JPH03129726A

JPH03129726A - 半導体装置の製造方法及び化学的気相成長装置

Info

Publication number: JPH03129726A
Application number: JP27074789A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ito; 仁伊藤; Renpei Nakada; 錬平中田; Takayuki Endo; 隆之遠藤; Haruo Okano; 晴雄岡野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-17
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1991-06-03

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、半導体装置の製造方法及び化学的気相成長装
置に係り、特に電極配線の形成に用いられる半導体装置
の製造方法及び化学的気相成長装に直間する。

（従来の技術）半導体装置の高集積化は素子の微細化によってもたらさ
れている。例えば、ＩＭＤＲＡＭ、２５６ＫＳＲＡＭ等
の超ＬＳＩは１〜１．２ａｍの設計基準で作られ、さら
に高集積化を目的としてサブミクロンの設計基準で作ら
れようとしている。

しかし、この微細化は、超ＬＳＩの製造を次第に困難に
している。これを配線技術を例に説明する。微細化は、
横方向の縮小を主としてなされ、縦方向の縮小はその割
に進んでいない。これは、超ＬＳＩは、導電体薄膜と絶
縁体薄膜との積層で構成されるが、各薄膜は信頼性の観
点から急激に薄くすることはできないためである。この
ため、各素子を相互に接続するために絶縁膜に形成され
る接続孔は、横方向の開口径がどんどん小さくなるのに
対し、縦方向の孔の深さは余り変わらず、相対的に細く
て深い孔になる。

この接続孔の細くて深い形状の程度を表わす量としてア
スペクト比という概念がある。これは接続孔の開口径を
基準として７接続孔の深さの程度を表したものであり、
接続孔が細くて深くなればなるほどアスペクト比は大き
くなる。例えば１６ＭＤＲＡＭでは、開口径が０．５ａ
ｍ、深さが１６５μｍ前後になると予想されており、こ
の場合、アスペクト比は３前後になる。

このようにアスペクト比の大きい接続孔に、従来の高速
スパッタリング法により配線材としてのアルミニウム（
ＡＩ）、Ａｌ・Ｓｔ、Ａ１・Ｓｌ・Ｃｕ合金膜（以下こ
れらアルミニウムを主成分とする金属膜をＡ１合金膜と
呼ぶ）を形成する場合、シャドウィング効果により、孔
の底部ではアルミニウム合金膜の膜厚が薄くなり、段差
被覆性の悪いアルミニウム合金膜が形成されやすいとい
う問題がある。

このような段差被覆性の悪いアルミニウム合金膜に通電
すると、接続孔の底部の膜厚の薄い部分には相対的に電
気的ストレスが大きくかかるため、アルミニウム合金が
切れ易くなり、配線の信頼性が著しく低下するという問
題が生じる。この問題を解決するため、アスペクト比の
大きい接続孔に導電性材料を埋め込んで平坦にする試み
がいくつか検討されている。

更に、配線材であるアルミニウム合金膜をシリコン基板
に直接接触させるとアルミニウムによる拡散層“突き抜
け”という問題がたびたび生じる。

これは、つぎのような理由による。すなわち、シリコン
基板内に形成される基板と反対導電型の拡散層の形成深
さは、デザイン・ルールの縮小に什いゲート長の制御性
をあげるためにますます浅くなる傾向にあり、このよう
な拡散層上にアルミニウム膜を直接接触させて熱処理を
すると、シリコンとアルミニウム原子との相互拡散によ
り、アルミニウム原子がシリコン基板側に深く入り込む
ためである。これが著しい場合には浸蝕したアルミニラ
ムが、拡散層を破壊することもある。

この問題を解決するため、シリコン基板とアルミニウム
配線材との間に原子の相互拡散を抑制する目的で、障壁
層を介在させる方法が提案されている。この障壁層の形
成には、例えばマグネトロンスパッタリングでチタンを
形成した後に反応性スパッタリングでチタン窒化膜を形
成するという方法がとられる。しかし、このような従来
の方法では、接続孔のアスペクト比が１曽大すると均一
な障壁層を形成するのが困難であった。

このようなアスペクト比の大きい接続孔内に均一な障壁
層を形成する方法として、近年、化学的気相成長法（Ｃ
ＶＤ）を用いようとする試みが盛んである。

この１つの理由は、減圧下で化学的気杆Ｊ成長法を行う
とソースガスのいわゆる回り込み効果により、段差被覆
性に優れた薄膜が得易いためである。

もう１つの理由は、条件の選択によって、−回のＣＶＤ
工程で、基板上のシリコンあるいは金属膜などの特定の
領域上にのみ高融点金属膜を、形成し、絶縁膜の上には
形成しない、いわゆる選択成長を行うことができるため
である。

特に、この特定の領域上にのみ選択的に薄膜成長を行う
選択ＣＶＤ法は、半導体装置の製造プロセスを簡略化し
、自己整合的に特定の領域上にのみ高融点金属膜あるい
高融点金属のシリサイド膜を形成することができるため
、前記半導体装置の配線形成技術にかかわる幾つかの問
題を解決することができる方法として期待されている。

例えば、接続孔の底部は通常シリコン表面であるかアル
ミニウム合金膜であるため、選択ＣＶＤ法によりこのよ
うなシリコンあるいは金属表面と絶縁膜との混在する基
板に、アスペクト比を低減して基板表面を平坦にすると
共に、接続孔に対して自己整合的に一回のＣＶＤ工程に
よって、高融点金属膜あるいは高融点金属のシリサイド
膜を形成することができる。

しかしながら、この高融点金属膜あるいは高融点金属の
シリサイド膜の選択的ＣＶＤ法にも、超ＬＳＩの配線形
成技術に応用する上で重要な問題があった。

これは、基板表面に形成されている自然酸化膜の問題で
ある。

例えば、タングステン（Ｗ）の選択ＣＶＤ法は、六フッ
化タングステン（ＷＦｓ）等のＷのハロゲン化物と水素
（Ｈ２）やシラン（Ｓ　ｉ　Ｈ４）等の還元剤との混合
ガスを原料ガスとして、減圧ＣＶＤ法によりシリコンや
アルミニウム合金膜等の導体表面にのみＷ膜を成長し、
シリコン酸化膜等の絶縁膜上には形成しないＷ膜の形成
方法であるが、この方法では、シリコンやアルミニウム
合金膜等の導体表面の自然酸化膜が、Ｗの堆積時の特性
や堆積したＷと下地導体との間の電気的特性に重要な役
割を果たすことがわかってきた。

超ＬＳＩプロセスでは、１つの工程から次の工程に移る
場合には、必ず大気中での基板の搬送がある。このとき
、基板表面に存７Ｅする導体膜は大気中の酸素によって
酸化され、その表面には自然酸化膜が成長する。

すなわち、通常、基板内に素子形成を行い、絶縁膜を堆
積して、この基板内の素子領域とあるいは下層配線領域
とコンタクトするための接続孔あるいは層間接続孔を形
成したのち、この接続孔あるいは層間接続孔に選択ＣＶ
Ｄ膜を形成するという方法がとられる。そして、実際は
、接続孔あるいは層間接続孔の形成後、レジスト剥離工
程、表面清浄化工程を経て、希弗酸（例えば水：弗酸＝
２００　：　１）により、Ｗｇ形形成域の自然酸化膜を
除去し、純水による洗浄、乾燥工程を経、ＣＶＤ炉に該
基板を設置するという順序で処理か進行する。しかし、
この方法でも、希弗酸処理後の純水洗浄と乾燥の工程で
基板は再度大気にさらされるため、金属領域表面には再
度自然酸化膜か成長するという問題があった。

この自然酸化膜の形成された基板にＷ膜を堆積しようと
すると、Ｗ膜が均一に戊長し得ない、堆積の再現性がと
れない、電気的特性がばらつく等の現象がみられた特に、層間接続孔の埋め込みの場合、Ｗ／Ａｌの接触抵
抗は、ＡＩ／ＡＩの接触抵抗に比較して高いという問題
があった。

（発明が解決しようとする課題）このように、選択ＣＶＤ法に限らず、薄膜を基板表面全
体に成長させるＣ　Ｖ　Ｄ　（Ｉｌｌａｎｋａｔ　Ｃ’
ＶＤ　）、ＡＩ膜（ＤＣＶＤ、Ｃｕ膜（７）ＣＶＤ等、
金属膜をＣＶＤ法によって形成する場合には、基板や配
線層等の下地材料と、金属膜との電気的導通をとること
が重要な問題となる。

下地材料表面は、大気中に出せば容易に酸化される。し
かし、電気的導通をとることを目的として金属膜を堆積
するとき、堆積する金属膜と下地基板との間に絶縁膜で
ある自然酸化膜を介することは、電気的抵抗を増大する
と共に、金属膜の堆積に障害をもたらし、再現性低下の
原因となっていた。

このため、基板表面を大気中にさらすことなく、清浄に
処理する技術が必要であった。

そこで、ＣＶＤ装置として使用する真空容器内でスパッ
タリングやプラズマエツチング処理などのドライ処理に
よって基板表面の自然酸化膜をエツチング除去し、その
ままＣＶＤを行うという方法も提案されている。

しかしながら、スパッタリングやプラズマエツチング処
理によって表面処理を行うと、表面に荒れが生じるため
か、この方法でも良好な界面を得ることは困難であり、
また選択ＣＶＤにおいては選択性が低下するという問題
があった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、下地材料
の表面処理として、湿式化学処理やスパッタリングやプ
ラズマ処理を用いた従来の処理における、高い接触抵抗
、堆積膜厚の著しい不均一性、下地表面の荒れ等の問題
を解決し、電気的特性に優れた界面を形成すると共に、
再現性に優れた良好な堆積を行うことのできる薄膜堆積
方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）そこで本発明の第１の半導体装置の製造方法では、導体
薄膜の形成に先立ち、基板表面を硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａ
ｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちのすくなく
とも１種の原子を含む気相化合物を一成分とするガス雰
囲気中にさらす工程と、こののち、真空雰囲気、水素（
Ｎ２　）　、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）のうちか
ら選ばれる少なくとも一つ以上のガス雰囲気中で基板を
熱処理する工程との前処理工程を経た後、第２の導体薄
膜を形成するようにしている。

また、本発明の第２では、この第２の導体薄膜形成の前
処理工程として、基板表面を加熱しながら硼素（Ｂ）、
ヒ素（Ａｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちの
すくなくともＩ　ＰＪｉの原子を含む気相化合物を一成
分とするガス雰囲気中にさらすようにしている。

さらにまた、本発明の第３では、下地導体上に絶縁膜を
形成し、接続孔を形成した後、下地導体と絶縁膜とが混
在する表面に対して選択ＣＶＤを行い、下地導体上に選
択的に第２の導体層を形成するに先立ち、基板表面を硼
素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原
子のうちのすくなくとも１種の原子を含む気相化合物を
一成分とするガス雰囲気中にさらし、こののち、真空雰
囲気、水素（Ｎ２　）　、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ
２）のうちから選ばれる少なくとも一つ以上のガス雰囲
気中で基板を熱処理するようにしている。

また、本発明の第４では、上記選択ＣＶＤの前処理工程
として、基板表面を加熱しながら硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａ
ｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちのすくなく
とも１種の原子を含む気相化合物を一成分とするガス雰
囲気中にさらすようにしている。

さらに本発明の第５では、この第２の導体薄膜形成の前
処理工程として、硼素（Ｂ）、ヒ素（ＡＳ）あるいは燐
（Ｐ）原子のうちの少なくとも１種の原子を含む気相化
合物を一成分とするガス雰囲気中にさらすようにしてい
る。

また、本発明の第６では、選択ＣＶＤにおいて、半導体
基板表面または半導体基板上に形成された第１の導体層
表面全体に形成する絶縁膜を、少なくともその表面層を
形成するときに、物質Ｍの構成原子をＡｌ　　（ｉ＝１
．２．…）、原子Ａ１のＭｕｌｌｉｋｅｎの電気陰性度
をχｉとしたときに、物質Ｍの電気陰性度Δχを Σχｉ Δχミ Σ　ｉで定義し、Δχ（Ａ）を特に選択的に堆積しようとする
金属の化合物の上記定義による電気陰性度としたとき、／Σｉで定義し、Δχ（Ａ）ｌ＜２．５となるように選
択している。

さらに、ＣＶＤ装置において、真空容器内壁及び前記真
空容器内の前記ガスに曝される面の材料は、その構成原
子をＡ、（ｉは構成原子の番号）ＡｌのＭｕｌｌｉｋｅ
ｎの電気陰性度をχ４としたとき、前記材料の電気陰性
度を Σχ Δχミ　　　　　…（Ａ） Σ　ｉで定義し、さらにΔχ（Ｂ）を堆積する薄膜の原料ガス
化学種の前記（Ａ）式による電気陰性度で定義したとき
、５＜Δχ（Ｍ）または Δχ（Ｍ）−Δχ（Ｂ）ｌ＜２．５を満たすような材料で構成するようにしている。

（作用）すなわち、ガス雰囲気中にさらす工程において硼素（Ｂ
）、ヒ素（Ａｓ）、燐（Ｐ）あるいは／Ｘロゲン原子等
の各原子は、接続孔底部の自然酸化膜をエツチングある
いは還元するが、同時にこれらの原子は下地表面に吸着
および化学結合し、［ｌ前酸化膜の除去によって生成さ
れたこれら化合物は、そのまま基板表面に残留している
ものと考えられる。

そして、この状態で熱処理を加えることにより、これら
化合物の全てが昇華あるいは還元されて基板表面から除
去せしめられる。

この熱処理工程においては、これら吸着原子および化学
結合した数層を除去するだけであるので表面に荒れを生
じたりすることはない。

また、この方法では、基板表面および絶縁膜表面にダメ
ージを残すことなく清浄な表面を得ることができるため
、選択ＣＶＤ法により極めて選択性よく第２の導体薄膜
の形成を行うことができる。

さらにまた、ガス雰囲気中にさらす工程において基板表
面を加熱すると、硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、燐（Ｐ）
あるいはハロゲン原子等の各原子は、接続孔底部の自然
酸化膜を還元し、揮発性の化合物を生成するため、基板
表面に原子が残留することなく清浄な基板表面を得るこ
とができる。

従って、選択ＣＶＤにおいてはいうまでもなく全面堆積
の場合にも、接触抵抗が小さく信頼性の高い第２の導体
薄膜を形成することができる。

また、表面処理工程として硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）あ
るいは燐（Ｐ）原子のうちの少なくとも１種の原子を含
む気相化合物を一成分とするガス雰囲気中にさらす工程
を用いるようにすれば、熱処理を経ることなく薄膜形成
を行うようにしても接触抵抗の小さい薄膜形成を行うこ
とが可能である。

さらにまた、金属膜の選択ＣＶＤについて種々の実験を
行った結果、特に金属膜の選択ＣＶＤを行う場合、選択
性を維持するために、特に次の範囲の材料を絶縁膜また
は絶縁膜表面層に選ぶようにすれば選択性のすぐれた金
属膜を得ることかできることがわかった。

例えばＷの選択ＣＶＤを例にとって説明する。

Ｗ、Ｆ、Ｓ　ｉ、ＡＪ、Ｏ，Ｌ等のＭｕｌｌｉｋｅｎの
電気陰性度は第６図のようになる。

ＷＦ６の結合をあられすＷ−Ｆの電気陰性度をχ（Ｗ）
＋χ（Ｆ） Δχ　（Ｗ−Ｆ）” で表わす。ここでχ（Ｗ）、χ（Ｆ）、はＷ、　　Ｆの
電気陰性度である。いろいろな材料を、Δχて整理する
と、第７図および第５図のようになる。

このときΔχ（Ｗ−Ｆ）を中心にして考えてΔχ（Ｗ−
Ｆ）に近いものほどＷがつきにくかった。

このため例えば、ＬｉＦ、５ｉ０２．ＴｉＯ２等Δχ（
Ｗ−Ｆ）に近い材料を選べば選択性よくＷをＳｉ、ＡＪ
上に堆積できた。

例えばＷの選択ＣＶＤの場合、Δχ（Ｗ−Ｆ）７．４で
あるので、５＜Δχまたは Δχ−Δχ（Ｗ−Ｆ）ｌ≦２．４のちのをもちいればよかった。また、ＬｉＦのようなΔ
χ（Ｗ−Ｆ）になるべく近い値のものを用いると、前記
表面エツチング工程後でも選択性のくずれる程度を著し
く抑制することができた。特にこの値は他の材料の選択
ＣＶＤでも応用できた。

また、このような材料で反応室内壁および原料ガスに曝
される面を覆うと、金属膜が反応室内に堆積せず、原料
ガスの消失やゴミの発生等を著しく抑制し、堆積の効率
を向上できる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

実施例１本発明で用いる実験装置の概略を第４図に示す。

この実験装置は、３つの真空容器３０１．３０２．３０
３で構成され、各真空容器はゲートパルプ３０９，３１
０．３１１で空間的に仕切られている。

そして各真空容器３０１，３０２．３０３は高真空排気
系（１０００ｊ！／ｓ広域型ターボ分子ポンプと３００
０１　／　ｓのドライポンプ、図中特に図示せず）で独
立に排気され、到達真空度１Ｏ−８Ｔｏｒｒに維持され
ている。

さらに真空容器３０１には、抵抗加熱型熱源を具備した
基板載置治具３０６が取り付けられており、本発明では
主に加熱処理用として用いている。

そして処理用のガスはストップバルブ３１２．３１３を
介してガス配管（図示せず）から導入するようになって
いる。

真空容器３０２は、主にプラズマ処理の為に用いるもの
で、基板支持具３０７に対向するように高周波放電のた
めの電極が設けられている。プラズマ電極、プラズマ電
源等の電気系統図は特に図示していない。基板支持具３
０７には必要に応じて絶縁膜で被覆された抵抗加熱型の
熱源をとりっけるようにしてもよい。また、プラズマ処
理のためのガスは、ストップバルブ３１４を介してガス
配管から供給するようにしている。なお、ここではガス
は全て質量流量計によって制御しているが、これらガス
配管系は特に図示していない。

特にＣＤＥ方式のプラズマを利用した処理を行う際には
、ストップバルブ３１５を介して配管に石英管をとりつ
け、この石英管にマイクロ波放電のためのキャビティを
設置して放電を行い、ガスのラジカルを生成し、それに
ストップバルブ３１５を開けて真空容器内３０２に導入
するようにしている。

さらに、真空容器３０３では、主に金属膜の堆積を行う
。ここで３０８は基板支持具であり、これは石英板また
は抵抗加熱熱源から構成される。

この基板支持具３０８が抵抗加熱熱源である場合には、
被処理基板は下側から暖められ、石英板である場合には
、基板支持具３０８に対向する真空容器の壁に石英板を
とりつけ、この石英板を介して赤外線ランプで基板を加
熱する。またガスはストップバルブ３１６，３１７を介
してガス配管から真空容器３０３に供給する。

なお、真空容器の圧力の制御は重要であるので１０−４
〜Ｉ　Ｔｏｒｒまで測定できる絶対真空度測定型の真空
計と１０−９〜１０−５Ｔｏｒｒを測定するためのイオ
ンゲージをそれぞれ取り付けている。３０５はウェハ搬
送用のアームである。

この装置を用いたプロセスを簡単に説明する。

ストップバルブ３１２を介して配管からＮ２ガスを流し
、真空容器３０１内の圧力を大気圧に戻し、上面の蓋（
図示せず）を取り外して被処理基板を基板支持具３０６
に載置した後、上面の蓋を取り付け、排気系を介して真
空排気する。このときストップバルブ３１２は閉じてお
く。

そして真空容器３０１内の圧力がｌＸｌ０−７Ｔ。

「ｒ以下になったことを確認した後、基板支持具に設け
られたピンで基板を持ち上げゲートバルブ３１０．３１
８を開けて、ウェハ搬送用のアーム３０５によって基板
を容器３０１から３０２に移送する。このとき系の圧力
はＩ　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒ以下てあった。

このようにして、真空容器３０２での処理が終了すると
、真空度がＩ　Ｘ　１０−７Ｔｏｒｒ以下であることを
確認した後、先と逆の手順で基板は真空容器３０１に戻
される。

そして、真空雰囲気または必要に応じてストップバルブ
３１３を介した配管からＡｒ、Ｈ２またはこれらの混合
ガス雰囲気で熱源３０６を昇温し加熱処理をする。

このようにして加熱処理の終了した基板を動揺の搬送方
法でＣＶＤを行う真空容器３０３に移送し、加熱昇温後
金属膜を堆積する。

そして最後に基板を真空容器３０１に移送し大気に戻し
たのち取り出す。

特に加熱処理はＣＶＤを行う真空容器３０３で行うよう
にしても同様の効果を得ることができる。

次に、具体的な処理工程について説明する。

まず、素子分離のなされたシリコン基板１表面に、所望
の素子領域（図示せず）の形成を行った後、酸化シリコ
ン膜２を形成し、この上層にマグネトロンスバタリング
法により第１の配線層としてアルミニウム合金膜３を形
成し、通常のフォトリソ法および反応性イオンエツチン
グ（ＲＩＥ）法によりこのアルミニウム合金膜をパター
ニングし、この上層に、ＣＶＤ法により層間絶縁膜とし
て膜厚１．４μｍの酸化シリコン膜４を形成したのち、
第１図（ａ）に示すように、フォトリソ法および反応性
イオンエツチング法により、層間接続孔５を形成する。

この反応性イオンエツチング工程では、反応性ガスとし
てＣＦ４を用いる。

このようにして形成された層間接続孔５の底部のアルミ
ニウム合金表面には、反応性イオンエツチングで開孔す
るときのエツチングガスのフッ素、炭素等が取り込まれ
、いわゆるダメージ層が形成されている。さらにその表
面層は、空気中の酸素に酸化されて酸化膜が形成されて
いる。層間接続孔５の底部のアルミニウム合金表面のダ
メージ層と自然酸化膜層の混在した層を第１図（ａ）で
は混在層６として示した。

このような状態の基板１を真空容器の中に入れ、第１図
（ｂ）に示すように、ＢＣｌ３ガスをガス流量１０　ｃ
ｃ／ｍｉｎ、圧力２　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒ、基板温度
２０℃、高周波人力電力２００　Ｗａｔｔ、基板バイア
ス５００Ｖ、エツチング時間１２０Ｓの条件でエツチン
グした。このとき、−層目アルミニウム合金膜の表面は
、１２０〜１５〇八／　ｗｉｎの速度エツチングされ、
酸化シリコンは約１５〇八／ｍｉｎの速度でエツチング
される。そして、アルミニウム合金膜表面のダメージ層
や自然酸化膜はエツチング除去され清浄な表面を得るこ
とができるが、この状態でアルミニウム合金膜２の表面
をＸ線光電子分光法を用いて調べると、硼素、塩素のス
ペクトルが観Ｍ１され、その表面にはこれら硼素、塩素
等の原子Ｇが存在していることがわかる。

この後、第１図（Ｃ）に示すように、この処理後の基板
を真空を破ることなく別の真空容器に移し、真空度Ｉ　
Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ以下に設定して、４００℃で１分
間加熱する。これにより、アルミニウム合金膜の表面に
吸着結合していた硼素、塩素等の原子は昇華あるいは蒸
発してアルミニウム合金膜表面から消失する。

続いて、この処理後の基板を真空を破ることなく、ＣＶ
Ｄを行う真空装置に移し、基板温度３５０℃、ＷＦ６流
量１０ｃｃ／ｍ１ｎＳＳ　ｉ　Ｈ４流量１０ｃｃ／ｌ！
ｉｎ、堆積圧力０．　１５Ｔｏｒｒ、堆積時間６０ｓで
タングステンの堆積を行い、第１図（ｄ）に示すように
、惟積速度約０．２μｍ／ｍｉｎてタングステン膜７を
層間接続孔５内に埋め込む。

このようにして、均一でかつコンタクト抵抗の小さいタ
ングステン膜７からなる第２層配線パターンを得ること
ができる。

このように、ＢＣｌ３ガスプラズマによって発生せしめ
られたＢラジカルおよびＣ１ラジカルか、自然酸化膜や
ダメージによる変質層を除去するが、清浄となった一層
目アルミニウム合金膜表面にはＢおよびＣ１原子が吸着
結合している。（ここではＢが自然酸化膜を還元し、こ
の還元されたＡ１とＣＩとが反応してＡｌＣｌ３が生成
され、表面に残留するものと思われる。）そこで、本発
明の方法によれば、プラズマ処理後の基板を熱処理する
ことによりこのＢおよびＣＩ原子を昇華蒸発せしめ、純
粋なアルミニウム合金膜表面を得た後、選択ＣＶＤ法に
よりタングステン膜を形成するようにしているため、ア
スペクト比の大きい接続孔内にも極めて選択性よく、コ
ンタクト性の優れた配線層を形成することが可能となる
。

なお、比較のために、第１図（ｂ）に示したように、−
層目アルミニウム合金膜の表面にＢＣｌ３プラズマ処理
を行った基板を、熱処理を行うことなくそのまま、（真
空を破ることなく）、ＣＶＤ装置に移し、基板温度３５
０℃、ＷＦ６流量１０ｃｃ／ｗｉｎＳＳ　ｉ　Ｈ４流量
１０　Ｃｅ／＋ｎｌｎ％堆積圧力０゜１５Ｔｏｒｒ、堆
積時間６０ｓでタングステンの堆積を行ったが、Ｗ膜は
堆積しなかった。

また、堆積温度を４５０℃に上げるとＷ膜の堆積は見ら
れたが、第３図（ｄ）に示すように、局所的な堆積であ
った。

なお前記実施例では、自然酸化膜やダメージによる変質
層の除去に、ＢＣｌ３ガスプラズマを用いたが、このよ
うに電気的エネルギーを用いて生成したプラズマあるい
はイオンを用いる場合には、基板を（例えば２００℃程
度に）加熱しつつ処理するようにすれば、さらに短時間
で処理が可能となる。

さらにまた、前記実施例ではＢＣｌ３のＲＦプラズマに
よる処理について説明したが、これに限定されることな
く、処理後に揮発・昇華性の化合物が清浄アルミニウム
表面に吸着するような処理条件であれば良く、例えばＢ
２　Ｈ６、ＢＮ、ＡｓＨ３，ＰＨ３，ＣＩ２．ＨＣＩ、
Ｂｒ２．ＨＢｒ。

１２、Ｈｌ等を用いても良いことはいうまでもない。

さらに、前記実施例では、変質層の除去後に基板表面に
吸着したＢ、ＣＩ原子を処理する条件として、４００℃
に加熱するようにしたが、ＢやＡｌＣｌ３は昇華性の物
質であるため、圧力１×１０＝Ｔｏｒｒ以下でかつ酸化
性雰囲気でなければよく、４００℃以下であっても時間
を長くすれば良い。

但し、４５０℃以上となると下地のアルミニウムが融解
し、ヒロックの発生などの不都合が生じることが多い。

さらに、処理雰囲気としては、酸化性雰囲気でない真空
下であればよいが、Ｈ２，Ｎ２．Ａｒまたはこれらの混
合ガス雰囲気でも同様の効果を得ることができた。

また、第２の導体層の形成に際し、トリメチルアルミを
用いた選択ＣＶＤ法によりアルミニウム層を形成する場
合にも本発明は有効である。

この場合条件としては、例えばＣＶＤ装置に移し、基板
温度３００℃、Ａｌ（ＣＨａ）３流量１５ｃｃ／ｍ１ｎ
ＳＡ　ｒ　（キャリアガス）流量５００　ｃｃ／ｍＩｎ
、堆積圧力Ｑ、Ｑ５Ｔｏｒｒとした。このようにして、
堆積速度０．１μｍ／ｗｉｎで良好なアルミニウム層を
形成することができる。

加えて、前記実施例では、第２の導体層の形成か選択Ｃ
ＶＤ工程である場合について説明したが、全面堆積ＣＶ
Ｄ工程をはじめ、スパッタリング法等、他の方法を用い
るようにしても良いことはいうまでもない。

実施例２次に本発明の第２の実施例について説明する。

前記実施例では、自然酸化膜やダメージによる変質層を
、高周波放電によって生起したＢＣｌ３ガスプラズマに
よって除去した後に加熱し、表面に残留するＢやＡｌＣ
ｌ３を除去するようにしたが、変質層の除去をマイクロ
波放電によって生起したＢＣ１３ガスプラズマによって
行うようにしても良い。

すなわち、前記第１の実施例と同様にして、第１図（ａ
）に示したように、層間接続孔５の底部にアルミニウム
合金表面のダメージ層と酸化膜層の混往した混在層６を
有する基板１を真空容器の中に入れ、第１図（ｂ）に示
すように、ＢＣ１３ガスをガス流Ｉｎｋ　１０　ｃｃ／
ｗｉｎ、圧力２　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒ、　基板温度２
０℃１、マイクロ波周波数１３．６〜ＩＨ２１マイクロ
波人力電力１ｏ　ｏ　Ｗａｉｔの条件でエツチングした
。このとき、−層目アルミニウム合金膜の表面は、１０
０　Ａ／ｒＡｉｎのエツチング速度でエツチングされる
一方、酸化シリコンは約２ｏ八／　ｍｉｎの速度でエツ
チングされる。そして、アルミニウム合金膜表面のダメ
ージ層や自然酸化膜はエツチング除去され清浄な表面を
得ることができるが、この状態でアルミニウム合金膜２
の表面をＸ線光電子分光法を用いて調べると、実施例１
の場合と同様、硼素、塩素のスペクトルが観測され、そ
の表面にはこれらの原子Ｇが吸着結合していることがわ
かる。

この後、第１図（ｅ）に示したのと同様、この処理後の
基板を真空を破ることなく別の真空容器に移し、真空度
Ｉ　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ以下に設定して、４００℃で
１分間加熱する。これにより、アルミニウム合金膜の表
面に吸着結合していた硼素、塩素等の原子は昇華あるい
は蒸発してアルミニウム合金膜表面から消失する。

続いて、この処理後の基板を真空を破ることなく、ＣＶ
Ｄ装置に移し、基板温度３５０℃、ＷＦ６流量１０ｃｃ
／ｍｉｎ、　Ｓ　ｉ　Ｈ４流ｍ　１０　ｃｃ／ｍｉｎ、
堆積圧力０．　１５Ｔｏｒｒ、堆積時間６０ｓでタング
ステンの堆積を行い、第１図（ｄ）に示したのと同様に
、堆積速度約０．２μｍ／ｗｉｎでタングステンｌ１Ｉ
７を層間接続孔５内に埋め込む。

実施例３次に本発明の第３の実施例について説明する。

前記第１および第２の実施例ではエツチングガスとして
ＢＣｌ３を用いた例について説明したが、ＢＣｌ３に限
定されることなく、アルシン（ＡｓＨａ）やフォスフイ
ン（ＰＨ３）等地のガスプラズマを用いた場合にも適用
可能である。

第３の実施例では、アルシン（ＡＳＨ３）を用いて高周
波放電によるプラズマ処理によって変質層を除去する例
について説明する。

すなわち、前記第１および第２の実施例と同様にして、
第１図（ａ）に示したように、層間接続孔５の底部にア
ル、ミニラム合金表面のダメージ層と酸化膜層の混在し
た混在層６を有する基板１を真空容器の中に入れ、第１
図（ｂ）に示したように、ＡｓＨ３ガスをガス流量２０
　ｃｃ／ｌ１ｉｎ、圧力２×１Ｏ−２Ｔｏｒｒ、基板温
度２０℃、高周波人力電力２００　Ｗａｔｔ、基板バイ
アス−４００ｖの条件でエツチングした。このとき、−
層目アルミニウム合金膜の表面は、６〇八／　ｍｉｎの
エツチング速度でエツチングされる一方、酸化シリコン
は約４〇八／ｍｉｎの速度でエツチングされる。そして
、アルミニウム合金膜表面のダメージ層や自然酸化膜は
エツチング除去され清浄な表面を得ることができるか、
この状態でアルミニウム合金膜２の表面をＸ線光電子分
光法を用いて調べると、実施例１および実施例２の場合
と同様、ヒ素のスペクトルが観測され、その表面にはこ
れらの原子Ｇが吸着結合していることがわかる。

この後、第１図（Ｃ）に示したのと同様、この処理後の
基板を真空を破ることなく別の真空容器に移し、真空度
Ｉ　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ以下に設定して、３００℃で
１分間加熱する。これにより、アルミニウム合金膜の表
面に吸着結合していたヒ素等の原子は昇華あるいは蒸発
してアルミニウム合金膜表面から消失する。

続いて、この処理後の基板を真空を破ることなく、ＣＶ
Ｄを行うための真空容器に移し、基板１Ｍ度３２０℃、
ＷＦ６流量１０ｃｃ／ｍ１ｎＳＳ　ｉ　Ｈ４流量１０　
ｃｃ／ｆｆ１ｉｎ、堆積圧力０．１０Ｔｏｒｒ、てタン
グステンの堆積を行い、第１図（ｄ）に示したのと同様
に、堆積速度約０．２μｍ／ｍｉｎでタングステン膜７
を層間接続孔５内に埋め込む。

なお、この場合も、実施例２と同様、マイクロ波放電で
ＡｓＨ３からＡｓまたはＡＳＨＸラジカルを作って、プ
ラズマ処理をするようにしても同様の効果を得ることが
できた。

また、この場合、加熱処理工程を省略してもＷ実施例４さらに、本発明の第４の実施例として、フォスフイン（
ＰＨ−３）を用いた高周波放電によるブラズマ処理によ
って変質層を除去する例について説明する。なお、この
場合も、加熱処理工程は必ずしも必要でない。

すなわち、前記第１乃至第３の実施例と同様にして、第
１図（ａ）に示したように、層間接続孔５の底部にアル
ミニウム合金表面のダメージ層と酸化膜層の混在した混
在層６を有する基板１を真空容器の中に入れ、第１図（
ｂ）に示したように、ＰＨ３ガスをガス流量２０ＣＣＩ
ＩＩＩｎ、圧力２Ｘ１０−２Ｔｏｒｒ、基板温度２０℃
、高周波人力電力２００Ｖａｌｔ、基板バイアス−３８
０ｖの条件でエツチングした。このとき、−層目アルミ
ニウム合金膜の表面は、６０　Ａ　／　ｇｉｎのエツチ
ング速度でエツチングされる一方、酸化シリコンは約６
０Ａ／ｓｉｎの速度でエツチングされる。そして、アル
ミニウム合金膜表面のダメージ層や自然酸化膜はエツチ
ング除去され清浄な表面を得ることができるが、ごの状
態でアルミニウム合金膜２の表面をＸ線光電子分光法を
用いて調べると、リンのスペクトルが観、１Ｐ１され、
その表面にはこれらの原子Ｇが吸着結合していることが
わかる。

この後、第１図（ｅ）に示したのと同様、この処理後の
基板を真空を破ることなく別の真空容器に移し、真空度
Ｉ　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ以下に設定して、４００℃で
１分間加熱する。これにより、アルミニウム合金膜の表
面に吸着結合していたヒ素等の原子は昇華あるいは蒸発
してアルミニウム合金膜表面から消失する。

続いて、この処理後の基板を真空を破ることなく、ＣＶ
Ｄを行うための真空容器に移し、基板温度３２０℃、Ｗ
Ｆ６流量１０　ｃｃ／ａｌｎＳＳ　Ｈ４流量１０　ｃｃ
／ｓｉｎ、堆積圧力０．　１０Ｔｏｒｒ、でタングステ
ンの堆積を行い、第１図（ｄ）に示したのと同様に、堆
積速度的０．２μｍ／ｗｉｎでタングステン膜７を層間
接続孔５内に埋め込む。

なお、この場合も、実施例３と同様、マイクロ波放電で
ＰＨ３からＰまたはＰＨｘラジカルを作って、プラズマ
処理をするようにしても同様の効果を得ることができた
。

なお、前述したように、実施例３および４のようなハロ
ゲン原子を含まないガス雰囲気中で前処理をした場合に
は、熱処理を行わなくても良好なタングステン膜を形成
することが可能となる。

実施例５次に本発明の第５の実施例について説明する。

前記実施例では、自然酸化膜やダメージによる変質層を
、ＢＣｌ３ガスプラズマによって除去した後に加熱し、
表面に残留するＢやＡｌＣｌ３を除去するようにしたが
、ＢＣｌ３ガスプラズマ雰囲気で基板表面を加熱しなが
ら処理するようにしても良い。

すなわち、第１図（ａ）に示したのと同様に、基板表面
に形成された絶縁膜２上に第１の配線層としてのアルミ
ニウム合金膜３を形成しこの上層を覆う絶縁膜４に接続
孔５を形成した後、真空容ｒｐｒ−の中に入れ、ＢＣｌ
３ガスをガス流ｍ　１０　ｃｃ／ｍｌｎ。

圧力２　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒ、基板温度４００℃、人
力電力１００　Ｗａｌｔ、基板バイアス−５００ｖ１工
ツチング時間１５０ｓの条件でエツチングした。このと
き、−層目アルミニウム合金膜の表面は、２゜Ｏ〜５Ｏ
Ａエツチングされる、酸化シリコンは約１２〇八／ｓｉ
ｎの速度でエツチングされる。そして、アルミニウム合
金膜表面のダメージ層や自然酸化膜はエツチング除去さ
れ清浄な表面を得ることができる。そして、Ｘ線光電子
分光法を用いて調べても、硼素、塩素のスペクトルは観
測されず、表面は、第１図（Ｃ）に示したのと同様、清
浄な状態となっている。

そして前記第１の実施例と同様にして、遺択ＣＶＤ法に
よりこの上層に第２の配線層を形成することにより〜コ
ンタクト抵抗も低く信頼性の高い第２の配線層を得るこ
とができる。

なお、この場合、−層目アルミニウム合金膜表面を加熱
しつつＢＣ１ａプラズマの雰囲気にさらすことにより、
表面の自然酸化膜と反応してＡＩと揮発性の８３　Ｃ１
３０３とが生成され、８３Ｃ１３０３は蒸発してしまう
ため、アルミニウム合金膜表面は清浄となるものと思わ
れる。

実施例６前記実施例では第１の配線層の上に第２の配線層を形成
する例について説明してきたが、シリコン基板表面にコ
ンタクトするように配線を形成する場合についても有効
である。

次に本発明の第６の実施例として、シリコン基板表面に
形成されたコンタクト孔内にタングステン膜を選択ＣＶ
Ｄ法により形成する方法について説明する。

まず、第２図（ａ）乃至第２図（ｃ）に示すように比抵
抗５Ω・ｃ１ｍ程度のｐ型のシリコン基板１０１の表面
に、窒化シリコン膜１０２を形威しこれをバターニング
した後、これをマスクとして表面酸化を行い、素子分離
絶縁膜１０３を形成する。

この後、第２図（ｄ）に示すように、この窒化シリコン
膜１０２を除去する。

そしてし、第２図（ｅ）に示すように、ヒ素をイオン注
入し、ｎ型拡散層１０４を形成する。このとき表面には
自然酸化膜１０５が形成されている。

そして、第２図（ｒ）に示すように、ＣＶＤ法により酸
化シリコン膜１０６を堆積した後、第２図（ｇ）に示す
ように、フォトリソ法によりコンタクト孔１０７を開口
する。

そして、このｎ型拡散層１０４にコンタクトするように
タングステン膜を選択ＣＶＤ法により堆積する場合、堆
積に先立ち、実施例１乃至５で用いたのと同様の処理を
行い表面の清浄化をおこなうようにする。

この後、第２図（ｇ）に示すように、この基板を真空容
器の中に入れ、ＢＣｌ３ガスをガス流量１０　ｃｅ／ｗ
ｉｎ、圧力２　Ｘ　１０−２Ｔｏｒｒ、基板温度２０℃
、人力電力１００　Ｗａｔｔ、基板バイ７スー　５００
　Ｖ、エツチング時間１４０Ｓの条件でエツチングした
。

このとき、ｎ型拡散層１０４の表面は、２０〜５０人エ
ツチングされる、酸化シリコンは約５０人／ｓｉｎの速
度でエツチングされる。そして、表面のダメージ層や自
然酸化膜はエツチング除去され清浄な表面を得ることが
できる。しかし、Ｘ線光電子分光法を用いて調べると、
硼素、塩素のスペクトルが観測され、これらの原子が残
留していることがわかる。

この後、４００℃、１分の熱処理を行うことにより、第
２図（ｈ）に示すよ、うに、清浄な表面状態を得ること
ができる。

そして、第２図（１）に示すように、選択ＣＶＤ法によ
りこの上層にバリヤメタル層としてのタングステン層１
０８を形成する。

そして最後に第２図（ｊ）に示すように、アルミニウム
層などの配線層１０９を形成することにより、コンタク
ト抵抗も低く信頼性の高い配線層を得ることができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されることなく、例え
ば被処理体としては、シリコン基板、多結晶シリコン薄
膜に限らず、アモルファスシリコン薄膜、シリコン窒化
膜、金属薄膜、金属シリサイド薄膜、金属窒化膜などに
も適用可能であり、ハロゲン元素を含むガスとしても、
励起されることによりそれらの被処理体をエツチングす
る活性種を生じるものであればなんでもよい。

しかしながら、特に金属膜の選択ＣＶＤを行う場合、選
択性を維持するために特に次の範囲の材料を絶縁膜また
は絶縁膜表面層に選べば選択性にすぐれた薄膜形成を行
うことが可能となる。

例えばＷの選択ＣＶＤを例にとって説明する。

Ｗ、Ｆ、Ｓ　ｉ、Ａｉ、０．Ｌ等のＭｕｌｌｉｋｅｎの
電気陰性度は表１のようになる。

ＷＦ６の結合をあられすＷ−Ｆの電気陰性度をχ（Ｗ）
十χ（Ｆ） Δχ（Ｗ−Ｆ）ミで表わす。ここでχ（Ｗ）、χ（Ｆ）、はＷ、　　Ｆの
電気陰性度である。いろいろな材料を、Δχて整理する
と、第２表および第５図のようになる。

このため例えば、ＬｔＦ、５ｉ０２．ＴｉＯ２等Δχ（
Ｗ−Ｆ）に近い材料を選べば選択性よくＷをＳｔ、Ａｊ
ｉ上に堆積できた。

例えばＷの選択ＣＶＤの場合、Δχ（Ｗ−Ｆ）７．４で
あるので、５＜Δχまたは Δχ−Δχ（Ｗ−Ｆ）ｌ≦２．４のちのをもちいればよかった。

また、ＬｉＦのようなΔχ（Ｗ−Ｆ）になるべく近い値
のものを用いると、前記表面エツチング工程後でも選択
性のくずれる程度が著しく抑制できた。特にこの値は他
の材料の選択ＣＶＤでも応用できた。また、このような
材料で第４図で示した反応室内壁および原料ガスに曝さ
れる面を覆うと、金属膜が反応室内に堆積せず、原料ガ
スの消失やゴミの発生等を著しく抑制し、堆積の効率を
向上できた。

その他、要旨を逸脱しない範囲で変形して応用できる。

なお、上記実施例に限定されることなく、エツチングガ
スやガス条件、薄膜等種々選択することができるうえ、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形応用可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明の方法によれば、導体
薄膜の形成に先立ち、基板表面を硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａ
ｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちの少なくと
も１種の原子を含む気相化合物を一威分とするガス雰囲
気中にさらしたのち、真空雰囲気あるいは水素（Ｎ２）
、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）のうちから選ばれる
少なくとも一つ以上のガス雰囲気中で基板を熱処理した
後、導体薄膜を形成するようにしているため、均一でコ
ンタクト抵抗の低い導体薄膜の形成が可能となる。

また、本発明の方法によれば、導体薄膜の形成に先立ち
、基板表面を加熱しながら、硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）
、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちの少なくとも１
種の原子を含む気相化合物を−成分とするガス雰囲気中
にさらしたのち、導体薄膜を形成するようにしているた
め、均一でコンタクト抵抗の低い導体薄膜の形成が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は（ａ）乃至第１図（ｄ）は本発明の第１の実施
例の配線パターンの形成工程を示す図、第２図（ａ）乃
至第２図（ｊ）は本発明の第６の実施例の半導体装置の
製造工程を示す図、第３図（ｄ）は比較のために従来の
方法で表面処理をした場合の配線パターンの形成状態を
示す図、第４図は本発明で用いた実験装置を示す図、第
５図は物質の電気陰性度を示す図、第６図はＭｕｌｌｉ
ｋｅｎの電気陰性度を示す表図、第７図はＭｕｌｌｉｋ
ｅｎの電気陰性度から求めた各物質の電気陰性度を示す
表図である。１…シリコシ基板、２…酸化シリコン膜、３…アルミニ
ウム合金膜、４…酸化シリコン膜、５…層間接続孔、６
…ダメージ層と酸化膜層の混在した層、７…タングステ
ン膜、１０１…シリコン基板、１０２…窒化シリコン膜
、１０３…素子分離絶縁膜、１０４…ｎ型拡散層、１０
５…自然酸化膜、１０６…酸化シリコン膜、１０７…コ
ンタクト孔、１０８…タングステン層、１０９…配線層
。ト孔、１０８・・・タングステン層、１０９・・・配線
層。（Ｑ）（ｂ）第図（＊の１）（Ｃ）（ｄ）第図（−′ｌの２）第図（イの２）第３図（ｄ）第６０１゜事件の表示平成１年特許廓第２７０７４７号２゜発明の名称）１′、導体装置の製造方法及び化学的気相成長装置３
、補正をする者事件との関係　　特許出願人（３０７）株式会社　東芝４゜代理人明細書の発明の詳細な説明の欄、図面の簡ｆ１１．な説
明の欄および図面の図番。７露丙ｉぷ、７、補正の内容（１）本願明細書第３１ページ第１６行目および第４９
ページ第５行目の「第３図（ｄ〉」を「第３図」に訂正
する。（２）本願の明細書の添付図面の図番の「第３図（ｄ〉
」を「第３図」に訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体基板または半導体基板上に形成された第１
の導体層の表面に、第２の導体薄膜を形成する工程を含
む半導体装置の製造方法において、第１の導体層を形成
した基板表面を硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子
のうちの少なくとも１種の原子を含む気相化合物を一成
分とするガス雰囲気中にさらす第１の導体層の表面エッ
チング工程と、真空雰囲気あるいは水素（Ｈ＿２）、アルゴン（Ａｒ）
、窒素（Ｎ＿２）のうちから選ばれる少なくとも一つ以
上のガス雰囲気中で基板を所定の温度に加熱する熱処理
工程と、前記半導体基板または半導体基板上に形成された前記第１の導体層に直接接触して、第２の導体薄
膜を形成する導体薄膜形成工程とを含むようにしたこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
（２）前記表面エッチング工程は、硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちの少なくとも１種の原子を含む
気相化合物のみからなるガスあるいはこの気相化合物を
水素（Ｈ＿２）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ＿２）の
うちから選ばれる少なくとも一種以上のガスで希釈した
混合ガス中で、高周波放電または直流放電を生起するこ
とによって発生せしめたプラズマに前記基板表面をさら
して処理するプラズマ処理工程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。
（３）前記表面エッチング工程は、硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちの少なくとも１種の原子を含む
気相化合物のみからなるガスあるいはこの気相化合物を
水素（Ｈ＿２）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ＿２）の
うちから選ばれる少なくとも一つ以上のガスで希釈した
混合ガス中でマイクロ波放電を生起することによって発
生せしめた気相励起種を用いて前記基板表面を処理する
ケミカルドライエッチング（ＣＤＥ）工程であることを
特徴とする請求項（１）記載の半導体装置の製造方法。
（４）半導体基板または半導体基板上に形成された第１
の導体層の表面に、第２の導体薄膜を形成する工程を含
む半導体装置の製造方法において、基板を加熱しながら
、硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、燐（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちの少な
くとも１種の原子を含む気相化合物を一成分とするガス
雰囲気中にさらす表面エッチング工程と、前記半導体基板または半導体基板上に形成された前記第１の導体層の表面に、第２の導体薄膜を形
成する導体薄膜形成工程とを含むようにしたことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
（５）半導体基板または第１の導体層上に接続するよう
に第２の導体薄膜を形成する工程を含む半導体装置の製
造方法において、半導体基板表面または第１の導体層表面全体に絶縁膜を形成した後、接続孔を形成する接続孔形成
工程と、前記接続孔内に露呈する半導体基板表面または第１の導体層表面を硼素（Ｂ）、ヒ素（Ａｓ）、燐
（Ｐ）あるいはハロゲン原子のうちの少なくとも１種の
原子を含む気相化合物を一成分とするガス雰囲気中にさ
らす表面エッチング工程と、真空雰囲気あるいは水素（
Ｈ＿２）、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ＿２）のうちか
ら選ばれる少なくとも一つ以上のガス雰囲気中で基板を
所定の温度に加熱する熱処理工程と、前記半導体基板表面または半導体基板表面に形成された前記第１の導体層の表面に、選択ＣＶＤ法
により第２の導体薄膜パターンを形成する導体薄膜形成
工程とを含むようにしたことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
（６）半導体基板表面または半導体基板上に形成された
第１の導体層表面全体に形成する絶縁膜は、少なくとも
その表面層を形成するときに、物質Ｍの構成原子をＡ＿
１（ｉ−１，２，…）、原子Ａ＿１のＭｕｌｌｉｋｅｎ
の電気陰性度をχｉとしたときに、物質Ｍの電気陰性度
Δχを Δχ≡Σχｉ／Σｉで定義し、Δχ（Ａ）を特に選択的に堆積しようとする
金属の化合物の上記定義による電気陰性度としたとき、５＜Δχまたは｜Δχ−Δχ（Ａ）｜＜２．５であるこ
とを特徴とする請求項（５）記載の半導体装置の製造方
法。
（７）半導体基板または半導体基板上に形成された第１
の導体層の表面に、第２の導体薄膜を形成する工程を含
む半導体装置の製造方法において、基板表面を硼素（Ｂ
）、ヒ素（Ａｓ）あるいは燐（Ｐ）原子のうちの少なくとも１種の原子を含む
気相化合物を一成分とするガス雰囲気中にさらす表面エ
ッチング工程と、前紀半導体基板または半導体基板上に形成された前記第１の導体層の表面に、第２の導体薄膜を形
成する導体薄膜形成工程とを含むようにしたことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
（８）表面に絶縁層及び半導体層あるいは第１の半導体
層が露出した基体の前記半導体層あるいは第１の導体層
上に選択的に第２の導体層膜を形成するに際し、前記絶縁層表面膜は、前記絶縁層の構成原子をＡ＿１（ｉ−１，２，…）、原子Ａ＿１のＭｕｌｌ
ｉｋｅｎの電気陰性度をχ＿１としたときに、前記絶縁
層の電気陰性度Δχを Δχ≡Σχ＿１／Σｉ…（Ａ）で定義し、さらにΔχ（Ａ）を前記半導体層あるいは第
１の導体層に選択的に堆積するための第２の導体層を構
成する物質の化合物ガスの上記（Ａ）式による電気陰性
度で定義したときに５＜ΔχまたはｌΔχ−Δχ（Ａ）ｌ＜２．５を満たす
ようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（９）真空容器と、反応性ガス供給系とを備え、前記真空容器内に基板を収納し、前記容器内に前記基板表面に薄膜を堆積するように構成された化
学的気相成長装置において、前記真空容器内壁及び前記真空容器内の前記ガスに曝される面の材料は、その構成原子をＡ＿１（
ｉは構成原子の番号）Ａ＿１のＭｕｌｌｉｋｅｎの電気
陰性度をχ＿ｉとしたとき、前記材料の電気陰性度を Δχ≡Σχ＿１／Σｉ…（Ａ）で定義し、さらにΔχ（Ｂ）を堆積する薄膜の原料ガス
化学種の前記（Ａ）式による電気陰性度で定義したとき
、５＜Δχ（Ｍ）またはｌΔχ（Ｍ）−Δχ（Ｂ）ｌ＜２．５を満たすような材料で構成されるようにしたことを特徴
とする化学的気相成長装置。