JPH0433332A - 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） この発明は半導体装置の製造方法に係り、特に配線の形
成方法に関するものである。

（従来の技術） 半導体装置においては、ＭまたはＡＩ　−Ｓ　ｉ合金に
より配線が形成されるが、このＭまたはＮ−Ｓｉ合金が
コンタクトホールにおいて直接半導体基板に接して形成
されると、オーミックコンタクトを得るための熱処理時
、Ｎ　−Ｓ　ｉ合金中の過飽和のＳｉが、あるいは−旦
基板からＭ中に吸い上げられたＳｉがコンタクトホール
底部の基板面（コンタクト部）にＰＩ層として固相エピ
タキシャル成長してコンタクト抵抗を増大させるという
問題点があった。

このコンタクト抵抗の増大を防止するため、第２図に示
すように、ＭまたはＡｆ　−３ｉ合金からなる配線金属
ｌの下にバリアメタルとして高融点金属シリサイド膜（
例えばＷ　Ｓ　ｉ　Ｘ膜）２を形成することが行われて
いる。

しかるに、この方法では、今度は、オーミックコンタク
トをとるための熱処理時に、高融点金属シリサイド膜２
中のＳｉが配線金属ｌ中に溶は込み、降温した際にＳｉ
ノジュール３として配線金属ｌ中に散在するという問題
を引き起こし、Ｓｉノジュール３は高抵抗であるため、
配線の抵抗を上昇させ、信転性の劣化を招くという問題
点があった。特に、このＳｉノジニールが多層配線の第
１層配線層内で、しかも第２層配線層との接続部で発生
すると、該接続部の抵抗上昇だけに留まらず、配線の層
間接続不良を引き起こすという問題点があった。

そこで、同出願人は、関連会社と共同して、平成１年８
月１１日に特願平１−２０６８８０号として特許出願し
たように、Ｓｉノジュールの発生防止法を提案した。そ
の方法は、第３図（ａ）に示すように、半導体基板ｂｌ
上に中間絶縁膜１２を形成し、コンタクトホール１３を
開けた後、高融点金属シリサイドＭ１４を被着し、その
直ぐあとで６５０″Ｃ以上の高温で熱処理を行い、高融
点金属シリサイド膜１４を結晶化させ、あるいは結晶化
を促進させ、その後その上に第３図（ｂ）で示すように
配線金属１５を被着し、バターニングし、オーミックコ
ンタクトをとるための４００℃程度の低温の熱処理を行
う方法である。

この方法は、高融点金属シリサイド１１１４を予め結晶
化させ、あるいは結晶化を促進させておくことにより、
後のオーミックコンタクトを得るための熱処理時に、配
線金属１５内にＳｉノジュールが発生するのを防止しよ
うとする技術である。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、上記提案技術でも、Ｓｉノジュールの発生防
止は完全ではなく、時々Ｓｉノジュールの発生が見られ
、配線抵抗が増大する問題点があった。

また、高融点金属シリサイド膜を結晶化させ、あるいは
結晶化を促進させると、オーミックコンタクトが得られ
なくなる問題点が発生した。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、配線金属の
下に高融点金属シリサイド膜をバリアメタルとして形成
する配線形成法において、Ｓｉノジュールの発生を確実
に防止でき、かつ基板との間にオーミックコンタクトを
良好に得ることができる半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明では、半導体基板上に、配線として、高融点金
属シリサイド膜、配線金属、シリサイドを形成し得る金
属を順に形成し、その後、基板との間にオーミンクコン
タクトを得るための熱処理を行なう。

（作　用） 上記方法においては、オーミックコンタクトを得るため
の熱処理を行った際、高融点金属シリサイド膜からＳｉ
が配線金属中に溶は込むが、このＳｉは、配線金属上の
シリサイドを形成し得る金属と反応してシリサイド層を
形成することで消費されるので、配線金属中に３１ノジ
ユールとして出現することがなくなる。

また、上記方法によれば、高融点金属シリサイド膜を結
晶化、あるいは結晶化への促進をする必要がなく、それ
らが行われていないので、オーミックコンタクトを得る
ための熱処理により良好なオーミックコンタクトが得ら
れる。

（実施例） 以下この発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

一実施例では、まず第１図（ａ）に示すように、素子形
成が終了したシリコン基板２１上に中間絶縁膜２２を形
成し、その一部にコンタクトホール２３を開ける１次に
、そのコンタクトホール２３でシリコン基１２１面に接
するように中間絶縁膜２２上の全面にスパッタ法などに
より、高融点金属シリサイド膜、例えばＷＳｉｘＭ２４
を１００口儒０厚さに形成する。続いて、その上に配線
金属として例えば／ｕ−１，０％Ｓｉ合金膜２５を同様
にスパッタ法で６００ｒ＋ｓ＋の厚さに形成する。さら
にその上に、シリサイドを形成し得る金属としてＷ膜２
６をスパッタ法により３００ｎｍ程度の厚さに形成する
。

続いて、通常のりソグラフィ（ホトリソ・エツチング〕
工程によりＷ膜２６．ＡＺ−１，０％Ｓｉ合金膜２５お
よびＷ　Ｓ　ｉ　Ｘ膜２４を第１図（ｂｌに示すように
バターニングすることにより、３層構造の配線を形成す
る。

その後、基板２１とオーミックコンタクトを得るための
熱処理を第１図ｆＣ）に示すように４００℃程度の低温
で行う。この時、Ｗ　Ｓ　ｉ　＋ｌ膜２４から第１図（
Ｃ１中に矢印で示すようにＳｉがＡＺ−１，０％Ｓｉ合
金膜２５中に溶は込むが、このＳｔは、Ａｌ−１，０％
Ｓｉ合金ｌｌＩ２５上のＷ膜２６と反応してシリサイド
層を形成することで消費されるので、・Ｎ−１，０％Ｓ
ｉ合金膜２５中にＳｉノジュールとして出現することが
なくなる。また、Ｗ　Ｓ　ｉ　Ｘ膜２４は結晶化あるい
は結晶化への促進が行われていないので、前記熱処理に
より良好なオーミンクコンタクトを得ることができる。

なお、上記一実施例では配線金属としてＡｆ　−Ｓ　ｉ
合金を用いたが、１００％Ｍでもよい。また、シリサイ
ドを形成し得る金属としてタングステン（Ｗ）を用いた
が、モリブデン（−〇）、コバルト（Ｇｏ）などを用い
ることもできる。また、このシリサイドを形成し得る金
属は、下２層の配線金属と高融点金属シリサイド膜を配
線パターンにパターニングした後、選択ＣＶＤ法などに
より配線金属パターンの全体を覆うように形成すること
もできる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明の製造方法によれ
ば、オーミックコンタクトを得るための熱処理時に高融
点金属シリサイド膜から配線金属中に溶は出たＳｉをそ
の上の膜と反応させてシリサイド層を形成することで消
費するようにしたので、配線金属中にＳｉノジュールが
発生することを確実に防止できる。したがって、抵抗の
小さい、かつ多層配線において層間接続不良のない信鯨
性の高い配線を得ることができる。

また、バリアメタルとしての高融点金属シリサイド膜は
結晶化、あるいは結晶化への促進をさせる必要がなく、
行われていないので、熱処理により良好なオーミックコ
ンタクトを得ることができる。

また、シリサイドを形成し得る金属が配線金属の上に形
成されていると、−船釣には反射率を下げることができ
るので、リソグラフィ工程による配線パターンへのパタ
ーニング時に、パターン精度を上げることができる。

さらに、シリサイドを形成し得る金属が配線金属上に形
成されていると、配線の加熱に伴うアルミ合金のヒロッ
ク発生を防止でき、より良質の配線を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体装置の製造方法の一実施例を
示す工程断面図、第２図は従来の配線形成法を示す断面
図、第３図は同出願人が先に提案した技術を示す断面図
である。 ２１・・・シリコン基板、２４・・・Ｗ　Ｓ　ｉ　Ｘ膜
、２５・・・ＡＺ−１，０％５１合金膜、２６・・・Ｗ
膜。 手続補正書 平成　４７月１７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上に、配線として、高融点金属シリサイド
   膜、配線金属、シリサイドを形成し得る金属を順に形成
   し、その後、基板との間にオーミックコンタクトを得る
   ための熱処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造
   方法。