JP2966418B2 - 配線コンタクトの形成方法 - Google Patents
配線コンタクトの形成方法Info
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- JP2966418B2 JP2966418B2 JP63223239A JP22323988A JP2966418B2 JP 2966418 B2 JP2966418 B2 JP 2966418B2 JP 63223239 A JP63223239 A JP 63223239A JP 22323988 A JP22323988 A JP 22323988A JP 2966418 B2 JP2966418 B2 JP 2966418B2
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- titanium
- forming
- contact hole
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、配線コンタクトの形成方法に関し、更に
詳しくは、LSI等の多層配線等の各種の配線接続部の形
成に適用されるものである。
詳しくは、LSI等の多層配線等の各種の配線接続部の形
成に適用されるものである。
［発明の概要］ この発明は、配線コンタクトの形成方法において、被
接続部上にシリサイドの構成が可能な高融点金属層を被
着させる工程と、前記高融点金属層上に絶縁膜を形成す
る工程と、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工
程と、該コンタクトホール内で露呈する前記高融点金属
層表面の自然酸化膜を除去する工程と、前記コンタクト
ホール内に導電層を形成する工程とを備えることによ
り、 コンタクト抵抗の小さい配線コンタクトの形成を可能
にしたものである。
接続部上にシリサイドの構成が可能な高融点金属層を被
着させる工程と、前記高融点金属層上に絶縁膜を形成す
る工程と、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工
程と、該コンタクトホール内で露呈する前記高融点金属
層表面の自然酸化膜を除去する工程と、前記コンタクト
ホール内に導電層を形成する工程とを備えることによ
り、 コンタクト抵抗の小さい配線コンタクトの形成を可能
にしたものである。
［従来の技術］ 従来、この種の配線コンタクトの形成方法としては、
第３図Ａ〜第３図Ｈに示すようなものがある。
第３図Ａ〜第３図Ｈに示すようなものがある。
この方法は、先ず、第３図Ａに示すように、シリコン
基板１に素子分離膜（フィールド酸化膜）2,2及び両素
子分離膜2,2間の領域に不純物を拡散させてなる不純物
領域３を形成した後、素子分離膜２及び不純物領域３上
に、高融点金属層であるチタン（Ti）層４を例えばDCマ
グネトロンスパッタ堆積法により形成する。この場合、
チタン層４の表面は、自然酸化膜（TiOx）4aが生じる。
基板１に素子分離膜（フィールド酸化膜）2,2及び両素
子分離膜2,2間の領域に不純物を拡散させてなる不純物
領域３を形成した後、素子分離膜２及び不純物領域３上
に、高融点金属層であるチタン（Ti）層４を例えばDCマ
グネトロンスパッタ堆積法により形成する。この場合、
チタン層４の表面は、自然酸化膜（TiOx）4aが生じる。
次に、第１回目のアニールを600℃の温度で行い、自
己整合シリサイド化技術を用いて不純物領域３上に位置
するチタン層４をTiSi（チタンモノシリサイド）層4bに
変化させる（第３図Ｂ）。
己整合シリサイド化技術を用いて不純物領域３上に位置
するチタン層４をTiSi（チタンモノシリサイド）層4bに
変化させる（第３図Ｂ）。
次に、TiSi層4bを残すように、自然酸化膜4a及びチタ
ン層４を選択エッチングする（第３図Ｃ）。このように
して露呈したTiSi層4bの表面には、チタンオキサイド
（TiOx）でなる自然酸化膜4cが形成される（第３図
Ｄ）。
ン層４を選択エッチングする（第３図Ｃ）。このように
して露呈したTiSi層4bの表面には、チタンオキサイド
（TiOx）でなる自然酸化膜4cが形成される（第３図
Ｄ）。
さらに、第２回目のアニールを800℃の温度で行い、T
iSi層4bをTiSi2（チタンシリサイド）層4dに変化させる
（第３図Ｅ）。
iSi層4bをTiSi2（チタンシリサイド）層4dに変化させる
（第３図Ｅ）。
次いで、層間絶縁膜（SiO2）５をCVD法により堆積さ
せ（第３図Ｆ）、次に、エッチングを行ってコンタクト
ホール5aを形成する（第３図Ｇ）。
せ（第３図Ｆ）、次に、エッチングを行ってコンタクト
ホール5aを形成する（第３図Ｇ）。
最後に、第３図Ｈに示すように、コンタクトホール5a
内及び層間絶縁膜５上にアルミニウム配線６を形成し
て、被接続部である不純物領域３とアルミニウム配線６
との接続が完成する。
内及び層間絶縁膜５上にアルミニウム配線６を形成し
て、被接続部である不純物領域３とアルミニウム配線６
との接続が完成する。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来例においては、TiSi層
4dの表面にチタンオキサイド（TiOx）でなる自然酸化膜
4cが形成されているため、アルミニウム配線６とTiSi2
層4dとのコンタクトが取りにくく、素子スピードに影響
を与えるコンタクト抵抗が著しく増大するという問題点
があった。
4dの表面にチタンオキサイド（TiOx）でなる自然酸化膜
4cが形成されているため、アルミニウム配線６とTiSi2
層4dとのコンタクトが取りにくく、素子スピードに影響
を与えるコンタクト抵抗が著しく増大するという問題点
があった。
本発明は、このような従来の問題点に着目して創案さ
れたものであって、コンタクト抵抗の増加を防止する、
配線コンタクトの形成方法を得んとするものである。
れたものであって、コンタクト抵抗の増加を防止する、
配線コンタクトの形成方法を得んとするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、被接続部上にチタンシリサイドの構成が可
能なチタン層を被着させる工程と、前記チタン層をシリ
サイド化してチタンモノシリサイド層を形成する第１の
アニール工程と、前記チタンモノシリサイド層表面に形
成された酸化チタンからなる自然酸化膜を除去する第１
のエッチング工程と、前記チタンモノシリサイド層をシ
リサイド化してチタンシリサイド層を形成する第２のア
ニール工程と、前記チタンシリサイド層上に絶縁膜を形
成する工程と、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成す
る工程と、該コンタクトホール内で露呈する前記チタン
シリサイド層表面の酸化チタンからなる自然酸化膜をア
ンモニア過水のウェットエッチングにより除去する第２
のエッチング工程と、前記コンタクトホール内に導電層
を形成する工程と、を備えることを、その解決手段とし
ている。
能なチタン層を被着させる工程と、前記チタン層をシリ
サイド化してチタンモノシリサイド層を形成する第１の
アニール工程と、前記チタンモノシリサイド層表面に形
成された酸化チタンからなる自然酸化膜を除去する第１
のエッチング工程と、前記チタンモノシリサイド層をシ
リサイド化してチタンシリサイド層を形成する第２のア
ニール工程と、前記チタンシリサイド層上に絶縁膜を形
成する工程と、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成す
る工程と、該コンタクトホール内で露呈する前記チタン
シリサイド層表面の酸化チタンからなる自然酸化膜をア
ンモニア過水のウェットエッチングにより除去する第２
のエッチング工程と、前記コンタクトホール内に導電層
を形成する工程と、を備えることを、その解決手段とし
ている。
また、前記アンモニア過水は、（NH4OH＋H2O2）であ
ることを、その解決手段としている。
ることを、その解決手段としている。
［作用］ 高融点金属層表面の自然酸化膜は、コンタクトホール
内で除去されるため、被接続部と導電層は高融点金属層
を介して電気的に導通可能となる。なお、高融点金属層
は、例えばアニールなどの処理によってシリサイド化し
た場合も導電性が高く、コンタクト抵抗を低く抑えるこ
とが可能である。
内で除去されるため、被接続部と導電層は高融点金属層
を介して電気的に導通可能となる。なお、高融点金属層
は、例えばアニールなどの処理によってシリサイド化し
た場合も導電性が高く、コンタクト抵抗を低く抑えるこ
とが可能である。
［実施例］ 以下、本発明に係る配線コンタクトの形成方法の詳細
を図面に示す実施例に基づいて説明する。
を図面に示す実施例に基づいて説明する。
なお、従来例と同様の部分には同一符号を付して説明
する。
する。
先ず、第１図Ａは、シリコン基板１にSiO2でなる素子
分離膜2,2及び不純物領域３を形成した後、素子分離膜
２及び不純物領域３上に、高融点金属層としてのチタン
層４を形成した状態を示している。この高融点金属とし
ては、シリサイドを構成する金属が選択される。なお、
チタン層４の表面は、大気中に晒されると酸化されてTi
Oxでなる自然酸化膜4aが形成される。
分離膜2,2及び不純物領域３を形成した後、素子分離膜
２及び不純物領域３上に、高融点金属層としてのチタン
層４を形成した状態を示している。この高融点金属とし
ては、シリサイドを構成する金属が選択される。なお、
チタン層４の表面は、大気中に晒されると酸化されてTi
Oxでなる自然酸化膜4aが形成される。
次いで、第１図Ｂは、600℃で第１回目のアニールを
行って、不純物領域３上のチタン層４をセルフアライン
でTiSi層4bに変化させた状態を示している。
行って、不純物領域３上のチタン層４をセルフアライン
でTiSi層4bに変化させた状態を示している。
次に、第１図Ｃに示すように、TiSi層4bを残して、自
然酸化膜4a及びチタン層４を選択エッチングする。な
お、このようにしてTiSi層4bが大気に晒されると第１図
Ｄに示すように、表面にTiOxでなる自然酸化膜4cが再度
形成される。
然酸化膜4a及びチタン層４を選択エッチングする。な
お、このようにしてTiSi層4bが大気に晒されると第１図
Ｄに示すように、表面にTiOxでなる自然酸化膜4cが再度
形成される。
そして、第２回目のアニールを800℃で行うと、TiSi
層4bは、表面の自然酸化膜4cを残したまま、シリコン基
板１のSiと反応してTiSi2層4dに変化する（第１図
Ｅ）。
層4bは、表面の自然酸化膜4cを残したまま、シリコン基
板１のSiと反応してTiSi2層4dに変化する（第１図
Ｅ）。
次に、第１図Ｆに示すように、絶縁膜（SiO2）５をCV
D法により堆積させた後、エッチングを行いコンタクト
ホール5aを開設し、自然酸化膜4cを露出させる（第１図
Ｇ）。
D法により堆積させた後、エッチングを行いコンタクト
ホール5aを開設し、自然酸化膜4cを露出させる（第１図
Ｇ）。
次に、アンモニア過水（NH4OH＋H2O2）によるウェッ
トエッチングを行いコンタクトホール5a内の自然酸化膜
4cを除去する（第１図Ｈ）。このようにアンモニア過水
処理を行うと、シリコン基板１上の各所のダストも同時
に除され、洗浄効果が奏される。
トエッチングを行いコンタクトホール5a内の自然酸化膜
4cを除去する（第１図Ｈ）。このようにアンモニア過水
処理を行うと、シリコン基板１上の各所のダストも同時
に除され、洗浄効果が奏される。
最後に、前記コンタクトホール5a内及び絶縁膜５上に
アルミニウム配線６を形成して、配線が完成する。この
ようにして、アルミニウム配線６と被接続部である不純
物領域は、導電性の高いTiSi2層4dを介して接続され
る。
アルミニウム配線６を形成して、配線が完成する。この
ようにして、アルミニウム配線６と被接続部である不純
物領域は、導電性の高いTiSi2層4dを介して接続され
る。
また、第２図Ａ及び第２図Ｂは、上記実施例の第１図
Ｈに示す状態に対して他の処理を行った実施例を示すも
のである。
Ｈに示す状態に対して他の処理を行った実施例を示すも
のである。
この実施例にあっては、第１図Ｈの工程の後に、第２
図Ａに示すようにコンタクトホール5a内で露出するTiSi
2層4d表面を、N2とNH3の雰囲気中で900℃のアニールを
行って、チタンナイトライド（TiN）層4eに変え、次
に、アルミニウム配線６を形成する（第２図Ｂ）。この
実施例によっても、上記実施例と同様にコンタクト抵抗
の小さい配線を得ることが出来ると共に、バリヤメタル
であるTiNがアルミニウムと安定したコンタクトを可能
にする。
図Ａに示すようにコンタクトホール5a内で露出するTiSi
2層4d表面を、N2とNH3の雰囲気中で900℃のアニールを
行って、チタンナイトライド（TiN）層4eに変え、次
に、アルミニウム配線６を形成する（第２図Ｂ）。この
実施例によっても、上記実施例と同様にコンタクト抵抗
の小さい配線を得ることが出来ると共に、バリヤメタル
であるTiNがアルミニウムと安定したコンタクトを可能
にする。
以上、実施例について説明したが、この他にも各種の
設計変更が可能である。
設計変更が可能である。
例えば、上記実施例にあっては、本発明を不純物領域
３との配線の例に適用したが、この他の各種の配線形態
に適用可能であることは言うまでもない。
３との配線の例に適用したが、この他の各種の配線形態
に適用可能であることは言うまでもない。
また、上記実施例においては、自然酸化膜4cの除去に
際してアンモニア過水を用いてウェットエッチングを採
用したが、勿論他の除去手段を用いてもよい。
際してアンモニア過水を用いてウェットエッチングを採
用したが、勿論他の除去手段を用いてもよい。
さらに、上記実施例においては、高融点金属としてチ
タンを用いたが、この他に例えば、タングステン，モリ
ブデン，コバルト等を用いてもよい。また、アルミニウ
ム配線６に代え例えば、タングステン（Ｗ）の選択CVD
法を用いることによりコンタクトホールを平坦に埋める
ことも可能である。
タンを用いたが、この他に例えば、タングステン，モリ
ブデン，コバルト等を用いてもよい。また、アルミニウ
ム配線６に代え例えば、タングステン（Ｗ）の選択CVD
法を用いることによりコンタクトホールを平坦に埋める
ことも可能である。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る配線コ
ンタクトの形成方法に依れば、コンタクト抵抗を顕著に
下げることが出来る効果がある。
ンタクトの形成方法に依れば、コンタクト抵抗を顕著に
下げることが出来る効果がある。
また、高融点金属層の表面に生じた自然酸化膜の除去
を、例えばアンモニア過水等のウェットエッチングで行
えば、ウエハ上のダストの除去、洗浄をも同時に行える
効果がある。
を、例えばアンモニア過水等のウェットエッチングで行
えば、ウエハ上のダストの除去、洗浄をも同時に行える
効果がある。
第１図Ａ〜第１図Ｉは本発明に係る配線コンタクトの形
成方法の実施例を示す断面図、第２図Ａ及び第２図Ｂは
同他の実施例を示す断面図、第３図Ａ〜第３図Ｈは従来
例を示す断面図である。 １……シリコン基板、２……素子分離膜、３……不純物
領域、４……チタン層、4a,4c……自然酸化膜、５……
絶縁膜、5a……コンタクトホール。
成方法の実施例を示す断面図、第２図Ａ及び第２図Ｂは
同他の実施例を示す断面図、第３図Ａ〜第３図Ｈは従来
例を示す断面図である。 １……シリコン基板、２……素子分離膜、３……不純物
領域、４……チタン層、4a,4c……自然酸化膜、５……
絶縁膜、5a……コンタクトホール。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−129873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−168266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−226959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−39848（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】被接続部上にチタンシリサイドの構成が可
能なチタン層を被着させる工程と、 前記チタン層をシリサイド化してチタンモノシリサイド
層を形成する第１のアニール工程と、 前記チタンモノシリサイド層表面に形成された酸化チタ
ンからなる自然酸化膜を除去する第１のエッチング工程
と、 前記チタンモノシリサイド層をシリサイド化してチタン
シリサイド層を形成する第２のアニール工程と、 前記チタンシリサイド層上に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、 該コンタクトホール内で露呈する前記チタンシリサイド
層表面の酸化チタンからなる自然酸化膜をアンモニア過
水のウェットエッチングにより除去する第２のエッチン
グ工程と、 前記コンタクトホール内に導電層を形成する工程と、 を備えることを特徴とする配線コンタクトの形成方法。 - 【請求項２】前記アンモニア過水は、 （NH4OH＋H2O2）であることを特徴とする請求項１記載
の配線コンタクトの形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63223239A JP2966418B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 配線コンタクトの形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63223239A JP2966418B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 配線コンタクトの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271547A JPH0271547A (ja) | 1990-03-12 |
| JP2966418B2 true JP2966418B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=16794980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63223239A Expired - Lifetime JP2966418B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 配線コンタクトの形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966418B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0270856B1 (de) * | 1986-11-20 | 1993-07-28 | Emitec Gesellschaft für Emissionstechnologie mbH | Metallischer Katalysator-Trägerkörper und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP2798321B2 (ja) * | 1991-03-06 | 1998-09-17 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6039848A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP63223239A patent/JP2966418B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0271547A (ja) | 1990-03-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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