JP2000269163A - 金属膜の形成方法及び配線の形成方法 - Google Patents

金属膜の形成方法及び配線の形成方法

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JP2000269163A
JP2000269163A JP11072948A JP7294899A JP2000269163A JP 2000269163 A JP2000269163 A JP 2000269163A JP 11072948 A JP11072948 A JP 11072948A JP 7294899 A JP7294899 A JP 7294899A JP 2000269163 A JP2000269163 A JP 2000269163A
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Hajime Yagi
肇 矢木
Hisayoshi Yamoto
久良 矢元
Hideo Yamanaka
英雄 山中
Yuichi Sato
勇一 佐藤
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属（あるいは金属化合物）膜をエッチング
によるパターニングなしに選択的に形成することのでき
る方法、及びこの方法を利用した配線の形成方法の提供
が望まれている。 【解決手段】 基層１上に、基層１表面を露出させる開
口部２を有したマスク３を形成し、このマスク３の開口
部２内にて露出した基層１表面上に、触媒ＣＶＤ法によ
り選択的に金属あるいは金属化合物を堆積して金属膜４
を形成する、金属膜の形成方法。また、この金属膜の形
成方法を利用した配線の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学的気相成長方
法（ＣＶＤ法）を用いた金属膜の形成方法に係り、詳し
くは触媒体により原料ガスを活性化させて金属あるいは
金属化合物の成膜を行う、触媒ＣＶＤ法を用いた金属膜
の形成方法、及び配線の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造技術において、特に配線など
として用いる金属あるいは金属化合物を成膜するには、
物理的気相成長法の代表的なものであるスパッタ法や、
メタルＣＶＤ（化学的気相成長）法が一般に採用されて
いる。
【０００３】スパッタ法は、真空中でイオンを加速して
ターゲットに衝突させ、その衝撃ではじき出されたター
ゲットの原子、分子を基板上に堆積させ、成膜する方法
であり、配線用のアルミニウムの成膜などに用いられて
いる。メタルＣＶＤ法は、ブランケットＷ−ＣＶＤやＴ
ｉ−ＣＶＤなどが超ＬＳＩにおける多層配線などに利用
されており、現在ではＡｌ、ＣｕまたはＷＮに対するＣ
ＶＤの開発も行われている。
【０００４】ところで、このようなスパッタ法やメタル
ＣＶＤ法などの成膜方法を利用して配線を形成する場
合、金属（あるいは金属化合物）を成膜して金属（ある
いは金属化合物）膜を形成し、その後、この膜をパター
ニングして配線を得るのが普通である。すなわち、スパ
ッタ法やメタルＣＶＤ法によって得られた金属（あるい
は金属化合物）膜にリソグラフィー技術やエッチング技
術によって微細加工を施し、所望の配線形状にパターニ
ングするのである。
【０００５】しかして、半導体製造技術においては、低
コスト化や生産性向上の要求がますます強くなってきて
おり、そのプロセスにおいても工程の簡略化やその削減
が望まれている。
【０００６】また、半導体装置の応答性を向上するべ
く、金や白金などの低抵抗の貴金属を配線として用いる
ことも検討されているが、これら貴金属は化学的に安定
であり、ＲＩＥ等の化学反応を利用した微細加工が困難
である。このような背景から配線の形成についても、成
膜後パターニングするのでなく、これを配線パターンと
なるように選択的に成膜し、パターニング工程を無くす
ことが考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属
（あるいは金属化合物）を選択的に成膜する技術として
は、接続孔底部のＳｉや金属にのみＷを成長させる選択
Ｗ技術などが提供されているだけであり、Ｗ以外の金属
をも選択的に成膜することのできる、汎用的な金属膜の
形成方法の提供はなされていないの実状である。
【０００８】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、金属（あるいは金属化合
物）膜をエッチングによるパターニングなしに選択的に
形成することのできる方法、及びこの方法を利用した配
線の形成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の金属膜の形成方
法では、基層上に、該基層表面を露出させる開口部を有
したマスクを形成する工程と、前記マスクの開口部内に
て露出した前記基層表面上に、触媒ＣＶＤ法により選択
的に金属あるいは金属化合物を堆積して金属膜を形成す
る工程と、を備えてなることを前記課題の解決手段とし
た。
【００１０】この金属膜の形成方法によれば、例えば基
層としてシリコン、サファイヤ、スピネル、金属または
この金属の化合物から選択されたものを用い、マスクを
酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンのうち
の少なくとも一種から形成し、また、触媒ＣＶＤ法を行
う際の原料ガスとして水素を用いることにより、触媒体
で熱分解されて活性化し、高エネルギーを持つ水素原子
または水素原子の集団が有する選択的エッチング作用に
より、マスク上には金属あるいは金属化合物の堆積があ
る時間起こらず、一方基層上には金属あるいは金属化合
物が選択的に堆積する。
【００１１】また、触媒ＣＶＤ法では、原料ガスを化学
反応させるエネルギーについては基本的に触媒体によっ
て供給し、基層での必要なエネルギーは生成した金属あ
るいは金属化合物の原子（分子）または原子（分子）の
集団を基層表面上に堆積させる分だけであるため、この
基層自体の加熱温度を例えば２００〜３００℃程度の低
温にすることが可能になる。
【００１２】本発明における請求項６記載の配線の形成
方法では、基層上に、該基層表面を露出させるとともに
配線パターン形状となる開口部を有したマスクを形成す
る工程と、前記マスクの開口部内にて露出した前記基層
表面上に、触媒ＣＶＤ法により選択的に金属あるいは金
属化合物を堆積して配線を形成する工程と、を備えてな
ることを前記課題の解決手段とした。
【００１３】この配線の形成方法によれば、例えば基層
としてシリコン、サファイヤ、スピネル、金属またはこ
の金属の化合物から選択されたものを用い、マスクを酸
化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンのうちの
少なくとも一種から形成し、また、触媒ＣＶＤ法を行う
際の原料ガスとして水素を用いることにより、前述した
ように配線パターン形状となる開口部内の基層上に、金
属あるいは金属化合物を選択的に堆積して配線を形成す
ることが可能になる。また、前述したように、この配線
形成の際の基層自体の加熱温度を例えば２００〜３００
℃程度の低温にすることが可能になる。
【００１４】本発明における請求項１１記載の配線の形
成方法では、絶縁膜上にポリシリコンからなる配線パタ
ーンを形成する工程と、触媒ＣＶＤ法により前記配線パ
ターン上に選択的に金属あるいは金属化合物を堆積し、
配線を形成する工程と、を備えてなることを前記課題の
解決手段とした。
【００１５】この配線の形成方法によれば、例えば絶縁
層を酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンの
うちの少なくとも一種から形成し、また、触媒ＣＶＤ法
を行う際の原料ガスとして水素を用いることにより、前
述したようにポリシリコンからなる配線パターン上に金
属あるいは金属化合物を選択的に堆積し、配線を形成す
ることが可能になる。また、前述したように、この配線
形成の際の基層自体の加熱温度を例えば２００〜３００
℃程度の低温にすることが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明における請求項１記載の金属膜の形成方
法の一実施形態例を説明するための図である。図１に示
した例は、基層上に金属、金属化合物の膜としてチタン
（Ｔｉ）と窒化チタン（ＴｉＮ）とをこの順に形成する
場合の例を示す図であり、図１中符号１はシリコン基板
である。なお、このシリコン基板１は本発明における基
層となるものである。
【００１７】本例では、まず、図１（ａ）に示すように
シリコン基板１表面を露出させた開口部２を有するマス
ク３を形成する。このマスク３については、シリコン基
板１上に酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコ
ンのうちの少なくとも一種からなる膜（図示略）をＣＶ
Ｄ法等によって形成し、その後公知のリソグラフィー技
術、エッチング技術によってパターニングすることによ
って得る。
【００１８】なお、このマスク３については、その開口
部２の形状について特に限定されることなく、形成する
金属（あるいは金属化合物）膜の用途に応じて適宜に形
成することができ、例えば金属（あるいは金属化合物）
膜をそのまま配線として用いたい場合には、この開口部
２の形状を配線パターン形状とすればよい。
【００１９】次に、このようにしてマスク３を形成した
シリコン基板１を希フッ酸（１〜５％水溶液）で洗浄
し、マスク３の開口部２内に露出したシリコン基板１表
面の薄い酸化膜（自然酸化膜）を除去する。続いて、純
水で洗浄し乾燥する。次いで、図２に示す触媒ＣＶＤ装
置５０により、触媒ＣＶＤ法によって選択的にＴｉ、Ｔ
ｉＮをこの順に堆積する。
【００２０】ここで、図２に示した触媒ＣＶＤ装置５０
についてその概略構成を説明すると、この触媒ＣＶＤ装
置５０は、被処理体の処理を行う反応室５１と、これに
通じる前室５２とを備えて構成されたもので、反応室５
１にはターボ分子ポンプ５３、ロータリーポンプ５４が
この順に接続され、同様に前室５２にもターボ分子ポン
プ５５、ロータリーポンプ５６がこの順に接続されてい
る。
【００２１】反応室５１には、後述する反応ガス制御系
を介して堆積用原料ガス供給源（図示略）に接続した原
料ガス配管５７が設けられており、この原料ガス配管５
７から反応室５１内に堆積用原料ガスが供給されるよう
になっている。また、反応室５１内においては、その上
部に被処理体となるシリコン基板１をセットするための
基板ホルダ（サセプタ）５８が設けられており、この基
板ホルダ５８にはヒータ５９、熱電対６０が設けられて
いる。
【００２２】このような構成のもとに基板ホルダ５８で
は、ヒータ５９によって基板ホルダ５８を介して試料
（シリコン基板１）を加熱できるようになっており、ま
た熱電対６０によって基板ホルダ５８の温度を検知して
ヒータ５９による加熱の度合いを制御できるようになっ
ている。なお、前記基板ホルダ５８としては、例えばア
ルミニウム製サセプタが用いられる。
【００２３】この基板ホルダ５８の下方にはシャッター
６１が配設されており、さらにその下方には触媒体６２
が配設されている。触媒体６２は、例えばタングステン
細線をコイル状に巻回したフィラメントからなるもの
で、反応室５１の外に配置された電源６３に接続され、
これから電力が供給されることによって１６００〜１８
００℃程度にまで加熱保持されるようになっている。ま
た、この触媒体６２は、前記原料ガス配管５８の反応室
５１内における原料ガス供給口（図示略）の上方に配置
されたもので、原料ガス配管５８から供給された堆積用
原料ガスを加熱してこれを分解、活性化させるようにな
っている。
【００２４】なお、原料ガス配管５７が接続する反応ガ
ス制御系は、本例ではＴｉＣｌ4 、ＮＨ3 、Ｈ2 の各ガ
ス供給源がそれぞれ配管で反応室５１と排気ポンプ（図
示略）とに接続されて構成されたもので、各反応ガスの
配管中にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）（図示略）
と調整弁（図示略）とが設けられ、これにより反応室５
１内へのガスの供給とその停止や、その流量の制御がな
されるようになっている。
【００２５】このような構成の触媒ＣＶＤ装置５０によ
り、前述したようにシリコン基板１表面上にＴｉ、Ｔｉ
Ｎを選択的に堆積するには、、マスク３を形成した後洗
浄、乾燥したシリコン基板１を、触媒ＣＶＤ装置５０の
前室５２を経由して基板ホルダ５８にセットする。次
に、ターボ分子ポンプ５５、ロータリーポンプ５６を作
動させて反応室５１内を１〜２×１０-6Ｐａ程度にまで
減圧し、この状態を約５分保持して特に反応室５１内に
持ち込まれた水分や酸素を排気する。
【００２６】次いで、ヒータ５９により基板ホルダ５８
を介してシリコン基板１を２００℃に加熱保持する。ま
た、反応室５１内に前記反応ガス制御系から水素を流
し、その流量と反応室５１内の圧力とを所定の値に制御
する。反応室５１内の圧力については１〜１５Ｐａ程度
とし、本例では１０Ｐａに設定する。次いで、電源６３
をオンにすることによって触媒体６２に通電し、その温
度を１６００〜１８００℃程度に上げる。本例では１７
００℃に設定する。そして、この状態で１０分間保持す
る。
【００２７】次いで、前記反応ガス制御系からＴｉＣｌ
4 についてもこれを反応室５１内に導入する。すなわ
ち、本例では、水素流量を１５０ｓｃｃｍとし、ＴｉＣ
ｌ4 流量を１５ｓｃｃｍとすることによって原料ガスを
反応室５１内に供給する。
【００２８】このようにして原料ガスを反応室５１内に
供給すると、触媒体６２によって加熱され活性化された
水素原子は酸化シリコン膜をエッチングすることから、
マスク３の開口部２内に臨むシリコン基板１表面では、
ここに形成された厚さ１．５〜１．８ｎｍ程度の薄い自
然酸化膜がエッチング除去される。そして、自然酸化膜
が除去されて露出したシリコン基板１表面に、Ｔｉが５
０ｎｍ／ｍｉｎ程度の成膜速度で堆積する。本例では、
原料ガスを１分間反応室５１内に導入して成膜すること
により、図１（ｂ）に示すように厚さ５０ｎｍのＴｉ膜
４を形成した。
【００２９】また、マスク３上においては、触媒体６２
によって活性化された水素原子が該マスク３の表面をエ
ッチングすることから、ある時間内ではこの表面にＴｉ
が堆積することがなく、したがって前記Ｔｉ膜４はシリ
コン基板１表面上に選択的に形成されたものとなる。
【００３０】ここで、前述の、「マスク３上において
は、ある時間内ではこの表面にＴｉが堆積することがな
い」とした意味は、反応室５１内にある異物や原料ガス
中の異物などがマスク３表面に付着すると、これを核に
してマスク３表面にＴｉが堆積することがあるからであ
り、「このような核となる異物等のマスク３表面への付
着が起こる時間内においては、該マスク３表面にＴｉが
堆積することがない」との意味である。
【００３１】次いで、前記反応ガス制御系からＮＨ3 に
ついてもこれを反応室５１内に導入する。すなわち、本
例では、水素流量を１５０ｓｃｃｍとし、ＴｉＣｌ4 流
量を１５ｓｃｃｍ、ＮＨ3 を３０ｓｃｃｍとすることに
よって原料ガスを反応室５１内に供給する。
【００３２】このようにして原料ガスを反応室５１内に
供給すると、先のＴｉ膜４の形成と同様に、マスク３の
開口部２内に露出するＴｉ膜４上にのみＴｉＮが６０ｎ
ｍ／ｍｉｎ程度の成膜速度で選択的に堆積する。本例で
は、原料ガスを２分間反応室５１内に導入して成膜する
ことにより、図１（ｃ）に示すように厚さ１２０ｎｍの
ＴｉＮ膜５を形成した。
【００３３】なお、この場合においては、Ｔｉ膜４が本
発明における基層として機能するものとなる。また、マ
スク３上においては、先のＴｉ膜４の形成の場合と同様
に、触媒体６２によって活性化された水素原子が該マス
ク３の表面をエッチングすることから、ある時間内では
この表面にＴｉＮが堆積することがなく、したがって前
記ＴｉＮ膜５もＴｉ膜４表面上に選択的に形成されたも
のとなる。
【００３４】このようにしてシリコンを選択的にエピタ
キシャル成長させたら、前記反応ガス制御系によってＴ
ｉＣｌ4 、ＮＨ3 の各ガスの流量をゼロにし、水素ガス
のみを流し続ける。そして、この状態を５分間続けた
ら、触媒体６２への電力供給を停止してその温度を下げ
る。次いで、水素ガスの流量もゼロにし、さらに反応室
５１内を１〜２×１０×１０-6Ｐａ程度にまで減圧し、
この状態を約５分保持して特にチャンバー内に導入した
ＴｉＣｌ4 、ＮＨ3 を排気する。その後、シリコン基板
１を前室５２を経由して大気圧の外部に取り出す。
【００３５】なお、前記例ではＴｉ膜４の形成に原料ガ
スとしてＴｉＣｌ4 と水素とを用いたが、この水素に代
えて塩化水素（ＨＣｌ）や塩素（Ｃｌ2 ）、臭化水素
（ＨＢｒ）や臭素（Ｂｒ2 ）を用いることもできる。
【００３６】このような金属膜（Ｔｉ膜４）および金属
化合物膜（ＴｉＮ膜５）の形成方法にあっては、触媒体
６２で熱分解して活性化した、高エネルギーを持つ水素
原子または水素原子の集団が選択的エッチング作用を有
することを利用することにより、マスク３上に堆積させ
ることなくシリコン基板１の表面あるいは金属膜（Ｔｉ
膜４）表面にのみ金属（Ｔｉ）あるいは金属化合物（Ｔ
ｉＮ）を選択的に成膜することができる。
【００３７】また、触媒体６２で原料ガスを活性化させ
るため、シリコン基板１から供給するエネルギーを少な
くすることができ、したがってシリコン基板１の温度を
２００℃といった低温にすることができる。
【００３８】なお、前記例では、シリコン基板１、さら
にはこのシリコン基板１上に形成したＴｉ膜４を本発明
における基層としたが、本発明はこれに限定されること
なく、サファイヤ基板やスピネル基板、さらにはＴｉ以
外の種々の金属やこれら金属およびＴｉの化合物（例え
ば窒化物）などを基層として用いることもきる。
【００３９】また、前記例では、堆積成膜する金属、金
属化合物としてＴｉ、ＴｉＮを選んだが、他に例えば、
金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリ
ジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、アルミニウム
（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔ
ｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、窒化チ
タン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、酸化窒化チ
タン（ＴｉＯＮ）、酸化窒化タンタル（ＴａＯＮ）、チ
タンタングステン（ＴｉＷ）、窒化タングステン（Ｗ
Ｎ）、タングステンシリサイド（ＷＳｉx ）などを選
び、これを選択的に成膜することもできる。
【００４０】ここで、このような金属あるいは金属化合
物を成膜する際の原料ガスとしては、例えば以下のよう
なものが用いられる。 ・白金（Ｐｔ） ；Ｐｔシクロペンタジエン＋Ｈ2 ・イリジウム（Ｉｒ） ；Ｉｒシクロペンタジエン＋Ｈ2 ・ルテニウム（Ｒｕ） ；Bis(cyclopentadienly)ruthenium〔(Cp)2Ru 〕＋Ｈ2 ・アルミニウム（Ａｌ）；三塩化アルミニウム〔ＡｌＣｌ3 〕＋Ｈ２ トリメチルアルミニウム〔Ａｌ（ＣＨ３ ）3 〕＋Ｈ
2 ・銅（Ｃｕ） ；Cu Hexafluoroacetylacetonate〔Ｃｕ（ＨＦＡ）2 〕 ＋Ｈ2 Cu acetylacetonate〔Ｃｕ（ＡＡ）2 〕＋Ｈ2 ・チタン（Ｔｉ） ；ＴｉＣｌ4 ＋Ｈ2 ・タンタル（Ｔａ） ；ＴａＣｌ5 ＋Ｈ2 ・コバルト（Ｃｏ） ；Bis(tetramethylheptanedionate)cobalt 〔（Ｃ11Ｈ19Ｏ2 ）2 Ｃｏ〕＋Ｈ2 ・窒化チタン（ＴｉＮ） ；ＴｉＣｌ4 ＋ＮＨ3 ＋Ｈ2 ・窒化タンタル（ＴａＮ）；ＴａＣｌ5 ＋ＮＨ3 ＋Ｈ2 ・酸化窒化チタン（ＴｉＯＮ） ；ＴｉＣｌ4 ＋ＮＨ3 ＋Ｈ2 ＋Ｈ2 Ｏ ・酸化窒化タンタル（ＴａＯＮ）；ＴａＣｌ5 ＋ＮＨ3 ＋Ｈ2 ＋Ｈ2 Ｏ ・タングステン（Ｗ） ；ＷＦ6 ＋Ｈ2 ・モリブデン（Ｍｏ） ；ＭｏＦ6 ＋Ｈ2 ・チタンタングステン（ＴｉＷ）；ＴｉＣｌ4 ＋ＷＦ6 ＋Ｈ2 ・窒化タングステン（ＷＮ）；ＷＦ6 ＋ＮＨ3 ＋Ｈ2 ・タングステンシリサイド（ＷＳｉx ）；ＷＦ6 ＋ＳｉＨ4 ＋Ｈ2
【００４１】次に、本発明における請求項１１記載の配
線の製造方法の一実施形態例について、図３を参照して
説明する。まず、図３（ａ）に示すように半導体素子
（図示略）を形成したシリコン基板１０を用意し、この
シリコン基板１０上に、前記半導体素子を覆った状態に
酸化シリコン膜（絶縁層）１１を熱酸化法や熱ＣＶＤ法
等によって形成する。続いて、公知のリソグラフィー技
術、エッチング技術によって酸化シリコン膜１１の所定
箇所を開口し、前記半導体素子の配線取り出し部（図示
略）を露出させる。
【００４２】次いで、プラズマＣＶＤ法等によって前記
シリコン基板１０の酸化シリコン膜１１上にポリシリコ
ン膜（図示略）を形成し、さらにこれを公知のリソグラ
フィー技術、エッチング技術によってパターニングし、
図３（ｂ）に示すように配線パターン１２を形成する。
【００４３】なお、この配線パターン１２については、
前述した半導体素子の配線取り出し部と接続するように
形成配置する。また、この配線パターン１２となるポリ
シリコンについては、これを成膜した際に、あるいは成
膜した後に不純物を導入・拡散しておき、その導電性を
高めておく。
【００４４】次いで、図２に示した触媒ＣＶＤ装置５０
を用い、図１に示した例と同様の操作によって成膜を行
う。ただし、本例においては選択的に成膜する材料を銅
とし、原料ガスとしてＣｕ（ＨＦＡ）2 とＨ2 とを用い
た。
【００４５】このようにして成膜を行うと、触媒体６２
によって加熱され活性化された水素原子が酸化シリコン
膜１１をエッチングすることから、この酸化シリコン膜
１１表面には銅が堆積せず、したがって、水素原子によ
って実質的にエッチングされないポリシリコン製の配線
パターン１２上にのみ選択的に銅が堆積し、銅膜１３が
得られる。そして、このようにポリシリコンからなる配
線パターン１２上に該配線パターン１２と同じパターン
の銅膜１３が積層されることにより、配線パターン１２
と銅膜１３との積層構造によってなる配線１４が得られ
る。
【００４６】このような配線の形成方法にあっては、ポ
リシリコンからなる配線パターン１２上に銅膜１３を選
択的に堆積し、配線パターン１２と銅膜１３との積層構
造によってなる配線１４を形成するので、この配線１４
を例えばポリシリコン一層による配線の場合に比べ格段
に低抵抗のものとすることができる。また、前述したよ
うに、この配線１４形成の際のシリコン基板１０自体の
加熱温度を２００〜３００℃程度の低温にすることがで
きることから、シリコン基板１０に形成した半導体素子
（図示略）における不純物の再拡散を抑えることができ
るなど、高温処理に伴う半導体素子への悪影響を防ぐこ
とができる。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の金属膜の形
成方法は、マスクの開口部内にて露出した基層表面上
に、触媒ＣＶＤ法により選択的に金属あるいは金属化合
物を堆積して金属膜を形成する方法であるから、例えば
基層としてシリコン、サファイヤ、スピネル、金属また
はこの金属の化合物から選択されたものを用い、マスク
を酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンのう
ちの少なくとも一種から形成し、また、触媒ＣＶＤ法を
行う際の原料ガスとして水素を用いることにより、触媒
体で熱分解されて活性化し、高エネルギーを持つ水素原
子または水素原子の集団が有する選択的エッチング作用
により、マスク上に金属あるいは金属化合物の堆積をあ
る時間起こすことなく、基層上に金属あるいは金属化合
物を選択的に堆積して不純物をほとんど含むことのない
金属膜あるいは金属化合物膜を形成することができる。
【００４８】また、触媒ＣＶＤ法では、原料ガスを化学
反応させるエネルギーについては基本的に触媒体によっ
て供給し、基層での必要なエネルギーは生成した金属あ
るいは金属化合物の原子（分子）または原子（分子）の
集団を基層表面上に堆積させる分だけであるため、この
基層自体の加熱温度を例えば２００〜３００℃程度の低
温にすることができる。
【００４９】本発明における請求項６記載の配線の形成
方法は、例えば基層としてシリコン、サファイヤ、スピ
ネル、金属またはこの金属の化合物から選択されたもの
を用い、マスクを酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒
化シリコンのうちの少なくとも一種から形成し、また、
触媒ＣＶＤ法を行う際の原料ガスとして水素を用いるこ
とにより、配線パターン形状となる開口部内の基層上
に、金属あるいは金属化合物を選択的に堆積して配線を
形成するようにした方法であるから、エッチング等によ
るパターニングなしに低抵抗の配線を形成することがで
きることにより、プロセスを簡略化して低コスト、生産
性の向上を図ることができる。
【００５０】また、この形成方法により、金、白金、パ
ラジウム、イリジウム等の貴金属からなる配線を、微細
加工することなく所望する位置に所望する寸法（幅、厚
さ）で形成することができる。さらに、この配線形成の
際の基層自体の加熱温度を例えば２００〜３００℃程度
の低温にすることができる。
【００５１】本発明における請求項１１記載の配線の形
成方法は、例えば絶縁層を酸化シリコン、窒化シリコ
ン、酸化窒化シリコンのうちの少なくとも一種から形成
し、また、触媒ＣＶＤ法を行う際の原料ガスとして水素
を用いることにより、前述したようにポリシリコンから
なる配線パターン上に金属あるいは金属化合物を選択的
に堆積し、配線を形成するようにした方法であるから、
エッチング等によるパターニングなしに低抵抗の配線を
形成することができることにより、プロセスを簡略化し
て低コスト、生産性の向上を図ることができる。
【００５２】また、この形成方法にあっても、金、白
金、パラジウム、イリジウム等の貴金属からなる配線
を、微細加工することなく所望する位置に所望する寸法
（幅、厚さ）で形成することができる。さらに、この配
線形成の際の基層自体の加熱温度を例えば２００〜３０
０℃程度の低温にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の金属膜の形成方法の
一実施形態例を工程順に説明するための要部側断面図で
ある。
【図２】本発明に用いられる触媒ＣＶＤ装置の概略構成
図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の配線の形成方法一実
施形態例を工程順に説明するための要部側断面図であ
る。
【符号の説明】
１，１０…シリコン基板、２…開口部、３…マスク、４
…Ｔｉ膜、５…ＴｉＮ膜、１１…酸化シリコン膜、１２
…配線パターン、１３…銅膜、１４…配線
フロントページの続き (72)発明者 山中 英雄 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 佐藤 勇一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 AA03 AA04 AA11 AA13 AA17 AA24 BA01 BA02 BA05 BA12 BA17 BA18 BA20 BA29 BA35 BA38 BA40 BA44 BA48 BB03 BB14 CA02 CA04 CA05 DA04 DA05 FA17 LA15 4M104 AA01 AA10 BB02 BB06 BB07 BB09 BB14 BB16 BB17 BB28 BB30 BB32 BB33 DD16 DD17 DD44 DD45 DD47 FF18

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基層上に、該基層表面を露出させる開口
    部を有したマスクを形成する工程と、 前記マスクの開口部内にて露出した前記基層表面上に、
    触媒ＣＶＤ法により選択的に金属あるいは金属化合物を
    堆積して金属膜を形成する工程と、を備えてなることを
    特徴とする金属膜の形成方法。
  2. 【請求項２】 前記金属あるいは金属化合物が、金、白
    金、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、アルミニウ
    ム、銅、コバルト、チタン、タンタル、モリブデン、窒
    化チタン、窒化タンタル、酸化窒化チタン、酸化窒化タ
    ンタル、チタンタングステン、窒化タングステン、タン
    グステンシリサイドから選択されたものであることを特
    徴とする請求項１記載の金属膜の形成方法。
  3. 【請求項３】 前記基層が、シリコン、サファイヤ、ス
    ピネル、金属またはこの金属の化合物から選択されたも
    のであることを特徴とする請求項１記載の金属膜の形成
    方法。
  4. 【請求項４】 前記マスクが、酸化シリコン、窒化シリ
    コン、酸化窒化シリコンのうちの少なくとも一種からな
    ることを特徴とする請求項１記載の金属膜の形成方法。
  5. 【請求項５】 前記触媒ＣＶＤ法を行う際の原料ガスと
    して、水素を用いることを特徴とする請求項１記載の金
    属膜の形成方法。
  6. 【請求項６】 基層上に、該基層表面を露出させるとと
    もに配線パターン形状となる開口部を有したマスクを形
    成する工程と、 前記マスクの開口部内にて露出した前記基層表面上に、
    触媒ＣＶＤ法により選択的に金属あるいは金属化合物を
    堆積して配線を形成する工程と、を備えてなることを特
    徴とする配線の形成方法。
  7. 【請求項７】 前記金属あるいは金属化合物が、金、白
    金、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、アルミニウ
    ム、銅、コバルト、チタン、タンタル、モリブデン、窒
    化チタン、窒化タンタル、酸化窒化チタン、酸化窒化タ
    ンタル、チタンタングステン、窒化タングステン、タン
    グステンシリサイドから選択されたものであることを特
    徴とする請求項６記載の配線の形成方法。
  8. 【請求項８】 前記基層が、シリコン、サファイヤ、ス
    ピネル、金属またはこの金属の化合物から選択されたも
    のであることを特徴とする請求項６記載の配線の形成方
    法。
  9. 【請求項９】 前記マスクが、酸化シリコン、窒化シリ
    コン、酸化窒化シリコンのうちの少なくとも一種からな
    ることを特徴とする請求項６記載の配線の形成方法。
  10. 【請求項１０】 前記触媒ＣＶＤ法を行う際の原料ガス
    として、水素を用いることを特徴とする請求項６記載の
    配線の形成方法。
  11. 【請求項１１】 絶縁層上にポリシリコンからなる配線
    パターンを形成する工程と、 触媒ＣＶＤ法により前記配線パターン上に選択的に金属
    あるいは金属化合物を堆積し、配線を形成する工程と、
    を備えてなることを特徴とする配線の形成方法。
  12. 【請求項１２】 前記金属あるいは金属化合物が、金、
    白金、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、アルミニ
    ウム、銅、コバルト、チタン、タンタル、モリブデン、
    窒化チタン、窒化タンタル、酸化窒化チタン、酸化窒化
    タンタル、チタンタングステン、窒化タングステン、タ
    ングステンシリサイドから選択されたものであることを
    特徴とする請求項１１記載の配線の形成方法。
  13. 【請求項１３】 前記絶縁層が、酸化シリコン、窒化シ
    リコン、酸化窒化シリコンのうちの少なくとも一種から
    なることを特徴とする請求項１１記載の配線の形成方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記触媒ＣＶＤ法を行う際の原料ガス
    として、水素を用いることを特徴とする請求項１１記載
    の配線の形成方法。
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