JPS62226643A - 多層配線の形成方法 - 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、半導体集積回路装置における多層配線の形
成方法に関するものである。

（従来の技術） 半導体集積回路装置（ＩＣ）において、多層配線は、従
来、第２図に示すようにして形成されている。すなわち
、まず、ＩＣ基板１上に絶縁膜２（例えばＳｉｎ、また
はＰＳＧ）を形成した後、該絶縁膜２上に第１配線層の
Ａｔ　−Ｓｉ系合金膜３を形成する。その後、該合金膜
３上に層間絶縁膜４（例えばＰＳＧ）を形成した後、こ
の層間絶縁膜４にホトリソ・エツチングによって開孔部
５を選択的に形成する。その後、前記開孔部５全通して
前記Ａ／−ｓｔ系合金膜３（第１配線層）に接続される
第２配線層としてのＡＩ！−３上系合金膜６を前記層間
絶縁膜４上に形成する。

しかしながら、このような方法では、開孔部５のアスペ
クト比が大きくなるに従って開孔部５０段差において第
２配線層（ＡＩ！−８上系合金膜６）のステッグカパン
ーノが悪くなり、くびれ７を生じ、断線を起しやすくな
るという欠点があった。

そこで、第２配線層形成直前の表面形状を平担化する様
々な方法が提案されておシ、その一つとして、無電解め
っき法を用いて層間絶縁膜の開孔部を金属で埋める方法
がある。この方法を第３図により説明する。第３図（ａ
）に示すように、ＩＣ基板１上に絶縁膜２、第１配線層
としてのＡＩ！−８１系合金膜３、層間絶縁膜４を形成
し、この層間絶縁膜４に開孔部５を形成した後、該開孔
部５内に無電解めっきを行う前処理として、開孔部５内
の第１配線層（ＡＩ！−Ｓｔ系金合金膜３表面に活性化
層１１を形成する。この活性化層１１は、弱酸性塩化・
ぐラソウム（Ｐｄ　Ｃｌ＊　）溶液に室温で一分間浸す
方法、もしくは、Ｐｄの真空蒸着を行った後、開孔部５
を形成した際のレノストを利用して不要部のＰｄをリフ
トオフする方法などによ）形成される。

そして、このようにして、前処理を行った後に、無電解
めっき液に浸すことにより、第３図（ｂ）に示すように
、開孔部５に選択的にニッケル系めっき層１２を層間絶
縁膜４と段差が生じない淳さに形成する。その後、その
ニッケル系めっき層１２を介して第１配線層としてのＡ
ｊ−８ｔ系合金膜３に接続される第２配線層としてのｈ
ｌ！−ｓｉ系合金展を形成する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この第３図の方法を、無′亀解めっき液
として市販されているニポソット４６８（シグレー社）
を使用して本発明者が実験を行ったところ、めっきのつ
きまわシ性が悪いため、開孔部５へのめっき層１２の埋
め込みの歩留シが悪く。

技術的に満足できるものは得られなかった。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的は
、層間絶縁膜の開孔部にめっき層を歩留り良く埋め込む
ことができる多層配線の形成方法を提供することにある
。

（問題点を解決するための手取） この発明では、層間絶に１展開孔部の第１配線層上に７
９ラソウム活性化層を形成した後、金属供給源としてニ
ッケル塩、還元剤にツメチルアミンボラン、錯化剤にマ
ロン酸またはアスパラギン酸。

ｐＨ調整剤としてアンモニアを用いた無電解めっき液に
よシ前記層間絶縁膜開孔部にニッケル系めつき層を形成
する。

（作用） ・セラジウム活性化層を形成した後、前記無電解めっき
液により無電解めっきを施すと、めっきのつきまわりが
良く、確実に層間絶縁展開孔部をめっき層で歩留りよく
埋めることができる。

（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。

まず、第１図（ａ）に示すように、ＩＣ基板２１上に絶
＃膜２２（例えば５ｉ０２またはＰＳＧ）を６０００＾
厚に形成した後、その絶縁膜２２上に第１配線層として
のＡＩ！−８ｔ系合金膜２３　（６０００＾厚）を形成
する。

次に、第１図（ｂ）に示すように層間絶縁膜２４（例え
ばＰＳＧ）を６０００λ犀に前記ＡＩ！−Ｓｔ系金合金
膜２３上形成した後、この層間絶縁膜２４に前記Ａ／−
８ｉ系合金膜２３に通じる開孔部２５をホトリソ・エツ
チングによって選択的に形成する。

その後、前記ホトリソ・エツチングに使用したレノスト
を残したまま、全面にパラゾウムを１００〜１２０λ厚
に真空蒸着し、次いで前記レノストによるリフトオフに
より不要部の２ラジウムを除去することによシ、前記第
１図（ｂ）に示すように開孔部２５内のＡＩ！−８ｉ系
合金膜２３上にのみノ９ラソウムの活性化層２６を形成
する。

次に、無電解めっきを行うが、その時の無電解めっき液
の組成は、金属供＃源としての塩化ニッケル０．０５〜
０．２　ｍｏｌ／Ｉ！、還元剤として＋７）ＤＭＡＢ（
ツメチル７　インＮラン）　０．０５〜０．１５　ｍ”
／ｌ　＋錯化剤としてのアスパラギン［０，１〜０．３
ｍｏｌ／、。

であシ、アンモニアでｐＨを８〜１０に調整し、液温度
を７０℃とする。この無電解めっき液に第１図（ｂ）の
構造体を浸し、第１図（ｃ）に示すように開孔部２５に
選択的にニッケル系めっき層２７を層間絶縁膜２４と段
差が生じない厚さに形成する。

その後、ニッケル系めっき層２７上を通る第２配線層と
してのＡＩ！−８ｉ系合金膜２８　（１２００＾厚程度
）を第１図（ｄ）に示すように層間絶縁換２４上に形成
する。

なお、この例は２層配線構造の場合であるが、上記工程
を繰り返すことにより３層以上の多層配線構造を得るこ
とができる。

また、無電解めっき液で、錯化剤としてアスパラギン酸
の代りにマロン酸を用いる場合は、塩化ニッケル０．０
５〜０．２ｍ０Ｌ／ｌ！、　ＤＭＡＢ　０．０５〜０．
１５ｍｏｌ／Ｉ！、　−ｒ　Ｃ１ンｆｉｌ　０．２〜０
．５　ｍｏｌ／ｚとし、アンモニアでｐＨを６〜７に調
整し、液温度を７０℃とする。

また、金属供給源として塩化ニッケルを便用したが、他
のニッケル塩、具体的には硫酸ニッケルを使用すること
もできる。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明の方法によれば、層間絶
縁膜開孔部の第１配線層上に・臂ラジウム活性化層を形
成した後、金属供給源としてニッケル塩、還元剤にツメ
チルアミンボラン、錯化剤にマロン酸またはアスパラギ
ン酸、ｐＨ調整剤としてアンモニアを用いた無電解めっ
き液により前記層間絶縁膜開孔部にニッケル系めっき層
を形成するようにしたので、めっきのつきまわシが良く
、開孔部内に歩留ｐ　１００Ｘで前記ニッケル系めっき
層を形成できる。因みに、市販のめつき液であるニボツ
ド４６８を用いた場合、歩留りは２０％程度であった。

本発明者が錯化剤にアス・Ｉラギン酸を用いて実験を行
ったところ、１０００ｆｌｌの開孔部のチェーンで接続
を確認した。これによって、この発明の方法によれば、
下層配線層と上層配線層との良好な接続を得ることがで
き、同時に段差のない良好な平担性を持つ半導体集積回
路装置を得ることができる。

また、この発明の方法における無電解めっき液によれば
、従来、めっき液として使われているナトリウム（Ｎａ
）塩が含まれていないため、半導体プロセスにおける不
純物汚染を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の多層配線の形成方法の一実施例を示
す工程断面図、第２図は従来の多層配線の形成方法の第
１の例を示す断面図、第３図は従来の方法の第２の例を
示す工程断面図である。 ２３・・・Ａｔ　−Ｓｉ系合金膜、２４・・・層間絶縁
膜、２５・・・開孔部、２６・・・活性化層、２７・・
・ニッケル系めっき層、２８・・・）ｌ−ｓｔ系合金膜
。 （０）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）（Ｃ）　　　
　　　　　　　　　　　　（ｄ）第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）第１配線層上に層間絶縁膜を形成する工程と、 （ｂ）その層間絶縁膜に上記第１配線層に通じる開孔部
   を形成する工程と、 （ｃ）その開孔部の上記第１配線層上にパラジウム活性
   化層を形成する工程と、 （ｄ）その後、金属供給源としてニッケル塩、還元剤に
   ジメチルアミンボラン、錯化剤にマロン酸またはアスパ
   ラギン酸、ｐＨ調整剤としてアンモニアを用いた無電解
   めつき液により前記開孔部にニッケル系めつき層を形成
   する工程と、 （ｅ）そのニッケル系めつき層上を通る第２配線層を前
   記層間絶縁膜上に形成する工程とを具備してなる多層配
   線の形成方法。