JPH0547700A - 配線の形成方法 - Google Patents
配線の形成方法Info
- Publication number
- JPH0547700A JPH0547700A JP20814891A JP20814891A JPH0547700A JP H0547700 A JPH0547700 A JP H0547700A JP 20814891 A JP20814891 A JP 20814891A JP 20814891 A JP20814891 A JP 20814891A JP H0547700 A JPH0547700 A JP H0547700A
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- JP
- Japan
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- layer
- substrate
- surface direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Weting (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板に形成した被接続領域にダメージを与え
ることなく良好なコンタクト配線を形成する。 【構成】 拡散層２を形成したシリコン基板１上に、バ
ッファ層としてのシリコンナイトライド層６を形成し、
その上に層間絶縁膜３を形成する。次に、接続孔４を拡
散層２から基板面方向にずれて外れた位置に開口させ、
その後、シリコンナイトライド層６をウェットエッチン
グして拡散層２を露出させる。次に、選択ＷＣＶＤ法に
て、タングステンプラグ５を成長させる。このように、
接続孔４と拡散層２の位置を基板面方向にずらすことに
より、接続孔４をドライエッチングする際に拡散層２に
ダメージ層が生じるのを防止出来る。
ることなく良好なコンタクト配線を形成する。 【構成】 拡散層２を形成したシリコン基板１上に、バ
ッファ層としてのシリコンナイトライド層６を形成し、
その上に層間絶縁膜３を形成する。次に、接続孔４を拡
散層２から基板面方向にずれて外れた位置に開口させ、
その後、シリコンナイトライド層６をウェットエッチン
グして拡散層２を露出させる。次に、選択ＷＣＶＤ法に
て、タングステンプラグ５を成長させる。このように、
接続孔４と拡散層２の位置を基板面方向にずらすことに
より、接続孔４をドライエッチングする際に拡散層２に
ダメージ層が生じるのを防止出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高集積半導体デバイ
スの配線間相互の電気的接続をとる、いわゆる接続孔の
より低損傷対応の形成法を提供せんとするものである。
スの配線間相互の電気的接続をとる、いわゆる接続孔の
より低損傷対応の形成法を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の微細化，高密度化が益
々進む昨今、そのデザインルールもサブハーフミクロン
領域で考えられるようになっている。
々進む昨今、そのデザインルールもサブハーフミクロン
領域で考えられるようになっている。
【０００３】このデザインルールの微細化は、リソグラ
フィー技術の進歩とともに、ドライエッチング技術の進
歩にあずかる所が大きい。何故ならば、ドライエッチン
グ技術を用いることによって、レジストマスクの寸法ど
おりに、異方性加工が可能となるからである。しかし、
ドライエッチングで用いる低温プラズマ中には、ラジカ
ルのみならず、その密度は、低いとはいえ、電子やイオ
ンなどの荷電粒子が存在するため、イオン衝撃などの照
射損傷や、チャージアップなどの様々な弊害がつきまと
う。そのため一方で、低温プラズマを用いない、荷電粒
子フリーのドライエッチング技術も種々考案されてい
る。
フィー技術の進歩とともに、ドライエッチング技術の進
歩にあずかる所が大きい。何故ならば、ドライエッチン
グ技術を用いることによって、レジストマスクの寸法ど
おりに、異方性加工が可能となるからである。しかし、
ドライエッチングで用いる低温プラズマ中には、ラジカ
ルのみならず、その密度は、低いとはいえ、電子やイオ
ンなどの荷電粒子が存在するため、イオン衝撃などの照
射損傷や、チャージアップなどの様々な弊害がつきまと
う。そのため一方で、低温プラズマを用いない、荷電粒
子フリーのドライエッチング技術も種々考案されてい
る。
【０００４】しかし、例えば、光エッチングは、光によ
る限界などでその発展性は、閉塞の現状にあるし、中性
ビームなどは、実用的なスループットは、まだまだ望め
ない現状である。従って、量産現場ではまだまだ低温プ
ラズマを使っていかなければならない現状であり、その
荷電粒子による弊害対策を講じていかなければならな
い。しかし、前述のように、デザインルールは、益々減
少する一方であり、今まで潜在化していた荷電粒子によ
る弊害も、今後、顕在化してくるおそれがあった。
る限界などでその発展性は、閉塞の現状にあるし、中性
ビームなどは、実用的なスループットは、まだまだ望め
ない現状である。従って、量産現場ではまだまだ低温プ
ラズマを使っていかなければならない現状であり、その
荷電粒子による弊害対策を講じていかなければならな
い。しかし、前述のように、デザインルールは、益々減
少する一方であり、今まで潜在化していた荷電粒子によ
る弊害も、今後、顕在化してくるおそれがあった。
【０００５】例えば、今後、高密度化を実現する為に、
益々重要になると考えられるプラグ技術を例にとって具
体的に話を進める。
益々重要になると考えられるプラグ技術を例にとって具
体的に話を進める。
【０００６】図３は、典型的なプラグの例である。ここ
で１はシリコン基板で、２はシリコン基板中に形成され
た拡散層、３はそれらの上に形成された層間絶縁膜、４
は、層間絶縁中に穿設された接続孔、５は、接続孔４内
に形成されたＷプラグである。この形成法は、シリコン
基板１中に例えばＡｓなどをイオン注入して、拡散層２
を形成し、その後ＣＶＤ法などで、層間絶縁膜３を堆積
させ、しかる後に、リソグラフィー技術とドライエッチ
ング技術を用いて、接続孔４を穿ち、その後、例えば選
択タングステンＣＶＤ法で、Ｗプラグ５を形成する。
で１はシリコン基板で、２はシリコン基板中に形成され
た拡散層、３はそれらの上に形成された層間絶縁膜、４
は、層間絶縁中に穿設された接続孔、５は、接続孔４内
に形成されたＷプラグである。この形成法は、シリコン
基板１中に例えばＡｓなどをイオン注入して、拡散層２
を形成し、その後ＣＶＤ法などで、層間絶縁膜３を堆積
させ、しかる後に、リソグラフィー技術とドライエッチ
ング技術を用いて、接続孔４を穿ち、その後、例えば選
択タングステンＣＶＤ法で、Ｗプラグ５を形成する。
【０００７】この際、問題となるのが、接続孔４を反応
性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを用いて穿設した時
のイオン衝撃によるダメージである。何故ならＣＶＤ
ＳｉＯ2などで形成された層間絶縁膜３を穿つには、Ｓ
ｉ−Ｏの結合エネルギーが大きいため、イオンエネルギ
ーの大きいＲＩＥ条件で行わざるを得ない。その為、よ
く知られているようにＳｉ拡散層表面から〜３００Å位
までは、ダメージ層と称される層が形成されてしまう。
その為、このあと、Ｗプラグ５を形成しても良好なコン
タクトがとれないという問題があった。
性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを用いて穿設した時
のイオン衝撃によるダメージである。何故ならＣＶＤ
ＳｉＯ2などで形成された層間絶縁膜３を穿つには、Ｓ
ｉ−Ｏの結合エネルギーが大きいため、イオンエネルギ
ーの大きいＲＩＥ条件で行わざるを得ない。その為、よ
く知られているようにＳｉ拡散層表面から〜３００Å位
までは、ダメージ層と称される層が形成されてしまう。
その為、このあと、Ｗプラグ５を形成しても良好なコン
タクトがとれないという問題があった。
【０００８】そのため、接続孔５を形成後、ＮＦ3ガス
等を用いたイオンエネルギーの小さいドライエッチング
条件で、このダメージ層を除去して、その後Ｗプラグ５
を形成する方法が考案されるに到った。
等を用いたイオンエネルギーの小さいドライエッチング
条件で、このダメージ層を除去して、その後Ｗプラグ５
を形成する方法が考案されるに到った。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法を用
いると、拡散層２の表面に近い所の高濃度層が除去され
てしまい、次に、Ｗプラグ５を形成した時に、Ｗの仕事
関数がＳｉのバンドギャップの中間位にあるため良好な
コンタクト抵抗がとれないという問題があった。そのた
め、もう一度コンタクトイオン注入処理を施したりする
ことが考えられているが、スループットが低下するとい
う問題があった。これは、ひとえに、前述のように、接
続孔穿孔時のダメージ層除去に起因する問題であった。
従って、このダメージ層を除去することなく、いいかえ
れば、拡散層の表面温度を下げることなく、プラグを形
成可能な手段が望まれていた。
いると、拡散層２の表面に近い所の高濃度層が除去され
てしまい、次に、Ｗプラグ５を形成した時に、Ｗの仕事
関数がＳｉのバンドギャップの中間位にあるため良好な
コンタクト抵抗がとれないという問題があった。そのた
め、もう一度コンタクトイオン注入処理を施したりする
ことが考えられているが、スループットが低下するとい
う問題があった。これは、ひとえに、前述のように、接
続孔穿孔時のダメージ層除去に起因する問題であった。
従って、このダメージ層を除去することなく、いいかえ
れば、拡散層の表面温度を下げることなく、プラグを形
成可能な手段が望まれていた。
【００１０】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、良好なコンタクトをとる
ことを可能にする配線の形成方法を得んとするものであ
る。
して創案されたものであって、良好なコンタクトをとる
ことを可能にする配線の形成方法を得んとするものであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、基板
に被接続領域を形成した後、層間絶縁膜を形成し、該層
間絶縁膜中に接続孔を開設し、前記被接続領域との電気
的導通をとるための配線の形成方法において、前記基板
と層間絶縁膜との間にバッファ層を介在させ、前記接続
孔を被接続領域から基板面方向にずらせて開口し、前記
バッファ層を選択的に除去して導体を埋め込むことを、
その解決方法としている。
に被接続領域を形成した後、層間絶縁膜を形成し、該層
間絶縁膜中に接続孔を開設し、前記被接続領域との電気
的導通をとるための配線の形成方法において、前記基板
と層間絶縁膜との間にバッファ層を介在させ、前記接続
孔を被接続領域から基板面方向にずらせて開口し、前記
バッファ層を選択的に除去して導体を埋め込むことを、
その解決方法としている。
【００１２】
【作用】接続孔を被接続領域から基板面方向にずらせて
開口したことにより、接続孔を穿設する際に、被接続領
域が損傷されるのを回避することが可能となる。このた
め、被接続領域が例えば拡散層であれば、接続孔形成
（例えばＲＩＥによる）後のダメージ層の除去の問題は
なくなる。また、バッファ層を選択的に除去することに
より、被接続領域を露出させることができるため、導体
の埋め込むことにより、電気的導通を良好にとることが
できる。
開口したことにより、接続孔を穿設する際に、被接続領
域が損傷されるのを回避することが可能となる。このた
め、被接続領域が例えば拡散層であれば、接続孔形成
（例えばＲＩＥによる）後のダメージ層の除去の問題は
なくなる。また、バッファ層を選択的に除去することに
より、被接続領域を露出させることができるため、導体
の埋め込むことにより、電気的導通を良好にとることが
できる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明に係る配線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。
図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１４】（第１実施例）図１（Ａ）〜図１（Ｄ）
は、第１実施例の工程を示す断面図である。
は、第１実施例の工程を示す断面図である。
【００１５】まず、シリコン基板１にイオン注入を施し
拡散層２（例えば、Ａｓによるｎ+拡散層）を形成し、
次にＰ−ＣＶＤ法やＬＰ−ＣＶＤ法で、バッファ層とし
てのシリコンナイトライド層６を形成した後、同じく、
ＣＶＤ法で層間絶縁膜３を形成する（図１（Ａ））。こ
こではシリコンナイトライド層６を１５００Å、層間絶
縁膜３を６５００Åとした。次にリソグラフィー技術と
ドライエッチング技術を用いて、前記拡散層２上とは別
の位置に（基板面方向にずらせて）接続孔４を形成す
る。この接続孔４の位置はマスクを設計する際、最適な
位置となるように予め設定しておく。
拡散層２（例えば、Ａｓによるｎ+拡散層）を形成し、
次にＰ−ＣＶＤ法やＬＰ−ＣＶＤ法で、バッファ層とし
てのシリコンナイトライド層６を形成した後、同じく、
ＣＶＤ法で層間絶縁膜３を形成する（図１（Ａ））。こ
こではシリコンナイトライド層６を１５００Å、層間絶
縁膜３を６５００Åとした。次にリソグラフィー技術と
ドライエッチング技術を用いて、前記拡散層２上とは別
の位置に（基板面方向にずらせて）接続孔４を形成す
る。この接続孔４の位置はマスクを設計する際、最適な
位置となるように予め設定しておく。
【００１６】なお、ドライエッチングによる開孔は、例
えば、以下に示す条件で行なう。
えば、以下に示す条件で行なう。
【００１７】 ○エッチングガス及びその流量 ＣＨＦ3…７５SCCM Ｏ2…８SCCM ○圧力…０．０５Ｔｏｒｒ ○出力…０．２５Ｗ／ｃｍ2 このとき、拡散層２と接続孔４は基板面方向にずれた位
置にあるため、図１（Ｂ）に示すように、拡散層２は露
出せず、ドライエッチングに伴なうダメージは受けな
い。
置にあるため、図１（Ｂ）に示すように、拡散層２は露
出せず、ドライエッチングに伴なうダメージは受けな
い。
【００１８】その後、レジスト（図示省略）を除去し、
バッファ層としてのシリコンナイトライド層６を熱リン
酸で、１５０℃，４０分のウェットエッチングを行ない
底部７を形成し拡散層２を露出させる（図１（Ｃ））。
バッファ層としてのシリコンナイトライド層６を熱リン
酸で、１５０℃，４０分のウェットエッチングを行ない
底部７を形成し拡散層２を露出させる（図１（Ｃ））。
【００１９】次に、シリコン基板１を選択ＷＣＶＤ装置
に入れ、以下の条件で拡散層２表面の自然酸化膜を除去
する。
に入れ、以下の条件で拡散層２表面の自然酸化膜を除去
する。
【００２０】 ○ガス及びその流量 ＮＦ3…１０SCCM Ｈ2…５０SCCM ○圧力…６．７Ｐａ ○出力…０．５Ｗ／ｃｍ2 その後、図１（Ｄ）に示すように、以下に示す条件で庇
部７を形成する空隙及び接続孔４内にタングステンプラ
グ５を成長させる。
部７を形成する空隙及び接続孔４内にタングステンプラ
グ５を成長させる。
【００２１】 ○ガス及びその流量 ＷＦ6…１０SCCM ＳｉＨ4…７SCCM Ｈ2…１０００SCCM ○圧力…２６．６Ｐａ ○温度…２６０℃ このようにして形成されたタングステンプラグ５は、拡
散層２とのコンタクトを良好にとることができる。
散層２とのコンタクトを良好にとることができる。
【００２２】（第２実施例）図２（Ａ）及び図２（Ｂ）
は本発明の第２実施例を示している。なお、本実施例に
おいては、庇部７まで選択ＷＣＶＤ法を用いてタングス
テンプラグ５Ａを形成する工程までは第１実施例と同じ
であるが、本実施例では、庇部７が、選択Ｗで略埋まっ
た後は、図２（Ｂ）に示すように、接続孔４をブランケ
ットタングステン法を用いて埋込みを行なう。なお、ブ
ランケットタングステン法は、以下に示す２段階の条件
で行なった。
は本発明の第２実施例を示している。なお、本実施例に
おいては、庇部７まで選択ＷＣＶＤ法を用いてタングス
テンプラグ５Ａを形成する工程までは第１実施例と同じ
であるが、本実施例では、庇部７が、選択Ｗで略埋まっ
た後は、図２（Ｂ）に示すように、接続孔４をブランケ
ットタングステン法を用いて埋込みを行なう。なお、ブ
ランケットタングステン法は、以下に示す２段階の条件
で行なった。
【００２３】（第１段階） ○ガス及びその流量 ＷＦ6…２５SCCM ＳｉＨ4…１０SCCM ○圧力…８０Ｔｏｒｒ ○温度…４７５℃ （第２段階） ○ガス及びその流量 ＷＦ6…６０SCCM Ｈ2…３６０SCCM ○圧力…８０Ｔｏｒｒ ○温度…４７５℃ このように、本実施例では、選択Ｗ成長時間を短くして
残りはブランケットＷ成長で埋め込み量を稼げるので、
選択成長に起因する不安定要因を少しでも低減できる。
残りはブランケットＷ成長で埋め込み量を稼げるので、
選択成長に起因する不安定要因を少しでも低減できる。
【００２４】以上、実施例について説明したが、本発明
は、これらに限定されるものではなく、構成の要旨に付
随する各種の設計変更が可能である。
は、これらに限定されるものではなく、構成の要旨に付
随する各種の設計変更が可能である。
【００２５】例えば、上記実施例においては、バッファ
層としてシリコンナイトライド層を用いたが、他の材料
膜を用いることも勿論可能である。
層としてシリコンナイトライド層を用いたが、他の材料
膜を用いることも勿論可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る配線の形成方法によれば、庇部を有する接続孔を
埋め込むことにより、セルフアライン部分の縮小を図る
ことができる。また、被接続領域にダメージを与えるこ
とがないため、良好なコンタクトをとることができる。
このため、高性能，高品質のデバイスを作ることができ
る。
に係る配線の形成方法によれば、庇部を有する接続孔を
埋め込むことにより、セルフアライン部分の縮小を図る
ことができる。また、被接続領域にダメージを与えるこ
とがないため、良好なコンタクトをとることができる。
このため、高性能，高品質のデバイスを作ることができ
る。
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１実施例を示す工
程を示す断面図。
程を示す断面図。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は第２実施例の工程を示す断
面図。
面図。
【図３】従来例の断面図。
【符号の説明】 １…シリコン基板、２…拡散層（被接続領域）、３…層
間絶縁膜、４…接続孔、５…タングステンプラグ。
間絶縁膜、４…接続孔、５…タングステンプラグ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｃ 7353−4Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】 基板に被接続領域を形成した後、層間絶
縁膜を形成し、該層間絶縁膜中に接続孔を開設し、前記
被接続領域との電気的導通をとるための配線の形成方法
において、 前記基板と層間絶縁膜との間にバッファ層を介在させ、 前記接続孔を被接続領域から基板面方向にずらせて開口
し、前記バッファ層を選択的に除去して導体を埋め込む
ことを特徴とする配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20814891A JPH0547700A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20814891A JPH0547700A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547700A true JPH0547700A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16551438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20814891A Pending JPH0547700A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547700A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088208A (ja) * | 1993-12-27 | 1996-01-12 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子のコンタクトホ−ル形成方法 |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP20814891A patent/JPH0547700A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088208A (ja) * | 1993-12-27 | 1996-01-12 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子のコンタクトホ−ル形成方法 |
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