JPH01192140A - 半導体集積回路装置 - 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〕 本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に高融点金属
の珪化物を用いた多層配線の構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体集積回路装置の配線材料とじては、アルミ
ニウムや、アルミニウムの合金を用いるものが一般的で
ある。また、多層配線構造を有する半導体集積回路にお
いては、下層配線のアルミニウム層の上部、あるいは上
層配線のアルミニウム層の下部に高融点金属の珪化物層
を用いた、２層構造を有する配線も提案されている。

この多層配線においては、下層配線と、上層配線の接続
部は、第３図に示される構造を有するものが一般的であ
る。すなわち、アルミニウム層３を成長させた後、高融
点金属の珪化物、例えばタングステンシリサイド層４を
連続的に成長させパターニングして下層配線１０を形成
する。その後、下層配線と、シリコン酸化膜２上の全面
に酸化膜等からなる眉間絶縁膜６を形成したのち、眉間
絶縁膜６の所望の位置に開孔部１１を設け、次で全面に
アルミニウム層を形成し、バターニングして上層配１１
１３を形成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

アルミニウムを用いる配線、あるいはシリコン入りアル
ミニウムを用いる配線では、熱的、電気的及び機械的な
ストレスによる極部的なアルミニウムの欠損が生じる。

このため配線の抵抗が増大したり、あるいは、配線は断
線を引き起こしたりするという欠点がある。

また、アルミニウムと、高融点金属の珪化物との２層構
造を有する配線では、開孔部において、下層配線と上層
配線は高融点金属の珪化物を介して接続されることにな
るため、下層配線と上層配線の接触部は接触抵抗が高く
なるという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体集積回路装置は、アルミニウム層からな
る多層配線構造を有し、かつ少くとも下層配線がアルミ
ニウム層と高融点金属の珪化物層との２層構造を有する
半導体装置であって、上層配線と下層配線とは各配線を
構成するアルミニウム層により接続されているものであ
る。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の製造工程にそって説明
するための縦断面図である。

まず“第１図（ａ）に示すように、シリコン基板１に厚
さ約１，０μｍのシリコン酸化膜２を成長させる０次で
その上にスパッタリング法を用いて、厚さ０．５μｍの
アルミニウム層３と厚さ０．１μｍのタングステンシリ
サイド層４を連続的に成長させる。その後フォトレジス
ト膜５をマスクとして、ＣＣＺ４系のガスプラズマ中で
、タングステンシリサイド層４及びアルミニウム層３を
連続的にエツチングし、下層配線１０を形成する。

次に第１図（ｂ）に示すように、気、相成長法により１
．０μｍのＰＳＧ等からなる眉間絶縁膜６を形成し、フ
ォトレジスト膜５Ａをマスクとし、所望の位置に下層配
線と、上層配線とを接続するための開孔部１１を形成す
る。

次に第１図（Ｃ）に示すように、開孔部１１に露出した
タングステンシリサイド層をＣＣ！！４系のガスプラズ
マ中でエツチングして、開孔部１１Ａを形成する。その
後層間絶縁膜６と開孔部１１Ａとの全面にスパッタリン
グ法を用いてアルミニウム層を形成し、フォトレジスト
膜をマスクとして、Ｃ’　Ｃｌ　ａ系のガスプラズマ中
でアルミニウム層をエツチングして上層配線１３を形成
する。

この第１の実施例によれば、下層配線１０は、全”域に
渡って２層構造となり、゛まな、下層配線１０が、アル
ミニウム層３“の上部にタングステンシリサイド層４が
、重畳した構造を有するため、下層配線形成後の、４５
０℃程度の熱処理によっても、極部的なアルミニウムの
欠損に帰因する配線抵抗の増大や断線が生じることがな
く、しかも、開孔部１１Ａにおいてタングステンシリサ
イド層４が選択的に除去され、アルミニウム層により下
層配線と、上層配線゛とが接続されているため、接触抵
抗が低く押さえられる。

第２図は本発明め第２の実施例を説明するための縦断面
図である。′　　、、ｉ　　゛まず、第２図（ａ）に示
すように第１の実施例と同様にしてシリコン酸化膜２上
にアルミニウム層３とタングステンシリサイド層４とか
らなる下層配線１０を形成した後、気相成長法により、
厚さ１．０μｍの眉間絶縁膜６を形成する。ひきつづき
、スパッタリング法を用いて厚さ０．１μｍのタングス
テンシリサイド層４Ａ７形成し、フォトレジスト膜５Ｂ
をマスクとして、タングステンシリサイド層４Ａと層間
絶縁層６、タングステンシリサイド層４を連続的にエツ
チングし、所−の位、置に下層配線１０と上層配線とを
接続するための開孔部１１Ｂを形成する。

これは、まず、。Ｃｔ”４系、））“ユアラズ、中にお
いてタングステンシリサイド層４Ａをエツチングした後
、エツチングガスをＣＦ４系に変更して層間竺縁膜６を
、さらに再びＣＣＺ４系に変更してタンでステンシリサ
イド層４をエツチングすることにより連続的に行うとと
カモできる。

次に、第２図に（ｂ）示すように、フォトレジスト膜５
Ｂを除去したのち、タン、ゲステンシリサイド層４Ａと
゛開孔部１１Ｂとの全面にアルミニウム層３Ａを形成し
、フォトレジスト膜をマスクとしてＣＣｌ４系のガスプ
ラズマ中で、アルミニウム層３Ａとタングステンシリサ
イド層６とを連続的にエツチング除去して、アルミニウ
ム層３Ａとタングステンシリサイド層４Ａとからなる上
層配線１３Ａを形成する。

この第２の実施例によれば、下層配線１０の上部だけで
なく、上層配線１３Ａの下部にもタングステンシリサイ
ド層が存在するため、配線形成後の４５０°Ｃ程度の熱
処理によっても、下層配線ばかりでなく、上層配線の極
部的アルミニウム欠損等に帰因する配線抵抗の増大や断
線をも防ぐことができる。

なお、上記実施例においては配線材料としての高融点金
属の珪化物として、タングステンシリサイドを用いた場
合について説明したが、これに限定されるものではなく
、モリブデンシリサイド等の半導体装置の金属配線に用
い得る材料であればよい。また、アルミニウムは、シリ
コンや銅などの不純物を含むものであってもよいことは
、本発明の主旨から当然のことである。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、少くとも下層配線がアル
ミニウム層と高融点金属の珪化物との２層構造を有する
半導体集積回路装置の上層配線と下層配線とを、各配線
を構成するアルミニウム層により接続することにより、
下層配線と上層配線との接触抵抗を低くできる効果があ
る。従って、半導体集積回路装置の信頼性は向上したも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）及び第２図（ａ）、（ｂ）は本発
明の第１及び第２の実施例を説明するための縦断面図、
第３図は従来の半導体集積回路装置を説明するための縦
断面図である。 １・・・シリコン基板、２・・・シリコン酸化膜、３゜
３Ａ・・・アルミニウム層、４，４Ａ・・・タングステ
ンシリサイド層、５．５Ａ、５Ｂ・・・フォトレジスト
膜、１０・・・下層配線、１１．ＩＩＡ、１−ＩＢ・・
・開孔部、１３．１３Ａ・・・上層配線。 第　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　アルミニウム層からなる多層配線構造を有し、かつ少
   くとも下層配線がアルミニウム層と高融点金属の珪化物
   層との２層構造を有する半導体装置であって、上層配線
   と下層配線とは各配線を構成するアルミニウム層により
   接続されていることを特徴とする半導体集積回路装置。