JPH0922942A - 配線及びその形成方法 - Google Patents
配線及びその形成方法Info
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- JPH0922942A JPH0922942A JP19122395A JP19122395A JPH0922942A JP H0922942 A JPH0922942 A JP H0922942A JP 19122395 A JP19122395 A JP 19122395A JP 19122395 A JP19122395 A JP 19122395A JP H0922942 A JPH0922942 A JP H0922942A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 接続孔内におけるオーミックコンタクトを単
純な工程で形成可能にして、製造コストが低い配線を提
供する。 【構成】 コンタクトホール１３の底部における自然酸
化膜をドライエッチングで除去した後にＴｉＮ膜１５及
びＷ膜１６を形成することによって、Ｓｉ基板１１を真
空中で移送して外気に接触させることなく、自然酸化膜
の除去からＴｉＮ膜１５の形成までを行う。このため、
還元用のＴｉ膜を形成することなく且つ自然酸化膜の新
たな形成を防止するための待機時間の管理をも行うこと
なく、コンタクトホール１３におけるオーミックコンタ
クトを形成することができる。
純な工程で形成可能にして、製造コストが低い配線を提
供する。 【構成】 コンタクトホール１３の底部における自然酸
化膜をドライエッチングで除去した後にＴｉＮ膜１５及
びＷ膜１６を形成することによって、Ｓｉ基板１１を真
空中で移送して外気に接触させることなく、自然酸化膜
の除去からＴｉＮ膜１５の形成までを行う。このため、
還元用のＴｉ膜を形成することなく且つ自然酸化膜の新
たな形成を防止するための待機時間の管理をも行うこと
なく、コンタクトホール１３におけるオーミックコンタ
クトを形成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置中
の配線であって接続孔に埋め込まれている金属膜を有す
る配線及びその形成方法に関するものである。
の配線であって接続孔に埋め込まれている金属膜を有す
る配線及びその形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の微細化に伴って接続孔の径
も縮小されているが、絶縁耐圧の確保等のために層間絶
縁膜の膜厚は薄くすることができず、その結果、接続孔
のアスペクト比が急激に上昇している。一方、低抵抗の
配線の材料として最も一般的に用いられスパッタ法で形
成されるＡｌは、段差被覆性がよくない。そこで、接続
孔を埋め込んだプラグを有する配線が多用されている。
も縮小されているが、絶縁耐圧の確保等のために層間絶
縁膜の膜厚は薄くすることができず、その結果、接続孔
のアスペクト比が急激に上昇している。一方、低抵抗の
配線の材料として最も一般的に用いられスパッタ法で形
成されるＡｌは、段差被覆性がよくない。そこで、接続
孔を埋め込んだプラグを有する配線が多用されている。
【０００３】図５は、この様な配線の形成方法の一従来
例を示している。この一従来例では、図５（ａ）に示す
様に、Ｓｉ基板１１上に層間絶縁膜であるＳｉＯ2 膜１
２を堆積させ、リソグラフィでパターニングしたレジス
ト（図示せず）をマスクにしたＲＩＥで、Ｓｉ基板１１
に達するコンタクトホール１３をＳｉＯ2 膜１２に開口
する。
例を示している。この一従来例では、図５（ａ）に示す
様に、Ｓｉ基板１１上に層間絶縁膜であるＳｉＯ2 膜１
２を堆積させ、リソグラフィでパターニングしたレジス
ト（図示せず）をマスクにしたＲＩＥで、Ｓｉ基板１１
に達するコンタクトホール１３をＳｉＯ2 膜１２に開口
する。
【０００４】次に、希弗酸水溶液によるエッチングでコ
ンタクトホール１３の底部における自然酸化膜（図示せ
ず）を除去した後、純水による洗浄及び乾燥を行う。そ
して、図５（ｂ）に示す様に、膜厚が３０ｎｍのＴｉ膜
１４と膜厚が７０ｎｍのＴｉＮ膜１５とをスパッタ法で
連続的に形成し、ＴｉＮ膜１５のアニールを行った後、
膜厚が５００ｎｍのＷ膜１６をブランケットＣＶＤ法で
形成する。
ンタクトホール１３の底部における自然酸化膜（図示せ
ず）を除去した後、純水による洗浄及び乾燥を行う。そ
して、図５（ｂ）に示す様に、膜厚が３０ｎｍのＴｉ膜
１４と膜厚が７０ｎｍのＴｉＮ膜１５とをスパッタ法で
連続的に形成し、ＴｉＮ膜１５のアニールを行った後、
膜厚が５００ｎｍのＷ膜１６をブランケットＣＶＤ法で
形成する。
【０００５】なお、Ｔｉ膜１４は希弗酸水溶液によるエ
ッチングの後に新たに形成された自然酸化膜を還元して
コンタクトホール１３におけるオーミックコンタクトを
形成するためのものであり、ＴｉＮ膜１５はＷ膜１６が
ＳｉＯ2 膜１２から剥離するのを防止するための密着層
である。各々の膜の形成条件及びアニール条件は、下記
の通りである。
ッチングの後に新たに形成された自然酸化膜を還元して
コンタクトホール１３におけるオーミックコンタクトを
形成するためのものであり、ＴｉＮ膜１５はＷ膜１６が
ＳｉＯ2 膜１２から剥離するのを防止するための密着層
である。各々の膜の形成条件及びアニール条件は、下記
の通りである。
【０００６】Ｔｉ膜のスパッタ条件 ガス Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ 圧力 ０．４Ｐａ 直流電力 ５ｋＷ 基板加熱温度 １５０℃
【０００７】ＴｉＮ膜のスパッタ条件 ガス Ａｒ／Ｎ2 ＝３０／８０ｓｃｃｍ 圧力 ０．４Ｐａ 直流電力 ５ｋＷ 基板加熱温度 １５０℃
【０００８】ＴｉＮ膜のアニール条件 ガス Ｎ2 １００％ 温度 ４５０℃ 時間 ３０分
【０００９】 Ｗ膜のブランケットＣＶＤ条件 ガス ＷＦ6 ／Ｈ2 ／Ａｒ＝７５／５００／２８００ｓｃｃｍ 圧力 １０６４０Ｐａ 温度 ４５０℃
【００１０】次に、図５（ｃ）に示す様に、Ｗ膜１６と
ＴｉＮ膜１５とＴｉ膜１４との全面をＲＩＥでエッチバ
ックし、これらの膜をコンタクトホール１３内にのみ残
して、これらの膜をコンタクトホール１３のプラグにす
る。この時のエッチング条件は、下記の通りである。
ＴｉＮ膜１５とＴｉ膜１４との全面をＲＩＥでエッチバ
ックし、これらの膜をコンタクトホール１３内にのみ残
して、これらの膜をコンタクトホール１３のプラグにす
る。この時のエッチング条件は、下記の通りである。
【００１１】エッチング条件 ガス ＳＦ6 ／Ｃｌ2 ＝２５／２０ｓｃｃｍ 圧力 １Ｐａ マイクロ波電力 ９５０Ｗ 高周波電力 ５０Ｗ（２ＭＨｚ）
【００１２】次に、図５（ｄ）に示す様に、膜厚が５０
ｎｍのＴｉ膜１７と、０．５％のＣｕを含有しており膜
厚が４００ｎｍのＡｌＣｕ膜１８と、膜厚が１００ｎｍ
のＴｉＮ膜１９とをスパッタ法で連続的に形成する。
ｎｍのＴｉ膜１７と、０．５％のＣｕを含有しており膜
厚が４００ｎｍのＡｌＣｕ膜１８と、膜厚が１００ｎｍ
のＴｉＮ膜１９とをスパッタ法で連続的に形成する。
【００１３】なお、Ｔｉ膜１７はＡｌＣｕ膜１８のマイ
グレーション耐性を高めるためのものであり、ＴｉＮ膜
１９はＡｌＣｕ膜１８等をパターニングするためのリソ
グラフィ工程における露光時の反射防止膜である。Ｔｉ
膜１７及びＴｉＮ膜１９の形成条件は、Ｔｉ膜１４及び
ＴｉＮ膜１５と夫々同じであり、ＡｌＣｕ膜１８の形成
条件は下記の通りである。
グレーション耐性を高めるためのものであり、ＴｉＮ膜
１９はＡｌＣｕ膜１８等をパターニングするためのリソ
グラフィ工程における露光時の反射防止膜である。Ｔｉ
膜１７及びＴｉＮ膜１９の形成条件は、Ｔｉ膜１４及び
ＴｉＮ膜１５と夫々同じであり、ＡｌＣｕ膜１８の形成
条件は下記の通りである。
【００１４】ＡｌＣｕ膜のスパッタ条件 ガス Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ 圧力 ０．４Ｐａ 直流電力 ５ｋＷ 基板加熱温度 ３００℃
【００１５】その後、リソグラフィでパターニングした
レジスト（図示せず）をマスクにしたＲＩＥで、ＴｉＮ
膜１９、ＡｌＣｕ膜１８及びＴｉ膜１７を配線のパター
ンに加工する。この時のエッチング条件は、下記の通り
である。
レジスト（図示せず）をマスクにしたＲＩＥで、ＴｉＮ
膜１９、ＡｌＣｕ膜１８及びＴｉ膜１７を配線のパター
ンに加工する。この時のエッチング条件は、下記の通り
である。
【００１６】 エッチング条件 ガス ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ＝６０／９０ｓｃｃｍ 圧力 ２Ｐａ 高周波電力 １２００Ｗ
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の一従
来例では、希弗酸水溶液によるエッチングでコンタクト
ホール１３の底部における自然酸化膜を除去し、更に純
水による洗浄及び乾燥を行っている。しかし、液体を使
用する処理は真空中では行うことができず、その間にＳ
ｉ基板１１等が外気と接触して、コンタクトホール１３
の底部に新たな自然酸化膜が形成される。
来例では、希弗酸水溶液によるエッチングでコンタクト
ホール１３の底部における自然酸化膜を除去し、更に純
水による洗浄及び乾燥を行っている。しかし、液体を使
用する処理は真空中では行うことができず、その間にＳ
ｉ基板１１等が外気と接触して、コンタクトホール１３
の底部に新たな自然酸化膜が形成される。
【００１８】このため、上述の様に、密着層としてのＴ
ｉＮ膜１５のみならず還元用のＴｉ膜１４をも形成する
必要がある。しかも、外気との接触時間が長過ぎると、
Ｔｉ膜１４によっても自然酸化膜を還元することが困難
になるので、外気との接触時間が所定の時間以上になら
ない様に途中の待機時間を管理する必要もある。従っ
て、上述の一従来例では、工程が複雑であり、製造コス
トが低い配線を提供することが困難であった。
ｉＮ膜１５のみならず還元用のＴｉ膜１４をも形成する
必要がある。しかも、外気との接触時間が長過ぎると、
Ｔｉ膜１４によっても自然酸化膜を還元することが困難
になるので、外気との接触時間が所定の時間以上になら
ない様に途中の待機時間を管理する必要もある。従っ
て、上述の一従来例では、工程が複雑であり、製造コス
トが低い配線を提供することが困難であった。
【００１９】また、Ｔｉ膜１４は熱処理によってＳｉ基
板１１とシリサイド化反応を起こし易く、このシリサイ
ドがアロイスパイクを生じさせる可能性がある。従っ
て、上述の一従来例では、耐熱性が高くて信頼性が高い
配線を提供することも困難であった。
板１１とシリサイド化反応を起こし易く、このシリサイ
ドがアロイスパイクを生じさせる可能性がある。従っ
て、上述の一従来例では、耐熱性が高くて信頼性が高い
配線を提供することも困難であった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１の配線は、接続
孔の内面に接して設けられているＴｉＮ膜と、前記Ｔｉ
Ｎ膜内に埋め込まれている金属膜とを有することを特徴
としている。
孔の内面に接して設けられているＴｉＮ膜と、前記Ｔｉ
Ｎ膜内に埋め込まれている金属膜とを有することを特徴
としている。
【００２１】請求項２の配線は、請求項１の配線におい
て、前記接続孔内における前記金属膜がプラグであるこ
とを特徴としている。
て、前記接続孔内における前記金属膜がプラグであるこ
とを特徴としている。
【００２２】請求項３の配線は、請求項１の配線におい
て、前記接続孔内における前記金属膜が配線の一部であ
ることを特徴としている。
て、前記接続孔内における前記金属膜が配線の一部であ
ることを特徴としている。
【００２３】請求項４の配線の形成方法は、接続孔の底
部における自然酸化膜をドライエッチングで除去する工
程と、前記ドライエッチングの後に、前記接続孔の内面
に接するＴｉＮ膜を形成する工程と、前記ＴｉＮ膜内に
金属膜を埋め込む工程とを具備することを特徴としてい
る。
部における自然酸化膜をドライエッチングで除去する工
程と、前記ドライエッチングの後に、前記接続孔の内面
に接するＴｉＮ膜を形成する工程と、前記ＴｉＮ膜内に
金属膜を埋め込む工程とを具備することを特徴としてい
る。
【００２４】請求項５の配線の形成方法は、請求項４の
配線の形成方法において、１００ｅＶ以下の加速エネル
ギーを有するイオンで前記ドライエッチングを行うこと
を特徴としている。
配線の形成方法において、１００ｅＶ以下の加速エネル
ギーを有するイオンで前記ドライエッチングを行うこと
を特徴としている。
【００２５】請求項６の配線の形成方法は、請求項４の
配線の形成方法において、前記ＴｉＮ膜を熱ＣＶＤ法ま
たはプラズマＣＶＤ法で形成することを特徴としてい
る。
配線の形成方法において、前記ＴｉＮ膜を熱ＣＶＤ法ま
たはプラズマＣＶＤ法で形成することを特徴としてい
る。
【００２６】請求項７の配線の形成方法は、請求項４の
配線の形成方法において、ブランケットＣＶＤ法で堆積
させたＷ膜を前記金属膜として用い、前記接続孔内にお
ける前記Ｗ膜をプラグにすることを特徴としている。
配線の形成方法において、ブランケットＣＶＤ法で堆積
させたＷ膜を前記金属膜として用い、前記接続孔内にお
ける前記Ｗ膜をプラグにすることを特徴としている。
【００２７】請求項８の配線の形成方法は、請求項４の
配線の形成方法において、Ａｌ膜を前記金属膜として用
い、前記接続孔内における前記Ａｌ膜を配線の一部にす
ることを特徴としている。
配線の形成方法において、Ａｌ膜を前記金属膜として用
い、前記接続孔内における前記Ａｌ膜を配線の一部にす
ることを特徴としている。
【００２８】本願の発明による配線及びその形成方法で
は、接続孔の底部における自然酸化膜をドライエッチン
グで除去しているので、半導体基板を真空中で移送して
外気に接触させることなく、自然酸化膜の除去からＴｉ
Ｎ膜の形成までを行うことができる。このため、還元用
のＴｉ膜を形成することなく且つ自然酸化膜の新たな形
成を防止するための待機時間の管理をも行うことなく、
接続孔におけるオーミックコンタクトを形成することが
できる。
は、接続孔の底部における自然酸化膜をドライエッチン
グで除去しているので、半導体基板を真空中で移送して
外気に接触させることなく、自然酸化膜の除去からＴｉ
Ｎ膜の形成までを行うことができる。このため、還元用
のＴｉ膜を形成することなく且つ自然酸化膜の新たな形
成を防止するための待機時間の管理をも行うことなく、
接続孔におけるオーミックコンタクトを形成することが
できる。
【００２９】また、接続孔の内面に接するＴｉＮ膜を形
成していて、接続孔の内面に接するＴｉ膜を形成してい
ないので、接続孔の下層の導電層とＴｉ膜とが反応する
ことによるアロイスパイクを防止することができる。
成していて、接続孔の内面に接するＴｉ膜を形成してい
ないので、接続孔の下層の導電層とＴｉ膜とが反応する
ことによるアロイスパイクを防止することができる。
【００３０】また、接続孔の底部における自然酸化膜を
除去するためのドライエッチングを、１００ｅＶ以下の
加速エネルギーを有するイオンで行えば、接続孔の下層
の導電層に損傷を生じず且つ接続孔の内側面からスパッ
タリングされた粒子が接続孔の底部に再付着しない様に
して、接続孔におけるオーミックコンタクトを更に確実
に形成することができる。
除去するためのドライエッチングを、１００ｅＶ以下の
加速エネルギーを有するイオンで行えば、接続孔の下層
の導電層に損傷を生じず且つ接続孔の内側面からスパッ
タリングされた粒子が接続孔の底部に再付着しない様に
して、接続孔におけるオーミックコンタクトを更に確実
に形成することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本願の発明の第１〜第３具
体例を、図１〜４を参照しながら説明する。図１が、コ
ンタクトホール内に埋め込まれているプラグを有する配
線に適用した第１具体例を示している。この第１具体例
でも、図１（ａ）に示す様に、Ｓｉ基板１１に達するコ
ンタクトホール１３をＳｉＯ2 膜１２に開口するまで
は、図５に示した一従来例と実質的に同様の工程を実行
する。
体例を、図１〜４を参照しながら説明する。図１が、コ
ンタクトホール内に埋め込まれているプラグを有する配
線に適用した第１具体例を示している。この第１具体例
でも、図１（ａ）に示す様に、Ｓｉ基板１１に達するコ
ンタクトホール１３をＳｉＯ2 膜１２に開口するまで
は、図５に示した一従来例と実質的に同様の工程を実行
する。
【００３２】しかし、この第１具体例では、次に、図１
（ｂ）に示す様に、コンタクトホール１３の底部のスパ
ッタエッチングと、ＣＶＤ法によるＴｉＮ膜１５の形成
と、ブランケットＣＶＤ法によるＷ膜１６の形成とを、
Ｓｉ基板１１を真空中で移送して外気に接触させること
なく連続的に実行可能なクラスターツール内で以下の様
に行う。
（ｂ）に示す様に、コンタクトホール１３の底部のスパ
ッタエッチングと、ＣＶＤ法によるＴｉＮ膜１５の形成
と、ブランケットＣＶＤ法によるＷ膜１６の形成とを、
Ｓｉ基板１１を真空中で移送して外気に接触させること
なく連続的に実行可能なクラスターツール内で以下の様
に行う。
【００３３】図２は、このクラスターツールのうちの誘
導結合プラズマ（Inductive Coupled Plasma：ＩＣＰ）
方式のソフトエッチング装置を示している。このソフト
エッチング装置では、石英ガラス製のベルジャー２１に
ＩＣＰコイル２２が巻回されており、高周波電源２３か
ら整合インピーダンス２４を介してＩＣＰコイル２２に
４５０ｋＨｚのＩＣＰ電力を供給して、Ａｒプラズマ２
５を発生させる。
導結合プラズマ（Inductive Coupled Plasma：ＩＣＰ）
方式のソフトエッチング装置を示している。このソフト
エッチング装置では、石英ガラス製のベルジャー２１に
ＩＣＰコイル２２が巻回されており、高周波電源２３か
ら整合インピーダンス２４を介してＩＣＰコイル２２に
４５０ｋＨｚのＩＣＰ電力を供給して、Ａｒプラズマ２
５を発生させる。
【００３４】そして、高周波電源２６から整合インピー
ダンス２７を介してＳｉ基板１１に１３．５６ＭＨｚの
バイアス電圧を印加して、Ａｒプラズマ２５のうちのＡ
ｒイオンを加速することによって、高密度で低エネルギ
ーのスパッタエッチングを行うことができる。
ダンス２７を介してＳｉ基板１１に１３．５６ＭＨｚの
バイアス電圧を印加して、Ａｒプラズマ２５のうちのＡ
ｒイオンを加速することによって、高密度で低エネルギ
ーのスパッタエッチングを行うことができる。
【００３５】コンタクトホール１３の底部における自然
酸化膜のスパッタエッチングは、この様なソフトエッチ
ング装置を用いて、下記の条件で、熱酸化によるＳｉＯ
2 膜に換算して１０ｎｍの膜厚分だけ行う。このとき、
Ｓｉ基板１１に対するバイアス電圧を１００Ｖ以下に制
御しているので、Ａｒイオンの加速エネルギーが低く、
Ｓｉ基板１１に損傷を与えず且つコンタクトホール１３
の内側面からスパッタリングされたＳｉＯ2 がコンタク
トホール１３の底部に再付着することもない。
酸化膜のスパッタエッチングは、この様なソフトエッチ
ング装置を用いて、下記の条件で、熱酸化によるＳｉＯ
2 膜に換算して１０ｎｍの膜厚分だけ行う。このとき、
Ｓｉ基板１１に対するバイアス電圧を１００Ｖ以下に制
御しているので、Ａｒイオンの加速エネルギーが低く、
Ｓｉ基板１１に損傷を与えず且つコンタクトホール１３
の内側面からスパッタリングされたＳｉＯ2 がコンタク
トホール１３の底部に再付着することもない。
【００３６】Ａｒイオンによるスパッタエッチング条件 ガス Ａｒ 圧力 ０．０６Ｐａ ＩＣＰ電力 １ｋＷ 高周波バイアス電圧 １００Ｖ
【００３７】その後、下記の条件で、膜厚が１００ｎｍ
のＴｉＮ膜１５と膜厚が５００ｎｍのＷ膜１６とを形成
して、これらのＴｉＮ膜１５及びＷ膜１６でコンタクト
ホール１３を埋め込む。
のＴｉＮ膜１５と膜厚が５００ｎｍのＷ膜１６とを形成
して、これらのＴｉＮ膜１５及びＷ膜１６でコンタクト
ホール１３を埋め込む。
【００３８】 ＴｉＮ膜のＣＶＤ条件 ガス ＴｉＣｌ4 ／ＮＨ3 ／Ｎ 2＝４０／６０／５０００ｓｃｃｍ 圧力 ２６６０Ｐａ 基板加熱温度 ６３０℃
【００３９】 Ｗ膜のブランケットＣＶＤ条件 ガス ＷＦ6 ／Ｈ2 ／Ａｒ＝７５／５００／２８００ｓｃｃｍ 圧力 １０６４０Ｐａ 温度 ４５０℃
【００４０】次に、図１（ｃ）に示す様に、既述の一従
来例と同じ条件で、Ｗ膜１６とＴｉＮ膜１５との全面を
ＲＩＥでエッチバックし、これらの膜をコンタクトホー
ル１３内にのみ残して、これらのＴｉＮ膜１５及びＷ膜
１６をコンタクトホール１３のプラグにする。
来例と同じ条件で、Ｗ膜１６とＴｉＮ膜１５との全面を
ＲＩＥでエッチバックし、これらの膜をコンタクトホー
ル１３内にのみ残して、これらのＴｉＮ膜１５及びＷ膜
１６をコンタクトホール１３のプラグにする。
【００４１】次に、図１（ｄ）に示す様に、既述の一従
来例と同じ条件で、膜厚が１００ｎｍのＴｉ膜１７と、
０．５％のＣｕを含有しており膜厚が４００ｎｍのＡｌ
Ｃｕ膜１８と、膜厚が２０ｎｍのＴｉＮ膜１９とを連続
的に形成する。そして、リソグラフィでパターニングし
たレジスト（図示せず）をマスクにして、既述の一従来
例と同じ条件のＲＩＥで、ＴｉＮ膜１９、ＡｌＣｕ膜１
８及びＴｉ膜１７を配線のパターンに加工する。
来例と同じ条件で、膜厚が１００ｎｍのＴｉ膜１７と、
０．５％のＣｕを含有しており膜厚が４００ｎｍのＡｌ
Ｃｕ膜１８と、膜厚が２０ｎｍのＴｉＮ膜１９とを連続
的に形成する。そして、リソグラフィでパターニングし
たレジスト（図示せず）をマスクにして、既述の一従来
例と同じ条件のＲＩＥで、ＴｉＮ膜１９、ＡｌＣｕ膜１
８及びＴｉ膜１７を配線のパターンに加工する。
【００４２】図３が、コンタクトホールを埋め込んでい
る配線に適用した第２具体例を示している。この第２具
体例でも、図３（ａ）に示す様に、Ｓｉ基板１１に達す
るコンタクトホール１３をＳｉＯ2 膜１２に開口するま
では、既述の一従来例と実質的に同様の工程を実行す
る。
る配線に適用した第２具体例を示している。この第２具
体例でも、図３（ａ）に示す様に、Ｓｉ基板１１に達す
るコンタクトホール１３をＳｉＯ2 膜１２に開口するま
では、既述の一従来例と実質的に同様の工程を実行す
る。
【００４３】しかし、この第２具体例では、次に、図３
（ｂ）に示す様に、コンタクトホール１３の底部のスパ
ッタエッチングと、ＣＶＤ法によるＴｉＮ膜１５の形成
と、高温スパッタ法によるＡｌＣｕ膜１８の形成とを、
Ｓｉ基板１１を真空中で移送して外気に接触させること
なく連続的に実行可能なクラスターツール内で以下の様
に行う。
（ｂ）に示す様に、コンタクトホール１３の底部のスパ
ッタエッチングと、ＣＶＤ法によるＴｉＮ膜１５の形成
と、高温スパッタ法によるＡｌＣｕ膜１８の形成とを、
Ｓｉ基板１１を真空中で移送して外気に接触させること
なく連続的に実行可能なクラスターツール内で以下の様
に行う。
【００４４】但し、この第２具体例でも、コンタクトホ
ール１３の底部のスパッタエッチングと、ＣＶＤ法によ
るＴｉＮ膜１５の形成とは、上述の第１具体例と実質的
に同様の工程で行う。その後、０．５％のＣｕを含有し
ており膜厚が６００ｎｍのＡｌＣｕ膜１８を下記の条件
の高温スパッタ法で形成してコンタクトホール１３を埋
め込み、更に、膜厚が１００ｎｍのＴｉＮ膜１９を既述
の一従来例と同じ条件で形成する。
ール１３の底部のスパッタエッチングと、ＣＶＤ法によ
るＴｉＮ膜１５の形成とは、上述の第１具体例と実質的
に同様の工程で行う。その後、０．５％のＣｕを含有し
ており膜厚が６００ｎｍのＡｌＣｕ膜１８を下記の条件
の高温スパッタ法で形成してコンタクトホール１３を埋
め込み、更に、膜厚が１００ｎｍのＴｉＮ膜１９を既述
の一従来例と同じ条件で形成する。
【００４５】ＡｌＣｕ膜の高温スパッタ条件 ガス Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ 圧力 ０．５Ｐａ 基板加熱温度 ５００℃
【００４６】そして、リソグラフィでパターニングした
レジスト（図示せず）をマスクにして、既述の一従来例
と同じ条件のＲＩＥで、ＴｉＮ膜１９、ＡｌＣｕ膜１８
及びＴｉＮ膜１５を配線のパターンに加工する。なお、
この第２具体例では、ＡｌＣｕ膜１８を高温スパッタ法
で形成してコンタクトホール１３を埋め込んでいるが、
リフロー法や高圧リフロー法等によってＡｌＣｕ膜１８
でコンタクトホール１３を埋め込んでもよい。
レジスト（図示せず）をマスクにして、既述の一従来例
と同じ条件のＲＩＥで、ＴｉＮ膜１９、ＡｌＣｕ膜１８
及びＴｉＮ膜１５を配線のパターンに加工する。なお、
この第２具体例では、ＡｌＣｕ膜１８を高温スパッタ法
で形成してコンタクトホール１３を埋め込んでいるが、
リフロー法や高圧リフロー法等によってＡｌＣｕ膜１８
でコンタクトホール１３を埋め込んでもよい。
【００４７】図４が、ビアホール内に埋め込まれている
プラグを有する配線に適用した第３具体例を示してい
る。この第３具体例に先立って、図４（ａ）に示す様
に、ＡｌＣｕ膜１８やＴｉＮ膜１９等がパターニングさ
れて下層の配線が形成されている。
プラグを有する配線に適用した第３具体例を示してい
る。この第３具体例に先立って、図４（ａ）に示す様
に、ＡｌＣｕ膜１８やＴｉＮ膜１９等がパターニングさ
れて下層の配線が形成されている。
【００４８】この第３具体例では、その後、下層の配線
上に層間絶縁膜であるＳｉＯ2 膜３２を堆積させ、リソ
グラフィでパターニングしたレジスト（図示せず）をマ
スクにしたＲＩＥで、ビアホール３３をＳｉＯ2 膜３２
に開口する。なお、ビアホール３３は、図４（ａ）に示
す様にＴｉＮ膜１９内で止まっていてもよいし、ＴｉＮ
膜１９を貫通してＡｌＣｕ膜１８に達していてもよい。
上に層間絶縁膜であるＳｉＯ2 膜３２を堆積させ、リソ
グラフィでパターニングしたレジスト（図示せず）をマ
スクにしたＲＩＥで、ビアホール３３をＳｉＯ2 膜３２
に開口する。なお、ビアホール３３は、図４（ａ）に示
す様にＴｉＮ膜１９内で止まっていてもよいし、ＴｉＮ
膜１９を貫通してＡｌＣｕ膜１８に達していてもよい。
【００４９】次に、図４（ｂ）（ｃ）に示す様に、上述
の第１具体例においてＴｉＮ膜１５及びＷ膜１６でコン
タクトホール１３を埋め込んだときと実質的に同様の工
程を実行して、ＴｉＮ膜３５及びＷ膜３６でビアホール
３３を埋め込む。
の第１具体例においてＴｉＮ膜１５及びＷ膜１６でコン
タクトホール１３を埋め込んだときと実質的に同様の工
程を実行して、ＴｉＮ膜３５及びＷ膜３６でビアホール
３３を埋め込む。
【００５０】次に、図４（ｄ）に示す様に、上述の第１
具体例においてＴｉ膜１７、ＡｌＣｕ膜１８及びＴｉＮ
膜１９で配線を形成したときと実質的に同様の工程を実
行して、Ｔｉ膜３７、ＡｌＣｕ膜３８及びＴｉＮ膜３９
で配線を形成する。但し、ＴｉＮ膜３９の膜厚は１００
ｎｍにする。
具体例においてＴｉ膜１７、ＡｌＣｕ膜１８及びＴｉＮ
膜１９で配線を形成したときと実質的に同様の工程を実
行して、Ｔｉ膜３７、ＡｌＣｕ膜３８及びＴｉＮ膜３９
で配線を形成する。但し、ＴｉＮ膜３９の膜厚は１００
ｎｍにする。
【００５１】なお、以上の第１〜第３具体例の何れにお
いても、コンタクトホール１３またはビアホール３３の
底部における自然酸化膜のスパッタエッチングをＡｒイ
オンで行ったが、Ａｒイオン以外の希ガスイオンやＦイ
オン等のハロゲンイオンによるスパッタエッチングを行
ってもよい。
いても、コンタクトホール１３またはビアホール３３の
底部における自然酸化膜のスパッタエッチングをＡｒイ
オンで行ったが、Ａｒイオン以外の希ガスイオンやＦイ
オン等のハロゲンイオンによるスパッタエッチングを行
ってもよい。
【００５２】また、コンタクトホール１３またはビアホ
ール３３の底部における自然酸化膜の除去を、スパッタ
エッチング以外のドライエッチングで行ってもよい。更
に、以上の第１〜第３具体例の何れにおいても、密着層
としてのＴｉＮ膜１５、３５を熱ＣＶＤ法で形成した
が、これらのＴｉＮ膜１５、３５をプラズマＣＶＤ法で
形成してもよい。
ール３３の底部における自然酸化膜の除去を、スパッタ
エッチング以外のドライエッチングで行ってもよい。更
に、以上の第１〜第３具体例の何れにおいても、密着層
としてのＴｉＮ膜１５、３５を熱ＣＶＤ法で形成した
が、これらのＴｉＮ膜１５、３５をプラズマＣＶＤ法で
形成してもよい。
【００５３】
【発明の効果】本願の発明による配線及びその形成方法
では、還元用のＴｉ膜を形成することなく且つ自然酸化
膜の新たな形成を防止するための待機時間の管理をも行
うことなく、接続孔内におけるオーミックコンタクトを
形成することができるので、工程が単純であり、製造コ
ストが低い配線を提供することができる。
では、還元用のＴｉ膜を形成することなく且つ自然酸化
膜の新たな形成を防止するための待機時間の管理をも行
うことなく、接続孔内におけるオーミックコンタクトを
形成することができるので、工程が単純であり、製造コ
ストが低い配線を提供することができる。
【００５４】また、接続孔の下層の導電層とＴｉ膜とが
反応することによるアロイスパイクを防止することがで
きるので、耐熱性が高くて信頼性が高い配線を提供する
ことができる。
反応することによるアロイスパイクを防止することがで
きるので、耐熱性が高くて信頼性が高い配線を提供する
ことができる。
【００５５】また、接続孔の底部における自然酸化膜を
除去するためのドライエッチングを、１００ｅＶ以下の
加速エネルギーを有するイオンで行えば、接続孔におけ
るオーミックコンタクトを更に確実に形成することがで
きるので、製造工程が安定で歩留りが高く、製造コスト
が更に低い配線を提供することができる。
除去するためのドライエッチングを、１００ｅＶ以下の
加速エネルギーを有するイオンで行えば、接続孔におけ
るオーミックコンタクトを更に確実に形成することがで
きるので、製造工程が安定で歩留りが高く、製造コスト
が更に低い配線を提供することができる。
【図１】本願の発明の第１具体例を工程順に示す配線の
側断面図である。
側断面図である。
【図２】本願の発明の第１〜第３具体例で使用される誘
導結合プラズマ方式のソフトエッチング装置の模式図で
ある。
導結合プラズマ方式のソフトエッチング装置の模式図で
ある。
【図３】本願の発明の第２具体例を工程順に示す配線の
側断面図である。
側断面図である。
【図４】本願の発明の第３具体例を工程順に示す配線の
側断面図である。
側断面図である。
【図５】本願の発明の一従来例を工程順に示す配線の側
断面図である。
断面図である。
１３ コンタクトホール １５ ＴｉＮ膜 １６ Ｗ膜 １８ ＡｌＣｕ膜 ３３ ビアホール ３５ ＴｉＮ膜 ３６ Ｗ膜
Claims (8)
- 【請求項１】 接続孔の内面に接して設けられているＴ
ｉＮ膜と、 前記ＴｉＮ膜内に埋め込まれている金属膜とを有するこ
とを特徴とする配線。 - 【請求項２】 前記接続孔内における前記金属膜がプラ
グであることを特徴とする請求項１記載の配線。 - 【請求項３】 前記接続孔内における前記金属膜が配線
の一部であることを特徴とする請求項１記載の配線。 - 【請求項４】 接続孔の底部における自然酸化膜をドラ
イエッチングで除去する工程と、 前記ドライエッチングの後に、前記接続孔の内面に接す
るＴｉＮ膜を形成する工程と、 前記ＴｉＮ膜内に金属膜を埋め込む工程とを具備するこ
とを特徴とする配線の形成方法。 - 【請求項５】 １００ｅＶ以下の加速エネルギーを有す
るイオンで前記ドライエッチングを行うことを特徴とす
る請求項４記載の配線の形成方法。 - 【請求項６】 前記ＴｉＮ膜を熱ＣＶＤ法またはプラズ
マＣＶＤ法で形成することを特徴とする請求項４記載の
配線の形成方法。 - 【請求項７】 ブランケットＣＶＤ法で堆積させたＷ膜
を前記金属膜として用い、前記接続孔内における前記Ｗ
膜をプラグにすることを特徴とする請求項４記載の配線
の形成方法。 - 【請求項８】 Ａｌ膜を前記金属膜として用い、前記接
続孔内における前記Ａｌ膜を配線の一部にすることを特
徴とする請求項４記載の配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19122395A JPH0922942A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 配線及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19122395A JPH0922942A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 配線及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0922942A true JPH0922942A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=16270950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19122395A Pending JPH0922942A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 配線及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0922942A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010061017A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 박종섭 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| JP2005026641A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-07-04 JP JP19122395A patent/JPH0922942A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010061017A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 박종섭 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| JP2005026641A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Nec Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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