JPH043926A - 半導体装置の製造方法 - 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】 以下の順序で本発明を説明する。

産業上の利用分野 発明の概要 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段及び作用 実施例 実施例−１ 実施例〜２ 実施例−３ 実施例−４ 実施例−５ 実施例−６ 発明の効果 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、高融点
金属層を備えた半導体装置の製造方法に関するものであ
る。本発明は、例えば、高融点金属層としてタングステ
ン（以下適宜、Ｗと記載することもある）層を形成し、
これを配線として用いた半導体装置を製造する場合に通
用することができる。

〔発明の概要〕

本出願の各発明は、基板に高融点金属層を形成して半導
体装置を製造する際に、次の如く該金属層の剥がれを防
止したものである。

即ち請求項１．２の発明は、基板の全外周部が基板載置
台からはみ出すようにして密着層を形成して第２の主面
（裏面）周辺にも密着層が形成されるようにし、これに
よって高融点金属が第２の主面周辺にまわりこんで付着
形成されても、ここからの剥離を防止するようにしたも
のである。

請求項３の発明は、静電チャック手段を用いて密着層を
形成するとともに基板のはみ出した周辺部で接地するこ
とにより、機械的把持により支持ないしは接地する場合
に把持部に密着層が形成されないことに伴うその部分か
らの高融点金属層の剥がれを防止したものである。

請求項４の発明は、基板をフェイスアップの状態で密着
層を形成することによって機械的把持をした場合に密着
層が形成されないことに伴うその部分からの高融点金属
層の剥がれを防止するとともに、フェイスダウンの状態
で高融点金属層を形成することにより、パーティクル汚
染の問題を解決したものである。

請求項５の発明は、選択ＣＶＤで高融点金属による接続
孔の穴埋めを行った後スパッタエッチングして、この上
に密着層及び高融点金属層を形成することによって、密
着性良好かつ低抵抗で高融点金属層を形成できるように
したものである。

請求項６の発明は、高融点金属層の剥離するおそれのあ
る部分をエツチング除去するようにして、その部分から
の剥離を防止したものである。

〔従来の技術］ 半導体装置の分野では、微細化・集積化の傾向が著しい
。このような半導体デバイスの集積化の進行に伴って、
半導体装置に形成される配線幅も狭くなりつつある。配
線幅が小さくなると、従来の配線材料であるＡ！（アル
ミニウム）の配線では信転性に問題が生じる可能性があ
る。このため、Ａ２より信顛性が高いといわれるＷ等の
高融点金属に、問題解決が求められるようになっている
。

Ｗ等の高融点金属は、耐熱性の点でも好ましい。

高融点金属、特にＷを配線材料として用いる場合、Ｗを
成膜するには、ブランケットＷ−ＣＶ　Ｄ法を用いるの
が好ましい。ブランケットＷ−ＣＶＤ法は、Ｗを成膜を
必要とする部分全体に被覆し、その後パターニングする
技術であり、抵抗率低くＷを成膜できる。例えばスパッ
タ法に比較して抵抗は１０μΩ／　ｃｍ以下と低く、ま
た、ステップカバレッジ（被覆性）も９０％程度まで至
り、良好である。以下ブランケットＷ−ＣＶＤ法により
形成したＷを適宜ＢＬＫ−Ｗと略記することもある。こ
の種の技術については、例えば特開昭６２−２１９９４
５号に記載がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記プランケラ）ｔ−ＣＶＤ法には、解決すべ
き大きな問題がある。ひとつは、ＢＬＫＷ密着性の問題
である。一般にＣＶＤ法はスパッタ法に比して、Ｗの密
着性が悪い。ＢＬＫ−Ｗの密着性を向上させるため、下
地にＴｉＮやスパッタＷなどの薄膜を形成してこれを密
着層にする技術が知られているが、該ＴｉＮ層をスパッ
タリングなどで形成する場合、ＴｉＮ層を形成すべきウ
ェハは一般にクリップで押さえるため、該クリップの下
にはＴｉＮが成膜せず、その部分のＢＬＫ−Ｗは密着性
が悪くなる。例えば、第８図（ａ）に略示するように、
基板であるウェハａ（第８図（ｂ）の如＜Ｓｉ基板部分
ａ２とこの上のＳｉｎ、部分ａ１とから成る）はクリッ
プｂにより把持され、この部分には密着層が形成されな
い。よっテ第８図（ｂ）に示すように、この上にＢＬＫ
−Ｗ層ｅを形成すると、ウェハａのＳｉｎ、部分ａ１に
おける密着層Ｃが存在しない部分ｄがら、ＢＬＫ−Ｗの
剥がれが生じることになり易い。

もうひとつの問題は、ＢＬＫ−Ｗは比較的高温（５００
’Ｃ以上）で成膜するため、該ＢＬＫ−Ｗは基板である
ウェハの必要な表面のみならず、ウェハ裏面にもまわり
こみやすい。裏面にまわりこんだＢＬＫ−Ｗは、ＴｉＮ
が裏面についてないため剥がれやすい状態で形成される
。従って、ＢＬＫ−Ｗは、裏面から剥がれて、連続して
表面のＢＬＫ−Ｗまでその剥離がもたらされることにな
る。

更にもうひとつの問題として、パーティクルの発生があ
る。ＢＬＫ−Ｗは一般に、５ｉＨａソースを用い、５８
０“０位で成膜するため、気相核成長によるパーティク
ルが発生しやすい。

本出願の各発明は、上記問題点を解決して、良好に高融
点金属層を形成できる手段を提供することを目的とする
。即ち、高融点金属層の剥離が生じず、良好に高融点金
属層を形成できる半導体装置の製造方法、あるいは更に
、剥離を生ぜしめないとともに、パーティクルを発生さ
せることなく高融点金属層を形成できる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用３本出願の請求
項１の発明は、基板に高融点金属層を形成する工程を含
む製造工程により形成される半導体装置の製造方法であ
って、基板をその全外周部が基板載置台に外周からはみ
だした状態で載置し、少な（とも該基板の第１の主面全
面に密着層を形成する第１の工程と、該密着層上の全面
に、高融点金属層をブランケットＣＶＤ法により形成す
る第２の工程とを有するものである。

この構成の結果、上記基板載置台の外周からはみ出した
基板の全外周部においては、基板の第１の主面のみなら
ず、第２の主面の周辺部にも密着層が形成される。この
ため、次に形成された高融点金属層は、仮にこれが第２
の主面にまでまわりこんで付着形成されたとしても、第
２の主面からその剥がれが生じることが防止される。

本出願の請求項２の発明は、基板の全外周部を、基板内
周部より高温状態にしたことを特徴とする請求項１に記
載の半導体装置の製造方法である。

このように基板外周部を高温状態にした結果、上記の作
用を更に顕著にできる。

本出願の請求項３の発明は、基板に高融点金属層を形成
する工程を含む製造工程により形成される半導体装置の
製造方法であって、基板を支持する基板載置台が静電チ
ャック手段を有し、かつ、基板をその全外周部が静電チ
ャック手段の外周からはみだした状態で載置するととも
に、該静電チャック手段よりはみだした基板外周部にお
いて第２の主面の少なくとも一部を接地した状態で少な
くとも該基板の第１の主面全面に密着層を形成する第１
の工程と、該密着層上の全面に、高融点金属層をブラン
ケットＣＶＤ法により形成する第２の工程とを有するも
のである。

この構成の結果、基板それ自体をクリップ等で機械的に
把持して支持したり、あるいは接地する必要がなく、よ
って把持によりクリップ部に密着層が形成されないこと
に伴うそこからの高融点金属層の剥がれの問題を解決で
きる。

本出願の請求項４の発明は、基板に高融点金属層を形成
する工程を含む製造工程により形成される半導体装置の
製造方法であって、基板の第１の主面をフェイスアップ
の状態で少なくとも該基板の第１の主面全面に密着層を
形成する第１の工程を行い、その後、連続して、基板の
第１の主面をフェイスダウンの状態で上記密着層上の全
面に高融点金属層をブランケットＣＶＤ法により形成す
る第２の工程を行うことを特徴とするものである。

この構成の結果、基板はフェイスアップの状態で密着層
が形成されるので、クリップ等で機械的に把持して支持
する必要はなく、よってクリ、プ部に密着層が形成され
ないことに伴うそこからの高融点金属層の剥がれの問題
を防止できる。また、フェイスダウンで高融点金属層を
形成するので、第１の主面に対するパーティクルの問題
を防止できる。

本出願の請求項５の発明は、基板に高融点金属層を形成
する工程を含む製造工程により形成される半導体装置の
製造方法であって、基板の第１の主面上に形成された接
続孔内部に、高融点金属の選択ＣＶＤを施した後、少な
くとも該選択ＣＶＤによる高融点金属の表面を希ガスに
よりスパッタエツチングし、連続して、少な（とも該基
板の第１の主面全面に密着層を形成する第１の工程と、
該密着層上の全面に、高融点金属層をブランケットＣＶ
Ｄ法により形成する第２の工程とを行うものである。

この構成の結果、スパッタエツチングにより選択高融点
金属ＣＶＤの表面が処理されるため、低抵抗でこの上に
密着層を形成でき、従って密着性良好かつ低抵抗で選択
ＣＶＤ金属層上にプランケラ１−ＣＶＤによる高融点金
属層を形成できる。

本出願の請求項６の発明は、基板に高融点金属層を形成
する工程を含む製造工程により形成される半導体装置の
製造方法であって、基板外周部の少なくとも一部をクラ
ンプにより基板載置台に密着載置し基板の第１の主面に
密着層を形成する工程と、少なくとも該密着層上の全面
に高融点金属層を形成する工程と、前記クランプ接触部
分を含む基板の第１の主面の外周部と基板の第２の主面
とにエンチングを施し、基板表面を露出する工程とを有
するものである。

この構成の結果、高融点金属層の形成は、基板周辺部に
形成された該金属層をエツチングして形成できるので、
密着層がクランプ接触部には形成されていなくても、そ
の部分の高融点金属は除去され、従ってここからの高融
点金属層の剥がれは防止できる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について、説明する。但し当然のこ
とではあるが、本発明は以下に示す実施例により限定さ
れるものではない。

実施例−１ この実施例は、本出願の請求項１の発明を具体化して、
この発明を、半導体集積回路装置にＷ配線を形成する場
合に適用したものである。この半導体装置は、例えばＳ
ＲＡＭとして用いることができる。

本実施例においては、第１図に示すように、Ｗ配線を形
成すべき基板１を、その全外周部が基板載置台２の外周
からはみだした状態で載置する。

基板１の基板載置台２からはみだした部分を、符号１ａ
で示す。

この状態で、基板１に、密着層３を形成する。

これにより、基板１の表面（主面）全面に密着層が備わ
った構造が得られる。またこれにより同時に、基板１の
はみ出した部分１ａにおいては、基板１の第２の主面１
２である裏面にも、密着層が形成される。裏面にまわり
こんで形成された密着層部分を符号３ａで示す。

上記得られた密着層３上の全面に、高融点金属層をブラ
ンケットＣＶＤ法により形成する。

こうすると、仮に高融点金属が基板１の裏面にまわりこ
んで付着することがあっても、そこにはすでに、まわり
こんで形成された密着層部分３ａがあるので、ここから
の高融点金属層の剥離は生じない。

本実施例においては、更に詳しくは、密着層３はＴｉＮ
　（チタンナイトライド）から形成し、かつこれをバイ
アスＥＣＲ−ＣＶＤ法で形成する。

本実施例の工程を詳述すると、次のとおりである。

まず、本実施例における高融点金属層３を形成すべき基
体１である半導体ウェハを、該ウェハの径より小さいサ
セプターを基板載置体２として用い、これに静電チャッ
クでとりつける。本例ではこのように静電チャックを用
いることができるので、ダスト（パーティクル等）対策
が可能である。

密着層の形成は、以下の条件でＴｉＮをＣＶＤすること
により行った。

使用ガス　： ＴｉＣ１ａ／ＮＨ３／（Ｈｚ）／Ａｒ　＝１０／１０／
（１００）／４０　ＳＣＣＭ（カッコ内の水素は、使用
しなくてもよい）圧　　　　カニ　５　ｘｉｏ−”　Ｔ
ｏｒｒマイクロ波：　８００Ｗ ＲＦ：３００Ｗ バイアスＥＣＲ−ＣＶＤ法では、加熱不要なので、ヒー
タ内蔵のサセプターを用いる必要はない。

このとき、第１図に示したように基板１であるウェハの
裏面（基板載置台２例の面）まで反応種がまわりこむ。

第１図中、矢印にてプラズマ流を示すが、図のようにプ
ラズマ流に沿って基板１であるウェハの裏面まで反応種
がまわりこみ、従って、ウェハ表面全面はいうに及ばず
、裏面にもＴｉＮがつく。

次に高融点金属としてＢＬＫ−Ｗを、良く知られている
条件でＣＶＤする。このＣＶＤは連続チャンバーを用い
て行うことも勿論可能である。

このＣＶＤ０際、ＢＬＫ−Ｗが多少裏にまわりこんでも
、そのＢＬＫ−Ｗが剥がれることはない。

例えばＢＬＫ−Ｗ形成の条件として、下記を採用できる
。

圧　　　カニ　　　０．１〜５０Ｔｏｒｒ使用ガス：　
　ＷＦｓ／５ｉＨ４＝２０／３０　　（ガス比）温　　
　度：３７５〜５００　　”Ｃ 本実施例によれば、密着層３を基板１の裏面側の周辺部
にも形成したので、裏面からＢＬＫ−Ｗが剥がれること
が防止でき、従って密着性の良好な高融点金属（この場
合Ｗ）層を形成できる。また本実施例では、密着層３で
あるＴｉＮ層をバイアスＥＣＲ−ＣＶＤ法で形成したの
で、良好な密着層３を効率良く形成できる。

実施例−２ この実施例は、本出願の請求項２の発明を具体化して、
実施例−１と同様、半導体集積回路装置にＷ配線を形成
する場合にしたものである。

本実施例においては、第２図に示すように、基板１をそ
の全外周部１ａが基板載置台２の外周からはみだした状
態で載置し、かつ該基板の全外周部１ａを、基板内周部
（基板１の、外周部１ａより内側の部分を称する）より
高温状態にする。本例では具体的には、基板載置台２を
構成するサセプターに内蔵した加熱手段（ヒーター等）
４１を用いて、この高温状態を発生させるようにした。

更に詳しくは、この実施例は上記発明をスパッタ装置に
応用した場合であり、第２図に示すように、基板１であ
るウェハを支持する基板載置台２のウェハーサセプター
縁面に沿ってヒーター４１を埋設しておき、このヒータ
ー２により、例えば３００°Ｃ以上に加熱する。第２図
中、加熱するための熱の流れを模式的に矢印Ｈで示す。

このようにした状態で、スパッタ法を用いて、ＴｉＮ層
を形成して、これを密着層３とする。この場合、加熱さ
れていることによって、スパッタされて飛来したＴｉＮ
がサーマルマイグレーションを起こし、基板１であるウ
ェハの裏面（第２の主面１２）にもまわりこみ、ＴｉＮ
が成膜される。

これにより、基板１の裏面側の周辺にも、ＴｉＮから成
る密着層が良好に形成される。図中、反応種を模式的に
符号Ｒで示す○で示した。また、矢印で反応種の流れを
模式的に示した。

密着層であるＴｉＮ層形成のためのスパッタ条件は、例
えば次のように設定することができる。

ＤＣ電力　：　６ｋＷ 使用ガス及び流量　：　Ａ　ｒ　＝７２ＳＣＣＭ、Ｎ　
ｚ　＝　２８ＳＣＣＭ印加ＲＦバイアス　：　　４００
Ｖ 温　度　条　件　　＝３００°Ｃ加熱（ウェハ裏面）こ
のようにＴｉＮから成る密着層が基板１であるウェハの
裏面周辺にも形成される結果、次にブランケットＣＶＤ
法により高融点金属である例えばＷを成膜した場合に、
Ｗが基ｖｉｌの裏面にまわりこんで形成されても、裏面
から該Ｗが剥離することが防止される。

上記では基板１であるウェハの全外周部を加熱して内周
部より高温にするのに基板載置台２に内蔵したヒーター
４１を用いたが、このための加熱は、ランプを用いても
かまわない。ランプ等の間接加熱手段を用いる場合も熱
の流れは矢印Ｈで模式的に示したようにすればよい。そ
の他任意の手段により、基板１の全外周部を内周部より
も高温にすることかできる。

また内蔵ヒーターは、周辺のヒーター４１のみならず、
基板載置台２の中央部にも配設して（例えば図示のヒー
ター４２）、全体を加熱しつつ、基板１の外周部を内周
部より高温に保つようにしてもよい。

上記構成例は、スパッタ装置を用いて請求項２の発明を
具体化したものであるが、同発明をＣＶＤ装置に応用す
ることも容易である。

この場合、例えば上記説明した第２図に示す基板載置台
２であるウェハサセプターを用いて、ＣＶＤを行い、Ｔ
ｉＮから成る密着層を形成する。

ＣＶＤ条件は、例えば次のように設定できる。

使用ガス系：　Ｔ１Ｃｆ　ａ／ＮＨｚ／Ｈｚ／（Ｎｚ）
　＝１００／１００／１０００／　（２００）　ＳＣＣ
Ｍ（カッコ内の窒素は、使用しなくてもよい）ＣＶＤの
温度条件：５００〜７５０°Ｃ圧　　　力　　　　　　
：　０．１〜５０Ｔｏｒｒこの場合も、基板１であるウ
ェハの全外周部は、ヒーター４１等により内周部より高
温にしておくことは言うまでもない。

これにより、上記したスパッタ法による場合と同様の効
果が得られる。

実施例−３ 次に実施例−３を説明する。この実施例は、本出願の請
求項３の発明を具体化したもので、特に従来のスパッタ
法による密着層の形成にあっては、基板１であるウェハ
をターゲットの対向面にクリップで固定するため（第８
図（ａ）参照）、クリップで把持している部分がクリッ
プマークとして残り、ここには密着層が形成されず、よ
ってこの上に形成するＷ等の高融点金属膜の剥がれがこ
のクリップマークから生してしまうことがあった（第８
図（ｂ）参照）のを、静電チャック手段を具備すること
により解決したものである。

本例は、第３図に示すように、基板１を支持する基板載
置台２が静電チャック手段５を有しくこの例では図示の
如く基板載置台２の一部または全部を静電チャック手段
５とする）、かつ、静電チャック手段５よりはみだした
基板外周部１ａにおいて基板１の第２の主面１２の少な
くとも一部を接地し、この状態でスパッタ法等によりＴ
ｉＮを成膜する。これによって密着層を形成する。

例えば、基板載置台２の、静電チャック手段５として用
いない領域の一部あるいは全てを、スパッタリングチャ
ージが流れるアースとなるように接地する。図示例では
、基板１であるウェハの周辺をリング状にアースするよ
うにした。このリング状のアース接続部（アース電極）
を符号６で示す。リング状でなく、くし形に形成しても
よい。

形状は任意である。

上記のように、静電チャック手段５よりはみだした基板
外周部１ａにおいて、基板１の第２の主面１２即ち後の
工程でＷ等の高融点金属層を形成すべき面と逆のがわの
面である裏面の少なくとも一部を接地したので、スパッ
タリングにより生じる例えばＡｒ”等の電荷は、静電チ
ャック手段５からはみだした部分１ａにおいて、その一
部あるいは全てでアースされることになる。従って、静
電チャック手段５で支持することにより、従来のように
クリップで把持して支持する必要をなくすことができ、
かつ、上記接地により、クリップを用いてアースをとる
必要もな（なり、原理的にクリップマークは発生せず、
基板１の周辺部を含めた少なくとも第１の主面１１全面
には密着層が良好に形成される。よってこの後ＣＶＤ法
でＢＬＫ−Ｗを形成した場合、クリップマークからのＷ
の剥がれは発生しない。

上記は、基板１にバイアスをかけず、特にバイアスコン
トロールなどを要さない場合について説明したが、基板
１にバイアスをかけて実施することもできる。例えば、
逆バイアスをかけてＡｒ”チャージを中和するようにで
きる。バイアスをかける場合には、図にカッコ内で示し
符号６１で示すようにアース配線部に電源を入れるよう
にすればよい。この電源はＲＦ高周波電源でもＤＣ直流
電源でもよい０通常はＤＣ直流電源が用いられる。

第３図中、６２はスパッタを行うためのターゲット、６
３は陽極である。またβ、εは、それぞれマグネトロン
スパッタのための電流、磁界の方向を示す。

第４図に示すのは上記例の変形例であり、同様に請求項
３の発明を具体化したものであるが、この例は、基板載
置台２に多電極（２極以上）の静電チャックを用いたも
のである。図ではｅｅのチャージをもつ静電チャック手
段の組を２組（符号５１、５２で示す）示したが、更に
多数設けてもよい。

Ｖ、、Ｖ、は可変電源であり、これも対応する数で設け
ればよい。

この例では、チャージは、基板１であるウェハの一部の
所で、部分的に反するチャージを発生させ、電極に蓄積
し、つけるようにすればよい。また、基板１を静電チャ
ック手段５１．５２から取り外すときには、同電位にし
たり、わずかに反する電位にしてはがすことができる。

部分的にはがしにくい所だけ逆バイアスをかけるように
してもよい。

この構成においても、基板１に把持用あるいはアース用
のクリップは不要なので、従来の問題は解決される。

上記説明は、請求項３の発明をスパッタリングを行う場
合に適用した例で説明したものであるが、バイアスをか
けて行う、バイアスＥＣＲ−ＣＶＤ法や、バイアス−プ
ラズマ−ＣＶＤ法でも応用できる。

この場合、基板１表面で、静電チャックに発生するチャ
ージが、基板１内で、相殺できる。また、アース電極部
にバイアス電源を入れることで、バイアスを、静電位に
関係なくかけることができる。

実施例−４ 本実施例は、本出願の請求項４の発明を具体化したもの
である。この例によれば、基板１を支持するためのクリ
ップ等により密着層が形成されないことに伴うＷ等の高
融点金属の密着性の劣化の問題と、Ｓ＋８４ソースを用
いる場合などの気相核成長によるパーティクル発生の問
題とをともに解決できる。

本実施例においては、基板の第１の主面をフェイスアッ
プした状態で第１の主面全面に密着層を形成する第１の
工程を行った後、連続して、基板の第１の主面をフェイ
スダウンの状態で、上記密着層上に高融点金属層を形成
する第２の工程を行う。

具体的には、密着層としてＴｉＮを堆積して形成する時
は、フェイスアップで成膜し、その後、基板であろウェ
ハを反転して、高融点金属層としてＢＬＫ−Ｗ層をフェ
イスダウンで成膜する。

例えば、基板であるウェハをロード室からＴｉＮ室に搬
送して、フェイスアップの状態でＴｉＮを成膜する。

このときの条件は、例えば、 ガス系：　ＴｉＣｌ　／ＮＨ３／Ｈ２／　（ＮＺ）　＝
１００／１００／１０００／　（２００）　ＳＣＣＭ（
Ｎ、はなくてもよい） 温度：５００〜７５０°Ｃ 圧カニ　０．１〜０．５Ｔｏｒｒ で成膜を行うことができる。

この時、フェイスアップで成膜しているため、把持用の
クリンプ等は必要とせず、ＴｉＮは全面に付される。

次に、基板をゲートバルブを介して、連続されたＢＬＫ
−Ｗ形成用ＣＶＤ室に運び、ＢＬＫ−Ｗを成膜する。こ
の時搬送系において、基板であるウェハをつかんでいる
アームを半回転することなどにより、基板を反転せしめ
る。これによりフェイスダウンで次工程のＷ層形成を行
う。

ＢＬＫ−ＷのＣＶＤの条件は、例えば次のように設定で
きる。

ガス系：　Ｗｈ／ＳｉＨ４比＝２０／３比圧２０／３０
圧〜５０Ｔｏｒｒ 温度：３７０〜４５０°Ｃ 上記温度条件は、従来であると比較的ＣＶＤ時にパーテ
ィクルの出易い条件である。

本実施例ではこの時、基板はフェイスダウンで成膜され
るため、パーティクルが付きにくい。

上記のように本実施例では、例えばゲートバルブを介し
連結されたメタルの連続ＣＶＤ装置を用い、このとき基
板を武家に運ぶ際にこれを反転させる装置を具備させた
装置を用いて、この装置の前段でＴｉＮを、後段でＢＬ
Ｋ−Ｗを成膜することにより、第１の工程をフェイスア
ップで行い、第２の工程をフェイスダウンして行うよう
にしたため、連続で高融点金属の成膜ができるとともに
、密着層であるＴｉＮが基板の全面につくので、ＢＬＫ
−Ｗの剥がれが抑えられる。また、ＢＬＫ−Ｗ形成時の
パーティクル発生が抑えられる。

実施例−５ 本実施例は、本出願の請求項５の発明を具体化したもの
である。本例によれば、耐熱性密着層であるＴｉＮ層等
が基板の裏面にまわりこまないためにＢＬＫ−Ｗ等の高
融点金属層が裏面にまわりこんだときそこから剥がれ易
くなるという問題を解決するとともに、同時に、選択成
長金属層、例えば選択タングステンＣＶＤ法により形成
したＷ層の上面は酸化膜が成長し易（、よってこの上に
ＢＬＫ−Ｗを形成した場合、接触抵抗が大きくなってし
まうという問題をも解決できるようにしたものである。

本実施例においては、基板の第１の主面上に形成された
接続孔内部に、高融点金属例えばＷ。

Ｍｏ、Ｔｉや、これらの金属間化合物などを選択ＣＶＤ
を施して堆積した後、少な（とも該選択ＣＶＤにより形
成された高融点金属の表面を希ガスを用いてスパッタエ
ツチングし、連続して、少なくとも該基板の第１の主面
全面に密着層を形成する第１の工程と、該密着層上の全
面に、高融点金属層をブランケットＣＶＤ法により形成
する第２の工程とを行う。

具体的には、本実施例では、まず、基板の第１〕主面の
接続孔（コンタクトホール、あるいはピアホール等）に
選択タングステン成長法により、穴埋めを行う。基板材
料は任意であるが、選択Ｗ成長をさせやすいのはシリコ
ン、アルミニウム、各種シリサイドなどである。選択Ｗ
成長は、次の条件で、選択Ｗ成長室で接続孔に選択Ｗを
成長させる。

使用ガス系：　ＷＦｉ／５ｉＨ４＝１０／　７５ＣＣＭ
温　　　度　　：２６０°Ｃ 圧　　　力　　：　０．２Ｔｏｒｒ 次にバイアスＥＣＲ−ＣＶＤ装置で、下記条件でＡｒガ
スにてブリエッチする。

使用ガス：　Ａｒ＝５０ＳＣＣＭ 圧　　　カニ　５　Ｘｌ０−’ＴｏｒｒＲＦバイアス：
３００圓 マイクロ波：　８００Ｗ（８７５Ｇａｕｓｓ）このバイ
アスＥＣＲ−ＣＶＤにより、選択Ｗ上面の酸化膜が除去
される。よって、接触抵抗は小さくなる。

次に同じチェンバーで、ＴｉＮを形成する。条件は次の
とおりである。

使用ガス系：　ＴｉＣＬ　／ＮＨ３＝２０／３０ＳＣＣ
Ｍ圧　　　力　　：　　５　Ｘｌ０−’ＴｏｒｒＲＦバ
イアス：　１００Ｗ マイクロ波：　８００Ｗ　　（８７５Ｇａｕｓｓ）この
時、基板であるウェハよりも小さ（基板載置台（サセプ
ター）に、例えば静電チャックなどで基板を載置して支
持しておくと、ＴｉＮは基板の裏面にも成長する（実施
例−１，２参照）。

次にＢＬＫ−Ｗを形成する。条件は次のようにした。

使用ガス系：　ＳｉＨ４／ＷＦ６・１５／６０ＳＣＣＭ
温　　　度　　：４７５°Ｃ 圧　　　力　　：　８０Ｔｏｒｒ この時、ＢＬＫ−Ｗが多少裏にまわりこんでも、そこに
も密着層であるＴｉＮがついているので、剥がれが生じ
ることが防止される。

上述のように、本例では、選択Ｗ法で接続孔をリフィル
（埋め込み）したあと、バイアスＥＣＲＣＶＤ法を用い
て、Ａｒプリエッチと、密着層としてのＴｉＮ層の形成
を行い、この上にＢＬＫ−Ｗを形成するので、ＢＬＫ−
Ｗは密着性も良（、かつ接触抵抗小さく形成できる（選
択成長後の自然酸化膜成長により、選択ＷとＢＬＫ−Ｗ
を連続で行っても、ＴｉＮが形成できないので、膜形成
はできない）、。

また、基板であるウェハより小さい基板載置台を用いて
密着層を形成すると、ＢＬＫ−Ｗの剥がれ（特に裏面か
らの剥がれ）が生じなくなる。更に、本例では、ＢＬＫ
−Ｗの耐熱性を向上させることができる。

実施例−６ 次に実施例−６を説明する。本実施例は、本出願の請求
項６の発明を具体化したものである。第５図に、本実施
例の構成を示す。

本実施例の半導体装置製造方法は、基板外周部の少な（
とも一部をクランプ（図示せず）により基板載置台２に
密着載置し、基板の第１の主面に密着層を形成する工程
と、少なくとも該密着層上の全面に高融点金属層を形成
する工程と、クランプ接触部分を含む基板第１の主面の
外周部、及び基板第２の主面とにエツチング、例えば希
ガスによるプラズマエツチングを施し、基板表面を露出
する工程とを有する。これにより、クランプにより基板
１を支持する場合も、高融点金属層の剥がれの発生を防
止できるようにしたものである。

本実施例においては、まず基板１に密着層としてＴｉＮ
をスパッタする。例えば１０００人の膜厚で形成する。

次にブランケットタングステンを堆積する。例えば、５
０００人の膜厚で形成する。

このＢＬＫ−Ｗ層の形成条件は、例えば次のように設定
した。

（第１ステンプ） 温　　　度　　：４７５°Ｃ 圧　　　力　　：　８０Ｔｏｒｒ 使用ガス系：　ＷＦｉ、／５ｉＨａ／Ｈｚ・２５／１５
／　ＯＳＣＣＭ（第２ステツプ） 温　　　度　　：４７５°Ｃ 圧　　　力　　：　８０Ｔｏｒｒ 使用ガス系：　ＷＦ６／ＳｉＨ４／Ｈ２・６０１０／３
６０　ＳＣＣ門次に、第５図の破線で示した状態から同
図に示す如くリフトフィンガー７により基板１を載置台
２から持ち上げ、第５図に示すようにガス吹出口８１に
近接させる。このとき、半導体ウェハである基板１の周
辺部は、ガス吹出口８１の外周位置より外側にはみ出す
ようにする。はみ出す部分を符号１ａで示す。

この状態でエツチングを行う。これにより、第２の主面
１２の全面のみならず、ＢＬＫ−Ｗ層を形成した第１の
主面１１の周辺部もエツチングされる。

第５図は、ＢＬＫ−Ｗ堆積後、フィンガー７で基板１を
持ち上げて、第２の主面１ａ（裏面）と及び第１の主面
１１（表面）の周辺部分をエツチングしている様子を示
している。本実施例の場合は、第２の主面１２の付近だ
けでなく、基板１の周辺にもプラズマを発生させている
。図中、細点を施してプラズマ８２を模式的に示す。

従来の技術であると、第７図に示し、また第６図に明瞭
に示すように、基板１の表面（第１の主面１１）全体を
ガス吹出口８１に接近させているため、基板１の外表面
全部分にはプラズマが立たない。

このため基板１の第１の主面１１はエツチングされない
。これに対し本実施例の場合は、基板１０周辺部分１ａ
を除いた部分のみをガス吹出口８１に接近させるように
吹出口８１を構成し、これにより基板１の周辺にはプラ
ズマが発生するようにしたものである。

この結果、ブランケットタングステンＣＶＤ後、第２の
主面１２（裏面）だけでなく、基板１の周辺部分に堆積
したタングステンはエツチング除去できるので、密着層
であるＴｉＮ膜の形成のとき基板１をクランプの爪（ク
リップ）等で把持してもそのクリ・ノブの跡からブラン
ケットタングステンが剥がれるという問題は解決できる
。

〔発明の効果〕

上述したように、本出順の各発明は、基板に良好に高融
点金属層を形成できるものであり、高融点金属層の剥離
が生じることが防止でき、良好に高融点金属層を形成で
きるという効果を有し、あるいは更に、パーティクルを
発生させることなく高融点金属層を形成できるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例−１を説明するための部分断面構成図、
第２図は実施例−２を説明するための部分断面構成図で
ある。第３図は、実施例−３を説明するための構成図、
第４図は実施例−３の変形例を説明するための構成図で
ある。第５図は実施例−６を説明するための構成図であ
り、第６図及び第７図は実施例−６に対する比較の従来
例を示すものである。第８図（ａ）（ｂ）は従来技術の
問題点を示すための図である。 ■・・・基板、２・・・基板載置台、１１・・・第１の
主面、１２・・・第２の主面、３・・・密着層。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．基板に高融点金属層を形成する工程を含む製造工程
   により形成される半導体装置の製造方法であって、 基板をその全外周部が基板載置台の外周からはみだした
   状態で載置し、少なくとも該基板の第１の主面全面に密
   着層を形成する第１の工程と、該密着層上の全面に、高
   融点金属層をブランケットＣＶＤ法により形成する第２
   の工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. ２．基板の全外周部を、基板内周部より高温状態にした
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方
   法。
3. ３．基板に高融点金属層を形成する工程を含む製造工程
   により形成される半導体装置の製造方法であって、 基板を支持する基板載置台が静電チャック手段を有し、
   かつ、基板をその全外周部が静電チャック手段の外周か
   らはみだした状態で載置するとともに、該静電チャック
   手段よりはみだした基板外周部において第２の主面の少
   なくとも一部を接地した状態で、少なくとも該基板の第
   １の主面全面に密着層を形成する第１の工程と、 該密着層上の全面に、高融点金属層をブランケットＣＶ
   Ｄ法により形成する第２の工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. ４．基板に高融点金属層を形成する工程を含む製造工程
   により形成される半導体装置の製造方法であって、 基板の第１の主面をフェイスアップの状態で、少なくと
   も該基板の第１の主面全面に密着層を形成する第１の工
   程を行い、 その後、連続して、基板の第１の主面をフェイスダウン
   の状態で上記密着層上の全面に、高融点金属層をブラン
   ケットＣＶＤ法により形成する第２の工程を行う ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. ５．基板に高融点金属層を形成する工程を含む製造工程
   により形成される半導体装置の製造方法であって、 基板の第１の主面上に形成された接続孔内部に、高融点
   金属の選択ＣＶＤを施した後、 少なくとも該選択ＣＶＤによる高融点金属の表面を希ガ
   スによりスパッタエッチングし、 連続して、少なくとも該基板の第１の主面全面に密着層
   を形成する第１の工程と、 該密着層上の全面に、高融点金属層をブランケットＣＶ
   Ｄ法により形成する第２の工程と を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. ６．基板に高融点金属層を形成する工程を含む製造工程
   により形成される半導体装置の製造方法であって、 基板外周部の少なくとも一部をクランプにより基板載置
   台に密着載置し、基板の第１の主面に密着層を形成する
   工程と、 少なくとも該密着層上の全面に高融点金属層を形成する
   工程と、 前記クランプ接触部分を含む基板第１の主面の外周部、
   及び基板第２の主面とに、エッチングを施し、基板表面
   を露出する工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。