ系合金をエツチングして形成した後、無
電解めっき法でＨｆ、Ｂを含むＣｕ膜を該ＡＩＶ配線部
表面だけに形成し、熱処理によってＡｌ−８ｌ−Ｃｕ−
Ｈｆ−Ｂ合金配線としたので、従来のターゲット添加か
らもたらされる不純物の・ぞイルアップもなく、かつ高
濃度の不純物もエツチングに影響を与えずに添加できる
。また、Ａｌ配線表面はＣｕが主となる合金層で形成さ
れているため、Ａｌ金合金りもストレスに対してさらに
強くなり、欠損及びヒロック等の発生もよシ抑えられる
。更に、めっき時間、ｌｌ）Ｉ値、 ＨｆＯＣｌ２添加
量を変えることにより、Ｃｕ膜厚や、Ｈｆ、Ｂ濃度も制
御が可能となる。
第１図は本発明の実施例の工程断面図、第２図は従来例
の構造図である。 １・・・ＩＣ基板、２・・・絶縁膜、３・・・配線層、
１４・・・Ｐｄ、１５・・・Ｃｕ０ 第 図
の構造図である。 １・・・ＩＣ基板、２・・・絶縁膜、３・・・配線層、
１４・・・Ｐｄ、１５・・・Ｃｕ０ 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体素子の配線層を形成する方法として、（ａ）半導
体基板上に絶縁膜を形成し、その上に配線層としてＡｌ
−Ｓｉ系合金膜を形成する工程と、（ｂ）該配線層形成
後、無電解めっき法によってＨｆ、Ｂを含有したＣｕ膜
を前記配線層表面に形成する工程と、 （ｃ）その後熱処理により、前記配線層をＡｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ−Ｈｆ−Ｂ合金とする工程、 とを含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25001290A JPH04130727A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25001290A JPH04130727A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130727A true JPH04130727A (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=17201534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25001290A Pending JPH04130727A (ja) | 1990-09-21 | 1990-09-21 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04130727A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100476702B1 (ko) * | 2000-12-28 | 2005-03-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법 |
-
1990
- 1990-09-21 JP JP25001290A patent/JPH04130727A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100476702B1 (ko) * | 2000-12-28 | 2005-03-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 구리 배선 형성 방법 |
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