JP2001085520A - コンタクトプラグ構造及びその製造方法 - Google Patents
コンタクトプラグ構造及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｗプラグ技術を改良し、ボイドの発生を抑える
構造を有するコンタクトプラグ構造及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】アルミニウム配線１１上に層間絶縁膜１２
が形成されている。層間絶縁膜１２にビアホール１３が
形成され、埋め込み配線となるプラグ１４が形成されて
いる。プラグ１４の周辺は、プラグ底部に向かうほど厚
くなるようなサイドウォール１５が形成される。バリア
メタル１６は、少なくともプラグ底部に被覆されてい
る。プラグ金属１７はＷを主成分としており、プラグ１
４内部に充填されている。サイドウォール１５により、
ビアホール１３上縁部が底部に比べて広くなる。これに
より、プラグ金属１７、すなわちＷの形成に関し、ビア
ホール１３上縁部で先に塞がることを防ぎ、より確実な
充填状態を実現する。
構造を有するコンタクトプラグ構造及びその製造方法を
提供する。 【解決手段】アルミニウム配線１１上に層間絶縁膜１２
が形成されている。層間絶縁膜１２にビアホール１３が
形成され、埋め込み配線となるプラグ１４が形成されて
いる。プラグ１４の周辺は、プラグ底部に向かうほど厚
くなるようなサイドウォール１５が形成される。バリア
メタル１６は、少なくともプラグ底部に被覆されてい
る。プラグ金属１７はＷを主成分としており、プラグ１
４内部に充填されている。サイドウォール１５により、
ビアホール１３上縁部が底部に比べて広くなる。これに
より、プラグ金属１７、すなわちＷの形成に関し、ビア
ホール１３上縁部で先に塞がることを防ぎ、より確実な
充填状態を実現する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の埋め
込み配線構造に係り、特にＷ（タングステン）プラグ技
術の改良を伴なうコンタクトプラグ構造及びその製造方
法に関する。
込み配線構造に係り、特にＷ（タングステン）プラグ技
術の改良を伴なうコンタクトプラグ構造及びその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の高集積化、半導体チッ
プの縮小化が進む中で、多層配線構造は微細化し、ビア
などの埋め込み配線技術は重要度を増している。特に、
ビアホールのアスペクト比が大きくなると、Ｗ（タング
ステン）プラグに代表される埋め込み配線は、隙間なく
埋め込むことが困難になってくる。
プの縮小化が進む中で、多層配線構造は微細化し、ビア
などの埋め込み配線技術は重要度を増している。特に、
ビアホールのアスペクト比が大きくなると、Ｗ（タング
ステン）プラグに代表される埋め込み配線は、隙間なく
埋め込むことが困難になってくる。
【０００３】図９は、従来のＷプラグによる埋め込み配
線構造を示す断面図である。層間絶縁膜３１上に、例え
ば下層のアルミニウム配線３２が露出するビアホール３
３が形成される。バリアメタル３４は、少なくともこの
ビアホール３３底部を被覆するようにスパッタ法によっ
て蒸着する。次に、プラズマＣＶＤ法により、ビアホー
ルを埋め込むＷを堆積する。その後、Ｗはプラズマエッ
チング技術を用いてエッチバックされ、ビアホールへの
Ｗプラグ３５を完成させる。
線構造を示す断面図である。層間絶縁膜３１上に、例え
ば下層のアルミニウム配線３２が露出するビアホール３
３が形成される。バリアメタル３４は、少なくともこの
ビアホール３３底部を被覆するようにスパッタ法によっ
て蒸着する。次に、プラズマＣＶＤ法により、ビアホー
ルを埋め込むＷを堆積する。その後、Ｗはプラズマエッ
チング技術を用いてエッチバックされ、ビアホールへの
Ｗプラグ３５を完成させる。
【０００４】しかし、ビアホール３３へのＷの堆積は、
ビアホール上縁部が底部よりも早く厚くなるので、ビア
ホール内部にボイド（空洞）３６が発生する確率が高
い。特に、ビアホール３３のアスペクト比が大きいと、
ボイドをなくすことは非常に困難である。
ビアホール上縁部が底部よりも早く厚くなるので、ビア
ホール内部にボイド（空洞）３６が発生する確率が高
い。特に、ビアホール３３のアスペクト比が大きいと、
ボイドをなくすことは非常に困難である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記Ｗプラグの製造工
程において、Ｗのエッチバック後は、通常、プラズマエ
ッチングで残留するフッ素化合物、その他のパーティク
ルを除去する目的で、過水洗浄、剥離液などに晒され
る。ビアホール内部にボイドあれば、これらの洗浄液が
ボイドに侵入する恐れがある。
程において、Ｗのエッチバック後は、通常、プラズマエ
ッチングで残留するフッ素化合物、その他のパーティク
ルを除去する目的で、過水洗浄、剥離液などに晒され
る。ビアホール内部にボイドあれば、これらの洗浄液が
ボイドに侵入する恐れがある。
【０００６】すなわち、コンタクトプラグにボイドが発
生すると、ボイド内部に洗浄液が入り易くなり、ボイド
内部から侵食が進む。これにより、最悪、ビア底部のＷ
消失によるオープン不良になり兼ねない。
生すると、ボイド内部に洗浄液が入り易くなり、ボイド
内部から侵食が進む。これにより、最悪、ビア底部のＷ
消失によるオープン不良になり兼ねない。
【０００７】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その課題は、Ｗプラグ技術を改良し、ボイドの発生
を抑える構造を有するコンタクトプラグ構造及びその製
造方法を提供することにある。
で、その課題は、Ｗプラグ技術を改良し、ボイドの発生
を抑える構造を有するコンタクトプラグ構造及びその製
造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のコンタクトプラ
グ構造は、プラグ周辺がプラグ底部に向かうほど厚くな
るようなサイドウォールと、少なくとも前記プラグ底部
に被覆されるバリアメタルと、プラグ内部に充填されて
いるタングステンを含む埋め込み金属とを具備したこと
を特徴とする。
グ構造は、プラグ周辺がプラグ底部に向かうほど厚くな
るようなサイドウォールと、少なくとも前記プラグ底部
に被覆されるバリアメタルと、プラグ内部に充填されて
いるタングステンを含む埋め込み金属とを具備したこと
を特徴とする。
【０００９】本発明のコンタクトプラグ構造の製造方法
は、層間絶縁膜にコンタクト底部が露出する開孔部を形
成する工程と、少なくとも前記開孔部内を覆うように絶
縁部材を堆積する工程と、前記絶縁部材を異方性エッチ
ングして前記コンタクト底部に向かうほど厚くなるよう
なサイドウォールを形成する工程と、少なくとも前記コ
ンタクト底部にバリアメタルを被覆する工程と、前記開
孔部を充填するようにタングステンを含む埋め込み金属
を形成する工程とを具備したことを特徴とする。
は、層間絶縁膜にコンタクト底部が露出する開孔部を形
成する工程と、少なくとも前記開孔部内を覆うように絶
縁部材を堆積する工程と、前記絶縁部材を異方性エッチ
ングして前記コンタクト底部に向かうほど厚くなるよう
なサイドウォールを形成する工程と、少なくとも前記コ
ンタクト底部にバリアメタルを被覆する工程と、前記開
孔部を充填するようにタングステンを含む埋め込み金属
を形成する工程とを具備したことを特徴とする。
【００１０】また、本発明のコンタクトプラグ構造の製
造方法は、層間絶縁膜にコンタクト底部が露出する開孔
部を形成する工程と、少なくとも前記開孔部周辺を覆う
ように導電部材を堆積する工程と、前記導電部材を異方
性エッチングして前記コンタクト底部に向かうほど厚く
なるようなサイドウォールを形成する工程と、前記開孔
部を充填するようにタングステンを含む埋め込み金属を
形成する工程とを具備したことを特徴とする。
造方法は、層間絶縁膜にコンタクト底部が露出する開孔
部を形成する工程と、少なくとも前記開孔部周辺を覆う
ように導電部材を堆積する工程と、前記導電部材を異方
性エッチングして前記コンタクト底部に向かうほど厚く
なるようなサイドウォールを形成する工程と、前記開孔
部を充填するようにタングステンを含む埋め込み金属を
形成する工程とを具備したことを特徴とする。
【００１１】本発によれば、サイドウォールの形成によ
り、開孔部上縁部が底部に比べて広くなる。これによ
り、タングステンが開孔部上縁部で先に塞がることなく
開孔部内は確実に着きまわり、充填される。
り、開孔部上縁部が底部に比べて広くなる。これによ
り、タングステンが開孔部上縁部で先に塞がることなく
開孔部内は確実に着きまわり、充填される。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
り、Ｗ（タングステン）プラグによる埋め込み配線構造
を示す断面図である。例えばアルミニウム配線１１上に
層間絶縁膜１２が形成されている。層間絶縁膜１２に開
孔部、いわゆるビアホール１３が形成され、埋め込み配
線、すなわちプラグ１４が形成されている。プラグ１４
の周辺は、プラグ底部に向かうほど厚くなるようなサイ
ドウォール１５が形成されている。
り、Ｗ（タングステン）プラグによる埋め込み配線構造
を示す断面図である。例えばアルミニウム配線１１上に
層間絶縁膜１２が形成されている。層間絶縁膜１２に開
孔部、いわゆるビアホール１３が形成され、埋め込み配
線、すなわちプラグ１４が形成されている。プラグ１４
の周辺は、プラグ底部に向かうほど厚くなるようなサイ
ドウォール１５が形成されている。
【００１３】上記サイドウォール１５は、例えばＳｉＯ
2 膜で構成されている。バリアメタル１６は、少なくと
もプラグ底部に被覆されており、プラグ金属１７のアル
ミニウム配線１１への突き抜けを防止する。プラグ金属
１７はＷを主成分としており、プラグ１４内部に充填さ
れている。
2 膜で構成されている。バリアメタル１６は、少なくと
もプラグ底部に被覆されており、プラグ金属１７のアル
ミニウム配線１１への突き抜けを防止する。プラグ金属
１７はＷを主成分としており、プラグ１４内部に充填さ
れている。
【００１４】上記構成によれば、サイドウォール１５に
より、ビアホール１３上縁部が底部に比べて広くなる。
これにより、プラグ金属１７、すなわちＷの形成に関
し、ビアホール１３上縁部で先に塞がることを防ぎ、よ
り確実な充填状態を実現する。この結果、ボイドの発生
が抑制され、ビア底部におけるＷの侵食、Ｗの消失等の
懸念がほとんどなくなる。
より、ビアホール１３上縁部が底部に比べて広くなる。
これにより、プラグ金属１７、すなわちＷの形成に関
し、ビアホール１３上縁部で先に塞がることを防ぎ、よ
り確実な充填状態を実現する。この結果、ボイドの発生
が抑制され、ビア底部におけるＷの侵食、Ｗの消失等の
懸念がほとんどなくなる。
【００１５】図２〜図４は、それぞれ図１で示したコン
タクトプラグ構造の製造方法を工程順に示す断面図であ
る。図１と同様の箇所は同一の符号を付す。まず、図２
に示すように、アルミニウム配線１１上に形成されたＳ
ｉＯ2 膜でなる層間絶縁膜１２にフォトリソグラフィ及
びエッチング技術を用い、コンタクト底部のアルミニウ
ム配線１１が露出する選択的な開孔部、いわゆるビアホ
ール１３を形成する。その後、プラズマ雰囲気でＴＥＯ
Ｓ（Tetra Ethyl Orthosilicate）酸化膜、すなわちＳ
ｉＯ2 膜を再度形成する。これにより、ビアホール１３
内が覆われるようにＳｉＯ2 膜でなる絶縁部材１５１が
堆積される。
タクトプラグ構造の製造方法を工程順に示す断面図であ
る。図１と同様の箇所は同一の符号を付す。まず、図２
に示すように、アルミニウム配線１１上に形成されたＳ
ｉＯ2 膜でなる層間絶縁膜１２にフォトリソグラフィ及
びエッチング技術を用い、コンタクト底部のアルミニウ
ム配線１１が露出する選択的な開孔部、いわゆるビアホ
ール１３を形成する。その後、プラズマ雰囲気でＴＥＯ
Ｓ（Tetra Ethyl Orthosilicate）酸化膜、すなわちＳ
ｉＯ2 膜を再度形成する。これにより、ビアホール１３
内が覆われるようにＳｉＯ2 膜でなる絶縁部材１５１が
堆積される。
【００１６】次に、図３に示すように、ＲＩＥ（Reacti
ve Ion Etching）技術を用いて上記絶縁部材１５１を異
方性エッチングし、コンタクト底部に向かうほど厚くな
るようなサイドウォール１５とする。その後、少なくと
もアルミニウム配線１１のコンタクト底部を被覆するバ
リアメタル１６を形成する。バリアメタル１６は、例え
ばＴｉＮ（窒化チタン）をスパッタ法により蒸着するこ
とにより形成する。
ve Ion Etching）技術を用いて上記絶縁部材１５１を異
方性エッチングし、コンタクト底部に向かうほど厚くな
るようなサイドウォール１５とする。その後、少なくと
もアルミニウム配線１１のコンタクト底部を被覆するバ
リアメタル１６を形成する。バリアメタル１６は、例え
ばＴｉＮ（窒化チタン）をスパッタ法により蒸着するこ
とにより形成する。
【００１７】次に、図４に示すように、ＣＶＤ技術によ
り、ビアホール１３を含む全面にＷを堆積する。例えば
その条件は、ＷＦ6 ／Ｈ2 ＝９５sccm／４２５sccm、圧
力は９０Ｔｏｒｒ、チャンバー温度は４７５℃、時間は
３５〜５０ｓｅｃ程度である。これにより、Ｗはビアホ
ール１３にその底部から順に充填されていく。
り、ビアホール１３を含む全面にＷを堆積する。例えば
その条件は、ＷＦ6 ／Ｈ2 ＝９５sccm／４２５sccm、圧
力は９０Ｔｏｒｒ、チャンバー温度は４７５℃、時間は
３５〜５０ｓｅｃ程度である。これにより、Ｗはビアホ
ール１３にその底部から順に充填されていく。
【００１８】その後、Ｗはプラズマエッチング技術を用
いてエッチバックされる。さらにビアホール以外のバリ
アメタル１６も除去される。このような工程を経て、Ｗ
は、上記図１に示したようなプラグ金属１７となる。
いてエッチバックされる。さらにビアホール以外のバリ
アメタル１６も除去される。このような工程を経て、Ｗ
は、上記図１に示したようなプラグ金属１７となる。
【００１９】上記構成の方法によれば、サイドウォール
１５を形成した際、ビア上縁部が底部に比べて広くな
る。これにより、プラグ金属１７、すなわちＷはビアホ
ール１３上縁部で先に塞がることなく、ビアホール１３
内を充填しボイドの発生を抑制する。これにより、Ｗの
エッチバック後に行われる過水洗浄、剥離液処理などを
経てもＷの侵食などの悪影響を防ぐことができる。これ
により、コンタクト部の信頼性は大幅に向上する。
１５を形成した際、ビア上縁部が底部に比べて広くな
る。これにより、プラグ金属１７、すなわちＷはビアホ
ール１３上縁部で先に塞がることなく、ビアホール１３
内を充填しボイドの発生を抑制する。これにより、Ｗの
エッチバック後に行われる過水洗浄、剥離液処理などを
経てもＷの侵食などの悪影響を防ぐことができる。これ
により、コンタクト部の信頼性は大幅に向上する。
【００２０】図５は本発明の第２実施形態に係り、Ｗ
（タングステン）プラグによる埋め込み配線構造を示す
断面図である。例えばアルミニウム配線２１上に層間絶
縁膜２２が形成されている。層間絶縁膜２２に開孔部、
いわゆるビアホール２３が形成され、埋め込み配線、す
なわちプラグ２４が形成されている。プラグ２４の周辺
は、プラグ底部に向かうほど厚くなるようなサイドウォ
ール２５が形成されている。
（タングステン）プラグによる埋め込み配線構造を示す
断面図である。例えばアルミニウム配線２１上に層間絶
縁膜２２が形成されている。層間絶縁膜２２に開孔部、
いわゆるビアホール２３が形成され、埋め込み配線、す
なわちプラグ２４が形成されている。プラグ２４の周辺
は、プラグ底部に向かうほど厚くなるようなサイドウォ
ール２５が形成されている。
【００２１】上記サイドウォール２５は例えばＷ（タン
グステン）膜で構成されている。バリアメタル２６は、
少なくともプラグ底部に被覆されており、プラグ金属２
７のアルミニウム配線２１への突き抜けを防止する。プ
ラグ金属２７はＷを主成分としており、プラグ２４内部
に充填されている。
グステン）膜で構成されている。バリアメタル２６は、
少なくともプラグ底部に被覆されており、プラグ金属２
７のアルミニウム配線２１への突き抜けを防止する。プ
ラグ金属２７はＷを主成分としており、プラグ２４内部
に充填されている。
【００２２】上記構成によれば、サイドウォール２５に
より、ビアホール２３上縁部が底部に比べて広くなる。
これにより、プラグ金属２７、すなわちＷの形成に関
し、ビアホール２３上縁部で先に塞がることを防ぎ、よ
り確実な充填状態を実現する。この結果、ボイドの発生
が抑制され、侵食などの悪影響を防ぐことができる。
より、ビアホール２３上縁部が底部に比べて広くなる。
これにより、プラグ金属２７、すなわちＷの形成に関
し、ビアホール２３上縁部で先に塞がることを防ぎ、よ
り確実な充填状態を実現する。この結果、ボイドの発生
が抑制され、侵食などの悪影響を防ぐことができる。
【００２３】さらに、上記第１の実施形態に比べて、サ
イドウォール２５は導電膜（Ｗ膜）で構成されているか
ら、プラグ２４底部の導電領域は大きくなる。これによ
り、コンタクト部の低抵抗化に優れる。
イドウォール２５は導電膜（Ｗ膜）で構成されているか
ら、プラグ２４底部の導電領域は大きくなる。これによ
り、コンタクト部の低抵抗化に優れる。
【００２４】図６〜図８は、それぞれ図５で示したコン
タクトプラグ構造の製造方法を工程順に示す断面図であ
る。図５と同様の箇所は同一の符号を付す。まず、図６
に示すように、アルミニウム配線２１上に形成されたＳ
ｉＯ2 膜でなる層間絶縁膜２２にフォトリソグラフィ及
びエッチング技術を用い、コンタクト底部のアルミニウ
ム配線２１が露出する選択的な開孔部、いわゆるビアホ
ール２３を形成する。その後、少なくともアルミニウム
配線２１のコンタクト底部を被覆するバリアメタル２６
を形成する。バリアメタル２６は、例えばＴｉＮ（窒化
チタン）をスパッタ法により蒸着することにより形成す
る。
タクトプラグ構造の製造方法を工程順に示す断面図であ
る。図５と同様の箇所は同一の符号を付す。まず、図６
に示すように、アルミニウム配線２１上に形成されたＳ
ｉＯ2 膜でなる層間絶縁膜２２にフォトリソグラフィ及
びエッチング技術を用い、コンタクト底部のアルミニウ
ム配線２１が露出する選択的な開孔部、いわゆるビアホ
ール２３を形成する。その後、少なくともアルミニウム
配線２１のコンタクト底部を被覆するバリアメタル２６
を形成する。バリアメタル２６は、例えばＴｉＮ（窒化
チタン）をスパッタ法により蒸着することにより形成す
る。
【００２５】その後、ＣＶＤ技術により、ビアホール２
３を含む全面にＷ膜２５１を堆積する。例えばその条件
は、ＷＦ6 ／Ｈ2 ＝９５sccm／４２５sccm、圧力は９０
Ｔｏｒｒ、チャンバー温度は４７５℃、時間は３５〜５
０ｓｅｃ程度である。
３を含む全面にＷ膜２５１を堆積する。例えばその条件
は、ＷＦ6 ／Ｈ2 ＝９５sccm／４２５sccm、圧力は９０
Ｔｏｒｒ、チャンバー温度は４７５℃、時間は３５〜５
０ｓｅｃ程度である。
【００２６】次に、図７に示すように、Ｗ膜２５１は、
ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）技術（プラズマエッチ
ング技術）を用いて選択的にエッチバックされる。これ
により、コンタクト底部に向かうほど厚くなるようなサ
イドウォール２５とする。
ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）技術（プラズマエッチ
ング技術）を用いて選択的にエッチバックされる。これ
により、コンタクト底部に向かうほど厚くなるようなサ
イドウォール２５とする。
【００２７】次に、図８に示すように、ＣＶＤ技術によ
り、ビアホール２３を含む全面にＷを堆積する。例えば
その条件は、ＷＦ6 ／Ｈ2 ＝９５sccm／４２５sccm、圧
力は９０Ｔｏｒｒ、チャンバー温度は４７５℃、時間は
３５〜５０ｓｅｃ程度である。これにより、Ｗはビアホ
ール２３にその底部から順に充填されていく。その後、
Ｗはプラズマエッチング技術を用いてエッチバックされ
る。さらにビアホール以外のバリアメタル２６も除去さ
れる。このような工程を経て、Ｗは、上記図５に示した
ようなプラグ金属２７となる。
り、ビアホール２３を含む全面にＷを堆積する。例えば
その条件は、ＷＦ6 ／Ｈ2 ＝９５sccm／４２５sccm、圧
力は９０Ｔｏｒｒ、チャンバー温度は４７５℃、時間は
３５〜５０ｓｅｃ程度である。これにより、Ｗはビアホ
ール２３にその底部から順に充填されていく。その後、
Ｗはプラズマエッチング技術を用いてエッチバックされ
る。さらにビアホール以外のバリアメタル２６も除去さ
れる。このような工程を経て、Ｗは、上記図５に示した
ようなプラグ金属２７となる。
【００２８】上記構成の方法によれば、サイドウォール
２５（Ｗ膜）を形成した際、ビア上縁部が底部に比べて
広くなる。これにより、プラグ金属２７、すなわちＷは
ビアホール２３上縁部で先に塞がることなく、ビアホー
ル２３内を充填しボイドの発生を抑制する。これによ
り、Ｗのエッチバック後に行われる過水洗浄、剥離液処
理などを経てもＷの侵食などの悪影響を防ぐことができ
る。これにより、コンタクト部の信頼性は大幅に向上す
る。
２５（Ｗ膜）を形成した際、ビア上縁部が底部に比べて
広くなる。これにより、プラグ金属２７、すなわちＷは
ビアホール２３上縁部で先に塞がることなく、ビアホー
ル２３内を充填しボイドの発生を抑制する。これによ
り、Ｗのエッチバック後に行われる過水洗浄、剥離液処
理などを経てもＷの侵食などの悪影響を防ぐことができ
る。これにより、コンタクト部の信頼性は大幅に向上す
る。
【００２９】また、サイドウォール２５は導電膜（Ｗ
膜）で構成される。これは、上記第１の実施形態に比べ
ると、プラグ２４底部の導電領域が大きくなる。これに
より、コンタクト部の低抵抗化に優れた構造を実現す
る。また、換言すれば、より微細なコンタクトプラグ構
造の信頼性向上に寄与する。
膜）で構成される。これは、上記第１の実施形態に比べ
ると、プラグ２４底部の導電領域が大きくなる。これに
より、コンタクト部の低抵抗化に優れた構造を実現す
る。また、換言すれば、より微細なコンタクトプラグ構
造の信頼性向上に寄与する。
【００３０】上記各実施形態及び方法によれば、Ｗを埋
め込みプラグとして充填すべく堆積する前に、ビアホー
ルにサイドウォール（１５や２５）を形成しておく。こ
れにより、ビアホール内部にボイドを発生させずにＷの
充填を達成することが従来技術に比べ格段に容易とな
る。従って、より微細化されたコンタクトプラグ構造の
信頼性向上に寄与する。
め込みプラグとして充填すべく堆積する前に、ビアホー
ルにサイドウォール（１５や２５）を形成しておく。こ
れにより、ビアホール内部にボイドを発生させずにＷの
充填を達成することが従来技術に比べ格段に容易とな
る。従って、より微細化されたコンタクトプラグ構造の
信頼性向上に寄与する。
【００３１】なお、上記各実施形態及び方法で示したサ
イドウォール１５や２５の物質は、ＳｉＯ2 膜やＷ膜と
は別の、他の絶縁膜や金属膜を適用することも考えられ
る。ただし、製造コストや物質の応力回避を考えた場
合、ＳｉＯ2 膜１５１は層間絶縁膜１２と同じ物質、Ｗ
膜２５１はプラグ金属２７と同じなので有利である。こ
のようなことを考慮すると、特に、第２の実施形態にお
けるサイドウォール２５は、Ｗ膜２５１に代えてバリア
メタルと同じ物質（ここではＴｉＮ）を適用することも
考えられる。
イドウォール１５や２５の物質は、ＳｉＯ2 膜やＷ膜と
は別の、他の絶縁膜や金属膜を適用することも考えられ
る。ただし、製造コストや物質の応力回避を考えた場
合、ＳｉＯ2 膜１５１は層間絶縁膜１２と同じ物質、Ｗ
膜２５１はプラグ金属２７と同じなので有利である。こ
のようなことを考慮すると、特に、第２の実施形態にお
けるサイドウォール２５は、Ｗ膜２５１に代えてバリア
メタルと同じ物質（ここではＴｉＮ）を適用することも
考えられる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｗ（タングステン）を埋め込みプラグとして充填すべく
堆積する前に、ビアホールにサイドウォールを形成す
る。これにより、Ｗの形成に関し、ビアホール上縁部で
先に塞がることを防ぎ、より確実な充填状態を実現する
構造とした。この結果、ボイドの発生が抑制され、侵食
などの悪影響を防ぐことができ、より微細化されたコン
タクトプラグ構造の信頼性向上、コンタクト抵抗の安定
化に寄与するコンタクトプラグ構造及びその製造方法を
提供することができる。
Ｗ（タングステン）を埋め込みプラグとして充填すべく
堆積する前に、ビアホールにサイドウォールを形成す
る。これにより、Ｗの形成に関し、ビアホール上縁部で
先に塞がることを防ぎ、より確実な充填状態を実現する
構造とした。この結果、ボイドの発生が抑制され、侵食
などの悪影響を防ぐことができ、より微細化されたコン
タクトプラグ構造の信頼性向上、コンタクト抵抗の安定
化に寄与するコンタクトプラグ構造及びその製造方法を
提供することができる。
【図１】本発明の第１実施形態に係り、Ｗ（タングステ
ン）プラグによる埋め込み配線構造を示す断面図であ
る。
ン）プラグによる埋め込み配線構造を示す断面図であ
る。
【図２】図１で示したコンタクトプラグ構造の製造方法
を工程順に示す第１の断面図である。
を工程順に示す第１の断面図である。
【図３】図１で示したコンタクトプラグ構造の製造方法
を工程順に示す、図２に続く第２の断面図である。
を工程順に示す、図２に続く第２の断面図である。
【図４】図１で示したコンタクトプラグ構造の製造方法
を工程順に示す、図３に続く第３の断面図である。
を工程順に示す、図３に続く第３の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係り、Ｗ（タングステ
ン）プラグによる埋め込み配線構造を示す断面図であ
る。
ン）プラグによる埋め込み配線構造を示す断面図であ
る。
【図６】図５で示したコンタクトプラグ構造の製造方法
を工程順に示す第１の断面図である。
を工程順に示す第１の断面図である。
【図７】図５で示したコンタクトプラグ構造の製造方法
を工程順に示す、図６に続く第２の断面図である。
を工程順に示す、図６に続く第２の断面図である。
【図８】図５で示したコンタクトプラグ構造の製造方法
を工程順に示す、図７に続く第３の断面図である。
を工程順に示す、図７に続く第３の断面図である。
【図９】従来のＷプラグによる埋め込み配線構造を示す
断面図である。
断面図である。
１１，２１…アルミニウム配線、１２，２２…層間絶縁
膜、１３，２３…ビアホール、１４，２４…プラグ、１
５，２５…サイドウォール、１６，２６…バリアメタ
ル、１７，２７…プラグ金属、１５１…絶縁部材（Ｓｉ
Ｏ2 膜）、２５１…Ｗ膜
膜、１３，２３…ビアホール、１４，２４…プラグ、１
５，２５…サイドウォール、１６，２６…バリアメタ
ル、１７，２７…プラグ金属、１５１…絶縁部材（Ｓｉ
Ｏ2 膜）、２５１…Ｗ膜
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M104 BB30 CC01 DD04 DD08 DD12 DD16 DD37 DD43 EE01 FF18 FF22 HH13 5F033 JJ19 JJ33 KK08 NN06 NN07 NN32 PP09 PP15 QQ08 QQ09 QQ13 QQ16 QQ31 QQ37 RR04 SS04 SS15 TT07 XX02
Claims (6)
- 【請求項１】 プラグ周辺がプラグ底部に向かうほど厚
くなるようなサイドウォールと、 少なくとも前記プラグ底部に被覆されるバリアメタル
と、 プラグ内部に充填されているタングステンを含む埋め込
み金属と、を具備したことを特徴とするコンタクトプラ
グ構造。 - 【請求項２】 前記サイドウォールは絶縁膜であること
を特徴とする請求項１記載のコンタクトプラグ構造。 - 【請求項３】 前記サイドウォールはタングステンを含
むことを特徴とする請求項１記載のコンタクトプラグ構
造。 - 【請求項４】 層間絶縁膜にコンタクト底部が露出する
開孔部を形成する工程と、 少なくとも前記開孔部内を覆うように絶縁部材を堆積す
る工程と、 前記絶縁部材を異方性エッチングして前記コンタクト底
部に向かうほど厚くなるようなサイドウォールを形成す
る工程と、 少なくとも前記コンタクト底部にバリアメタルを被覆す
る工程と、 前記開孔部を充填するようにタングステンを含む埋め込
み金属を形成する工程と、を具備したことを特徴とする
コンタクトプラグ構造の製造方法。 - 【請求項５】 層間絶縁膜にコンタクト底部が露出する
開孔部を形成する工程と、 少なくとも前記開孔部周辺を覆うように導電部材を堆積
する工程と、 前記導電部材を異方性エッチングして前記コンタクト底
部に向かうほど厚くなるようなサイドウォールを形成す
る工程と、 前記開孔部を充填するようにタングステンを含む埋め込
み金属を形成する工程と、を具備したことを特徴とする
コンタクトプラグ構造の製造方法。 - 【請求項６】 前記導電部材はタングステンを含み、こ
の導電部材を堆積する前に少なくとも前記コンタクト底
部にバリアメタルを被覆する工程を具備したことを特徴
とする請求項５記載のコンタクトプラグ構造の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25562399A JP2001085520A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | コンタクトプラグ構造及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25562399A JP2001085520A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | コンタクトプラグ構造及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001085520A true JP2001085520A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17281334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25562399A Withdrawn JP2001085520A (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | コンタクトプラグ構造及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001085520A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040038283A (ko) * | 2002-10-31 | 2004-05-08 | 아남반도체 주식회사 | 반도체 소자의 콘텍 및 비아 홀 플러그 형성방법 |
| JP2007274279A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Hitachi Ltd | 超音波トランスデューサおよびその製造方法 |
| JPWO2008139898A1 (ja) * | 2007-04-27 | 2011-01-27 | ローム株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| US11594489B2 (en) | 2016-08-29 | 2023-02-28 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
1999
- 1999-09-09 JP JP25562399A patent/JP2001085520A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040038283A (ko) * | 2002-10-31 | 2004-05-08 | 아남반도체 주식회사 | 반도체 소자의 콘텍 및 비아 홀 플러그 형성방법 |
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| JP4699259B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-06-08 | 株式会社日立製作所 | 超音波トランスデューサ |
| JPWO2008139898A1 (ja) * | 2007-04-27 | 2011-01-27 | ローム株式会社 | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
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| US11594489B2 (en) | 2016-08-29 | 2023-02-28 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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