JPH0271547A - 配線コンタクトの形成方法 - 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】 ［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。

［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、肢接
続部上にノリサイトの構成か可能な高融点金属層を被着
さＵ゛ろ工程と、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ポールを形成する工
程と、該コンタクトホール内て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
ポ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■Ｉに示すようならのかある。

この方法は、先ず、第３図Ａに示すように、ンリコ、ン
基板ｌに素子分離膜（フィールド酸化膜）２．２及び画
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か生じる。

次に、第１回目のアニールを６００℃の温度で行い、自
己整合ノ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Ｔｉ５ｉ（チタンモノノリザイド）５
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′ｖ４４
ａ及びチタン層、１を選択エツチングする（第３図Ｃ）
。このようにしてＩＩしたＴｉＳｉ層４ｂの表面には、
ヂタンオキサイド（ＴｉＯｘ）でなる自然酸化膜４ｃが
形成される（第３回目）。

さらに、第２回目のアニールを８００℃の温度で行い、
ＴｉＳｉ層４ｂをＴ　ｉｓ　ｌｔ（チタンシフサイト）
層４ｄに変化させる（第３図Ｅ）。

次いで１．糖量絶縁膜（ＳｉＯｚ）５をＣＶＤ法により
堆積させ（第３図Ｆ）、次に、エツ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Ｉ■に示すように、コンタクトホール５
ａ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の表面にヂタンオキサイド（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Ｔ　＋　Ｓ　ｒ　を層４ｄとのコンタクトか取りに
（く、索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ｆこ。

本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たらのであって、コンタクト抵抗の増）ｊｌｌを防止す
る、配線コノタクトの形成方法を得んとずろムのである
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、被接続部上にソリサイトの構成が可能な高融
点金属層を被着させる工程と、面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、面
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。

１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。

［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。

なお、従来例と同様の部分には同一符号を付して説明ず
ろ。

先ず、第１図Ａは、シリコン堰板ｌに５ｉＯｚ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ＴｉＯｘ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をセルファライン
でＴｉ５ｉ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を選択エツチングする
。なお、このようにしてＴｉＳｉ層４ｂが大気に晒され
ると第１図りに示すように、表面にＴｉＯｘでなる自然
酸化膜４ｃが再度形成されろ。

そして、第２回目のアニールを８００℃で行うと、Ｔｉ
Ｓｉ層４ｂは、表面の自然酸化膜４Ｃを残したまま、シ
リコン基板ｌの８１と反応してＴ　＋　Ｓ　ｌ　２層４
ｄに変化する（第３図Ｅ）。

次に、第１図Ｆに示すように、絶縁膜（ＳｉＯｚ）５を
ＣＶＤ法により堆積させた後、エツ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（Ｎ　Ｈ、ＯＩＩ　＋　Ｈ２０２
）によるウェットエツチングを行いコンタクトホール５
ａ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
ｌ上の各所のダストも同時に除され、洗浄効果か奏され
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と披接続部である不純
物領域は、導電性の高いＴ　ｉ　Ｓ　ｉ　を層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１
−（に示す状態に対して他の処理を行った実施例を示す
しのである。

この実施例にあっては、第１図１−１の工程の後に、第
２図へに示すようにコンタクトホール５ａ内で露出する
Ｔ　ｉ　Ｓ　ｉ　２層４ｄ表面を、Ｎ２とＮ　Ｈ３の雰
囲気中で９００°Ｃ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乙、
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Ｔ　ｉＮ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か、この池にも各種の設
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か、この他の各種の配線９聾に
適用可能であることは言うよでもない。

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たウェットエツチングを採
用したが、勿論他の除去手段を用いてらよい。

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５コバルト等を用いてらよい。

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法を用いろ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。

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■（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、５ｉｉ・・・コンタクトホール。

［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。

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ツチングで行え
ば、ウェハ上のダストの除去、洗浄をら同時に行える効
果がある。

【図面の簡単な説明】

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４０自在鮫化
辰 ｌ 弔 図 実た例 第１図Ｂ ｂ 弔 図 犬た停］ 第１図Ｇ 寅た例 第１図Ｈ 第 １図り 弔 １図Ｅ 第 １図Ｆ １夫テ゛フデト己くＢクク 粥 図 ■ ４ｄ 未 ２図Ａ 弔 図 第 ３図り 第 ３図Ｅ 第 ３図Ｆ 采 図Ａ 第 図 ｂ 第 図 復米例 第３図Ｇ 第３図Ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）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
   とを特徴とする配線コンタクトの形成方法。