JP2002203807A - コンタクトホールの形成方法 - Google Patents
コンタクトホールの形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高アスペクト比のコンタクトホールのコンタ
クト抵抗を低くする。 【解決手段】 電極又は配線上の絶縁層（層間絶縁膜
２）に形成されたコンタクトホール用開口パターン３に
配線用金属を埋め込むコンタクトホールの形成方法にお
いて、コンタクトホール用開口パターン３に配線用金属
を埋め込む前に、該開口パターン３をフッ素を含むガス
を用いたプラズマエッチングで処理し、次いで、開口パ
ターン内に自然酸化膜が形成されないように酸素を含む
雰囲気に置き、その後、開口パターンの少なくとも底部
をＴｉ等の埋め込み材料（Ｔｉ層５）でＣＶＤ法により
埋め込む。
クト抵抗を低くする。 【解決手段】 電極又は配線上の絶縁層（層間絶縁膜
２）に形成されたコンタクトホール用開口パターン３に
配線用金属を埋め込むコンタクトホールの形成方法にお
いて、コンタクトホール用開口パターン３に配線用金属
を埋め込む前に、該開口パターン３をフッ素を含むガス
を用いたプラズマエッチングで処理し、次いで、開口パ
ターン内に自然酸化膜が形成されないように酸素を含む
雰囲気に置き、その後、開口パターンの少なくとも底部
をＴｉ等の埋め込み材料（Ｔｉ層５）でＣＶＤ法により
埋め込む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に形成
されるアスペクト比（高さ／幅の比率）の高いコンタク
トホールにおいて、低く安定したコンタクト抵抗を得ら
れるようにする技術に関する。
されるアスペクト比（高さ／幅の比率）の高いコンタク
トホールにおいて、低く安定したコンタクト抵抗を得ら
れるようにする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置におけるコンタクトホ
ールの形成は、概略、ウェットエッチング又はＡｒスパ
ッタで電極又は配線層上の絶縁層にコンタクトホール用
開口パターンを形成し、その開口パターンにＷ等の配線
用金属を埋め込むことによりなされている。
ールの形成は、概略、ウェットエッチング又はＡｒスパ
ッタで電極又は配線層上の絶縁層にコンタクトホール用
開口パターンを形成し、その開口パターンにＷ等の配線
用金属を埋め込むことによりなされている。
【０００３】このうち、ウェットエッチングは、エッチ
ング液としてＨＦを主原料にした溶液を用いる方法であ
り、プロセス的に安価であるのが特徴である。
ング液としてＨＦを主原料にした溶液を用いる方法であ
り、プロセス的に安価であるのが特徴である。
【０００４】一方、Ａｒスパッタは、半導体装置の微細
化に伴い、高いアスペクト比が要求されるにしたがっ
て、採用が増加してきている。Ａｒスパッタで使用する
スパッタ装置は、配線の成膜工程で使用するスパッタ装
置と共用できるため、Ａｒスパッタによりコンタクトホ
ール用開口パターンを形成すると、同一装置で引き続き
配線用金属を埋め込むことが可能となる。
化に伴い、高いアスペクト比が要求されるにしたがっ
て、採用が増加してきている。Ａｒスパッタで使用する
スパッタ装置は、配線の成膜工程で使用するスパッタ装
置と共用できるため、Ａｒスパッタによりコンタクトホ
ール用開口パターンを形成すると、同一装置で引き続き
配線用金属を埋め込むことが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
ＵＬＳＩの微細化に伴い、さらにアスペクト比の高いコ
ンタクトホールが求められるようになり、従来のウェッ
トエッチングあるいはＡｒスパッタにより形成したコン
タクトホールではコンタクト抵抗の上昇の問題が深刻化
している。
ＵＬＳＩの微細化に伴い、さらにアスペクト比の高いコ
ンタクトホールが求められるようになり、従来のウェッ
トエッチングあるいはＡｒスパッタにより形成したコン
タクトホールではコンタクト抵抗の上昇の問題が深刻化
している。
【０００６】また、ウェットエッチングによる場合に
は、形成されるコンタクトホール用開口パターンが樽状
になるため、次のＷ等の金属を埋め込む工程で、十分な
埋め込みをすることができず、開口パターン内に「す」
が形成されてしまう。この「す」は、エレクトロマイグ
レーション(Electoron Migration)の悪化の原因ともな
る。また、ウェットエッチングにより形成される開口パ
ターンは、そのトップ径が大きいため、コンタクトホー
ル間の耐圧の確保が難しくなり、ショートの危険性もあ
る。
は、形成されるコンタクトホール用開口パターンが樽状
になるため、次のＷ等の金属を埋め込む工程で、十分な
埋め込みをすることができず、開口パターン内に「す」
が形成されてしまう。この「す」は、エレクトロマイグ
レーション(Electoron Migration)の悪化の原因ともな
る。また、ウェットエッチングにより形成される開口パ
ターンは、そのトップ径が大きいため、コンタクトホー
ル間の耐圧の確保が難しくなり、ショートの危険性もあ
る。
【０００７】一方、Ａｒスパッタで高いアスペクト比の
コンタクトホール用開口パターンを形成する場合、エッ
チング量が少ないとコンタクト抵抗を所定値以下にする
ことが難しく、エッチング量が過度に多いと、開口パタ
ーンの底部にダメージが与えられ、コンタクト抵抗が上
昇してしまう。この原因としては、エッチング量が過度
に少ない場合には開口パターンの底部の自然酸化による
酸化物をとりきれないためにコンタクト抵抗が上昇し、
また、反対にエッチング量が多すぎる場合には、開口パ
ターンの底部にスパッタされた物質が再度付着するた
め、あるいはプラズマダメージによる変質層によりコン
タクト抵抗が上昇するためと考えられる。
コンタクトホール用開口パターンを形成する場合、エッ
チング量が少ないとコンタクト抵抗を所定値以下にする
ことが難しく、エッチング量が過度に多いと、開口パタ
ーンの底部にダメージが与えられ、コンタクト抵抗が上
昇してしまう。この原因としては、エッチング量が過度
に少ない場合には開口パターンの底部の自然酸化による
酸化物をとりきれないためにコンタクト抵抗が上昇し、
また、反対にエッチング量が多すぎる場合には、開口パ
ターンの底部にスパッタされた物質が再度付着するた
め、あるいはプラズマダメージによる変質層によりコン
タクト抵抗が上昇するためと考えられる。
【０００８】また、Ａｒスパッタにおいても、エッチン
グ量が多すぎる場合には、開口パターンが樽状になり、
ウェットエッチングと同様の問題が生じる。
グ量が多すぎる場合には、開口パターンが樽状になり、
ウェットエッチングと同様の問題が生じる。
【０００９】このため高アスペクト比のコンタクトホー
ルを低いコンタクト抵抗に形成するために、従来のＡｒ
スパッタによる方法に対し、開口パターンを所期の形状
に形成し、かつコンタクト抵抗を低くできるように開口
パターン内を処理する技術が望まれている。
ルを低いコンタクト抵抗に形成するために、従来のＡｒ
スパッタによる方法に対し、開口パターンを所期の形状
に形成し、かつコンタクト抵抗を低くできるように開口
パターン内を処理する技術が望まれている。
【００１０】そこで本発明は、コンタクトホール用開口
パターンを、より少ないエッチング量で樽状にならない
ように形成し、アスペクト比を高くした場合にも安定的
に低いコンタクト抵抗を得られるようにする、新たなコ
ンタクトホールの形成方法を提供することを目的とす
る。
パターンを、より少ないエッチング量で樽状にならない
ように形成し、アスペクト比を高くした場合にも安定的
に低いコンタクト抵抗を得られるようにする、新たなコ
ンタクトホールの形成方法を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、Ａｒスパッ
タ等の公知の方法により形成したコンタクトホール用開
口パターンに対し、フッ素を含むガスを用いたプラズマ
エッチングを行い、次いでその開口パターンを酸素を含
む雰囲気におき、その開口パターンの底部に自然酸化膜
の形成に至らない極薄の酸素層を形成し、その後Ｔｉ等
の金属をＣＶＤ法で埋め込むと、まずフッ素を含むガス
を用いたプラズマエッチングにより、開口パターンの底
部に残る絶縁層を除去でき、開口パターンの形成に過度
のエッチングが不要となること、また、このプラズマエ
ッチング後に開口パターンを酸素を含む雰囲気におくこ
とにより、開口パターンをＴｉ等でＣＶＤ法により埋め
込んだ後のコンタクト抵抗を安定的に低下させられるこ
とを見出した。このように、コンタクトホール用開口パ
ターンを、フッ素を含むガスを用いたプラズマエッチン
グで処理し、次いで酸素を含む雰囲気におき、Ｔｉ等で
埋め込むことによりなぜコンタクト抵抗が安定的に低下
するかは、必ずしも明らかではないが、フッ素を含むガ
スを用いたプラズマエッチングにより開口パターンの底
部にフッ素又はフッ素イオンが結合し、このフッ素又は
フッ素イオンが、開口パターンを酸素を含む雰囲気にお
くことにより容易に酸素とおき換わって酸素が単分子層
程度の極薄の均一な層を形成し、これがさらにＣＶＤで
Ｔｉ等の金属と容易におき換わるためと考えられる。
タ等の公知の方法により形成したコンタクトホール用開
口パターンに対し、フッ素を含むガスを用いたプラズマ
エッチングを行い、次いでその開口パターンを酸素を含
む雰囲気におき、その開口パターンの底部に自然酸化膜
の形成に至らない極薄の酸素層を形成し、その後Ｔｉ等
の金属をＣＶＤ法で埋め込むと、まずフッ素を含むガス
を用いたプラズマエッチングにより、開口パターンの底
部に残る絶縁層を除去でき、開口パターンの形成に過度
のエッチングが不要となること、また、このプラズマエ
ッチング後に開口パターンを酸素を含む雰囲気におくこ
とにより、開口パターンをＴｉ等でＣＶＤ法により埋め
込んだ後のコンタクト抵抗を安定的に低下させられるこ
とを見出した。このように、コンタクトホール用開口パ
ターンを、フッ素を含むガスを用いたプラズマエッチン
グで処理し、次いで酸素を含む雰囲気におき、Ｔｉ等で
埋め込むことによりなぜコンタクト抵抗が安定的に低下
するかは、必ずしも明らかではないが、フッ素を含むガ
スを用いたプラズマエッチングにより開口パターンの底
部にフッ素又はフッ素イオンが結合し、このフッ素又は
フッ素イオンが、開口パターンを酸素を含む雰囲気にお
くことにより容易に酸素とおき換わって酸素が単分子層
程度の極薄の均一な層を形成し、これがさらにＣＶＤで
Ｔｉ等の金属と容易におき換わるためと考えられる。
【００１２】即ち、本発明は、電極又は配線上の絶縁層
に形成されたコンタクトホール用開口パターンに配線用
金属を埋め込むコンタクトホールの形成方法において、
コンタクトホール用開口パターンに配線用金属を埋め込
む前に、該開口パターンをフッ素を含むガスを用いたプ
ラズマエッチングで処理し、次いで、開口パターン内に
自然酸化膜が形成されないように開口パターンを酸素を
含む雰囲気におき、その後、開口パターンの少なくとも
底部を、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ又はこれらを含む金属もしくは
化合物から選ばれる埋め込み材料でＣＶＤ法により埋め
込むことを特徴とするコンタクトホールの形成方法を提
供する。
に形成されたコンタクトホール用開口パターンに配線用
金属を埋め込むコンタクトホールの形成方法において、
コンタクトホール用開口パターンに配線用金属を埋め込
む前に、該開口パターンをフッ素を含むガスを用いたプ
ラズマエッチングで処理し、次いで、開口パターン内に
自然酸化膜が形成されないように開口パターンを酸素を
含む雰囲気におき、その後、開口パターンの少なくとも
底部を、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ又はこれらを含む金属もしくは
化合物から選ばれる埋め込み材料でＣＶＤ法により埋め
込むことを特徴とするコンタクトホールの形成方法を提
供する。
【００１３】また、本発明は、電極又は配線上の絶縁層
にコンタクトホール用開口パターンを形成し、その開口
パターンに配線用金属を埋め込むことによりコンタクト
ホールを形成する工程を含む半導体装置の製造方法にお
いて、コンタクトホール用開口パターンに配線用金属を
埋め込む前に、該開口パターンをフッ素を含むガスを用
いたプラズマエッチングで処理し、次いで、開口パター
ン内に自然酸化膜が形成されないように開口パターンを
酸素を含む雰囲気におき、その後、開口パターンの少な
くとも底部を、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ又はこれらを含む金属も
しくは化合物から選ばれる埋め込み材料でＣＶＤ法によ
り埋め込み、コンタクトホールを形成することを特徴と
する半導体装置の製造方法を提供する。
にコンタクトホール用開口パターンを形成し、その開口
パターンに配線用金属を埋め込むことによりコンタクト
ホールを形成する工程を含む半導体装置の製造方法にお
いて、コンタクトホール用開口パターンに配線用金属を
埋め込む前に、該開口パターンをフッ素を含むガスを用
いたプラズマエッチングで処理し、次いで、開口パター
ン内に自然酸化膜が形成されないように開口パターンを
酸素を含む雰囲気におき、その後、開口パターンの少な
くとも底部を、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ又はこれらを含む金属も
しくは化合物から選ばれる埋め込み材料でＣＶＤ法によ
り埋め込み、コンタクトホールを形成することを特徴と
する半導体装置の製造方法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のコンタクトホールの形成
方法は、ポリＳｉ、ポリサイド、Ｗ、ＷＳｉ、ＷＮ等か
らなる電極又は配線上のＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、
ＳｉＯＣ等からなる絶縁層に、任意の方法で形成された
コンタクトホール用開口パターンを処理対象とする。
方法は、ポリＳｉ、ポリサイド、Ｗ、ＷＳｉ、ＷＮ等か
らなる電極又は配線上のＳｉＯ2、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、
ＳｉＯＣ等からなる絶縁層に、任意の方法で形成された
コンタクトホール用開口パターンを処理対象とする。
【００１５】この場合、コンタクトホール用開口パター
ン自体の形成方法には特に制限はなく、公知のＡｒスパ
ッタ、ＣｌＦ3、ＮＦ3等を用いたプラズマエッチング等
とすることができる。中でも、高アスペクト比の開口パ
ターンを形成する点からＮＦ 3を用いたプラズマエッチ
ングが好ましい。
ン自体の形成方法には特に制限はなく、公知のＡｒスパ
ッタ、ＣｌＦ3、ＮＦ3等を用いたプラズマエッチング等
とすることができる。中でも、高アスペクト比の開口パ
ターンを形成する点からＮＦ 3を用いたプラズマエッチ
ングが好ましい。
【００１６】本発明のコンタクトホールの形成方法で
は、まず、コンタクトホール用開口パターンをフッ素を
含むガスを用いたプラズマエッチングで処理する。これ
により、コンタクトホール用開口パターン形成時の絶縁
層の残渣あるいは、開口パターンの形成後、その底部に
自然酸化により形成された酸化物を除去する。
は、まず、コンタクトホール用開口パターンをフッ素を
含むガスを用いたプラズマエッチングで処理する。これ
により、コンタクトホール用開口パターン形成時の絶縁
層の残渣あるいは、開口パターンの形成後、その底部に
自然酸化により形成された酸化物を除去する。
【００１７】このプラズマエッチングのエッチングガス
としては、ＣｌＦ3、ＮＦ3等を使用する。
としては、ＣｌＦ3、ＮＦ3等を使用する。
【００１８】プラズマエッチングの処理後、開口パター
ンを酸素を含む雰囲気におく。酸素を含む雰囲気として
は、酸素、酸素と窒素もしくは不活性ガスとの混合ガ
ス、大気などをあげることができる。
ンを酸素を含む雰囲気におく。酸素を含む雰囲気として
は、酸素、酸素と窒素もしくは不活性ガスとの混合ガ
ス、大気などをあげることができる。
【００１９】この場合、開口パターン内には自然酸化膜
が形成されることなく、酸素の単分子層程度の極薄の層
が形成されるように、例えば、開口パターンを室温で大
気中に放置する場合、その放置時間は、２４時間以内と
することが好ましい。
が形成されることなく、酸素の単分子層程度の極薄の層
が形成されるように、例えば、開口パターンを室温で大
気中に放置する場合、その放置時間は、２４時間以内と
することが好ましい。
【００２０】また、プラズマエッチング後に開口パター
ンを酸素を含む雰囲気におく処理は、プラズマエッチン
グ装置内にこの雰囲気ガスを通すことにより行ってもよ
く、プラズマエッチング装置から取り出した後、開口パ
ターンを真空中におき、さらに酸素を含む雰囲気におく
ことのできる固有の装置により行ってもよい。あるいは
次工程のＴｉ等の金属の埋め込みを行うＣＶＤ装置に酸
素を含む雰囲気ガスを通すことにより行ってもよい。
ンを酸素を含む雰囲気におく処理は、プラズマエッチン
グ装置内にこの雰囲気ガスを通すことにより行ってもよ
く、プラズマエッチング装置から取り出した後、開口パ
ターンを真空中におき、さらに酸素を含む雰囲気におく
ことのできる固有の装置により行ってもよい。あるいは
次工程のＴｉ等の金属の埋め込みを行うＣＶＤ装置に酸
素を含む雰囲気ガスを通すことにより行ってもよい。
【００２１】こうして開口パターンを酸素を含む雰囲気
に置いた後、開口パターンの少なくとも底部をＴｉ、
Ｗ、Ｍｏ、これらを含む金属、又はＴｉＮなどのこれら
を含む化合物から選ばれる埋め込み材料でＣＶＤ法によ
り埋め込む。これにより、開口パターンの底部の電極又
は配線とこれらＴｉ等の埋め込み材料とを確実に低いコ
ンタクト結合させることができる。
に置いた後、開口パターンの少なくとも底部をＴｉ、
Ｗ、Ｍｏ、これらを含む金属、又はＴｉＮなどのこれら
を含む化合物から選ばれる埋め込み材料でＣＶＤ法によ
り埋め込む。これにより、開口パターンの底部の電極又
は配線とこれらＴｉ等の埋め込み材料とを確実に低いコ
ンタクト結合させることができる。
【００２２】この埋め込みは、開口パターンの全部に対
して行ってもよいが、少なくとも底部を埋め込み、さら
にＷ、Ａｌ含有金属等の所謂プラグ金属材料で埋め込ん
でもよい。
して行ってもよいが、少なくとも底部を埋め込み、さら
にＷ、Ａｌ含有金属等の所謂プラグ金属材料で埋め込ん
でもよい。
【００２３】本発明の半導体装置の製造方法は、その製
造工程中に任意の方法でコンタクトホール用開口パター
ンを形成後、上述のような本発明のコンタクトホールの
形成方法を行うものである。
造工程中に任意の方法でコンタクトホール用開口パター
ンを形成後、上述のような本発明のコンタクトホールの
形成方法を行うものである。
【００２４】
【実施例】以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を
具体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は
同等の構成要素を表している。
具体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は
同等の構成要素を表している。
【００２５】実施例１ 図１に示したように、シリコンウエハからなる半導体基
板１に形成されたシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２
に、ドライエッチングによりコンタクトホール用開口パ
ターン３（径０．３μｍ、深さ３μｍ）が形成されてい
るものを用意した。
板１に形成されたシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２
に、ドライエッチングによりコンタクトホール用開口パ
ターン３（径０．３μｍ、深さ３μｍ）が形成されてい
るものを用意した。
【００２６】この半導体基板１に対し、図２に示したプ
ラズマエッチング装置１０を用いて、開口パターン３の
内壁４に図１（ｂ）に示すようにプラズマエッチング処
理をした。
ラズマエッチング装置１０を用いて、開口パターン３の
内壁４に図１（ｂ）に示すようにプラズマエッチング処
理をした。
【００２７】このプラズマエッチング装置１０は、枚葉
処理方式のものであり、反応室１１の底部にあって処理
基板（即ち、半導体基板１）を載置する下部電極１２、
反応室１１の外側側面にあってエッチング時にＲＦ電圧
が印加されるコイル式上部電極１３、エッチング用ガス
を反応室１１に導入するガス導入口１４からなる。
処理方式のものであり、反応室１１の底部にあって処理
基板（即ち、半導体基板１）を載置する下部電極１２、
反応室１１の外側側面にあってエッチング時にＲＦ電圧
が印加されるコイル式上部電極１３、エッチング用ガス
を反応室１１に導入するガス導入口１４からなる。
【００２８】この場合、プラズマエッチングの条件は、
以下の通りとした。 エッチングガス：ＮＦ3 ３ｓｃｃｍ、Ｈｅ ４７ｓｃｃ
ｍ 圧力：７ｍＴｏｒｒ（０．９３Ｐａ） 周辺コイルパワー（ＲＦ）：１００Ｗ 下部電極パワー（ＲＦ）：１００Ｗ
以下の通りとした。 エッチングガス：ＮＦ3 ３ｓｃｃｍ、Ｈｅ ４７ｓｃｃ
ｍ 圧力：７ｍＴｏｒｒ（０．９３Ｐａ） 周辺コイルパワー（ＲＦ）：１００Ｗ 下部電極パワー（ＲＦ）：１００Ｗ
【００２９】次に、このプラズマエッチング装置１０の
反応室１１で、開口パターンの内壁４に図１（ｃ）に示
すように酸素処理を行った。この場合の酸素処理は条件
は以下の通りとした。 Ｏ2ガス流量：１００ｓｃｃｍ Ｎ2ガス流量： ２０ｓｃｃｍ 圧力：２０Ｔｏｒｒ（２７００Ｐａ） 基板温度：常温 処理時間：５分
反応室１１で、開口パターンの内壁４に図１（ｃ）に示
すように酸素処理を行った。この場合の酸素処理は条件
は以下の通りとした。 Ｏ2ガス流量：１００ｓｃｃｍ Ｎ2ガス流量： ２０ｓｃｃｍ 圧力：２０Ｔｏｒｒ（２７００Ｐａ） 基板温度：常温 処理時間：５分
【００３０】次に、図１（ｄ）に示すように、開口パタ
ーンにＴｉ層５をＣＶＤ法により蒸着した（膜厚１０ｎ
ｍ）。この場合の蒸着条件は以下の通りとした。 Ｈ2：３ｓＬｍ Ｈｅ：２ｓＬｍ Ａｒ：５．５ｓＬｍ ＴｉＣｌ4：５０ｍｇｍ 圧力：５Ｔｏｒｒ（６６５Ｐａ）
ーンにＴｉ層５をＣＶＤ法により蒸着した（膜厚１０ｎ
ｍ）。この場合の蒸着条件は以下の通りとした。 Ｈ2：３ｓＬｍ Ｈｅ：２ｓＬｍ Ａｒ：５．５ｓＬｍ ＴｉＣｌ4：５０ｍｇｍ 圧力：５Ｔｏｒｒ（６６５Ｐａ）
【００３１】引き続き、Ｗからなるプラグ金属膜６をＣ
ＶＤ法により形成して開口パターンを完全に埋め込み、
ＣＭＰ研磨により平滑化し、さらにＡｌ配線層をスパッ
タ法により蒸着し、それをパターニングすることにより
コンタクトホールとそれに接続したＡｌ配線７を形成し
た。
ＶＤ法により形成して開口パターンを完全に埋め込み、
ＣＭＰ研磨により平滑化し、さらにＡｌ配線層をスパッ
タ法により蒸着し、それをパターニングすることにより
コンタクトホールとそれに接続したＡｌ配線７を形成し
た。
【００３２】実施例２ プラズマエッチングを以下の条件で行う以外は、実施例
１と同様にコンタクトホール及びそれに接続する配線を
形成した。 エッチングガス：ＣｌＦ3 ５ｓｃｃｍ Ａｒ ５００ｓｃｃｍ 圧力：７ｍＴｏｒｒ（０．９３Ｐａ） 周辺コイルパワー（ＲＦ）：１００Ｗ 下部電極パワー（ＲＦ）：１００Ｗ
１と同様にコンタクトホール及びそれに接続する配線を
形成した。 エッチングガス：ＣｌＦ3 ５ｓｃｃｍ Ａｒ ５００ｓｃｃｍ 圧力：７ｍＴｏｒｒ（０．９３Ｐａ） 周辺コイルパワー（ＲＦ）：１００Ｗ 下部電極パワー（ＲＦ）：１００Ｗ
【００３３】実施例３ 図３の装置２０を用いて、実施例１とほぼ同様の条件で
コンタクトホールを形成した。
コンタクトホールを形成した。
【００３４】この場合、コンタクトホール用開口パター
ンが形成された半導体基板１は、カセット用ロードロッ
ク２１から真空のロードロック室２２に入れ、エッチン
グチャンバー２３でプラズマエッチング処理を行い、次
いでロードロック室２２を通って酸素処理チャンバー２
４に移して酸素処理を行い、その後ロードロック室２２
を通ってＣＶＤチャンバー２５に移してＴｉ層を成膜
し、さらにロードロック室２２を通ってＣＶＤチャンバ
ー２６に移して窒化チタン層を成膜した。
ンが形成された半導体基板１は、カセット用ロードロッ
ク２１から真空のロードロック室２２に入れ、エッチン
グチャンバー２３でプラズマエッチング処理を行い、次
いでロードロック室２２を通って酸素処理チャンバー２
４に移して酸素処理を行い、その後ロードロック室２２
を通ってＣＶＤチャンバー２５に移してＴｉ層を成膜
し、さらにロードロック室２２を通ってＣＶＤチャンバ
ー２６に移して窒化チタン層を成膜した。
【００３５】実施例４ 実施例３において、エッチングチャンバー２３でプラズ
マエッチング処理を行い、引き続きそのチャンバーで酸
素処理を行う以外、実施例３と同様にしてコンタクトホ
ールを形成した。
マエッチング処理を行い、引き続きそのチャンバーで酸
素処理を行う以外、実施例３と同様にしてコンタクトホ
ールを形成した。
【００３６】実施例５ 実施例３において、酸素処理を、酸素処理チャンバー２
４で行うのに代えて大気中２０分間に放置することによ
り行う以外、実施例３と同様にしてコンタクトホールを
形成した。
４で行うのに代えて大気中２０分間に放置することによ
り行う以外、実施例３と同様にしてコンタクトホールを
形成した。
【００３７】得られたコンタクトホールのコンタクト抵
抗を測定したところ、５Ω／ヶであった。
抗を測定したところ、５Ω／ヶであった。
【００３８】実験例 実施例５において、大気中の放置時間を０分、２０分、
３２時間とした場合のコンタクト抵抗と出現確率（Cumu
lative Probability）(%)との関係を調べた。結果を図
４に示す。
３２時間とした場合のコンタクト抵抗と出現確率（Cumu
lative Probability）(%)との関係を調べた。結果を図
４に示す。
【００３９】同図から、放置時間差（即ち、ＮＦ3の酸
素との置換時間の差）により抵抗値に差のあることがわ
かる。
素との置換時間の差）により抵抗値に差のあることがわ
かる。
【００４０】
【発明の効果】本発明のコンタクトホールの形成方法に
よれば、コンタクトホール用開口パターンを、より少な
いエッチング量で樽状にならないように形成し、アスペ
クト比を高くした場合においても安定的にコンタクト抵
抗を低くすることができる。
よれば、コンタクトホール用開口パターンを、より少な
いエッチング量で樽状にならないように形成し、アスペ
クト比を高くした場合においても安定的にコンタクト抵
抗を低くすることができる。
【図１】 実施例の方法の工程説明図である。
【図２】 プラズマエッチング装置の概念図である。
【図３】 実施例３で用いた装置の概念図である。
【図４】 コンタクト抵抗とCumulative Probability
(%)との関係図である。
(%)との関係図である。
【符号の説明】 １…半導体基板、 ２…層間絶縁膜、 ３…コンタクトホール用開口パターン、 ４…開口パターンの内壁、 ５…Ｔｉ層、 ６…Ｗ層、 ７…Ａｌ配線、 １０…プラズマエッチング装置、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/768 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ａ Ｃ Ｆターム(参考） 4M104 AA01 BB14 DD15 DD16 DD18 DD22 DD28 DD37 DD43 FF13 FF22 HH13 HH16 5F004 DA07 DA17 DB00 DB03 FA08 5F033 HH08 JJ08 JJ18 JJ19 JJ20 KK01 KK04 KK19 KK28 KK34 MM07 NN06 PP06 PP15 QQ08 QQ09 QQ12 QQ15 QQ37 QQ48 QQ53 QQ73 RR02 RR04 RR08 XX02 XX09 XX31
Claims (3)
- 【請求項１】 電極又は配線上の絶縁層に形成されたコ
ンタクトホール用開口パターンに配線用金属を埋め込む
コンタクトホールの形成方法において、コンタクトホー
ル用開口パターンに配線用金属を埋め込む前に、該開口
パターンをフッ素を含むガスを用いたプラズマエッチン
グで処理し、次いで、開口パターン内に自然酸化膜が形
成されないように開口パターンを酸素を含む雰囲気にお
き、その後、開口パターンの少なくとも底部を、Ｔｉ、
Ｗ、Ｍｏ又はこれらを含む金属もしくは化合物から選ば
れる埋め込み材料でＣＶＤ法により埋め込むことを特徴
とするコンタクトホールの形成方法。 - 【請求項２】 コンタクトホール用開口パターンを、フ
ッ素を含むガスを用いたプラズマエッチングで形成し、
引き続き該開口パターンを酸素を含む雰囲気におく請求
項１記載のコンタクトホールの形成方法。 - 【請求項３】 電極又は配線上の絶縁層にコンタクトホ
ール用開口パターンを形成し、その開口パターンに配線
用金属を埋め込むことによりコンタクトホールを形成す
る工程を含む半導体装置の製造方法において、コンタク
トホール用開口パターンに配線用金属を埋め込む前に、
該開口パターンをフッ素を含むガスを用いたプラズマエ
ッチングで処理し、次いで、開口パターン内に自然酸化
膜が形成されないように開口パターンを酸素を含む雰囲
気におき、その後、開口パターンの少なくとも底部を、
Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ又はこれらを含む金属もしくは化合物か
ら選ばれる埋め込み材料でＣＶＤ法により埋め込み、コ
ンタクトホールを形成することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000402130A JP2002203807A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | コンタクトホールの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000402130A JP2002203807A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | コンタクトホールの形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002203807A true JP2002203807A (ja) | 2002-07-19 |
Family
ID=18866473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000402130A Pending JP2002203807A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | コンタクトホールの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002203807A (ja) |
-
2000
- 2000-12-28 JP JP2000402130A patent/JP2002203807A/ja active Pending
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