JPH03173125A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03173125A
JPH03173125A JP31219189A JP31219189A JPH03173125A JP H03173125 A JPH03173125 A JP H03173125A JP 31219189 A JP31219189 A JP 31219189A JP 31219189 A JP31219189 A JP 31219189A JP H03173125 A JPH03173125 A JP H03173125A
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JP
Japan
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substrate
film
layer
oxide film
etching
Prior art date
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Pending
Application number
JP31219189A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigehiko Kaji
成彦 梶
Haruo Okano
晴雄 岡野
Hitoshi Ito
仁 伊藤
Renpei Nakada
錬平 中田
Toru Watanabe
徹 渡辺
Takayuki Endo
隆之 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH03173125A publication Critical patent/JPH03173125A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce a contact resistance of an interconnection layer and to form an electrode interconnection whose reliability is high by a method wherein, before a second conductor layer is formed so as to come into contact with the surface of a substrate of a conductor layer such as a first interconnection layer or the like, the surface of the conductor layer is exposed to an atmosphere of a mixed gas composed of hydrogen gas and a gas containing at least one kind of halogen atoms while it is being irradiated with light. CONSTITUTION:An element isolation and insulating film 2 is first formed on the surface of a p-type silicon substrate 1; an element region is formed; then, a diffusion layer 3 is formed. At this time, a spontaneous oxide film 6 is formed on the surface. In addition, a silicon oxide film 4 is formed by a CVD method or the like; a contact hole 5 is made in the film; a resist is stripped off and removed. At this time, the spontaneous oxide film 6 is formed on the diffusion layer 3 at the bottom. The substrate 1 is placed in a vacuum container; a gas atmosphere of hydrogen and chlorine is formed; the diffusion layer 3 and the silicon oxide film 4 are etched when they are irradiated with light of a mercury lamp; the spontaneous oxide film 6 is removed. The substrate 1 is transferred to a CVD apparatus; a tungsten film 7 is filled into the contact hole 5. Thereby, an interconnection layer which is uniform and whose contact resistance is small is formed.

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に係り、特にコンタク
ト抵抗の低減に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to reducing contact resistance.

(従来の技術) 近年、コンピュータや通信機器の重要部分には大規模集
積回路<LS I)か広く用いられるようになってきて
いる。これらLSIは、数ミリ角の半導体基板上に多数
の能動素子あるいは受動素子を電気回路を構成するよう
に接続しつつ集積化して作られている。
(Prior Art) In recent years, large-scale integrated circuits (LSI) have come to be widely used in important parts of computers and communication equipment. These LSIs are manufactured by integrating a large number of active elements or passive elements on a semiconductor substrate several millimeters square by connecting them to form an electric circuit.

この集積化はますます進む一方であり、構成素子の微細
化および高密度化への研究が急速に進められ、超高集積
化回路の製造も実用化されてきている。
This integration is progressing more and more, and research into miniaturizing and increasing the density of component elements is progressing rapidly, and the production of ultra-highly integrated circuits is also being put into practical use.

このようなLSI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、256KSR
AM等の超LSIは1〜1.26m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。
Such high integration of LSIs is brought about by miniaturization of elements. For example, IMDRAM, 256KSR
VLSIs such as AM are manufactured using design standards of 1 to 1.26 m, and are being manufactured using submicron design standards for the purpose of higher integration.

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。これは配線技術を例にとると、設計基準の縮
小で配線幅は小さくなるのに対し、能動素子が増大する
ため、細くかつ複雑な配線の取り回しを行う必要があり
、コンタクトホールも深く細くなる傾向にある。
However, this miniaturization is making it increasingly difficult to manufacture VLSIs. Taking wiring technology as an example, the reduction in design standards reduces the wiring width, but as the number of active elements increases, it is necessary to route thinner and more complex wiring, and contact holes also become deeper and thinner. There is a tendency.

このため、従来から用いられているスパッタリング法に
よるアルミニウム合金配線では、十分な肢覆性が得られ
なくなるという問題がある。
For this reason, there is a problem in that the conventionally used aluminum alloy wiring formed by the sputtering method cannot provide sufficient coverage.

これは、シャドウィング現象と呼ばれる現象により、接
続孔の底部で膜厚が薄くなるためである。
This is because the film thickness becomes thinner at the bottom of the connection hole due to a phenomenon called shadowing.

また、アルミニウム配線のオーバーハング形状はアルミ
ニウム配線上に絶縁膜を形成した際にいわゆる“す“が
生じる原因ともなる。“す”は多層配線を形成する場合
、上層の加工精度を劣化させることにもなる。このよう
に素子の微細化に伴い、アルミニウム配線の信頼性が低
下するという問題が生じる。
In addition, the overhang shape of the aluminum wiring also causes so-called "holes" to occur when an insulating film is formed on the aluminum wiring. When forming multilayer wiring, "su" also deteriorates the processing accuracy of the upper layer. As described above, with the miniaturization of elements, a problem arises in that the reliability of aluminum wiring decreases.

そこで、アルミニウム配線の信頼性を向上させるために
いろいろな工夫がなされている。
Therefore, various efforts have been made to improve the reliability of aluminum wiring.

その配線構造の1つに、配線の水平部分にはアルミ系の
一般配線を用いると共に、垂直部分ではコンタクトホー
ル内にタングステンやアルミニウムなどを埋め込んだ埋
め込み配線を用いる手法がある。
One of the wiring structures is to use aluminum-based general wiring in the horizontal part of the wiring, and to use buried wiring in which tungsten, aluminum, or the like is buried in contact holes in the vertical part.

この配線構造を第8図に示す。This wiring structure is shown in FIG.

この配線構造は、半導体基板111表面に形成された絶
縁層112上にアルミニウム系の第1の配線層113が
形成されており、この上層を覆う絶縁膜114が開口さ
れ、この接続孔115に選択CVD法などによりタング
ステン膜118が埋め込まれ、この上層に形成される第
2の配線層119と前記第1の配線層113はこのタン
グステン膜118を介して接続されるようになっている
In this wiring structure, an aluminum-based first wiring layer 113 is formed on an insulating layer 112 formed on the surface of a semiconductor substrate 111, an insulating film 114 covering the upper layer is opened, and a connection hole 115 is selected. A tungsten film 118 is embedded by a CVD method or the like, and a second wiring layer 119 formed above the second wiring layer 119 and the first wiring layer 113 are connected via this tungsten film 118.

この配線構造によれば、コンタクトホール内にW膜が充
填されているため、直接アルミニウム配線が延在する一
般の配線に比べ、段切れ等の問題は解消される。
According to this wiring structure, since the contact hole is filled with the W film, problems such as step breakage are solved compared to general wiring in which aluminum wiring directly extends.

しかしながら、この配線構造にも問題がある。However, this wiring structure also has problems.

これは、選択的CVD法等によるタングステン膜118
の形成に先立ち、基板表面に形成されている自然酸化膜
の問題である。
This is a tungsten film 118 formed by selective CVD method or the like.
This is a problem with the natural oxide film that is formed on the substrate surface prior to the formation of the oxide film.

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WF6等のWのハロゲン化物と水素H2やシ
ランSH4等の還元剤との混合ガスを原料ガスとして、
減圧CVD法によりアルミニウム合金膜等の導体表面に
のみW膜を成長し、酸化シリコン膜等の絶縁膜上には形
成しないW@の形成方法であるが、この方法では、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。
For example, the selective CVD method for tungsten W uses a mixed gas of a W halide such as tungsten hexafluoride WF6 and a reducing agent such as hydrogen H2 or silane SH4 as a raw material gas.
This method uses a low-pressure CVD method to grow a W film only on the surface of a conductor such as an aluminum alloy film, and does not form it on an insulating film such as a silicon oxide film. It has been found that the natural oxide film on the surface plays an important role in the characteristics during W deposition and the electrical characteristics between the deposited W and the underlying conductor.

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、基板表面に存在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。
In the VLSI process, when moving from one process to the next, the substrate must be transported in the atmosphere. At this time, the conductor film existing on the substrate surface is oxidized by oxygen in the atmosphere, and a natural oxide film grows on the surface.

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、W膜形成領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が進行する。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
自然酸化膜が成長するという問題があった。
That is, normally, elements are formed in a substrate, an insulating film is deposited, and a connection hole or interlayer connection hole is formed for contacting the element region in the substrate or the lower wiring region, and then the connection hole or the interlayer connection hole is formed. Selected CV for interlayer connection hole
A method of forming a D film is used. In reality, after forming connection holes or interlayer connection holes, a resist stripping process and a surface cleaning process are performed.
200: According to 1), the process proceeds in the order of removing the natural oxide film in the W film forming area, cleaning with pure water, drying steps, and placing the substrate in a CVD furnace. However, even with this method, the substrate is exposed to the atmosphere again in the pure water cleaning and drying steps after the dilute hydrofluoric acid treatment, so there is a problem in that a natural oxide film grows again on the surface of the metal region.

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膜が均一に成長し得ない、堆積の再現性がと
れない、コンタクト抵抗が非常に高くなる等の現象がみ
られた そこで、この問題を解決すべく、基板表面を大気中にさ
らすことなく、清浄に処理し自然酸化膜の成長を最小限
に抑えるため、酸化シリコン層114に接続孔115を
形成してアルミニウムの第1の配線層113を露出させ
たのち、例えばl\ロゲン系ガスを用いたドライエツチ
ングによりこの第1の配線層113表面の自然酸化膜を
除去し、減圧下で搬送し、上層の導体層を形成する方法
が堤案されている。
When attempting to deposit a W film on a substrate on which this natural oxide film was formed, phenomena such as the W film not being able to grow uniformly, the deposition reproducibility not being achieved, and the contact resistance becoming extremely high were observed. Therefore, in order to solve this problem, contact holes 115 are formed in the silicon oxide layer 114 in order to clean the substrate surface without exposing it to the atmosphere and to minimize the growth of the natural oxide film. After exposing the first wiring layer 113, the natural oxide film on the surface of the first wiring layer 113 is removed by dry etching using, for example, chlorine gas, and the upper conductor layer is removed by transporting under reduced pressure. A method of forming embankments has been proposed.

しかしながら、ハロゲン系ガスを用いたドライエツチン
グではハロゲン原子が多量に下地導体表面に残留する。
However, in dry etching using a halogen-based gas, a large amount of halogen atoms remain on the surface of the underlying conductor.

この残留したハロゲン原子は導体間の接触抵抗を高くし
たり、アルミニウム合金配線の腐食を促進するなど、配
線の信頼性低下の原因となっている。また、ハロゲン原
子が多量に下地導体表面に残留していると、金属膜の選
択CVDにおいては、下地導体表面上で局所的に金属膜
が成長したり、相が変わって成長するなどの異常成長を
引き起こすという問題があった。
These remaining halogen atoms increase the contact resistance between conductors, accelerate corrosion of aluminum alloy wiring, and become a cause of decreased wiring reliability. In addition, if a large amount of halogen atoms remain on the surface of the underlying conductor, selective CVD of the metal film may cause abnormal growth such as local growth of the metal film on the surface of the underlying conductor or growth with a changed phase. The problem was that it caused

(発明が解決しようとする課題) このように、選択CVD法によって基板表面または第1
の配線層の上に接続孔等を介して選択的に形成される第
2の配線層とのコンタクト抵抗を良好に保つため、コン
タクトホール形成後節2の配線層の成長に先立ち、ハロ
ゲンガスを用いたドライエツチングを行うと、第1の配
線層表面にノ10ゲン原子が残留し、第1の配線層の腐
食の原因となったり、第2の配線層の成長に際し異常成
長を引き起こす等の問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In this way, selective CVD can be used to
In order to maintain good contact resistance with the second wiring layer which is selectively formed on the wiring layer through contact holes etc., after forming the contact holes and prior to the growth of the wiring layer in Section 2, halogen gas is added. When dry etching is performed, atomic atoms remain on the surface of the first wiring layer, causing corrosion of the first wiring layer, abnormal growth during growth of the second wiring layer, etc. There was a problem.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、配線層の
コンタクト抵抗を低減し、信頼性の高い電極配線を形成
するための方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for reducing the contact resistance of a wiring layer and forming highly reliable electrode wiring.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) そこで本発明の方法では、基板表面あるいは第1の配線
層等の導体層上にコンタクトするように第2の導体層を
形成するに先立ち、光を照射しつつ、水素ガスと少なく
とも1種のハロゲン原子を含むガスとからなる混合ガス
雰囲気中に、第2の導体層形成表面すなわち、前記基板
表面あるいは第1の配線層等の導体層表面をさらすよう
にしている。
(Means for Solving the Problems) Therefore, in the method of the present invention, prior to forming a second conductor layer so as to be in contact with the substrate surface or a conductor layer such as a first wiring layer, while irradiating the second conductor layer with light, , exposing the surface on which the second conductor layer is formed, that is, the surface of the substrate or the surface of the conductor layer such as the first wiring layer, to a mixed gas atmosphere consisting of hydrogen gas and a gas containing at least one type of halogen atom. There is.

(作用) 本発明の方法によれば、光を照射しつつ、水素ガスと少
なくとも1種のハロゲン原子を含むガスとからなる混合
ガス雰囲気中に、第2の導体層形成表面をさらすように
しているため、光によってハロゲンの活性化を促進し、
良好に自然酸化膜をエツチングすることができる。
(Function) According to the method of the present invention, the surface on which the second conductor layer is formed is exposed to a mixed gas atmosphere consisting of hydrogen gas and a gas containing at least one type of halogen atom while irradiating light. light promotes the activation of halogens,
Natural oxide film can be etched well.

この場合、RIEに比べると、活性種が基板に打ち込ま
れることがなく、物理的に表面に残されるハロゲンはな
い。
In this case, compared to RIE, no active species are implanted into the substrate and no halogen is physically left on the surface.

また、反応表面に光が照射されているため、反応生成物
の脱離も促進される。このため、ダウンフロ一方式のプ
ラズマエツチングに比べても表面にハロゲンが残りにく
いという効果がある。
Furthermore, since the reaction surface is irradiated with light, desorption of reaction products is also promoted. Therefore, compared to down-flow one-type plasma etching, there is an effect that halogen is less likely to remain on the surface.

ところで、上記表面エツチング反応は次のようにして進
行していく。
By the way, the above surface etching reaction proceeds as follows.

連鎖開始反応 H2→2H(1) AX+λ→A十X          (2)A:金属 X:ハロゲン原子 λ:光 AX:ハロゲン原子を含む気相化合物 連鎖成長反応 H+AX−4X+AH又はHX+A  (3)X+H2
→HX+H(4) A+H2→AH+H(5) 連鎖停止反応 2 H−” H2(6) A+X→AX           (7)従って、H
2(水素)とAX(ハロゲン原子を含む気相化合物)の
濃度を制御することにより、ハロゲン原子濃度を制御す
ることができる。
Chain initiation reaction H2→2H (1) AX+λ→A×X (2) A: Metal X: Halogen atom λ: Light AX: Gas-phase compound chain growth reaction containing halogen atom H+AX-4X+AH or HX+A (3)
→HX+H(4) A+H2→AH+H(5) Chain termination reaction 2 H-" H2(6) A+X→AX (7) Therefore, H
By controlling the concentrations of 2 (hydrogen) and AX (a gas phase compound containing a halogen atom), the halogen atom concentration can be controlled.

また、連鎖の停止はH2あるいはAXの供給を止めるこ
とにより瞬時に生じるため、ハロゲン原子濃度の制御性
に優れている。
Furthermore, since the chain is instantaneously stopped by stopping the supply of H2 or AX, the halogen atom concentration can be easily controlled.

このようにハロゲン原子濃度を制御することにより自然
酸化膜を除去すると共に導体層表面へのハロゲン原子の
残留を防止することが可能である。
By controlling the halogen atom concentration in this manner, it is possible to remove the natural oxide film and prevent halogen atoms from remaining on the surface of the conductor layer.

(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。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1 この例では、シリコン基板表面に形成した拡散層上に絶
縁膜を介して形成したコンタクト孔内に、タングステン
膜を選択CVD法により形成するものである。
Example 1 In this example, a tungsten film is formed by selective CVD in a contact hole formed on a diffusion layer formed on the surface of a silicon substrate via an insulating film.

まず、第1図(a)に示すように、比抵抗5Ω・印のp
型シリコン基板1表面に、素子分離絶縁膜2を形成し、
素子領域を形成する。
First, as shown in Figure 1(a), p of the specific resistance 5Ω
Forming an element isolation insulating film 2 on the surface of a mold silicon substrate 1,
Form an element region.

この後、第1図(b)に示すように、ヒ素イオンを注入
し活性化を行い拡散層3を形成する。このとき拡散層表
面には自然酸化膜6が形成されている。
Thereafter, as shown in FIG. 1(b), arsenic ions are implanted and activated to form a diffusion layer 3. At this time, a natural oxide film 6 is formed on the surface of the diffusion layer.

さらに第1図(C)に示すように、CVD法等により酸
化シリコン膜4を形成する。
Furthermore, as shown in FIG. 1C, a silicon oxide film 4 is formed by CVD or the like.

そして、第1図(d)に示すように、通常のフォトリソ
法および反応性イオンエツチング(RI E)法により
し、この酸化シリコン膜4にコンタ−シト孔5を形成し
、酸素プラズマによりレジストを剥離除去する。このと
きコンタクト孔5底部の拡散層3表面には自然酸化膜6
が形成されている。
Then, as shown in FIG. 1(d), a contact hole 5 is formed in the silicon oxide film 4 using a conventional photolithography method and a reactive ion etching (RIE) method, and the resist is removed using oxygen plasma. Peel and remove. At this time, a natural oxide film 6 is formed on the surface of the diffusion layer 3 at the bottom of the contact hole 5.
is formed.

このようにしてコンタクト孔5を形成した基板を真空容
器中に設置し、水素流量200 cc/1n。
The substrate with the contact holes 5 formed in this way was placed in a vacuum container, and the hydrogen flow rate was 200 cc/1n.

塩素(C1:吸収極大波長340 nm)流量50cc
/win、圧力5 Q IITorrmのガス雰囲気を
形成し、500Wの水銀ランプ(波長254,313,
365 ns)による光を照射しながら200秒間エツ
チングを行った(第1図(e))。このエツチングによ
り、拡散層は20人/1nのエツチング速度でエツチン
グされ、酸化シリコンは70人/a+inのエツチング
速度でエツチングされる。このようにして自然酸化膜は
エツチング除去される。
Chlorine (C1: maximum absorption wavelength 340 nm) flow rate 50cc
/win, pressure 5 Q II Torrm gas atmosphere is formed, 500W mercury lamp (wavelength 254, 313,
Etching was performed for 200 seconds while irradiating with light (365 ns) (FIG. 1(e)). By this etching, the diffusion layer is etched at an etching rate of 20 people/in, and the silicon oxide is etched at an etching rate of 70 people/a+in. In this way, the natural oxide film is removed by etching.

ここで、光は装置概念図を第2図に示すように、基板に
平行となるように矢印1の方向に照射してもよいし、基
板に対して垂直となるように矢印2の方向に照射しても
よいが、矢印2の方向に照射した方がエツチング速度は
大きく、矢印1の方向に照射した場合の約2倍となる。
Here, the light may be irradiated in the direction of arrow 1 so as to be parallel to the substrate, or in the direction of arrow 2 so as to be perpendicular to the substrate, as shown in the conceptual diagram of the device in Fig. 2. Although irradiation may be performed, the etching speed is higher when irradiated in the direction of arrow 2, and is approximately twice that when irradiated in the direction of arrow 1.

ここでは矢印2の方向に照射した。Here, irradiation was performed in the direction of arrow 2.

そして、第1図(「)に示すように、この表面エツチン
グ後の基板を酸化雰囲気にさらすことなく、CVD装置
に移し、基板温度350℃とし、六弗化タングステン(
WFs)流量10 cc/sin、シラン流In 10
 cc/l1lin、圧力10 mTorr 、堆積速
度0゜2μ+IlZ分でタングステン膜7をコンタクト
孔内に埋め込む。
Then, as shown in Figure 1 (), the substrate after surface etching was transferred to a CVD apparatus without exposing it to an oxidizing atmosphere, the substrate temperature was set to 350°C, and tungsten hexafluoride (
WFs) Flow rate 10 cc/sin, silane flow In 10
Tungsten film 7 is buried in the contact hole at cc/l1lin, pressure of 10 mTorr, and deposition rate of 0°2μ+IlZ.

このようにして、均一でコンタクト抵抗の小さい配線層
を形成することが可能となる。
In this way, it is possible to form a uniform wiring layer with low contact resistance.

なお、第1図(e)に示した表面エツチング工程におい
て、水素流量を0〜1000 cc/mlnと変化させ
た場合の、酸化シリコン膜のエツチング速度と、処理後
の基板表面の残留塩素量との関係をX線光電子分光(X
PS)法により、71?3定した結果とを第3図に示す
In addition, in the surface etching process shown in FIG. 1(e), the etching rate of the silicon oxide film and the amount of residual chlorine on the substrate surface after treatment when the hydrogen flow rate was varied from 0 to 1000 cc/mln. The relationship between X-ray photoelectron spectroscopy (X
Figure 3 shows the results obtained by determining 71?3 using the PS) method.

この結果、水素流量が0の場合は、多くの残留塩素がみ
られるが、200 cc/m1nとしたとき急激に残留
塩素は減少していることがわかる。
As a result, it can be seen that when the hydrogen flow rate is 0, a large amount of residual chlorine is observed, but when the hydrogen flow rate is set to 200 cc/ml, the residual chlorine decreases rapidly.

また、水素流量100 cc/win以下では、表面に
残留した塩素原子のためにβ相のタングステンが一部異
常成長したり、抵抗が高くなるなどの不良が生じること
があった。
Further, when the hydrogen flow rate is less than 100 cc/win, defects such as abnormal growth of β-phase tungsten or increased resistance may occur due to chlorine atoms remaining on the surface.

さらにまた、前記実施例1では、塩素ガスに光を照射し
、温度制御を行うことなく室温で行ったが、基板を10
0〜600℃に加熱することにより、第4図に示すよう
に、エツチング速度を高め、エツチング時間をより短縮
することが可能となる。
Furthermore, in Example 1, chlorine gas was irradiated with light and the process was carried out at room temperature without temperature control.
By heating to 0 to 600 DEG C., as shown in FIG. 4, it becomes possible to increase the etching rate and further shorten the etching time.

また、前記実施例1では、エツチングガスとして塩素ガ
スを用いたが、自然酸化膜が除去されればよく、HCI
、Br2.HBr、NF3.BCl3、SF6等他のハ
ロゲン原子を含む気相化合物を用いてもよい。
In addition, in the first embodiment, chlorine gas was used as the etching gas, but it is only necessary to remove the natural oxide film, and HCI
, Br2. HBr, NF3. Gas phase compounds containing other halogen atoms such as BCl3 and SF6 may also be used.

さらに、ハロゲン原子を含む気相化合物をアルゴン、ヘ
リウムなどの希ガス、窒素等で希釈してハロゲン原子を
含む気相化合物の分圧を制御し、光照射によるエツチン
グ時のエツチング速度を遅くするようにしてもよい。
Furthermore, the partial pressure of the gas phase compound containing halogen atoms is diluted with a rare gas such as argon or helium, nitrogen, etc., and the etching rate during etching by light irradiation is slowed down. You may also do so.

また、光源として水銀ランプを用いるようにしたが、ハ
ロゲンランプ、紫外線レーザ等を用いてもよい。
Further, although a mercury lamp is used as a light source, a halogen lamp, an ultraviolet laser, or the like may also be used.

さらに、前記実施例では、n型拡散層へのコンタクトの
形成について説明したが、硼素(B)イオンなどの注入
により形成された型拡散層へのコンタクトの形成につい
ても適用可能であることはいうまでもない。
Further, in the above embodiments, the formation of a contact to an n-type diffusion layer was explained, but it is also applicable to the formation of a contact to a type diffusion layer formed by implantation of boron (B) ions, etc. Not even.

実施例2 次に本発明の第2の実施例について説明する。Example 2 Next, a second embodiment of the present invention will be described.

この例では、実施例1で異常成長が生じた水素流fjk
 100 cc/win以下の場合にも、水素と塩素ガ
スによるエツチング処理後、水素プラズマ処理を行うこ
とにより、表面の塩素原子を除去し、コンタクト抵抗の
低い配線層を形成するようにしたものである。
In this example, the hydrogen flow fjk in which abnormal growth occurred in Example 1
Even in the case of 100 cc/win or less, hydrogen plasma treatment is performed after etching with hydrogen and chlorine gas to remove chlorine atoms on the surface and form a wiring layer with low contact resistance. .

すなわち、第1図(a)乃至第1図(d)の工程に従っ
てコンタクト孔5を形成した後、第1図(r)に示すよ
うな表面エツチング工程で、水素流量100 cc/w
inとし、水素と塩素ガスによるエツチング処理を行っ
た後、水素500 cc/ll1in、圧力2011T
Orr s高周波電力100W、基板バイアス−100
V、処理時間90秒で水素プラズマ処理を行った。この
水素プラズマ処理後の基板表面をXPSで測定した結果
、塩素は検出されず、塩素原子が除去されていることが
分かる。
That is, after forming the contact hole 5 according to the steps shown in FIG. 1(a) to FIG. 1(d), a surface etching step as shown in FIG. 1(r) is performed at a hydrogen flow rate of 100 cc/w.
After etching with hydrogen and chlorine gas, hydrogen 500 cc/ll1in, pressure 2011T
Orr s High frequency power 100W, substrate bias -100
V, hydrogen plasma treatment was performed for a treatment time of 90 seconds. As a result of measuring the surface of the substrate after this hydrogen plasma treatment by XPS, no chlorine was detected, indicating that chlorine atoms were removed.

そして、第1図(f’)に示すように、この表面エツチ
ング後の基板を酸化雰囲気にさらすことなく、CVD装
置に移し、基板温度350℃とし、六弗化タングステン
(WF6)流量10 cc/min、シラン流量10 
cc/1n、圧力10 raTorr 、堆積速度0゜
2μ讃/分でタングステン膜7をコンタクト孔内に埋め
込む。
Then, as shown in FIG. 1(f'), the surface-etched substrate was transferred to a CVD apparatus without being exposed to an oxidizing atmosphere, the substrate temperature was set to 350°C, and the tungsten hexafluoride (WF6) flow rate was 10 cc/cm. min, silane flow rate 10
The tungsten film 7 is buried in the contact hole at cc/1n, pressure 10 raTorr, and deposition rate 0° 2 μm/min.

このようにして、異常成長の発生もなく、タングステン
膜7を良好に埋め込むことができ、均一でコンタクト抵
抗の小さい配線層を形成することが可能となる。
In this way, the tungsten film 7 can be buried well without abnormal growth, and a uniform wiring layer with low contact resistance can be formed.

なお、この水素プラズマ処理工程でも、500W水銀ラ
ンプ光等をプラズマあるいは基板に照射することにより
処理時間を短縮することが可能となる。
Note that even in this hydrogen plasma processing step, the processing time can be shortened by irradiating the plasma or the substrate with 500 W mercury lamp light or the like.

また、この水素プラズマ処理工程では、水素をアルゴン
などの希ガスで希釈するようにしてもよい。
Further, in this hydrogen plasma treatment step, hydrogen may be diluted with a rare gas such as argon.

実施例3 また、実施例2においては、高周波放電により生起した
水素プラズマを用いて残留塩素原子を除去するようにし
たが、マイクロ波放電により生起した水素プラズマを用
いるようにしてもよい。
Example 3 In Example 2, residual chlorine atoms were removed using hydrogen plasma generated by high-frequency discharge, but hydrogen plasma generated by microwave discharge may also be used.

すなわち、実施例2と同様にして、水素ガスと塩素ガス
との混合ガスによる光エッチングを行った後、第5図に
装置概念図を示すように、水素50 cc/1n、圧力
0、I Torr、マイクロ波電力50Wで生起した水
素プラズマを基板上に輸送し、処理を行った。この水素
プラズマ処理後の基板表面をXPSで測定した結果、塩
素原子は検出されず、塩素原子が水素プラズマ処理によ
って除去されていることが分かる。
That is, in the same manner as in Example 2, after photo-etching with a mixed gas of hydrogen gas and chlorine gas, as shown in the conceptual diagram of the apparatus in FIG. , hydrogen plasma generated with microwave power of 50 W was transported onto the substrate and processed. As a result of XPS measurement of the substrate surface after this hydrogen plasma treatment, no chlorine atoms were detected, indicating that chlorine atoms were removed by the hydrogen plasma treatment.

そして、実施例2と全く同様に、第1図mに示すように
、この表面エツチング後の基板を酸化雰囲気にさらすこ
となく、CVD装置に移し、基板温度350℃とし、六
弗化タングステン(WF6)流量10 cc/a+in
、シラン流17110 cc/1n、圧力10 a+T
orr 、堆積速度0.2μI11/分でタングステン
膜7をコンタクト孔内に埋め込む。
Then, in exactly the same manner as in Example 2, as shown in FIG. )Flow rate 10 cc/a+in
, silane flow 17110 cc/1n, pressure 10 a+T
The tungsten film 7 is buried in the contact hole at a deposition rate of 0.2 μI11/min.

このようにして、異常成長の発生もなく、タングステン
膜7を良好に埋め込むことができ、均一でコンタクト抵
抗の小さい配線層を形成することが可能となる。
In this way, the tungsten film 7 can be buried well without abnormal growth, and a uniform wiring layer with low contact resistance can be formed.

なお、この水素プラズマ処理工程でも、500W水銀ラ
ンプ光等をプラズマあるいは基板に照射することにより
処理時間を短縮することが可能となる。
Note that even in this hydrogen plasma processing step, the processing time can be shortened by irradiating the plasma or the substrate with 500 W mercury lamp light or the like.

また、この水素プラズマ処理工程では、水素をアルゴン
などの希ガスで希釈するようにしてもよい。
Further, in this hydrogen plasma treatment step, hydrogen may be diluted with a rare gas such as argon.

実施例4 次に第4の実施例として、光を照射しながら工ッチング
を行うに際し、光増感剤として水銀蒸気を添加して表面
エツチングを行う方法について説明する。
Example 4 Next, as a fourth example, a method of performing surface etching by adding mercury vapor as a photosensitizer when etching is performed while irradiating light will be described.

すなわち、前記実施例と同様にして、コンタクト孔5を
形成した後、水素ガスと塩素ガスとの混合ガスによる光
エッチングを行う際に、水素ガスを25℃の水銀溜め(
接触面積2 cj )を通し、水銀蒸気含有ガスとして
、水素流量100 cc/min。
That is, after forming the contact hole 5 in the same manner as in the above embodiment, when photo-etching is performed using a mixed gas of hydrogen gas and chlorine gas, the hydrogen gas is heated to a mercury reservoir (25° C.).
Hydrogen flow rate 100 cc/min as mercury vapor-containing gas through a contact area 2 cj ).

塩素ガス流量50 cc/1n、圧力50a+Torr
の条件で、5000Wの水銀ランプ光を照射しながら、
200秒間エツチングを行う。
Chlorine gas flow rate 50 cc/1n, pressure 50a+Torr
Under these conditions, while irradiating with 5000W mercury lamp light,
Etching is performed for 200 seconds.

この表面エツチング処理後の基板表面をXPSでJl定
した結果、塩素原子濃度は低くなっている。
The surface of the substrate after this surface etching treatment was subjected to Jl determination using XPS, and the chlorine atom concentration was found to be low.

これは、光を吸収し活性化した水銀からのエネルギー移
動により塩素が活性化され(光増感反応)、水銀を含ま
ない系に比べ塩素流量に対する塩素活性種の濃度が大幅
に高くなり、はとんどの塩素原子は活性種となって表面
エツチングに寄与するため、残留塩素原子は大幅に低減
されるためと考えられる。
This is because chlorine is activated by energy transfer from mercury that has been activated by absorbing light (photosensitization reaction), and the concentration of chlorine active species relative to the chlorine flow rate is significantly higher than in a system that does not contain mercury. This is thought to be because most of the chlorine atoms become active species and contribute to surface etching, so the residual chlorine atoms are significantly reduced.

そして、前述した実施例と全く同様に、第1図(「)に
示すように1、この表面エツチング後の基板を酸化雰囲
気にさらすことなく、CVD装置に移し、タングステン
膜7をコンタクト孔内に埋め込む。
Then, in exactly the same way as in the previous embodiment, as shown in FIG. Embed.

このようにして、異常成長の発生もなく、タングステン
膜7を良好に埋め込むことができ、均一でコンタクト抵
抗の小さい配線層を形成することが可能となる。
In this way, the tungsten film 7 can be buried well without abnormal growth, and a uniform wiring layer with low contact resistance can be formed.

なお、この実施例では、エツチングガスとして塩素ガス
を用いたが、自然酸化膜が除去されればよ く 、 H
CI、   Br2.   HBr、   NF  3
 、   BCl3、SF6等他のハロゲン原子を含む
気相化合物を用いてもよい。
In this example, chlorine gas was used as the etching gas, but it is sufficient that the natural oxide film is removed.
CI, Br2. HBr, NF 3
, BCl3, SF6, and other gas phase compounds containing halogen atoms may also be used.

さらに、ハロゲン原子を含む気を口化合物をアルゴン、
ヘリウムなどの希ガス、窒素等で希釈してハロゲン原子
を含む気相化合物の分圧を制御し、光照射によるエツチ
ング時のエツチング速度を遅くするようにしてもよい。
In addition, a chemical compound containing a halogen atom with argon,
The partial pressure of the gas phase compound containing halogen atoms may be controlled by diluting it with a rare gas such as helium, nitrogen, etc., and the etching rate during etching by light irradiation may be slowed down.

さらにまた、光増感剤としての水銀は、水素のみならず
、アルゴンなどの希ガス、窒素等をキャリアとして基板
上に導くようにしても良い。
Furthermore, mercury as a photosensitizer may be guided onto the substrate using not only hydrogen but also a rare gas such as argon, nitrogen, etc. as a carrier.

実施例5 上述した実施例1〜実施例4では、コンタクト孔内への
導体層の形成について説明したが、拡散層表面上に金属
層を張り付けるような場合にも適ITI可能である。こ
の例について説明する。
Example 5 In Examples 1 to 4 described above, the formation of a conductor layer in a contact hole has been described, but ITI can also be applied when a metal layer is pasted on the surface of a diffusion layer. This example will be explained.

すなわち、第6図(a)に示すように、p型シリコン基
板11表面に、素子分離絶縁膜12を形成し、素子領域
を形成し、さらにヒ素イオン等をを注入し活性化を行い
拡散層3を形成する。このとき、拡散層表面には自然酸
化膜16が形成されている。
That is, as shown in FIG. 6(a), an element isolation insulating film 12 is formed on the surface of a p-type silicon substrate 11, an element region is formed, and arsenic ions are implanted and activated to form a diffusion layer. form 3. At this time, a natural oxide film 16 is formed on the surface of the diffusion layer.

この後、第6図(b)に示すように、実施例1とまった
く同様に、この基板11を真空容器中に設置し、水素流
量200 cc/mln、塩素(C1:吸収極大波長3
40 nm)流量50 cc/1n、圧力50mTor
rmのcc/1n雰囲気を形成し、500Wの水銀ラン
プ(波長254,313,365tv)による光を照射
しながら200秒間エツチングを行った。
Thereafter, as shown in FIG. 6(b), this substrate 11 was placed in a vacuum container in exactly the same manner as in Example 1, and hydrogen flow rate was 200 cc/ml, chlorine (C1: maximum absorption wavelength 3).
40 nm) Flow rate 50 cc/1n, pressure 50 mTor
Etching was performed for 200 seconds while irradiating light from a 500 W mercury lamp (wavelength: 254, 313, 365 tv) under a rm cc/1n atmosphere.

このエツチングにより、拡散層は20人/ll1inの
エツチング速度でエツチングされ、酸化シリコンは70
人10+Inのエツチング速度でエツチングされる。
By this etching, the diffusion layer is etched at an etching rate of 20 people/11 inch, and the silicon oxide is etched at an etching rate of 70 people/11 inch.
Etched at an etching speed of 10+In.

このようにして自然酸化膜16はエツチング除去される
In this way, the natural oxide film 16 is removed by etching.

さらに第6図(C)に示すように、そして、第1図([
’)に示したのと同様、この表面エツチング後の基板を
酸化雰囲気にさらすことな(、CVD装置に移し、基板
温度350℃とし、六弗化タングステン(WFe)流量
10 cc/m1n、シラン流量10 cc/e+in
、圧力10 mTorr 、堆積速度0.2μm/分で
タングステン@17をこの拡散層13表面に選択的に形
成する。
Furthermore, as shown in FIG. 6(C), and FIG.
The substrate after surface etching was transferred to a CVD apparatus, the substrate temperature was 350°C, the tungsten hexafluoride (WFe) flow rate was 10 cc/ml, and the silane flow rate was 10 cc/ml. 10cc/e+in
Tungsten@17 is selectively formed on the surface of this diffusion layer 13 at a pressure of 10 mTorr and a deposition rate of 0.2 μm/min.

このようにして、異常底゛長の発生もなく均一なタング
ステン膜17を形成することが可能となる。
In this way, it is possible to form a uniform tungsten film 17 without generating an abnormal bottom length.

実施例6 さらにまた、本発明は、多層配線を行う場合に適用可能
である。
Embodiment 6 Furthermore, the present invention is applicable to multilayer wiring.

実施1P16として多層配線を行う場合について説明す
る。
A case will be described in which multilayer wiring is performed as Example 1P16.

まず、第7図(a)に示すように、p型シリコン基板2
1表面に、所望の素子領域(図示せず)を形成したのち
、酸化シリコン膜22を形成し、さらに第1の配線層2
3としてのアルミニウム合金(Al−3t)膜を形成す
る。
First, as shown in FIG. 7(a), a p-type silicon substrate 2
After forming a desired element region (not shown) on the first surface, a silicon oxide film 22 is formed, and then a first wiring layer 22 is formed.
An aluminum alloy (Al-3t) film as No. 3 is formed.

この後、第7図(b)に示すように、通常のフォトリソ
法および反応性イオンエツチング(RI E)法により
し、このアルミニウム合金膜をバターニングし、さらに
CVD法により、層間絶縁膜24としての酸化シリコン
膜を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 7(b), this aluminum alloy film is patterned using a normal photolithography method and a reactive ion etching (RIE) method, and is then patterned as an interlayer insulating film 24 using a CVD method. A silicon oxide film is formed.

そして、第7図 (C)に示すように、通常のフォトリ
ソ法および反応性イオンエツチング法によりし、この酸
化シリコン膜24にコンタクト孔25を形成し、酸素プ
ラズマによりレジストを剥離除去する。このときコンタ
クト孔25底部の第1の配線層23表面には自然酸化膜
26が形成されている。
Then, as shown in FIG. 7(C), contact holes 25 are formed in this silicon oxide film 24 by ordinary photolithography and reactive ion etching, and the resist is stripped and removed by oxygen plasma. At this time, a natural oxide film 26 is formed on the surface of the first wiring layer 23 at the bottom of the contact hole 25.

このようにしてコンタクト孔25を形成した基板を真空
容器中に設置し、水lf:流量500 cc7mIn。
The substrate with contact holes 25 formed in this manner was placed in a vacuum container, and water lf: flow rate was 500 cc7 ml.

塩素流量50 cc/ff1in、圧力50 n+To
rrmのガス雰囲気を形成し、500Wの水銀ランプ(
波長254゜313.365nm)による光を照射しな
カラ300秒間エツチングを行った(第7図(d))。
Chlorine flow rate 50 cc/ff1in, pressure 50 n+To
rrm gas atmosphere and a 500W mercury lamp (
Etching was performed for 300 seconds without irradiating light with a wavelength of 254°313.365 nm (FIG. 7(d)).

このエツチングにより、第1の配線層23を構成するア
ルミニウム合金膜は10人/1nのエツチング速度でエ
ツチングされ、酸化シリコンは70人/mlnのエツチ
ング速度でエツチングされる。このようにして自然酸化
膜はエツチング除去される。
Through this etching, the aluminum alloy film constituting the first wiring layer 23 is etched at an etching rate of 10 people/1n, and the silicon oxide is etched at an etching rate of 70 people/ml. In this way, the natural oxide film is removed by etching.

そして、第7図(e)に示すように、この表面エツチン
グ後の基板を酸化雰囲気にさらすことな(、CVD装置
に移し、基板温度350℃とし、六弗化タングステン(
WF6)流j110 cc/min、シラン流量10 
cc/a+in、圧力10IIITor「、堆積速度0
52μIIZ分でタングステン膜27をコンタクト孔内
に埋め込む。そして必要に応じてこのタングステン膜2
7にコンタクトするように上層にアルミニウム合金膜な
どを堆積しパターニングして第2の配線層28を形成す
る。
Then, as shown in FIG. 7(e), the substrate after surface etching is transferred to a CVD apparatus without exposing it to an oxidizing atmosphere, the substrate temperature is set to 350°C, and tungsten hexafluoride (
WF6) Flow rate: 110 cc/min, silane flow rate: 10
cc/a+in, pressure 10III Tor", deposition rate 0
A tungsten film 27 is buried in the contact hole by 52 μIIZ. Then, if necessary, this tungsten film 2
A second wiring layer 28 is formed by depositing an aluminum alloy film or the like on the upper layer so as to be in contact with the wiring layer 7 and patterning it.

このようにして、異常成長の発生もなく均一でコンタク
ト抵抗の小さい多層配線層を形成することが可能となる
In this way, it is possible to form a multilayer interconnection layer that is uniform and has low contact resistance without abnormal growth.

なお、前記実施例では、第1の配線層としてアルミニウ
ム合金を用いた場合について説明したが、多結晶シリコ
ンを用いた場合にも同一条件で表面エツチングを行うこ
とにより良好なコンタクト抵抗を得ることが可能である
。この場合表面エツチングに際し、第1の配線層23を
構成する多結晶シリコン膜は30 A7sinのエツチ
ング速度でエツチングされ、酸化シリコンは70 A 
/minのエツチング速度でエツチングされる。この場
合は、引き続き水素プラズマ処理を経て、タングステン
膜を形成することにより良好なコンタクト抵抗を得るこ
とができる。
In the above example, the case where an aluminum alloy was used as the first wiring layer was explained, but even when polycrystalline silicon is used, good contact resistance can be obtained by performing surface etching under the same conditions. It is possible. In this case, during surface etching, the polycrystalline silicon film constituting the first wiring layer 23 is etched at an etching rate of 30 A7sin, and the silicon oxide is etched at an etching rate of 70 A7sin.
Etching is performed at an etching speed of /min. In this case, good contact resistance can be obtained by subsequently forming a tungsten film through hydrogen plasma treatment.

なお、第1の配線層としてアルミニウム、多結晶シリコ
ンを用いたが、被処理体としては、タングステン−チタ
ン合金、モリブデン、タングステン、チタン、銅等の金
属、硅化モリブデン、硅化タングステン、硅化チタン等
の金属シリサイド、あるいは窒化タングステン、窒化チ
タン等の窒化金属、アモルファスシリコンでも良く、さ
らにはシリコン、ゲルマニウム、等の■族半導OE、G
aAs、InP等のmv族化合物半導体などてもよい。
Although aluminum and polycrystalline silicon were used as the first wiring layer, materials to be processed include tungsten-titanium alloys, metals such as molybdenum, tungsten, titanium, copper, molybdenum silicide, tungsten silicide, titanium silicide, etc. Metal silicide, metal nitride such as tungsten nitride or titanium nitride, or amorphous silicon may be used, and furthermore, group III semiconductor OE, G such as silicon or germanium may be used.
MV group compound semiconductors such as aAs and InP may also be used.

また、2種以上の導体が同時に露出している場合にも適
用可能である。
It is also applicable to cases where two or more types of conductors are exposed at the same time.

さらに第2の導体層として、タングステンを用いたが、
導体層であればよく、多結晶シリコン薄膜、アモルファ
スシリコン薄膜、金属薄膜、合金NM!、金属シリサイ
ド7’JH1窒化金属/l!!膜等でもよい。さらに、
形成方法としてもCVD法に限定されることなく、スパ
ッタリング法などにも適用可能である。
Furthermore, tungsten was used as the second conductor layer, but
Any conductive layer may be used, such as polycrystalline silicon thin film, amorphous silicon thin film, metal thin film, alloy NM! , metal silicide 7'JH1 metal nitride/l! ! A film or the like may also be used. moreover,
The forming method is not limited to the CVD method, and may also be applied to a sputtering method.

また、ハロゲン原子を含む気体としても、光励起によっ
て被処理体表面の自然酸化膜をエツチングする活性種を
生じるものであればよい。
Furthermore, any gas containing halogen atoms may be used as long as it generates active species that can etch the natural oxide film on the surface of the object to be processed by photoexcitation.

その他、要旨を逸脱しない範囲で変形して応用できる。Other modifications can be made without departing from the gist.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明してきたように、本発明の方法にょれば、基板
表面あるいは第1の配線層等の導体層上にコンタクトす
るように第2の導体層を形成するに先立ち、光を照射し
つつ、水素ガスと少なくとも1種のハロゲン原子を含む
ガスの混合ガス雰囲気中に、第2の導体層形成表面をさ
らすようにしているため、コンタクト抵抗を低くするこ
とが可能である。
As explained above, according to the method of the present invention, prior to forming the second conductor layer so as to contact the surface of the substrate or the conductor layer such as the first wiring layer, while irradiating light, Since the surface on which the second conductor layer is formed is exposed to a mixed gas atmosphere of hydrogen gas and a gas containing at least one type of halogen atom, it is possible to lower the contact resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は(a)乃至第1図(f)は本発明の第1の実施
例の配線層の形成工程を示す図、第2図は第1の実施例
における表面エツチング工程の装置概念図、第3図は同
表面エツチング工程における水素流量と残留塩素量およ
び酸化シリコンのエツチング速度との関係を示す図、第
4図は同表面エツチング工程における基板温度とエツチ
ング速度との関係を示す図、第5図は第4の実施例にお
けるマイクロ波励起水素プラズマ処理の装置概念図、第
6図(a)乃至第6図(C)は本発明の第5の実施例の
半導体装置の製造工程を示す図、第7図(a)乃至第7
図(e)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8図は配線構造の一例を示す図である。 1・・・シリコン基板、2・・・素子分離絶縁膜、3・
・・拡散層、4・・・酸化シリコン膜、5・・・コンタ
クト孔、6・・・自然酸化膜、7・・・タングステン膜
、11・・・シリコン基板、12・・・素子分離絶縁膜
、13・・・拡散層、16・・・自然酸化膜、17・・
・タングステン膜、21・・・シリコン基板、22・・
・酸化シリコン膜、23・・・アルミニウム合金膜、2
4・・・酸化シリコン膜、25・・・層間接続孔、26
・・・自然酸化膜、27・・・タングステン膜、28・
・・第2の配線層、111・・・半導体基板、112・
・・絶縁層、113・・・第1の配線層、114・・・
絶縁膜、115・・・接続孔、118・・・タングステ
ン膜、11つ・・・第2の配線層。 144− 光(方向2) +++ 第2図 尤 士 第5図 6 第6図 第7図 第8図
1(a) to 1(f) are diagrams showing the process of forming a wiring layer in the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram of an apparatus for the surface etching process in the first embodiment. , FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the hydrogen flow rate, the amount of residual chlorine, and the etching rate of silicon oxide in the same surface etching process, and FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the substrate temperature and etching rate in the same surface etching process. FIG. 5 is a conceptual diagram of an apparatus for microwave-excited hydrogen plasma processing according to the fourth embodiment, and FIGS. 6(a) to 6(C) illustrate the manufacturing process of a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. Figures 7(a) to 7
FIG. 8E is a diagram showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing an example of a wiring structure. 1... Silicon substrate, 2... Element isolation insulating film, 3.
... Diffusion layer, 4... Silicon oxide film, 5... Contact hole, 6... Natural oxide film, 7... Tungsten film, 11... Silicon substrate, 12... Element isolation insulating film , 13... Diffusion layer, 16... Natural oxide film, 17...
・Tungsten film, 21...Silicon substrate, 22...
・Silicon oxide film, 23... Aluminum alloy film, 2
4... Silicon oxide film, 25... Interlayer connection hole, 26
...Natural oxide film, 27...Tungsten film, 28.
...Second wiring layer, 111...Semiconductor substrate, 112.
...Insulating layer, 113...First wiring layer, 114...
Insulating film, 115... Connection hole, 118... Tungsten film, 11... Second wiring layer. 144- Light (Direction 2) +++ Figure 2 Figure 5 Figure 6 Figure 6 Figure 7 Figure 8

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板表面あるいは第1の配線層等の導体層上にコ
ンタクトするように第2の導体層を形成する工程を含む
半導体装置の製造方法において、前記第2の導体層を形
成するに先立ち、光 を照射しつつ、水素ガスと少なくとも1種のハロゲン原
子を含むガスとを含有する混合ガス雰囲気中に、前記基
板あるいは第1の配線層等の導体層形成表面をさらす表
面処理工程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。
(1) In a method for manufacturing a semiconductor device including a step of forming a second conductor layer in contact with the substrate surface or a conductor layer such as a first wiring layer, prior to forming the second conductor layer, , a surface treatment step of exposing the substrate or the surface on which a conductive layer such as the first wiring layer is formed in a mixed gas atmosphere containing hydrogen gas and a gas containing at least one type of halogen atom while irradiating with light. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that:
(2)前記第2の配線層形成工程はCVD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。
(2) The method for manufacturing a semiconductor device according to claim (1), wherein the second wiring layer forming step is a CVD step.
(3)前記表面処理工程は、前記混合ガス雰囲気が、光
増感反応を生じ、活性種濃度を増大する光増感剤となる
原子あるいは分子を含有するもの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) In the surface treatment step, the mixed gas atmosphere contains atoms or molecules that become a photosensitizer that causes a photosensitization reaction and increases the concentration of active species. (1) A method for manufacturing a semiconductor device according to the above.
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