JPH0555165A - 配線用開口部及びその形成方法 - Google Patents
配線用開口部及びその形成方法Info
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- JPH0555165A JPH0555165A JP21251091A JP21251091A JPH0555165A JP H0555165 A JPH0555165 A JP H0555165A JP 21251091 A JP21251091 A JP 21251091A JP 21251091 A JP21251091 A JP 21251091A JP H0555165 A JPH0555165 A JP H0555165A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンタクトホール内に形成されるタングステ
ンプラグの形状を良好にし、プラグの抵抗の上昇等を防
止する。 【構成】 層間絶縁膜１１に形成するコンタクトホール
の縦断面の形状を非対称に形成し、後工程でブランケッ
トＷＣＶＤにて形成されるタングステン膜１５のシーム
を斜めに形成することにより、エッチバックによるシー
ムの拡大を防止する。これにより、タングステンプラグ
にボイドが発生するのを防止することが可能となる。
ンプラグの形状を良好にし、プラグの抵抗の上昇等を防
止する。 【構成】 層間絶縁膜１１に形成するコンタクトホール
の縦断面の形状を非対称に形成し、後工程でブランケッ
トＷＣＶＤにて形成されるタングステン膜１５のシーム
を斜めに形成することにより、エッチバックによるシー
ムの拡大を防止する。これにより、タングステンプラグ
にボイドが発生するのを防止することが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置におけるコ
ンタクトホール等の配線用開口部及びその形成方法に関
する。
ンタクトホール等の配線用開口部及びその形成方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年Ｌ
ＳＩの高集積化に伴い、微細化するコンタクトホールに
対して従来のスパッタ法による埋め込みではボイド無く
メタルを埋め込むのが難しくなってきている。例えば、
サブミクロンのデザインルールにおいては、コンタクト
ホール開口後の層間膜のリフロー技術やＡｌのバイアス
スパッタ技術で対処してきた。しかし、ハーフミクロン
やサブハーフミクロンのデザインルールにおいては、ア
スペクトの高いコンタクトホールを従来のスパッタ法に
よって埋め込むのは難しくなる。
ＳＩの高集積化に伴い、微細化するコンタクトホールに
対して従来のスパッタ法による埋め込みではボイド無く
メタルを埋め込むのが難しくなってきている。例えば、
サブミクロンのデザインルールにおいては、コンタクト
ホール開口後の層間膜のリフロー技術やＡｌのバイアス
スパッタ技術で対処してきた。しかし、ハーフミクロン
やサブハーフミクロンのデザインルールにおいては、ア
スペクトの高いコンタクトホールを従来のスパッタ法に
よって埋め込むのは難しくなる。
【０００３】このスパッタ法に対して埋め込み能力の点
で優れている選択タングステンやブランケットタングス
テンなどのＣＶＤ法によるコンタクト穴埋め技術が次世
代ＬＳＩへの穴埋め技術の有力候補として近年盛んに研
究されている。
で優れている選択タングステンやブランケットタングス
テンなどのＣＶＤ法によるコンタクト穴埋め技術が次世
代ＬＳＩへの穴埋め技術の有力候補として近年盛んに研
究されている。
【０００４】選択タングステンＣＶＤによる穴埋め法
は、工程数が少なくパーティクルの発生を抑制する点で
も魅力的な方法ではある。ところが、選択ＣＶＤは、基
本的に表面の状態の差を利用していること、この表面状
態を一定の状態に保持するにはそれ相当の前処理技術を
開発しなければならないこと、また下地によっては窒化
チタン（ＴｉＮ）のように選択成長しにくかったりチタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉX）のように成長してもＴｉＳ
ｉXとタングステンとの界面にＴｉＦ3などの不導体が形
成される、さらにＳｉ上に直接タングステンを成長させ
た場合においては耐熱性が〜６００℃とあまり期待でき
ないなど応用面での限定や実用化にむけて解決しなけれ
ばならない問題点も多々存在する。
は、工程数が少なくパーティクルの発生を抑制する点で
も魅力的な方法ではある。ところが、選択ＣＶＤは、基
本的に表面の状態の差を利用していること、この表面状
態を一定の状態に保持するにはそれ相当の前処理技術を
開発しなければならないこと、また下地によっては窒化
チタン（ＴｉＮ）のように選択成長しにくかったりチタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉX）のように成長してもＴｉＳ
ｉXとタングステンとの界面にＴｉＦ3などの不導体が形
成される、さらにＳｉ上に直接タングステンを成長させ
た場合においては耐熱性が〜６００℃とあまり期待でき
ないなど応用面での限定や実用化にむけて解決しなけれ
ばならない問題点も多々存在する。
【０００５】よって、ブランケットタングステンによる
穴埋め技術がまず実用化されるという見方が一般的であ
る。
穴埋め技術がまず実用化されるという見方が一般的であ
る。
【０００６】このブランケットタングステンによる穴埋
め技術は、非常にステップカバレージの良いＣＶＤタン
グステン膜でコンタクトホールを埋め込みながら基板上
にタングステン膜を全面に堆積させ、その後エッチバッ
クする事によりコンタクトホールのみにタングステンを
残すと言うステップを採る。この時、タングステンの密
着層として用いているＴｉＮなどの層にタングステンと
下地Ｓｉとの反応を防止する働きがあるのである程度の
耐熱性もできる。また、選択タングステンと異なり深さ
の異なるホールに対しても同時に埋め込み平坦化出来る
というメリットもある。
め技術は、非常にステップカバレージの良いＣＶＤタン
グステン膜でコンタクトホールを埋め込みながら基板上
にタングステン膜を全面に堆積させ、その後エッチバッ
クする事によりコンタクトホールのみにタングステンを
残すと言うステップを採る。この時、タングステンの密
着層として用いているＴｉＮなどの層にタングステンと
下地Ｓｉとの反応を防止する働きがあるのである程度の
耐熱性もできる。また、選択タングステンと異なり深さ
の異なるホールに対しても同時に埋め込み平坦化出来る
というメリットもある。
【０００７】将来的には、タングステンを上層の配線層
としても用いるためタングステン膜を直接パターニング
する方法も考えられるが、この場合は、埋め込み能力を
上げかつモホロジーの良好なタングステン膜を堆積しな
ければならず、これらがお互いに相反するＣＶＤ条件で
あるため実現は難しい。
としても用いるためタングステン膜を直接パターニング
する方法も考えられるが、この場合は、埋め込み能力を
上げかつモホロジーの良好なタングステン膜を堆積しな
ければならず、これらがお互いに相反するＣＶＤ条件で
あるため実現は難しい。
【０００８】従って、当面のブランケットタングステン
技術の応用においては、タングステンのエッチバック工
程をを経なければならない。
技術の応用においては、タングステンのエッチバック工
程をを経なければならない。
【０００９】図２２〜図２７は、タングステンのエッチ
バック工程を用いた従来方法を示している。この方法
は、先ず、図２２に示すように、シリコン基板１上に、
ＳｉＯ2で成る層間絶縁膜２を堆積させ、次にコンタク
トホール３を開設する。次に、図２３に示すように、全
面に窒化チタン（ＴｉＮ），チタン（Ｔｉ）の積層構造
で成る密着層４を形成する。その後、図２４及び図２５
に示すように、ブランケットタングステンＣＶＤ法によ
りタングステン膜５を成長させ、コンタクトホール３を
埋め込む。そして、タングステン膜５のエッチバックを
行なって図２６のようにした後、アルミニウム系合金膜
６を堆積させて配線を形成する。
バック工程を用いた従来方法を示している。この方法
は、先ず、図２２に示すように、シリコン基板１上に、
ＳｉＯ2で成る層間絶縁膜２を堆積させ、次にコンタク
トホール３を開設する。次に、図２３に示すように、全
面に窒化チタン（ＴｉＮ），チタン（Ｔｉ）の積層構造
で成る密着層４を形成する。その後、図２４及び図２５
に示すように、ブランケットタングステンＣＶＤ法によ
りタングステン膜５を成長させ、コンタクトホール３を
埋め込む。そして、タングステン膜５のエッチバックを
行なって図２６のようにした後、アルミニウム系合金膜
６を堆積させて配線を形成する。
【００１０】しかしながら、このタングステンのエッチ
バック工程には以下に示す問題点が存在する。すなわち
コンタクト側壁から成長してきてお互いにぶつかり会っ
た多結晶のタングステンのグレインバウンダリーの繋が
り（これをタングステンのシームと称し、図中破線で示
す）が、コンタクトの中心線に沿って存在するがこのシ
ームが図２６に示したようにエッチバック中に拡大して
孔５ａがプラグ中に形成されてしまう。このエッチバッ
ク中のシームの拡大はアスペクト比の小さいときはさほ
ど問題とはならない。しかし、アスペクト比の大きいコ
ンタクトに対してはシームの占める割合が増加するため
大きな問題となる。
バック工程には以下に示す問題点が存在する。すなわち
コンタクト側壁から成長してきてお互いにぶつかり会っ
た多結晶のタングステンのグレインバウンダリーの繋が
り（これをタングステンのシームと称し、図中破線で示
す）が、コンタクトの中心線に沿って存在するがこのシ
ームが図２６に示したようにエッチバック中に拡大して
孔５ａがプラグ中に形成されてしまう。このエッチバッ
ク中のシームの拡大はアスペクト比の小さいときはさほ
ど問題とはならない。しかし、アスペクト比の大きいコ
ンタクトに対してはシームの占める割合が増加するため
大きな問題となる。
【００１１】タングステンのシームが拡大してボイド状
となった場合は、例えば以下に示す問題点が生じる。
となった場合は、例えば以下に示す問題点が生じる。
【００１２】（ａ）シームの部分は電流が流れないので
タングステン・プラグそのものの抵抗が増加し特にヴィ
ア・ホールに用いた場合はコンタクト抵抗の増加が無視
できなくなる。
タングステン・プラグそのものの抵抗が増加し特にヴィ
ア・ホールに用いた場合はコンタクト抵抗の増加が無視
できなくなる。
【００１３】（ｂ）タングステンの上層に形成される配
線層のバリア・メタルのステップ・カバレージにもよる
が、これが不十分な時は、上層配線とタングステンとで
ある程度の加熱温度で合金化反応が生じてしまう。特に
上層配線がＡｌ系の合金である場合は、ＷＡｌ12なる高
抵抗の物質が合金化反応により形成されるしまたＡｌが
タングステン中を固相拡散し下地のＳｉにまで達した場
合は、接合リーク電流が増大してしまう。
線層のバリア・メタルのステップ・カバレージにもよる
が、これが不十分な時は、上層配線とタングステンとで
ある程度の加熱温度で合金化反応が生じてしまう。特に
上層配線がＡｌ系の合金である場合は、ＷＡｌ12なる高
抵抗の物質が合金化反応により形成されるしまたＡｌが
タングステン中を固相拡散し下地のＳｉにまで達した場
合は、接合リーク電流が増大してしまう。
【００１４】従ってこのタングステンのシームの拡大を
抑制もしくは防止する方法が必要である。
抑制もしくは防止する方法が必要である。
【００１５】なおこのタングステンのシームは、コンタ
クトの中心線に沿って特に大きく拡大するがコンタクト
底部のエッジから伸びるシームはタングステンのオーバ
ー・エッチを増加させても大きくは拡大しない。この原
因としては、以下のことが考えられる。すなわち、コン
タクト底部のエッジから伸びるシームはタングステンの
成長に対してシームの成長点が移動しながら発生するの
に対してコンタクトの中心線に沿って伸びるシームは、
コンタクト・ホールが完全に埋め込まれる瞬間に瞬時に
形成される。この様にして形成されたコンタクトの中心
線に沿って伸びるシームの部分には、Ｆなどの反応副生
成物がたくさん取り込まれ非常にポーラスな膜質のタン
グステンが形成されていると考えられる。逆に、コンタ
クト底部のエッジから伸びるシームはタングステンの成
長に対してシームの成長点が移動しながら発生するため
反応副生成物の取り込みは、あまり顕著では無く膜質も
さほど悪くは無いと考えられる。
クトの中心線に沿って特に大きく拡大するがコンタクト
底部のエッジから伸びるシームはタングステンのオーバ
ー・エッチを増加させても大きくは拡大しない。この原
因としては、以下のことが考えられる。すなわち、コン
タクト底部のエッジから伸びるシームはタングステンの
成長に対してシームの成長点が移動しながら発生するの
に対してコンタクトの中心線に沿って伸びるシームは、
コンタクト・ホールが完全に埋め込まれる瞬間に瞬時に
形成される。この様にして形成されたコンタクトの中心
線に沿って伸びるシームの部分には、Ｆなどの反応副生
成物がたくさん取り込まれ非常にポーラスな膜質のタン
グステンが形成されていると考えられる。逆に、コンタ
クト底部のエッジから伸びるシームはタングステンの成
長に対してシームの成長点が移動しながら発生するため
反応副生成物の取り込みは、あまり顕著では無く膜質も
さほど悪くは無いと考えられる。
【００１６】本発明は、上記したようなタングステンの
シームの拡大を防止して、タングステンプラグの抵抗の
上昇を防止し、配線のパターニング不良などが生じな
い、コンタクトホール及びその形成方法を得んとするも
のである。
シームの拡大を防止して、タングステンプラグの抵抗の
上昇を防止し、配線のパターニング不良などが生じな
い、コンタクトホール及びその形成方法を得んとするも
のである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、ブランケットＣＶＤ及びそれに続くエッチバッ
クによって導電体の埋め込みが行なわれる配線用開口部
において、縦断面の形状を非対称に形成したことを、そ
の解決手段としている。
発明は、ブランケットＣＶＤ及びそれに続くエッチバッ
クによって導電体の埋め込みが行なわれる配線用開口部
において、縦断面の形状を非対称に形成したことを、そ
の解決手段としている。
【００１８】請求項２記載の発明は、ブランケットＣＶ
Ｄ及びそれに続くエッチバックによって導電体の埋め込
みが行なわれる配線用開口部において、開口上部へ向け
て開口の中心線から非対称に開口面積が増大すること
を、その解決手段としている。
Ｄ及びそれに続くエッチバックによって導電体の埋め込
みが行なわれる配線用開口部において、開口上部へ向け
て開口の中心線から非対称に開口面積が増大すること
を、その解決手段としている。
【００１９】請求項３記載の発明は、ブランケットＣＶ
Ｄ及びそれに続くエッチバックによって導電体の埋め込
みが行なわれる配線用開口部の形成方法において、開口
上部を斜めイオン注入と等方性エッチングで形成し、下
部を異方性エッチングで形成することを、その解決方法
としている。
Ｄ及びそれに続くエッチバックによって導電体の埋め込
みが行なわれる配線用開口部の形成方法において、開口
上部を斜めイオン注入と等方性エッチングで形成し、下
部を異方性エッチングで形成することを、その解決方法
としている。
【００２０】請求項４記載の発明は、ブランケットＣＶ
Ｄ及びそれに続くエッチバックによって導電体の埋め込
みが行なわれる配線用開口部の形成方法において、開口
部を形成した後、少なくとも前記開口部内に斜めからの
異方性の導電性堆積薄膜形成して、縦断面の形状を非対
称に形成することを、その解決方法としている。
Ｄ及びそれに続くエッチバックによって導電体の埋め込
みが行なわれる配線用開口部の形成方法において、開口
部を形成した後、少なくとも前記開口部内に斜めからの
異方性の導電性堆積薄膜形成して、縦断面の形状を非対
称に形成することを、その解決方法としている。
【００２１】請求項５記載の発明は、ブランケットＣＶ
Ｄ及びそれに続くエッチバックによって導電体の埋め込
みが行なわれる配線用開口部の形成方法において、複数
枚のマスク合わせ工程とパターニングにより縦断面の形
状を非対称に形成することを、その解決方法としてい
る。
Ｄ及びそれに続くエッチバックによって導電体の埋め込
みが行なわれる配線用開口部の形成方法において、複数
枚のマスク合わせ工程とパターニングにより縦断面の形
状を非対称に形成することを、その解決方法としてい
る。
【００２２】
【作用】請求項１記載の発明においては、開口部の縦断
面の形状を非対称に形成したため、この配線用開口部内
にブランケットＣＶＤにて形成された導電体層のシーム
は非直線状となり、このため、エッチバック中にシーム
がエッチャントに晒されにくくなり、エッチバックに伴
なうシームの拡大（孔の発生）を防止する作用を有す
る。
面の形状を非対称に形成したため、この配線用開口部内
にブランケットＣＶＤにて形成された導電体層のシーム
は非直線状となり、このため、エッチバック中にシーム
がエッチャントに晒されにくくなり、エッチバックに伴
なうシームの拡大（孔の発生）を防止する作用を有す
る。
【００２３】請求項２記載の発明においては、開口上部
へ向けて開口面積が増大するためステップカバレージを
良好とすると共に、開口の中心線から非対称に開口面積
が増大するため、ブランケットＣＶＤにて配線用開口部
内に埋め込まれた導電体のシームは配線用開口部の深さ
方向に対して斜め方向の部分が多くなり、エッチバック
によりシームの拡大が生じにくくなる。
へ向けて開口面積が増大するためステップカバレージを
良好とすると共に、開口の中心線から非対称に開口面積
が増大するため、ブランケットＣＶＤにて配線用開口部
内に埋め込まれた導電体のシームは配線用開口部の深さ
方向に対して斜め方向の部分が多くなり、エッチバック
によりシームの拡大が生じにくくなる。
【００２４】請求項３記載の発明においては、開口上部
を斜めイオン注入と等方性エッチングで形成するため、
その中心線は、異方性エッチングで形成された下部の中
心線に対し傾いた状態となり、後工程のブランケットＣ
ＶＤで形成される導電体のシーム上が傾いたものとな
り、エッチバックによるシームの拡大が生じにくくな
る。
を斜めイオン注入と等方性エッチングで形成するため、
その中心線は、異方性エッチングで形成された下部の中
心線に対し傾いた状態となり、後工程のブランケットＣ
ＶＤで形成される導電体のシーム上が傾いたものとな
り、エッチバックによるシームの拡大が生じにくくな
る。
【００２５】請求項４記載の発明においては、一時的に
開口した開口部内に、斜めからの異方性の導電性堆積薄
膜を形成することにより、開口部の縦断面を非対称にす
る作用がある。
開口した開口部内に、斜めからの異方性の導電性堆積薄
膜を形成することにより、開口部の縦断面を非対称にす
る作用がある。
【００２６】請求項５記載の発明においては、上記請求
項３及び請求項４記載の発明と同様に、開口部の縦断面
が非対称となる作用がある。
項３及び請求項４記載の発明と同様に、開口部の縦断面
が非対称となる作用がある。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を図面に示す各実施例に基づい
て説明する。
て説明する。
【００２８】（第１実施例）図１〜図８は、第１実施例
の工程を示す断面図である。
の工程を示す断面図である。
【００２９】本実施例は、図１に示すように、シリコン
基板１０上にＳｉＯ2で成る層間絶縁膜１１を例えば８
００ｎｍの膜厚に形成した後、フォトレジストを塗布し
てパターニングを行ない、例えばホールの径を０．４μ
ｍに設定したレジストパターン１２を形成する（図
２）。
基板１０上にＳｉＯ2で成る層間絶縁膜１１を例えば８
００ｎｍの膜厚に形成した後、フォトレジストを塗布し
てパターニングを行ない、例えばホールの径を０．４μ
ｍに設定したレジストパターン１２を形成する（図
２）。
【００３０】次に、図３に示すように、異方性エッチン
グを行なうコンタクトホール１３を形成した後、斜めイ
オン注入により、例えば、リン（Ｐ）をイオン注入す
る。注入条件は、例えば以下の通りである。
グを行なうコンタクトホール１３を形成した後、斜めイ
オン注入により、例えば、リン（Ｐ）をイオン注入す
る。注入条件は、例えば以下の通りである。
【００３１】Ｐｈｏｓ+，２ＫｅＶ，ＩＥ１４ｃｍ-2 次に、ドライもしくはウェットの等方エッチングを施
す。すると、リン（Ｐ）が注入された部分の層間絶縁膜
１１のエッチレートが速くなるため、コンタクトホール
１３の形状は、図４に示すように、その縦断面の形状が
非対称の形に加工される。なお、図４は、レジストパタ
ーン１２を除去した状態を示している。
す。すると、リン（Ｐ）が注入された部分の層間絶縁膜
１１のエッチレートが速くなるため、コンタクトホール
１３の形状は、図４に示すように、その縦断面の形状が
非対称の形に加工される。なお、図４は、レジストパタ
ーン１２を除去した状態を示している。
【００３２】次に、図５に示すように、全面に例えばＴ
ｉ／ＴｉＮ構造の密着層１４を堆積させた後、図６及び
図７に示すように、ブランケットＷのＣＶＤを例えば以
下の条件で行ない、コンタクトホール１３をタングステ
ン膜１５で埋め込む。なお、このブランケットＷのＣＶ
Ｄは、初期の成長、即ち核生成を促すようなニュークリ
エーション工程と、その後の堆積工程の二段階で行われ
る。また、本実施例では、タングステン膜１５の膜厚は
０．５μｍである。
ｉ／ＴｉＮ構造の密着層１４を堆積させた後、図６及び
図７に示すように、ブランケットＷのＣＶＤを例えば以
下の条件で行ない、コンタクトホール１３をタングステ
ン膜１５で埋め込む。なお、このブランケットＷのＣＶ
Ｄは、初期の成長、即ち核生成を促すようなニュークリ
エーション工程と、その後の堆積工程の二段階で行われ
る。また、本実施例では、タングステン膜１５の膜厚は
０．５μｍである。
【００３３】 （ニュークリエーション工程） ○ガス及びその流量 シラン（ＳｉＨ4）…５SCCM 六フッ化タングステン（ＷＦ6）…７SCCM ○圧力…４Ｔｏｒｒ ○温度…４５０℃ ○時間…６０秒 （堆積工程） ○ガス及びその流量 六フッ化タングステン（ＷＦ6）…９５SCCM 水素（Ｈ2）…５５０SCCM ○圧力…８０Ｔｏｒｒ ○温度…４５０℃ ○時間…８０秒 次に、タングステン膜１５のエッチバックを行ない、図
８に示すように、コンタクトホール１３内にタングステ
ン膜１５で成るプラグを形成する。
８に示すように、コンタクトホール１３内にタングステ
ン膜１５で成るプラグを形成する。
【００３４】なお、ブランケットＷの成長時は、コンタ
クトホール１３の上部の開口部においてタングステン膜
１５のシーム１５ａは、その形成面が移動しながら形成
されるのでタングステンの膜質は、コンタクトホール底
部のエッジの部分から伸びるシームの部分のそれと同等
となり、エッチバック時にエッチャントに晒されてもシ
ームの拡大は生じない。
クトホール１３の上部の開口部においてタングステン膜
１５のシーム１５ａは、その形成面が移動しながら形成
されるのでタングステンの膜質は、コンタクトホール底
部のエッジの部分から伸びるシームの部分のそれと同等
となり、エッチバック時にエッチャントに晒されてもシ
ームの拡大は生じない。
【００３５】（第２実施例）図９〜図１２は、第２実施
例の各工程を示している。
例の各工程を示している。
【００３６】本実施例は、図９に示すように、層間絶縁
膜１１上にレジストパターン１２を形成した後、層間絶
縁膜１１の加工の前に、リン（Ｐ）を用いた斜めイオン
注入を行なう。次いで、ドライもしくはウェットの等方
エッチングを行い（図１０）、続いて異方性モードの反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行なって、図１１に
示すように、縦断面の形状が非対称なコンタクトホール
１３を形成する。このコンタクトホール１３の平面図は
図１２中に示す通りである。本実施例においても、ブラ
ンケットＷによりプラグを形成した場合、同様の作用・
効果が得られる。
膜１１上にレジストパターン１２を形成した後、層間絶
縁膜１１の加工の前に、リン（Ｐ）を用いた斜めイオン
注入を行なう。次いで、ドライもしくはウェットの等方
エッチングを行い（図１０）、続いて異方性モードの反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行なって、図１１に
示すように、縦断面の形状が非対称なコンタクトホール
１３を形成する。このコンタクトホール１３の平面図は
図１２中に示す通りである。本実施例においても、ブラ
ンケットＷによりプラグを形成した場合、同様の作用・
効果が得られる。
【００３７】（第３実施例）図１３〜図１５は、第３実
施例の各工程を示している。
施例の各工程を示している。
【００３８】本実施例は、先ず、シリコン基板１０上に
層間絶縁膜１１を形成し、周知の方法を用いて、図１３
に示すように、テーパ付きのコンタクトホール１３を形
成する。
層間絶縁膜１１を形成し、周知の方法を用いて、図１３
に示すように、テーパ付きのコンタクトホール１３を形
成する。
【００３９】次に、図１４に示すように、密着層１４の
例えばＴｉＮを、例えばＥＣＲ ＣＶＤなどの異方性の
堆積方法にて形成することにより非対称なテーパー角を
持つコンタクトホール１３を形成する。この時、ＥＣＲ
ＣＶＤの条件は、例えば、以下の通りとする。
例えばＴｉＮを、例えばＥＣＲ ＣＶＤなどの異方性の
堆積方法にて形成することにより非対称なテーパー角を
持つコンタクトホール１３を形成する。この時、ＥＣＲ
ＣＶＤの条件は、例えば、以下の通りとする。
【００４０】 ○ガス及びその流量 四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）…１０SCCM 窒素（Ｎ2）…１５SCCM 水素（Ｈ2）…５０SCCM アルゴン（Ａｒ）…４３SCCM ○マイクロ波パワー…２．８ＫＷ ○温度…６５０℃ ○圧力…１ｍＴｏｒｒ その後、第１実施例と同様の条件でブランケットＷのＣ
ＶＤを行ない、タングステン膜１５を形成すれば、シー
ム１５ａがコンタクトホール１３の深さ方向に対して傾
いたものとなり、上記各実施例と同様に、シーム１５ａ
の拡大を防止することができる。
ＶＤを行ない、タングステン膜１５を形成すれば、シー
ム１５ａがコンタクトホール１３の深さ方向に対して傾
いたものとなり、上記各実施例と同様に、シーム１５ａ
の拡大を防止することができる。
【００４１】（第４実施例）図１６及び図１７は、第４
実施例の工程を示したものであり、本実施例はレジスト
マスクの部分的な後退を利用して非対称なコンタクトホ
ールを得んとするものである。
実施例の工程を示したものであり、本実施例はレジスト
マスクの部分的な後退を利用して非対称なコンタクトホ
ールを得んとするものである。
【００４２】先ず、図１６に示すように、シリコン基板
１０の上に形成した層間絶縁膜１１上にレジストパター
ン１２を形成し、斜めイオン注入により、レジストパタ
ーン１２の開口の一方の側壁のみに例えばＡｓなどの不
純物を注入する。このＡｓのイオン注入条件な、例えば
以下に示す通りである。
１０の上に形成した層間絶縁膜１１上にレジストパター
ン１２を形成し、斜めイオン注入により、レジストパタ
ーン１２の開口の一方の側壁のみに例えばＡｓなどの不
純物を注入する。このＡｓのイオン注入条件な、例えば
以下に示す通りである。
【００４３】Ａｓ+ ５０ＫｅＶ ５Ｅ１５ｃｍ-2 このようにレジストパターン１２の開口の一方の側壁の
みにイオン注入したことにより、レジストの後退速度を
非対称とすることができる。
みにイオン注入したことにより、レジストの後退速度を
非対称とすることができる。
【００４４】次いで、このようなレジストパターン１２
をマスクとして層間絶縁膜１１にコンタクトホール１３
をドライエッチングすると、図１７に示すような開口上
部へ向けて開口の中心線から非対称に開口面積が増大し
た形状となる。このため、第１実施例と同様の方法にて
タングステン膜を形成し、エッチバックを行なうことに
より、シームの拡大しないタングステンプラグを形成す
ることが可能となる。
をマスクとして層間絶縁膜１１にコンタクトホール１３
をドライエッチングすると、図１７に示すような開口上
部へ向けて開口の中心線から非対称に開口面積が増大し
た形状となる。このため、第１実施例と同様の方法にて
タングステン膜を形成し、エッチバックを行なうことに
より、シームの拡大しないタングステンプラグを形成す
ることが可能となる。
【００４５】（第５実施例）図１８〜図２１は、第５実
施例の各工程を示している。
施例の各工程を示している。
【００４６】本実施例は、複数枚のマスク合わせ工程と
パターニングによって断面非対称のコンタクトホールを
得んとするものである。先ず、図１８に示すように、開
口径の大きいレジストパターン１２Ａを層間絶縁膜１１
に形成し、このレジストパターン１２Ａをマスクとして
層間絶縁膜１１を例えば四分の一程度の深さまでホール
１３Ａを異方性エッチングする。
パターニングによって断面非対称のコンタクトホールを
得んとするものである。先ず、図１８に示すように、開
口径の大きいレジストパターン１２Ａを層間絶縁膜１１
に形成し、このレジストパターン１２Ａをマスクとして
層間絶縁膜１１を例えば四分の一程度の深さまでホール
１３Ａを異方性エッチングする。
【００４７】次いで、レジストパターン１２Ａを除去し
た後、ホール１３Ａの中心とその中心をずらした開口を
有するレジストパターン１２Ｂをパターニングする（図
１９）。
た後、ホール１３Ａの中心とその中心をずらした開口を
有するレジストパターン１２Ｂをパターニングする（図
１９）。
【００４８】なお、本実施例では、レジストパターン１
２Ｂの開口径は、レジストパターン１２Ａの開口径より
小さく設定されている。
２Ｂの開口径は、レジストパターン１２Ａの開口径より
小さく設定されている。
【００４９】そして、レジストパターン１２Ｂをマスク
として異方性エッチングしてホール１３Ｂを形成し、ホ
ール１３Ａとホール１３Ｂとでコンタクトホール１３を
構成する（図２０）。
として異方性エッチングしてホール１３Ｂを形成し、ホ
ール１３Ａとホール１３Ｂとでコンタクトホール１３を
構成する（図２０）。
【００５０】次に、第１実施例と同様の方法で図２１に
示すようなタングステン膜１５を形成し、続いてエッチ
バックすることにより、シーム１５ａの拡大のないタン
グステンプラグを形成することが可能となる。なお、本
実施例においては、はじめに用いたレジストパターン１
２Ａでパターニングを行なうときに、加工時の終点検出
を行ない易くするために層間絶縁膜１１を多層構造とし
ても勿論よい。
示すようなタングステン膜１５を形成し、続いてエッチ
バックすることにより、シーム１５ａの拡大のないタン
グステンプラグを形成することが可能となる。なお、本
実施例においては、はじめに用いたレジストパターン１
２Ａでパターニングを行なうときに、加工時の終点検出
を行ない易くするために層間絶縁膜１１を多層構造とし
ても勿論よい。
【００５１】以上、各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、各種の設計変更
が可能である。
明はこれらに限定されるものではなく、各種の設計変更
が可能である。
【００５２】例えば、上記各実施例においてはコンタク
トホールに本発明を説明したがヴィアホール等の配線用
開口部にも勿論適用されるものである。
トホールに本発明を説明したがヴィアホール等の配線用
開口部にも勿論適用されるものである。
【００５３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、タングステンのシームがエッチバック工程中
に拡大せずタングステンプラグの抵抗の上昇を防止でき
る効果がある。また、タングステンプラグ上に形成され
るバリアメタル層の段切れなどが生じず、その上に形成
されるアルミニウム系合金の平坦性も良好となる。この
ため、アルミニウム（Ａｌ）のシリコン（Ｓｉ）への突
き抜けによる接合リーク電流の増加や配線パターニング
不良を防止できる効果がある。
によれば、タングステンのシームがエッチバック工程中
に拡大せずタングステンプラグの抵抗の上昇を防止でき
る効果がある。また、タングステンプラグ上に形成され
るバリアメタル層の段切れなどが生じず、その上に形成
されるアルミニウム系合金の平坦性も良好となる。この
ため、アルミニウム（Ａｌ）のシリコン（Ｓｉ）への突
き抜けによる接合リーク電流の増加や配線パターニング
不良を防止できる効果がある。
【図１】第１実施例の工程図。
【図２】第１実施例の工程図。
【図３】第１実施例の工程図。
【図４】第１実施例の工程図。
【図５】第１実施例の工程図。
【図６】第１実施例の工程図。
【図７】第１実施例の工程図。
【図８】第１実施例の工程図。
【図９】第２実施例の工程図。
【図１０】第２実施例の工程図。
【図１１】第２実施例の工程図。
【図１２】第２実施例の工程図。
【図１３】第３実施例の工程図。
【図１４】第３実施例の工程図。
【図１５】第３実施例の工程図。
【図１６】第４実施例の工程図。
【図１７】第４実施例の工程図。
【図１８】第５実施例の工程図。
【図１９】第５実施例の工程図。
【図２０】第５実施例の工程図。
【図２１】第５実施例の工程図。
【図２２】従来例の工程図。
【図２３】従来例の工程図。
【図２４】従来例の工程図。
【図２５】従来例例の工程図。
【図２６】従来例の工程図。
【図２７】従来例の工程図。
１０…シリコン基板、１１…層間絶縁膜、１２…レジス
トパターン、１３…コンタクトホール、１５…タングス
テン膜。
トパターン、１３…コンタクトホール、１５…タングス
テン膜。
Claims (5)
- 【請求項１】 ブランケットＣＶＤ及びそれに続くエッ
チバックによって導電体の埋め込みが行なわれる配線用
開口部において、 縦断面の形状を非対称に形成したことを特徴とする配線
用開口部。 - 【請求項２】 ブランケットＣＶＤ及びそれに続くエッ
チバックによって導電体の埋め込みが行なわれる配線用
開口部において、 開口上部へ向けて開口の中心線から非対称に開口面積が
増大することを特徴とする配線用開口部。 - 【請求項３】 ブランケットＣＶＤ及びそれに続くエッ
チバックによって導電体の埋め込みが行なわれる配線用
開口部の形成方法において、 開口上部を斜めイオン注入と等方性エッチングで形成
し、下部を異方性エッチングで形成することを特徴とす
る配線用開口部の形成方法。 - 【請求項４】 ブランケットＣＶＤ及びそれに続くエッ
チバックによって導電体の埋め込みが行なわれる配線用
開口部の形成方法において、 開口部を形成した後、少なくとも前記開口部内に斜めか
らの異方性の導電性堆積薄膜形成して、縦断面の形状を
非対称に形成することを特徴とする配線用開口部の形成
方法。 - 【請求項５】 ブランケットＣＶＤ及びそれに続くエッ
チバックによって導電体の埋め込みが行なわれる配線用
開口部の形成方法において、 複数枚のマスク合わせ工程とパターニングにより縦断面
の形状を非対称に形成することを特徴とする配線用開口
部の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21251091A JPH0555165A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 配線用開口部及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21251091A JPH0555165A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 配線用開口部及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555165A true JPH0555165A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16623869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21251091A Pending JPH0555165A (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 配線用開口部及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0555165A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0992801A (ja) * | 1995-09-19 | 1997-04-04 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体装置のキャパシタ形成方法 |
| WO2007017982A1 (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | 回路基板、電子装置、及び、回路基板の製造方法 |
| JP2011142267A (ja) * | 2010-01-08 | 2011-07-21 | Yamaha Corp | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| WO2017183390A1 (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | ソニー株式会社 | 積層構造体及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP21251091A patent/JPH0555165A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0992801A (ja) * | 1995-09-19 | 1997-04-04 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体装置のキャパシタ形成方法 |
| WO2007017982A1 (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | 回路基板、電子装置、及び、回路基板の製造方法 |
| US8035103B2 (en) | 2005-08-11 | 2011-10-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Circuit board, electronic device, and method for producing circuit board |
| JP2011142267A (ja) * | 2010-01-08 | 2011-07-21 | Yamaha Corp | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| WO2017183390A1 (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | ソニー株式会社 | 積層構造体及びその製造方法 |
| US10889082B2 (en) | 2016-04-20 | 2021-01-12 | Sony Corporation | Laminated structure and method for producing the same |
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