(57)【要約】【課題】シリコン酸化膜上に高温アルミニウムスパッタ法により形成されるＡｌ膜に白濁が生じる。【解決手段】シリコン酸化膜４４へ向けてアルゴンイオンによるスパッタエッチングを行い、先行するエッチバック処理等で生じたシリコン酸化膜４４の表面の微小な凹凸を平滑化する。しかる後、シリコン酸化膜４４の表面に高温アルミニウムスパッタ法によりアルミニウム膜を堆積する。これによりＡｌ膜の白濁が抑制され、これを用いて形成されるアライメントマークの反射率が確保される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に形成されたシリコン酸化膜へ向けてガスイオンを照射して、前記シリコン酸化膜の表面荒れを平滑化する平滑化工程と、
前記平滑化工程後、前記シリコン酸化膜の表面に高温アルミニウムスパッタ法によりアルミニウム膜を堆積する工程と、
を備えることを特徴とする集積回路の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の集積回路の製造方法において、
前記平滑化工程は、アルゴンイオンによるスパッタエッチングを行うこと、を特徴とする集積回路の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の製造方法を用いて製造される集積回路であって、
前記アルミニウム膜をパターニングして形成された、光の反射に基づき認識されるアライメントマークを有すること、を特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路の製造方法、及びそれを用いて製造される集積回路に関し、特に、シリコン酸化膜上に高温アルミニウムスパッタ法によりアルミニウム膜を堆積する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン基板等を用いて形成される集積回路においては、集積度の向上に伴い、配線やコンタクトの寸法の微細化が必要となっている。この微細化に有効な構造として、コンタクトホールにコンタクト材としてタングステン（Ｗ）を埋め込むタングステンプラグが知られている。
【０００３】
図５は、タングステンプラグを有する集積回路の従来の製造方法の主要な工程での断面図である。シリコン基板２上に積層したシリコン酸化膜４にコンタクトホール６を形成した後、シリコン酸化膜４の上面及びコンタクトホール６にタングステン膜８を堆積する（図５（ａ））。シリコン酸化膜４上面に堆積したタングステン膜８は、エッチバック処理により除去され、コンタクトホール６に選択的にタングステン膜８が残される。これにより、コンタクトホール６に埋設されたタングステンプラグ１０が形成される（図５（ｂ））。
【０００４】
その後、シリコン酸化膜４上面及びタングステンプラグ１０上にアルミニウム（Ａｌ）膜１２が堆積され（図５（ｃ））、このＡｌ膜１２をパターニングして、タングステンプラグ１０に接続される配線１４や、後続の製造工程で必要となるアライメントマーク１６などが形成される（図５（ｄ））。Ａｌ膜で形成されるアライメントマーク１６は、光に対し高反射率を有し、アライメントを行う装置は当該アライメントマーク１６の反射光像に基づいて、その形状や位置を認識しアライメントを行う。
【０００５】
ここで、コンタクトホール等でのアルミニウム配線のカバレッジを向上させるために、高温アルミニウムスパッタ法が用いられる。この高温アルミニウムスパッタ法では、最下層のＡｌ膜を堆積するスパッタリングを行う際に、基板温度が５００℃以上の高温とされ、これにより、スパッタされたＡｌ粒子の基板上での移動が促されカバレッジの向上が図られる。
【特許文献１】特開平６−２５２０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高温アルミニウムスパッタ法によりシリコン酸化膜の表面にＡｌ膜を堆積させると、Ａｌ膜表面の光沢が低下し白濁するという不具合が生じることがあった。この白濁は、Ａｌ膜の表面が荒れ、光を散乱反射する状態であり、Ａｌ膜がその下地のシリコン酸化膜表面の微小な荒れ（凹凸）を引き継ぐために生じると考えられる。また、高温アルミニウムスパッタ法では、比較的低い基板温度で行われる通常のアルミニウムスパッタに比べて、アルミニウムのグレインサイズが大きくなる。そのため、高温アルミニウムスパッタ法で形成されたＡｌ膜は、下地のシリコン酸化膜の凹凸を平坦化しにくく、その表面にシリコン酸化膜の凹凸の影響を受けやすいと考えられる。
【０００７】
ちなみに、シリコン酸化膜表面の荒れは、例えば、タングステン膜８をシリコン酸化膜４上面から除去するエッチバック処理にて生じ得る。特に、ウェハ内のタングステン膜８の膜厚にばらつきがある場合、当該膜厚が薄い部分のシリコン酸化膜４ほどエッチバック処理にさらされて荒れやすく、ウェハ内でＡｌ膜の反射率のばらつきが生じ得る。
【０００８】
このＡｌ膜の白濁によるアライメントマーク１６の反射率の低下は、アライメントマーク１６とその周囲とのコントラストを低下させ、アライメントマーク１６の検出が困難となりアライメント不能となったり、アライメント精度が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、高温アルミニウムスパッタ法によるＡｌ膜の白濁を抑制し、ウェハ内にて一様に良好な光沢が実現される集積回路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る集積回路の製造方法は、基板の上に形成されたシリコン酸化膜へ向けてガスイオンを照射して、前記シリコン酸化膜の表面荒れを平滑化する平滑化工程と、前記平滑化工程後、前記シリコン酸化膜の表面に高温アルミニウムスパッタ法によりアルミニウム膜を堆積する工程と、を備える方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シリコン酸化膜表面の荒れが、ガスイオンの照射により平滑化される。ガスイオンの照射により平滑化された表面に高温アルミニウムスパッタ法によるＡｌ膜を堆積することで、当該Ａｌ膜の白濁が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。本実施形態は、半導体基板上に形成される集積回路に関し、その構成の中で特に、高温アルミニウムスパッタ法により形成される第１層のＡｌ膜を用いた配線及びアライメントマークの形成について説明する。
【００１３】
図１は、本集積回路の模式的な断面図であり、半導体基板に垂直な断面を示している。半導体基板４０に不純物拡散層４２が形成される。半導体基板４０の表面に積層されたシリコン酸化膜４４には、不純物拡散層４２に対応する位置にコンタクトホール４６が形成され、当該コンタクトホール４６にはタングステンプラグ４８が埋め込まれる。また、シリコン酸化膜４４の表面には、第１層のＡｌ膜が堆積され、当該Ａｌ膜を用いて、タングステンプラグ４８に接続されるＡｌ配線５０と、アライメントマーク５２とが形成される。アライメントマーク５２は例えば、本集積回路が形成されたチップをパッケージ等に取り付ける組立工程にて、チップマウンタが目印として利用するものであり、チップマウンタは、アライメントマーク５２に基づいてチップの位置を把握し、チップをピックアップする。なお、Ａｌ配線５０やアライメントマーク５２の上にはさらに積層構造が形成されるが、ここでは図示を省略している。
【００１４】
図２から図４は、本集積回路の製造方法の主要な工程での模式的な断面図である。半導体基板４０表面にシリコン酸化膜４４が積層される。シリコン酸化膜４４の表面にフォトレジスト（不図示）を塗布し、これをパターニングして、コンタクトホール４６を形成する位置に開口を有するエッチングマスクを形成する。このエッチングマスクを用いてエッチング処理を行い、シリコン酸化膜４４にコンタクトホール４６が形成される（図２（ａ））。コンタクトホール４６はシリコン酸化膜４４を貫通し、その底面には不純物拡散層４２が露出する。
【００１５】
コンタクトホール４６内及びシリコン酸化膜４４上面に、バリア層として窒化チタン（ＴｉＮ）膜等（不図示）を形成した後、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によりタングステン膜６０を堆積する。タングステン膜６０はシリコン酸化膜４４の上面に堆積されると共にコンタクトホール４６内にも堆積され、コンタクトホール４６内はタングステン膜６０で充填される（図２（ｂ））。
【００１６】
しかる後、エッチバック処理により、シリコン酸化膜４４上面に堆積したタングステン膜６０等を除去する。これにより、コンタクトホール４６に埋設されたタングステンプラグ４８が形成される（図２（ｃ））。
【００１７】
ここで、タングステン膜６０及びバリア層のエッチバック処理は、シリコン酸化膜４４に対する選択比を有する方法で行われる。このエッチバック処理では、シリコン酸化膜４４の上面に存在するタングステン膜６０等が好適に除去されるように、ウェハ内でのタングステン膜６０の膜厚やエッチングレートのばらつきに応じた量のオーバーエッチングが行われる。すなわち、タングステン膜６０の膜厚が薄かった部分などは、シリコン酸化膜４４が露出した後もエッチング処理にさらされることになる。そして、エッチングにさらされたシリコン酸化膜４４の表面には微小な凹凸が生じ得る。この凹凸は図２には表すことができないほど微小なものである。図３は、この微小な凹凸を模式的に表した断面図であり、図３（ａ）がタングステン膜６０のエッチバック処理後のシリコン酸化膜４４の表面の凹凸７０の様子を表したものである。
【００１８】
本発明の製造方法では、このシリコン酸化膜４４の表面へ向けて、アルゴンイオンを照射してスパッタエッチングを行う（図２（ｄ）、図３（ｂ））。図３（ｃ）はスパッタエッチング後のシリコン酸化膜４４の表面の凹凸７２の様子を表したものである。スパッタエッチング処理による平滑化により、処理後の凹凸７２は処理前の凹凸７０に比べて緩和される。すなわち、凹凸７２は凹凸７０に比べて角がとれて丸みを増し、また起伏の高低差の縮小が図られる。
【００１９】
凹凸が緩和されたシリコン酸化膜４４の表面に、第１層のＡｌ膜６２が高温アルミニウムスパッタ法により蒸着される（図４（ａ））。シリコン酸化膜４４の凹凸が緩和されたことに対応して、Ａｌ膜６２の表面における凹凸も緩和され、白濁の発生を抑制することができる。
【００２０】
Ａｌ膜６２をフォトリソグラフィ技術によりパターニングして、タングステンプラグ４８に接続される第１Ａｌ配線５０及び、アライメントマーク５２が形成される（図４（ｂ））。上述のように白濁が抑制されたＡｌ膜６２を用いて形成されるアライメントマーク５２は高い反射率を有し、その周囲とのコントラストが確保されるので、検出が容易であり、高精度でのアライメントが可能となる。
【００２１】
ちなみに、タングステン膜６０に対する上述のオーバーエッチングにより、コンタクトホール４６の外側のシリコン酸化膜４４と内側のタングステンプラグ４８の上面との間に段差３０が生じ得る。上述のアルゴンイオンのスパッタエッチングは、タングステンよりシリコン酸化膜に対し大きなエッチングレートを有し、また、角を削る作用を有する。よって、段差３０を平滑化して、コンタクトホール４６の内外の表面の平坦性を向上させ、その上に積層されるＡｌ配線５０のカバレッジを向上させる効果も有する。
【００２２】
なお、スパッタエッチングは、シリコン酸化膜４４の表面の微小な凹凸を平滑化可能な他のガスイオンを用いて行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る集積回路の模式的な垂直断面図である。
【図２】図１に示す集積回路についての本発明の実施形態である製造方法の主要な工程での模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態の製造方法におけるシリコン酸化膜の表面処理に関する工程での模式的な断面図である。
【図４】図１に示す集積回路についての本発明の実施形態である製造方法の主要な工程での模式的な断面図である。
【図５】従来の製造方法の主要な工程での断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
４０  半導体基板、４２  不純物拡散層、４４  シリコン酸化膜、４６  コンタクトホール、４８  タングステンプラグ、５０  Ａｌ配線、５２  アライメントマーク、６０  タングステン膜、６２  Ａｌ膜、７０，７２  凹凸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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