JP3301124B2 - 半導体装置用配線及びその形成方法 - Google Patents
半導体装置用配線及びその形成方法Info
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- JP3301124B2 JP3301124B2 JP28490292A JP28490292A JP3301124B2 JP 3301124 B2 JP3301124 B2 JP 3301124B2 JP 28490292 A JP28490292 A JP 28490292A JP 28490292 A JP28490292 A JP 28490292A JP 3301124 B2 JP3301124 B2 JP 3301124B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置用配線及び
その形成方法に関する。
その形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、半導体装
置の製造における寸法ルールが微細化し、配線には非常
に高い信頼性が要求されている。通常、このような半導
体装置用配線には、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓ
ｉ）合金が用いられている。
置の製造における寸法ルールが微細化し、配線には非常
に高い信頼性が要求されている。通常、このような半導
体装置用配線には、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓ
ｉ）合金が用いられている。
【０００３】アルミニウム系配線における問題点の１つ
に、エレクトロマイグレーションがある。エレクトロマ
イグレーションとは、アルミニウム系配線に高密度の電
流が流れると、アルミニウム原子が電子の流れに沿って
移動し、最終的に配線が断線する現象である。エレクト
ロマイグレーションの対策として、アルミニウム結晶粒
を大粒径化し、あるいは、配線をバンブー構造化させる
ことが挙げられる。
に、エレクトロマイグレーションがある。エレクトロマ
イグレーションとは、アルミニウム系配線に高密度の電
流が流れると、アルミニウム原子が電子の流れに沿って
移動し、最終的に配線が断線する現象である。エレクト
ロマイグレーションの対策として、アルミニウム結晶粒
を大粒径化し、あるいは、配線をバンブー構造化させる
ことが挙げられる。
【０００４】また、配線の信頼性を低下させる要因とし
て、近年、ストレスマイグレーションが大きな問題とな
ってきている。ストレスマイグレーションとは、アルミ
ニウム配線を覆う絶縁膜の応力がアルミニウム配線に加
わることにより、アルミニウム原子の拡散が生じ、最終
的に断線が生じる現象である。即ち、絶縁膜から受けた
応力によりアルミニウム結晶粒内に空孔が生じる。この
空孔が移動することにより、アルミニウム原子に移動が
生じ、配線が断線する。
て、近年、ストレスマイグレーションが大きな問題とな
ってきている。ストレスマイグレーションとは、アルミ
ニウム配線を覆う絶縁膜の応力がアルミニウム配線に加
わることにより、アルミニウム原子の拡散が生じ、最終
的に断線が生じる現象である。即ち、絶縁膜から受けた
応力によりアルミニウム結晶粒内に空孔が生じる。この
空孔が移動することにより、アルミニウム原子に移動が
生じ、配線が断線する。
【０００５】ストレスマイグレーションの対策として、
アルミニウム−シリコン合金に銅を加えることが検討さ
れている。銅を添加することにより、銅が空孔を捕獲す
るので、空孔の移動が発生せず、ストレスマイグレーシ
ョンを防止できるとされている。しかしながら、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ合金を用いて配線を形成した場合でも、スト
レスマイグレーションの発生防止は十分とはいえない。
アルミニウム−シリコン合金に銅を加えることが検討さ
れている。銅を添加することにより、銅が空孔を捕獲す
るので、空孔の移動が発生せず、ストレスマイグレーシ
ョンを防止できるとされている。しかしながら、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ合金を用いて配線を形成した場合でも、スト
レスマイグレーションの発生防止は十分とはいえない。
【０００６】エレクトロマイグレーションの対策とし
て、Ｌｉ含有Ａｌ基合金から成る配線が、特開平２−２
３２９２７号公報から公知である。ＡｌにＬｉを添加す
ることによって、以下の理由により、効果的にエレクト
ロマイグレーションを抑制できると考えられている。 （Ａ）Ａｌ粒界に析出する金属間化合物Ａｌ3Ｌｉが、
Ａｌ原子の移動を抑制する。 （Ｂ）金属間化合物Ａｌ3ＬｉはＡｌ金属格子との整合
性に優れ、析出物とＡｌ金属格子との界面が新たなＡｌ
原子拡散経路とならない。 （Ｃ）Ａｌ粒界に析出したＡｌ3Ｌｉが、合金の引っ張
り強さを増大させる働きを有するため、エレクトロマイ
グレーションに伴う空孔発生や突起成長等の配線の変形
を抑制する。
て、Ｌｉ含有Ａｌ基合金から成る配線が、特開平２−２
３２９２７号公報から公知である。ＡｌにＬｉを添加す
ることによって、以下の理由により、効果的にエレクト
ロマイグレーションを抑制できると考えられている。 （Ａ）Ａｌ粒界に析出する金属間化合物Ａｌ3Ｌｉが、
Ａｌ原子の移動を抑制する。 （Ｂ）金属間化合物Ａｌ3ＬｉはＡｌ金属格子との整合
性に優れ、析出物とＡｌ金属格子との界面が新たなＡｌ
原子拡散経路とならない。 （Ｃ）Ａｌ粒界に析出したＡｌ3Ｌｉが、合金の引っ張
り強さを増大させる働きを有するため、エレクトロマイ
グレーションに伴う空孔発生や突起成長等の配線の変形
を抑制する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】半導体装置の配線材料
としてアルミニウム−リチウム合金を用いることは、エ
レクトロマイグレーションの発生防止という観点からは
効果的である。しかしながら、特開平２−２３２９２７
号公報に開示されたＬｉ含有Ａｌ基合金から成る配線で
は、ストレスマイグレーションの抑制は十分とはいえな
い。
としてアルミニウム−リチウム合金を用いることは、エ
レクトロマイグレーションの発生防止という観点からは
効果的である。しかしながら、特開平２−２３２９２７
号公報に開示されたＬｉ含有Ａｌ基合金から成る配線で
は、ストレスマイグレーションの抑制は十分とはいえな
い。
【０００８】半導体装置の製造工程においては、配線を
形成した後、配線上にパッシベーション膜を堆積させ
る。次いで、４００゜Ｃ程度の熱処理を加える。その
際、パッシベーション膜の熱収縮により配線に欠損（ボ
イド）が生じ、その結果、ストレスマイグレーションが
生じる。
形成した後、配線上にパッシベーション膜を堆積させ
る。次いで、４００゜Ｃ程度の熱処理を加える。その
際、パッシベーション膜の熱収縮により配線に欠損（ボ
イド）が生じ、その結果、ストレスマイグレーションが
生じる。
【０００９】一般に、配線の比剛性（＝ヤング率／比
重）が高いほど、パッシベーション膜の熱収縮による配
線の欠損（ボイド）が生じ難いと考えられる。Ａｌ−１
％Ｓｉ若しくはＡｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕのヤング
率は、６．５×１０10Ｐａ程度である。ＡｌにＬｉを添
加することによって、図４に示すように、Ａｌ−Ｌｉ合
金のヤング率は増加する。また、図５に、各種金属をＡ
ｌに添加した場合の、Ａｌ−金属合金の比重の変化を示
す。図５から、ＡｌにＬｉを添加することによって、Ａ
ｌ−Ｌｉ合金の比重は格段に小さくなる。ＡｌへのＬｉ
添加量を増加させることによって、Ａｌ−Ｌｉ合金のヤ
ング率は高くなり、比重は小さくなるので、Ａｌ−Ｌｉ
合金の比剛性は高くなる。
重）が高いほど、パッシベーション膜の熱収縮による配
線の欠損（ボイド）が生じ難いと考えられる。Ａｌ−１
％Ｓｉ若しくはＡｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃｕのヤング
率は、６．５×１０10Ｐａ程度である。ＡｌにＬｉを添
加することによって、図４に示すように、Ａｌ−Ｌｉ合
金のヤング率は増加する。また、図５に、各種金属をＡ
ｌに添加した場合の、Ａｌ−金属合金の比重の変化を示
す。図５から、ＡｌにＬｉを添加することによって、Ａ
ｌ−Ｌｉ合金の比重は格段に小さくなる。ＡｌへのＬｉ
添加量を増加させることによって、Ａｌ−Ｌｉ合金のヤ
ング率は高くなり、比重は小さくなるので、Ａｌ−Ｌｉ
合金の比剛性は高くなる。
【００１０】以上のように、Ａｌ−Ｌｉ合金は比剛性
（＝ヤング率／比重）が高いため、通常のＡｌ−Ｓｉ等
に比較するとボイドは発生し難いと考えられるが、全く
ボイドが発生しないわけではなく、Ａｌ−Ｌｉ合金を半
導体装置の配線に用いても、ストレスマイグレーション
の抑制は十分とはいえない。
（＝ヤング率／比重）が高いため、通常のＡｌ−Ｓｉ等
に比較するとボイドは発生し難いと考えられるが、全く
ボイドが発生しないわけではなく、Ａｌ−Ｌｉ合金を半
導体装置の配線に用いても、ストレスマイグレーション
の抑制は十分とはいえない。
【００１１】従って、本発明の目的は、ストレスマイグ
レーションを効果的に抑制し得る半導体装置用配線及び
その形成方法を提供することにある。
レーションを効果的に抑制し得る半導体装置用配線及び
その形成方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、半導体装
置に用いられる配線であって、金属あるいは金属化合物
から成る第１の層、及びアルミニウム−リチウム−ゲル
マニウム合金から成る第２の層から構成されていること
を特徴とする本発明の第１の態様に係る半導体装置用配
線によって達成することができる。
置に用いられる配線であって、金属あるいは金属化合物
から成る第１の層、及びアルミニウム−リチウム−ゲル
マニウム合金から成る第２の層から構成されていること
を特徴とする本発明の第１の態様に係る半導体装置用配
線によって達成することができる。
【００１３】本発明の第１の態様に係る半導体装置用配
線の好ましい態様においては、アルミニウム−リチウム
系合金のリチウム含有率は、０．１重量％乃至４重量％
である。あるいは又、好ましい態様においては、ゲルマ
ニウム含有率は、０．１重量％以上５重量％以下であ
る。
線の好ましい態様においては、アルミニウム−リチウム
系合金のリチウム含有率は、０．１重量％乃至４重量％
である。あるいは又、好ましい態様においては、ゲルマ
ニウム含有率は、０．１重量％以上５重量％以下であ
る。
【００１４】あるいは、上記の目的は、アルミニウム−
リチウム系合金から成る半導体装置用配線を形成する方
法であって、 （イ）アルミニウム層あるいはアルミニウム合金層を形
成する工程と、 （ロ）かかる層にリチウムイオンをイオン注入すること
によって、アルミニウム−リチウム系合金層を形成する
工程、から成ることを特徴とする本発明の半導体装置用
配線の形成方法によって達成することができる。
リチウム系合金から成る半導体装置用配線を形成する方
法であって、 （イ）アルミニウム層あるいはアルミニウム合金層を形
成する工程と、 （ロ）かかる層にリチウムイオンをイオン注入すること
によって、アルミニウム−リチウム系合金層を形成する
工程、から成ることを特徴とする本発明の半導体装置用
配線の形成方法によって達成することができる。
【００１５】あるいは、上記の目的は、アルミニウム−
リチウム系合金から成る半導体装置用配線であって、 （イ）アルミニウム層あるいはアルミニウム合金層を形
成する工程と、 （ロ）かかる層にリチウムイオンをイオン注入すること
によって、アルミニウム−リチウム系合金層を形成する
工程、によって形成されたことを特徴とする本発明の第
２の態様に係る半導体装置用配線によって達成すること
ができる。
リチウム系合金から成る半導体装置用配線であって、 （イ）アルミニウム層あるいはアルミニウム合金層を形
成する工程と、 （ロ）かかる層にリチウムイオンをイオン注入すること
によって、アルミニウム−リチウム系合金層を形成する
工程、によって形成されたことを特徴とする本発明の第
２の態様に係る半導体装置用配線によって達成すること
ができる。
【００１６】
【作用】本発明の第１の態様に係る半導体装置用配線に
おいては、比剛性の高いＡｌ−Ｌｉ−Ｇｅ合金から成る
第２の層を備えている。従って、配線を形成した後、配
線上にパッシベーション膜の堆積させ、次いで、４００
゜Ｃ程度の熱処理を加えた後のパッシベーション膜の熱
収縮によっても、配線に欠損（ボイド）が生じ難い。し
かしながら、ストレスマイグレーションが生じ難いが、
第２の層だけではストレスマイグレーションの発生防止
は完全ではない。
おいては、比剛性の高いＡｌ−Ｌｉ−Ｇｅ合金から成る
第２の層を備えている。従って、配線を形成した後、配
線上にパッシベーション膜の堆積させ、次いで、４００
゜Ｃ程度の熱処理を加えた後のパッシベーション膜の熱
収縮によっても、配線に欠損（ボイド）が生じ難い。し
かしながら、ストレスマイグレーションが生じ難いが、
第２の層だけではストレスマイグレーションの発生防止
は完全ではない。
【００１７】本発明の第１の態様に係る半導体装置用配
線においては、第２の層の下に、金属あるいは金属化合
物から成る第１の層が形成されている。パッシベーショ
ン膜の圧縮応力が第２の層に加わるが、第１の層を形成
することによって、第１の層から第２の層に対して引っ
張り応力が働く。その結果、第２の層に加わる応力が緩
和され、ボイドが全く発生しなくなり、ストレスマイグ
レーションの発生を極めて効果的に防止できる。
線においては、第２の層の下に、金属あるいは金属化合
物から成る第１の層が形成されている。パッシベーショ
ン膜の圧縮応力が第２の層に加わるが、第１の層を形成
することによって、第１の層から第２の層に対して引っ
張り応力が働く。その結果、第２の層に加わる応力が緩
和され、ボイドが全く発生しなくなり、ストレスマイグ
レーションの発生を極めて効果的に防止できる。
【００１８】Ｌｉは加工性が悪く、ＡｌにＬｉを多量に
添加すると、エッチングプロセスによっては、Ａｌ−Ｌ
ｉ系合金のエッチング時にＬｉの残渣が残る場合があ
る。この場合、Ａｌ−Ｌｉ系合金から成る配線が電気的
に短絡する。Ａｌ−Ｌｉ系合金から成る配線における短
絡によって生じた半導体装置の歩留まり低下をＬｉ含有
率に対してプロットした図を図６に示す。図６から、Ａ
ｌ−Ｌｉ系合金のＬｉ含有率が５重量％以上になると、
Ｌｉの残渣によって配線の短絡が発生し、半導体装置の
歩留まりが低下する場合がある。
添加すると、エッチングプロセスによっては、Ａｌ−Ｌ
ｉ系合金のエッチング時にＬｉの残渣が残る場合があ
る。この場合、Ａｌ−Ｌｉ系合金から成る配線が電気的
に短絡する。Ａｌ−Ｌｉ系合金から成る配線における短
絡によって生じた半導体装置の歩留まり低下をＬｉ含有
率に対してプロットした図を図６に示す。図６から、Ａ
ｌ−Ｌｉ系合金のＬｉ含有率が５重量％以上になると、
Ｌｉの残渣によって配線の短絡が発生し、半導体装置の
歩留まりが低下する場合がある。
【００１９】従って、半導体装置の歩留まりを考慮する
と、Ａｌ−Ｌｉ系合金のＬｉ含有率の好ましい範囲は、
０．１重量％以上４重量％以下である。
と、Ａｌ−Ｌｉ系合金のＬｉ含有率の好ましい範囲は、
０．１重量％以上４重量％以下である。
【００２０】Ａｌ−Ｓｉ合金の融点は、Ａｌに添加した
Ｓｉの量が増加するに従い、Ａｌの融点（６６０゜Ｃ）
より急激に低下する。また、Ａｌ−Ｇｅ合金の融点は、
Ａｌに添加したＧｅの量が増加するに従い、Ｓｉを添加
する場合より、より急激に低下する。アルミニウム合金
の高温スパッタリング法においては、下地である半導体
素子を所定の温度に加熱した状態でアルミニウム合金を
スパッタリングする。これによって、下地上に堆積した
アルミニウム合金から成る配線材料は流動状態となり、
下地に対する配線材料の堆積状態がよくなる。その結
果、ステップカバレッジが向上する。
Ｓｉの量が増加するに従い、Ａｌの融点（６６０゜Ｃ）
より急激に低下する。また、Ａｌ−Ｇｅ合金の融点は、
Ａｌに添加したＧｅの量が増加するに従い、Ｓｉを添加
する場合より、より急激に低下する。アルミニウム合金
の高温スパッタリング法においては、下地である半導体
素子を所定の温度に加熱した状態でアルミニウム合金を
スパッタリングする。これによって、下地上に堆積した
アルミニウム合金から成る配線材料は流動状態となり、
下地に対する配線材料の堆積状態がよくなる。その結
果、ステップカバレッジが向上する。
【００２１】通常、純粋なアルミニウムを用いた高温ス
パッタリング法においては、下地である半導体素子を約
５５０゜Ｃ以上に加熱する必要がある。このように加熱
温度を高くした場合、スパッタリング装置のチャンバが
高温となり、チャンバの側壁からガスが脱着し、スパッ
タリングされたＡｌ中に酸素等の不純物が入り込み、成
膜された配線に白濁が生じ、配線の表面が荒れるという
問題が発生する。即ち、配線にはヒロック等が多数発生
し、微細な配線間で短絡が生じる。従って、配線材料を
流動状態にさせる温度は、出来るだけ低いことが好まし
い。
パッタリング法においては、下地である半導体素子を約
５５０゜Ｃ以上に加熱する必要がある。このように加熱
温度を高くした場合、スパッタリング装置のチャンバが
高温となり、チャンバの側壁からガスが脱着し、スパッ
タリングされたＡｌ中に酸素等の不純物が入り込み、成
膜された配線に白濁が生じ、配線の表面が荒れるという
問題が発生する。即ち、配線にはヒロック等が多数発生
し、微細な配線間で短絡が生じる。従って、配線材料を
流動状態にさせる温度は、出来るだけ低いことが好まし
い。
【００２２】Ａｌ−１％Ｓｉを配線材料として用いた場
合、下地を４００〜５００゜Ｃに加熱することによっ
て、配線材料のリフローが可能となる。更に、Ａｌ−５
％Ｇｅにおいては、下地を３５０゜Ｃに加熱することに
よって、配線材料のリフローが可能となる（文献、"Al-
Ge REFLOW SPUTTERING FOR SUBMICRON-CONTACT-HOLE FI
LLING", K. Kikuta, ET AL., 1991 VLSI MULTILEVEL IN
TERCONNECTION CONFERENCE Proceeding (June 11-12, 1
991), pp. 163/169 参照）。
合、下地を４００〜５００゜Ｃに加熱することによっ
て、配線材料のリフローが可能となる。更に、Ａｌ−５
％Ｇｅにおいては、下地を３５０゜Ｃに加熱することに
よって、配線材料のリフローが可能となる（文献、"Al-
Ge REFLOW SPUTTERING FOR SUBMICRON-CONTACT-HOLE FI
LLING", K. Kikuta, ET AL., 1991 VLSI MULTILEVEL IN
TERCONNECTION CONFERENCE Proceeding (June 11-12, 1
991), pp. 163/169 参照）。
【００２３】ところで、ＡｌにＬｉを添加すると、Ａｌ
−Ｌｉ合金の融点は、純粋なＡｌの融点より僅かに低下
する。しかし、Ｌｉ含有率が４重量％以下では、融点の
低下は顕著でない。従って、高温スパッタリングを行う
場合、純粋Ａｌと同程度の温度（５５０゜Ｃ程度）にま
で下地の温度を上げないと、Ａｌ−Ｌｉ合金から成る配
線材料のリフローが可能ではない。
−Ｌｉ合金の融点は、純粋なＡｌの融点より僅かに低下
する。しかし、Ｌｉ含有率が４重量％以下では、融点の
低下は顕著でない。従って、高温スパッタリングを行う
場合、純粋Ａｌと同程度の温度（５５０゜Ｃ程度）にま
で下地の温度を上げないと、Ａｌ−Ｌｉ合金から成る配
線材料のリフローが可能ではない。
【００２４】従って、高温スパッタリング法を採用する
場合、アルミニウム−リチウム系合金中には、ゲルマニ
ウムが含有されていることが望ましい。この場合、ゲル
マニウム含有率は、０．１重量％以上５重量％以下であ
ることが更に好ましい。
場合、アルミニウム−リチウム系合金中には、ゲルマニ
ウムが含有されていることが望ましい。この場合、ゲル
マニウム含有率は、０．１重量％以上５重量％以下であ
ることが更に好ましい。
【００２５】
【実施例】以下、実施例に基づき、本発明を説明する。
尚、実施例１〜実施例３において、本発明の第１の態様
に係る半導体装置用配線を従来の方法に基づき形成する
工程を説明し、実施例４において、本発明の第２の態様
に係る半導体装置用配線を本発明の新規な形成方法に基
づき形成する工程を説明する。
尚、実施例１〜実施例３において、本発明の第１の態様
に係る半導体装置用配線を従来の方法に基づき形成する
工程を説明し、実施例４において、本発明の第２の態様
に係る半導体装置用配線を本発明の新規な形成方法に基
づき形成する工程を説明する。
【００２６】（参考例１）参考例１ は、ＭＯＳトランジスタの製造に関する。以
下、ＭＯＳトランジスタの製造工程に基づき、参考例１
の半導体装置用配線の形成工程を説明する。参考例１に
おいては、第１の層はＴｉから成る。第２の層はＡｌ−
Ｌｉ合金（Ａｌ−０．５％Ｌｉ）から成り、高温スパッ
タリング法で成膜される。
下、ＭＯＳトランジスタの製造工程に基づき、参考例１
の半導体装置用配線の形成工程を説明する。参考例１に
おいては、第１の層はＴｉから成る。第２の層はＡｌ−
Ｌｉ合金（Ａｌ−０．５％Ｌｉ）から成り、高温スパッ
タリング法で成膜される。
【００２７】［工程−１００］ 先ず、従来の方法により、半導体基板１０上に素子分離
領域１２及びゲート領域１４を形成し、更にＬＤＤ構造
を形成するためにイオン注入を行う（図１の（Ａ）参
照）。
領域１２及びゲート領域１４を形成し、更にＬＤＤ構造
を形成するためにイオン注入を行う（図１の（Ａ）参
照）。
【００２８】［工程−１１０］ 次に、全面に厚さ２５０ｎｍのＳｉＯ2膜を形成する。
ＳｉＯ2膜の形成条件を、例えば以下のとおりとするこ
とができる。 使用ガス： ＳｉＨ4／Ｏ2／Ｎ2＝２５０／２５０／１
００sccm 基板温度： ４２０゜Ｃ 圧力 ： １３．３Ｐａ 次いで、全面をエッチバックして、ゲート領域１４にサ
イドウォール１６を形成する。エッチバックの条件を、
例えば以下のとおりとすることができる。 使用ガス ： Ｃ4Ｆ8＝５０sccm ＲＦパワー： １２００Ｗ 圧力 ： ２Ｐａ その後、ソース・ドレイン領域１８を形成するために、
不純物のイオン注入を行う。イオン注入の条件を、例え
ば、 Ｎチャネル ： Ａｓ+ ２０ＫｅＶ ５×１０15／
ｃｍ2 Ｐチャネル ： ＢＦ2 + ２０ＫｅＶ ３×１０15／
ｃｍ2 とすることができる（図１の（Ｂ）参照）。
ＳｉＯ2膜の形成条件を、例えば以下のとおりとするこ
とができる。 使用ガス： ＳｉＨ4／Ｏ2／Ｎ2＝２５０／２５０／１
００sccm 基板温度： ４２０゜Ｃ 圧力 ： １３．３Ｐａ 次いで、全面をエッチバックして、ゲート領域１４にサ
イドウォール１６を形成する。エッチバックの条件を、
例えば以下のとおりとすることができる。 使用ガス ： Ｃ4Ｆ8＝５０sccm ＲＦパワー： １２００Ｗ 圧力 ： ２Ｐａ その後、ソース・ドレイン領域１８を形成するために、
不純物のイオン注入を行う。イオン注入の条件を、例え
ば、 Ｎチャネル ： Ａｓ+ ２０ＫｅＶ ５×１０15／
ｃｍ2 Ｐチャネル ： ＢＦ2 + ２０ＫｅＶ ３×１０15／
ｃｍ2 とすることができる（図１の（Ｂ）参照）。
【００２９】［工程−１２０］ その後、例えば、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ酸化膜から成
る膜厚４００ｎｍの層間絶縁層２０を、例えば以下の条
件で形成する。 使用ガス： ＴＥＯＳ＝５０sccm 温度 ： ７２０゜Ｃ 圧力 ： ４０Ｐａ 更に層間絶縁層２０の上に、例えば以下の条件で、厚さ
５００ｎｍのＢＰＳＧ膜２２を成膜する（図１の（Ｃ）
参照）。 使用ガス： ＳｉＨ4／ＰＨ3／Ｂ2Ｈ6／Ｏ2／Ｎ2＝８０
／７／７／１０００／３２０００sccm 温度 ： ４００゜Ｃ 圧力 ： １．０×１０5Ｐａ
る膜厚４００ｎｍの層間絶縁層２０を、例えば以下の条
件で形成する。 使用ガス： ＴＥＯＳ＝５０sccm 温度 ： ７２０゜Ｃ 圧力 ： ４０Ｐａ 更に層間絶縁層２０の上に、例えば以下の条件で、厚さ
５００ｎｍのＢＰＳＧ膜２２を成膜する（図１の（Ｃ）
参照）。 使用ガス： ＳｉＨ4／ＰＨ3／Ｂ2Ｈ6／Ｏ2／Ｎ2＝８０
／７／７／１０００／３２０００sccm 温度 ： ４００゜Ｃ 圧力 ： １．０×１０5Ｐａ
【００３０】［工程−１３０］ 次いで、レジストパターニング後、ドライエッチングに
て開口部２４を層間絶縁層２０及びＢＰＳＧ膜２２に形
成する。ドライエッチングの条件を、例えば、以下のと
おりとすることができる。 使用ガス ： Ｃ4Ｆ8＝５０sccm ＲＦパワー： １２００Ｗ 圧力 ： ２Ｐａ
て開口部２４を層間絶縁層２０及びＢＰＳＧ膜２２に形
成する。ドライエッチングの条件を、例えば、以下のと
おりとすることができる。 使用ガス ： Ｃ4Ｆ8＝５０sccm ＲＦパワー： １２００Ｗ 圧力 ： ２Ｐａ
【００３１】［工程−１４０］ 次に、金属、具体的にはＴｉから成る第１の層３０をス
パッタリング法にて形成する（図２の（Ａ）参照）。Ｔ
ｉから成る第１の層３０の成膜条件を、例えば、以下の
とおりとすることができる。 パワー ： ４ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝１００sccm 設定膜厚 ： ７０ｎｍ これによって、ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内に第
１の層３０が形成される。
パッタリング法にて形成する（図２の（Ａ）参照）。Ｔ
ｉから成る第１の層３０の成膜条件を、例えば、以下の
とおりとすることができる。 パワー ： ４ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝１００sccm 設定膜厚 ： ７０ｎｍ これによって、ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内に第
１の層３０が形成される。
【００３２】［工程−１５０］ 次に、Ａｌ−Ｌｉ（０．５％）から成る第２の層３２を
第１の層３０上にスパッタリング法にて成膜する（図２
の（Ｂ）参照）。ターゲットとして、Ａｌ−Ｌｉ合金を
使用する。第２の層３２の成膜条件を、例えば、以下の
とおりとすることができる。 パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： ５５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝４０sccm 設定膜厚 ： ５００ｎｍ その後、レジストパターニング及びドライエッチングを
行い、第２の層及び第１の層から成る配線を形成する。
ドライエッチングの条件を、例えば、以下のとおりとす
ることができる。 使用ガス ： ＢＣｌ3／Ｃｌ2＝６０／９０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ５０Ｗ 圧力 ： ０．０１６Ｐａ
第１の層３０上にスパッタリング法にて成膜する（図２
の（Ｂ）参照）。ターゲットとして、Ａｌ−Ｌｉ合金を
使用する。第２の層３２の成膜条件を、例えば、以下の
とおりとすることができる。 パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： ５５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝４０sccm 設定膜厚 ： ５００ｎｍ その後、レジストパターニング及びドライエッチングを
行い、第２の層及び第１の層から成る配線を形成する。
ドライエッチングの条件を、例えば、以下のとおりとす
ることができる。 使用ガス ： ＢＣｌ3／Ｃｌ2＝６０／９０sccm マイクロ波パワー： １０００Ｗ ＲＦパワー ： ５０Ｗ 圧力 ： ０．０１６Ｐａ
【００３３】［工程−１６０］ 更に、配線上に絶縁膜４０を形成する（図２の（Ｃ）参
照）。そのために、先ず、膜厚１００ｎｍのＳｉＮ層
を、例えば、以下の条件で形成する。 使用ガス： ＳｉＨ4／ＮＨ3／Ｎ2＝１８０／５００／
７２０sccm 温度 ： ２５０゜Ｃ 圧力 ： ２．５Ｐａ 更に、その上に膜厚５００ｎｍのＰＳＧ層を、例えば、
以下の条件で成膜する。 使用ガス： ＳｉＨ4／ＰＨ3／Ｏ2／Ｎ2＝８０／７／１
０００／３２０００sccm 温度 ： ３９０゜Ｃ 圧力 ： １．０×１０5Ｐａ
照）。そのために、先ず、膜厚１００ｎｍのＳｉＮ層
を、例えば、以下の条件で形成する。 使用ガス： ＳｉＨ4／ＮＨ3／Ｎ2＝１８０／５００／
７２０sccm 温度 ： ２５０゜Ｃ 圧力 ： ２．５Ｐａ 更に、その上に膜厚５００ｎｍのＰＳＧ層を、例えば、
以下の条件で成膜する。 使用ガス： ＳｉＨ4／ＰＨ3／Ｏ2／Ｎ2＝８０／７／１
０００／３２０００sccm 温度 ： ３９０゜Ｃ 圧力 ： １．０×１０5Ｐａ
【００３４】（実施例１）実施例１は、ＭＯＳトランジスタの製造に本発明の第１
の態様に係る半導体装置用配線を適用した例である。以
下、ＭＯＳトランジスタの製造工程に基づき、本発明の
第１の態様に係る半導体装置用配線の形成工程を説明す
る。実施例１が参考例１ と異なる点は、第２の層３２が
Ａｌ−０．５％Ｌｉ−５％Ｇｅから成り、第２の層３２
を一層低温の高温スパッタリング法で成膜する点にあ
る。
の態様に係る半導体装置用配線を適用した例である。以
下、ＭＯＳトランジスタの製造工程に基づき、本発明の
第１の態様に係る半導体装置用配線の形成工程を説明す
る。実施例１が参考例１ と異なる点は、第２の層３２が
Ａｌ−０．５％Ｌｉ−５％Ｇｅから成り、第２の層３２
を一層低温の高温スパッタリング法で成膜する点にあ
る。
【００３５】［工程−２００］ この工程は、参考例１の［工程−１００］〜［工程−１
４０］と同様とすることができる。以上の工程により、
ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内にＴｉから成る第１
の層３０が形成される。
４０］と同様とすることができる。以上の工程により、
ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内にＴｉから成る第１
の層３０が形成される。
【００３６】［工程−２１０］ 次に、Ａｌ−０．５％Ｌｉ−５％Ｇｅから成る第２の層
３２を第１の層上にスパッタリング法にて成膜する（図
２の（Ｂ）参照）。ターゲットとして、Ａｌ−Ｌｉ−Ｇ
ｅ合金を使用する。第２の層３２の成膜条件を、例え
ば、以下のとおりとすることができる。 パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： ４００゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝４０sccm 設定膜厚 ： ５００ｎｍ参考例１ では成膜温度が５５０゜Ｃである。実施例１に
おいては、成膜温度は４００゜Ｃとすることができる。
その後、レジストパターニング及びドライエッチングを
行い、第２の層及び第１の層から成る配線を形成する。
この工程は、参考例１の［工程−１５０］と同様とする
ことができる。
３２を第１の層上にスパッタリング法にて成膜する（図
２の（Ｂ）参照）。ターゲットとして、Ａｌ−Ｌｉ−Ｇ
ｅ合金を使用する。第２の層３２の成膜条件を、例え
ば、以下のとおりとすることができる。 パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： ４００゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝４０sccm 設定膜厚 ： ５００ｎｍ参考例１ では成膜温度が５５０゜Ｃである。実施例１に
おいては、成膜温度は４００゜Ｃとすることができる。
その後、レジストパターニング及びドライエッチングを
行い、第２の層及び第１の層から成る配線を形成する。
この工程は、参考例１の［工程−１５０］と同様とする
ことができる。
【００３７】［工程−２２０］ 配線上に絶縁層を形成するこの工程は、参考例１の［工
程−１６０］と同様とすることができる。
程−１６０］と同様とすることができる。
【００３８】（実施例２）実施例２は 実施例１の変形である。実施例２が実施例１
と異なる点は、開口部２４内にタングステンプラグを埋
め込み、第１の層３０及び第２の層３２をタングステン
プラグ上及びＢＰＳＧ膜２２上に形成する点にある。
尚、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｌｉ−５％Ｇｅから成る
第２の層を通常のスパッタリング法で成膜する。
と異なる点は、開口部２４内にタングステンプラグを埋
め込み、第１の層３０及び第２の層３２をタングステン
プラグ上及びＢＰＳＧ膜２２上に形成する点にある。
尚、Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｌｉ−５％Ｇｅから成る
第２の層を通常のスパッタリング法で成膜する。
【００３９】［工程−３００］ この工程は、参考例１の［工程−１００］〜［工程−１
３０］と同様とすることができる。以上の工程により、
層間絶縁層２０及びＢＰＳＧ膜２２に開口部２４が形成
される。
３０］と同様とすることができる。以上の工程により、
層間絶縁層２０及びＢＰＳＧ膜２２に開口部２４が形成
される。
【００４０】［工程−３１０］ 次いで、ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内に、ＣＶＤ
法によってタングステンを堆積させる。堆積条件を、例
えば、以下のとおりとすることができる。 使用ガス： ＷＦ6／Ｈ2＝９５／５５０sccm 温度 ： ４５０゜Ｃ 圧力 ： １．１×１０4Ｐａ 膜厚 ： ４００ｎｍ 次いで、エッチバックを例えば以下の条件で行い、ＢＰ
ＳＧ膜２２上のタングステンを除去し、開口部２４内の
みにタングステンプラグ２６を残す（図３の（Ａ）参
照）。 使用ガス ： ＳＦ6＝５０sccm マイクロ波パワー： ８５０Ｗ ＲＦパワー ： １５０Ｗ 圧力 ： １．３３Ｐａ
法によってタングステンを堆積させる。堆積条件を、例
えば、以下のとおりとすることができる。 使用ガス： ＷＦ6／Ｈ2＝９５／５５０sccm 温度 ： ４５０゜Ｃ 圧力 ： １．１×１０4Ｐａ 膜厚 ： ４００ｎｍ 次いで、エッチバックを例えば以下の条件で行い、ＢＰ
ＳＧ膜２２上のタングステンを除去し、開口部２４内の
みにタングステンプラグ２６を残す（図３の（Ａ）参
照）。 使用ガス ： ＳＦ6＝５０sccm マイクロ波パワー： ８５０Ｗ ＲＦパワー ： １５０Ｗ 圧力 ： １．３３Ｐａ
【００４１】［工程−３２０］ 第１の層３０の形成、第２の層３２の形成、配線の形
成、及び絶縁膜４０の形成の各工程は、参考例１の［工
程−１４０］、実施例１の［工程−２１０］、及び、参
考例１の［工程−１６０］と同様とすることができる。
但し、［工程−１４０］においては、Ｔｉから成る第１
の層３０を、タングステンプラグ２６上及びＢＰＳＧ膜
２２上に形成する（図３の（Ｂ）参照）。また、［工程
−２１０］においては、第１の層上に、Ａｌ−１％Ｓｉ
−０．５％Ｌｉ−５％Ｇｅから成る第２の層３２を成膜
温度１５０゜Ｃにて成膜する（図３の（Ｃ）参照）。
成、及び絶縁膜４０の形成の各工程は、参考例１の［工
程−１４０］、実施例１の［工程−２１０］、及び、参
考例１の［工程−１６０］と同様とすることができる。
但し、［工程−１４０］においては、Ｔｉから成る第１
の層３０を、タングステンプラグ２６上及びＢＰＳＧ膜
２２上に形成する（図３の（Ｂ）参照）。また、［工程
−２１０］においては、第１の層上に、Ａｌ−１％Ｓｉ
−０．５％Ｌｉ−５％Ｇｅから成る第２の層３２を成膜
温度１５０゜Ｃにて成膜する（図３の（Ｃ）参照）。
【００４２】（実施例３）実施例３ も実施例１の変形である。実施例３が実施例１
と異なる点は、第２の層３２を成膜するとき、所謂コ・
スパッタリング法を採用している点にある。
と異なる点は、第２の層３２を成膜するとき、所謂コ・
スパッタリング法を採用している点にある。
【００４３】［工程−４００］ この工程は、参考例１の［工程−１００］〜［工程−１
４０］と同様とすることができる。以上の工程により、
ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内にＴｉから成る第１
の層３０が形成される。
４０］と同様とすることができる。以上の工程により、
ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内にＴｉから成る第１
の層３０が形成される。
【００４４】［工程−４１０］ 次いで、Ａｌ−Ｌｉ−Ｇｅ合金から成る第２の層３２
を、所謂コ・スパッタリング法で第１の層３０上に成膜
する。即ち、Ａｌ−Ｇｅ−Ｓｉから成るターゲット（以
下、Ａｌ系ターゲットともいう）、及びＬｉから成るタ
ーゲットを同一スパッタリング装置のチャンバ内に設置
する。そして両方のターゲットを同時にスパッタリング
することによりＡｌ−Ｌｉ−Ｇｅ合金から成る第２の層
３２を形成する。 Ａｌ系ターゲットのスパッタリング条件 パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝４０sccm 設定膜厚 ： ５００ｎｍ Ｌｉターゲットのスパッタリング条件 パワー ： ２ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝１００sccm 設定膜厚 ： １０ｎｍ その後、レジストパターニング及びドライエッチングを
行い、第２の層３２及び第１の層３０から成る配線を形
成する。ドライエッチングの条件を、参考例１の［工程
−１５０］と同様とすることができる。
を、所謂コ・スパッタリング法で第１の層３０上に成膜
する。即ち、Ａｌ−Ｇｅ−Ｓｉから成るターゲット（以
下、Ａｌ系ターゲットともいう）、及びＬｉから成るタ
ーゲットを同一スパッタリング装置のチャンバ内に設置
する。そして両方のターゲットを同時にスパッタリング
することによりＡｌ−Ｌｉ−Ｇｅ合金から成る第２の層
３２を形成する。 Ａｌ系ターゲットのスパッタリング条件 パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝４０sccm 設定膜厚 ： ５００ｎｍ Ｌｉターゲットのスパッタリング条件 パワー ： ２ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝１００sccm 設定膜厚 ： １０ｎｍ その後、レジストパターニング及びドライエッチングを
行い、第２の層３２及び第１の層３０から成る配線を形
成する。ドライエッチングの条件を、参考例１の［工程
−１５０］と同様とすることができる。
【００４５】［工程−４２０］ 配線上に絶縁層を形成するこの工程は、参考例１の［工
程−１６０］と同様とすることができる。
程−１６０］と同様とすることができる。
【００４６】（実施例４）実施例４ は、本発明の第２の態様に係る半導体装置用配
線及びその形成方法に関する。即ち、 （イ）アルミニウム層あるいはアルミニウム合金層を形
成する工程、及び、 （ロ）かかる層にリチウムイオンをイオン注入すること
によって、アルミニウム−リチウム系合金層を形成する
工程、を含むことを特徴とする。
線及びその形成方法に関する。即ち、 （イ）アルミニウム層あるいはアルミニウム合金層を形
成する工程、及び、 （ロ）かかる層にリチウムイオンをイオン注入すること
によって、アルミニウム−リチウム系合金層を形成する
工程、を含むことを特徴とする。
【００４７】［工程−５００］ この工程は、参考例１の［工程−１００］〜［工程−１
４０］と同様とすることができる。以上の工程により、
ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内にＴｉから成る第１
の層３０が形成される。
４０］と同様とすることができる。以上の工程により、
ＢＰＳＧ膜２２上及び開口部２４内にＴｉから成る第１
の層３０が形成される。
【００４８】［工程−５１０］ 次いで、Ｔｉから成る第１の層３０上に、スパッタリン
グ法にて、アルミニウム層、Ａｌ−Ｓｉ、若しくは、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｇｅから成るアルミニウム合金層（以下、ア
ルミニウム系層ともいう）を形成する。 パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝４０sccm 膜厚 ： ５００ｎｍ 尚、アルミニウム系層を高温スパッタリング法で形成す
ることもできる。
グ法にて、アルミニウム層、Ａｌ−Ｓｉ、若しくは、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｇｅから成るアルミニウム合金層（以下、ア
ルミニウム系層ともいう）を形成する。 パワー ： ２２．５ｋＷ 成膜温度 ： １５０゜Ｃ プロセスガス： Ａｒ＝４０sccm 膜厚 ： ５００ｎｍ 尚、アルミニウム系層を高温スパッタリング法で形成す
ることもできる。
【００４９】［工程−５２０］ 次に、アルミニウム系層に、イオン注入法でＬｉ+を添
加することにより、Ａｌ−Ｌｉ系合金層を形成する。イ
オン注入の条件を、例えば、以下のとおりとすることが
できる。 イオン源： ＬｉＣｌを６１４゜Ｃ以上に加熱して昇華
させる 加速電圧： ５０ｋｅＶ ドース量： １×１０16／ｃｍ2以上 その後、レジストパターニング及びドライエッチングを
行い、Ａｌ−Ｌｉ系合金層及びＴｉ層から成る配線を形
成する。ドライエッチングの条件を、例えば、参考例１
の［工程−１５０］と同様とすることができる。
加することにより、Ａｌ−Ｌｉ系合金層を形成する。イ
オン注入の条件を、例えば、以下のとおりとすることが
できる。 イオン源： ＬｉＣｌを６１４゜Ｃ以上に加熱して昇華
させる 加速電圧： ５０ｋｅＶ ドース量： １×１０16／ｃｍ2以上 その後、レジストパターニング及びドライエッチングを
行い、Ａｌ−Ｌｉ系合金層及びＴｉ層から成る配線を形
成する。ドライエッチングの条件を、例えば、参考例１
の［工程−１５０］と同様とすることができる。
【００５０】［工程−５３０］ 更に、配線上に絶縁膜４０を形成する。この工程は、参
考例１の［工程−１６０］と同様とすることができる。
考例１の［工程−１６０］と同様とすることができる。
【００５１】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
ない。第１の層、第２の層、あるいはアルミニウム系層
は、スパッタリング法だけでなく、例えば、蒸着法、化
学的気相成長法、電子ビーム蒸着法で形成することがで
きる。第１の層は、Ｔｉに限られず、他の金属や金属化
合物、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、ＴｉＯＮ、ＴｉＮ、Ｗ
Ｎ、ＴｉＳｉ2、ＷＳｉ2、ＣｏＳｉ2、ＮｉＳｉ2、Ｎｉ
Ｓｉから構成することもできる。第２の層として、Ａｌ
−１％Ｌｉ−５％Ｇｅ、Ａｌ−１％Ｓｉ−１％Ｌｉ−５
％Ｇｅ等を例示することができる。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
ない。第１の層、第２の層、あるいはアルミニウム系層
は、スパッタリング法だけでなく、例えば、蒸着法、化
学的気相成長法、電子ビーム蒸着法で形成することがで
きる。第１の層は、Ｔｉに限られず、他の金属や金属化
合物、例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｕ、ＴｉＯＮ、ＴｉＮ、Ｗ
Ｎ、ＴｉＳｉ2、ＷＳｉ2、ＣｏＳｉ2、ＮｉＳｉ2、Ｎｉ
Ｓｉから構成することもできる。第２の層として、Ａｌ
−１％Ｌｉ−５％Ｇｅ、Ａｌ−１％Ｓｉ−１％Ｌｉ−５
％Ｇｅ等を例示することができる。
【００５２】
【発明の効果】本発明の半導体装置用配線においては、
配線材料としてＡｌ−Ｌｉ系合金を用いているので、耐
エレクトロマイグレーション性が向上するだけでなく、
通常のＡｌ−Ｓｉ合金と比較して比剛性が高く、耐スト
レスマイグレーション性が向上する。
配線材料としてＡｌ−Ｌｉ系合金を用いているので、耐
エレクトロマイグレーション性が向上するだけでなく、
通常のＡｌ−Ｓｉ合金と比較して比剛性が高く、耐スト
レスマイグレーション性が向上する。
【００５３】更に、本発明の第１の態様に係るの半導体
装置用配線においては、Ａｌ−Ｌｉ系合金から成る第２
の層の下にＴｉ等から成る第１の層が形成されているの
で、配線上に形成されたパッシベーション膜（絶縁膜）
の熱ストレスの影響によっても、配線にボイドが発生し
なくなり、ストレスマイグレーションを極めて効果的に
抑制することができる。
装置用配線においては、Ａｌ−Ｌｉ系合金から成る第２
の層の下にＴｉ等から成る第１の層が形成されているの
で、配線上に形成されたパッシベーション膜（絶縁膜）
の熱ストレスの影響によっても、配線にボイドが発生し
なくなり、ストレスマイグレーションを極めて効果的に
抑制することができる。
【００５４】本発明の第１の態様に係る半導体装置用配
線の好ましい態様においては、Ａｌ−Ｌｉ−Ｇｅ合金の
Ｌｉ含有率は４重量％以下であるので、Ａｌ−Ｌｉ−Ｇ
ｅ合金から成る第２の層の加工性が、従来のＡｌ−Ｓｉ
合金と比較して低下せず、通常のドライエッチングプロ
セスを用いることができる。そのため半導体装置の製造
コストが増加せず、しかも、半導体装置の製造工程の再
現性が良く、最終的に作製される半導体装置の製造歩留
まりが低下しない。
線の好ましい態様においては、Ａｌ−Ｌｉ−Ｇｅ合金の
Ｌｉ含有率は４重量％以下であるので、Ａｌ−Ｌｉ−Ｇ
ｅ合金から成る第２の層の加工性が、従来のＡｌ−Ｓｉ
合金と比較して低下せず、通常のドライエッチングプロ
セスを用いることができる。そのため半導体装置の製造
コストが増加せず、しかも、半導体装置の製造工程の再
現性が良く、最終的に作製される半導体装置の製造歩留
まりが低下しない。
【００５５】本発明の第１の態様に係る半導体装置用配
線においては、Ａｌ−Ｌｉ系合金中にはＧｅが含有され
ているので、高温スパッタリング法における第２の層の
リフロー温度を、Ａｌと比較して５０〜２００゜Ｃ低く
することが可能である。
線においては、Ａｌ−Ｌｉ系合金中にはＧｅが含有され
ているので、高温スパッタリング法における第２の層の
リフロー温度を、Ａｌと比較して５０〜２００゜Ｃ低く
することが可能である。
【００５６】Ｌｉは反応性が高く、そのため吸湿性が高
い。スパッタリング法でＬｉを形成する場合、スパッタ
リング装置の保守時に、Ｌｉ又はＬｉを含有する合金か
ら成るターゲットが大気に触れないようにターゲットを
真空容器等に格納しなければならず、ターゲットの保守
が煩雑となる。また、真空容器等がリークした場合、タ
ーゲットが吸湿し、その結果、ターゲットが使用できな
くなる。
い。スパッタリング法でＬｉを形成する場合、スパッタ
リング装置の保守時に、Ｌｉ又はＬｉを含有する合金か
ら成るターゲットが大気に触れないようにターゲットを
真空容器等に格納しなければならず、ターゲットの保守
が煩雑となる。また、真空容器等がリークした場合、タ
ーゲットが吸湿し、その結果、ターゲットが使用できな
くなる。
【００５７】本発明の第２の態様に係る半導体装置用配
線及びその形成方法によれば、ＬｉＣｌを用い、イオン
注入法によってＬｉをアルミニウム系層にイオン注入す
る。ＬｉＣｌはＬｉ単体ほど反応性が高くないので、上
述した問題は発生しない。
線及びその形成方法によれば、ＬｉＣｌを用い、イオン
注入法によってＬｉをアルミニウム系層にイオン注入す
る。ＬｉＣｌはＬｉ単体ほど反応性が高くないので、上
述した問題は発生しない。
【図１】参考例１における半導体装置用配線の形成工程
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２】図１に引き続き、参考例１における半導体装置
用配線の形成工程を説明するための図である。
用配線の形成工程を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例２における半導体装置用配線の
形成工程を説明するための図である。
形成工程を説明するための図である。
【図４】Ａｌ中のＬｉ添加量と、Ａｌ−Ｌｉ合金のヤン
グ率の関係を示す図である。
グ率の関係を示す図である。
【図５】各種金属をＡｌ中に添加することによる、Ａｌ
−金属合金の比重の変化を示す図である。
−金属合金の比重の変化を示す図である。
【図６】半導体装置の歩留まりとＬｉ含有率との関係を
示す図である。
示す図である。
１０ 半導体基板 １２ 素子分離領域 １４ ゲート領域 １６ サイドウォール １８ ソース・ドレイン領域 ２０ 層間絶縁層 ２２ ＢＰＳＧ膜 ２４ 開口部 ２６ タングステンプラグ ３０ 第１の層 ３２ 第２の層 ４０ 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768
Claims (3)
- 【請求項１】半導体装置に用いられる配線であって、金
属あるいは金属化合物から成る第１の層、及びアルミニ
ウム−リチウム−ゲルマニウム合金から成る第２の層か
ら構成されていることを特徴とする半導体装置用配線。 - 【請求項２】ゲルマニウム含有率は、０．１重量％以上
５重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の
半導体装置用配線。 - 【請求項３】アルミニウム−リチウム−ゲルマニウム合
金から成る半導体装置用配線を形成する方法であって、 （イ）アルミニウム層あるいはアルミニウム合金層を形
成する工程と、 （ロ）かかる層にリチウムイオンをイオン注入すること
によって、アルミニウム−リチウム−ゲルマニウム合金
層を形成する工程、 から成ることを特徴とする半導体装置用配線の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28490292A JP3301124B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 半導体装置用配線及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28490292A JP3301124B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 半導体装置用配線及びその形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120220A JPH06120220A (ja) | 1994-04-28 |
| JP3301124B2 true JP3301124B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=17684534
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28490292A Expired - Fee Related JP3301124B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 半導体装置用配線及びその形成方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3301124B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6522010B2 (en) | 1998-06-30 | 2003-02-18 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor constructions comprising aluminum-containing layers |
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| CN117070910B (zh) * | 2023-08-25 | 2025-08-05 | 上海交通大学 | 一种复合离子注入提高Al-Cu-Li合金耐腐蚀性的方法 |
-
1992
- 1992-10-01 JP JP28490292A patent/JP3301124B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06120220A (ja) | 1994-04-28 |
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