JP2000091266A - タングステン・エッチ・バック処理のためのアルミニウム金属化組織の改良方法。 - Google Patents
タングステン・エッチ・バック処理のためのアルミニウム金属化組織の改良方法。Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改良アルミニウム組織を有する半導体デバイ
ス。 【解決手段】 アルミニウム１９又はアルミニウム・ベ
ース物質とタングステン１３の間に接続をつくる方法
で、その上にタングステンの層を含む下部領域を提供す
ることを含む。下部領域は好ましくは、その上が窒化チ
タン１１の層であるチタン９である。タングステン１３
の層は下部領域までエッチ・バックされる一方、露出タ
ングステンが下部領域の１部上に保持される。下部領域
は又そこに露出タングステンを含むバイヤを含み得る。
窒素含有プラズマ、好ましくは元素の窒素が、露出タン
グステン及び露出下部領域に適用され、バリヤ物質層が
プラズマの窒素と露出タングステン上のタングステンと
の相互作用によって作られる。更なるバリヤ層１７は好
ましくは窒化チタンであり、随意に適用され、その露出
表面上へアルミニウム１９の層が続き、タングステン１
３からアルミニウム１９の層を分離する。プラズマは好
ましくはアルゴン／窒素プラズマである。
ス。 【解決手段】 アルミニウム１９又はアルミニウム・ベ
ース物質とタングステン１３の間に接続をつくる方法
で、その上にタングステンの層を含む下部領域を提供す
ることを含む。下部領域は好ましくは、その上が窒化チ
タン１１の層であるチタン９である。タングステン１３
の層は下部領域までエッチ・バックされる一方、露出タ
ングステンが下部領域の１部上に保持される。下部領域
は又そこに露出タングステンを含むバイヤを含み得る。
窒素含有プラズマ、好ましくは元素の窒素が、露出タン
グステン及び露出下部領域に適用され、バリヤ物質層が
プラズマの窒素と露出タングステン上のタングステンと
の相互作用によって作られる。更なるバリヤ層１７は好
ましくは窒化チタンであり、随意に適用され、その露出
表面上へアルミニウム１９の層が続き、タングステン１
３からアルミニウム１９の層を分離する。プラズマは好
ましくはアルゴン／窒素プラズマである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタングステン・エッ
チ・バック処理のためのアルミニウム金属化組織の改良
方法に関連する。
チ・バック処理のためのアルミニウム金属化組織の改良
方法に関連する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】半導体デバイスの製造にお
いて、しばしば必要とされるステップは、化学蒸着（Ｃ
ＶＤ）タングステン・デポジションに先立ってチタン／
窒化チタンのスタックが形成（deposit）されるＣＶＤ
タングステン・プラグ処理のステップである。エッチ・
バックが次に実行され、リード線抵抗を減らすためにフ
ィールド酸化膜の不所望のタングステンを取除く。次に
アルミニウム合金薄膜がリード線用に形成される。典型
的には、タングステン・エッチ・バックは窒化チタン層
で停止し、より良い電気移動抵抗がこのタイプのスタッ
クで見られる故、窒化チタン／アルミニウム／窒化チタ
ン（ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮ）スタックがリード線用に形
成される。
いて、しばしば必要とされるステップは、化学蒸着（Ｃ
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窒化チタンのスタックが形成（deposit）されるＣＶＤ
タングステン・プラグ処理のステップである。エッチ・
バックが次に実行され、リード線抵抗を減らすためにフ
ィールド酸化膜の不所望のタングステンを取除く。次に
アルミニウム合金薄膜がリード線用に形成される。典型
的には、タングステン・エッチ・バックは窒化チタン層
で停止し、より良い電気移動抵抗がこのタイプのスタッ
クで見られる故、窒化チタン／アルミニウム／窒化チタ
ン（ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮ）スタックがリード線用に形
成される。
【０００３】しかしながら、タングステン・エッチ・バ
ック処理を経た下部Ｔｉ／ＴｉＮスタック上にＴｉＮ／
Ａｌ／ＴｉＮスタックが配置されるとき、そのＴｉＮ／
Ａｌ／ＴｉＮスタックの組織又は結晶方位の減成（degr
adation）が観測される。アルミニウムの（１１１）結
晶方位は、できるだけ広い範囲で、アルミニウム層の表
面に対し直角をなすことが望まれる。例えば、エッチ・
バックなしに、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮスタックは、Ｘ線
ロッキング・カーブ半値全幅（ＦＷＨＭ）で約１．４度
の（１１１）結晶方位のアルミニウム（Ａｌ（１１
１））組織を有することができる。しかしながら、エッ
チ・バック後、ＦＷＨＦは約３．５度に下がった。この
変化は、アルミニウム・デポジションに先立つタングス
テン・エッチ・バック処理によるＴｉＮ表面へのダメー
ジに起因すると考えられる。
ック処理を経た下部Ｔｉ／ＴｉＮスタック上にＴｉＮ／
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Ａｌ／ＴｉＮスタックの組織又は結晶方位の減成（degr
adation）が観測される。アルミニウムの（１１１）結
晶方位は、できるだけ広い範囲で、アルミニウム層の表
面に対し直角をなすことが望まれる。例えば、エッチ・
バックなしに、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮスタックは、Ｘ線
ロッキング・カーブ半値全幅（ＦＷＨＭ）で約１．４度
の（１１１）結晶方位のアルミニウム（Ａｌ（１１
１））組織を有することができる。しかしながら、エッ
チ・バック後、ＦＷＨＦは約３．５度に下がった。この
変化は、アルミニウム・デポジションに先立つタングス
テン・エッチ・バック処理によるＴｉＮ表面へのダメー
ジに起因すると考えられる。
【０００４】アルミニウム層の表面に直角な方向の（１
１１）組織を有するアルミニウムは、電気移動の改良に
とって最も利益がある。組織はデポジション条件によっ
て制御され、そしてとりわけ基板によって制御される
（例えば、アルミニウムの下にチタンを使用するとき、
アルミニウム薄膜は強固な（１１１）組織をつくること
ができる）。しかしながら、アルミニウムとチタンとの
間の相互作用を防ぐために、アルミニウムとチタンの間
に窒化チタン又は他のバリヤ物質の層を作る必要があ
る。同様に、窒化チタン層は、タングステン六フッ化物
（ＷＦ6）（タングステン・プラグ充填に通常使用され
る）とチタンとの間の作用を防ぐことができる。幸いに
窒化チタンはアルミニウム（１１１）とチタン（０００
１）のそれに類似する原子配列を有する。それ故、チタ
ンの方位を制御することによってチタンの組織を窒化チ
タンに、そしてアルミニウムに移し得る。
１１）組織を有するアルミニウムは、電気移動の改良に
とって最も利益がある。組織はデポジション条件によっ
て制御され、そしてとりわけ基板によって制御される
（例えば、アルミニウムの下にチタンを使用するとき、
アルミニウム薄膜は強固な（１１１）組織をつくること
ができる）。しかしながら、アルミニウムとチタンとの
間の相互作用を防ぐために、アルミニウムとチタンの間
に窒化チタン又は他のバリヤ物質の層を作る必要があ
る。同様に、窒化チタン層は、タングステン六フッ化物
（ＷＦ6）（タングステン・プラグ充填に通常使用され
る）とチタンとの間の作用を防ぐことができる。幸いに
窒化チタンはアルミニウム（１１１）とチタン（０００
１）のそれに類似する原子配列を有する。それ故、チタ
ンの方位を制御することによってチタンの組織を窒化チ
タンに、そしてアルミニウムに移し得る。
【０００５】標準の製造技術に従って、金属層及びその
上に延びる酸化物層を有すると共に、金属層まで慣通し
て延びるバイヤを有する、例えば、シリコン上の二酸化
シリコンのような基板が提供される。チタンの層がバイ
ヤの内壁を含む酸化物層上に形成され、窒化チタン層が
バイヤの内壁を含むチタン層全体上に形成される。次
に、窒化チタン層を覆ってバイヤを充填するようにタン
グステンが全表面上に形成される。それによりタングス
テン層は酸化物層からチタン及び窒化チタン層によって
分離される。タングステン層は次に適当なエッチャン
ト、好ましくはエッチャントとしてＳＦ6を用いてエッ
チ・バックされ、窒化チタン層はタングステンがバイヤ
内のみに残るようにエッチ・ストップとして作用する。
タングステン・ステップのこのエッチ・バックの結果と
して、わずかな汚染が、元素のイオウ、フッ素及び恐ら
く他の汚染物質の形で、窒化チタン層の表面及びバイヤ
内露出タングステンに残る。従って、次にアルミニウム
相互接続層が露出した窒化チタン層及びバイヤ内タング
ステン上に形成されるとき、汚染のため、ほとんどのア
ルミニウムはアルミニウムの表面に直角な所望の（１１
１）結晶方位を有さない。上述の様に、できるだけ多く
のアルミニウムがアルミニウムの表面に直角な（１１
１）結晶方位を有することが極めて望まれる。
上に延びる酸化物層を有すると共に、金属層まで慣通し
て延びるバイヤを有する、例えば、シリコン上の二酸化
シリコンのような基板が提供される。チタンの層がバイ
ヤの内壁を含む酸化物層上に形成され、窒化チタン層が
バイヤの内壁を含むチタン層全体上に形成される。次
に、窒化チタン層を覆ってバイヤを充填するようにタン
グステンが全表面上に形成される。それによりタングス
テン層は酸化物層からチタン及び窒化チタン層によって
分離される。タングステン層は次に適当なエッチャン
ト、好ましくはエッチャントとしてＳＦ6を用いてエッ
チ・バックされ、窒化チタン層はタングステンがバイヤ
内のみに残るようにエッチ・ストップとして作用する。
タングステン・ステップのこのエッチ・バックの結果と
して、わずかな汚染が、元素のイオウ、フッ素及び恐ら
く他の汚染物質の形で、窒化チタン層の表面及びバイヤ
内露出タングステンに残る。従って、次にアルミニウム
相互接続層が露出した窒化チタン層及びバイヤ内タング
ステン上に形成されるとき、汚染のため、ほとんどのア
ルミニウムはアルミニウムの表面に直角な所望の（１１
１）結晶方位を有さない。上述の様に、できるだけ多く
のアルミニウムがアルミニウムの表面に直角な（１１
１）結晶方位を有することが極めて望まれる。
【０００６】
【課題を達成するための手段及び作用】本発明に従っ
て、窒化チタン層及びアルミニウムの組織が先行技術に
比し改良され、それにより、アルミニウム層の表面に関
して（１１１）結晶方位のアルミニウムを先行技術で得
られるよりもかなり多く提供する。要するに、ＣＶＤタ
ングステンがバイヤ又はコンタクトを充填するために形
成され、フィールド酸化膜の、及び、バイヤ上及びバイ
ヤ外部のタングステンを除去するために、タングステン
のエッチ・バックが好ましくはＳＦ6を用いて先行技術
のように行われ、タングステンは、窒化チタン層でエッ
チが停止するよう終点検知により制御されるエッチ・バ
ック・プロセスでバイヤ内に残る。わずかなオーバー・
エッチが、フィールドのエッチされないタングステンの
小塊を除去するために必要とされる。
て、窒化チタン層及びアルミニウムの組織が先行技術に
比し改良され、それにより、アルミニウム層の表面に関
して（１１１）結晶方位のアルミニウムを先行技術で得
られるよりもかなり多く提供する。要するに、ＣＶＤタ
ングステンがバイヤ又はコンタクトを充填するために形
成され、フィールド酸化膜の、及び、バイヤ上及びバイ
ヤ外部のタングステンを除去するために、タングステン
のエッチ・バックが好ましくはＳＦ6を用いて先行技術
のように行われ、タングステンは、窒化チタン層でエッ
チが停止するよう終点検知により制御されるエッチ・バ
ック・プロセスでバイヤ内に残る。わずかなオーバー・
エッチが、フィールドのエッチされないタングステンの
小塊を除去するために必要とされる。
【０００７】現在、本発明に従って、イン・サイチュ・
プラズマ、好ましくはアルゴン／窒素プラズマ（他のプ
ラズマ、例えば窒素、窒素／水素、窒素／アンモニア、
及びそれらの組合わせ等が使用できるが）が、例えば、
ＳＦ6エッチャントが使用されるとき、窒化チタン表面
上のイオウ及びフッ素並びに他の汚染物のような残存汚
染物を除去するために用いられる。プラズマに窒素を追
加することは又、アルミニウムとタングステンとの間の
相互作用を防ぐ窒化タングステンを作ることでタングス
テン表面の不活性化を助ける。５００℃で２．５時間の
アニーリングの後でさえ、アルミニウムとタングステン
との間の相互作用を防ぐためのこの不活性処理により、
目覚しい改良が示された。アニーリングは、一般的に約
４００℃から５００℃の温度で、全ての他の処理ステッ
プの終了後、多層金属化プロセスにおいて一般的に発生
する。
プラズマ、好ましくはアルゴン／窒素プラズマ（他のプ
ラズマ、例えば窒素、窒素／水素、窒素／アンモニア、
及びそれらの組合わせ等が使用できるが）が、例えば、
ＳＦ6エッチャントが使用されるとき、窒化チタン表面
上のイオウ及びフッ素並びに他の汚染物のような残存汚
染物を除去するために用いられる。プラズマに窒素を追
加することは又、アルミニウムとタングステンとの間の
相互作用を防ぐ窒化タングステンを作ることでタングス
テン表面の不活性化を助ける。５００℃で２．５時間の
アニーリングの後でさえ、アルミニウムとタングステン
との間の相互作用を防ぐためのこの不活性処理により、
目覚しい改良が示された。アニーリングは、一般的に約
４００℃から５００℃の温度で、全ての他の処理ステッ
プの終了後、多層金属化プロセスにおいて一般的に発生
する。
【０００８】次にＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮスタックが損傷
していない不活性なＴｉＮ表面に形成されるが、第１の
ＴｉＮ層は、上述したように露出タングステン上の窒化
タングステン層の形成を考慮して、省くことはできるが
省く必要はない。ハイパー組織のアルミニウムがこのク
リーニング及び不活性プロセスで得られた。アルミニウ
ムが用いられる全ての場合において、適当なアルミニウ
ム・ベース合金がそれ故代り得る。
していない不活性なＴｉＮ表面に形成されるが、第１の
ＴｉＮ層は、上述したように露出タングステン上の窒化
タングステン層の形成を考慮して、省くことはできるが
省く必要はない。ハイパー組織のアルミニウムがこのク
リーニング及び不活性プロセスで得られた。アルミニウ
ムが用いられる全ての場合において、適当なアルミニウ
ム・ベース合金がそれ故代り得る。
【０００９】
【実施例】図１ａ及び図１ｂを先ず参照すると、バイヤ
充填のための、及びバイヤへ相互接続を提供するための
典型的な先行技術の方法が示されている。先ず図１ａに
おいて、金属層３とその上の酸化物層５を有する基板１
が示され、酸化物層は金属層上を延びると共に、金属層
３まで慣通して延びるバイヤ７を有する。チタン９の層
はバイヤ７の内壁を含む酸化物層５上に形成され、窒化
チタン層１１はバイヤの内壁を含むチタンの層全体上に
形成される。タングステン１３は次にバイヤ７を充填す
るために、そして酸化物層５上にタングステンの平坦層
を提供するために窒化チタン層１１上に形成され、チタ
ン９及び窒化チタン層１１によって酸化物層５から分離
される。タングステン層はエッチャントとしてのＳＦ6
を用いてエッチ・バックされ、窒化チタン層１１がエッ
チ・ストップとして作用して、タングステン１３は図１
ｂに示されるようにバイヤ７内のみに残る。このステッ
プの結果として、わずかな汚染物質１５が、窒化チタン
層１１及び窒化チタン層上露出タングステン１３の表面
に元素のイオウ、フッ素及びタングステンの形で残る。
従って、アルミニウム相互接続（図示せず）が露出窒化
シリコン及びタングステン上に形成されるとき、汚染物
質１５のため、ほとんどのアルミニウムはアルミニウム
の表面に直角な所望の（１１１）結晶方位を有さない。
上述した様に、できるだけ多くのアルミニウムがアルミ
ニウムの表面に直角な結晶方位を有することが非常に望
まれる。
充填のための、及びバイヤへ相互接続を提供するための
典型的な先行技術の方法が示されている。先ず図１ａに
おいて、金属層３とその上の酸化物層５を有する基板１
が示され、酸化物層は金属層上を延びると共に、金属層
３まで慣通して延びるバイヤ７を有する。チタン９の層
はバイヤ７の内壁を含む酸化物層５上に形成され、窒化
チタン層１１はバイヤの内壁を含むチタンの層全体上に
形成される。タングステン１３は次にバイヤ７を充填す
るために、そして酸化物層５上にタングステンの平坦層
を提供するために窒化チタン層１１上に形成され、チタ
ン９及び窒化チタン層１１によって酸化物層５から分離
される。タングステン層はエッチャントとしてのＳＦ6
を用いてエッチ・バックされ、窒化チタン層１１がエッ
チ・ストップとして作用して、タングステン１３は図１
ｂに示されるようにバイヤ７内のみに残る。このステッ
プの結果として、わずかな汚染物質１５が、窒化チタン
層１１及び窒化チタン層上露出タングステン１３の表面
に元素のイオウ、フッ素及びタングステンの形で残る。
従って、アルミニウム相互接続（図示せず）が露出窒化
シリコン及びタングステン上に形成されるとき、汚染物
質１５のため、ほとんどのアルミニウムはアルミニウム
の表面に直角な所望の（１１１）結晶方位を有さない。
上述した様に、できるだけ多くのアルミニウムがアルミ
ニウムの表面に直角な結晶方位を有することが非常に望
まれる。
【００１０】本発明に従って、先行技術の方法は、図１
ｂに示すような先行技術のＳＦ6エッチ・バックの後、窒
化チタン層１１の表面の残存イオウ、フッ素及び他汚染
物質１５を除去するため、２００ワット及び０．６トル
のイン・サイチュ・アルゴン／窒素プラズマを提供する
ことによって代わられる。プラズマへの窒素の追加は、
窒化タングステンを作ることでタングステン１３の表面
を不活性化する助けになる。次に窒化チタン１７／アル
ミニウム１９／窒化チタン２１スタックが損傷を受けて
いない不活性の窒化チタン表面１１及びタングステン１
３上に形成される。タングステン表面は窒素含有プラズ
マで不活性化されるから、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮスタッ
クの底の窒化チタンの厚さは減らし得る。金属スタック
高さのこの減少はライン間キャパシタンスを減らし、よ
り少ないＲＣ遅延及び高いデバイス速度を生じる。
ｂに示すような先行技術のＳＦ6エッチ・バックの後、窒
化チタン層１１の表面の残存イオウ、フッ素及び他汚染
物質１５を除去するため、２００ワット及び０．６トル
のイン・サイチュ・アルゴン／窒素プラズマを提供する
ことによって代わられる。プラズマへの窒素の追加は、
窒化タングステンを作ることでタングステン１３の表面
を不活性化する助けになる。次に窒化チタン１７／アル
ミニウム１９／窒化チタン２１スタックが損傷を受けて
いない不活性の窒化チタン表面１１及びタングステン１
３上に形成される。タングステン表面は窒素含有プラズ
マで不活性化されるから、ＴｉＮ／Ａｌ／ＴｉＮスタッ
クの底の窒化チタンの厚さは減らし得る。金属スタック
高さのこの減少はライン間キャパシタンスを減らし、よ
り少ないＲＣ遅延及び高いデバイス速度を生じる。
【００１１】５００℃での２．５時間のアニーリングの
後でさえ、アルミニウムとタングステンとの間の相互作
用を防ぐための不活性化処理により、並びに汚染物質の
除去後に目覚しい改良が観測された。不活性化なしに、
アニーリング前シート抵抗は、４４ｍΩ／スクエアが測
定され、アニーリング後は８６ｍΩ／スクエアが測定さ
れた。不活性化で、アニーリング前抵抗は４４ｍΩ／ス
クエアが測定され、アニーリング後は４５ｍΩ／スクエ
アが測定された。ハイパー組織アルミニウムがこのクリ
ーニング及び不活性プロセスで得られ、Ｘ線ロッキング
・カーブ半値全幅度は不活性化なしで３．８、不活性化
で１．５であった。
後でさえ、アルミニウムとタングステンとの間の相互作
用を防ぐための不活性化処理により、並びに汚染物質の
除去後に目覚しい改良が観測された。不活性化なしに、
アニーリング前シート抵抗は、４４ｍΩ／スクエアが測
定され、アニーリング後は８６ｍΩ／スクエアが測定さ
れた。不活性化で、アニーリング前抵抗は４４ｍΩ／ス
クエアが測定され、アニーリング後は４５ｍΩ／スクエ
アが測定された。ハイパー組織アルミニウムがこのクリ
ーニング及び不活性プロセスで得られ、Ｘ線ロッキング
・カーブ半値全幅度は不活性化なしで３．８、不活性化
で１．５であった。
【００１２】図１ａ乃至１ｃの構造と同一又は類似の構
造に同様の参照符号を付した図２ａ及び２ｂを参照する
と、コンタクトの充填、及びコンタクトへの相互接続の
提供のための典型的先行技術方法が示されている。先ず
図２ａを参照すると、その上に酸化膜５を有し、かつ基
板１まで慣通して延びるコンタクト７を有する基板１が
示されている。チタン９の層がコンタクト７の内壁を含
む酸化物層５上に形成され、窒化チタン層１１がコンタ
クトの内壁を含むチタン層全体上に形成される。タング
ステン１３が次に窒化チタン層１１上に形成されて、コ
ンタクト７を充填し、酸化物層５上にタングステンの平
坦層を提供し、そしてチタン９及び窒化チタン１１の層
によって酸化物層から分離される。次にタングステン１
３の層はエッチャントとしてのＳＦ6を用いてエッチ・
バックされ、窒化チタン層１１はエッチ・ストップとし
て作用し、タングステン１３は図２ｂに示されるように
コンタクト７内にのみ残る。このステップの結果とし
て、わずかな汚染物質１５が窒化チタン層１１の表面、
及び窒化チタン層上の露出タングステン１３に元素のイ
オウ、フッ素及びタングステンの形で残る。従って、ア
ルミニウム相互接続（図示せず）が露出した窒化チタン
及びタングステン上に形成されるとき、汚染物質１５の
ため、ほとんどのアルミニウムはアルミニウムの表面に
直角な所望の（１１１）結晶方位を有さない。本発明に
従って、図２ｂに示す先行技術のＳＦ6エッチ・バック
の後、上述したイン・サイチュ・アルゴン／窒素プラズ
マ又は窒素プラズマ、若しくは窒素／水素プラズマ又は
窒素／アンモニア・プラズマ又はこれらのプラズマの組
合わせが適用され、残存イオウ、フッ素及び他の汚染物
質１５を除去し、露出したタングステン表面を不活性化
する。窒化チタン１７／アルミニウム１９／窒化チタン
２１のスタックが、図２ｃに示すように、損傷していな
い不活性な窒化チタン表面１１及びタングステン表面１
３上に形成される。このようにして改良されたアルミニ
ウム組織が得られる。代替として、エクス・サイチュ不
活性化が、チタン１７／アルミニウム１９／窒化チタン
２１のスタック形成に先立って元素の窒素を含むプラズ
マで実行され得る。
造に同様の参照符号を付した図２ａ及び２ｂを参照する
と、コンタクトの充填、及びコンタクトへの相互接続の
提供のための典型的先行技術方法が示されている。先ず
図２ａを参照すると、その上に酸化膜５を有し、かつ基
板１まで慣通して延びるコンタクト７を有する基板１が
示されている。チタン９の層がコンタクト７の内壁を含
む酸化物層５上に形成され、窒化チタン層１１がコンタ
クトの内壁を含むチタン層全体上に形成される。タング
ステン１３が次に窒化チタン層１１上に形成されて、コ
ンタクト７を充填し、酸化物層５上にタングステンの平
坦層を提供し、そしてチタン９及び窒化チタン１１の層
によって酸化物層から分離される。次にタングステン１
３の層はエッチャントとしてのＳＦ6を用いてエッチ・
バックされ、窒化チタン層１１はエッチ・ストップとし
て作用し、タングステン１３は図２ｂに示されるように
コンタクト７内にのみ残る。このステップの結果とし
て、わずかな汚染物質１５が窒化チタン層１１の表面、
及び窒化チタン層上の露出タングステン１３に元素のイ
オウ、フッ素及びタングステンの形で残る。従って、ア
ルミニウム相互接続（図示せず）が露出した窒化チタン
及びタングステン上に形成されるとき、汚染物質１５の
ため、ほとんどのアルミニウムはアルミニウムの表面に
直角な所望の（１１１）結晶方位を有さない。本発明に
従って、図２ｂに示す先行技術のＳＦ6エッチ・バック
の後、上述したイン・サイチュ・アルゴン／窒素プラズ
マ又は窒素プラズマ、若しくは窒素／水素プラズマ又は
窒素／アンモニア・プラズマ又はこれらのプラズマの組
合わせが適用され、残存イオウ、フッ素及び他の汚染物
質１５を除去し、露出したタングステン表面を不活性化
する。窒化チタン１７／アルミニウム１９／窒化チタン
２１のスタックが、図２ｃに示すように、損傷していな
い不活性な窒化チタン表面１１及びタングステン表面１
３上に形成される。このようにして改良されたアルミニ
ウム組織が得られる。代替として、エクス・サイチュ不
活性化が、チタン１７／アルミニウム１９／窒化チタン
２１のスタック形成に先立って元素の窒素を含むプラズ
マで実行され得る。
【００１３】本発明をその特定の好適実施例に関して述
べたが、多くの変形及び変更が当業者にはただちに明ら
かになるであろう。それ故、そのような変形及び変更の
すべてを含むように、先行技術を考慮して可能な限り広
く添付請求の範囲を解釈することがその意図である。
べたが、多くの変形及び変更が当業者にはただちに明ら
かになるであろう。それ故、そのような変形及び変更の
すべてを含むように、先行技術を考慮して可能な限り広
く添付請求の範囲を解釈することがその意図である。
【００１４】以上の説明に関して更に次の項を開示す
る。 (1) アルミニウム又はアルミニウム・ベースの物質とタ
ングステンの間に接続をつくる方法であって、(a) その
上にタングステン層を含む下部領域を提供し、(b) 前記
タングステン層を前記下部領域までエッチ・バックする
一方、露出タングステンを前記下部領域の一部上に保持
し、(c) 前記露出タングステン及び露出下部領域に窒素
含有プラズマを適用して露出表面から汚染物質を除去
し、前記露出タングステン上にバリヤ層を作り、(d) 露
出表面上にアルミニウム層を供し、前記窒化タングステ
ン層が前記タングステンから前記アルミニウム層を分離
するステップを含む方法。 (2) (1)項の方法であって、前記下部領域はその上が窒
化チタン層であるチタン層である。 (3) (1)項の方法であって、前記下部領域はバイヤを含
み、前記露出タングステンは前記バイヤ内に形成され
る。 (4) (1)項の方法であって、前記バリヤ層は窒化タング
ステン及び窒化チタンの少なくとも１つを含む分類から
選ばれる。 (5) (1)項の方法であって、前記下部領域はコンタクト
を含み、前記露出タングステンは前記コンタクト内に形
成される。 (6) (1)項の方法であって、前記プラズマは元素の窒素
含有プラズマである。 (7) アルミニウム１９又はアルミニウム・ベース物質と
タングステン１３の間に接続をつくる方法で、その上に
タングステンの層を含む下部領域を提供することを含
む。下部領域は好ましくは、その上が窒化チタン１１の
層であるチタン９である。タングステン１３の層は下部
領域までエッチ・バックされる一方、露出タングステン
が下部領域の１部上に保持される。下部領域は又そこに
露出タングステンを含むバイヤを含み得る。窒素含有プ
ラズマ、好ましくは元素の窒素が、露出タングステン及
び露出下部領域に適用され、バリヤ物質層がプラズマの
窒素と露出タングステン上のタングステンとの相互作用
によって作られる。更なるバリヤ層１７は好ましくは窒
化チタンであり、随意に適用され、その露出表面上へア
ルミニウム１９の層が続き、タングステン１３からアル
ミニウム１９の層を分離する。プラズマは好ましくはア
ルゴン／窒素プラズマである。
る。 (1) アルミニウム又はアルミニウム・ベースの物質とタ
ングステンの間に接続をつくる方法であって、(a) その
上にタングステン層を含む下部領域を提供し、(b) 前記
タングステン層を前記下部領域までエッチ・バックする
一方、露出タングステンを前記下部領域の一部上に保持
し、(c) 前記露出タングステン及び露出下部領域に窒素
含有プラズマを適用して露出表面から汚染物質を除去
し、前記露出タングステン上にバリヤ層を作り、(d) 露
出表面上にアルミニウム層を供し、前記窒化タングステ
ン層が前記タングステンから前記アルミニウム層を分離
するステップを含む方法。 (2) (1)項の方法であって、前記下部領域はその上が窒
化チタン層であるチタン層である。 (3) (1)項の方法であって、前記下部領域はバイヤを含
み、前記露出タングステンは前記バイヤ内に形成され
る。 (4) (1)項の方法であって、前記バリヤ層は窒化タング
ステン及び窒化チタンの少なくとも１つを含む分類から
選ばれる。 (5) (1)項の方法であって、前記下部領域はコンタクト
を含み、前記露出タングステンは前記コンタクト内に形
成される。 (6) (1)項の方法であって、前記プラズマは元素の窒素
含有プラズマである。 (7) アルミニウム１９又はアルミニウム・ベース物質と
タングステン１３の間に接続をつくる方法で、その上に
タングステンの層を含む下部領域を提供することを含
む。下部領域は好ましくは、その上が窒化チタン１１の
層であるチタン９である。タングステン１３の層は下部
領域までエッチ・バックされる一方、露出タングステン
が下部領域の１部上に保持される。下部領域は又そこに
露出タングステンを含むバイヤを含み得る。窒素含有プ
ラズマ、好ましくは元素の窒素が、露出タングステン及
び露出下部領域に適用され、バリヤ物質層がプラズマの
窒素と露出タングステン上のタングステンとの相互作用
によって作られる。更なるバリヤ層１７は好ましくは窒
化チタンであり、随意に適用され、その露出表面上へア
ルミニウム１９の層が続き、タングステン１３からアル
ミニウム１９の層を分離する。プラズマは好ましくはア
ルゴン／窒素プラズマである。
【図１ａ】先行技術及び本発明に従ったプロセス・フロ
ーの１部を示す。
ーの１部を示す。
【図１ｂ】先行技術及び本発明に従ったプロセス・フロ
ーの１部を示す。
ーの１部を示す。
【図１ｃ】本発明に従ったプロセス・フローの完了を示
す。
す。
【図２ａ】先行技術及び本発明の第２の実施例に従った
プロセス・フローの１部を示す。
プロセス・フローの１部を示す。
【図２ｂ】先行技術及び本発明の第２の実施例に従った
プロセス・フローの１部を示す。
プロセス・フローの１部を示す。
【図２ｃ】本発明の第２の実施例に従ったプロセス・フ
ローの完了を示す。
ローの完了を示す。
１１ 窒化チタン層 １３ タングステン １７ バリヤ層 １９ アルミニウム
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム又はアルミニウム・ベース
の物質とタングステンの間に接続をつくる方法であっ
て、 (a) その上にタングステン層を含む下部領域を提供し、 (b) 前記タングステン層を前記下部領域までエッチ・バ
ックする一方、露出タングステンを前記下部領域の一部
上に保持し、 (c) 前記露出タングステン及び露出下部領域に窒素含有
プラズマを適用して露出表面から汚染物質を除去し、前
記露出タングステン上にバリヤ層を作り、 (d) 露出表面上にアルミニウム層を供し、前記窒化タン
グステン層が前記タングステンから前記アルミニウム層
を分離するステップを含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US099874 | 1987-09-22 | ||
| US9987498P | 1998-09-11 | 1998-09-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000091266A true JP2000091266A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=22277037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11257522A Pending JP2000091266A (ja) | 1998-09-11 | 1999-09-10 | タングステン・エッチ・バック処理のためのアルミニウム金属化組織の改良方法。 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6329282B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000091266A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US6599829B2 (en) * | 1998-11-25 | 2003-07-29 | Texas Instruments Incorporated | Method for photoresist strip, sidewall polymer removal and passivation for aluminum metallization |
| US6576546B2 (en) * | 1999-12-22 | 2003-06-10 | Texas Instruments Incorporated | Method of enhancing adhesion of a conductive barrier layer to an underlying conductive plug and contact for ferroelectric applications |
| US7037830B1 (en) * | 2000-02-16 | 2006-05-02 | Novellus Systems, Inc. | PVD deposition process for enhanced properties of metal films |
| US6387791B1 (en) * | 2000-12-14 | 2002-05-14 | Bae Systems, Information And Electronic Systems Integration, Inc. | Method for manufacturing microscopic canals within a semiconductor |
| US7360932B2 (en) * | 2004-06-01 | 2008-04-22 | Donnelly Corporation | Mirror assembly for vehicle |
| US7452805B2 (en) * | 2006-03-20 | 2008-11-18 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Aluminum based conductor for via fill and interconnect |
| US8471390B2 (en) | 2006-05-12 | 2013-06-25 | Vishay-Siliconix | Power MOSFET contact metallization |
| CN101443889B (zh) * | 2006-05-12 | 2012-08-29 | 维西埃-硅化物公司 | 功率金属氧化物半导体场效应晶体管触点金属化 |
| US9306056B2 (en) | 2009-10-30 | 2016-04-05 | Vishay-Siliconix | Semiconductor device with trench-like feed-throughs |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05243178A (ja) * | 1991-10-03 | 1993-09-21 | Hewlett Packard Co <Hp> | 半導体集積回路用相互接続体形成方法 |
| US5780908A (en) * | 1995-05-09 | 1998-07-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor apparatus with tungstein nitride |
| US6069072A (en) * | 1997-04-28 | 2000-05-30 | Texas Instruments Incorporated | CVD tin barrier layer for reduced electromigration of aluminum plugs |
| US5969425A (en) * | 1997-09-05 | 1999-10-19 | Advanced Micro Devices, Inc. | Borderless vias with CVD barrier layer |
-
1999
- 1999-07-08 US US09/349,624 patent/US6329282B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-10 JP JP11257522A patent/JP2000091266A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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