JPH10209280A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH10209280A JPH10209280A JP2221097A JP2221097A JPH10209280A JP H10209280 A JPH10209280 A JP H10209280A JP 2221097 A JP2221097 A JP 2221097A JP 2221097 A JP2221097 A JP 2221097A JP H10209280 A JPH10209280 A JP H10209280A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- gas
- forming
- tungsten
- conductive film
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 工程数を増加させることなく、コンタクトホ
ールやビアホールを埋め込む導電膜の異常成長を抑制す
る。 【解決手段】 ＢＰＳＧ膜４にコンタクトホール５を形
成した後、バリアメタル膜及び密着膜としてチタン膜６
を形成し、その表面を窒化させる。その後、ＷＦ6ガス
とＳｉＨ4ガスを用いたＣＶＤ法によりタングステン膜
の初期核形成膜７を約７００Åの厚さに堆積する。この
とき、ＷＦ6ガスの供給が反応律速となる条件、例えば
ＷＦ6ガスの流量を５ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4ガスの流量を１
０ｓｃｃｍ、基板温度を４００〜５００℃とする。その
後、ＷＦ6ガスとＨ2ガスを用いたＣＶＤ法により、初期
核形成時と同じ基板温度でコンタクトホール埋込み用タ
ングステン膜８を約７０００Åの厚さに堆積する。エッ
チバックによりコンタクトホール以外のタングステン膜
７，８を除去した後、アルミニウム合金膜９を堆積し、
パターン化して配線を形成する。
ールやビアホールを埋め込む導電膜の異常成長を抑制す
る。 【解決手段】 ＢＰＳＧ膜４にコンタクトホール５を形
成した後、バリアメタル膜及び密着膜としてチタン膜６
を形成し、その表面を窒化させる。その後、ＷＦ6ガス
とＳｉＨ4ガスを用いたＣＶＤ法によりタングステン膜
の初期核形成膜７を約７００Åの厚さに堆積する。この
とき、ＷＦ6ガスの供給が反応律速となる条件、例えば
ＷＦ6ガスの流量を５ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4ガスの流量を１
０ｓｃｃｍ、基板温度を４００〜５００℃とする。その
後、ＷＦ6ガスとＨ2ガスを用いたＣＶＤ法により、初期
核形成時と同じ基板温度でコンタクトホール埋込み用タ
ングステン膜８を約７０００Åの厚さに堆積する。エッ
チバックによりコンタクトホール以外のタングステン膜
７，８を除去した後、アルミニウム合金膜９を堆積し、
パターン化して配線を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、とくにシリコン基板と配線との接続、多結晶
シリコン配線とメタル配線との接続、下層メタル配線と
上層メタル配線との接続のように、絶縁膜に設けた接続
孔を通して接続を行なう配線の形成工程に特徴をもつ製
造方法に関するものである。
法に関し、とくにシリコン基板と配線との接続、多結晶
シリコン配線とメタル配線との接続、下層メタル配線と
上層メタル配線との接続のように、絶縁膜に設けた接続
孔を通して接続を行なう配線の形成工程に特徴をもつ製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子が微細化されるに伴なって、
絶縁膜に開けられたコンタクトホールやビアホールなど
の接続孔を通して配線を下地と接続する際、接続孔には
タングステン膜などの金属膜をＣＶＤ法（化学気相成長
法）により形成して接続孔を埋め込む方法が用いられて
いる。ＣＶＤ法の核形成（nucleation）ステップは金属
化合物であるＷＦ6のＳｉＨ4還元反応であるため、微細
な接続孔に対するカバレッジをよくするために、基板の
表面反応が律速となるようなＷＦ6とＳｉＨ4のガス比で
核形成が行なわれている。
絶縁膜に開けられたコンタクトホールやビアホールなど
の接続孔を通して配線を下地と接続する際、接続孔には
タングステン膜などの金属膜をＣＶＤ法（化学気相成長
法）により形成して接続孔を埋め込む方法が用いられて
いる。ＣＶＤ法の核形成（nucleation）ステップは金属
化合物であるＷＦ6のＳｉＨ4還元反応であるため、微細
な接続孔に対するカバレッジをよくするために、基板の
表面反応が律速となるようなＷＦ6とＳｉＨ4のガス比で
核形成が行なわれている。
【０００３】バリアメタル膜又は密着膜として、チタン
膜を窒素雰囲気中で熱処理して表面を窒化させたものが
用いられることがあるが、そのチタン膜は表面が完全に
窒化されておらず、酸素などが表面に吸着して化学的に
均質でない膜となっている。その場合、その膜の上にＣ
ＶＤ法によるタングステン膜の核形成ステップを施す
と、タングステン膜が異常成長する。その異常成長した
部分は、その後にタングステン膜のエッチバックプロセ
スを施しても除去することができない。また、異常成長
が起こらない場合でも、表面が完全に窒化されていない
チタン膜はバリアメタル膜としての機能を十分に果たす
ことができず、ＷＦ6がバリアメタルの下のシリコン基
板を侵食してジャンクションリークの原因となる。
膜を窒素雰囲気中で熱処理して表面を窒化させたものが
用いられることがあるが、そのチタン膜は表面が完全に
窒化されておらず、酸素などが表面に吸着して化学的に
均質でない膜となっている。その場合、その膜の上にＣ
ＶＤ法によるタングステン膜の核形成ステップを施す
と、タングステン膜が異常成長する。その異常成長した
部分は、その後にタングステン膜のエッチバックプロセ
スを施しても除去することができない。また、異常成長
が起こらない場合でも、表面が完全に窒化されていない
チタン膜はバリアメタル膜としての機能を十分に果たす
ことができず、ＷＦ6がバリアメタルの下のシリコン基
板を侵食してジャンクションリークの原因となる。
【０００４】このような問題を解決する方法として以下
の方法が提案されている。 （１）ＷＦ6とＳｉＨ4による核形成ステップを低温低圧
条件で行なう方法である。具体的には、コンタクトホー
ルを埋め込む際に、高融点メタルをスパッタした後、Ｗ
Ｆ6とＳｉＨ4を用いて低温低圧条件でタングステンを全
面成長させ、続いてブランケットＣＶＤ法によるタング
ステン膜でコンタクトホールを埋め込むことにより、下
地シリコン基板の侵食を抑制し、ジャンクションリーク
を抑える（特開平４−３７３１５０号公報参照）。そこ
では、核形成ステップでの反応ガスの流量は ＷＦ6＞ＳｉＨ4 となるように設定されている。また、核形成ステップで
の基板温度は２５０〜３５０℃であり、その後にコンタ
クトホールを埋め込むためのブランケットＣＶＤプロセ
スでの基板温度（４１０〜４５０℃）に比べて低く設定
されている。
の方法が提案されている。 （１）ＷＦ6とＳｉＨ4による核形成ステップを低温低圧
条件で行なう方法である。具体的には、コンタクトホー
ルを埋め込む際に、高融点メタルをスパッタした後、Ｗ
Ｆ6とＳｉＨ4を用いて低温低圧条件でタングステンを全
面成長させ、続いてブランケットＣＶＤ法によるタング
ステン膜でコンタクトホールを埋め込むことにより、下
地シリコン基板の侵食を抑制し、ジャンクションリーク
を抑える（特開平４−３７３１５０号公報参照）。そこ
では、核形成ステップでの反応ガスの流量は ＷＦ6＞ＳｉＨ4 となるように設定されている。また、核形成ステップで
の基板温度は２５０〜３５０℃であり、その後にコンタ
クトホールを埋め込むためのブランケットＣＶＤプロセ
スでの基板温度（４１０〜４５０℃）に比べて低く設定
されている。
【０００５】（２）バリアメタル膜又は密着膜上にタン
グステンシリサイド膜を成長させる方法である。例え
ば、コンタクトホールを埋め込む際に、Ｔｉ膜やＴｉＮ
膜をスパッタ法により成膜した後、ＣＶＤ法によりタン
グステンシリサイド膜を形成し、続いてブランケットＣ
ＶＤ法によりタングステンを埋め込むことでジャンクシ
ョンリークやボイドを抑制する（特開平５−９４９６７
号公報参照）。
グステンシリサイド膜を成長させる方法である。例え
ば、コンタクトホールを埋め込む際に、Ｔｉ膜やＴｉＮ
膜をスパッタ法により成膜した後、ＣＶＤ法によりタン
グステンシリサイド膜を形成し、続いてブランケットＣ
ＶＤ法によりタングステンを埋め込むことでジャンクシ
ョンリークやボイドを抑制する（特開平５−９４９６７
号公報参照）。
【０００６】（３）バリアメタル膜又は密着膜をランプ
アニールする方法である。例えば、コンタクトホールを
埋め込む際に、Ｔｉ膜やＴｉＮ膜を形成した後、それに
ランプアニールを施すことにより、表面を滑らかに、か
つ密なものにし、その後のＣＶＤ法におけるタングステ
ン膜形成の際の異常成長の発生を抑制する（特開平７−
３７８３６号公報参照）。
アニールする方法である。例えば、コンタクトホールを
埋め込む際に、Ｔｉ膜やＴｉＮ膜を形成した後、それに
ランプアニールを施すことにより、表面を滑らかに、か
つ密なものにし、その後のＣＶＤ法におけるタングステ
ン膜形成の際の異常成長の発生を抑制する（特開平７−
３７８３６号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】（１）の方法では、コ
ンタクトホールをタングステン膜で埋め込む際の核形成
ステップとその後のタングステン膜形成とで基板温度が
異なっているため、同一チャンバ内で連続して成膜する
ことが困難であり、パーティクルが増加する懸念もあ
る。（２）の方法では、タングステンシリサイド膜を形
成する工程が余分に必要となる。（３）の方法では、バ
リアメタル膜又は密着膜がＴｉ単層の場合にはその表面
を完全に化学的に均質な状態にすることは難しい。本発
明は工程数を増加させることなく、コンタクトホールや
ビアホールを埋め込む導電膜の異常成長を抑制する方法
を提供することを目的とするものである。
ンタクトホールをタングステン膜で埋め込む際の核形成
ステップとその後のタングステン膜形成とで基板温度が
異なっているため、同一チャンバ内で連続して成膜する
ことが困難であり、パーティクルが増加する懸念もあ
る。（２）の方法では、タングステンシリサイド膜を形
成する工程が余分に必要となる。（３）の方法では、バ
リアメタル膜又は密着膜がＴｉ単層の場合にはその表面
を完全に化学的に均質な状態にすることは難しい。本発
明は工程数を増加させることなく、コンタクトホールや
ビアホールを埋め込む導電膜の異常成長を抑制する方法
を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、以下の工程
（Ａ）から（Ｆ）を含んで配線を形成する。 （Ａ）下地上の絶縁膜に接続用の開口を設ける工程、
（Ｂ）前記絶縁膜上からバリアメタル又は密着膜となる
第１の導電膜を形成する工程、（Ｃ）第１の導電膜上か
らＣＶＤ法により成膜速度が反応ガス中の金属化合物ガ
スの供給律速となる条件で第２の導電膜の初期核を形成
する工程、（Ｄ）第２の導電膜の初期核上から第２の導
電膜をＣＶＤ法により前記開口を埋め込む厚さに形成す
る工程、（Ｅ）第２の導電膜を開口部にのみ残すように
エッチバックする工程、（Ｆ）前記絶縁膜上から配線用
の第３の導電膜を形成し、写真製版とエッチングにより
パターン化を施して配線を形成する工程。
（Ａ）から（Ｆ）を含んで配線を形成する。 （Ａ）下地上の絶縁膜に接続用の開口を設ける工程、
（Ｂ）前記絶縁膜上からバリアメタル又は密着膜となる
第１の導電膜を形成する工程、（Ｃ）第１の導電膜上か
らＣＶＤ法により成膜速度が反応ガス中の金属化合物ガ
スの供給律速となる条件で第２の導電膜の初期核を形成
する工程、（Ｄ）第２の導電膜の初期核上から第２の導
電膜をＣＶＤ法により前記開口を埋め込む厚さに形成す
る工程、（Ｅ）第２の導電膜を開口部にのみ残すように
エッチバックする工程、（Ｆ）前記絶縁膜上から配線用
の第３の導電膜を形成し、写真製版とエッチングにより
パターン化を施して配線を形成する工程。
【０００９】本発明ではＣＶＤ法による微細孔埋め込み
の際の核形成ステップにおいて、金属化合物ガスの供給
律速の条件で膜を形成することにより、気相反応が支配
的になり、下地の化学的状態に左右されにくくなる。そ
の結果、ＣＶＤ法により形成した膜の異常成長を防ぎ、
またコンタクトホールの場合にはシリコン基板への侵食
を防ぐこともでき、信頼性の高い配線を形成することが
できる。
の際の核形成ステップにおいて、金属化合物ガスの供給
律速の条件で膜を形成することにより、気相反応が支配
的になり、下地の化学的状態に左右されにくくなる。そ
の結果、ＣＶＤ法により形成した膜の異常成長を防ぎ、
またコンタクトホールの場合にはシリコン基板への侵食
を防ぐこともでき、信頼性の高い配線を形成することが
できる。
【００１０】金属化合物ガスの供給律速の条件は、例え
ばタングステンのＣＶＤ法による成膜で反応ガスが金属
化合物ガスとしてのＷＦ6と還元ガスとしてのＳｉＨ4を
含んでいる場合、それぞれのガス流量を ＷＦ6＜ＳｉＨ4 とすることである。より具体的には、ＷＦ6の流量が５
ｓｃｃｍ以下、ＳｉＨ4の流量が１０ｓｃｃｍ以上であ
る。
ばタングステンのＣＶＤ法による成膜で反応ガスが金属
化合物ガスとしてのＷＦ6と還元ガスとしてのＳｉＨ4を
含んでいる場合、それぞれのガス流量を ＷＦ6＜ＳｉＨ4 とすることである。より具体的には、ＷＦ6の流量が５
ｓｃｃｍ以下、ＳｉＨ4の流量が１０ｓｃｃｍ以上であ
る。
【００１１】また、タングステン膜の成膜の核形成ステ
ップとその後の埋込み用の成膜を同じ基板温度で行なう
ようにすれば、同一チャンバ内で核形成ステップとその
後の成膜を連続して行なうことができるようになり、パ
ーティクルの増加などの懸念もなく、高品質のタングス
テン膜を簡便に形成することができるようになる。
ップとその後の埋込み用の成膜を同じ基板温度で行なう
ようにすれば、同一チャンバ内で核形成ステップとその
後の成膜を連続して行なうことができるようになり、パ
ーティクルの増加などの懸念もなく、高品質のタングス
テン膜を簡便に形成することができるようになる。
【００１２】
（実施例１）図１は第１の実施例を表わす。この実施例
は多結晶シリコン配線及びシリコン基板へのコンタクト
について適用した実施例である。 （Ａ）Ｐ型シリコン基板１上に約１００Åの厚さのゲー
ト酸化膜２を形成し、その上にＮ型不純物を添加した多
結晶シリコン膜３を形成する。多結晶シリコン膜３上に
フォトレジスト膜を形成した後、写真製版によりパター
ン化を施してレジストパターンを形成し、それをマスク
として多結晶シリコン膜３とゲート酸化膜２を反応性イ
オンエッチング法によりエッチングしてゲート電極を形
成する。フォトレジスト膜を除去した後、ゲート電極３
をマスクとして基板１に砒素又はリンをイオン注入して
ソース領域とドレイン領域を形成する。
は多結晶シリコン配線及びシリコン基板へのコンタクト
について適用した実施例である。 （Ａ）Ｐ型シリコン基板１上に約１００Åの厚さのゲー
ト酸化膜２を形成し、その上にＮ型不純物を添加した多
結晶シリコン膜３を形成する。多結晶シリコン膜３上に
フォトレジスト膜を形成した後、写真製版によりパター
ン化を施してレジストパターンを形成し、それをマスク
として多結晶シリコン膜３とゲート酸化膜２を反応性イ
オンエッチング法によりエッチングしてゲート電極を形
成する。フォトレジスト膜を除去した後、ゲート電極３
をマスクとして基板１に砒素又はリンをイオン注入して
ソース領域とドレイン領域を形成する。
【００１３】（Ｂ）基板上に絶縁膜として約７０００Å
の厚さのＢＰＳＧ（Borophosphosilicate glass）膜４
をＣＶＤ法により堆積する。 （Ｃ）ＢＰＳＧ膜４上にフォトレジスト膜を形成した
後、写真製版によりパターン化を施してコンタクトホー
ル部に開口を有するレジストパターンを形成する。コン
タクトホール部の開口は１辺が約０.５μｍの大きさと
する。このレジストパターンをマスクとして反応性イオ
ンエッチング法によりＢＰＳＧ膜４をパターン化して多
結晶シリコン配線及びシリコン基板１上に１辺が約０.
５μｍのコンタクトホール５を形成する。その後、レジ
スト膜を除去する。
の厚さのＢＰＳＧ（Borophosphosilicate glass）膜４
をＣＶＤ法により堆積する。 （Ｃ）ＢＰＳＧ膜４上にフォトレジスト膜を形成した
後、写真製版によりパターン化を施してコンタクトホー
ル部に開口を有するレジストパターンを形成する。コン
タクトホール部の開口は１辺が約０.５μｍの大きさと
する。このレジストパターンをマスクとして反応性イオ
ンエッチング法によりＢＰＳＧ膜４をパターン化して多
結晶シリコン配線及びシリコン基板１上に１辺が約０.
５μｍのコンタクトホール５を形成する。その後、レジ
スト膜を除去する。
【００１４】（Ｄ）次に、基板全面にチタン膜６を約１
０００Åの厚さに形成し、窒素雰囲気中で、例えば８０
０℃でアニールし、表面を窒化させることによりバリア
メタル膜及び密着膜とする。 （Ｅ）ＷＦ6ガスとＳｉＨ4ガスを用いたＣＶＤ法により
タングステン膜の初期核形成膜７を約７００Åの厚さに
堆積する。このとき、ＷＦ6ガスの供給が反応律速とな
る条件、例えばＷＦ6ガスの流量を５ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4
ガスの流量を１０ｓｃｃｍ、基板温度を４００〜５００
℃とする。
０００Åの厚さに形成し、窒素雰囲気中で、例えば８０
０℃でアニールし、表面を窒化させることによりバリア
メタル膜及び密着膜とする。 （Ｅ）ＷＦ6ガスとＳｉＨ4ガスを用いたＣＶＤ法により
タングステン膜の初期核形成膜７を約７００Åの厚さに
堆積する。このとき、ＷＦ6ガスの供給が反応律速とな
る条件、例えばＷＦ6ガスの流量を５ｓｃｃｍ、ＳｉＨ4
ガスの流量を１０ｓｃｃｍ、基板温度を４００〜５００
℃とする。
【００１５】（Ｆ）ＷＦ6ガスとＨ2ガスを用いたＣＶＤ
法により、初期核形成時と同じ基板温度でコンタクトホ
ール埋込み用タングステン膜８を約７０００Åの厚さに
堆積する。 （Ｇ）ＳＦ6ガスとＡｒガスを用いたエッチングによ
り、タングステン膜７，８をエッチバックし、コンタク
トホール以外のタングステン膜７，８を除去する。
法により、初期核形成時と同じ基板温度でコンタクトホ
ール埋込み用タングステン膜８を約７０００Åの厚さに
堆積する。 （Ｇ）ＳＦ6ガスとＡｒガスを用いたエッチングによ
り、タングステン膜７，８をエッチバックし、コンタク
トホール以外のタングステン膜７，８を除去する。
【００１６】（Ｈ）基板全面に上部配線用アルミニウム
合金膜９を堆積する。 （Ｉ）アルミニウム合金膜９上にレジスト膜を形成し、
写真製版でレジストパターンを形成した後、それをマス
クとして反応性イオンエッチング法により、アルミニウ
ム合金膜９及びチタン膜６をパターン化して配線を形成
する。その後、フォトレジスト膜を除去する。
合金膜９を堆積する。 （Ｉ）アルミニウム合金膜９上にレジスト膜を形成し、
写真製版でレジストパターンを形成した後、それをマス
クとして反応性イオンエッチング法により、アルミニウ
ム合金膜９及びチタン膜６をパターン化して配線を形成
する。その後、フォトレジスト膜を除去する。
【００１７】ここで、工程（Ｅ）の初期核形成条件のＷ
Ｆ6ガス流量／ＳｉＨ4ガス流量と、その後の工程（Ｆ）
のタングステン膜形成時の異常成長の有無との関係を表
１に示す。
Ｆ6ガス流量／ＳｉＨ4ガス流量と、その後の工程（Ｆ）
のタングステン膜形成時の異常成長の有無との関係を表
１に示す。
【表１】 ＷＦ6ガス流量が５ｓｃｃｍのとき、ＳｉＨ4ガス流量が
１０ｓｃｃｍ以上であれば異常成長は発生しない。これ
は、ＳｉＨ4ガス流量を増やすことで気相成長が支配的
となり、下地表面の化学的状態の影響を受けずにタング
ステン膜を均質に形成することができるからである。
１０ｓｃｃｍ以上であれば異常成長は発生しない。これ
は、ＳｉＨ4ガス流量を増やすことで気相成長が支配的
となり、下地表面の化学的状態の影響を受けずにタング
ステン膜を均質に形成することができるからである。
【００１８】（実施例２）図２は本発明を図１と同様の
配線に適用した実施例を表わしたものである。工程
（Ａ）〜（Ｆ）は図１の実施例と同じである。 （Ｇ）ＳＦ6ガスとＡｒガスを用いたエッチングにより
タングステン膜７，８をエッチバックし、コンタクトホ
ール５以外のタングステン膜７，８を除去する。その
後、Ｃｌ2ガスとＡｒガスを用いたエッチングによりバ
リアメタル膜及び密着膜のチタン膜６をエッチバック
し、コンタクトホール５以外のチタン膜６を除去する。 その後の工程（Ｈ）〜（Ｉ）は図１の実施例１と同じで
ある。
配線に適用した実施例を表わしたものである。工程
（Ａ）〜（Ｆ）は図１の実施例と同じである。 （Ｇ）ＳＦ6ガスとＡｒガスを用いたエッチングにより
タングステン膜７，８をエッチバックし、コンタクトホ
ール５以外のタングステン膜７，８を除去する。その
後、Ｃｌ2ガスとＡｒガスを用いたエッチングによりバ
リアメタル膜及び密着膜のチタン膜６をエッチバック
し、コンタクトホール５以外のチタン膜６を除去する。 その後の工程（Ｈ）〜（Ｉ）は図１の実施例１と同じで
ある。
【００１９】（実施例３）図３は本発明をビアホールで
の配線の接続に適用した実施例を表わしたものである。
図３の実施例は、図１の実施例と比較すると、コンタク
トホール５の代りにビアホール１２が形成される点を除
いて、工程（Ｂ）〜（Ｉ）は図１の実施例と同じ条件で
行なうことができる。
の配線の接続に適用した実施例を表わしたものである。
図３の実施例は、図１の実施例と比較すると、コンタク
トホール５の代りにビアホール１２が形成される点を除
いて、工程（Ｂ）〜（Ｉ）は図１の実施例と同じ条件で
行なうことができる。
【００２０】（Ａ）下地基板１０上のメタル配線９の形
成までは図１又は図２の実施例により行なうことができ
る。 （Ｂ）下地基板１０上に絶縁膜として約７０００Åの厚
さのＢＰＳＧ膜１１をＣＶＤ法により堆積する。
成までは図１又は図２の実施例により行なうことができ
る。 （Ｂ）下地基板１０上に絶縁膜として約７０００Åの厚
さのＢＰＳＧ膜１１をＣＶＤ法により堆積する。
【００２１】（Ｃ）ＢＰＳＧ膜１１上にフォトレジスト
膜を形成した後、写真製版によりパターン化を施してビ
アホール部に１辺が約０.５μｍの大きさの開口を有す
るレジストパターンを形成する。そのレジストパターン
をマスクとして反応性イオンエッチング法によりＢＰＳ
Ｇ膜１１をパターン化して下層配線９上に１辺が約０.
５μｍのビアホール１２を形成する。その後、レジスト
膜を除去する。
膜を形成した後、写真製版によりパターン化を施してビ
アホール部に１辺が約０.５μｍの大きさの開口を有す
るレジストパターンを形成する。そのレジストパターン
をマスクとして反応性イオンエッチング法によりＢＰＳ
Ｇ膜１１をパターン化して下層配線９上に１辺が約０.
５μｍのビアホール１２を形成する。その後、レジスト
膜を除去する。
【００２２】（Ｄ）次に、基板全面にチタン膜１３を約
１０００Åの厚さに形成し、窒素雰囲気中で、例えば８
００℃でアニールし、表面を窒化させることにより密着
膜とする。 （Ｅ）ＷＦ6ガスとＳｉＨ4ガスを用いたＣＶＤ法により
タングステン膜の初期核形成膜１４を約７００Åの厚さ
に堆積する。このとき、ＷＦ6ガスの供給が反応律速と
なる条件、例えばＷＦ6ガスの流量を５ｓｃｃｍ、Ｓｉ
Ｈ4ガスの流量を１０ｓｃｃｍ、基板温度を４００〜５
００℃とする。
１０００Åの厚さに形成し、窒素雰囲気中で、例えば８
００℃でアニールし、表面を窒化させることにより密着
膜とする。 （Ｅ）ＷＦ6ガスとＳｉＨ4ガスを用いたＣＶＤ法により
タングステン膜の初期核形成膜１４を約７００Åの厚さ
に堆積する。このとき、ＷＦ6ガスの供給が反応律速と
なる条件、例えばＷＦ6ガスの流量を５ｓｃｃｍ、Ｓｉ
Ｈ4ガスの流量を１０ｓｃｃｍ、基板温度を４００〜５
００℃とする。
【００２３】（Ｆ）ＷＦ6ガスとＨ2ガスを用いたＣＶＤ
法により、初期核形成時と同じ基板温度でビアホール埋
込み用タングステン膜１５を約７０００Åの厚さに堆積
する。 （Ｇ）ＳＦ6ガスとＡｒガスを用いたエッチングによ
り、タングステン膜１４，１５をエッチバックし、ビア
ホール以外のタングステン膜１４，１５を除去する。
法により、初期核形成時と同じ基板温度でビアホール埋
込み用タングステン膜１５を約７０００Åの厚さに堆積
する。 （Ｇ）ＳＦ6ガスとＡｒガスを用いたエッチングによ
り、タングステン膜１４，１５をエッチバックし、ビア
ホール以外のタングステン膜１４，１５を除去する。
【００２４】（Ｈ）基板全面に上層配線用アルミニウム
合金膜１６を堆積する。 （Ｉ）アルミニウム合金膜１６上にレジスト膜を形成
し、写真製版でレジストパターンを形成した後、それを
マスクとして反応性イオンエッチング法により、アルミ
ニウム合金膜１６及びチタン膜１３をパターン化して配
線を形成する。その後、フォトレジスト膜を除去する。
合金膜１６を堆積する。 （Ｉ）アルミニウム合金膜１６上にレジスト膜を形成
し、写真製版でレジストパターンを形成した後、それを
マスクとして反応性イオンエッチング法により、アルミ
ニウム合金膜１６及びチタン膜１３をパターン化して配
線を形成する。その後、フォトレジスト膜を除去する。
【００２５】（実施例４）図４は実施例３と同様に、本
発明をビアホールでの配線の接続に適用した実施例を表
わしたものである。この実施例では図２の実施例と同様
にタングステン膜をビアホールのみに残すエッチバック
に続いて層間絶縁膜上のチタン膜１３も除去している。
発明をビアホールでの配線の接続に適用した実施例を表
わしたものである。この実施例では図２の実施例と同様
にタングステン膜をビアホールのみに残すエッチバック
に続いて層間絶縁膜上のチタン膜１３も除去している。
【００２６】バリアメタルを兼ねる密着膜は実施例では
表面を窒化させたＴｉ膜であるが、ＴｉＮ膜やＴｉ／Ｔ
ｉＮ（ＴｉＮが上）の積層膜でもよく、またタングステ
ンシリサイド膜等の高融点金属シリサイド膜でもよい。
層間絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を挙げているが、ＰＳＧ膜
やＢＳＧ膜、高温酸化膜（ＨＴＯ）でもよい。また、Ｓ
ＯＧ（スピンオングラス）とそれらの絶縁膜との積層膜
でもよい。
表面を窒化させたＴｉ膜であるが、ＴｉＮ膜やＴｉ／Ｔ
ｉＮ（ＴｉＮが上）の積層膜でもよく、またタングステ
ンシリサイド膜等の高融点金属シリサイド膜でもよい。
層間絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を挙げているが、ＰＳＧ膜
やＢＳＧ膜、高温酸化膜（ＨＴＯ）でもよい。また、Ｓ
ＯＧ（スピンオングラス）とそれらの絶縁膜との積層膜
でもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明ではＣＶＤ法による微細孔埋め込
みの際の核形成ステップにおいて、金属化合物ガスの供
給律速の条件で膜を形成することにより、気相反応が支
配的になり、下地の化学的状態に左右されにくくなる。
その結果、ＣＶＤ法により形成した膜の異常成長を防
ぎ、またコンタクトホールの埋込みに適用した場合には
シリコン基板への侵食を防ぐこともでき、信頼性の高い
配線を形成することができる。また、タングステン膜の
成膜の核形成ステップとその後の埋込み用のブランケッ
トタングステン膜成膜を同じ基板温度で行なうようにす
れば、同一チャンバ内で核形成ステップとその後の成膜
を連続して行なうことができるようになり、パーティク
ルの増加などの懸念もなくなるほか、高品質のタングス
テン膜を簡便に形成することができるようになる。
みの際の核形成ステップにおいて、金属化合物ガスの供
給律速の条件で膜を形成することにより、気相反応が支
配的になり、下地の化学的状態に左右されにくくなる。
その結果、ＣＶＤ法により形成した膜の異常成長を防
ぎ、またコンタクトホールの埋込みに適用した場合には
シリコン基板への侵食を防ぐこともでき、信頼性の高い
配線を形成することができる。また、タングステン膜の
成膜の核形成ステップとその後の埋込み用のブランケッ
トタングステン膜成膜を同じ基板温度で行なうようにす
れば、同一チャンバ内で核形成ステップとその後の成膜
を連続して行なうことができるようになり、パーティク
ルの増加などの懸念もなくなるほか、高品質のタングス
テン膜を簡便に形成することができるようになる。
【図１】第１の実施例を示す工程断面図である。
【図２】第２の実施例を示す工程断面図である。
【図３】第３の実施例を示す工程断面図である。
【図４】第４の実施例を示す工程断面図である。
１ Ｐ型シリコン基板 ２ ゲート酸化膜 ３ 多結晶シリコン膜 ４，１１ ＢＰＳＧ膜 ５ コンタクトホール ６，１３ チタン膜 ７，１４ タングステンの初期核形成膜 ８，１５ ブランケットタングステン膜 ９，１６ Ａｌ合金膜
Claims (3)
- 【請求項１】 以下の工程（Ａ）から（Ｆ）を含んで配
線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 （Ａ）下地上の絶縁膜に接続用の開口を設ける工程、 （Ｂ）前記絶縁膜上からバリアメタル又は密着膜となる
第１の導電膜を形成する工程、 （Ｃ）第１の導電膜上からＣＶＤ法により成膜速度が反
応ガス中の金属化合物ガスの供給律速となる条件で第２
の導電膜の初期核を形成する工程、 （Ｄ）第２の導電膜の初期核上から第２の導電膜をＣＶ
Ｄ法により前記開口を埋め込む厚さに形成する工程、 （Ｅ）第２の導電膜を開口部にのみ残すようにエッチバ
ックする工程、 （Ｆ）前記絶縁膜上から配線用の第３の導電膜を形成
し、写真製版とエッチングによりパターン化を施して配
線を形成する工程。 - 【請求項２】 第２の導電膜の初期核を形成する工程
（Ｃ）は、反応ガスが金属化合物ガスとしてのＷＦ6と
還元ガスとしてのＳｉＨ4を含んだものであり、それぞ
れのガス流量が ＷＦ6＜ＳｉＨ4 となるように設定される請求項１に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項３】 開口を埋め込むように第２の導電膜を形
成する工程（Ｄ）は、反応ガスが金属化合物ガスとして
のＷＦ6と還元ガスとしてのＨ2を含んだものであり、 工程（Ｃ）と工程（Ｄ）で基板温度が等しく設定される
請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2221097A JPH10209280A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2221097A JPH10209280A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209280A true JPH10209280A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=12076446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2221097A Pending JPH10209280A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209280A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6190994B1 (en) | 1998-06-26 | 2001-02-20 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for forming a tungsten upper electrode of a capacitor |
| JP2003077865A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-14 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7659209B2 (en) | 2001-11-14 | 2010-02-09 | Canon Anelva Corporation | Barrier metal film production method |
| US20100240212A1 (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US7977243B2 (en) | 2001-11-14 | 2011-07-12 | Canon Anelva Corporation | Barrier metal film production apparatus, barrier metal film production method, metal film production method, and metal film production apparatus |
-
1997
- 1997-01-20 JP JP2221097A patent/JPH10209280A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6190994B1 (en) | 1998-06-26 | 2001-02-20 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method for forming a tungsten upper electrode of a capacitor |
| JP2003077865A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-14 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US7659209B2 (en) | 2001-11-14 | 2010-02-09 | Canon Anelva Corporation | Barrier metal film production method |
| US7977243B2 (en) | 2001-11-14 | 2011-07-12 | Canon Anelva Corporation | Barrier metal film production apparatus, barrier metal film production method, metal film production method, and metal film production apparatus |
| US20100240212A1 (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US8399351B2 (en) | 2009-03-19 | 2013-03-19 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Method of manufacturing a semiconductor device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2889430B2 (ja) | コンタクト部形成方法 | |
| JP3175721B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2000306997A (ja) | バリアメタル層を有する半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH09326436A (ja) | 配線形成方法 | |
| JP3027946B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH1012729A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH10209280A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH05129231A (ja) | 電極配線 | |
| JP3246046B2 (ja) | 高融点金属膜の堆積方法 | |
| JP3072544B2 (ja) | 半導体装置の配線方法 | |
| JP3102555B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH09102469A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2702007B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US20040224501A1 (en) | Manufacturing method for making tungsten-plug in an intergrated circuit device without volcano phenomena | |
| JP3065395B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| JPH02162722A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2733396B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2836371B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH053170A (ja) | ブランケツトタングステンプラグ形成法 | |
| JP2871943B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH05160065A (ja) | シリサイドプラグの形成方法 | |
| JP3019453B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3868043B2 (ja) | タングステン窒化膜の製造方法及びこれを用いた金属配線製造方法 | |
| JPH053171A (ja) | タングステンプラグの形成方法 | |
| JPH0562929A (ja) | 半導体装置の製造方法 |