JPH04142061A - タングステンプラグの形成方法 - Google Patents
タングステンプラグの形成方法Info
- Publication number
- JPH04142061A JPH04142061A JP26451890A JP26451890A JPH04142061A JP H04142061 A JPH04142061 A JP H04142061A JP 26451890 A JP26451890 A JP 26451890A JP 26451890 A JP26451890 A JP 26451890A JP H04142061 A JPH04142061 A JP H04142061A
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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。
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、半導体装置製造における配線技術に関し、特
に、コンタクトホール等に埋め込まれるタングステンプ
ラグの形成方法に係わる。
に、コンタクトホール等に埋め込まれるタングステンプ
ラグの形成方法に係わる。
［発明の概要：
本発明は、タングステンプラグの形成方法において、
絶縁膜に配線用開口部を形成する工程と、前記絶縁膜」
−及び前記配線用開口部内にタングステンをブランケッ
ト成長させて該配線用開口部を密に埋め込む工程と、前
記タングステンにエッチバックを施し前記配線用開口部
の開口縁よりも下方にタングステンが残留するようにオ
ーバーエツチングする工程と、前記配線用開口部内のタ
ングステン上にさらにタングステンを選択成長させて該
配線用開口部を埋め込む工程を備えることにより、配線
用開口部の開口面に対して窪みのないタングステンプラ
グを形成し、上層配線の被覆性（カバレッジ）を良好に
して配線の信頼性を向上し得るようにしたものである。
−及び前記配線用開口部内にタングステンをブランケッ
ト成長させて該配線用開口部を密に埋め込む工程と、前
記タングステンにエッチバックを施し前記配線用開口部
の開口縁よりも下方にタングステンが残留するようにオ
ーバーエツチングする工程と、前記配線用開口部内のタ
ングステン上にさらにタングステンを選択成長させて該
配線用開口部を埋め込む工程を備えることにより、配線
用開口部の開口面に対して窪みのないタングステンプラ
グを形成し、上層配線の被覆性（カバレッジ）を良好に
して配線の信頼性を向上し得るようにしたものである。
［従来の技術〕
次世代の超々ＬＳＩプロセスでの最大の課題は、配線技
術といってよい。第２図に示すように、従来のアルミニ
ウム配線３ては、例えばノリコン基板ｌ−ヒの層間絶縁
膜２に開口したコンタクトホール２ａ内にボイド４を生
じた状態で形成されるなとの問題を有している。このよ
うな、アルミニウム配線の膜被覆性（ステップカバレッ
ジ）やマイグレーンヨン耐性の低下は、微細化に伴う薄
膜化で著しくなる。このため、ステップカバレッジが良
く、しかも従来のポリンリコンプラグなどと比較してコ
ンタクト抵抗を低くする、ブランケットタングステンＣ
ＶＤとエッチバックを組み合せたプロセス技術が注目を
集めている。
術といってよい。第２図に示すように、従来のアルミニ
ウム配線３ては、例えばノリコン基板ｌ−ヒの層間絶縁
膜２に開口したコンタクトホール２ａ内にボイド４を生
じた状態で形成されるなとの問題を有している。このよ
うな、アルミニウム配線の膜被覆性（ステップカバレッ
ジ）やマイグレーンヨン耐性の低下は、微細化に伴う薄
膜化で著しくなる。このため、ステップカバレッジが良
く、しかも従来のポリンリコンプラグなどと比較してコ
ンタクト抵抗を低くする、ブランケットタングステンＣ
ＶＤとエッチバックを組み合せたプロセス技術が注目を
集めている。
この方法は、第３図Ａに示すように、例えばシリコン基
板１上の層間絶縁膜２にコンタクトホール２ａを開口し
た後、窒化チタン、チタンオキシナイトライドなとてな
る密着層４を被着させ、その後、タングステン層５を気
相成長法（ＣＶＤ）によりブランケット成長させる。
板１上の層間絶縁膜２にコンタクトホール２ａを開口し
た後、窒化チタン、チタンオキシナイトライドなとてな
る密着層４を被着させ、その後、タングステン層５を気
相成長法（ＣＶＤ）によりブランケット成長させる。
次に、第３図Ｂに示すようにタングステン層５のエッチ
バックを行ない、コンタクトホール２ａ内のみにタング
ステン層（タングステンプラグ）５を残し、次いて、第
３図Ｃに示すように、アルミニウム配線６をスパッタ法
により形成して上層配線とする。
バックを行ない、コンタクトホール２ａ内のみにタング
ステン層（タングステンプラグ）５を残し、次いて、第
３図Ｃに示すように、アルミニウム配線６をスパッタ法
により形成して上層配線とする。
［発明が解決しようとする課題”
しかしながら、上記した方法は、エッチバックの終点判
定が難しく、コンタクトホール以外のタングステン層が
エッチバックされたところでエツチングされるタングス
テンの量が急激に減るため、エッチャントがコンタクト
ホール内のタングステンプラグに集中し、第３図Ｂに示
すように、コンタクトホールの開口縁より下方までオー
バーエツチングされてしまう問題点があった。
定が難しく、コンタクトホール以外のタングステン層が
エッチバックされたところでエツチングされるタングス
テンの量が急激に減るため、エッチャントがコンタクト
ホール内のタングステンプラグに集中し、第３図Ｂに示
すように、コンタクトホールの開口縁より下方までオー
バーエツチングされてしまう問題点があった。
また、絶縁膜に段差がある場合（例えばゲート電極上方
など）にタングステンが残るため、このタングステンを
除去するためには逆に上記したオーバーエツチングは必
要であるとされている。
など）にタングステンが残るため、このタングステンを
除去するためには逆に上記したオーバーエツチングは必
要であるとされている。
しかし、第３図Ｃに示すように、このようにタングステ
ンプラグかオーバーエツチングされた状態で上層配線と
してのアルミニウム配線６をスパッタ法などにより形成
した場合、段差部分のアルミニウム膜厚か薄くなり、ま
１こ、ともするとボイドを生しるため、ストレスマイグ
レーノヨンやエレクトロマイグレーノヨンを起し、配線
の信頼性を悪くする問題点を有している。
ンプラグかオーバーエツチングされた状態で上層配線と
してのアルミニウム配線６をスパッタ法などにより形成
した場合、段差部分のアルミニウム膜厚か薄くなり、ま
１こ、ともするとボイドを生しるため、ストレスマイグ
レーノヨンやエレクトロマイグレーノヨンを起し、配線
の信頼性を悪くする問題点を有している。
本発明は、このような問題点に着目して創案されたもの
であって、配線用開口部とタングステンプラグによる段
差をなくし、上層配線の信頼性を向上させるタングステ
ンプラグの形成方法を提供するものである。
であって、配線用開口部とタングステンプラグによる段
差をなくし、上層配線の信頼性を向上させるタングステ
ンプラグの形成方法を提供するものである。
１課題を解決するための手段で
そこで、本発明は、絶縁膜に配線用開口部を形成する工
程と、前記絶縁膜上及び前記配線用開口部内にタングス
テンをブランケット成長させて該配線用開口部を密に埋
め込む工程と、前記タングステンにエッチバックを施し
前記配線用開口部の開口縁よりも下方にタングステンが
残留するようにオーバーエツチングする工程と、前記配
線用開口部内のタングステン上にさらにタングステンを
選択成長させて該配線用開口部を埋め込む工程を備える
ことを、その解決方法としている。
程と、前記絶縁膜上及び前記配線用開口部内にタングス
テンをブランケット成長させて該配線用開口部を密に埋
め込む工程と、前記タングステンにエッチバックを施し
前記配線用開口部の開口縁よりも下方にタングステンが
残留するようにオーバーエツチングする工程と、前記配
線用開口部内のタングステン上にさらにタングステンを
選択成長させて該配線用開口部を埋め込む工程を備える
ことを、その解決方法としている。
１作用−
配線用開口部内に残留するタングステン上にタングステ
ンを選択成長させることにより、配線用開口部を埋め込
み、上層配線のカバレッジを良好にし、上層配線が配線
用開口部で薄膜化やボイドを生ずるのを防止する。この
ため、上層配線にストレスマイグレーノヨンやエレクト
ロマイグレーンヨンを生しることが防止でき、配線の信
頼性が向上する。
ンを選択成長させることにより、配線用開口部を埋め込
み、上層配線のカバレッジを良好にし、上層配線が配線
用開口部で薄膜化やボイドを生ずるのを防止する。この
ため、上層配線にストレスマイグレーノヨンやエレクト
ロマイグレーンヨンを生しることが防止でき、配線の信
頼性が向上する。
［実施伊に
以下、本発明に係るタングステンプラグの形成方法の詳
細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
本実施例は、先ず、第１図Ａに示すように、シリコン基
板１上に堆積したＳｉ’Ｏｙでなる層間絶縁膜１１に、
配線用開口部であるコンタクトポールＩｌａを開口した
後、密着層としての窒化チタン（Ｔ ｉ Ｎ）膜１２を
ＣＶＤ法もしくはスパッタ法により薄く被着させ、次に
、ＣＶＤ法によりブランケットタングステン（以下タン
グステン膜と称する）１３Ａを形成し、コンタクトポー
ル１１ａ内を埋め込むと共に層間絶縁膜ｌｌ上に被着さ
せる。
板１上に堆積したＳｉ’Ｏｙでなる層間絶縁膜１１に、
配線用開口部であるコンタクトポールＩｌａを開口した
後、密着層としての窒化チタン（Ｔ ｉ Ｎ）膜１２を
ＣＶＤ法もしくはスパッタ法により薄く被着させ、次に
、ＣＶＤ法によりブランケットタングステン（以下タン
グステン膜と称する）１３Ａを形成し、コンタクトポー
ル１１ａ内を埋め込むと共に層間絶縁膜ｌｌ上に被着さ
せる。
このＣＶＤ条件は、２段階の工程を行なった。
以下、その条件を示す。
（第１段階の条件）
雰囲気ガス及びその流量
六フッ化タングステン（ＷＦ’８）・・・２５５ｃｃｘ
シラン（Ｓ ｉ Ｈ４） −１５ｓｃｃ。
シラン（Ｓ ｉ Ｈ４） −１５ｓｃｃ。
温度 ・・・４７５℃
圧力 −８０Ｔ ｏ ｒ ｒ（第２段階
の条件） 雰囲気ガス及びその流量 六フッ化タングステン（ＷＦｅ）・・・６０ ＳＣＣＭ
水素（Ｈ７） ・３６ｏｓＣＣイ温度
・４７５℃ 圧力 ・・８０ＴＯｒｒ次に、第１図Ｂ
に示すように、タングステン膜１３Ａ及び窒化チタン膜
１２をエッチバックする。
の条件） 雰囲気ガス及びその流量 六フッ化タングステン（ＷＦｅ）・・・６０ ＳＣＣＭ
水素（Ｈ７） ・３６ｏｓＣＣイ温度
・４７５℃ 圧力 ・・８０ＴＯｒｒ次に、第１図Ｂ
に示すように、タングステン膜１３Ａ及び窒化チタン膜
１２をエッチバックする。
このエッチバックにより、コンタクトホール１１ａ内の
タングステン膜１３Ａをオーバーエツチングし、層間絶
縁膜Ｉｌ上のタングステン膜＋３Ａ・及び窒化チタン膜
１２を確実に除去する。
タングステン膜１３Ａをオーバーエツチングし、層間絶
縁膜Ｉｌ上のタングステン膜＋３Ａ・及び窒化チタン膜
１２を確実に除去する。
なお、このエッチバックの条件は、以下に示す通りであ
る。
る。
エツチングガス ・・・六フッ化イオウ（ＳＦ３）ガス
流量 ・・・４０５ＣＣＭ 圧力 ・Ｉ ＯｍＴ ｏ ｒ ｒマイクロ波
出力 ８５０Ｗ ＲＦバイアス ・Ｉ ００Ｖ （２ＭＨｚ）次に、第
１図Ｃに示すように、タングステン膜１３Ａ上に選択タ
ングステン（以下タングステン膜と称する）１３ＢをＣ
ＶＤ法にて選択成長させる。
流量 ・・・４０５ＣＣＭ 圧力 ・Ｉ ＯｍＴ ｏ ｒ ｒマイクロ波
出力 ８５０Ｗ ＲＦバイアス ・Ｉ ００Ｖ （２ＭＨｚ）次に、第
１図Ｃに示すように、タングステン膜１３Ａ上に選択タ
ングステン（以下タングステン膜と称する）１３ＢをＣ
ＶＤ法にて選択成長させる。
このＣＶＤ条件は、以下に示す通りである。
雰囲気ガス及びその流量
六フッ化タングステン（ＷＦｅ）・Ｉ Ｏ８ＣｒＭンラ
ン（Ｓ ｉ Ｈ４） −７、ＣＣＭ水素（Ｈ
２） ・・・１０００ｓ。、温度
・・・２６０８Ｃ圧力
−２００ｍ Ｔ ｏｒｒ上記したタングス
テン膜１３Ｂの選択成長は、コンタクトホールｌｌａの
開口縁に至る程度まで行なってコンタクトホールｌｌａ
を埋め込み、タングステンプラグ１３の形成が完了する
。
ン（Ｓ ｉ Ｈ４） −７、ＣＣＭ水素（Ｈ
２） ・・・１０００ｓ。、温度
・・・２６０８Ｃ圧力
−２００ｍ Ｔ ｏｒｒ上記したタングス
テン膜１３Ｂの選択成長は、コンタクトホールｌｌａの
開口縁に至る程度まで行なってコンタクトホールｌｌａ
を埋め込み、タングステンプラグ１３の形成が完了する
。
次に、第１図りに示すように、アルミニウム配線１４を
スパッタ法等により形成すれば、上層配線が形成できる
。
スパッタ法等により形成すれば、上層配線が形成できる
。
本実施例においては、コンタクトホール１ ］、 ａ内
にタングステンプラグ１３を段差を生ぜずに形成できる
ため、上層配線のカバレッジが良好となり、配線の信頼
性が向上する。
にタングステンプラグ１３を段差を生ぜずに形成できる
ため、上層配線のカバレッジが良好となり、配線の信頼
性が向上する。
以上、実施例について説明したが、本発明は、これに限
られるものではなく、各種の設計変更が可能である。
られるものではなく、各種の設計変更が可能である。
［発明の効果１
以−Ｌの説明から明らかなように、本発明に係るタング
ステンプラグの形成方法によれば、コンタクトホールな
どの配線用開口部においてタングステンプラグによる凹
部が形成されないため、上層配線のカバレッジを良好に
し、配線の信頼性を高める効果がある。
ステンプラグの形成方法によれば、コンタクトホールな
どの配線用開口部においてタングステンプラグによる凹
部が形成されないため、上層配線のカバレッジを良好に
し、配線の信頼性を高める効果がある。
第１図Ａ〜第１図りは本発明に係るタングステンプラグ
の形成方法の実施例を示す断面図、第２図はアルミニウ
ムを用いた従来例の断面図、第３図Ａ〜第３図Ｃはタン
グステンを用いた従来例の断面図である。 １１ ・層間絶縁膜、ｌｌａ・コンタクトホール、１３
・タングステンプラグ、＋３Ａ、１３Ｂ・・タングス
テン膜、１４・・アルミニウム配線（上層配線）。 １１０コンタクト庁、−ル 丈３乞１夕１１の工）１Σ斤、１０Ｊｖ面 口第１図Ａ （亨二 万ｔ １り１１） 第１図Ｂ （支脆１ｙ１１） 第１図Ｃ （笑止１夕１１） 第１図Ｄ ２０コンタクト汀＼−ル アルミニウムΣ用いた４乏来うダ１０？面図第２図 ２０コンタクト汀、−ル 第３図Ｃ
の形成方法の実施例を示す断面図、第２図はアルミニウ
ムを用いた従来例の断面図、第３図Ａ〜第３図Ｃはタン
グステンを用いた従来例の断面図である。 １１ ・層間絶縁膜、ｌｌａ・コンタクトホール、１３
・タングステンプラグ、＋３Ａ、１３Ｂ・・タングス
テン膜、１４・・アルミニウム配線（上層配線）。 １１０コンタクト庁、−ル 丈３乞１夕１１の工）１Σ斤、１０Ｊｖ面 口第１図Ａ （亨二 万ｔ １り１１） 第１図Ｂ （支脆１ｙ１１） 第１図Ｃ （笑止１夕１１） 第１図Ｄ ２０コンタクト汀＼−ル アルミニウムΣ用いた４乏来うダ１０？面図第２図 ２０コンタクト汀、−ル 第３図Ｃ
Claims (1)
- （１）絶縁膜に配線用開口部を形成する工程と、前記絶
縁膜上及び前記配線用開口部内にタングステンをブラン
ケット成長させて該配線用開口部を密に埋め込む工程と
、 前記タングステンにエッチバックを施し前記配線用開口
部の開口縁よりも下方にタングステンが残留するように
オーバーエッチングする工程と、前記配線用開口部内の
タングステン上にさらにタングステンを選択成長させて
該配線用開口部を埋め込む工程を備えることを特徴とす
るタングステンプラグの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26451890A JPH04142061A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | タングステンプラグの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26451890A JPH04142061A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | タングステンプラグの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04142061A true JPH04142061A (ja) | 1992-05-15 |
Family
ID=17404365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26451890A Pending JPH04142061A (ja) | 1990-10-02 | 1990-10-02 | タングステンプラグの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04142061A (ja) |
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- 1990-10-02 JP JP26451890A patent/JPH04142061A/ja active Pending
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