JPS63142834A

JPS63142834A - 半導体装置

Info

Publication number: JPS63142834A
Application number: JP29124386A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Saito; 聡斉藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1986-12-05
Publication date: 1988-06-15

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に係るものであり、特に。

その金属配線の構造に関するものである。

〈従来の技術〉半導体集積回路装置は高性能、高密度化に伴り金属配線
は多層にレイアウトされる。

第２図に従来の半導体集積回路装置の構造及びその製造
プロセス？示す。

一＠２図ｆａｔ半導体基板ｌ上に素子分離用フィールド酸化膜２を形成
し、その後、ゲート酸化膜３．ゲート電極４及び層間絶
縁膜５の形成を行う。

・第２図（ｂｌ金属配線形成用の金属膜（Ａｉ又はＡ１合金膜）６′を
形成する。

・第２図ｆｃｌレジスト塗布後、露光、現像ヲ経てマスク７を形成する
。

一第２図［ｄｌその後、リアクティブイオノエツチング２行い金属配線
６を形成する。クリーニング後、絶縁膜８を形成し、熱
処理を行った後、第２層目の金属配線９を形成する。な
お、単層配線の場合は、絶縁膜形成後、最終の熱処理を
行う。

〈発明が解決しようとする問題点〉し７５）シながら、上記従来の半導体装置には以下に示
す問題点があった。

金属配線上の絶縁膜形成、熱処理で金属膜表面る。

さらに、エレクトロマイグレーションも微細化に伴い大
きな問題となる。

本発明は上記問題点を解決することを目的としているも
のである。

〈問題点を解決するための手段〉金属配線の構造に、Ａｒ膜又はＡｒ合金膜上に高融点金
属又はそのシリサイドから成る被覆膜を形成し之構造と
する。さらに、上記被覆膜を圧縮圧力を持つ膜とする。

く作　用〉高融点金属又はそのシリサイドから成る固い被覆膜を設
けることによりヒロックの発生が抑えられる。上記被覆
膜を圧縮応力を持つ膜とすることにより、Ａｒ膜、Ａノ
合金膜を押え込む力が作用することになるので、ヒロッ
ク発生防止に対してより効果的なものとなる。また、同
被覆膜を設けることによ、９Ａノの移動が抑えられるの
で、ボイド発生、エレクトロマイグレーションに対して
も効果がある。

〈実施例〉以下、実施例に基づいて未発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の構造及びその製造プロセス
を示す図である。

・第１図（ａ）半導体基板１１上に素子分離用フィールド酸化膜Ｉｎ形
成し、その後、ゲート酸化膜１３゜ゲート電極１４及び
層間絶縁膜１５を形成する。

層間絶縁膜１５上に、ＤＣマグネトロンスパッタリング
法により、まずＡ１合金（例えば、Ａｌ・１％Ｓｉ）膜
１６を形成する。その後。

同一真空中に於いて、上記Ａ１合金膜１６上にＤＣマグ
ネトロンスパッタリング法により、形成膜が圧縮応力を
もつ条件で厚さ約２５０λのＴｉＷ膜１７を形成する。

ＴｉＷの場合、膜中の内部応力はＡｒ圧及びパワーによ
って決定される〔第３図［ａｌ　、　ｆｂ）参照）。こ
こで、Ａｒ圧８　ｍｔｏｒｒ　、パワーＩＫｗの条件を
選ぶことにより、　　５　Ｘ　ｌ　Ｏ″ｄｙｎ、／ｓ”
　の圧縮応力を持つＴｉＷ膜を形成することができる。

・第１図ｉｂｌリソグラフィ一工程により金属配線（Ａｌ合金膜＋Ｔｉ
Ｗ＠）１ｇを形成する。その後、絶縁膜１９を形成し、
熱処理を行う。

通常、第４図に示すように、Ａｒ・Ｓｉ単層であればヒ
ロックが形成されるが、ＴｉＷ／Ａノ・Ｓｉの構造のも
のは全くヒロックが形成されない。

ま＊、Ｔｉｗの膜厚が厚いと、Ａｒ・５　ｉ　（７）側
啼方向にヒロック（Ｌａｔｅｒａｌ　　Ｈｉｌｌｏｃｋ
）が発生するが、２５０〜５　ｏｏｉの膜厚を選ぶこと
により、これも抑えることができる。

従来の技術に於いて、金属配線形成用にＡｒ・Ｓｉの様
な反射率の大きな材料を用いた場合。

後のフォトリソグラフィ一工程で金属膜表面での光の反
射によりレジストがオーバ露光状態になり、マスク幅に
比べ小さくなったり１局所的に光力集光し、パター／が
到くなっ之シする現象が大きな問題である。その様子を
第５図（上面図、全面にＡｌ・Ｓｉ膜が形成されている
）に示す。矢印は乱反射光の経路を示している。

７１がマスク７のくびれ部分である。

未発明のように、Ａｒ・Ｓｉ膜上にＴｉＷ膜を形成すれ
ば、第６図に示すように、Ａｒ・Ｓｉ上ＴｉＷ膜の反射
率は約５０％と半減し、上記のようなハレーション防止
にも非常に効果がある。

上記実施例に於いては、Ａ１合金膜１６上にＴｉＷ膜１
７を形成した後、微細加工（エツチング加工）を行って
金属配線１８を形成してｂるが、Ａノ合金膜（例えば、
Ａｌ・１％Ｓｉ膜）形成→微細加工後、通常の洗浄工程
を経て。

ＣＶＤ法等によシ、高融点金属又はそのシリサイドから
成る被覆膜を形成するようにしてもよい。例えば、ＷＦ
ａ＋Ｈ２ガスを用いると、４００℃前後の温度、０．１
〜１ｔｏｒｒ　の圧力で、Ａｉ合金膜上に選択的にＷ膜
を形成することができる。この場合、第７図に示すよう
に。

Ａ１合金膜２２の上面だけでなく側壁知もＷ膜２３が形
成されるため、あらゆる方向のヒロックを抑制できる。

なお、同図において、２１は層間絶縁膜である。

〈発明の効果〉以上詳細に説明したように、未発明によれば。

金属配線にヒロックが生じず、絶縁膜の絶縁特性。

耐湿性の劣化を防止することができる。また、Ａノの再
結晶化に伴うボイド発生、エレクトロマイグレーション
も抑えることができるので、金属配線の断線等も防止す
ることができるものである。

以上のように、未発明は、半導体装置の高密度化、多層
配線化等に対して株めて有効な技術を提供するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は未発明の一実施例の構造及びその製造プロセス
を示す図、第２図は従来の半導体集積回路装置の構造及
びその製造プロセスを示す図、第３図はＤＣマグネトロ
ンスパッタリング法によりＴｉＷ膜を形成する場合に於
ける形成条件と膜中の内部応力との関係を示しｔ図、第
４図は金属配線がＡノ・Ｓｉ単層の場合とＴｉＷ／Ａノ
・Ｓｉ構造の場合のそれぞれについてヒロック密度ヲ示
した図、＠５図は従来技術に於いてハレーションによシ
マスフ幅が細くなることを示した図、第６図はＴｉＷ膜
の反射率を示した図、第７図は他の実施例の説明に供す
る断面図である。符号の説明１６：、Ｕ合金膜、夏７：ＴｉＷ膜、１８：合繊配線、
２２：Ａノ合金膜、２３：Ｗ膜。代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他１名）ｏ　　　　
　　　　　　　　−０品Ｃヘベ憐′町

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌ膜又はＡｌ合金膜上に、高融点金属又はその
シリサイドから成る被覆膜を形成した構造の金属配線を
設けたことを特徴とする半導体装置。
（２）上記被覆膜が圧縮応力を持つ膜であることを特徴
とする、特許請求の範囲第（１）項に記載の半導体装置
。