JPH0645463A - 配線形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性の高い配線形成を行う。 【構成】 絶縁層に形成されたコンタクトホール内をポ
リシリコンで埋め込み、これの上に金属層を被着形成し
て金属シリサイドによるプラグを形成しその後このプラ
グ表面をポリッシングして平坦化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、超高集積半導
体装置（超ＬＳＩ）の配線間接続をとる場合に適用して
好適な配線形成方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積化においては、多層配線間の
接続配線、あるいは配線と半導体層もしくは半導体基体
（以下これら半導体を下地半導体という）の所定部との
接続配線を、層間絶縁層に穿設したヴィアホール、また
半導体基体上の表面絶縁層に穿設したコンタクトホール
等（本明細書ではこれらヴィアホール、コンタクトホー
ルをコンタクトホールと称する）を通じて行う配線形成
が多く採られる。

【０００３】次世代以降の超ＬＳＩにおいては、そのよ
り微細化、高集積化に伴い、その層間絶縁層、あるいは
半導体基体上の表面絶縁層に穿設するコンタクトホール
の開口径は０．３５μｍというますます小径化された開
口とされてきている。

【０００４】このような微細なコンタクトホール内に、
従来一般のアルミニウムＡｌのバイアススパッタ法で、
上述の接続配線を良好なステップカバレージをもって埋
め込むことはできなくなってきている。

【０００５】そこで、この微細コンタクトホールを通じ
ての接続配線は、コンタクトホール内に、配線の形成工
程とは別の工程で金属層やポリシリコン層の埋め込みを
行ってコンタクトホール内に導電性のプラグを形成し、
このプラグを介して所定の配線層間、あるいは配線層と
下地半導体の所定部との接続配線を行う配線形成方法が
しばしば採られる。

【０００６】このコンタクトホール内に金属プラグを形
成する方法としては、タングステンＷの選択的成長を用
いる方法がある。これは、例えばＷＦ₆ を原料ガスとし
て用い、これがシリコンＳｉあるいは金属に対してはこ
れによる還元作用によってＷ層としてよく成長するが、
層間絶縁層あるいは表面絶縁層の例えばＳｉＯ₂ に対し
てはほとんど成長しないことを利用して、ＳｉＯ₂ 絶縁
層上には成膜が生じることがなくＳｉＯ₂ 絶縁層に穿設
したコンタクトホールを通じて露出するＳｉ基体表面、
ポリシリコン配線層、金属配線層上にのみＷ層を成長さ
せて、コンタクトホール内をこのＷの金属プラグによっ
て埋め込むというものである。

【０００７】ところが、このようなＷの選択成長を行う
場合、コンタクトホール内をＷプラグによって必ずしも
良好に埋め込むことができないという問題が生じる。

【０００８】すなわち、今図５にその要部の略線的断面
図を示すように、例えはＳｉの下地半導体１上に形成さ
れたＳｉＯ₂ 絶縁層２に穿設されたコンタクトホール３
内にＷの選択的成長を行う場合についてみると、実際に
は、コンタクトホール３内においてＳｉ下地１表面から
Ｗプラグの成長が逐次行われていくものではなく、Ｓｉ
Ｏ₂ 絶縁層２上、コンタクトホール３の内周面、コンタ
クトホール３の開口縁等のＳｉＯ₂ 絶縁層２の表面に
も、Ｗ層４の異常成長、這上り、非選択性による成長が
生じる場合がある。

【０００９】また、そのほか図６に示すように、ＳｉＯ
₂ 絶縁層２の上面からの位置の異なるＳｉ下地１に対し
て、すなわち深さが異なる複数種のコンタクトホール３
を有する場合において、これらコンタクトホール３に対
して、Ｗプラグを埋め込み形成しようとする場合の問題
もある。

【００１０】すなわちこの場合図６で示すように、浅い
コンタクトホール３に対応する厚さにプラグ５の厚さを
選定すると、深いコンタクトホール３に対してはプラグ
５による充填が不充分になって、これの上に形成する配
線層のカバレージや配線層自体の屈曲による信頼性の問
題が生じ、深い方のコンタクトホール３に対応してプラ
グ５の厚さを選定するときは、このプラグの上面が図示
しないが浅いコンタクトホールから突出して、これの上
に形成する配線に同様にカバレージ等の問題が生じ、い
ずれの場合も信頼性の問題が生じる。

【００１１】さらに、このタングステンＷの選択成長
は、Ｓｉ下地半導体１がｐ型であるか、ｎ型であるかに
よってその成長速度が異なることから、両導電型のＳｉ
上に同時にＷのプラグを成長形成させる場合にも問題が
生じてくる。

【００１２】一方、このようなＷの選択的形成方法にお
ける問題点を回避するために、Ｗプラグ５を、例えはＣ
ＶＤ（化学的気相成長）法による全面的形成法によって
コンタクトホール内をＷ層で埋め込んで後、不要部分の
Ｗ層を除去して形成するという方法も考えられている。

【００１３】この場合は、図７にその工程図を示すよう
に、まず例えば図７Ａに示すように、Ｓｉの下地半導体
１上に形成されたＳｉＯ₂ 絶縁層２に穿設されたコンタ
クトホール３内を埋め込むようにＷ層６を例えばＣＶＤ
法によって全面的に被着形成する。

【００１４】そして、このようにして形成したＷ層６に
対して図７Ｂに示すように、その表面から化学的エッチ
ングによる全面エッチングいわゆるエッチバックを行っ
てコンタクトホール３以外の部分のＷ層６を除去して各
ホール３内にＷによるプラグ５を形成する。

【００１５】その後、図７Ｃに示すように、例えばＡｌ
を全面的に蒸着して、これをパターンエッチングして所
要のパターンの金属配線７を形成すると共に、この配線
７をコンタクトホール３内に形成された良導電性のＷプ
ラグ５を介して下地半導体１（例えばＳｉ基体、あるい
は半導体素子の一部を構成する例えばポリＳｉ層）、ま
たは絶縁層（この場合は層間絶縁層）２を介して形成さ
れた下層配線の所定部に電気的接続がなされた目的とす
る配線形成を行う。

【００１６】しかしながら、この場合においても図７Ａ
に示すように、コンタクトホール３内を含んで全面的に
Ｗ層６を形成するときコンタクトホール３上において凹
み８Ａが発生することから、このＷ層６に対し図７Ｂで
説明したエッチバックを行ったときプラグ５上にも凹み
８Ｂが生じ、これの上に形成した配線層７においてもこ
の凹み８Ｂによる凹凸が生じて金属配線層７の信頼性に
問題が生じ、更に、この場合、図７Ａで説明したＷ層６
の形成に当たって例えば深いコンタクトホール３内にお
いては、コンタクトホール３の底面からのＷの堆積によ
ってコンタクトホール３が埋め込まれていくのみなら
ず、コンタクトホール３の内面からのＷの成膜も同時に
進行することからコンタクトホール３内のＷ層内に巣な
いしは継目、いわゆるシーム７が発生して最終的に得る
Ｗプラグの膜質が劣化して電気抵抗の低下を来すなどの
不都合が生じる。

【００１７】また、タングステンＷは、下地のＳｉを幾
分侵蝕する作用があり、これが、コンタクト部に不安定
性を来すなどの問題がある。

【００１８】一方、このような不都合を回避するものと
して、コンタクトホールを導電材で埋め込んで接続配線
を行うに、その導電性プラグとしてポリシリコンと金属
の化合物による金属シリサイドを形成する方法の提案が
なされている。

【００１９】図８〜図１０の工程図を参照してこの場合
の従来方法の一例を説明する。この例では、半導体基体
１例えばシリコン基体の所定領域に配線（本明細書で配
線とは、電極、リード等を含む）をコンタクトする場合
である。

【００２０】この場合、図８Ａに示すように、下地半導
体１の表面に形成されたＳｉＯ₂ 等の絶縁層２の、その
配線のコンタクトを行う部位にコンタクトホール３を穿
設する。

【００２１】図８Ｂに示すように、コンタクトホール３
内を含んで例えばＴｉ層４Ａと、ＴｉＮ層４Ｂよりなる
バリアメタル層４を順次スパッタリング等によって被着
形成する。

【００２２】次に、図８Ｃに示すように、バリアメタル
層４上にコンタクトホール３内を埋め込むように、全面
的にポリシリコン層９を例えば減圧ＣＶＤ法によって被
着形成する。

【００２３】その後、図９Ａに示すようにポリシリコン
層９を、その表面から全面的に化学的エッチングによる
いわゆるエッチバックを行ってコンタクトホール３上以
上の部分のポリシリコン層９を除去する。このようにし
てポリシリコン層９によってコンタクトホール３内のみ
を埋め込むようにする。

【００２４】その後、図９Ｂに示すようにポリシリコン
層９つまりＳｉと化合して低抵抗シリサイドを形成し得
る金属例えばＮｉ金属層１０を全面的にスパッタリング
等によって被着形成する。

【００２５】そして、所要の温度と時間をもってアニー
ル処理を行いコンタクトホール３内に残されているポリ
シリコン層９と金属層１０とを化合させて図９Ｃに示す
ように、シリサイドＮｉＳｉによる導電性のプラグ５を
形成する。

【００２６】次に、このようにしてコンタクトホール３
内のポリシリコンに対して形成されたＮｉＳｉシリサイ
ドプラグ５のみを残すように、Ｎｉ単体の金属層１０を
ＮｉＳｉに対してのエッチング効果がほとんどなくＮｉ
に対してのみエッチング性を有する化学的エッチングに
よってエッチングを行う。このようにすると図１０Ａに
示すように、シリサイドＮｉＳｉプラグ５のみが残され
て他部がエッチング除去される。

【００２７】次に、図１０Ｂに示すように、このプラグ
５上を含んで配線金属層例えばＡｌを全面蒸着し、これ
を所定のパターンにエッチングして金属配線層７を形成
する。

【００２８】ところが、このような方法による場合にお
いても、実際上図１０Ｃに示すように、コンタクトホー
ル３内に形成されたプラグ５の表面はコンタクトホール
３すなわち絶縁層２の表面から上方に突出するようにＮ
ｉＳｉのシリサイドが形成されるものであり、さらにそ
の上面は平坦でなく図８Ｃで示したポリシリサイド層９
に生じたコンタクトホール３上における凹み１２を踏襲
した凹み１１を有することからこれの上に形成したＡｌ
等の配線金属層７のカバレージに問題が生じ、信頼性の
低下を来すなどの不都合がある。

【００２９】また、一方他の導電性プラグによる配線接
続を行う配線形成方法の例として図１１及び図１２を参
照して説明する。この場合においても、図１１Ａに示す
ように例えばＳｉ下地半導体１上に形成されたＳｉＯ₂
絶縁層２に穿設されたコンタクトホール３を通じて下地
半導体１に、上層の配線層の接続を行う場合である。

【００３０】この場合、まずコンタクトホール３内を含
んで全面的に、例えばＮｉバリアメタル層４を全面的に
被着し、これの上にＷ金属層を１３を全面的にＣＶＤ法
によって比較的薄くすなわちコンタクトホール３を完全
に埋め込むことのない程度の厚さに被着形成する。この
Ｗ金属層１３は、ＣＶＤ法によって形成することによっ
てコンタクトホール内に沿って形成することができる。

【００３１】次に、図１１Ｂに示すようにＷ層１３上に
そのコンタクトホール３による凹部内を埋め込むように
例えば低融点ガラスいわゆるＳＯＧ（スピン・オン・ガ
ラス）を塗布して平坦化絶縁層１４による平坦化を行
う。

【００３２】その後図１２Ａに示すように平坦化絶縁層
１４の表面から全面的なエッチバックを行ってコンタク
トホール３の形成部以外の平坦化絶縁層１４を除去し、
コンタクトホール３内に主として金属層１３と平坦化絶
縁層１４よりなるプラグ５を埋め込み形成する。

【００３３】その後、図１２Ｂに示すように、全面的に
Ａｌ等の金属層を蒸着等によって形成し、これをパター
ンエッチングして所要のパターンの金属配線層７を形成
する。

【００３４】このような方法による場合、ＳＯＧ等の平
坦化絶縁層１４によって、一旦表面をほとんど平坦化す
ることができるので、最終的に得た金属配線層７は平坦
面上に平坦に形成されることから高い信頼性をもって形
成することができる。

【００３５】しかしながら、このような方法による場
合、そのプラグ５は、その一部が、絶縁性の例えばＳＯ
Ｇによって構成されるために電気抵抗が高くなるという
問題点がある。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うにコンタクトホールに対してプラグを形成する場合に
おいて、その表面を充分平坦に形成することができ、し
かも選択Ｗ成長法等における異常成長等に基づく不都
合、あるいはプラグ中に巣やシームの発生、コンタクト
ホールの存在によって生じる表面の凹凸等を除去して信
頼性に優れた配線の形成、さらに配線相互あるいは下地
半導体に対する接続を低抵抗をもって行うことができる
ようにした配線形成方法を提供する。

【００３７】

【課題を解決するための手段】第１の本発明方法は、絶
縁層に形成されたコンタクトホールをポリシリコンで埋
め込む工程と、その後これの上に、低抵抗であり、かつ
上記シリコンと低抵抗シリサイドを形成し得る金属を被
着形成する工程と、その後シリサイデーションアニール
を行って上記ポリシリコンと上記金属とによる金属シリ
サイドを形成する工程と、その後上記金属のみを選択的
にエッチングして金属シリサイドのフラグを形成する工
程と、このプラグをその周辺とほぼ同一平面にポリッシ
ュによる平坦化処理工程とを経る。

【００３８】ここで、ポリッシュとは、少くとも機械的
研磨がなされるものであり、さらにこの機械的研磨と共
に化学的研磨を行う機械・化学的研磨による平坦化処理
を指称する。

【００３９】第２の本発明は、絶縁層に形成されたコン
タクトホール内に、このコンタクトホールを埋め込むこ
とのない厚さをもって低抵抗金属層を成膜する工程と、
その後化学的液相成膜法によりコンタクトホールを不純
物ドープドポリシリコンで埋め込む工程とを経てドープ
ドポリシリコンを配線の少くとも一部とする。

【００４０】第３の本発明方法は、絶縁層に形成された
コンタクトホール内に、このコンタクトホールを埋め込
むことのない厚さをもって低抵抗金属層を成膜する工程
と、その後化学的液相成膜法によりコンタクトホールを
ポリシリコン層で埋め込む工程と、このポリシリコンの
上に配線を形成する工程と採る。

【００４１】第４の本発明は、絶縁層に形成されたコン
タクトホール内に低抵抗金属層を成膜する工程と、その
後化学的液相成膜法によりポリシリコンを埋め込む工程
と、その後この上に、低抵抗を有しかつシリコンと低抵
抗シリサイドを形成し得る金属を被着形成する工程と、
その後シリサイデーションアニールを行って上記金属と
ポリシリコンとの反応による金属シリサイドを形成する
工程と、その後上記金属のみを選択的にエッチングして
金属シリサイドのフラグを形成する工程と、このプラグ
をその周辺とほぼ同一平面にするポリッシュによる平坦
化処理工程とを採る。ここで言うポリッシュは、前述し
たと同様のすなわち第１の発明で説明したポリッシュの
平坦化処理におけるポリッシュと同様の方法を指称す
る。

【００４２】

【作用】上述の第１の本発明によればコンタクトホール
内に金属シリサイドプラグを形成するものであるが、こ
の金属シリサイドプラグを平坦化したので、これの上に
形成する配線例えば金属配線は、その形成面が平坦であ
ることからそのカバレージが良好となる。また、配線自
体が平坦的となるので両者が相俟って信頼性の高い配線
を形成することができる。

【００４３】また、第２〜第４の本発明方法では、コン
タクトホール内に特に化学的液相成膜法により不純物が
ドープされたドープドポリシリコンすなわち低抵抗ポリ
シリコンを形成してこれ自体を配線層の一部とするか、
あるいはこれの上に配線層を形成するか、またはコンタ
クトホール内にノンドープのポリシリコンを化学的液相
成膜法によって形成し、これをシリサイド化して埋め込
むようにしたので、コンタクトホール内に埋込まれたい
わゆるプラグ部はその全域に渡って低抵抗であること、
さらに化学的液相成膜法によって形成したポリシリコン
によって構成されていることによって、その表面は平坦
に形成されかつ狭小（小径）のコンタクトホール内と言
えども良好に、シーム等の発生がなく緻密にポリシリコ
ンの埋め込みがなされる。そしてこの平坦性によってこ
れの上に形成する配線あるいは配線を平坦面にかつ平坦
な配線として形成することができるので信頼性の高い配
線形成を行うことができる。

【００４４】

【実施例】次に、本発明による配線形成方法の実施例を
詳細に説明する。

【００４５】まず、第１の本発明方法の実施例について
図１を参照して説明する。この実施例においては、図８
及び図９で説明した従来方法と同様の工程を採って図１
Ａに示すように図１０Ａで示すと同様の凹み１１が表面
に形成されたプラグ５を形成する。

【００４６】すなわち、これの例においても図８Ａに示
すようにＳｉ等の下地半導体１の表面に形成されたＳｉ
Ｏ₂ 等の絶縁層２の、その配線のコンタクトを行う部位
にコンタクトホール３が穿設される。

【００４７】そして、図８Ｂで説明したように、コンタ
クトホール３内を含んで例えばＴｉ層４ＡとＴｉＮ層４
Ｂよりなるバリアメタル層４を順次スパッタリング等に
よって被着形成する。

【００４８】そして、図８Ｃで説明したように、バリア
メタル層４上にコンタクトホール３内を埋め込むよう
に、全面的にポリシリコン層９を例えば減圧ＣＶＤ法に
よって被着形成する。

【００４９】さらに、図９Ａで説明したようにポリシリ
コン層９を、その表面から全面的に化学的エッチング等
によるいわゆるエッチバックを行ってコンタクトホール
３上以外の部分のポリシリコン層９を除去する。このよ
うにしてポリシリコン層９によってコンタクトホール３
内を埋め込む。

【００５０】そして、図９Ｂで説明したように、ポリシ
リコン層９つまりＳｉとできるだけ低いアニール温度で
シリサイド化して低抵抗シリサイドを形成し得る金属例
えばＮｉの金属層１０を全面的にスパッタリング等によ
って形成する。そして、所要の温度例えば６００℃での
アニールを行ってＮｉのシリサイド化を行う。このよう
にしてコンタクトホール３内にＮｉＳｉすなわちこの例
においてはニッケルシリサイドによるプラグ５を形成す
る。

【００５１】次に、Ｎｉに対してのみ主としてエッチン
グを行うことのできる周知のエッチング処理によってＮ
ｉ金属層１０をエッチング除去して図１０Ａに対応する
図１Ａに示すようにコンタクトホール３内を埋め込んで
ＮｉＳｉのプラグ５を形成する。

【００５２】このようにして形成されたプラグ５におい
ても前述したと同様にコンタクトホール３より盛り上が
って、すなわちコンタクトホール３周辺のバリアメタル
層の表面より盛り上がって突出し、さらにその表面には
凹み１１が生じた形状となる。

【００５３】このプラグ５のバリアメタル層面よりの突
出高さは例えばコンタクトホールの深さが１μｍ、直径
が０．３５μｍである場合、０．２μｍ程度にも及ぶ。

【００５４】本発明においては、図１Ｂに示すように、
このプラグ５の表面をポリッシングしてその周辺と同一
平面を形成する平坦化面５Ｆを形成する。このポリッシ
ングは、機械・化学的ポリッシングいわゆるメカニカル
・ケミカルポリッシングによって行う。

【００５５】そして、図１Ｃに示すように、この平坦化
面５Ｆを有するプラグ５上を含んで例えば全面的にＡｌ
等の金属層を蒸着等によって被着して例えばフォトリソ
グラフィによる所要のパターンエッチングを行って所要
のパターンを有する金属配線等の目的とする配線２１を
形成する。

【００５６】図１Ｂで説明したプラグ５の上面平坦化の
ポリッシングは、例えば図２にその平坦化処理装置、す
なわちポリッシャス装置の概略構成図を示すように、回
転軸３４上に取着されて回転する研磨プレート３３上の
パッド３５上に研磨スラリー３６を供給流布するスラリ
ー導入管３７が設けられてなる。

【００５７】一方、図１Ａで示した下地半導体１上のコ
ンタクトホール３内にプラグ５が形成されたウェファ１
５は、回転軸３８上に取着された回転基台３９に取着さ
れ、圧力調整手段４０をもってウェファ４５を研磨プレ
ート３３に向かって所要の圧力をもって回転させながら
押圧するようになされる。

【００５８】このようにして研磨スラリー３６の介在に
よって研磨プレート３３によってウェファ４５の表面す
なわちその表面から突出するプラグ５の突出部を研磨し
て凹み１１を消失し、図１Ｂで示した周辺と同一平面を
形成する平坦化面５Ｆが形成されたプラグ５を形成す
る。

【００５９】このポリッシングの条件は、研磨プレート
３３の回転数が３７ｒ．ｐ．ｍ．、回転基台１６の回転
数を１７ｒ．ｐ．ｍ．、そのウェファの研磨圧力を８Ｐ
ＳＩ、研磨スラリーの供給流量を２２５ｍｌ／ｍｉｎ、
パッド温度４０℃において行った。

【００６０】また、研磨スラリーの主成分は、研磨粉と
して粒径が数１０〜数１００μｍのシリカを用いてさら
に化学的エッチング材としてのＫ₃ Ｆｅ（ＣＮ)₆，ＫＨ
₂ ＰＯ₄ を用い、さらにｐＨコントロールのためにエチ
レンジアミンを混合したものによって構成し得る。

【００６１】そして、このポリッシングは、実際上バリ
アメタル層４例えばＴｉあるいはＴｉＮが、ＮｉＳｉに
比して比較的硬いのでこのバリアメタル層４を残してこ
の表面と一致したポリッシングを比較的簡単に行うこと
ができる。

【００６２】尚、このポリッシュによる平坦化処理は図
１Ｂに示すようにバリアメタルを残した位置まで除去す
ることもできるし、バリアメタルを除去して絶縁層２の
表面が出る位置まで平坦化することもできる。

【００６３】このような本発明方法によれば、絶縁層２
のコンタクトホール３内には導電性を有するＮｉＳｉプ
ラグ５が充填されて配線２１と例えば下地半導体１との
電気的接続がこのプラグ５を介してなされるものである
ことから電気的に低抵抗をもって良好なコンタクトが行
われると共に、このプラグ５の表面はポリッシングによ
る良好な平坦面として形成されるので、これの上に形成
された配線２１はこれが平坦面に形成されることと、こ
の配線２１自体が平坦であることによって信頼性の高い
配線形成を行うことができる。

【００６４】また、上述した例においてはＮｉＳｉシリ
サイドによるプラグを形成した場合であるが、このＮｉ
Ｓｉシリサイドに限らず、すなわち本発明において、図
９Ｃに対応する金属層１０としてはＮｉに限らずＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｐｔ，Ｐｄ等を金属層として用い、これらとＳｉ
との化合物を用いることができるが、特に低抵抗シリサ
イドを形成することができ、またこれ自体の抵抗の小さ
いＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄを
用いることが有効である。

【００６５】また、図３及び図４を参照して本発明方法
の他の実施例を詳細に説明する。他の前述した図１〜図
４の本発明方法に対応する実施例について説明する。

【００６６】先ず図３Ａに示すようにこの場合において
も例えばシリコン下地半導体１の所定部に配線をコンタ
クトして形成する場合であり、この場合においても下地
半導体１上に形成されたＳｉＯ₂ 絶縁層２に形成したコ
ンタクトホール３を通じてその接続（コンタクト）を行
う場合である。この場合においてもコンタクトホール３
の内面内を含んで全面的にバリアメタル４、図示しない
が例えば前述したと同様にＴｉ層及びＴｉＮの２層構造
によるバリアメタル４を例えばスパッタリングによって
形成し、これの上に全面的にＣＶＤによって低抵抗の金
属層１３例えばＷ層をＣＶＤによってコンタクトホール
３を埋め込むことのない程度の厚さに形成する。

【００６７】次に、図３Ｂに示すように、金属層１３の
コンタクトホール３の存在によって生じた凹部内を埋め
込むように全面的に化学的液相成膜法によってポリシリ
コン層４１例えばこの例ではドープドポリシリコンすな
わち不純物がドープされて低抵抗化されたポリシリコン
５１を形成する。

【００６８】この化学的液相成膜法は例えば平行平板プ
ラズマ化学液相成長装置を用いて行うことができる。

【００６９】この場合、例えばＳｉＨ₄ を液相原料とし
てＳｉＨ₄ を１００ＳＣＣＭの流量をもって、また不純
物源としてのＰＨ₃ を１０ＳＣＣＭの流量をもって圧力
６７Ｐａ、基板温度−１１０℃で液相状態で高周波５０
Ｗをもって形成する。

【００７０】次に、図４Ａに示すように、このようにし
て形成したポリシリコン層５１をその表面からエッチン
グして金属層１３の表面が露出する位置までエッチバッ
クして全体を平坦化する。

【００７１】このエッチバックは例えば平行平板プラズ
マエッチを用い、通常のポリシリコンエッチング条件に
よって行うことができる。

【００７２】尚、このように化学的液相成膜法によって
形成したポリシリコンは、通常のいわゆる気相のＣＶＤ
によるポリシリコンよりその含有水素が多いので、エッ
チバック後にＮ₂ 雰囲気中で４００℃６０分のアニール
処理を行ってもよい。

【００７３】このようにしてコンタクトホール３内を、
金属層１３とポリシリコン、この例ではドープドプリシ
リコン５１の一部によって形成した導電性を有するプラ
グ５によって埋め込む。

【００７４】そして、その表面平坦化されたプラグ５上
を含んで全面的に例えばＡｌを蒸着し、これをフォトリ
ソグラフィ等によって所要のパターンエッチングを行っ
て所要のパターンを有する配線２１を形成する。

【００７５】このような構成によれば、配線２１と下地
半導体１とがコンタクトホール３内に形成された導電性
を有するプラグ５によって低抵抗をもってコンタクトさ
れる。

【００７６】この場合、ポリシリコン４１はドープドポ
リシリコンによって低抵抗化されているので、このプラ
グ５は全域にわたって導電性を有することから低抵抗の
コンタクトを行うことができる。

【００７７】また、特にこの本発明方法では、プラグ５
を金属層１３とポリシリコン５１によって構成するもの
であるが、このポリシリコン５１を化学的液相成膜法に
よって形成したことによって、コンタクトホール３によ
る金属層１３の凹部を完全に巣、シーム等の発生を生じ
ることなく埋め込むことができ、しかもこれを金属層１
３上にわたって全面的に形成する工程ですなわち図３Ｂ
に示す工程において、その表面は液相成膜法によること
によって平坦化されるのでこれをエッチバックしたとき
のプラグ５の表面をその周辺の例えば金属層３と同一の
平坦面に形成することができる。したがってこれの上に
形成した図４Ｂで示した配線層２１は平坦な面への形成
とこれ自体が平坦な配線として形成し得ることから信頼
性の高い配線を形成することができる。

【００７８】また、上述の例においては、図４Ｂで示す
ように金属層１３上に配線２１を形成した場合である
が、金属層１３とプラグ５をもって配線とすることもで
きる。また、上述した例においては、ドープドポリシリ
コンを化学的液相成膜法によって形成した場合である
が、不純物を含まないポリシリコン５１を化学的液相成
膜法によって図４Ｂに示すように形成し、図４Ａで説明
したようなエッチバックを行って後、これの上にこのポ
リシリコン５１すなわちそのシリコンと化合してシリサ
イドを形成し得る金属層例えは上述したと同様の図示し
ないがＮｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｐｔ，Ｐｄ等を形成してシ
リサイデーションすなわちアニール処理を施して図４Ｂ
のポリシリコン５１に代えて低抵抗シリサイド層を形成
することもできる。

【００７９】

【発明の効果】上述の第１の本発明によればコンタクト
ホール内に金属シリサイドプラグを形成するものである
が、この金属シリサイドプラグを平坦化したので、これ
の上に形成する配線例えば金属配線は、その形成面が平
坦であることからそのカバレージが良好となる。また、
配線自体が平坦的となるので両者が相俟って信頼性の高
い配線を形成することができる。

【００８０】また、第２〜第４の本発明方法では、コン
タクトホール内に特に化学的液相成膜法により不純物が
ドープされたドープドポリシリコンすなわち低抵抗ポリ
シリコンを形成してこれ自体を配線層の一部とするか、
あるいはこれの上に配線層を形成するか、またはコンタ
クトホール内にノンドープのポリシリコンを化学的液相
成膜法によって形成し、これをシリサイド化して埋め込
むようにしたのでコンタクトホール内に埋込まれたいわ
ゆるプラグ部はその全域に渡って低抵抗であること、さ
らに化学的液相成膜法によって形成したポリシリコンに
よって構成されていることによって、その表面は平坦に
形成されかつ狭小（小径）のコンタクトホール内と言え
ども良好に、シーム等の発生がなく緻密にポリシリコン
の埋め込みがなされる。そしてこの平坦性によってこれ
の上に形成する配線あるいは配線を平坦面にかつ平坦な
配線として形成することができるので信頼性の高い配線
形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の一例の一部の製造工程図である。

【図２】本発明方法における平坦化処理装置の概略構成
図である。

【図３】他の本発明方法の工程図（その１）である。

【図４】他の本発明方法の工程図（その２）である。

【図５】従来方法の場合に生じる一状態の説明図であ
る。

【図６】従来方法の場合に生じる一状態の説明図であ
る。

【図７】従来方法の工程図である。

【図８】他の従来方法の工程図（その１）である。

【図９】他の従来方法の工程図（その２）である。

【図１０】他の従来方法の工程図（その３）である。

【図１１】さらに他の従来方法の工程図（その１）

【図１２】さらに他の従来方法の工程図（その２）

【符号の説明】

１ 下地半導体 ２ 絶縁層 ３ コンタクトホール ５ プラグ ５Ｆ 平坦化面 ２１ 配線 １３ 金属層

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/304 ３２１ Ｐ 8728−4Ｍ 21/3205

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁層に形成されたコンタクトホールを
   ポリシリコンで埋め込む工程と、 その後、これの上に低抵抗かつ上記シリコンと低抵抗シ
   リサイドを形成し得る金属を被着形成する工程と、 その後、シリサイデーションアニールを行う工程と、 その後、上記金属のみを選択エッチングして金属シリサ
   イドのプラグを形成する工程と、 該プラグをその周辺とほぼ同一平面にするポリッシュに
   よる平坦処理工程とを経ることを特徴とする配線形成方
   法。
2. 【請求項２】 絶縁層に形成されたコンタクトホール内
   に該コンタクトホールを埋め込むことのない厚さをもっ
   て低抵抗金属層を成膜する工程と、 その後、化学的液相成膜法により上記コンタクトホール
   を不純物ドープドポリシリコンで埋め込む工程とを経て
   該ドープドポリシリコンを配線の少なくとも一部とする
   ことを特徴とする配線形成方法。
3. 【請求項３】 絶縁層に形成されたコンタクトホール内
   に該コンタクトホールを埋め込むことのない厚さをもっ
   て低抵抗金属層を成膜する工程と、 その後、化学的液相成膜法により上記コンタクトホール
   をポリシリコンで埋め込む工程と、 該ポリシリコンの上に配線を形成する工程とを経ること
   を特徴とする配線形成方法。
4. 【請求項４】 絶縁層に形成されたコンタクトホール内
   に低抵抗金属層を成膜する工程と、 その後、化学的液相成膜法によりポリシリコンを埋め込
   む工程と、 その後、これの上に低抵抗かつ上記シリコンと低抵抗シ
   リサイドを形成し得る金属を被着形成する工程と、 その後、シリサイデーションを行う工程と、 その後、上記金属のみを選択エッチングして金属シリサ
   イドのプラグを形成する工程と、 該プラグをその周辺とほぼ同一平面にするポリッシュに
   よる平坦化処理工程とを経ることを特徴とする配線形成
   方法。