JPS62293645A - 半導体装置の配線形成方法 - Google Patents

半導体装置の配線形成方法

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JPS62293645A
JPS62293645A JP13697586A JP13697586A JPS62293645A JP S62293645 A JPS62293645 A JP S62293645A JP 13697586 A JP13697586 A JP 13697586A JP 13697586 A JP13697586 A JP 13697586A JP S62293645 A JPS62293645 A JP S62293645A
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JP
Japan
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film
gas
asi
wiring
reflectance
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Pending
Application number
JP13697586A
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English (en)
Inventor
Akira Tatsuzawa
竜沢 公
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体基板上に微細な電極配線を形成するた
めの半導体装置の配線形成方法に関するものである。
(従来の技術) 近年、半導体装置の集積化に伴い、半導体素子内の各部
分が、微細化されてきており、最近では1.0μm内外
の寸法をもった電極配線を精度良く仕上げる必要性も生
じてきた。
従来、このような分野の技術としては、特開昭・56−
1533号公報、特開昭80−15314.8号公報、
及び特開昭GO−154538号公報に記載されるもの
があった。以下、その構成を図を用いて説明する。
第2図(1)、(2)は従来の半導体装置の配線形成方
法を示す製造工程図である。
半導体基板上に配線パターンを形成するには。
第2図(1)に示されるように、半導体基板lを選択的
に覆う絶縁膜2上に、アルミニウムーシリコン(AQ、
 −Si) 、アルミニウムーシリコン−銅(AQ、−
5i−Cu)等の政系合金からなる配線層3を被着した
後、その上にホトレジスト膜4を形成する。次に、クロ
ムパターン5aが形成されたホトマスク5を用い、光H
を照射してホトレジス)Ilff4の所望部分を露光し
た後、そのホトレジスト膜4を現像して第2図(2)の
ようなレジストバターン4aを形成する。
その後、レジストパターン4aをマスクにして配線層3
の露出部分をエツチングにより除去し、次いでレジスト
パターン4aを除去すれば、所望のパターンをもった配
線が形成される。
ところが、この種の配線形成方法において、配線層3は
通常、AQ、系合金で形成されるが、このAQ、系合金
は反射率が高いため、ホトリソ露光時の光Hがその配線
層3の表面で乱反射し、必要でないところまでホトレジ
スト膜4が露光されてしまう、そのため、このホトレジ
スト@4を現像すると、レジストパターン4aはその幅
が第2図(2)の一点鎖線で示すように所定値よりも小
さくなり、いわゆる“細り”という現象が生じる。この
“細り”現象が生じると、所望の寸法をもつ配線を精度
良く仕上げることが困難になる。
そこで、特開昭5f3−1533号の技術では、配線層
3の上にアモルファスシリコン(非晶質シリコン、aS
i )を被着(デポジション)するようにしている。こ
の方法によれば、aSi / All・Si反射率のa
Si膜厚依存特性を表わす第3図に示すように、波長入
が438nmのG線を用いて配SIA層3の反射率を測
定した場合、aSiの膜厚が850〜750人で該反射
率が40%程度になる。これは、  AQ、系合金単独
の反射率が80〜90%に比べて半分以下に減少するこ
とになり、ホトリソ時におけるレジストパターン4aの
“細り”の問題が殆んど解消される。
しかし、この方法においては、AQi系合金とSiが比
較的低温(100〜150℃)でも容易に相互拡散する
ため、AQ、系合金中のSi量の増加による配線の信頼
性の低下や、aSi除去の際にAQ、系合金配線に損傷
を与える等の新たな問題が生じる。
これらの問題を解決する技術として、特開昭80−15
3148号公報に記載されているように、 AQ。
または純系合金の表面に、アルミナAu20aの酸化膜
を形成して該Aq系合金等とSiとの相互拡散を防止す
る方法や、あるいは特開昭ε0−154538号公報に
記載されているように、窒素N2ガスでSiをスパッタ
して餞またはA9系合金の表面にシリコン窒化膜Si、
Nyを形成し、これを反射防止膜とする方法等が提案さ
れている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記の特開昭80−153148号の方
法では、AQ、系合金等とSiとの相互拡散を防ぐほど
の酸化膜を形成することは非常に難しい。また、特開昭
80−154538号の方法では、 SixNy膜のみ
で反射を防止しているため、SiN / A(1−Si
反射率のSiN膜厚依存特性を表わす第4図に示すよう
に、波長入が438nmのG線を用いて反射率を測定し
た場合、その反射率は65%程度までしか低下せず、充
分な反射防止効果が得られないという問題点があった。
本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、充
分な相互拡散防止機能をもつ酸化膜の形成が困難な点、
充分な反射防止効果が得られない点について解決した半
導体装置の配線形成方法を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は前記問題点を解決するために、半導体基板上に
絶縁膜を介して形成されたAQ、を含む配線層から所望
のパターンをもつ配線を形成する半導体装置の配線形成
方法において、配線層の形成後に、その上にアルゴンA
rガスと窒素N2ガスによりSi、Ny膜を形成し、次
にそのSi、Ny脱膜上A「ガスによりaSi膜を形成
するようにしたものである。
(作 用) 本発明によれば、以上のように半導体装置の配線形成方
法を構成したので、Si、Ny膜及びaSi膜は反射防
止膜を構成し、そのaSi膜を適宜な厚さにすることに
より反射率を所望の値に低下させるように働くと共に、
SixNy膜の介在によってaSi膜と配線層中の膣と
の相互拡散を防止するように働く、従って前記問題点を
除去できるのである。
(実施例) 第1図(1)〜(3)は本発明の一実施例に係る半導体
装置の配線形成方法を示す製造工程図である。半導体装
置の配線は次のような工程を経て製造される。
■ 第1図(1)の工程 先ず、不純物拡散層等が形成されたSi等の半導体基板
11上に、 5i02等の絶縁膜12を形成し、その絶
縁膜12をホトリン技術を用いて選択的に開孔した後、
例えばAQ、 −Siをスパッタ法を用いて無加熱で被
着し、厚さ例えば6000人の配線層13を形成する。
この時のAQ、 −Siの反射率は90%であった。
次に、このウェハを例えばスパッタ装置内に入れ、Ar
ガス圧= 5.0mTorr、 N2ガス圧= 1+O
mTorrの下で、Siを数分間、例えば5分間スパッ
タした後、N2ガスを止めてArガスのみでSiのスパ
ッタを続ける。
ここで、Arガスのみによるスパッタ時間を変え、形成
されるaSiの膜厚と反射率の関係を示したのが第5図
である。この第5図では波長入が438nmのG線を用
いて反射率が測定されている。
最初の5分間のN2ガスによる反応性スパッタでは、約
300λのSixNy膜14が形成される。 5ixt
y膜14が300人の時、その上に形成されるasil
Q15は厚さが500〜700人であり、その反射率は
第5図に示すように40%以下となる。なお、X線分析
装置(xps )による分析の結果、  5ixty膜
14はややSi過多であり、その屈折率が1.80であ
った。これらSi、Ny膜膜種4aSi膜15との2層
で、反射防止膜が構成される。
次に、aSiSi膜上5上トレジスト膜1Bを形成し、
例えばクロムパターン17aが形成されたホトマスク1
7を用い、光Hを照射してホトレジスト膜16の所望部
分を露光する。
■ 第1図(2)の工程 露光後のホトレジスト膜16を現像し、てレジストパタ
ーン1f3aを形成する。前記工程において、S+xN
y[14が300λの時、 aSi膜15はその厚さが
500〜700人であり、反射率が40%以下のため、
“細り”のない良好なレジストパターンleaが得られ
た。
■ 第1図(3)の工程 ホトリソ技術により、レジストパターンlea ヲマス
クにして露出部分をエツチングし、レジストパターン1
8aの外側に位置するSi、Ny膜膜種4びaSi膜1
5を除去する。その後、酸素プラズマ中のマッシング等
によりレジストパターン16aを除去し、次いでフッ素
C14ガス等によりSi、Ny膜膜種4びaSi膜15
を除去すれば、所望のパターンを有する配線f3aが得
られる。
この第1図(3)の工程において、aSi膜15=80
0人としてこノミSi膜15及び5iJy膜14からな
る反射防止膜を除去せずに、温度450℃で30分間ア
ニール(加熱処理)したが、配線層13におけるAQ、
−Si中のSi量の増加は見られなかった。さらに、前
記反射防止膜を除去しても、配線13aの損傷は見られ
なかった。
本実施例の利点をまとめれば、次のようになる。反射防
止膜として、反射率が小さく、熱処理が不要なaSiを
スパッタする際、最初の数分間N2ガスを流して反応性
スパッタとし、配線層13と接する部分のaSiを5i
xty としたので、aSi / SixNyの2層構
造となる。Si、Ny膜膜種4配線層13のAQ、は高
温においても殆んど反応しないから、 Si、N、膜1
4の存在によりasii とA9の相互拡散が防止でき
、信頼性の高い配線13aが得られる。また、 aSi
 / 5ixtyにおけるaSiの膜厚を適当に選ぶこ
とにより、反射率を充分に下げることができるため、パ
ターン寸法精度の高い配線13aが得られる。
なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。例えば、上記実施例では、Si、Ny膜
膜種4厚さ3oo人としたが、通常のホトリソ・エツチ
ング工程でさらされる温度(200℃前後、あるいはそ
れ以下)の下で、AQ。
とSiの相互拡散を防止するだけなら、例えば厚さ20
0Aで充分である。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、配線層上
にArガスと82ガスによりSrxsyMを形成し、次
いでArガスによりaSi膜を形成するので、Si、N
y膜によってaSi膜と配線層中のAQ、との相互拡散
を防止できる。しかも、aSi膜の厚みを適宜選定する
ことにより、露光時の反射率を充分に下げることができ
る。そのため、信頼性と寸法精度の高い配線が簡易、的
確に製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(1)〜(3)は本発明の一実施例を示す製造工
程図、第2図(1)、(2)は従来の製造工程図、第3
図は従来におけるaSi / All・Si反射率のa
Si W!J厚依存特性図、第4図は従来におけるSi
N / AQ、・Si反射率のSiN膜厚依存特性図、
第5図は本発明の実施例におけるaSi /SiN /
AQ、・Si反射率のaSi膜厚依存特性図である。 11・・・・・・半導体基板、12・・・・・・絶縁膜
、13・・・・・・配線層、I3a・・・・・・配線、
I4・・・・・・シリコン窒化膜(5ixs、IKり 
、 15・・・・・・アモルファスシリコン膜(aSi
 1lq) 、 Ift・・団・ホトレジスト膜、le
a・旧・・レジストパターン、17・・・・・・ホトマ
スク。 出願人代理人   柿  本  恭  成従来の製造工
程図 第2図 a、StO膜厚〔ス] ast/AJ−3L反射章のαSL膜厚依存す寺性図第
3図 スパッタ5tNWLCA] SLN/ハ1.Si反射年の3LNR厚依存特1圧図第
4図 アモルファス5L膜厚(ス〕 Q、Si/SLN/A13i、反射率のasL、l厚依
存特1)生図第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 選択的に開孔された絶縁膜で覆われた半導体基板上にア
    ルミニウムを含む配線層を形成し、その配線層上にアル
    ゴンガスと窒素ガスによりシリコン窒化膜を形成し、 次にそのシリコン窒化膜上にアルゴンガスによりアモル
    ファスシリコン膜を形成することを特徴とする半導体装
    置の配線形成方法。
JP13697586A 1986-06-12 1986-06-12 半導体装置の配線形成方法 Pending JPS62293645A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63292649A (ja) * 1987-05-25 1988-11-29 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH02148731A (ja) * 1988-11-29 1990-06-07 Sony Corp 金属配線パターン形成方法
JPH0346331A (ja) * 1989-07-14 1991-02-27 Oki Electric Ind Co Ltd 配線パターンの形成方法
JPH08330249A (ja) * 1995-05-31 1996-12-13 Nec Corp 半導体装置の製造方法

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