JPH0831826A - 配線層の形成方法 - Google Patents
配線層の形成方法Info
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- JPH0831826A JPH0831826A JP18401694A JP18401694A JPH0831826A JP H0831826 A JPH0831826 A JP H0831826A JP 18401694 A JP18401694 A JP 18401694A JP 18401694 A JP18401694 A JP 18401694A JP H0831826 A JPH0831826 A JP H0831826A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 断線し難い配線層を加工不良を生じさせるこ
となくかつ熱工程での抵抗の上昇を抑制しつつ形成する
こと。 【構成】 第１工程で、第１層間膜２とプラグ６とを設
けた基板１を基体として、その表面にＴｉからなる第１
層７０と、Ｓｉからなる第２層７１と、Ｔｉからなる第
３層７２と、少なくともＡｌを主成分としかつＳｉを含
まない材料からなる第４層７３とを順に形成する。次い
で第２工程で、第１層７０から第４層７３までの積層体
を配線パターン５に形成するまでに、第３層７２と第４
層７３とを反応させてＡｌ−Ｔｉ反応層７４を形成する
とともに、第３層７２の未反応層７５を残す。そして第
３工程では、その後の熱工程で第２層７１と未反応層７
５とＡｌ−Ｔｉ反応層７４とを反応させて、第１層７０
と第４層７３との間にＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ三元合金層７６
を形成する。
となくかつ熱工程での抵抗の上昇を抑制しつつ形成する
こと。 【構成】 第１工程で、第１層間膜２とプラグ６とを設
けた基板１を基体として、その表面にＴｉからなる第１
層７０と、Ｓｉからなる第２層７１と、Ｔｉからなる第
３層７２と、少なくともＡｌを主成分としかつＳｉを含
まない材料からなる第４層７３とを順に形成する。次い
で第２工程で、第１層７０から第４層７３までの積層体
を配線パターン５に形成するまでに、第３層７２と第４
層７３とを反応させてＡｌ−Ｔｉ反応層７４を形成する
とともに、第３層７２の未反応層７５を残す。そして第
３工程では、その後の熱工程で第２層７１と未反応層７
５とＡｌ−Ｔｉ反応層７４とを反応させて、第１層７０
と第４層７３との間にＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ三元合金層７６
を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置における配
線層の形成方法に関するものである。
線層の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化にしたがっ
て、デバイスの寸法ルールは微細化している。そして、
微細化に伴って生じるアルミニウム（Ａｌ）配線層のエ
レクトロマイグレーションやストレスマイグレーション
による断線が、信頼性上の重大な問題になっている。
て、デバイスの寸法ルールは微細化している。そして、
微細化に伴って生じるアルミニウム（Ａｌ）配線層のエ
レクトロマイグレーションやストレスマイグレーション
による断線が、信頼性上の重大な問題になっている。
【０００３】この配線層の断線を防止する対策の一つ
に、配線層をいわゆるバリアメタル積層構造にする方法
がある。例えばＡｌまたはＡｌ合金からなる層の下に、
チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸窒化チタン
（ＴｉＯＮ）、チタン−タングステン（ＴｉＷ）などの
導電性の高融点金属や金属間化合物からなるバリアメタ
ル層を敷く方法である。
に、配線層をいわゆるバリアメタル積層構造にする方法
がある。例えばＡｌまたはＡｌ合金からなる層の下に、
チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸窒化チタン
（ＴｉＯＮ）、チタン−タングステン（ＴｉＷ）などの
導電性の高融点金属や金属間化合物からなるバリアメタ
ル層を敷く方法である。
【０００４】このような構造の配線層では、Ａｌまたは
Ａｌ合金からなる層が断線しても高融点金属の冗長効果
によって配線層全体が断線するのが防止される。特にＴ
ｉのバリアメタル層は、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）との
密着性が良いことが知られている。しかもこのバリアメ
タル層は、Ａｌとある程度反応してＡｌまたはＡｌ合金
からなる層との界面でのマイグレーションを抑制すると
考えられている。したがって、Ｔｉは非常に有効なバリ
アメタル材料である。
Ａｌ合金からなる層が断線しても高融点金属の冗長効果
によって配線層全体が断線するのが防止される。特にＴ
ｉのバリアメタル層は、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）との
密着性が良いことが知られている。しかもこのバリアメ
タル層は、Ａｌとある程度反応してＡｌまたはＡｌ合金
からなる層との界面でのマイグレーションを抑制すると
考えられている。したがって、Ｔｉは非常に有効なバリ
アメタル材料である。
【０００５】一方、シリコン（Ｓｉ）基板とのコンタク
ト部で配線層のＡｌがＳｉ基板に突き抜けるのを防止す
るために、従来では配線材料のＡｌにＳｉを１％程度混
入している。しかしながらＳｉの混入は、上記したバリ
アメタル層の適用とともにその用をなさなくなってい
る。逆に、配線パターンの形成の際にＳｉが析出し、こ
のことによる加工不良の欠点が大きくなっている。した
がって、Ｓｉを含まないＡｌやＳｉを含まないＡｌ合
金、例えばアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金が配線
材料に適用され始めている。
ト部で配線層のＡｌがＳｉ基板に突き抜けるのを防止す
るために、従来では配線材料のＡｌにＳｉを１％程度混
入している。しかしながらＳｉの混入は、上記したバリ
アメタル層の適用とともにその用をなさなくなってい
る。逆に、配線パターンの形成の際にＳｉが析出し、こ
のことによる加工不良の欠点が大きくなっている。した
がって、Ｓｉを含まないＡｌやＳｉを含まないＡｌ合
金、例えばアルミニウム−銅（Ａｌ−Ｃｕ）合金が配線
材料に適用され始めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｓｉを含ま
ないＡｌやＡｌ合金では、ＡｌとＴｉとの反応が進み易
くなる。そのため、配線層を形成した後に行われる層間
膜の形成やシンターなどの熱工程において、ＡｌとＴｉ
との反応が進んで主にＴｉ(III) −Ａｌ合金（ＴｉＡｌ
3 ）からなる反応層が形成される。そして、この反応層
が形成されることによって、配線層の抵抗が上昇する問
題が発生していた。
ないＡｌやＡｌ合金では、ＡｌとＴｉとの反応が進み易
くなる。そのため、配線層を形成した後に行われる層間
膜の形成やシンターなどの熱工程において、ＡｌとＴｉ
との反応が進んで主にＴｉ(III) −Ａｌ合金（ＴｉＡｌ
3 ）からなる反応層が形成される。そして、この反応層
が形成されることによって、配線層の抵抗が上昇する問
題が発生していた。
【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、断線し難い配線層を加工不良を生じさせ
ることなくかつ熱工程での抵抗の上昇を抑制しつつ形成
できる配線層の形成方法を提供することを目的としてい
る。
たものであり、断線し難い配線層を加工不良を生じさせ
ることなくかつ熱工程での抵抗の上昇を抑制しつつ形成
できる配線層の形成方法を提供することを目的としてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の配線層の形成方法では、まず第１工程で基体
表面に、Ｔｉからなる第１層と、Ｓｉからなる第２層と
を順に形成する。さらに第２層上に、Ｔｉからなる第３
層と、少なくともＡｌを主成分としかつＳｉを含まない
材料からなる第４層とを順に形成する。次いで第２工程
で、第１層から第４層までの積層体を配線パターンに形
成するまでに、第３層と第４層とを反応させてＡｌ−Ｔ
ｉ反応層を形成する。またこれとともに、第３層の未反
応層を残す。次に第３工程では、その後の熱工程で第２
層と上記未反応層と上記Ａｌ−Ｔｉ反応層とを反応させ
る。そして、第１層と第４層との間にＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ
からなる合金層を形成する方法である。
に本発明の配線層の形成方法では、まず第１工程で基体
表面に、Ｔｉからなる第１層と、Ｓｉからなる第２層と
を順に形成する。さらに第２層上に、Ｔｉからなる第３
層と、少なくともＡｌを主成分としかつＳｉを含まない
材料からなる第４層とを順に形成する。次いで第２工程
で、第１層から第４層までの積層体を配線パターンに形
成するまでに、第３層と第４層とを反応させてＡｌ−Ｔ
ｉ反応層を形成する。またこれとともに、第３層の未反
応層を残す。次に第３工程では、その後の熱工程で第２
層と上記未反応層と上記Ａｌ−Ｔｉ反応層とを反応させ
る。そして、第１層と第４層との間にＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ
からなる合金層を形成する方法である。
【０００９】また本発明は、上記熱工程が、２００℃〜
５５０℃の範囲において所定の温度の加熱を伴う熱工程
である配線層の形成方法である。
５５０℃の範囲において所定の温度の加熱を伴う熱工程
である配線層の形成方法である。
【００１０】
【作用】本発明では、配線パターンの形成までにＡｌ−
Ｔｉ反応層を形成するとともに第３層の未反応層を残
す。このため配線パターンの形成工程では、第２層のＳ
ｉと第４層のＡｌとが直接接触しないので、Ｓｉの析出
物が全く発生しない。また、その後の熱工程ではＡｌと
Ｔｉとの反応が第２層のＳｉによって抑制されてＡｌ−
Ｓｉ−Ｔｉの合金層を形成する方向に反応が進む。
Ｔｉ反応層を形成するとともに第３層の未反応層を残
す。このため配線パターンの形成工程では、第２層のＳ
ｉと第４層のＡｌとが直接接触しないので、Ｓｉの析出
物が全く発生しない。また、その後の熱工程ではＡｌと
Ｔｉとの反応が第２層のＳｉによって抑制されてＡｌ−
Ｓｉ−Ｔｉの合金層を形成する方向に反応が進む。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る配線層の形成方法の実施
例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の１例を示
す工程図であり、第１層間膜とプラグとを設けた基板を
基体とし、その表面に配線層を形成する場合を示してい
る。
例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の１例を示
す工程図であり、第１層間膜とプラグとを設けた基板を
基体とし、その表面に配線層を形成する場合を示してい
る。
【００１２】すなわち、図１（ａ）に示すようにこの実
施例では、Ｓｉからなる基板１に素子を形成しようとす
る領域１０を囲む状態で素子分離領域１１が形成されて
おり、素子を形成しようとする領域１０にはソース／ド
レインの拡散層１２が形成されている。また基板１上に
は第１層間膜２が成膜されており、第１層間膜２にはコ
ンタクトホール３が形成されている。そして、コンタク
トホール３内にはバリアメタル層４ａを介して例えばタ
ングステン（Ｗ）が埋め込まれて、プラグ４が形成され
ている。
施例では、Ｓｉからなる基板１に素子を形成しようとす
る領域１０を囲む状態で素子分離領域１１が形成されて
おり、素子を形成しようとする領域１０にはソース／ド
レインの拡散層１２が形成されている。また基板１上に
は第１層間膜２が成膜されており、第１層間膜２にはコ
ンタクトホール３が形成されている。そして、コンタク
トホール３内にはバリアメタル層４ａを介して例えばタ
ングステン（Ｗ）が埋め込まれて、プラグ４が形成され
ている。
【００１３】上記したようにこの実施例では、上記第１
層間膜２とプラグ４とを設けた基板１を基体として、図
１（ｂ）に示す第１工程を行う。まず、第１層間膜２お
よびプラグ６の表面にＴｉからなる第１層７０を形成す
る。また第１層７０上に、Ｓｉからなる第２層７１と、
Ｔｉからなる第３層７２とを順に形成する。さらに第３
層７２上に、少なくともＡｌを主成分としかつＳｉを含
まない材料からなる第４層７３を形成する。
層間膜２とプラグ４とを設けた基板１を基体として、図
１（ｂ）に示す第１工程を行う。まず、第１層間膜２お
よびプラグ６の表面にＴｉからなる第１層７０を形成す
る。また第１層７０上に、Ｓｉからなる第２層７１と、
Ｔｉからなる第３層７２とを順に形成する。さらに第３
層７２上に、少なくともＡｌを主成分としかつＳｉを含
まない材料からなる第４層７３を形成する。
【００１４】ここで第３層７２は、次の配線パターン５
の形成までに第４層７３と反応した場合に、未反応な層
が残る厚みに形成する。これら第１層７０から第４層７
３までの成膜方法には、例えばスパッタリング法が用い
られる。
の形成までに第４層７３と反応した場合に、未反応な層
が残る厚みに形成する。これら第１層７０から第４層７
３までの成膜方法には、例えばスパッタリング法が用い
られる。
【００１５】以下に、第１層７０を２５ｎｍ程度の膜厚
に形成し、第２層７１、第３層７２をそれぞれ５ｎｍ程
度の膜厚に形成し、さらにＡｌ−０．５％Ｃｕからなる
第４層７３を５００ｎｍ程度の膜厚に形成する場合のス
パッタリング条件の一例を示す。
に形成し、第２層７１、第３層７２をそれぞれ５ｎｍ程
度の膜厚に形成し、さらにＡｌ−０．５％Ｃｕからなる
第４層７３を５００ｎｍ程度の膜厚に形成する場合のス
パッタリング条件の一例を示す。
【００１６】まず第１層７０の成膜では、スパッタガス
にアルゴン（Ａｒ）ガスを用いる。そして、成膜雰囲気
へのＡｒガスの流量を１００ｓｃｃｍ（standard cubic
cm/min)程度、基板１の加熱温度を１５０℃程度、直流
電力を５ｋＷ、成膜雰囲気の圧力を０．４Ｐａ程度に設
定する。
にアルゴン（Ａｒ）ガスを用いる。そして、成膜雰囲気
へのＡｒガスの流量を１００ｓｃｃｍ（standard cubic
cm/min)程度、基板１の加熱温度を１５０℃程度、直流
電力を５ｋＷ、成膜雰囲気の圧力を０．４Ｐａ程度に設
定する。
【００１７】また第２層７１の成膜では、スパッタガス
にＡｒガスを用い、成膜雰囲気へのＡｒガスの流量を１
００ｓｃｃｍ程度、基板１の加熱温度を１５０℃程度、
直流電力を１０ｋＷ、成膜雰囲気の圧力を０．４Ｐａ程
度に設定する。
にＡｒガスを用い、成膜雰囲気へのＡｒガスの流量を１
００ｓｃｃｍ程度、基板１の加熱温度を１５０℃程度、
直流電力を１０ｋＷ、成膜雰囲気の圧力を０．４Ｐａ程
度に設定する。
【００１８】また第３層７２の成膜では、第１層７０の
場合と同様の設定条件にする。さらに第４層７３の成膜
では、スパッタリングガスにＡｒガスを用い、成膜雰囲
気へのＡｒガスの流量を１００ｓｃｃｍ程度、基板１の
加熱温度を１５０℃程度、直流電力を１０ｋＷ、成膜雰
囲気の圧力を０．４Ｐａ程度に設定する。
場合と同様の設定条件にする。さらに第４層７３の成膜
では、スパッタリングガスにＡｒガスを用い、成膜雰囲
気へのＡｒガスの流量を１００ｓｃｃｍ程度、基板１の
加熱温度を１５０℃程度、直流電力を１０ｋＷ、成膜雰
囲気の圧力を０．４Ｐａ程度に設定する。
【００１９】次いで図１（ｃ）に示す第２工程では、第
４層７３上にレジスト膜（図示せず）を形成する。その
後、リソグラフィとエッチングとによって第１層７０か
ら第４層７３までの積層体をパターンニングし、配線パ
ターン５を形成する。
４層７３上にレジスト膜（図示せず）を形成する。その
後、リソグラフィとエッチングとによって第１層７０か
ら第４層７３までの積層体をパターンニングし、配線パ
ターン５を形成する。
【００２０】そしてこの配線パターン５の形成までに、
第３層７２と第４層７３とを反応させてＡｌ−Ｔｉ反応
層７４を形成する。Ａｌ−Ｔｉ反応層７４は、主にＴｉ
Ａｌ3 からなる。また、Ａｌ−Ｔｉ反応層７４を形成す
るとともに第３層７２の一部からなる未反応層７５を残
す。その後、レジスト膜を例えばプラズマアッシャー処
理やウエット処理によって除去する。
第３層７２と第４層７３とを反応させてＡｌ−Ｔｉ反応
層７４を形成する。Ａｌ−Ｔｉ反応層７４は、主にＴｉ
Ａｌ3 からなる。また、Ａｌ−Ｔｉ反応層７４を形成す
るとともに第３層７２の一部からなる未反応層７５を残
す。その後、レジスト膜を例えばプラズマアッシャー処
理やウエット処理によって除去する。
【００２１】なお、第１工程で第１層７０を２５ｎｍ程
度の膜厚に形成し、第２層７１、第３層７２をそれぞれ
５ｎｍ程度の膜厚に形成し、さらにＡｌ−０．５％Ｃｕ
からなる第４層７３を５００ｎｍ程度の膜厚に形成した
場合において、上記配線パターン５の際に行うエッチン
グの条件例を以下に示す。
度の膜厚に形成し、第２層７１、第３層７２をそれぞれ
５ｎｍ程度の膜厚に形成し、さらにＡｌ−０．５％Ｃｕ
からなる第４層７３を５００ｎｍ程度の膜厚に形成した
場合において、上記配線パターン５の際に行うエッチン
グの条件例を以下に示す。
【００２２】エッチングガスには例えば三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3 ）ガスと塩素（Ｃｌ2 ）ガスとを用いる。そ
して、それぞれのガスの流量をＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝６０
／９０ｓｃｃｍ程度、反応室内の圧力を２Ｐａ程度、高
周波電力を５０Ｗ程度、マイクロ波電流をＯ．３Ａ程度
に設定し、エッチングを行う。
（ＢＣｌ3 ）ガスと塩素（Ｃｌ2 ）ガスとを用いる。そ
して、それぞれのガスの流量をＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝６０
／９０ｓｃｃｍ程度、反応室内の圧力を２Ｐａ程度、高
周波電力を５０Ｗ程度、マイクロ波電流をＯ．３Ａ程度
に設定し、エッチングを行う。
【００２３】次に図１（ｄ）に示すように第３工程で
は、その後の熱工程で、配線パターン５中の第２層７１
と未反応層７５とＡｌ−Ｔｉ反応層７４とを反応させ
る。そして、第１層７０と第４層７３との間にＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｔｉの三元合金層７６を形成する。
は、その後の熱工程で、配線パターン５中の第２層７１
と未反応層７５とＡｌ−Ｔｉ反応層７４とを反応させ
る。そして、第１層７０と第４層７３との間にＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｔｉの三元合金層７６を形成する。
【００２４】上記熱工程は、２００℃〜５５０℃程度の
範囲において所定の温度の加熱を伴う工程である。例え
ばＣＶＤ法によって上記配線パターン５を覆う状態に第
１層間膜２上に第２層間膜７を形成する工程や、４００
℃程度でシンターを行う工程などが挙げられる。以上の
工程によって、第１層７０、Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ三元合金
層７６および第４層７３の配線パターン５からなる配線
層６が形成される。
範囲において所定の温度の加熱を伴う工程である。例え
ばＣＶＤ法によって上記配線パターン５を覆う状態に第
１層間膜２上に第２層間膜７を形成する工程や、４００
℃程度でシンターを行う工程などが挙げられる。以上の
工程によって、第１層７０、Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ三元合金
層７６および第４層７３の配線パターン５からなる配線
層６が形成される。
【００２５】上記実施例では、Ｔｉからなる第１層７０
と第３層７２との間にＳｉからなる第２層７１を形成し
た後、配線パターン５の形成までにＡｌ−Ｔｉ反応層７
４を形成するとともに第３層７２の未反応層７５を残
す。このため配線パターン５の形成工程では、第２層７
１のＳｉと第４層７３のＡｌとが直接接触しないので、
Ｓｉの析出物が全く発生しない。
と第３層７２との間にＳｉからなる第２層７１を形成し
た後、配線パターン５の形成までにＡｌ−Ｔｉ反応層７
４を形成するとともに第３層７２の未反応層７５を残
す。このため配線パターン５の形成工程では、第２層７
１のＳｉと第４層７３のＡｌとが直接接触しないので、
Ｓｉの析出物が全く発生しない。
【００２６】また、Ａｌ−Ｔｉ反応層７４の下層には、
未反応層７５を介してＳｉの第２層７１が形成されてい
ることから、その後の熱工程ではＡｌとＴｉとの反応よ
りもＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ三元合金層７６を形成する方向に
反応が進む。つまり、ＡｌとＴｉとの反応がＳｉによっ
て抑制され、ＴｉＡｌ3 の形成による抵抗の上昇が抑え
られる。
未反応層７５を介してＳｉの第２層７１が形成されてい
ることから、その後の熱工程ではＡｌとＴｉとの反応よ
りもＡｌ−Ｓｉ−Ｔｉ三元合金層７６を形成する方向に
反応が進む。つまり、ＡｌとＴｉとの反応がＳｉによっ
て抑制され、ＴｉＡｌ3 の形成による抵抗の上昇が抑え
られる。
【００２７】したがって上記実施例によれば、断線し難
い配線層６をＳｉの析出による加工不良を生じさること
なく形成できる。さらに、熱工程では抵抗の上昇が抑え
られるので、低抵抗でかつ高信頼性の配線層６を歩留り
良く形成することができる。
い配線層６をＳｉの析出による加工不良を生じさること
なく形成できる。さらに、熱工程では抵抗の上昇が抑え
られるので、低抵抗でかつ高信頼性の配線層６を歩留り
良く形成することができる。
【００２８】なお上記実施例では、プラグ４上に配線層
６を形成した場合について説明したが、プラグ４が埋め
込まれていないコンタクトホール３においても上記構成
の配線層６を形成することも可能である。
６を形成した場合について説明したが、プラグ４が埋め
込まれていないコンタクトホール３においても上記構成
の配線層６を形成することも可能である。
【００２９】また、上記実施例では、第４層７３上に反
射防止膜を形成しない場合について述べたが、第４層７
３上に反射防止膜を形成して配線パターン５の形成およ
び熱工程を行っても上記実施例と同様の効果が得られ
る。
射防止膜を形成しない場合について述べたが、第４層７
３上に反射防止膜を形成して配線パターン５の形成およ
び熱工程を行っても上記実施例と同様の効果が得られ
る。
【００３０】図２は反射防止膜の形成工程の一例を示す
断面図である。図示したように反射防止膜８の成膜は、
第１工程と第２工程との間に行う。例えば第４層７３の
成膜後に、次のような条件で酸窒化シリコン（ＳｉＯ
Ｎ）膜からなる反射防止膜８が形成される。
断面図である。図示したように反射防止膜８の成膜は、
第１工程と第２工程との間に行う。例えば第４層７３の
成膜後に、次のような条件で酸窒化シリコン（ＳｉＯ
Ｎ）膜からなる反射防止膜８が形成される。
【００３１】反応ガスに、シラン（ＳｉＨ4 ）ガスと亜
酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）ガスとを用いる。また、それぞれの
ガスの流量をＳｉＨ4 ／Ｎ2 Ｏ＝５０／２５ｓｃｃｍ程
度、成膜温度を３６０℃程度、成膜雰囲気の圧力を３３
０Ｐａ程度、高周波電力を８００Ｗ程度に設定する。こ
のことにより、２５ｎｍ程度の膜厚の反射防止膜８が成
膜される。
酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）ガスとを用いる。また、それぞれの
ガスの流量をＳｉＨ4 ／Ｎ2 Ｏ＝５０／２５ｓｃｃｍ程
度、成膜温度を３６０℃程度、成膜雰囲気の圧力を３３
０Ｐａ程度、高周波電力を８００Ｗ程度に設定する。こ
のことにより、２５ｎｍ程度の膜厚の反射防止膜８が成
膜される。
【００３２】ここで、第４層７３上に反射防止膜８を形
成することによって、上記した第２工程が終了するまで
に第１層７０〜第４層７３までの積層体にかかる熱が反
射防止膜８の成膜分だけ多くなる。このため反射防止膜
８を形成する場合には、上記実施例に比べてＴｉからな
る第３層７２の膜厚が厚く設定される。したがって、上
記実施例に比べて第４層７３の表面から深い位置に、Ｓ
ｉからなる第２層７１が設けられることになる。
成することによって、上記した第２工程が終了するまで
に第１層７０〜第４層７３までの積層体にかかる熱が反
射防止膜８の成膜分だけ多くなる。このため反射防止膜
８を形成する場合には、上記実施例に比べてＴｉからな
る第３層７２の膜厚が厚く設定される。したがって、上
記実施例に比べて第４層７３の表面から深い位置に、Ｓ
ｉからなる第２層７１が設けられることになる。
【００３３】例えば、その深さは以下のように計算する
ことができる。すなわち、一般に拡散係数Ｄは式（１）
のように表されることが知られている。
ことができる。すなわち、一般に拡散係数Ｄは式（１）
のように表されることが知られている。
【００３４】
【数１】 ここで、ｋ＝８．６×１０-5ｅＶ／Ｋである。また
Ｄ0 、Ｅａは物質固有の値であり Ａｌと反応するＴｉ
のＤ0 、Ｅａは文献値より、Ｄo ≒０．１５ｃｍ2／ｓ
ｅｃ、Ｅａ≒１．８５ｅＶである。
Ｄ0 、Ｅａは物質固有の値であり Ａｌと反応するＴｉ
のＤ0 、Ｅａは文献値より、Ｄo ≒０．１５ｃｍ2／ｓ
ｅｃ、Ｅａ≒１．８５ｅＶである。
【００３５】したがって、Ｔ＝３６０℃において、Ｔｉ
の拡散係数Ｄを式（２）のように演算することができ
る。
の拡散係数Ｄを式（２）のように演算することができ
る。
【数２】
【００３６】一方、拡散距離Ｌは、式（３）のように表
されることが知られている。
されることが知られている。
【数３】 よって、例えば熱工程を３０分間行った場合にＡｌに拡
散するＴｉの拡散距離Ｌは、式（４）のように演算され
る。
散するＴｉの拡散距離Ｌは、式（４）のように演算され
る。
【００３７】
【数４】 この結果から、Ｔｉからなる第３層７２の膜厚は、余裕
を見て１０ｎｍ程度に設定される。つまり第３層７２の
表面からＳｉからなる第２層７１までの深さは、上記実
施例より深い１０ｎｍ程度に設定される。
を見て１０ｎｍ程度に設定される。つまり第３層７２の
表面からＳｉからなる第２層７１までの深さは、上記実
施例より深い１０ｎｍ程度に設定される。
【００３８】したがって、第１層７０〜第３層７２まで
の厚みを上記実施例と同様にする場合は、上記したよう
に第３層７２の膜厚を１０ｎｍ程度にすると、例えば第
２層７１は５ｎｍ程度、第１層７０は２０ｎｍ程度の膜
厚に設定されることになる。
の厚みを上記実施例と同様にする場合は、上記したよう
に第３層７２の膜厚を１０ｎｍ程度にすると、例えば第
２層７１は５ｎｍ程度、第１層７０は２０ｎｍ程度の膜
厚に設定されることになる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の配線層の形
成方法では、配線パターンの形成までにＡｌ−Ｔｉ反応
層を形成するとともに第３層の未反応層を残す。このた
め配線パターンの形成工程では第２層のＳｉと第４層の
Ａｌとが直接接触せず、Ｓｉの析出物が全く発生しない
ので、断線し難い配線層を加工不良を生じさせることな
く形成することができる。
成方法では、配線パターンの形成までにＡｌ−Ｔｉ反応
層を形成するとともに第３層の未反応層を残す。このた
め配線パターンの形成工程では第２層のＳｉと第４層の
Ａｌとが直接接触せず、Ｓｉの析出物が全く発生しない
ので、断線し難い配線層を加工不良を生じさせることな
く形成することができる。
【００４０】またその後の熱工程では、ＡｌとＴｉとの
反応が第２層のＳｉによって抑制されてＡｌ−Ｓｉ−Ｔ
ｉの合金層を形成する方向に反応が進むので、ＡｌとＴ
ｉとの反応による抵抗の上昇が抑えられる。したがって
本発明によれば、低抵抗でかつ高信頼性の配線層を歩留
り良く形成することができる。
反応が第２層のＳｉによって抑制されてＡｌ−Ｓｉ−Ｔ
ｉの合金層を形成する方向に反応が進むので、ＡｌとＴ
ｉとの反応による抵抗の上昇が抑えられる。したがって
本発明によれば、低抵抗でかつ高信頼性の配線層を歩留
り良く形成することができる。
【図１】本発明の一例を示す工程図である。
【図２】反射防止膜の形成工程の一例を示す断面図であ
る。
る。
１ 基板（基体） ５ 配線パターン ６ 配線層 ７０ 第１層 ７１ 第２層 ７２ 第３層 ７３ 第４層 ７４ Ａｌ−Ｔｉ反応層 ７５ 未反応層 ７６ Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ三元合金層
Claims (2)
- 【請求項１】 基体表面に、チタンからなる第１層と、
シリコンからなる第２層と、チタンからなる第３層と、
少なくともアルミニウムを主成分としかつシリコンを含
まない材料からなる第４層とを順に形成する第１工程
と、 前記第１層から前記第４層までの積層体を配線パターン
に形成するまでに、前記第３層と前記第４層とを反応さ
せてアルミニウム−チタン反応層を形成するとともに前
記第３層の未反応層を残す第２工程と、 その後の熱工程で、前記第２層と前記未反応層と前記ア
ルミニウム−チタン反応層とを反応させて、前記第１層
と前記第４層との間にアルミニウム−シリコン−チタン
からなる合金層を形成する第３工程とからなることを特
徴とする配線層の形成方法。 - 【請求項２】 前記熱工程は、２００℃〜５５０℃の範
囲において所定の温度の加熱を伴う熱工程であることを
特徴とする請求項１記載の配線層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18401694A JPH0831826A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 配線層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18401694A JPH0831826A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 配線層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831826A true JPH0831826A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16145869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18401694A Pending JPH0831826A (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 配線層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831826A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100253537B1 (ko) * | 1997-06-25 | 2000-05-01 | 김영환 | 반도체장치의 배선 형성 방법 |
| JP2012146838A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP18401694A patent/JPH0831826A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100253537B1 (ko) * | 1997-06-25 | 2000-05-01 | 김영환 | 반도체장치의 배선 형성 방법 |
| JP2012146838A (ja) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
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