JP3124446B2 - 半導体装置の製造方法と半導体ウエハ構造 - Google Patents
半導体装置の製造方法と半導体ウエハ構造Info
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特にブランケットタングステン（ブランケット
Ｗ）成長を用いる半導体装置の製造方法に関する。
に関し、特にブランケットタングステン（ブランケット
Ｗ）成長を用いる半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】Ｗは、シリコン半導体装置等において、高
温熱処理に耐える金属として有用であるが、絶縁層で覆
われたＳｉウエハ上に成長する技術には未だ解決すべき
課題も多い。
温熱処理に耐える金属として有用であるが、絶縁層で覆
われたＳｉウエハ上に成長する技術には未だ解決すべき
課題も多い。
【０００３】
【従来の技術】半導体装置において、コンタクトホール
の段差を埋め戻したり、絶縁層の上に配線を形成するた
めに下地全面上に非選択的にタングステン層を成長させ
るブランケットタングステン成長が用いられている。
の段差を埋め戻したり、絶縁層の上に配線を形成するた
めに下地全面上に非選択的にタングステン層を成長させ
るブランケットタングステン成長が用いられている。
【０００４】ブランケットタングステン成長を行なう下
地表面は、一般にシリコンが露出した表面と絶縁膜の表
面を含む。絶縁膜上のＷ層は、接着力が弱く、剥離して
パーティクルを発生する原因となる。
地表面は、一般にシリコンが露出した表面と絶縁膜の表
面を含む。絶縁膜上のＷ層は、接着力が弱く、剥離して
パーティクルを発生する原因となる。
【０００５】そこで、ＳｉＯ2 等の絶縁膜上にＷ層を成
長する際には、導電性を有する接着層としてＴｉＮ層等
を予め成長することが行なわれる。また、下地表面にＳ
ｉ領域が存在する時、その表面に酸化膜等が形成されて
いると、コンタクト抵抗が高くなり易い。
長する際には、導電性を有する接着層としてＴｉＮ層等
を予め成長することが行なわれる。また、下地表面にＳ
ｉ領域が存在する時、その表面に酸化膜等が形成されて
いると、コンタクト抵抗が高くなり易い。
【０００６】Ｓｉ領域とのコンタクトを確保するため
に、まずＴｉ等のコンタクトメタル層を成長し、その後
接着層を成長する。すなわち、ブランケット成長を行な
う前に、Ｔｉ層とＴｉＮ層とを積層する。
に、まずＴｉ等のコンタクトメタル層を成長し、その後
接着層を成長する。すなわち、ブランケット成長を行な
う前に、Ｔｉ層とＴｉＮ層とを積層する。
【０００７】ブランケットタングステン成長は、成長初
期においては成長核を形成するためにＷＦ6 ガスとＳｉ
Ｈ4 ガスを供給する。下地表面上に成長核が形成された
後は、ＷＦ6 ガスとＨ2 ガスを供給する。
期においては成長核を形成するためにＷＦ6 ガスとＳｉ
Ｈ4 ガスを供給する。下地表面上に成長核が形成された
後は、ＷＦ6 ガスとＨ2 ガスを供給する。
【０００８】ＷのソースガスであるＷＦ6 がＳｉＨ4 や
Ｈ2 等によって還元されると、Ｆガスが発生する。とこ
ろで、コンタクトメタル層であるＴｉがＦと反応する
と、ＴｉＦ3 、ＴｉＦ4 等の固体が生成する。このよう
なＴｉ弗化物が生成されると、体積膨張を起こし、その
上のＴｉＮ膜を剥離させてしまう。ＴｉＮ膜の剥離は、
パーティクルの原因となる。
Ｈ2 等によって還元されると、Ｆガスが発生する。とこ
ろで、コンタクトメタル層であるＴｉがＦと反応する
と、ＴｉＦ3 、ＴｉＦ4 等の固体が生成する。このよう
なＴｉ弗化物が生成されると、体積膨張を起こし、その
上のＴｉＮ膜を剥離させてしまう。ＴｉＮ膜の剥離は、
パーティクルの原因となる。
【０００９】従来、スパッタ装置においては、落下する
パーティクルがシリコンウエハ上に付着することを防止
するため、Ｓｉウエハを縦に保持してスパッタリングを
行なっていた。Ｓｉウエハを保持するためには、クラン
プリング等が用いられ、Ｓｉウエハ表面の周辺部をクラ
ンプしてスパッタリングを行なっていた。
パーティクルがシリコンウエハ上に付着することを防止
するため、Ｓｉウエハを縦に保持してスパッタリングを
行なっていた。Ｓｉウエハを保持するためには、クラン
プリング等が用いられ、Ｓｉウエハ表面の周辺部をクラ
ンプしてスパッタリングを行なっていた。
【００１０】周辺をクランプリングで押えたＳｉウエハ
上にＴｉ層とＴｉＮ層をスパッタリングすると、クラン
プされたＳｉウエハ周辺部にはＴｉ層とＴｉＮ層は堆積
しない。クランプを外したＳｉウエハには、側面が露出
したＴｉ層とＴｉＮ層が形成される。
上にＴｉ層とＴｉＮ層をスパッタリングすると、クラン
プされたＳｉウエハ周辺部にはＴｉ層とＴｉＮ層は堆積
しない。クランプを外したＳｉウエハには、側面が露出
したＴｉ層とＴｉＮ層が形成される。
【００１１】このようなＳｉウエハ上にＷ層を成長する
場合、ウエハ周辺部には絶縁膜が露出していることが多
い。この上にＷ層を成長すると、Ｗ層は絶縁膜に対する
接着力が弱いため、容易に剥離し、パーティクルの原因
となってしまう。
場合、ウエハ周辺部には絶縁膜が露出していることが多
い。この上にＷ層を成長すると、Ｗ層は絶縁膜に対する
接着力が弱いため、容易に剥離し、パーティクルの原因
となってしまう。
【００１２】そこで、Ｗ層のＣＶＤ成長においては、Ｓ
ｉウエハ表面上にシャドウリングを設け、Ｓｉウエハ周
辺部に成長ガスが入り込まないようにしている。シャド
ウリングは、Ｓｉウエハに接触するタイプと非接触タイ
プが存在する。しかしながら、いずれのシャドウリング
を用いても、シャドウリングの下における成長ガスの供
給は不安定となる。
ｉウエハ表面上にシャドウリングを設け、Ｓｉウエハ周
辺部に成長ガスが入り込まないようにしている。シャド
ウリングは、Ｓｉウエハに接触するタイプと非接触タイ
プが存在する。しかしながら、いずれのシャドウリング
を用いても、シャドウリングの下における成長ガスの供
給は不安定となる。
【００１３】ＷのＣＶＤ成長において、供給するＷＦ6
ガスと還元ガス（ＳｉＨ4 またはＨ 2 ）が完全に反応し
てからＳｉウエハ上に供給されれば、Ｔｉ弗化物の形成
はほとんど生じない。
ガスと還元ガス（ＳｉＨ4 またはＨ 2 ）が完全に反応し
てからＳｉウエハ上に供給されれば、Ｔｉ弗化物の形成
はほとんど生じない。
【００１４】しかしながら、ガスの供給が不安定とな
り、ウエハ表面に直接ＷＦ6 ガスが供給されると、表面
でＷＦ6 の分解が生じ、Ｆが成長下地中に入り込んでし
まう。表面にＴｉ層が露出していれば、この露出したＴ
ｉ層が容易にＦと化合し、剥離を生じてしまう。
り、ウエハ表面に直接ＷＦ6 ガスが供給されると、表面
でＷＦ6 の分解が生じ、Ｆが成長下地中に入り込んでし
まう。表面にＴｉ層が露出していれば、この露出したＴ
ｉ層が容易にＦと化合し、剥離を生じてしまう。
【００１５】たとえ、Ｔｉ層がＴｉＮ層によって薄く覆
われていても、ＴｉＮ層表面に付着したＦは、ＴｉＮ層
中に引き込まれ、拡散しＴｉ層に達してしまうものと考
えられる。
われていても、ＴｉＮ層表面に付着したＦは、ＴｉＮ層
中に引き込まれ、拡散しＴｉ層に達してしまうものと考
えられる。
【００１６】Ｓｉウエハ周辺部をクランプリングで押さ
え、Ｔｉ層とＴｉＮ層をスパッタリングした場合には、
側面にＴｉ層が露出し、ＷＦ6 ガスの供給により、Ｔｉ
とＦの化合が生じ、剥離が生じてしまう。
え、Ｔｉ層とＴｉＮ層をスパッタリングした場合には、
側面にＴｉ層が露出し、ＷＦ6 ガスの供給により、Ｔｉ
とＦの化合が生じ、剥離が生じてしまう。
【００１７】近年、スパッタ装置におけるパーティクル
の防止技術が進み、ウエハを水平状態に保持することが
できるようになった。ウエハを水平に保持する場合、ウ
エハをクランプリングで保持することは必ずしも必要な
くなった。そこで、クランプリングを用いず、ウエハ全
面上にＴｉ層とＴｉＮ層をスパッタする技術が提案され
た。
の防止技術が進み、ウエハを水平状態に保持することが
できるようになった。ウエハを水平に保持する場合、ウ
エハをクランプリングで保持することは必ずしも必要な
くなった。そこで、クランプリングを用いず、ウエハ全
面上にＴｉ層とＴｉＮ層をスパッタする技術が提案され
た。
【００１８】しかしながら、Ｓｉウエハの周辺部は割れ
や欠けを防止するために面取りがされている。このよう
に傾斜した面上にＴｉ層とＴｉＮ層を連続的にスパッタ
した場合、Ｔｉ層周辺部においては、十分ＴｉＮ層が成
長せず、Ｔｉ層が一部露出したり、たとえＴｉＮ層で覆
われていてもＴｉＮ層の厚さが不足する。
や欠けを防止するために面取りがされている。このよう
に傾斜した面上にＴｉ層とＴｉＮ層を連続的にスパッタ
した場合、Ｔｉ層周辺部においては、十分ＴｉＮ層が成
長せず、Ｔｉ層が一部露出したり、たとえＴｉＮ層で覆
われていてもＴｉＮ層の厚さが不足する。
【００１９】このようなＳｉウエハ上にＷのブランケッ
ト成長を行なうと、ウエハ周辺部に露出したＴｉ層また
は薄いＴｉＮ層でしか覆われていないＴｉ層とＦとの反
応が生じ、Ｔｉ弗化物が生成され、剥離が生じてしま
う。
ト成長を行なうと、ウエハ周辺部に露出したＴｉ層また
は薄いＴｉＮ層でしか覆われていないＴｉ層とＦとの反
応が生じ、Ｔｉ弗化物が生成され、剥離が生じてしま
う。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
ブランケットタングステン成長において、コンタクトメ
タルと導電接着層とを予め成長した後、タングステンの
成長を行なうと、接着層周辺部においてＴｉＮ層が持ち
上げられ、剥離が生じる。
ブランケットタングステン成長において、コンタクトメ
タルと導電接着層とを予め成長した後、タングステンの
成長を行なうと、接着層周辺部においてＴｉＮ層が持ち
上げられ、剥離が生じる。
【００２１】本発明の目的は、コンタクトメタル層と導
電接着層とを堆積した表面上にブランケットタングステ
ン成長を行なっても、剥離の生じにくい半導体装置の製
造方法を提供することである。
電接着層とを堆積した表面上にブランケットタングステ
ン成長を行なっても、剥離の生じにくい半導体装置の製
造方法を提供することである。
【００２２】また、本発明の他の目的は、その上にブラ
ンケットタングステン成長を行なっても、剥離が生じに
くい半導体ウエハを提供することである。
ンケットタングステン成長を行なっても、剥離が生じに
くい半導体ウエハを提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体ウエハ上に一部導電領域が露出した素
子構造を形成する工程と、前記半導体ウエハの上面周辺
部をクランプリングで覆った状態で、半導体ウエハ上に
導電領域とのコンタクトを確保するコンタクトメタル層
を堆積する工程と、前記半導体ウエハの上面全面を露出
した状態で、前記コンタクトメタル層の上面及び側面を
覆う導電接着層を半導体ウエハ上に堆積する工程と、Ｗ
Ｆ6 を還元することによって、前記半導体ウエハの導電
接着層上にＷ層を堆積する工程とを含む。
造方法は、半導体ウエハ上に一部導電領域が露出した素
子構造を形成する工程と、前記半導体ウエハの上面周辺
部をクランプリングで覆った状態で、半導体ウエハ上に
導電領域とのコンタクトを確保するコンタクトメタル層
を堆積する工程と、前記半導体ウエハの上面全面を露出
した状態で、前記コンタクトメタル層の上面及び側面を
覆う導電接着層を半導体ウエハ上に堆積する工程と、Ｗ
Ｆ6 を還元することによって、前記半導体ウエハの導電
接着層上にＷ層を堆積する工程とを含む。
【００２４】また、本発明の半導体ウエハは、導電領域
を有する半導体ウエハと、前記半導体ウエハ上に形成さ
れ、前記導電領域上にコンタクトホールを有する絶縁層
と、前記半導体ウエハの周辺部を除く領域において、前
記絶縁層上に形成され、導電領域とのコンタクトを確保
するコンタクトメタル層と、前記コンタクトメタル層を
覆い、前記半導体ウエハ上に形成された導電接着層と、
前記導電接着層上に形成されたＷ層とを有する。
を有する半導体ウエハと、前記半導体ウエハ上に形成さ
れ、前記導電領域上にコンタクトホールを有する絶縁層
と、前記半導体ウエハの周辺部を除く領域において、前
記絶縁層上に形成され、導電領域とのコンタクトを確保
するコンタクトメタル層と、前記コンタクトメタル層を
覆い、前記半導体ウエハ上に形成された導電接着層と、
前記導電接着層上に形成されたＷ層とを有する。
【００２５】
【作用】コンタクトメタル層を、ウエハ周辺部以外の中
央領域にのみ堆積し、その上を覆ってウエハ全面上に導
電接着層を堆積することにより、コンタクトメタル層を
導電接着層で埋め込むことができる。
央領域にのみ堆積し、その上を覆ってウエハ全面上に導
電接着層を堆積することにより、コンタクトメタル層を
導電接着層で埋め込むことができる。
【００２６】コンタクトメタル層が導電接着層で覆われ
るため、表面にＷＦ6 ガスが到達しても剥離は生じにく
い。
るため、表面にＷＦ6 ガスが到達しても剥離は生じにく
い。
【００２７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１（Ａ）〜１（Ｃ）は、本発明の実施例による
ブランケットタングステン成長の工程を示す。
する。図１（Ａ）〜１（Ｃ）は、本発明の実施例による
ブランケットタングステン成長の工程を示す。
【００２８】図１（Ａ）において、Ｓｉウエハ等の半導
体ウエハ１は、サセプタ１１上に載置され、サセプタ１
１を上方に移動させることにより、クランプリング１２
の下面に押しつけられる。この状態では、図示のように
半導体ウエハ１の周辺部はクランプリング１２によって
覆われている。
体ウエハ１は、サセプタ１１上に載置され、サセプタ１
１を上方に移動させることにより、クランプリング１２
の下面に押しつけられる。この状態では、図示のように
半導体ウエハ１の周辺部はクランプリング１２によって
覆われている。
【００２９】この状態で、Ｔｉのスパッタリングを行な
う。Ｔｉのスパッタリングは、Ｔｉターゲット、Ａｒス
パッタガスを用いた直流マグネトロンスパッタリングに
よって行なう。図中、上方から飛来するＴｉは、クラン
プリング１２によって覆われていない半導体ウエハ１上
に堆積し、Ｔｉ層２を形成する。
う。Ｔｉのスパッタリングは、Ｔｉターゲット、Ａｒス
パッタガスを用いた直流マグネトロンスパッタリングに
よって行なう。図中、上方から飛来するＴｉは、クラン
プリング１２によって覆われていない半導体ウエハ１上
に堆積し、Ｔｉ層２を形成する。
【００３０】その後、図１（Ｂ）に示すように、クラン
プリング１２を外した状態で、半導体ウエハ１全面上に
ＴｉＮの堆積を行なう。ＴｉＮ層の堆積は、Ｔｉターゲ
ット、（Ａｒ＋Ｎ2 ）スパッタガスを用いた反応性直流
マグネトロンスパッタリングによって行なう。Ｔｉター
ゲットから飛来したＴｉは、Ｎ2 ガスと反応し、ＴｉＮ
となって半導体ウエハ１上に堆積する。このようにし
て、Ｔｉ層２を覆ってＴｉＮ層３が堆積する。
プリング１２を外した状態で、半導体ウエハ１全面上に
ＴｉＮの堆積を行なう。ＴｉＮ層の堆積は、Ｔｉターゲ
ット、（Ａｒ＋Ｎ2 ）スパッタガスを用いた反応性直流
マグネトロンスパッタリングによって行なう。Ｔｉター
ゲットから飛来したＴｉは、Ｎ2 ガスと反応し、ＴｉＮ
となって半導体ウエハ１上に堆積する。このようにし
て、Ｔｉ層２を覆ってＴｉＮ層３が堆積する。
【００３１】Ｔｉ層２はコンタクトメタル層として機能
し、ＴｉＮ層３は導電性の接着層として機能する。その
後、半導体ウエハ１をブランケットタングステン成長の
ＣＶＤ装置に搬入する。
し、ＴｉＮ層３は導電性の接着層として機能する。その
後、半導体ウエハ１をブランケットタングステン成長の
ＣＶＤ装置に搬入する。
【００３２】図１（Ｃ）に示すように、半導体ウエハ１
をサセプタ１３上に載置し、半導体ウエハ１上に接触型
のシャドウリング１４を配置する。半導体ウエハ１上
に、まずＷＦ6 ＋ＳｉＨ4 ガスを供給し、成長核を形成
する。成長核が形成された後、ＷＦ6 ＋Ｈ2 ガスを供給
し、シャドウリング１４で覆われていない表面上に、Ｗ
層４を成長する。
をサセプタ１３上に載置し、半導体ウエハ１上に接触型
のシャドウリング１４を配置する。半導体ウエハ１上
に、まずＷＦ6 ＋ＳｉＨ4 ガスを供給し、成長核を形成
する。成長核が形成された後、ＷＦ6 ＋Ｈ2 ガスを供給
し、シャドウリング１４で覆われていない表面上に、Ｗ
層４を成長する。
【００３３】このブランケットタングステン成長におい
て、Ｔｉ層２はその全面をＴｉＮ層３で覆われており、
たとえＷＦ6 が分解せず、ＴｉＮ層３表面に達しても、
発生するＦがＴｉ層２に達することは容易でない。した
がって、ＴｉとＦの反応が防止され、剥離が抑制され
る。
て、Ｔｉ層２はその全面をＴｉＮ層３で覆われており、
たとえＷＦ6 が分解せず、ＴｉＮ層３表面に達しても、
発生するＦがＴｉ層２に達することは容易でない。した
がって、ＴｉとＦの反応が防止され、剥離が抑制され
る。
【００３４】なお、以上の説明においては、半導体ウエ
ハ１表面が平坦であるかのごとく説明した。しかしなが
ら、半導体ウエハ１表面上には素子構造や層間絶縁膜が
形成され、種々の立体構造が形成されている。半導体ウ
エハ周辺部において、段差が存在すると、従来のブラン
ケットタングステン成長では剥離が生じ易かった。
ハ１表面が平坦であるかのごとく説明した。しかしなが
ら、半導体ウエハ１表面上には素子構造や層間絶縁膜が
形成され、種々の立体構造が形成されている。半導体ウ
エハ周辺部において、段差が存在すると、従来のブラン
ケットタングステン成長では剥離が生じ易かった。
【００３５】図２（Ａ）〜２（Ｄ）は、本発明の他の実
施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面
図である。図２（Ａ）は、半導体ウエハ１上に形成した
絶縁層１６のパターニング工程を示す。半導体ウエハ１
上にＳｉＯ2 等の絶縁層１６が形成され、その上にコン
タクトホールをエッチングするため等のレジストマスク
１７が形成される。
施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面
図である。図２（Ａ）は、半導体ウエハ１上に形成した
絶縁層１６のパターニング工程を示す。半導体ウエハ１
上にＳｉＯ2 等の絶縁層１６が形成され、その上にコン
タクトホールをエッチングするため等のレジストマスク
１７が形成される。
【００３６】エッチングをドライエッチングで行なう場
合、半導体ウエハ１の周辺部はエッチャクランプ１８に
よって押えられる。エッチャクランプ１８は、絶縁層の
周辺部１６ａを覆って配置されている。この状態でドラ
イエッチングを行ない、エッチング後、レジストマスク
１７を剥離し、エッチャクランプ１８を外す。
合、半導体ウエハ１の周辺部はエッチャクランプ１８に
よって押えられる。エッチャクランプ１８は、絶縁層の
周辺部１６ａを覆って配置されている。この状態でドラ
イエッチングを行ない、エッチング後、レジストマスク
１７を剥離し、エッチャクランプ１８を外す。
【００３７】図２（Ｂ）は、エッチング後の半導体ウエ
ハ１の状態を示す。半導体ウエハ１の表面上に絶縁層１
６ｂが残されており、周辺部には絶縁層１６ｂと離れて
エッチャクランプによって被覆されていた部分の絶縁層
１６ａが残されいる。すなわち、半導体ウエハ１の周辺
部には段差が形成されている。
ハ１の状態を示す。半導体ウエハ１の表面上に絶縁層１
６ｂが残されており、周辺部には絶縁層１６ｂと離れて
エッチャクランプによって被覆されていた部分の絶縁層
１６ａが残されいる。すなわち、半導体ウエハ１の周辺
部には段差が形成されている。
【００３８】このような半導体ウエハ全面上にＴｉ層と
ＴｉＮ層の連続堆積を行なうと、ＴｉＮ層は段差を有す
る下地表面上に成長されることになる。ところで、Ｔｉ
Ｎ層の成長は、柱状層で生じ易く、段差部においては一
様な厚さの成長が生じにくい。ＴｉＮ層が薄くなった部
分にＷＦ6 ガスが到達すると、分解したＦが薄いＴｉＮ
層を透過し、Ｔｉと反応してしまう。このようにして、
従来技術によれば、周辺部において剥離が生じ易かっ
た。
ＴｉＮ層の連続堆積を行なうと、ＴｉＮ層は段差を有す
る下地表面上に成長されることになる。ところで、Ｔｉ
Ｎ層の成長は、柱状層で生じ易く、段差部においては一
様な厚さの成長が生じにくい。ＴｉＮ層が薄くなった部
分にＷＦ6 ガスが到達すると、分解したＦが薄いＴｉＮ
層を透過し、Ｔｉと反応してしまう。このようにして、
従来技術によれば、周辺部において剥離が生じ易かっ
た。
【００３９】図２（Ｃ）においては、図１（Ａ）、１
（Ｂ）に示すような方法でＴｉ層とＴｉＮ層のスパッタ
リングが行なわれる。Ｔｉ層のスパッタリングにおいて
は、クランプリングが絶縁層１６ａのみでなく、絶縁層
１６ｂの周辺部を覆うように配置され、それより内側の
領域にのみＴｉ層２が堆積される。ＴｉＮ層のスパッタ
リングは、クランプリングを外した状態で半導体ウエハ
１全面上に行なわれる。
（Ｂ）に示すような方法でＴｉ層とＴｉＮ層のスパッタ
リングが行なわれる。Ｔｉ層のスパッタリングにおいて
は、クランプリングが絶縁層１６ａのみでなく、絶縁層
１６ｂの周辺部を覆うように配置され、それより内側の
領域にのみＴｉ層２が堆積される。ＴｉＮ層のスパッタ
リングは、クランプリングを外した状態で半導体ウエハ
１全面上に行なわれる。
【００４０】このようにして、ＴｉＮ層３は絶縁層１６
ｂ表面上でＴｉ層を覆い、さらに半導体ウエハ１全面上
に延在する。したがって、周辺部に段差１６ａが存在し
ても、その段差部にはＴｉ層が存在しないため、ＷＦ6
ガスが到達しても剥離は生じにくい。
ｂ表面上でＴｉ層を覆い、さらに半導体ウエハ１全面上
に延在する。したがって、周辺部に段差１６ａが存在し
ても、その段差部にはＴｉ層が存在しないため、ＷＦ6
ガスが到達しても剥離は生じにくい。
【００４１】図２（Ｄ）に示すように、このようにＴｉ
層２、ＴｉＮ層３を堆積した半導体ウエハ１上にブラン
ケットタングステン成長を行なう。本実施例においは、
半導体ウエハ１周辺部上に非接触型のシャドウリング１
９が配置されており、シャドウリング１９下方からＷＦ
6 ガスの進入を防止するためのＳｉＨ4 ガスまたはＨ 2
ガスの供給が行なわれる。上方からＷＦ6 ＋（ＳｉＨ4
またはＨ2 ）ガスが供給される。反応によってＷＦ 6 が
分解し、Ｗ層４がＴｉＮ層３上に成長する。供給ガスが
不安定となり、たとえＷＦ6 ガスがＴｉＮ層３上に到達
しても、ＴｉＮ層３は十分な厚さでＴｉ層２を覆ってい
るため、剥離は生じにくい。
層２、ＴｉＮ層３を堆積した半導体ウエハ１上にブラン
ケットタングステン成長を行なう。本実施例においは、
半導体ウエハ１周辺部上に非接触型のシャドウリング１
９が配置されており、シャドウリング１９下方からＷＦ
6 ガスの進入を防止するためのＳｉＨ4 ガスまたはＨ 2
ガスの供給が行なわれる。上方からＷＦ6 ＋（ＳｉＨ4
またはＨ2 ）ガスが供給される。反応によってＷＦ 6 が
分解し、Ｗ層４がＴｉＮ層３上に成長する。供給ガスが
不安定となり、たとえＷＦ6 ガスがＴｉＮ層３上に到達
しても、ＴｉＮ層３は十分な厚さでＴｉ層２を覆ってい
るため、剥離は生じにくい。
【００４２】以上の説明においては、半導体ウエハ内の
素子構造は省略した。図３は、本発明の実施例により作
成する半導体装置の一構成例を示す。ｎ型シリコン基板
２１の表面にフィールド酸化膜２３が形成され、活性領
域が画定されている。活性領域には、ｐ型ウェル２２が
形成されており、ｐ型ウェル２２内に、ソース、ドレイ
ン領域としてのｎ+ 型領域２５及び絶縁ゲート構造を有
するゲート電極２４からなるｎチャネルＭＯＳＦＥＴが
形成されている。
素子構造は省略した。図３は、本発明の実施例により作
成する半導体装置の一構成例を示す。ｎ型シリコン基板
２１の表面にフィールド酸化膜２３が形成され、活性領
域が画定されている。活性領域には、ｐ型ウェル２２が
形成されており、ｐ型ウェル２２内に、ソース、ドレイ
ン領域としてのｎ+ 型領域２５及び絶縁ゲート構造を有
するゲート電極２４からなるｎチャネルＭＯＳＦＥＴが
形成されている。
【００４３】活性領域及びフィールド酸化膜２３上に
は、層間絶縁膜２６が形成されている。層間絶縁膜は、
ＴＥＯＳ系酸化膜を１．０μｍ堆積した後、エッチバッ
クにより表面を平坦化して形成される。
は、層間絶縁膜２６が形成されている。層間絶縁膜は、
ＴＥＯＳ系酸化膜を１．０μｍ堆積した後、エッチバッ
クにより表面を平坦化して形成される。
【００４４】層間絶縁膜２６のｎ+ 型領域２５に相当す
る部分にコンタクトホールを形成する。層間絶縁膜２６
表面にスパッタにより厚さ２００ÅのＴｉ層からなるコ
ンタクトメタル層および厚さ８００ÅのＴｉＮ層からな
る接着層の積層２７ａを堆積する。
る部分にコンタクトホールを形成する。層間絶縁膜２６
表面にスパッタにより厚さ２００ÅのＴｉ層からなるコ
ンタクトメタル層および厚さ８００ÅのＴｉＮ層からな
る接着層の積層２７ａを堆積する。
【００４５】枚葉式減圧ＣＶＤ装置により、ブランケッ
トＷ層を堆積する。ブランケットＷ層の厚さは、コンタ
クトホールの径とほぼ同等とする。ＳＦ6 等のフッ素系
ガス及び不活性ガスによりエッチバックし、コンタクト
ホール内以外のブランケットＷ層及び接着層、コンタク
トメタル層を除去する。このようにして、コンタクトホ
ール内はＷ層２７により充填される。
トＷ層を堆積する。ブランケットＷ層の厚さは、コンタ
クトホールの径とほぼ同等とする。ＳＦ6 等のフッ素系
ガス及び不活性ガスによりエッチバックし、コンタクト
ホール内以外のブランケットＷ層及び接着層、コンタク
トメタル層を除去する。このようにして、コンタクトホ
ール内はＷ層２７により充填される。
【００４６】スパッタにより厚さ２００ÅのＴｉ層から
なるコンタクトメタル層と厚さ８００ÅのＴｉＮ層から
なる接着層の積層２８ａ、および厚さ６０００ÅのＡｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ層２８を形成する。積層２８ａとＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ層２８とをパターニングし、下層配線を形成す
る。このようにして、ｎ+ 型領域２５と下層配線とを電
気的に接続することができる。
なるコンタクトメタル層と厚さ８００ÅのＴｉＮ層から
なる接着層の積層２８ａ、および厚さ６０００ÅのＡｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ層２８を形成する。積層２８ａとＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ層２８とをパターニングし、下層配線を形成す
る。このようにして、ｎ+ 型領域２５と下層配線とを電
気的に接続することができる。
【００４７】プラズマＣＶＤにより厚さ４０００ÅのＳ
ｉＯ2 膜２９を堆積する。厚さ２５００ÅのＳＯＧ層３
０を塗布して、エッチバックすることにより、表面を平
坦化する。厚さ６０００ÅのＴＥＯＳ系酸化膜３１を形
成する。
ｉＯ2 膜２９を堆積する。厚さ２５００ÅのＳＯＧ層３
０を塗布して、エッチバックすることにより、表面を平
坦化する。厚さ６０００ÅのＴＥＯＳ系酸化膜３１を形
成する。
【００４８】ＴＥＯＳ系酸化膜３１とＳｉＯ2 膜２９
に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ層２８に接続するためのコンタク
トホール（図には示さない）を形成する。枚葉式減圧Ｃ
ＶＤ装置により、コンタクトホールをコンタクトメタル
層、接着層およびＷ層で充填する。
に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ層２８に接続するためのコンタク
トホール（図には示さない）を形成する。枚葉式減圧Ｃ
ＶＤ装置により、コンタクトホールをコンタクトメタル
層、接着層およびＷ層で充填する。
【００４９】スパッタにより厚さ２００ÅのＴｉ層から
なるコンタクト層と厚さ８００ÅのＴｉＮ層からなる接
着層の積層３２ａ、および厚さ１μｍのＡｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ層３２を形成する。積層３２ａとＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ層
３２とをパターニングし、上層配線を形成する。このよ
うにして、上層配線と下層配線とを電気的に接続するこ
とができる。
なるコンタクト層と厚さ８００ÅのＴｉＮ層からなる接
着層の積層３２ａ、および厚さ１μｍのＡｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ層３２を形成する。積層３２ａとＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ層
３２とをパターニングし、上層配線を形成する。このよ
うにして、上層配線と下層配線とを電気的に接続するこ
とができる。
【００５０】プラズマＣＶＤにより、パッシベーション
膜として厚さ２０００ÅのＳｉＯ2膜３３及び厚さ１μ
ｍのＳｉＮ膜３４を形成する。このように、半導体集積
回路の配線を作成する際に、剥離を生じさせることな
く、ブランケットタングステン成長を利用することがで
きる。
膜として厚さ２０００ÅのＳｉＯ2膜３３及び厚さ１μ
ｍのＳｉＮ膜３４を形成する。このように、半導体集積
回路の配線を作成する際に、剥離を生じさせることな
く、ブランケットタングステン成長を利用することがで
きる。
【００５１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
剥離を防止しつつ、ブランケットタングステン成長を行
なうことができる。
剥離を防止しつつ、ブランケットタングステン成長を行
なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による半導体装置の製造方法を
説明するための概略断面図である。
説明するための概略断面図である。
【図２】本発明の実施例による半導体装置の製造方法を
説明するための概略断面図である。
説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の実施例により製造される半導体装置の
構成例を示す概略断面図である。
構成例を示す概略断面図である。
１ 半導体ウエハ ２ Ｔｉ層（コンタクトメタル層） ３ ＴｉＮ層（接着層） ４ Ｗ層 １１、１３ サセプタ １２ クランプリング １４ シャドウリング １６ 絶縁層 １７ レジストマスク １８ エッチャクランプ １９ シャドウリング ２７ａ、２８ａ、３２ａ 積層（Ｔｉ層＋ＴｉＮ層）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−136139（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−29241（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−244134（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−112156（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−171719（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−27243（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/285 H01L 21/285 301 H01L 21/3205
Claims (5)
- 【請求項１】 （ａ）半導体ウエハ上に一部導電領域が
露出した素子構造を形成する工程と、 （ｂ）前記半導体ウエハの上面周辺部をクランプリング
で覆った状態で、半導体ウエハ上に導電領域とのコンタ
クトを確保するコンタクトメタル層を堆積する工程と、 （ｃ）前記半導体ウエハの上面全面を露出した状態で、
前記コンタクトメタル層の上面及び側面を覆う導電接着
層を半導体ウエハ上に堆積する工程と、 （ｄ）ＷＦ6 を還元することによって、前記半導体ウエ
ハの導電接着層上にＷ層を堆積する工程とを含む半導体
装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記コンタクトメタル層がＴｉ層である
請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記導電接着層がＴｉＮ層である請求項
１ないし２記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記半導体ウエハは、表面に絶縁層を有
し、前記コンタクトメタル層は絶縁層上で終端している
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項５】 導電領域を有する半導体ウエハと、 前記半導体ウエハ上に形成され、前記導電領域上にコン
タクトホールを有する絶縁層と、 前記半導体ウエハの周辺部を除く領域において、前記絶
縁層上に形成され、導電領域とのコンタクトを確保する
コンタクトメタル層と、 前記コンタクトメタル層を覆い、前記半導体ウエハ上に
形成された導電接着層と、 前記導電接着層上に形成されたＷ層とを有する半導体ウ
エハ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18461094A JP3124446B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 半導体装置の製造方法と半導体ウエハ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18461094A JP3124446B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 半導体装置の製造方法と半導体ウエハ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0851087A JPH0851087A (ja) | 1996-02-20 |
| JP3124446B2 true JP3124446B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=16156236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18461094A Expired - Fee Related JP3124446B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 半導体装置の製造方法と半導体ウエハ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3124446B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2976899B2 (ja) * | 1996-09-04 | 1999-11-10 | 日本電気株式会社 | 真空成膜方法および装置 |
| JP4551263B2 (ja) * | 2005-04-07 | 2010-09-22 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP18461094A patent/JP3124446B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0851087A (ja) | 1996-02-20 |
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