JP3301466B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願の発明は、接続孔が金属プラ
グで埋められている半導体装置の製造方法に関するもの
である。
グで埋められている半導体装置の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の高集積化、高速化のために
設計ルールが縮小化されているが、それに伴って接続孔
の開口径も微細化されている。開口径が微細化すると、
接続孔のアスペクト比が増大して、接続孔よりも上層の
配線の段差被覆性が低下する。そこで、接続孔を金属プ
ラグで埋める構造が考えられている。
設計ルールが縮小化されているが、それに伴って接続孔
の開口径も微細化されている。開口径が微細化すると、
接続孔のアスペクト比が増大して、接続孔よりも上層の
配線の段差被覆性が低下する。そこで、接続孔を金属プ
ラグで埋める構造が考えられている。
【０００３】図３、４は、この様に接続孔が金属プラグ
で埋められている半導体装置の製造方法の一従来例を示
している。この一従来例では、図３（ａ）に示す様に、
Ｓｉ基板１１上の全面にＳｉＯ2 層１２等の絶縁層を堆
積させ、パターニングしたレジスト（図示せず）をマス
クにした反応性イオンエッチングによる異方性エッチン
グによって、ＳｉＯ2 層１２に接続孔１３を形成する。
で埋められている半導体装置の製造方法の一従来例を示
している。この一従来例では、図３（ａ）に示す様に、
Ｓｉ基板１１上の全面にＳｉＯ2 層１２等の絶縁層を堆
積させ、パターニングしたレジスト（図示せず）をマス
クにした反応性イオンエッチングによる異方性エッチン
グによって、ＳｉＯ2 層１２に接続孔１３を形成する。
【０００４】このときの反応性イオンエッチングに際し
ては、エッチングガスとしてＣＦ4、ＣＨＦ3 、Ａｒを
夫々４ｓｃｃｍ、２５ｓｃｃｍ、８０ｓｃｃｍで供給
し、高周波パワー４００Ｗ、磁束６ｍＴ、圧力１７Ｐａ
とする。
ては、エッチングガスとしてＣＦ4、ＣＨＦ3 、Ａｒを
夫々４ｓｃｃｍ、２５ｓｃｃｍ、８０ｓｃｃｍで供給
し、高周波パワー４００Ｗ、磁束６ｍＴ、圧力１７Ｐａ
とする。
【０００５】次に、図３（ｂ）に示す様に、バリアメタ
ルを兼ねる密着層としてのＴｉ／ＴｉＮ層１４を全面に
堆積させる。Ｔｉ／ＴｉＮ層１４の堆積に際しては、Ｓ
ｉ基板１１の温度を２００℃とし、Ａｒを１００ｓｃｃ
ｍで供給し、圧力０．５Ｐａ、直流パワー２ｋＷのスパ
ッタリングによって、膜厚３０ｎｍのＴｉ膜をまず堆積
させる。
ルを兼ねる密着層としてのＴｉ／ＴｉＮ層１４を全面に
堆積させる。Ｔｉ／ＴｉＮ層１４の堆積に際しては、Ｓ
ｉ基板１１の温度を２００℃とし、Ａｒを１００ｓｃｃ
ｍで供給し、圧力０．５Ｐａ、直流パワー２ｋＷのスパ
ッタリングによって、膜厚３０ｎｍのＴｉ膜をまず堆積
させる。
【０００６】そして、Ｓｉ基板１１の温度を２００℃と
し、Ｎ2 を１００ｓｃｃｍで供給し、圧力１Ｐａ、直流
パワー６ｋＷのスパッタリングによって、膜厚７０ｎｍ
のＴｉＮ膜をＴｉ膜上に堆積させる。その後、Ｓｉ基板
１１の温度６５０℃、加熱時間３０秒の高速熱処理を行
う。
し、Ｎ2 を１００ｓｃｃｍで供給し、圧力１Ｐａ、直流
パワー６ｋＷのスパッタリングによって、膜厚７０ｎｍ
のＴｉＮ膜をＴｉ膜上に堆積させる。その後、Ｓｉ基板
１１の温度６５０℃、加熱時間３０秒の高速熱処理を行
う。
【０００７】次に、ＷＦ6 、Ｈ2 、Ａｒを夫々４０ｓｃ
ｃｍ、４００ｓｃｃｍ、２２５０ｓｃｃｍで供給し、圧
力１０．６６ｋＰａのＣＶＤによって、図３（ｃ）に示
す様に、膜厚６００ｎｍのＷ層１５を全面に堆積させ
て、このＷ層１５で接続孔１３を埋める。
ｃｍ、４００ｓｃｃｍ、２２５０ｓｃｃｍで供給し、圧
力１０．６６ｋＰａのＣＶＤによって、図３（ｃ）に示
す様に、膜厚６００ｎｍのＷ層１５を全面に堆積させ
て、このＷ層１５で接続孔１３を埋める。
【０００８】次に、反応性イオンエッチングでＷ層１５
及びＴｉ／ＴｉＮ層１４の全面を異方性エッチングし、
図３（ｄ）に示す様に、ＳｉＯ2 層１２上のＷ層１５及
びＴｉ／ＴｉＮ層１４を除去して、これらのＷ層１５及
びＴｉ／ＴｉＮ層１４から成るプラグで接続孔１３を埋
める。
及びＴｉ／ＴｉＮ層１４の全面を異方性エッチングし、
図３（ｄ）に示す様に、ＳｉＯ2 層１２上のＷ層１５及
びＴｉ／ＴｉＮ層１４を除去して、これらのＷ層１５及
びＴｉ／ＴｉＮ層１４から成るプラグで接続孔１３を埋
める。
【０００９】次に、図４（ａ）に示す様に、密着層とし
てのＴｉ層１６とＡｌ層１７とを順次に全面に堆積さ
せ、これらのＡｌ層１７及びＴｉ層１６をパターニング
して、接続孔１３内のＷ層１５を介してＳｉ基板１１に
電気的に接続されている配線を形成する。
てのＴｉ層１６とＡｌ層１７とを順次に全面に堆積さ
せ、これらのＡｌ層１７及びＴｉ層１６をパターニング
して、接続孔１３内のＷ層１５を介してＳｉ基板１１に
電気的に接続されている配線を形成する。
【００１０】次に、図４（ｂ）に示す様に、バリアメタ
ルを兼ねる反射防止膜としてのＴｉＮ／Ｔｉ層２１とＳ
ｉＯ2 層２２等の絶縁層とを順次に全面に堆積させ、パ
ターニングしたレジスト（図示せず）をマスクにした反
応性イオンエッチングによる異方性エッチングによっ
て、接続孔１３の上方のＳｉＯ2 層２２に接続孔２３を
形成する。
ルを兼ねる反射防止膜としてのＴｉＮ／Ｔｉ層２１とＳ
ｉＯ2 層２２等の絶縁層とを順次に全面に堆積させ、パ
ターニングしたレジスト（図示せず）をマスクにした反
応性イオンエッチングによる異方性エッチングによっ
て、接続孔１３の上方のＳｉＯ2 層２２に接続孔２３を
形成する。
【００１１】そして、バリアメタルとしてのＴｉＮ層２
４とＷ層２５とを順次に全面に堆積させ、反応性イオン
エッチングでＷ層２５及びＴｉＮ層２４の全面を異方性
エッチングし、ＳｉＯ2 層２２上のＷ層２５及びＴｉＮ
層２４を除去して、これらのＷ層２５及びＴｉＮ層２４
から成るプラグで接続孔２３を埋める。その後、更に従
来公知の工程を実行して、この半導体装置を完成させ
る。
４とＷ層２５とを順次に全面に堆積させ、反応性イオン
エッチングでＷ層２５及びＴｉＮ層２４の全面を異方性
エッチングし、ＳｉＯ2 層２２上のＷ層２５及びＴｉＮ
層２４を除去して、これらのＷ層２５及びＴｉＮ層２４
から成るプラグで接続孔２３を埋める。その後、更に従
来公知の工程を実行して、この半導体装置を完成させ
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、反応性イオ
ンエッチングでＷ層１５及びＴｉ／ＴｉＮ層１４の全面
を異方性エッチングするに際しては、これらのＷ層１５
及びＴｉ／ＴｉＮ層１４をオーバエッチングする。この
ため、図３（ｄ）に示した様に、接続孔１３内のＷ層１
５及びＴｉ／ＴｉＮ層１４の表面がＳｉＯ2 層１２の表
面よりも低いというプラグロスが発生する。しかも、図
３（ｄ）から明らかな様に、接続孔１３は内周壁が垂直
に近い錘状の形状を有している。
ンエッチングでＷ層１５及びＴｉ／ＴｉＮ層１４の全面
を異方性エッチングするに際しては、これらのＷ層１５
及びＴｉ／ＴｉＮ層１４をオーバエッチングする。この
ため、図３（ｄ）に示した様に、接続孔１３内のＷ層１
５及びＴｉ／ＴｉＮ層１４の表面がＳｉＯ2 層１２の表
面よりも低いというプラグロスが発生する。しかも、図
３（ｄ）から明らかな様に、接続孔１３は内周壁が垂直
に近い錘状の形状を有している。
【００１３】これらの結果、図４（ａ）に示した様に、
接続孔１３上におけるＡｌ層１７の凹みの形状が急峻で
あり、Ａｌ層１７の段差被覆性が良くなくて、この半導
体装置の信頼性が高くなかった。
接続孔１３上におけるＡｌ層１７の凹みの形状が急峻で
あり、Ａｌ層１７の段差被覆性が良くなくて、この半導
体装置の信頼性が高くなかった。
【００１４】また、図４（ｂ）に示した様に接続孔１３
上に接続孔２３を設ける所謂スタックコンタクト構造の
場合、接続孔１３上におけるＡｌ層１７の凹みの形状が
急峻であると、接続孔２３を形成するためのレジストの
パターニング時に、マスクのアライメントずれによって
ハレーションが発生する。このため、接続孔２３の形状
が安定せず、接続孔２３内のＷ層２５やＳｉＯ2 層２２
上に形成する配線の段差被覆性が良くなくて、やはり半
導体装置の信頼性が高くなかった。
上に接続孔２３を設ける所謂スタックコンタクト構造の
場合、接続孔１３上におけるＡｌ層１７の凹みの形状が
急峻であると、接続孔２３を形成するためのレジストの
パターニング時に、マスクのアライメントずれによって
ハレーションが発生する。このため、接続孔２３の形状
が安定せず、接続孔２３内のＷ層２５やＳｉＯ2 層２２
上に形成する配線の段差被覆性が良くなくて、やはり半
導体装置の信頼性が高くなかった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の半導体装置の
製造方法は、金属層１４、１５を全面に堆積させて、絶
縁層１２に設けられている接続孔１３を前記金属層１
４、１５で埋める工程と、スパッタリング効果を有する
エッチングによって、前記絶縁層１２上の前記金属層１
４、１５を除去すると共に前記接続孔１３の開口部にお
ける前記絶縁層１２をテーパ状にする工程とを具備する
ことを特徴としている。
製造方法は、金属層１４、１５を全面に堆積させて、絶
縁層１２に設けられている接続孔１３を前記金属層１
４、１５で埋める工程と、スパッタリング効果を有する
エッチングによって、前記絶縁層１２上の前記金属層１
４、１５を除去すると共に前記接続孔１３の開口部にお
ける前記絶縁層１２をテーパ状にする工程とを具備する
ことを特徴としている。
【００１６】請求項２の半導体装置の製造方法は、請求
項１の半導体装置の製造方法において、前記金属層１
４、１５がタングステン層のみの単層膜かまたはタング
ステン層を含む積層膜であることを特徴としている。
項１の半導体装置の製造方法において、前記金属層１
４、１５がタングステン層のみの単層膜かまたはタング
ステン層を含む積層膜であることを特徴としている。
【００１７】請求項３の半導体装置の製造方法は、第１
及び第２の金属層１４、１５を順次に全面に堆積させ
て、絶縁層１２に設けられている接続孔１３を前記第１
及び第２の金属層１４、１５で埋める工程と、前記第１
の金属層１４が露出するまで前記第２の金属層１５を除
去すると共に、露出させた前記第１の金属層１４の表面
にこの第１の金属層１４の化合物層を形成する工程と、
スパッタリング効果を有するエッチングによって、前記
化合物層を除去すると共に前記接続孔１３の上部におけ
る前記第１の金属層１４をテーパ状にする工程とを具備
することを特徴としている。
及び第２の金属層１４、１５を順次に全面に堆積させ
て、絶縁層１２に設けられている接続孔１３を前記第１
及び第２の金属層１４、１５で埋める工程と、前記第１
の金属層１４が露出するまで前記第２の金属層１５を除
去すると共に、露出させた前記第１の金属層１４の表面
にこの第１の金属層１４の化合物層を形成する工程と、
スパッタリング効果を有するエッチングによって、前記
化合物層を除去すると共に前記接続孔１３の上部におけ
る前記第１の金属層１４をテーパ状にする工程とを具備
することを特徴としている。
【００１８】請求項４の半導体装置の製造方法は、請求
項３の半導体装置の製造方法において、前記第２の金属
層１５がタングステン層であることを特徴としている。
項３の半導体装置の製造方法において、前記第２の金属
層１５がタングステン層であることを特徴としている。
【００１９】
【作用】請求項１の半導体装置の製造方法では、接続孔
１３を埋める金属プラグ１４、１５を形成するためのエ
ッチングと同時に、スパッタリング速度の角度依存性に
よって接続孔１３の開口部における絶縁層１２が増速エ
ッチングされ、金属プラグ１４、１５で埋められた接続
孔１３の開口部における絶縁層１２がテーパ状になる。
１３を埋める金属プラグ１４、１５を形成するためのエ
ッチングと同時に、スパッタリング速度の角度依存性に
よって接続孔１３の開口部における絶縁層１２が増速エ
ッチングされ、金属プラグ１４、１５で埋められた接続
孔１３の開口部における絶縁層１２がテーパ状になる。
【００２０】請求項３の半導体装置の製造方法では、接
続孔１３を埋める金属プラグ１４、１５を形成するため
のエッチングと同時に、スパッタリング速度の角度依存
性によって接続孔１３の上部における第１の金属層１４
が増速エッチングされ、金属プラグ１４、１５で埋めら
れた接続孔１３の上部における第１の金属層１４がテー
パ状になる。
続孔１３を埋める金属プラグ１４、１５を形成するため
のエッチングと同時に、スパッタリング速度の角度依存
性によって接続孔１３の上部における第１の金属層１４
が増速エッチングされ、金属プラグ１４、１５で埋めら
れた接続孔１３の上部における第１の金属層１４がテー
パ状になる。
【００２１】しかも、エッチングでは第１の金属層１４
の化合物層を除去しているので、絶縁層１２上の第１の
金属層１４の表面を良好な状態に維持することができ
る。
の化合物層を除去しているので、絶縁層１２上の第１の
金属層１４の表面を良好な状態に維持することができ
る。
【００２２】
【実施例】以下、半導体基板と配線とを接続する接続孔
を有する半導体装置の製造に適用した本願の発明の第１
及び第２実施例を、図１、２を参照しながら説明する。
なお、実施例のうちで図３、４に示した一従来例と対応
する構成部分には、この一従来例と同一の符号を付して
ある。
を有する半導体装置の製造に適用した本願の発明の第１
及び第２実施例を、図１、２を参照しながら説明する。
なお、実施例のうちで図３、４に示した一従来例と対応
する構成部分には、この一従来例と同一の符号を付して
ある。
【００２３】図１が、第１実施例を示している。この第
１実施例でも、図１（ａ）に示す様に、Ｗ層１５を堆積
させるまでは、図３、４に示した一従来例と実質的に同
様の工程を実行する。しかし、この第１実施例では、そ
の後、図１（ｂ）に示す様に、膜厚の途中までＷ層１５
の全面に対して反応性イオンエッチングによる異方性エ
ッチングを行う。
１実施例でも、図１（ａ）に示す様に、Ｗ層１５を堆積
させるまでは、図３、４に示した一従来例と実質的に同
様の工程を実行する。しかし、この第１実施例では、そ
の後、図１（ｂ）に示す様に、膜厚の途中までＷ層１５
の全面に対して反応性イオンエッチングによる異方性エ
ッチングを行う。
【００２４】このときの反応性イオンエッチングに際し
ては、エッチングガスとしてＳＦ6、Ａｒを夫々１１０
ｓｃｃｍ、９０ｓｃｃｍで供給し、高周波パワー２７５
Ｗ、圧力４６．５５ｋＰａとする。また、このとき、Ｓ
ｉ基板１１の裏面側から、冷却ガスとしてＨｅを５ｓｃ
ｃｍで供給する。
ては、エッチングガスとしてＳＦ6、Ａｒを夫々１１０
ｓｃｃｍ、９０ｓｃｃｍで供給し、高周波パワー２７５
Ｗ、圧力４６．５５ｋＰａとする。また、このとき、Ｓ
ｉ基板１１の裏面側から、冷却ガスとしてＨｅを５ｓｃ
ｃｍで供給する。
【００２５】次に、図１（ｃ）に示す様に、Ｔｉ／Ｔｉ
Ｎ層１４が露出するまで、反応性イオンエッチングによ
る異方性エッチングをＷ層１５の全面に対して行う。こ
のときの反応性イオンエッチングに際しては、エッチン
グガスとしてＳＦ6 、Ａｒを夫々４０ｓｃｃｍ、２０ｓ
ｃｃｍで供給し、高周波パワー１００Ｗ、圧力３０ｋＰ
ａとする。また、このとき、Ｓｉ基板１１の裏面側か
ら、冷却ガスとしてＨｅを１０ｓｃｃｍで供給する。
Ｎ層１４が露出するまで、反応性イオンエッチングによ
る異方性エッチングをＷ層１５の全面に対して行う。こ
のときの反応性イオンエッチングに際しては、エッチン
グガスとしてＳＦ6 、Ａｒを夫々４０ｓｃｃｍ、２０ｓ
ｃｃｍで供給し、高周波パワー１００Ｗ、圧力３０ｋＰ
ａとする。また、このとき、Ｓｉ基板１１の裏面側か
ら、冷却ガスとしてＨｅを１０ｓｃｃｍで供給する。
【００２６】図１（ｂ）の反応性イオンエッチングはエ
ッチング速度が相対的に早くてスループットが高く、図
１（ｃ）の反応性イオンエッチングはエッチング速度が
相対的に遅くて制御性が良いので、これらを組み合わせ
ることによって、制御性の良いエッチングを高いスルー
プットで行うことができる。なお、図１（ｃ）の反応性
イオンエッチングはＴｉ／ＴｉＮ層１４との界面までの
ジャストエッチングであるので、図１（ｃ）にも示す様
に、Ｔｉ／ＴｉＮ層１４上にＷ層１５の残渣が残る。
ッチング速度が相対的に早くてスループットが高く、図
１（ｃ）の反応性イオンエッチングはエッチング速度が
相対的に遅くて制御性が良いので、これらを組み合わせ
ることによって、制御性の良いエッチングを高いスルー
プットで行うことができる。なお、図１（ｃ）の反応性
イオンエッチングはＴｉ／ＴｉＮ層１４との界面までの
ジャストエッチングであるので、図１（ｃ）にも示す様
に、Ｔｉ／ＴｉＮ層１４上にＷ層１５の残渣が残る。
【００２７】次に、エッチングガスとしてＣｌ2 、Ａｒ
を夫々５ｓｃｃｍ、７５ｓｃｃｍで供給し、高周波パワ
ー２５０Ｗ、圧力７ｋＰａである異方性エッチングを、
Ｗ層１５及びＴｉ／ＴｉＮ層１４の全面に行う。このと
き、ＳｉＯ2 層１２が露出した後もこのＳｉＯ2 層１２
を３０ｎｍ程度の膜厚に亙ってエッチングするオーバエ
ッチングを行う。Ｃｌ2 はＴｉ／ＴｉＮ層１４に対して
選択性を有しているので、図１（ｄ）に示す様に、この
Ｔｉ／ＴｉＮ層１４は均一に除去される。
を夫々５ｓｃｃｍ、７５ｓｃｃｍで供給し、高周波パワ
ー２５０Ｗ、圧力７ｋＰａである異方性エッチングを、
Ｗ層１５及びＴｉ／ＴｉＮ層１４の全面に行う。このと
き、ＳｉＯ2 層１２が露出した後もこのＳｉＯ2 層１２
を３０ｎｍ程度の膜厚に亙ってエッチングするオーバエ
ッチングを行う。Ｃｌ2 はＴｉ／ＴｉＮ層１４に対して
選択性を有しているので、図１（ｄ）に示す様に、この
Ｔｉ／ＴｉＮ層１４は均一に除去される。
【００２８】しかし、ＳｉＯ2 層１２に対してはＣｌ2
は選択性を有していないので、Ａｒによるスパッタリン
グが支配的になる。そして、スパッタリング速度の角度
依存性によって接続孔１３の開口部におけるＳｉＯ2 層
１２が増速エッチングされ、図１（ｄ）に示した様に、
接続孔１３の開口部がテーパ状になる。その後は、従来
公知の工程を実行して、この半導体装置を完成させる。
は選択性を有していないので、Ａｒによるスパッタリン
グが支配的になる。そして、スパッタリング速度の角度
依存性によって接続孔１３の開口部におけるＳｉＯ2 層
１２が増速エッチングされ、図１（ｄ）に示した様に、
接続孔１３の開口部がテーパ状になる。その後は、従来
公知の工程を実行して、この半導体装置を完成させる。
【００２９】図２が、第２実施例を示している。この第
２実施例でも、図２（ａ）〜（ｃ）に示す様に、Ｔｉ／
ＴｉＮ層１４が露出するまで、反応性イオンエッチング
による異方性エッチングをＷ層１５の全面に対して行う
までは、図１に示した第１実施例と実質的に同様の工程
を実行する。
２実施例でも、図２（ａ）〜（ｃ）に示す様に、Ｔｉ／
ＴｉＮ層１４が露出するまで、反応性イオンエッチング
による異方性エッチングをＷ層１５の全面に対して行う
までは、図１に示した第１実施例と実質的に同様の工程
を実行する。
【００３０】図１に示した第１実施例でも同様である
が、Ｗ層１５に対する反応性イオンエッチングはフッ素
ラジカルによる反応が支配的であるので、Ｔｉ／ＴｉＮ
層１４との界面までのＷ層１５のエッチングが終了した
時点では、Ｔｉ／ＴｉＮ層１４の上層側のＴｉＮ層の表
面にＴｉＦ層（図示せず）が付着している。なお、この
様にＴｉＦ層が付着する現象は、ＴｉＮ層に限らず、Ｔ
ｉを含む他の金属層においても発生する。
が、Ｗ層１５に対する反応性イオンエッチングはフッ素
ラジカルによる反応が支配的であるので、Ｔｉ／ＴｉＮ
層１４との界面までのＷ層１５のエッチングが終了した
時点では、Ｔｉ／ＴｉＮ層１４の上層側のＴｉＮ層の表
面にＴｉＦ層（図示せず）が付着している。なお、この
様にＴｉＦ層が付着する現象は、ＴｉＮ層に限らず、Ｔ
ｉを含む他の金属層においても発生する。
【００３１】この第２実施例では、その後、エッチング
ガスとしてＯ2 、Ａｒを夫々５ｓｃｃｍ、７５ｓｃｃｍ
で供給し、高周波パワー２５０Ｗ、圧力７ｋＰａである
異方性エッチングを、Ｗ層１５及びＴｉＦ層の全面に行
う。このとき、Ｔｉ／ＴｉＮ層１４が露出した後もこの
Ｔｉ／ＴｉＮ層１４をエッチングするオーバエッチング
を行う。Ｏ2 はＴｉＦ層に対して選択性を有しているの
で、このＴｉＦ層は均一に除去される。
ガスとしてＯ2 、Ａｒを夫々５ｓｃｃｍ、７５ｓｃｃｍ
で供給し、高周波パワー２５０Ｗ、圧力７ｋＰａである
異方性エッチングを、Ｗ層１５及びＴｉＦ層の全面に行
う。このとき、Ｔｉ／ＴｉＮ層１４が露出した後もこの
Ｔｉ／ＴｉＮ層１４をエッチングするオーバエッチング
を行う。Ｏ2 はＴｉＦ層に対して選択性を有しているの
で、このＴｉＦ層は均一に除去される。
【００３２】しかし、Ｔｉ／ＴｉＮ層１４に対してはＯ
2 は選択性を有していないので、Ａｒによるスパッタリ
ングが支配的になる。そして、スパッタリング速度の角
度依存性によって接続孔１３の上部におけるＴｉ／Ｔｉ
Ｎ層１４が増速エッチングされ、図２（ｄ）に示す様
に、接続孔１３の上部におけるＴｉ／ＴｉＮ層１４がテ
ーパ状になる。その後は、従来公知の工程を実行して、
この半導体装置を完成させる。
2 は選択性を有していないので、Ａｒによるスパッタリ
ングが支配的になる。そして、スパッタリング速度の角
度依存性によって接続孔１３の上部におけるＴｉ／Ｔｉ
Ｎ層１４が増速エッチングされ、図２（ｄ）に示す様
に、接続孔１３の上部におけるＴｉ／ＴｉＮ層１４がテ
ーパ状になる。その後は、従来公知の工程を実行して、
この半導体装置を完成させる。
【００３３】なお、以上の第１及び第２実施例の何れに
おいても、接続孔１３を埋める金属プラグをＴｉ／Ｔｉ
Ｎ層１４及びＷ層１５の３層膜で構成したが、ＴｉＮ層
及びＷ層の２層膜で金属プラグを構成してもよく、これ
らの２層膜または３層膜におけるＴｉＮ層の代わりに、
ＴｉＳｉ層、ＴｉＷ層、ＴｉＯＮ層、スパッタリングで
形成したＴｉ層等を用いてもよい。更に、Ｗ層のみの単
層膜で金属プラグを構成してもよい。
おいても、接続孔１３を埋める金属プラグをＴｉ／Ｔｉ
Ｎ層１４及びＷ層１５の３層膜で構成したが、ＴｉＮ層
及びＷ層の２層膜で金属プラグを構成してもよく、これ
らの２層膜または３層膜におけるＴｉＮ層の代わりに、
ＴｉＳｉ層、ＴｉＷ層、ＴｉＯＮ層、スパッタリングで
形成したＴｉ層等を用いてもよい。更に、Ｗ層のみの単
層膜で金属プラグを構成してもよい。
【００３４】また、以上の第１及び第２実施例の何れ
も、半導体基板と配線とを接続する接続孔を有する半導
体装置の製造に本願の発明を適用したものであるが、下
層及び上層の配線同士を接続する接続孔を有する半導体
装置の製造にも本願の発明を当然に適用することができ
る。
も、半導体基板と配線とを接続する接続孔を有する半導
体装置の製造に本願の発明を適用したものであるが、下
層及び上層の配線同士を接続する接続孔を有する半導体
装置の製造にも本願の発明を当然に適用することができ
る。
【００３５】
【発明の効果】請求項１、３の半導体装置の製造方法で
は、金属プラグで埋められた接続孔の開口部における絶
縁層、または金属プラグで埋められた接続孔の上部にお
ける第１の金属層がテーパ状になるので、接続孔よりも
上層の配線の段差被覆性が優れていて信頼性の高い半導
体装置を製造することができる。
は、金属プラグで埋められた接続孔の開口部における絶
縁層、または金属プラグで埋められた接続孔の上部にお
ける第１の金属層がテーパ状になるので、接続孔よりも
上層の配線の段差被覆性が優れていて信頼性の高い半導
体装置を製造することができる。
【００３６】しかも、接続孔を埋める金属プラグを形成
するためのエッチングと同時に上述のテーパ化が行われ
るので、テーパ化のためだけの別個の工程が不要であ
り、接続孔よりも上層の配線の段差被覆性が優れていて
信頼性の高い半導体装置を効率よく且つ簡略に製造する
ことができる。
するためのエッチングと同時に上述のテーパ化が行われ
るので、テーパ化のためだけの別個の工程が不要であ
り、接続孔よりも上層の配線の段差被覆性が優れていて
信頼性の高い半導体装置を効率よく且つ簡略に製造する
ことができる。
【００３７】請求項３の半導体装置の製造方法では、絶
縁層上の第１の金属層の表面を良好な状態に維持するこ
とができるので、接続孔よりも上層の配線を良好な積層
配線にすることができて、更に信頼性の高い半導体装置
を簡略に製造することができる。
縁層上の第１の金属層の表面を良好な状態に維持するこ
とができるので、接続孔よりも上層の配線を良好な積層
配線にすることができて、更に信頼性の高い半導体装置
を簡略に製造することができる。
【図１】本願の発明の第１実施例を工程順に示す側断面
図である。
図である。
【図２】本願の発明の第２実施例を工程順に示す側断面
図である。
図である。
【図３】本願の発明の一従来例の前半を工程順に示す側
断面図である。
断面図である。
【図４】一従来例の後半を工程順に示す側断面図であ
る。
る。
１２ ＳｉＯ2 層 １３ 接続孔 １４ Ｔｉ／ＴｉＮ層 １５ Ｗ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−166944（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−234935（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−369834（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−140372（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/325 H01L 21/321 H01L 21/3213 H01L 21/768
Claims (4)
- 【請求項１】 金属層を全面に堆積させて、絶縁層に設
けられている接続孔を前記金属層で埋める工程と、 スパッタリング効果を有するエッチングによって、前記
絶縁層上の前記金属層を除去すると共に前記接続孔の開
口部における前記絶縁層をテーパ状にする工程とを具備
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記金属層がタングステン層のみの単層
膜かまたはタングステン層を含む積層膜であることを特
徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 第１及び第２の金属層を順次に全面に堆
積させて、絶縁層に設けられている接続孔を前記第１及
び第２の金属層で埋める工程と、 前記第１の金属層が露出するまで前記第２の金属層を除
去すると共に、露出させた前記第１の金属層の表面にこ
の第１の金属層の化合物層を形成する工程と、 スパッタリング効果を有するエッチングによって、前記
化合物層を除去すると共に前記接続孔の上部における前
記第１の金属層をテーパ状にする工程とを具備すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の金属層がタングステン層であ
ることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18290094A JP3301466B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18290094A JP3301466B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831930A JPH0831930A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3301466B2 true JP3301466B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=16126350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18290094A Expired - Fee Related JP3301466B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3301466B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100260522B1 (ko) * | 1997-06-25 | 2000-08-01 | 김영환 | 반도체소자의콘택홀매립방법 |
| KR100649352B1 (ko) * | 2005-04-30 | 2006-11-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 제조 방법 |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP18290094A patent/JP3301466B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0831930A (ja) | 1996-02-02 |
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