JPH02132825A - 微細孔への金属穴埋め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔腫業上の利用分野〕 本発明は、基体上Ｋ絶縁膜ｋ基板下地の一部な襲出させ
るために設けた微細孔を金属の選択ＣＶＤにより穴埋め
する方法及びｆｅ置に係り、特に十分な選択性の確保と
、良好な導通特性を両立して微細孔を金属で穴埋めする
のｋ好通な金属穴埋め万法及．び装置に関する。

〔従米の技術〕

ＬＳＩの高果積化に伴ない、索子一配鯨間あるいは各配
線間を接続する配？ＩｋＩＡ設計の困碌性が増大し、そ
の解決手段として多層配脳が不可欠な技術となり、下層
配線と、絶Ｍ膜を介し℃設けた上海配線とを接続するた
めκ、必要に応じて、絶縁腺κ微細な導通孔（スルーホ
ール）を設け，該スルーホールを導体で穴埋めする方法
がとられている。

スルーホールを穴埋する万法とし℃はいくつかの方法が
あるが、その中で、スルーホール径が微細な場合にも穴
埋め性の良好な方法として，金属（特に夕冫グステン）
の選択ＣＶＤが，９ｌ用化が最も期待されている方法で
ある。

Ｗの選択ＣＶＤは、２５０　ｔ以上に加熱した試料上に
７フ化タングステン（　Ｆ　７％　＞ガスおよび水素（
Ｈ，）ガスの混合ガスを導入、接触させて，下記いずれ
かの反応κより、下地全Ｍ（ここではＡｔの場合の例を
示す）上にタングステンＣＦ）！を成長させる方法であ
る。

ＩＦ，＋２Ａ１叫＃’　＋２ＡｔＦ，　　　　（１１’
　Ｆ６＋　５Ｈ，→Ｆ　＋６ＨＦ　　　　　（２１ｓｉ
ｏ，等の絶縁説上では、（Ｈの反応は起らず，また（２
）の反応も７００℃以下の温度では進行しないため，Ｗ
がＡｔ上のみ選択成長し、スルーホールの穴埋めが達成
されることになる。

Ｗの選択ＣＶＤＩＩＣ関するこれまでの記載文献として
は，ジャーナル拳オプ●エレクトロケミカル●ンサイア
ティ●比１３１巻（　１９８４年）　１４２７頁から１
４５５　ｉｊｉ　（　／　．　Ｅｌｇｃｔｒａｃｈｇｍ
　，　Ｓａｃ　，　１５Ｌ１４２７（　１９８４　）’
？’１｛●エル●エス、アイー▼ルチレベル●インター
コネクシ嘗冫●コンツアレンス、予稿集．１５２ｊｊか
ら１５７頁（　１９８７年６月）　（　ｐｒａｃ．ａｊ
　ｉ’　Ｌ　Ｓ　Ｉ　Ｍｔｂｌムｌｅｖｅｌ　Ｉｎｔａ
ｒｃａｒＬｎａｃｔｉａｒｈ　（：ａ．ｎｆ−ｇｒｇｎ
ｃａ　（　Ｊｔｂｎａ　１５−１６　，　１９８７　）
　ｐ　１５２−１５７）砦が皐げられる。しかし，これ
らに述べられている方法を用いても，　Ａｔ配細上κ存
在する酸化膜や（１）の反応で生成するＡｔＦ，といク
た絶Ｍ物がスルーホール内でのＷとＡｔの界面にｌＡｖ
Ｍシ、スルーホール部において良好な導通を得ることが
因峻であクた。これを解決する万法として、プイ●エル
●エス●アイーマルチレベル●インターコネクシ璽ン一
コンブアレンス予稿果、２０８頁から２１５　Ｑ　（　
ＰｒＯｅａＯノ　Ｖ　Ｌ　　Ｓ　　Ｉ　　Ｍｂｌｔ＊ｌ
ａｖｇｌ　　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｃｏｎ
ｆａ−ｖａｎａｍ　（　Ｊｔｂｎａ　１５　−　１６　
．　１９８７　）　Ｐ．２０８　−　２１５　）Ｋ開示
されている様κ、基板温腿を３８０℃以上に加熱して凧
鵬する万法や、ｉＩＬ芝レビ島一弟４１巻１２　　号９
８日員から９９１　Ｊｊκ開示されている殊に、Ａｔ上
Ｋ　博イＭａｘｉ＠ｍ’ｔ付ｋｆ　（　Ｊｌ　８約５０
０ノ）　，４ｊ　トＦの関ＫＭｏＳｉ＠を入れることκ
より４７表面戚化説やＡｔＦ，が界面に残らずＷを成膜
する方法がある。

また、最近、還元ガスとして鳥の代わりＫＳｉＨ４系ガ
スを用いる方法が報告され℃いる。例えば，ＥＣ５日本
支部ｊｇ１回シンポジウム（ｔｐａｓ）ｒ超ＬＳＩ用Ｃ
ＶＤ技術」予梢果第４８頁から第６５頁に記載されてい
る。この方法を用いれば、基板加熱温度を２５０〜５２
０℃という低温下で高速成展することができる。なお、
この方法の場合５４０℃以上では選択性が失なわれ、選
択的に穴埋めすることはできない。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従米技術においては、選択ＣＶＤｔ
ｌＣよクてｒ４成長させようとする下地金属表面の処坤
κついて十分な配慮がなされ【いない。

そのため、スルーホールにおける導通が不十分となった
り、ホール部における導通は良好であっても配嶽自体の
抵抗が上昇する、あるいはスルーホール下地の表面を清
浄化するための処理を行５ことにより酸化膜上κもＷが
形成し，ｌｉｌｌｉ接するスルーホール間の短絡を生ず
る等の問題点があった。

すなわち、微細孔を形成した直後の下地金ｈ４表面は，
微細孔を設けるためＫｙｆＡＬたホトエッチングプロセ
スに伴なう汚れが付漕していたり、ノＳａグン糸のガス
をエッチングガスとして用いているため防食処理として
積極的に酸化換（例えば下地金属がＡｔの場合Ａｔ，０
，等）を形成しているため、清浄な金属面を露出させて
おらず、Ｆを成長させた後も下地象属とＷの界面Ｋ導通
を低下させる不純物が残留することになる。この界面κ
残留する酸化物等は、Ｗを形成させる基板温［な３８０
℃以上Ｋすることにより＃７Ｆ６のエッチング作用や加
熱時の膜中拡散等により低下し、良好な導通が得られる
場合もあるが、基板毎に微細孔の下地表面状態が異なる
と必ずしも再現性良《良好な導通が得られる訳ではない
。また良好な導通が得られた場合で４ｂｓ　Ａｒスパツ
タエッチングーＡｔのスパッタリング成膜の連続処理で
形成したＡｔ　／　Ａｔ界面における導通抵抗に対し約
５〜１０倍と高くなる。このため、上述したＦ選択ＣＶ
Ｄによりて形成される１１’／Ａｔ界面の導逼に再現性
が得られないことや導通抵抗が高くなることに対し、，
４ｌ上にＭｏＳｉｌｊ４を付けた（厚さ約ｓｏＯｊ　）
積層構造のＡｔを下層の配線として用いる方法か提案さ
れた。すなわち、微細孔底部の膓出部をＡｔよりも酸化
し龜いＭＯ５〜膜にすることにより界面の残貿０を低減
させ、さらに前記《１》弐ｋよる蒸気圧の低い絶縁性の
ＡＩＦ，が界面で生成しないため、形成されたＦ　／　
Ｍａｘｉ，　／Ａｔ界面の導通抵抗はＡｔ同士の導通抵
抗とはぼ同じと良好な値κなる。しかし、この方法で行
うには也Ｍａｘｉ，とＡｔの重ね膜の配線を形成するた
めのエッチングを必要とすることや、抵抗値の高いＭａ
ｘ一を用いることによる配線抵抗の増大といつた問題が
伴なう。この抵抗増大は，　ＭｏＳｉｌの膜厚がＡｔの
膜厚と比べ極めて薄いため、ＤＲＡＭやＳ　ＲＡＭ等の
ＭＯＳＬＳＩの場合κは全く問題にならないが、高速性
を売り物としているパイポーラやパイＣＭ０５等のＬＳ
ＩＫおいては少しの配蔵抵抗の増大であ９ても重要な問
題となク工くる。

一方、微細孔底部の下地ＶｃＡｔを用い，この下地表面
を清浄化（　Ａｔ表面のＡｔ，０，除去を含む）して゛
からＦを穴埋めする方法も幾つか試みられているる下地
表面を清浄化する方法として、７ツ酸（ＨＦ　）あるい
はフツ化アンモニウムＣＱＦ）寺のフッ酸糸溶液κよる
ウエットエッチング処理、またはＡＩＦ　　イオンによ
るスバッタエッチング処理があるｉしかし、前者の場合
，洗浄乾燥後にも微ｆＫ残留したフッ素により下地ＡＩ
配線の腐食を生ずるといクた問題が起こる。また、後者
のスバッタエッチング処理は，下地表面を物埋的ｋ除去
するため、清浄な下地面を露出できる方法で、スパッタ
Ａｌ膜の多層配線における下地前処理法として用いられ
ている。しかし、この方法の場合、以下に述べるよ５１
Ｃスバッタエッチングの際、絶縁族も向時κスパツタエ
ッチングされることが原因で、下地前処理後の選択ＣＶ
ＤＫおいて選択性が低下することが明らかとなった。絶
娠換がスパクタエッチングされると元素のスバッタ収率
の違いにより、絶縁展の表層部の組成が変化する。例え
ば、ＳｌＯｔ膜ではロ鳳子の方がＳｉよりスパッタされ
易いため、表層部はＳｉリッチな組成となる。即ち、活
性なＳｉ一原子が絶縁膜表面Ｋ存在することになる。こ
の現象はｘ巌電子分光法＜ｘｐｓまたはＥＳＣＡ）によ
り調べられており、例えばジャーナル●オグ●パキ晶−
ム●サイエンス●テクノＱ　Ｖ　　，　Ａ５　＠５　（
　１９８５年）　＠　１９２１頁から１９２８頁（　Ｊ
．Ｖａａ．Ｓａｉ，ＴａｃｈｒＬＯｌ．Ａ　５　（５１
　（　１９８５　）　Ｐｐ１９２１　−　１９２８　）
やジャーナル●オプ●７イジツクス　ディ一二アプライ
ド　フイジツクス２０　（　１９８７　）第１０９１頁
から１０９４　（　／　．　Ｐｌｙｌ　．　Ｄ　：　Ａ
ＰＰｌ．Ｐｈｙｌ　．　２０　（１９８７　）　ｐＰ１
０９１　−　１０９４　）において満じられている。

このような条件で前述したｒＢ択ＣＶＤを行うと、下記
反応によりＷの成長が進行すると推定される。

従って、ｓｉｏ，上でもＷが成長し、選択性が低下する
ことになる。このことは、Ｗ以外の選択ＣＶＤでも同様
であり、選択ＣＶＤは基板下地の各表面部での化学的活
性の差を利用しているため，成長して欲しくない部分、
つまり絶縁ｗＸ表面がスバツタされ活性化すれば選択性
は低下することになる。

絶縁膜上に金属が成長すると，隣接するスルーホールと
の短絡の可能性が出ると共に、絶鰍脱上に形成された金
属膜は剥離し易いため，基板上のゴ冫となクて残り、歩
留り低下を引ぎ起こす。

これまで，Ａｔ上の表面酸化膜が歳も除云困難な代表と
して一般的に知られていることから，Ａｔ配線を下地と
した微細導通孔（スルーホール）の場合を例Ｋとり説明
した。ところで、ドープしたＳｉや各種パリアメタルや
ゲート配細上（　ｔ’ｓｉ，　，　Ｍ，５６，，ＴｉＳ
ｉｌ　，　ｐｔｓＬ，　ＴｉＷ等）′４ｔ下地とした倣
細導通孔（コンタクトホール冫の埋め込みにおいては，
上記スルーホールとは違った問題点がある。即ち，コン
タクトホールの下地となり得る上記材質表面には，１ｔ
の表面酸化ｋ程強同な酸化族を形成しないため比較的容
易にＷを形成するが、同一基板上に数種の異なる材質が
微細孔底部の下地として存在し、これらの下地材質の違
いκよりＷの成長速度が変化しズしまい、ある下地のｆ
ｉＩＬＩ１ｔｌｌ孔ではＦ埋め込みが児了しているのに
対し他の微細孔ではＦの成長が開始したがかりとい５！
７８が生ずる。これは、下地表面Ｋ存在する酸化膜等が
下地材質の違いによりｍｐｊＩ，　ｓ質等が異っている
と推定されるためである。一般にＪＦＣＶＤでは原科ガ
スの導入と共にＷの成長が開始する訳ではなく、表面酸
化膜のエッチングされるかあるいは表面酸化膜がボーラ
スであるため族中をＷＦ６が浸入し、下地材質表面と反
応して徐々にＷの核を形成し、笑質的にＷの成長が開始
するまでにはガス導入後からのラグタイムが存在すると
考えられている。従クて、下地の表面酸化換の脹厚や展
質の異なるａｍ孔が同一基板上Ｋ存在する場合には、結
果的に同じＷの涯込み展厚を得ることは困難となる。そ
こで、均一なＦ埋め込み属厚を得るためには，これら下
地の表面酸化換を取り除く必要があるコンタクトホール
の下地材質として使用されるドープしたＳ１や各種シリ
サイド等においては、下地表面の清か化方法としてＡｔ
のように腐食を生ずるといクた問題がないことから、７
ツ酸（ＨＦ）あるいはフッイヒアンモニウムＣＮＡＦ）
等の７ツ酸系溶液κよるウエットエッチング処理が行わ
れ表面酸化挾は堰り除かれる．しかし，このウエットエ
ッチング処理が行なわれた基板であっても、乾燥中ある
いはＣＶＤ装置く搬入するまでの間に表面酸化膜が形成
され、Ｗの埋込み膜厚が不均一Ｋなるという問題は解決
されない。これに対して、スパッタエッチング処理とＷ
成膜を連続して行えば，Ｆ成膜前のコンタクトホール底
部下地表面に酸化換を形成することはないが、先κＡｔ
配線上スルーホールの所で述べたように、選択性が低下
するといクた問題が生じてしまう。

本発明の目的は、ｒｒ−１！！択ＣＶＤを代表とする選
択ＣＶＤによる微細孔穴埋め法において、微細孔下地を
清浄化するための処理を行クても逃択性が低下しない方
法及び装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、Ｗの選択ＣＶＤによるスルーホールやコン
タクトホールの穴埋め方法Ｋおいて、１−（１）　　微
細孔底部下地表面の清浄化処理（表面゛酸化物層等の除
去処理） １−（２１　　上記清浄化処理によって活性化した絶縁
膜表層部の安定化処理 １−（５）　　ＩＦ６ガスと還元ガス（Ｂ雪，　ＳｉＢ
４　　等のシラン系ガスの単独あるいは混合ガス）を用
いたＦの選択Ｃｉ’ＤＩＩＣよる微梢孔への＊Ｘ穴埋め
処理 の５つの処堆を順次行う、あるいは先の２つを同時に行
ないその後に５つ目の処理を行う、すなわち ２　−（１）基板上の絶縁展表面の活性化を伴わない微
細孔底部下′ＲＡ表面のｆｆ浄化処理（！！！面酸化物
層等の除去処理） ２　−　（２１Ｊ＃，ガスと還元ガス（Ｈ！，Ｓ寡九　
等のシラン系ガスの単独あるいは混合ガス）１ｋ用いた
Ｗの選択ＣＶＤによる微細孔への金属穴埋め処理 ０２つの処理を順次行う、あるいは，微細孔下地材質と
清浄化処理Ｋ用いるハロゲンガスの種類の組合わせによ
っては、清浄化処３ｉＩＡＫよって発生した下地を腐食
させる物質が基板に残貿することかあるため、 ５−（１１基板上の絶＃．膜表面の活性化を伴わなｔ１
微細孔底部下地表面の清浄化処理 （表面酸化物層等の除去処３！！） Ｓ−１２１上記清浄化処理によりて発生した微細孔底部
下地腐食成分の除去処理 （腐食防止処理） ５　　（５１　Ｆ　Ｆｓガスと還元ガス（　Ｅ，　，　
ＳｉＨ，等のシラン系ガスの単独あるいは混合ガス）を
用いたＦの選択ＣＶＤによる微細孔への象属穴埋め処理 の５つの処理を順次行うことＫより達成される．上記の
処理のうち１−（１１に関しては、Ａヶ等の不活性ガス
によるスパツタエッチング処坤を用いることができる。

また、１　−＋２１の安定化処理については、Ｃｌ，　
，　ＢＣＩＢ　，　ＣＣｔ，　　，　Ｃ＠Ｃｌ４　，　
ＳｉＣｌ４，　Ｎろ，ＳＦ，ｅ　ＳｉＦ．　等のハロゲ
ン系のケきカルエッチング用ガスの単独あるいは，４ｙ
等の不活性ガスとの混合ガスのプラズマ処理によりＳｉ
リッチになり活性化Ｌた絶縁展表面の改質を行うことか
でぎる。

また、１一伐１０安定化処楓として、泰板をＮｌ（純ガ
スあるいは微輩のＯ，を含むもの）雰囲気中で加熱する
処堀も別の方法として用いることかでぎる。

さらκ，上記１−（１）と１−１２１とを同時に行う２
−（１）に関しては上配１　−（２）の安定化処理Ｋ用
いるＣｌ，　，　ＢＣＩ，　，　ＣＣＩ，　，　Ｃ，Ｃ
ｔ４　，　Ｓｉ（．’ｌ，　，　ＮＦ１，ＣＦ４　，　
Ｃｍ？＠　，　ＳＦ＠　，　Ｓｉ１４等の／％　１３グ
ン糸ノケミカルエッチング用ガスの単独あるいはＡＴ等
の不活性ガスとの混合ガスのプラズマ処理により、絶縁
腺表面の活性化を伴うことなく倣鯛孔紙部の下地表面酸
化展の除去を行うことができる。この同時Ｋ行う場合の
エッチング菫は、先の１　−（２１の安定化処理Ｋおい
ては表面層の僅かな改質だけ行クた（７）Ｋ対Ｌ，１−
（１）のスパツタエッチング意に相当するエッチング菫
だけ必要となる。これか従米のように，４ｙガスのみの
プラズマを用いてＡｒイオンによるスパツタエッチを行
った場合には、先Ｋ述べたようκ元素のスパツタ収率の
違いにより、絶縁ｍ表層部がＳｉリツチとなり活性化し
てしまうが，ハａｎｙ’冫ガスのプラズマでは、例え部
分的にＳｉリッチκなクても即座にハロゲンイオンある
いはラジカルＫより５１リッチな部分が除去され，最終
的κ絶縁ｇ表面が活性化することはない。むしろ，ｌＩ
Ａ縁換の成膜時Ｋ形成された欠陥等Ｋ由来する，５！リ
ッチな活性部分が除去されることによりＷ成換時の選択
性が処理しない場合よりも向上する。ただし、微細孔底
部の下地材質と清浄化処理に用いるハロゲンガスの徳類
の組合わせによっては、清浄化処理κよって発生した下
地を腐食させる物質が基板Ｋ残留することがある。即ち
、微細孔底都の下地がＡｔ配胞である場合には、塩素系
のハロゲンガスを用いると、Ｗ成ＰＡ後に基板ｔ大気中
に取り出した除、大気中に含まれる水分と反応してＡｔ
配嶽を腐食するような，ｉｔｃｔｓ等の物實が残貿する
ととくなる．従クて，この場合には、清浄化処理後に防
食処理として、残留した塩素の除去処理が必要となる。

また、同じ八〇ゲン系ガスであってもＷを形成する前の
微細孔底部の露出表面Ｋ！！４留物を残さない様に考慮
すると、塩素系ではＣｌ，あるいはＢＣｌ，、７ツ系系
ではＮＦ．を用いることが好ましい。

また、防食処理としての＊ａ孔底部下地腐食成分の除去
処理は、基板Ｋ残貿した腐食物質をプラズマのイオンあ
るいはラジカルでたたぎ出す，あるいは下地表面に薄い
保護膜を形属するためにＯ黛プラズマ処理あるいはフッ
素プラズマ処理を行う。

もしくは、基板加熱を行うことにより残貿した腐食物質
を揮発させる加熱処理を行うことも防食処理として有効
である。

さらに，　　１　−（５）　ｘ　２−（２１＃　ｓ−（
ｓｌのＦ選択ＣＶＤ処理については、選択ＣＶＤ用とし
てセットアップされたＣＶＤ反応容器内でＴＩ’Ｆ−と
Ｈ，あるいは．５寡＃，等の還元ガスの混合ガスを加熱
した函板上に流す１段ＣＶＤ法を用いること、あるいは
，ＩＦ●単独もしくはＡｔ”等の不活性ガスで希釈した
ガスを流した恢ｓ　’Ｆ＠と上記還元ガスを加熱した基
板上ＩＣ流す２段ＣＶＤ法を用いること、またはＷＦ●
とＨ！を流した恢１Ｆ’Ｆ，と他の還元ガスを流す２段
以上ｏＣＶＤ法等を用いることによって達成される。

還元ガスとしてはＨ，　，　ＳｉＨ４，　Ｓｉ，Ｈ．，
　ＢＨ＠　，尻等を単独あるいは組み合わせて用いるこ
とかでぎる。

本発明で用いるケミカルエッチングガスのプラズマ処理
装置では、通常行なわれているように高周波（好ましく
はｔｏｋｈｚ以上）でプラズマを発生させる．但し、プ
ラズマを発生させた際、処理チャンバ壁等をスバツタし
、ウエハ上に金属汚染物が付漕するとその後のＦ−ＣＶ
Ｄにおい℃、そこを核にＷが成長するため、選択性の低
下を招くことがある。したがって、プラズマ処理装置と
しては、高周波をプΩツ中冫グキャパシタを介して電極
に印加する時、基板が負に帯電するいわゆるカソードカ
ツプリング方式とし、かつ、基板表面に近接し、金属汚
染源となる部分は石英板でおおうような構造とすること
か本発明の効果を発揮させる上でＸ喪である。

〔作用〕

上記した微細孔底部下地の清浄化処坤は、下地表面Ｋ存
在する敗化換やエッチングプロセス、レジスト除去プａ
セス等の微細孔形成のための前駆プロセスにおいて残存
した百機物残渣をスパツタエッチングという物埋的処理
によりて城り除ぎ、下地を清浄化して微細孔底部におけ
るコンタクト抵抗を下げる作用を有する。また、ＭＡａ
ｓｈの安定化処理は、上記処理によりて生じた絶縁膜表
層部の５１遊離基準等の活性化した部分を、ハロゲン系
ガスのプラズマによって後先的に取り除くことにより、
後続の選択ＣＶＤにおいて杷縁膜上κＦが形成すること
を防ぐ作用を有する。

上記，清浄化作用および絶縁膜表面の安定化作用を以下
の笑験データにより確認した。表１に示したサンプルを
作成し、Ｘ〜光電子分光（ＥＳＣＡまたはｘｐｓ）Ｈ置
によりＡｒスパツタエツチによるｓｉｏ，表面活性化お
よびＣｌ，プラズマによる表面安定化作用を調べた。先
ず、表面におけるＳｉとＯの含有比（　０　／Ｓｉ　）
を求めた。これを表２Ｋ示す。なお，これらの値は全て
２．０以上（即ちＳｉＯｔよりも表面がＯリツチ）とな
っているが、これは、分析前にサンプルを大気にさらし
たために吸看した０８を含んでいるためである。表２か
らわかるように，　ＡｒスバツタにおいてはＯの方が５
ｉよりもスパツタＸＩｇ：Ｊ率が高（　，　ＡＴスパツ
タエツチ処理品サンプル（φ２）は結果的に表面が無処
理サンプル（φ１）に比べ５ｉリッチになっている。こ
れに対し，Ｃｌ，プラズマ処理ではＣｌ　−１−　（あ
るいはＣｌ原子等のラジカル）が先ずＳｉをアタックす
ると推定され、Ｃｌ，プラズマ処理サンプル（ナ５）で
は結果的に弐面が無処理サンプル以上にＯリッチになっ
ている。さらＫより詳しく検証するため、Ｓ　ｉＯ，表
面におけるｘ臓入射角が５０°および９０°の時のＳｉ
２ｐビークのスペクトルを求めた。これを第１５図から
纂１５図に示す。Ｘ＠の入射角が浅い程、より表面層に
近い情報を示しており、また、安定なＳｉ　−Ｏ結合が
切断され未結合ＳｉやＳｉ−Ｓｉ結合が生ずると低エネ
ルギー側にケミカルシフトする。無処理のＳｉｎ，表面
では３０°と９０°においてピークが全《一致している
のに対し，　Ａｒスバツタではより表層部である５Ω０
のビークＫおいて低エネルギー側κシフトしブロードに
なっている。一方，　Ｃｔ，プツズマ処理な追刀口した
ものでヲマ無処理と同様に殆んど変化がないことから、
Ａｆスノ｛ツタによりて生じた未結合５ｉや５ｉ−Ｓｉ
結合を取り除ｔ１だと推定される。より表層部である３
０°のピークを上記のサンプルで比較したものを第１６
図に示す。これよりＣｌ，プラズマ処理Ｋより安定化処
理作用力’ｈ４３％１ていることが分かる。詳細に見る
とＣｌ，プラズマでのピークは無処理のものよりも若干
シフトしているが、これはｏ　７ｓｉ含有比のデータを
考慮すると、逆に未納合ＯあるいはＱ−０結合が生じて
％−１るためＫケミカルシフトしたと予測される。さら
Ｋ，本発明における前処理がＡｔ表面κ与える影響を調
べるため、ＥＳＣＡによるＦ／Ａｔ界面における深さ方
向プロファイルもＸめた。表ＩＫ示したサンプルに対し
得た深さ方向プロファイルを纂１７．１８図に示す．界
面のノ１ロゲン（ＦおよびＣｔ　）を感匿良く脚べるた
め，ｌの成膜温度を実際のプロセスで行う温度（４５０
℃）よりも低ク（５７０℃）して成属したが、Ｃｌ，プ
ラズマ処理を行クてもＷ／Ａｔ界面に残留するＣｔは検
出感度以下であクた。

また，１１’／Ａｔ界面Ｋ残貿するＯは，４ｒスノ｛ツ
タエツチκより低減していることが確脳された。以上Ｃ
ｌ，プラズマによりてＳｉｎ，表面の安定化作用を示し
たが、ＮＦ，プラズマを用いても全く岡様にｓｈｏ，表
面の安定化効果が得られた。また．　Ｎ＊′！ｉＩ．囲
気中での基板加熱Ｋおいてもｓ　ｉｏ，表面の安定化作
用がＥＳＣＡで確認されたが、九ｋより未結合別あるい
はＳＬ−Ｓｉ結合を取り除くことは考え線（　，　Ｓｉ
−Ｎ結合が検出されなかクたことから、Ｎｔ中に含まれ
る極微量のＯ，がＳｉあるいは５ｉ−Ｓｉ結合を散化し
た，もしくは５ｉ−ＮＭ合に変化しても検出感夏以下で
あったためかと予想される。用いたＮ２ガスは５Ｎ以上
のものを使用したが、配管からのリークがあクた可能性
もあるため、いずれかは判断できない。

以上，清浄化処理と安定化処理を｝′＠次行なう方法に
おける作用効果を述べたが，ノＳｃ！ゲン糸ガスプラズ
マ単独でも物理的なスバツタエッチング効果も有するた
め、安定化処理と前浄化処理を同時κ行うことも可能で
ある。このＵＡｒＱ＆の不活性ガスを混合させることに
より物理的なエッチングの効果（清浄化作用）を萬める
ことができる。大過剰の不活性ガスに対し微量の／ＳＯ
ゲン系ガスの混合ガスのプラズマであクても、プラズマ
中のガスやイオンとの衝突等によりエネルギー移動か行
なわれ，化学的なエッチング作用は失われず、物理的な
清浄化作用と絶縁腺の安定化作用は同時に進行する。さ
らに、上記清浄化作用を以下の実験データにより確認し
た。５ｉウエハに電子ビーム蒸涜法忙よりＡ’＊Ｏｓ　
（アル叱ナ）膜を形成したサンプルを用いｓ　ＡＧＯＳ
の初期膜厚および各植ガスのプ２ズマ処理′を行クた後
の換厚をエリブンメータにより側定し、各種ガスプラズ
マにおけるエッチングレートを真べた。笑威データを褐
１２図Ｋ示す。

ＡＴガス単独のプ２ズマであるＡｒスノ｛ツタエッチと
、これに少量のＮＦ，ガスあるいはＣｌ，　，　ＢＣｌ
，ガスを添加した混合プ２メマとを比収すると、同一圧
力下でも添馴した場合の方がＡｒガス単独よりもエッチ
ングレートが大きくなる。これは、物理的な効果に加え
て化学的な効来が作用しているためと考えられる。籍に
、ＮＦ，を１１ｒ’Ｓ刀ロしたＡデ／　ＮＦ，混合プラ
ズマおよび，　ＢＣらを添那したＡｒ　／　ＢＣｌ，混
合プラズマではＡτスパツタエツチの約６ｌｒｌ！とエ
ッチングレートが大きくなり、化学的な効果（ケミカル
エッチング）が支配的に作用していることがわかる。

また、微細孔底部下地材質がＡｔ配縁（微貸のＳｉやＣ
Ｐ等を含む場合もある）であり、清浄化処理κ塩素系の
ハロゲンガスを用いると，ＷＪＡＫ後に基版ｔ大気中に
取り出した除、大気中に含まれる水分と反応してＡｔ配
臓を腐食するようなＡＩＣＩ，等の物質が残留すること
になるが、微細孔妊部下地腐食成分の除云処理（腐食防
止処理）は、上記藺食物質を基板な大気中に取り出す前
に取り除き、基板を大気中に取り出しても腐食が起こら
ない様にする作用を有する。１ｊ［孔底部下地の腐食は
、断臓等を引き起こし％製品の侶籾を著し《低下させる
ことになるため、腐食を防止することは極めて恵喪とな
る＠ これらの前処理を後クた俊、ＷＦ６とＨ，あるいはＳ可
，等の還元ガスを用いた選択ＣＶＤを行なうことにより
絶縁展上には全くＷを形成することなく，微細孔底部下
地上のみに下地との反応あるいは還元ガスとの反応Ｋよ
りｌが成長する。すなわち，迦択ＣＶＤプロセスは微細
孔のみをＷｔｔ埋め込み平坦化する作用を有する。なお
，本発明で用いる微動孔下地とは、ＡｔあるいはＡｔを
王成分とする配一層、ノンドープおよびドーピングされ
たＳＬＩｆＩＩｓＭｏＳ番，　，　ｉＦｓｉ！，　Ｔｉ
Ｓ’ｘ　＃　ＰｔＳｉあるいはＴｉｊｆ’等パリア層で
、ＦＦ，が直汲反応するあるいはその下地上で還元ガス
が吸層解離してＦＦ６を還元させる様な下地全てを指し
℃いる。また、絶城腺とは，熱酸化展、熱室化換、ｐｓ
Ｇ，ＢｐＳＧ、プラズマ酸化展、プラズマ室化換寺の＃
Ｉ愼絶縁換、あるいはＢＯＧ％ＰＩＱ等の有機絶縁課等
ＬＳＩＫ便用される全ての絶縁膜を指している。

〔夾施例〕

以下、本発明の５Ａ施例について、５つの場合に分け図
面を用いて胱関する。先ず，本発明のスルーホールへの
Ｆ選択埋込み方法のうち、前処理として，４ｒスパツタ
エツチを行クた後、ノー１ｃ１グン系ガスのプラズマに
よる絶縁展表面の安定化処理を行クたものを（笑施例１
−１〜１−６）に示す。久κ、スパツタエツチ後の絶縁
展表面の安定化処理を大気圧Ｎバ純ガスあるいは微量の
Ｏ！を含むもの）中での熱処理によりて行クたものを（
実施例２）に示す。久Ｋ，前処理として，４ｒとノＳｔ
：ｘグン系ガスの混合ガスのプラズマエッチング処理を
行クたうち、フッ素系のノ・ａグンガスを用いたものを
（実施例５）κ、塩素系のノＳａゲンガスを用い防食処
理も行クたものを（実施例４−１　．　４−２　）Ｉｃ
示す。最後に，コンタクトホールへのＷ選択埋込み方法
として，前処理に，４ｒとハａゲン系ガスの混合ガスの
プラズマエッチング処理を行クたものを（笑施例５）に
示す。

（笑施例１−１） ｍ１図は、本発明におけるスルーホールへのＷ埋め込み
方法のうち前処理としてＡｒスパツタエッチングを行っ
た後，　Ｃｔ，のプラズマによる絶祿換表面の安定化処
理を行クたもののプロセスフ１２　一を示すものである
。第８図は、本発明に用いた穴埋めの選択ＣＶＤ装置を
示している．第８図を参照しなから纂１因によク災施例
を説明する。第８図のロードロック文１に基板９を収置
した恢、α一ドαツク呈１を真空排気する。１ロー”Ｔ
ｏｒｒ　　程度まで真空排気した仮、同室内にあるラン
プヒータ（図示せず）で基板９を２ａｏ　’Ｃ程度Ｋ加
熱し、基板９に付増した水分を焼き出す。加熱中に基板
９からの水分焼ぎ出しによるａ−ドロツク室１内の圧力
上昇が停止（約２分経過後）するのを確認した後、加熱
を停止し、ゲートバルブ４，５を開放し基板９をスパッ
タエッチ室５Ｋ基板搬送惧栴（心示せず）により搬送し
設置する。このスパツタエツチ嵐５はあらかじめ１０″
″’Ｔｏｒｒ　　程匿までクライオポンプ（図示せず）
により真空排気しておく。また，スパツタエッチング時
の威化を生じさせない休スパツタエツチ室３のリークレ
ートは１Ｑ−”Ｔｏｒｒ，ｌ／　ｓｅｃ以下に抑えてお
《必要があるが、この値は少なければ少ない程好ましい
。このスパツタエッチ嵐３は基板９だけを清浄化し、ス
パッｊエッチ室５内壁や電極８からの金属汚染等が基板
９　Ｋ｛ｔｆｆｉせぬ様、基板１４ｌｌ竃極８はカソー
ドカツプリングとし放電中は基板側に負電位のノ｛イア
スが印加され放電中のイオンがスノ｛ツタエッチ室３内
壁を極カスバツタせずカンード竃極８ｉ１１１にある基
板９だけをスバツタするようＫ構成されている。

また、このカソード電極８には、基板９外周の電極８露
出部からの金属汚染を極力抑えるため石英カバー（図示
せず）を設けている。基板９のスパッタエツチｆｉ５へ
の搬入に伴うゲートパルプ５の開放κよりスパツタエツ
チ塞５内の圧力は若干上昇するが、基板９設ｔ後にゲー
トバルプ５を閉じると瞬時Ｋ元の圧力まで回復する。こ
れを確誌した後、，４ｒガスをスバツタエッチング室５
に導入する。次いで、高周波電源１５Ｋよりスパツタエ
ツテ呈５内のカンード電極８に高Ｍ１氏竃力を印加し、
放電させＡｒプラズマを発生させる。Ｆ９Ｔ定時間の間
放電させた後、一旦高周波の印加を停止した後Ｃｌ，ガ
スを導入し、再び放電させＣｌ！プラズマを発生させる
。所定時間の間放電させた俊，　ＡＴガス、Ｃｌ，ガス
の導入および高周波の印加を停止し、放電を停止する。

スバツタエッチング宣５内の圧力が再び１０−”　Ｔａ
ｒｒ程度に回復したこと’ｖｌＲｉｍ恢、ゲートパルグ
５を開け、基板９を予め１ｏ−ｉ　７ｏｒｒ以下ＫＸ窒
排気してある成展宣２に基板搬送ａ構（図示せず）によ
り搬送する。基板９を成農意２Ｋ搬送．設置した後、ゲ
ートバルプ５を閉じ、Ａｒを基板９裏面側に導入し、成
展宣２内の圧力が徐々に上昇し始めるのと同時にグート
パルプ４を閉じ，Ｈ意ガスを成換嵐２Ｋ導入する。成換
嵐２において、基板９は基板却熱用ハロゲンランプ６に
より石英窓１４を通して赤外蛛を受け所定温度まで加熱
される。基板加熱用ハロゲンランプ６のパワーは、石英
窓１４と基板９義面の間に設直された熱電対７，および
フツ化カルシウム（　Ｃａ＾）　窓１５１１して基板９
表面から放射される赤外組をモニタし１基板９温度を測
定できるように設置された赤外放射温度計１０＆′ｃよ
って一ントＱ−ルしている。また、成換室２内壁は水冷
し、基板９面を除く成膜室２内壁の温度は基板９加熱時
にも笑質的に成膜反応が進行しない十分な温直まで（約
１２０℃以下Ｋ）下げてある。基板９が所定温良まで加
熱された後、Ｈ，に加えＶ／Ｆ●を導入し、Ｗを選択成
長させる。所定展厚まで成長させた後、Ｅ，，ＷＦ６の
導入を停止すると共Ｋ１基板加熱用ランプ６を消灯させ
真空排気する。ゲートバルブ４を開け基板９をａ−ドａ
ツク室ＩＫ搬送する。ゲートパルプ４を閉じ，Ｎ，を導
入リークさせ同時Ｋ基板９を冷却させ、ロードａツク呈
１内圧力が大気に到達した後基板９を取り出し、Ｗの穴
埋め処理を終了する。

上記プロセスにおける処理条件の１例を、他の夾施例と
共に表５の（笑施例１−１）の欄に示す。

なお、基板とし℃は、下地Ａｔ配巌２２上にプラズマｃ
ＶＤｑｙｆｃより、Ｓｉ　４板２１上Ｋ　ｓｉｏ，ｙ２
ｓｙ形成した彼、ホトエッチングにより１μｍ角の微細
孔（深さ１．２μｍ）を多数個開口させたテスト用基板
を用いた。帛９図｛α）Ｋ第１図の処理をする前の基板
の微細孔（スルーホール部）の拡大断面図を示す。ｍ９
図μ）Ｋおいて、２１はＳ番基板、２２は下地Ａｔ配稼
、２３はグ２ズマ，５＆０，膜、２４は開口都のＡｌ配
森上の表面酸化換である。纂９図ｌｂ）κ，４ｒスパツ
タエツチ処理を行なった後のスルーホール断面図を示す
。第９図ＩＡ）においては、纂９図−１に見られるＡｔ
表面酸化換２４は取り除かれ、スルーホール側壁に，４
ｆＫよクてホール底部からのリスパツタして付層した薄
いＡｔ膜２５が見られる。また、前述したようκ，　ｓ
ｉｏ，表面にはＡＴスバツタＫより活性化したＳＬ遊離
基あるいは，５＆　−　Ｓｉ　ｆｉ！ｒ合を含むＳｔリ
ッチな表層部２６が存在する。第９図＃ｐｌにＣｌ！プ
ラズマ処理を行なクた後のスルーホール断面図を示す。

第９図（Ｃ）κおいては％第９図ＴＡＩに見られるＳ＆
０，表面の活性層２６は取り除かれている。易９図（ｄ
）　Ｋ　Ｗ埋め込み後のスルーホール断面図を示す。

１ｇ９図（ｄｌにおい【は、Ａｔ配祿２２上Ｋｉｆ接Ｗ
膜２７が成艮し，スルーホールが埋め込まれている。こ
の時、Ｗ腺はホール底部と側壁部と四時κＡｔを核に成
長するため、１μｍ口　径のスルーホールｔｉｃ対Ｌ，
約０．５ＰのＷ成長膜厚で埋め込みが完了している。

次に、本発明におけるＦ換による穴埋めな笑施した基板
について、選択性および微細孔導通部のコンタクト抵抗
について評価した。これらの結果は、後述する他の笑施
例および比較例の結来と合わせ表４Ｋ示す。選択性Ｋつ
いては、１μｎＪＦ’埋め込み後の基板９を九字鵡微鏡
の倍４を２０００　　倍にして暗視野において覗察し、
ある憤域における杷縁換ＣＳ’０＊）上く形成された＃
７粒の個数をカウントして単位面積当り（ここでは１　
ｃｍ”　）の個数として換算した。用いたテスト用基板
には約２００万個／Ｃがの凹度でスルーホールが開いて
おり、大体の目安として例えばＳｉｎ，上のＷ粒が１０
０・ｉｌｌ／ｃｗ”の場合には、平均的にはスルーホー
ルが２万個存在する領域のｓ＆ｏ，上Ｋ１個存在してい
るという具合である。選択性の良否を上記の観点から０
（５０個／Ｃ一）〜ｘ×（全面成換）に分朔したが、こ
の夾施例κおいては極めて良好であった。また、導通評
価につい【は、上記テスト用基板がＷ穴埋め後に上層Ａ
ｔ配疎を形成すると，４０００〜２０　万個連続スルー
ホールチェーンの直列抵抗が測定される塊になク℃おり
、Ａｔ配線抵抗分を引いた抵抗値をスルーホールの数で
割りだものをＷ／Ａｔ界面部におけるコンタクト抵抗と
した。本実施例においては，　０．１０〜０．１５ν−
０とＡｔρｌ　界面部の一冫タクト抵抗の約２〜Ｓ倍と
極めて良好な値を示した。この値は、４７５℃，９０舶
熱処理後においても殆んど変動がなかクた。

（夾施例１−２） （！Ｍ例１−１）と同一の装寛、基板を用い，スパツタ
エツチ，　Ｃｌ，プラズマ連続処理を行クた後、一旦大
気中に基板１ｒ：取り出し、再びＷの成腺処理以降を（
実施例１−１）と同じ条件で行った（表５の案施例１−
２参照）。本実施例は、高真聖中（　１０−ｌ７ｏｒｒ
以下）での搬送による連続処理を行った場合と行わない
場合を比較するために行クた。表４の実施例１−２に示
したように選択性に関しては、（夾厖例１−１）と全＜
ｌＥｊ程尻で極めて良好であったが、導通評価において
，Ｗ　７Ａ１界面部の；冫タクト抵抗が（実施例１−１
）と比較して約５Ｗｔ程度扁くなクた。また、１μｍの
埋め込みに要する成膜時間が（実施例１−１）Ｋ比べ【
やや長《必景とした。これは、一旦大気中に基板を出し
た時に、スルーホール底＊Ｋｍ出した，４ｌ表面に自然
酸化膜が形成されたためと推定される。

即ち，界面抵抗が増大するのは界面残貿Ｏの増加κよる
ものであり，成換時間を長く必要とするのは、Ｗ成換初
期での核形成時間か負いためと考えられる。この結果に
より導通脣性の観点からは実施例１−１のような連続処
理の方が好ましいが、ＭＯＳ系のＬＳＩのように、導通
抵抗の要不仕様がバイボーラＬＳＩ程厳しくないものに
ついては一本夾施例のように前処理と辿択ＣＶＤを不遵
？ＩｆｃＫ行クても本発明の前処理方法が選択性向上に
ついて十分効果があることは言うまでもない。

次Ｋ（実施例１−１）および（夾輻例１−２）の効果を
より詳細に確昭するため、以下に５つの比較例を示す。

（比較例１−１） （笑施例１−１）と同一の装置，基板を用い、ａ−ドａ
ツク嵐１で真空排気、刀Ω熱した＆，　［＊成膜呈２に
搬送し、無処理のままＷの成換処理以降を（実施例１−
１）と同じ条件で行クた（我３参照）。これは，　Ａｒ
スバツタ前処理の効果を確認するために行クた。選択性
に関しては、（実施例１−１）よりも若干低下し，コン
タクト抵抗に関しては（実施例１−１）Ｋ比較して約２
桁以上高い値となった。また、１μｍの埋め込みに要す
る成膜時間も２＠以上艮くかかった（表４参照）。本比
較例の方が（実施例１−１）より選択性が若干恐い理由
として、スルーホール形成（ホトエッチング、レジスト
除云工＠ｅ）時に絶縁膜上を金属汚染したものが僅かな
がら残貿していること、あるいは，杷線膜（プラズマＳ
ＬＯ，）ｇ膜時Ｋ既にＳｉ遊離基あるいはＳｉ−Ｓｉ結
合をＳ＊０，表面に僅かながら形成していることが考え
られる。いずれにしても、用いたテスト用基板表面に元
々そのような活性部分が存在している場合でも、この活
性部分に対しても上記Ｃ！，プラズマによる安定化処理
の効来があることが確認された。コンタクト抵抗および
成腺時間については先にも述べたように，　Ａｔ表面に
存在する表面峨化換に起因するものと考えられる。ただ
し、先に述べた公知例では．Ｆ成換温度を５８０　’Ｃ
以上にすると良好な導通（０．３〜０．７Ω／μｒｎｃ
′）が得られているのに対し、本比較例では４５０℃で
Ｗを成膜しているにもかかわらず極めて高いコンタクト
抵抗値を示したのは、本比較例（本実施例も同じ）で用
いたテスト用基板がＡｔ配線の腐食を抑えるためＫスル
ーホール形成のエッチング工程の最後＆ＩＣＯ，プラズ
マκよる，４ｌ表面酸化膜形成工程が入っているためで
あると考えられる。即ち、先の（実施例１−２）で示し
た様に、単なる大気中で形成されるＡｔ表面自然酸膜の
場合には比較的良好な導通が得られるのに対し、Ｏ，プ
ラズマによって形成されるＡｔ表面酸化膜は農淳も換質
も自然酸化換と比較して強固に除去され難いものである
と考えられる。

（比較例１−２） （実施例１−１）と同一の裂直、基＆を用い、Ｃｌ，プ
ラズマＫよる安定化処理だけ行なわずに他は（災施例１
−１）と同じ条件で行クた（表３参照）。この比較例の
プロセス７ａ一図ヲ，ｆ％　７　図ＩＣ示す。これは、
先の本宛稠の効果の部分でも述べたが，　Ａｔスバツタ
エツチ処理κよって活性化したＳｉｎ意表面にＦ成膜を
行った場合Ｋどのような結果が得られるかを確認するた
めに行ったものである。

予想通り，著しく選択性が恐く成換時間１分経過時で既
Ｋ全面成展となってしまい，導通評価も行うことが出来
なかクた（表４参照）。

（比較例１−５） （夷施例１−１）と同一のｔｉｔ．基板を用い、上記（
比較例１−２）に対してスバッタエッチ処堆後，一旦大
気中に基板を取り出し、褥びＷの成換処理以降を（比較
例１−２）と同じ条件で行クた（表５＃照冫。これは、
大気中のＯ，にょる酸化だけでもｓｉｏ，表面の安定化
作用が働くことが予想されたためである。この選択性お
よび４通評価結果を表４に示す。違択性は（比較例１−
２）に比べるとかなり良くはなって全面成腺は起らない
が、笑用的なレベルでの選択性は得られない。また、コ
ンタクト抵抗も一旦大気にさらしてＡ！表面に自然戚化
誤を形成した分だけ（実施例１−２〕とほぼｌｆｌ程度
に（実施例１−１）よりも高くなってぃる。

次Ｋ１さらにＣｌ，プラズマ処理の条件を詰めるためＫ
以下に，　Ｃｔ．プラズマ条件の異なる災ｈ例（夾施例
１−５〜１−６）を示す。

（笑施例１−ｓ，１−４） （笑施例１−３、１−４）では表５に示すように夫々（
実施例１−１）のスバッタエッチ呈３内背圧を１桁と２
桁低下させて行クた。これは、人為的に大気をテヤンパ
内へリークさせて背圧を調整したが、大気中の水分（　
Ｈ＊Ｏ）　ａ　ｅ累ＣＯ＊）寺がＣｌ，プラズマκ混入
することによる影響を確認するために行った。Ｃｌ，プ
ラズマ条件および選択性、導通評価、光学顕微鏡κよる
外観評価等を表６に示す。これらの超果から選択性に対
しては全く影響は与えないものの、背圧を低下させるに
従い、配線の一部に変色部が発止しコンタクト抵抗も上
昇するという結来が得られた。

この理由を探るため、Ａｔべ夕膜に（実施例１−４）と
同一条件でＣｌ，プラズマ処理を行クた後ｌを２００　
ｉ成展したサンプル表面をＳＥＮで観察す，るとともＫ
ｒ７Ａｔ界面部の元素分析をＥＳＣＡの深さ万向プａフ
ァイルで調べた。

その結果、Ａｔ表面Ｋ著しい凸凹（表面荒れ）が生じ、
また，ｇ１９ｉに示すよ５にＷ／Ａｔ界面κＣｌ７は検
出されなかったものの多量のＦが残留しているのが観測
された。即ち、大気中のＨ，ＯやＯ，等のリークκより
Ｃｔ，プラズマに何らかの影響を与え，　Ａｔ表面に著
しい荒れを生じさせ、ｒＨ膜中ＫＦＦ’／Ａｌｆｊ−面
からＩ”ｌａけｓ＜させて、Ｗ／Ａｔ界面部のコンタク
ト抵抗を上昇させたものと考えられる。上記の結果から
，　Ｃｔ，プラズマ処坤は十分な背圧下（　１０−”　
Ｔｏｒｒ以下）で行なうことが好ましいことが示される
。

（実施例１−３、１−６） （実施例１−５）では表５に示すように（笑施例１−１
）のＣｌ！プラズマ条件におい’Ｃ、ＲＦの投入パワー
を１桁上げ、エッチング駕もそれに伴ない２０倍以上増
やし、また逆に、（実施例１−６）では，ＲＦの投入パ
ワーを２７５Ｋ下げ、エッチング量も１Ａ以下とした。

これらの災施例における評価結果等を表６に示す。上記
、いずれの場合においても選択性に関しては極めて良好
な結果が得られた。嶌くべきことＫ，Ｃｌｌ，２ラズマ
Ｋよる安定化処理では、Ｓｉｎ，表面エッチング孟にし
て１Ａ以下であク【も十分な安定化効果が得られたこと
である。一方、導通計価およびＳＥＮによる断面観察評
価において、（夾施例１−５）のサンプルκおいて、下
地Ａ！配絨に膜ベリが観測され、コンタクト抵抗も（実
施例１−１）に対し２〜２０％と増加した。これは，　
（：：ｌ１プラズマによるＳｉｎ，のエッチング麓が７
ＯＡであっても，　Ａｔに対してはそれよりもかなり速
くなクていること、また、ＳＥＮでは確認できなかつた
が、高いＲＦバワーのＣｌ，プラズマにより少なからず
Ａｔ表面にダメージ（表面荒れ等）があクたものと推定
される。一方、ＲＦパワーを（実施例１−１）よりも下
げた（実施例１−６）ではコンタクト抵抗は実施ｆＩｌ
１　−　１と同様非常κ艮好であった。

（笑施例２） 纂２図は、本発明におけるスルーホールへのＦ埋め込み
方゜法のうち、絶縁展表面の安定化処理を大気圧のＮ，
雰囲分中で基板加熱処理κよク【行クたもののブａセス
フａ一を示す。（夾施例１−１）と同一の装置、基板を
用いて行ったが、（実施例１−１）と異なる点はスパツ
タエッチング呈Ｓにおいてｌｒスバツタエツチ処理を行
クた後、成換塞２に搬送し成Ｍ塞２Ｋおいて、大気圧の
為雰囲気中で基板加熱処理を行うことにより絶縁属表面
の安定化処理を行うことである。（実施例２）で行クた
処理条件および評価結果を表３、４に示す。

また（英施例２）Ｋおけるスルーホール断面での埋め込
み経過を示す拡大図は，（実施例１−１）における第９
図と全く同様である。

表４から分かる様に、無処理の場合と同等の選択性を罹
保して，かつ良好な導通特性（コンタクト抵抗）を示し
ており、本５Ａ施例Ｋおい℃も、ホール内表面の清浄化
および絶縁ｆａ表面の安定化効果が発現していることが
明らかである。なお、本爽施例では、５００℃，　２ｍ
ｉｎのＮ，処理を行なったが２００℃以上の温度で選択
性向上効来が見られた。

マタ、Ａｒスバツタエツチ処理κよる絶縁誤表面の変質
の程度が大きい場合Ｋは、必要に応じ、処理温度を高く
するか、あるいは飽埋時間を長くして処理することκよ
り十分な効果を得ることかでぎる。

（５Ａ施例Ｓ） ｗ．３図は、本発８ＡＫおけるスルーホールへのＷ埋め
込み方法のうち、前処理としてＮＦ．をＡｒＫ添２１０
Ｌてプラズマエッチングすることにより、絶縁展表面の
活性化を伴わずにスルーホール底部のＡＩ配嶽上の酸化
膜や汚れを除去する清浄化処理を行−ｖ　ｔ，　４のの
プロセスフローを示すものでアル。

（冥施例１−１）と同一の装置、基板を用いて行クたが
、（実施例１−１）と異なる点は、スバツタエッチング
Ｎ５におい′ｃＡｒとＮＦ，を同時に導入し、一回のプ
ラズマ処理で前処理な行うことである（表５参照）。（
央施例Ｓ）で行った処理条件および評価結果を表４に示
す。また（５Ａ施例５）Ｋおけるスルーホール断面での
埋め込ｈ経過は（笑施例１−１）で示した第９図とほぼ
同様となクた。ここで（実施例１−１）と真なる点は，
先に述べた様Ｋ第１２図に示される，４ｌ＠化属（Ａｌ
，ら）のエッチングレートがＡデガス単独とＮＦ．を癌
加したもので大きく違い、単なる物埋的なスバツタでは
なく、化学的なエッチング作用を用いていることである
。このメカニズムは，ＮＦ，のプラズマ中に発生したラ
ジカルがＡｔ，　０，を匣接エッチングしている可能性
もあるが、むしろ、４０Ｂが一旦ＡＩＦｓに変化し（フ
ッ素置換反応），ＡＩＦ，の方がＡｔ，０，よりもスバ
ツタされ易いため結果的に、Ｎロを癌加することにより
エッチングレートが増大するとした方が自然である。た
だし、オーバーエッチング時にスルーホール底部に露出
するＡｔに対しては、Ｃ！のようなエッチング作用がな
いため、第６１ＥＩＡＩＫおいて示した１４ｌｌ壁への
Ａｔ付層が生じ、Ｗによる埋め込み時には（＄．施例１
−１）と同様に第６図μ｝のような埋込み形状となる。

選択性、コンタクト抵抗のいづれκおいても本実施例Ｋ
おける結果は、（実施例１−１）の結果と同等で極めて
良好である（表４の実施例５＃照）。本冥施例κ示した
様にＡｔ−ｔｉｃ添加するノＳａゲンガスとしてフッ素
系ガスを用いた場合には、次の（笑施例４）で示す塩素
系ガスにおけるＡｔの腐食は全く起こらない． （実施例４−１） （実施例１−１）と同一の装置、基板を用い、Ａｒ／　
Ｃｌ，混合プラズ▼、Ｏ，プラズマの連続処理を行った
後、Ｗの成膜処理以降を（実施例１−１）と同じ条件で
行った。（表１の実施例４−１参照）。

本冥施例はプラズマエッチングガスとしてフッ素系ガス
（Ａ’Ｆｓ）の代わりに塩素系ガスＣＣ’鵞）を用いた
場合の一例として行クた。ｗｗ４図κ（実施例４−１）
を行ったプロセスフａ一を示す。また、（実施例４−１
）におけるスルーホール断面での埋め込み経過を表す拡
大図を第１０図Ｋ示す。ここで（実施例１−１）と異な
る点は，Ａｔ表面清浄化処理Ｋおいて単なる物理的なス
バツタではなく、化学的なエッチング作用を用いている
ため，第１０図（Ａｌでは＃！９図（ＡＩ　Ｋおいて見
られた側壁にリスパツタしたＡｔ膜は観察されず，結果
的ＫＦの埋め込み形状も［１０図（Ｃ）　Ｋ示される様
にスルーホール底部からのみＷが成長した形状となる。

この方法を用いた場合、Ｆを穴埋めした後の平坦性は向
上するが、埋込むべきスルーホールの深さだけＷの成長
膜厚を必要とするため、（実施例１−１）に比較して穴
埋めに要する時間が長くなる。また、本災施例で塩素系
ガスＣＣ’＊）を用いた場合には、（実施例５）でフツ
累系ＣＮＦｓ　）ガスを用いた場合と違クて、清浄化処
理を行クた時ＫＡＩＣＩ，等のＷ選択ＣＶＤを行い基板
を大気中に取り出した際ＫＡｔ配組を腐食させる物質が
基板Ｋ残留してしまう。

従ｖ”ＣＭ７選択Ｃ　Ｖ　Ｄｔ行５　ｆｍＫＡｌｃｌ，
　％（１）３４食性物質を除去し、腐食防止処理を行う
必要がある。

（笑施例４−１）ではＡｒ　／　Ｃｌ，混合プラズマを
行クた後、一旦放電停止，　Ａｙ　Ｈ　Ｃｌｚ導入停止
真空排気後Ｋ，０，を導入し、偽プラズマ放電を起こし
、基板なＯ，プラズマにκ号ことにより腐食肪止処理を
行った。表２の笑施例２に示したようＫ．選択性に関し
【は，（冥施例１）と全く同程度で極めて良好であクた
が、導通評価Ｋおいて、Ｆ　／Ａｔ界面部のコンタクト
抵抗が（夾施例１）と比較して約２倍程度高くなクた。

また、１μ扉の埋め込みに要する成脱時間が（実施例１
）Ｋ比べてやや長《必要とした。これは，０，プラズマ
処理を行クた時に，スルーホール底部に露出したＡｔ表
面κ酸化膜が形成されたためと推定される。即ち、界面
抵抗が増大するのは界面残ｗＯの増加によるものであり
、成膜時間を長く必要とするのは、Ｗ成膜初期での核形
成時間が長いためと考えられる。しかし，一旦Ａｔ表面
に薄い酸化展が形成されても導通評価妨釆からも推察で
きる様κ、Ｗ成膜時の初期に以下の反応式により殆んど
Ｆ　／Ａｔ界面にＯ’ｌ’Ａ貿させることはないと考え
られる。

Ａｔ，０，　−１−　５１１’Ｆ．→Ｓ１１’ＯＦ４↑
＋２ＡＩＦ．（４１上記反応式のＡＩＦ，については、
フッ素系ガスのプラズマを用いた時にもＡｔ表面に形成
される物質であり，導通評価結果から見ても特に問題Ｋ
なるとは考えられない．あるいは、Ｗ成展時の初期κ還
元ガスκよりＦを引き抜きＡｔ７ｒ界面部に浅貿するＦ
を減少させている可能性もある。

（実施例４−２） （実施例４−１）とほぼ同様のプロセスであるが、腐食
防止処理とし【、０，プ２ズマ処理の代わりκ基板なＣ
ＶＤリアクタＫ搬送した仮加熱処理を行クた。（表１の
実施例４−２参照）。本夾施例は、笑施例２と同様にプ
ラズマエッチングガスとして塩素系ガス（（：”，）を
用いたが、腐食防止処理として異なる方法を用いた一例
として行った。

ＷＬ５図は（実施例４−２）を行ったプロセスフａ一を
示す。

（実施例４−２）では、Ａｔ　／　Ｃｌ２　　混合プラ
ズマを行った後、（実施例３）と同様にして基板を成膜
寛２に搬送した後Ｈ，ガス中で４５０℃の加熱処理を３
分間行クた。この加熱処理によりて，腐食性物質（ＡＩ
Ｃｔ，）を揮発させることにより、Ｗ成膜後に基板を大
気中に取り出しても腐食が起こることがなくなる。（表
２の実施例４−２）Ｋ示した様に選択性ｋ関しては（実
施例１−１）と全く同程直に極めて良好であった。また
導通評価でははげ（実施例４−１）と同様の結果が得ら
れた．これは、加熱処理中に，４ｌ表面が配管リークあ
るいは成膜旭中の残留酸素によって酸化したためと考え
られる。

第９図に示した様な（実施例１−１）〜（実施例！）Ｋ
よるスルーホール９ｔｌｌ壁からのＷ成長のあるＷ埋め
込み形状にするか、第１０図に示す様な本笑施例（４−
１および４−２）におけるスルーホール底部のみからの
Ｗ成長によるｆ［め込み形状にするか、いずれを選択す
るかは、埋込むべきスルーホールのアスベクト比（ホー
ル深さ／ホール径のｍ類や、同一基板上κどの程度深さ
の異なるホールか存在するかどうかによると考えられる
。

即ち、アスペクト比の小さなスルーホールを（笑施例１
−１）の方法で埋込んだ場合、他のアスペクト比の大き
な同じ深さのホールをＩｆＫｆｉめ込んた後でも十分に
埋め込んでいないとい５番態が生ずる。一方、著しく深
さの異なるスルーホールが同一基板上Ｋ存在し、これら
を（実施例４−１および４　−　２））の方法で埋め込
んだ場合、浅いホールは既に埋込んだ後でも深いホール
は十分に埋込んでいないという事態も生じてしまう。従
クて、スルーホールの種類によってこれらの方法を使い
分ければ良い。

また、スルーブットを向上させるためにＦ成膜の初期に
は、１Ｆ’／Ａｔ界面部のコンタクト抵抗の低い３８０
℃以上での鵡還元を用い、薄いｒＨがスルーホール底部
全面Ｋ形成された後、導入ガスを代え基板温度を下げて
（２５０〜３２０℃），成誤速度の速いＳｚＨ，系の還
元ガスによるＷ成膜処理を行うことも可能である。ある
いは、ＭＯＳ糸のＬＳＩのように、それ程コンタクト抵
抗の要Ｘ仕様の厳しくない場合には、Ｗ成膜処理の初期
から成膜温度の低いＳ　ｉＥ４系の還元ガスによるＷｇ
涙を行うことも可能である。

さらに、本実施例ではホール下地の清浄化を行なうため
，エッチング量をｚｓｏ，７としたが、１０，２以下の
エッチング量でも選択性は無処理の場合より向上する。

すなわち、下地の清浄化処理とは切り離し″Ｃ　Ｃｌ，
プラズマ処理κよる絶縁展表面の安定化処理を単独で選
択ＣＶＤの前処理に用いることで、選択性の向上効果が
あることは、丁でκ述べた結果より明らかである。

（実施例５） 纂６図は、本発明におけるコンタクトホールヘのＷ埋め
込み方法Ｋおい”ＣｓＡｒとＮＦ，の混合ガスのプラズ
マにより、ドープされたＳｉ，ボリＳｉ，各種シリサイ
ド等の異なる下地が混在するホール底部の表面清浄化処
理と絶縁展表面の安定比処理を同時に行クたもののプロ
セス７ａ−ヲ示ス。

（実施例１−１）と同一の装置を用いて行ったが、（実
施例１−１）と異なる点は、先ずテスト用基板の下地が
異なり、プラズマ処理κ用いるガスをＣｌ，からＮＦ，
ｔｉｃ代えたことである。また、Ｈ，遁元Ｆ−ＣＶＤＪ
ＩＣおけるＳｉコンタクト特有の二ンクａ−チメントや
ワームホールといクた問題を避けるため還元ガスにＳ　
ｉＨ４を用いた。

なお、この二ンクａ−チメントやワームホールといった
現象については、前記したＥＣ５日本支部第１回シンボ
ジクム（１９８８年冫「超ＬＳＩＣＶＤ技術」予稿集．
第４８頁から第６５頁Ｋ述べられている。（実施例５）
で行クた処理条件および評価結果を表３、４Ｋ示す。ま
た、（実施例４冫ｋおけるコンタクトホール断面での埋
め込み経過を示す拡大図をドープされたＳｉＴ地を一例
として第１１図Ｋ示す。第１１図（α１において、２８
は下地別（ル−５ｉおよびｐ”−ｓ番）、２９はＢＰＳ
Ｇ，５０は開口部５Ｌの表面自然酸化展である。第１１
図《α》はＷｃ６図の処理をする前の状態であるが、コ
ンタクトホール底部表面酸化膜はあらかじめ希フツ酸溶
液（　ＨＦ　：Ｈ，０＝１　：　９９　　）によるウエ
ットエッチングで一度除去してある。従って、スルーホ
ール底部にある酸化展は，クエットエッチング，水洗後
の乾燥からＱ−ドａツク呈κ設置するまでの間に形成さ
れる自然酸化換だけである。第１１図（ｊ５ＪはＡｒと
ＮＦ，の混合ガスのプラズマ処理を行った後の状態であ
るが、（実施例５）と同様、絶縁膜表面は安定化した状
態を保ち、第９図《ｂ１（実施例１−１）に見られた側
壁Ｋリスパツタした下地材質の付層した膜（ここではＳ
ｉ展）は！ｌ！察されず、結果的ｋＷの埋め込み形状も
第１１図＋ＣＩに示される様にコンタクトホール底部か
らのみＷが成長した形状となる。本実施例におけるＦＣ
ＶＤの還元ガスには、５１Ｂ，を用いたが、Ｆ／Ｓ　ｉ
界面における接層性が悪いという課題を解決するためκ
、Ｗ成膜の初期には接層性の良いＨ，還元を用い、薄い
ＷＩＫがコンタクトホール底部全面く形成された後、導
入ガスを代え、成換速度の速いＳｉＨ，系の還元ガスＫ
よるＷ成膜処理を行うことも可能である。この方法にお
けるＨ，還元では、成膜温尻をＳ　ｉＨ，還元と同じ２
５０〜２７０℃程度Ｋすれば、先Ｋ述べたエンクａ−チ
メントやトンネリングといクた問題を生ずることはない
。Ｗ１μｍａめ込み後の選択性は，（冥施例１−１）と
同様、極めて良好である。これは、Ｓ＆０，表面の安定
化効果が籍にハロゲン系ガスの檀類Ｋ左右されるもので
はなく、ケ電カルエッチング作用のあるものであれは十
分効果があることを意味している。ただし、下地との反
応性を考鳳すると、コンタクトホール埋込＆Ｋおいては
ＮＦ，が特κ好ましいと考えられる。また，このＦ埋め
込みＫよって形成されたＷ／Ｓｉ　（　ｓ”）　，　Ｍ
７／ＳｉＣＰ”）＊ＩＩ’７　ＦＳｉ，　，　＃’　／
　ｐａｌ　ｙ　−　５ｉ界面部の＝ｔｙ／／｝抵抗も極
めて良好な値を示した。（ｎ＋はＡ＃＋を７０ＫｍＶの
イオン打ち込みで５　Ｘ　１０’／　ｃ−ドーグしたも
の、Ｐ＋はＢＦ！＋を６０　ＫｍＶで１．５　Ｘ　１０
’／　ｃｍ”ドープしたものである。）さらκ、従来の
課題で述べたような同一基板上に下地の異なるコンタク
トホールが混在した場合κ，Ｆの埋め込み換厚が均−κ
ならないという問題に対しても、本実施例κおいては、
下地表面酸化膜のない状態に連続してＷを成膜したため
、均一なＷの埋込み膜厚が得られ、本発明の有効性が１
１紹された。

上記、幾つかの本発明における夾ｈ例を述べたが、本発
明は、上記実施例で示したＩ＆置、条件にのみ制約され
ることなく、Ｗの選択成膜が可能なコールドウォールｍ
ｃＶＤ成換虚と、金属汚染のないＡｒスパッタエッチ処
理およびＮＦｓ，　Ｃ’ｔ！ＢＣｉ，　　等のハロゲン
系ガスが導入できるスバッタエッチ塞と両省間を基板の
真空搬送ができる搬送機構を有するＦ選択ＣＶＤ装置全
てが処理条件を選ぶことにより使用できる。本実施例で
は、ハロゲン系ガスプラズマ処理を、スパツタエッチン
グ塞で行ったが、他の金属汚染のない方法、例えばＥＣ
Ｒマイクａ波プラズマ法等半導体プロセスＫ適用あるい
は適用検討されている方法を用いることができる．また
、本発明の実施例のうち、腐食防止処理として、Ｏ，プ
ラズマ処理，あるいは加熱処理ｔ示したが、単に腐食性
物質を除去すれば良いのであって、例えば拡散炉を用い
て大気圧Ｎ！中高温放置等半導体プロセスに通用あるい
は適用検討されている方法を用いることができる。さら
に、対象とする選択ＣＶＤの系および金属も上記実施例
のＩＦＦ−一馬系あるいはＩＰ．−　ＳｉＨ，系による
Ｗの選択ＣＶＤに限ることなく、遍択ＣＶＤを可能とす
るシステム、例えばＭｏＦａ一馬系、ＭｏＦ６　　Ｓ番
１１４系によるＮｏの選択ＣＶＤ１アルキルＡｌ′ｌｋ
涼科とするＡｔの選択ＣＶＤにも本発明が適用できるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べ工きたように、基板上の絶縁換Ｋ基板下地の一
部を露出させるために設けた微細孔を金属の選択ＣＶＤ
により穴埋めする方法において、本発明の方法、即ち、
選択ＣＶＤを施す前に当該下地に，ついて、予めＡＴス
パツタエッチング下地クｙ　一＝ング処理およびそこで
活性化した絶縁腰表面の安定化処理を順次あるいは同時
に施し、また場合によりては、下地の防食処理を施し、
処理後の下地金属を大気にさらすことなく選択ＣＶＤ処
理を施すことによって、選択性が良好でかつ下地象属と
穴埋め金属間の界面抵抗の低い穴埋めを行なうことがで
きる。このことにより、微釉接続孔の穴埋めが必要なＬ
ＳＩや１１算機等の多層プリント板等の多層配煉の偏枳
性回上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜萬７図は本発明の方法によりスルーホー々また
はコンタクトホールなＷで埋め込む時の選択ＣＶＤＶｃ
おけるプΩセスフロー図、！＠８図は本発明の実施例で
用いたＣＶＤ＝ｊｉｊ４置の構成図、鵠９〜１１図は本
発明の方法によりスルーホールまたはコンタクトホール
なＦで埋め込む過程を示す部分拡大図、第１２図はＡＴ
スパツタエツテ，　Ａｙ／　ＮＦ，混合プラズマ、Ａｙ
／Ｃｌ＊％冶プラズマおよびＡｒ／ＨＣ！Ｈ混合プラズ
マによる，１ｔ酸化膜（　Ａｌ＊ｏｓｍ　）のエッチン
グレートなプラズマへの投入パワーに対しプロットした
図，鵠１５〜１６図は夫々、無処理，ＡｒスＡｙｐｘツ
チング処理後、Ａｒスバツタエッチング処理＋Ｃｌ，プ
ラズマ処理後のＳ１０，表面をＥＳＣＡで分析した時の
Ｓ　ｉ２ｐ　　ピークのスペクトルを示す図、弟１７　
．　１８および１９図は、夫々、無処理，スバツタエッ
チング処理＋Ｃｌ，プラズマ処堆（２条件）したＡｌｊ
ｇ上にｆ［を成膜したものをＥＳＣＡ分析した時の深さ
方向グロファイルを示す図。 １・−ｏ−ドａツク呈　　２・・・成換嵐５・・・スバ
ッタエッチ寅　４，５・・・ゲートバルプ６・・・ＺＪ
Ｏ熱用ランプ　　　７・・・熱電対８・・・カソード竃
極　　　９・・・基板１０・・・赤外放射温度針 １　１−Ｍ７Ｆ．，鳥ａｓｉｌｌ，，Ｎ重ガス導入管１
２・Ａｔ　，　Ｃｌ＠　，　ＢＣｌ，　，　Ｎｉｌ　ｍ
ｕ，ガス導入管１３・・・高局波１ｌｌｃ源　　　　１
４・・・石英窓２１・−Ｓ＆２２・−Ａｔ配融 ２３・−プラズマ飯化膜　　２４−／４４表血酸化襄２
５・・・リスバッタしたＡｌ　Ｑ６−Ｓｔ偽表面活性層
２１−ＩＦ　　　　　　　　　２Ｂ−・ドーツしたＳｇ
２９・−Ｂ　Ｐ　５　Ｇ　　　　　　５Ω・・・Ｓｉ表
面畝化膜兇（図 代埋人　弁理士小　川　膀　絢 〒２図 兇４図 児５図 兇５図 〒Ｇ図 子６図 吊ｒ７図 閉３図 凭１０区 党１２図 ４走入ハ゜７−（ｗ） Ｘエッチング゛条４牛（八ｌ２Ｑ３脹）Ａｒ／ＢＣ．ム
〃シ｝アラズ’７：Ａｒｔａｔ００８ｃｃ，ＩｒＩ．Ｂ
Ｃｂ５Ｌ９−５ｓｃｃｍ，ＦｉカＩＯｍＴｏｒｒ兜１１
反 〒１′５又 鞘１４図 Ｆ３１ＮＤＩＮｑ とＮとＮ（．ｒ工ｅＶ 粥１５図 垢１Ｇ図 粥１’７図 東１６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基板上の絶縁膜に基板下地の一部を露出させるため
   に設けた微細孔を金属でＣＶＤにより穴埋めする方法に
   おいて、 （１）微細孔底部下地表面の物理的清浄化処理（２）上
   記清浄化処理によりて活性化した絶縁膜表層部の安定化
   処理 （３）金属の選択ＣＶＤ の５つの処理を順次行うことを特徴とする微細孔への金
   属穴埋め方法。 ２、基板上の絶縁膜に基板下地の一部を露出させるため
   に設けた微細孔を金属でＣＶＤにより穴埋めする方法に
   おいて、 （１）絶縁膜表層部活性点の安定化処理 （２）金属の選択ＣＶＤ の２つの処理を順次行うことを特徴とする微細孔への金
   属穴埋め方法。 ３、前記絶縁膜表層部の安定化処理が、当該基板の絶縁
   膜表層部の０含有量を増加させることであることを特徴
   とする請求項１若しくは２記載の微細孔への金属穴埋め
   方法。 ４、前記絶縁膜表層部の安定化処理が少なくともハロゲ
   ンガスあるいはハロゲン化合物ガスを含むガスのプラズ
   マ処理であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載の微細孔への金属穴埋め方法。 ５、前記微細孔底部下地表面の清浄化処理が希ガスプラ
   ズマによるスパツタエツチングであり、前記絶縁膜表層
   部の安定化処理が、少なくともハロゲンガスあるいはハ
   ロゲン化合物ガスを含むガスのプラズマ処理であること
   を特徴とする請求項１若しくは５記載の微細孔への金属
   穴埋め方法。 ６、前記微細孔底部下地表面の清浄化処理が希ガスプラ
   ズマによるスパツタエッチングであり、前記絶縁膜表層
   部の安定化処理が当該基板の窒素雰囲中における２００
   ℃以上での加熱処理であることを特徴とする請求項１若
   しくは３記載の微細孔への金属穴埋め方法。 ７、当該基板の露出下地がＡｌ、Ａｌを主成分とする合
   金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｔｉ化合物のうちのいずれかであ
   つて、前記ハロゲンガスあるいはハロゲン化合物ガスが
   、Ｃｌ＿２あるいは塩素化合物であることを特徴とする
   請求項４若しくは５記載の微細孔への金属穴埋め方法。 ８、前記ハロゲンガスあるいはハロゲン化合物ガスか、
   Ｆ＿２あるいはフツ素化合物であることを特徴とする請
   求項４若しくは５記載の微細孔への金属穴埋め方法。 ９、当該基板を大気中にさらすことなく、前記微細孔下
   地表面清浄化処理、絶縁膜表層部の安定化処理及び金属
   の選択ＣＶＤを連続して行うことを特徴とする請求項１
   若しくは５記載の微細孔への金属穴埋め方法。 １０、基板上の絶縁膜に基板下地の一部を露出させるた
   めに設けた微細孔を金属の選択ＣＶＤにより穴埋めする
   方法において、 （１）当該基板上の絶縁膜表面の活性化を伴わない微細
   孔底部下地表面の清浄化処理 （２）金属の選択ＣＶＤ の２つの処理を順次行うことを特徴とする微細孔への金
   属穴埋め方法。 １１、前記絶縁膜表面の活性化を伴わない微細孔底部下
   地表面の清浄化処理が少なくともハロゲンガスあるいは
   ハロゲン化合物ガスを含むガスのプラズマ処理であるこ
   とを特徴とする請求項１０記載の微細孔への金属穴埋め
   方法。 １２、前記ハロゲンガスあるいはハロゲン化合物ガスが
   、Ｆ＿２あるいはフツ素化合物であることを特徴とする
   請求項１０記載の微細孔への金属穴埋め方法。 １３、当該基板を大気中にさらすことなく前記絶縁膜表
   面の活性化を伴なわない微細孔底部下地表面の清浄化処
   理及び金属の選択ＣＶＤを連続して行うことを特徴とす
   る請求項１０記載の微細孔への金属穴埋め方法。 １４、基板上の絶縁膜に基板下地の一部を露出させるた
   めに設けた微細孔を金属でＣＶＤにより穴埋めする方法
   において、 （１）当該基板上の絶縁膜表面の油性化を伴わない微細
   孔底部下地表面の清浄化処理 （２）上記清浄化処理によりて発生した微細孔底部下地
   腐食成分の除去処理 （３）金属の選択ＣＶＤ の３つの処理を順次行うことを特徴とする微細孔への金
   属穴埋め方法。 １５、前記絶縁膜表面の活性化を伴わない微細孔底部下
   地表面の清浄化処理が、少なくともハロゲンガスあるい
   はハロゲン化合物ガスを含むガスのプラズマ処理である
   ことを特徴とする請求項１４記載の微細孔への金属穴埋
   め方法。 １６、当該基板の露出下地がＡｌ、Ａｌを主成分とする
   合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｔｉ化合物のうちのいずれかで
   あつて、前記ハロゲンガス或いはハロゲン化合物ガスが
   Ｃｌ＿２あるいは塩素化合物であることを特徴とする請
   求項１４記載の微細孔への金属穴埋め方法。 １７、前記微細孔底部下地腐食成分の除去処理がＯ＿２
   ガスあるいは酸素化合物ガスを含むガスもしくはＦ＿２
   ガスあるいはフツ素化合物ガスを含むガスのプラズマ処
   理であることを特徴とする請求項１４記載の微細孔への
   金属穴埋め方法。 １８、前記微細孔底部下地腐食成分の除去処理が真空中
   もしくは、Ｏ＿２ガスあるいは酸素化合物ガスを含むガ
   ス雰囲気中、もしくはＨ＿２ガス雰囲気中、もしくは、
   Ｎ＿２ガス、Ｈ＿６ガス、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲
   気中、あるいは上記のガスを含む混合ガス雰囲気中での
   加熱処理であることを特徴とする請求項１４記載の微細
   孔への金属穴埋め方法。 １９、上記加熱処理の加熱温度が２００℃以上であるこ
   とを特徴とする請求項１８記載の微細孔への金属穴埋め
   方法。 ２０、当該基板を大気中にさらすことなく、前記絶縁膜
   表面の活性化を伴わない微細孔底部下地表面の清浄化処
   理、前記微細孔底部下地腐食成分の除去処理、および金
   属の選択ＣＶＤを連続して行うことを特徴とする請求項
   １４記載の微細孔への金属穴埋め方法。 ２１、（１）プラズマ処理室と（２）前記プラズマ処理
   室に少なくともハロゲンガスあるいはハロゲン化合物ガ
   スを導入する手段と（３）前記プラズマ処理室と隣接す
   る金属の選択ＣＶＤ室と（４）基板を大気にさらすこと
   なく前記プラズマ処理室および選択ＣＶＤ室間を搬送す
   る機構とを備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。 ２２、（１）プラズマ処理室と（２）前記プラズマ処理
   室に少なくともハロゲンガスあるいはハロゲン化合物ガ
   スを導入する手段と（３）前記プラズマ処理室に少なく
   ともＯ＿２ガスあるいは酸素化合物ガスを導入する手段
   と（４）前記プラズマ処理室と隣接する金属の選択ＣＶ
   Ｄ室と（５）基板を大気にさらすことなく前記プラズマ
   処理室および選択ＣＶＤ室間を搬送する機構とを備えた
   ことを特徴とするＣＶＤ装置。 ２３、当該プラズマ処理室が、プラズマ処理中に当該基
   板のバイアス電位が負電位となる１０ｋＨｚ以上の周波
   数の交流印加手段を備えたことを特徴とする請求項２１
   若しくは２２記載のＣＶＤ装置。