JPH04340254A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04340254A JPH04340254A JP16425591A JP16425591A JPH04340254A JP H04340254 A JPH04340254 A JP H04340254A JP 16425591 A JP16425591 A JP 16425591A JP 16425591 A JP16425591 A JP 16425591A JP H04340254 A JPH04340254 A JP H04340254A
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Links
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に関し、特にコンタクト孔を介した配線方法に関するも
のである。
に関し、特にコンタクト孔を介した配線方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの高集積化，微細化に伴い層間配
線のためのコンタクト孔の径が小さくなり、配線の段差
被覆が悪く接触抵抗が大きくなるという問題点が生じて
いた。そのため、従来よりコンタクト孔を金属で埋め込
むという方法が採用されている。
線のためのコンタクト孔の径が小さくなり、配線の段差
被覆が悪く接触抵抗が大きくなるという問題点が生じて
いた。そのため、従来よりコンタクト孔を金属で埋め込
むという方法が採用されている。
【０００３】例えば図５〜図９はコンタクト孔をタング
ステン（Ｗ）で埋め込む場合について工程順に示した断
面図である。
ステン（Ｗ）で埋め込む場合について工程順に示した断
面図である。
【０００４】図５において半導体基板１上に第１の層間
絶縁膜例えばシリコン酸化膜７をＣＶＤ法により形成し
、更にこの上にＡｌ合金例えばＡｌＳｉ合金からなる第
１の配線２を、スパッタリング及びフォトリソグラフィ
及びエッチング技術で作製する。
絶縁膜例えばシリコン酸化膜７をＣＶＤ法により形成し
、更にこの上にＡｌ合金例えばＡｌＳｉ合金からなる第
１の配線２を、スパッタリング及びフォトリソグラフィ
及びエッチング技術で作製する。
【０００５】なお、ここではこの第１の配線に接続され
るべきトランジスタ等の能動素子については、簡単のた
め省略している。
るべきトランジスタ等の能動素子については、簡単のた
め省略している。
【０００６】次にＣＶＤ法で第２の層間絶縁膜例えばシ
リコン酸化膜３をＣＶＤ法によってシリコン酸化膜７及
び第１の配線２上に形成する（図６）。更にその後フォ
トリソグラフィ及びエッチング技術によってコンタクト
孔４を形成し、第１の配線２を露呈させる（図７）。
リコン酸化膜３をＣＶＤ法によってシリコン酸化膜７及
び第１の配線２上に形成する（図６）。更にその後フォ
トリソグラフィ及びエッチング技術によってコンタクト
孔４を形成し、第１の配線２を露呈させる（図７）。
【０００７】次に金属弗化物例えばＷＦ６ を原材料ガ
スとして含むＣＶＤ法により金属膜例えばタングステン
５を形成し、コンタクト孔４を埋め込む（図８）。この
時にＣＶＤ法の条件を適切に選べばタングステン５は第
１の配線２上にのみ形成され、埋め込みは自己整合的に
行われる。例えば原材料ガスとしてＷＦ６ とＳｉＨ４
を含有するものを用いてそれぞれの分圧を数ｍＴｏｒ
ｒとし、流量比をＳｉＨ４ ／ＷＦ６ ＜０．６ とし
、形成温度を約３００℃とすればよい。
スとして含むＣＶＤ法により金属膜例えばタングステン
５を形成し、コンタクト孔４を埋め込む（図８）。この
時にＣＶＤ法の条件を適切に選べばタングステン５は第
１の配線２上にのみ形成され、埋め込みは自己整合的に
行われる。例えば原材料ガスとしてＷＦ６ とＳｉＨ４
を含有するものを用いてそれぞれの分圧を数ｍＴｏｒ
ｒとし、流量比をＳｉＨ４ ／ＷＦ６ ＜０．６ とし
、形成温度を約３００℃とすればよい。
【０００８】最後にタングステン５とコンタクトをとる
ように、Ａｌ合金例えばＡｌＳｉ合金からなる第２の配
線６を、スパッタリング及びフォトリソグラフィ及びエ
ッチング技術で作製する。これにより第１の配線２と第
２の配線６は、層間をコンタクト孔４（タングステン５
）を介して導通する（図９）。
ように、Ａｌ合金例えばＡｌＳｉ合金からなる第２の配
線６を、スパッタリング及びフォトリソグラフィ及びエ
ッチング技術で作製する。これにより第１の配線２と第
２の配線６は、層間をコンタクト孔４（タングステン５
）を介して導通する（図９）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来はタング
ステン５をＷＦ６ を含む原材料ガスを用いてＣＶＤ法
によって形成していたので、第１の配線２の中のＡｌと
ＷＦ６ が反応して導電性の悪いＡｌＦ３ が生成され
ていた。即ちこのＣＶＤ法においては
ステン５をＷＦ６ を含む原材料ガスを用いてＣＶＤ法
によって形成していたので、第１の配線２の中のＡｌと
ＷＦ６ が反応して導電性の悪いＡｌＦ３ が生成され
ていた。即ちこのＣＶＤ法においては
【００１０】
【化１】
【００１１】
【化２】
【００１２】という反応が進み、タングステンのみなら
ず、ＳｉＦ４ とＨ２ とＡｌＦ３ が生成される。こ
のうちＳｉＦ４ とＨ２ は気体として排出されるがＡ
ｌＦ３ は固体として第１の配線２とタングステン５の
界面に残る。 このため、層間配線のコンタクト抵抗が増大し、またそ
のばらつきも大きくなり、図示されない半導体素子の電
気特性が不安定になりその信頼性を損なうことになると
いう問題点があった。
ず、ＳｉＦ４ とＨ２ とＡｌＦ３ が生成される。こ
のうちＳｉＦ４ とＨ２ は気体として排出されるがＡ
ｌＦ３ は固体として第１の配線２とタングステン５の
界面に残る。 このため、層間配線のコンタクト抵抗が増大し、またそ
のばらつきも大きくなり、図示されない半導体素子の電
気特性が不安定になりその信頼性を損なうことになると
いう問題点があった。
【００１３】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、第１の配線２の界面でのＡｌＦ３
の形成を抑制し、安定でかつ低いコンタクト抵抗を有
する信頼性の高い半導体装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、第１の配線２の界面でのＡｌＦ３
の形成を抑制し、安定でかつ低いコンタクト抵抗を有
する信頼性の高い半導体装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置の製造方法は、半導体基板上にＡｌ合金からなる第１
の配線を形成する工程と、上記半導体基板及び上記第１
の配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁
膜において上記第１の配線を露呈させるコンタクト孔を
形成する工程と、金属塩化物を含む原材料ガスを用いた
ＣＶＤ法によって、上記第１の配線のうち上記コンタク
ト孔により露呈した部分に第１金属層を形成する工程と
、金属弗化物を含む原材料ガスを用いたＣＶＤ法によっ
て、上記コンタクト孔を埋め込む第２金属層を形成する
工程と、上記第２金属層とコンタクトする第２の配線を
形成する工程とを備える。
置の製造方法は、半導体基板上にＡｌ合金からなる第１
の配線を形成する工程と、上記半導体基板及び上記第１
の配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁
膜において上記第１の配線を露呈させるコンタクト孔を
形成する工程と、金属塩化物を含む原材料ガスを用いた
ＣＶＤ法によって、上記第１の配線のうち上記コンタク
ト孔により露呈した部分に第１金属層を形成する工程と
、金属弗化物を含む原材料ガスを用いたＣＶＤ法によっ
て、上記コンタクト孔を埋め込む第２金属層を形成する
工程と、上記第２金属層とコンタクトする第２の配線を
形成する工程とを備える。
【００１５】
【作用】この発明において、金属塩化物を含む原材料ガ
スはＣＶＤ法による金属形成の際に第１の配線とでＡｌ
Ｃｌ３ を形成し、このＡｌＣｌ３は気体となって排出
され、第１の配線の界面に絶縁物が形成されることはな
い。
スはＣＶＤ法による金属形成の際に第１の配線とでＡｌ
Ｃｌ３ を形成し、このＡｌＣｌ３は気体となって排出
され、第１の配線の界面に絶縁物が形成されることはな
い。
【００１６】
【実施例】図１〜図４はこの発明の一実施例を工程順に
示す断面図である。
示す断面図である。
【００１７】図１は従来の場合と同様にしてコンタクト
孔４を設けたところまでを示す。１〜４は従来の場合と
全く同一のものである。
孔４を設けたところまでを示す。１〜４は従来の場合と
全く同一のものである。
【００１８】次に金属塩化物例えばＷＣｌ６ を原材料
ガスとして、ＣＶＤ法により金属膜例えばタングステン
５ａをＡｌＳｉ合金からなる第１の配線２上に設ける（
図２）。このＣＶＤ法においては
ガスとして、ＣＶＤ法により金属膜例えばタングステン
５ａをＡｌＳｉ合金からなる第１の配線２上に設ける（
図２）。このＣＶＤ法においては
【００１９】
【化３】
【００２０】という反応が進み、タングステンのみなら
ず、ＡｌＣｌ３ が生成される。このＡｌＣｌ３ は気
体として排出されるので、従来の場合のように絶縁体と
して第１の配線２上に残ることはなく、したがってコン
タクト抵抗を悪化させることもない。また、上記反応に
よりＡｌがエッチングされるため、また表面にＡｌ酸化
物が残存していてもＡｌ酸化物が分解されるため、コン
タクト抵抗は安定化する。
ず、ＡｌＣｌ３ が生成される。このＡｌＣｌ３ は気
体として排出されるので、従来の場合のように絶縁体と
して第１の配線２上に残ることはなく、したがってコン
タクト抵抗を悪化させることもない。また、上記反応に
よりＡｌがエッチングされるため、また表面にＡｌ酸化
物が残存していてもＡｌ酸化物が分解されるため、コン
タクト抵抗は安定化する。
【００２１】なお、ＣＶＤ法の条件を適切に選べばタン
グステン５ａは第１の配線２上にのみ自己整合的に形成
される。例えばＷＣｌ６ の分圧として数ｍｔｏｒｒ，
形成温度として約４００℃，キャリアガスとしてＡｒを
用いれば、化３はＡｌの還元反応であるからＡｌＳｉ合
金からなる第１の配線２上にのみタングステン５ａが生
ずる。
グステン５ａは第１の配線２上にのみ自己整合的に形成
される。例えばＷＣｌ６ の分圧として数ｍｔｏｒｒ，
形成温度として約４００℃，キャリアガスとしてＡｒを
用いれば、化３はＡｌの還元反応であるからＡｌＳｉ合
金からなる第１の配線２上にのみタングステン５ａが生
ずる。
【００２２】次に従来の場合と同様にして、金属弗化物
例えばＷＦ６ を原材料ガスに用いてＣＶＤ法により金
属膜例えばタングステン５ｂを形成し、コンタクト孔４
を埋め込む（図３）。なおＷＣｌ６ を原材料ガスとす
るＣＶＤ法ではＡｌを塩化して気体として排出するので
、このＣＶＤ法のみでコンタクト孔４を埋め込もうとす
ると、ＡｌＳｉ合金からなる第１の配線２を蝕刻してい
くことになり望ましくない。
例えばＷＦ６ を原材料ガスに用いてＣＶＤ法により金
属膜例えばタングステン５ｂを形成し、コンタクト孔４
を埋め込む（図３）。なおＷＣｌ６ を原材料ガスとす
るＣＶＤ法ではＡｌを塩化して気体として排出するので
、このＣＶＤ法のみでコンタクト孔４を埋め込もうとす
ると、ＡｌＳｉ合金からなる第１の配線２を蝕刻してい
くことになり望ましくない。
【００２３】またタングステン５ｂの形成は、従来の場
合と同様に、ＣＶＤ法の条件を適切に選ぶことにより、
タングステン５ａ上に自己整合的に行うことができる。
合と同様に、ＣＶＤ法の条件を適切に選ぶことにより、
タングステン５ａ上に自己整合的に行うことができる。
【００２４】更に従来の場合と同様に、タングステン５
ｂとコンタクトをとるようにＡｌＳｉ合金からなる第２
の配線６を、スパッタリング及びフォトリソグラフィ技
術で作製する。これにより第１の配線２と第２の配線６
は、層間をコンタクト孔４（タングステン５ａ，５ｂ）
を介して導通する（図４）。
ｂとコンタクトをとるようにＡｌＳｉ合金からなる第２
の配線６を、スパッタリング及びフォトリソグラフィ技
術で作製する。これにより第１の配線２と第２の配線６
は、層間をコンタクト孔４（タングステン５ａ，５ｂ）
を介して導通する（図４）。
【００２５】なお、本例ではコンタクト孔４を埋め込む
金属としてタングステンの場合を示したが、モリブデン
，レニウム，タンタル，チタン，イリジウム，バナジウ
ム，クロム，オスミウム等の他の金属でもよい。また金
属塩化物を原材料ガスに用いたＣＶＤ法で形成される金
属（上記実施例ではタングステン５ａ）と、その上に設
けられる、金属弗化物を原材料ガスに用いたＣＶＤ法で
形成される金属（上記実施例ではタングステン５ｂ）と
は同一である必要はない。
金属としてタングステンの場合を示したが、モリブデン
，レニウム，タンタル，チタン，イリジウム，バナジウ
ム，クロム，オスミウム等の他の金属でもよい。また金
属塩化物を原材料ガスに用いたＣＶＤ法で形成される金
属（上記実施例ではタングステン５ａ）と、その上に設
けられる、金属弗化物を原材料ガスに用いたＣＶＤ法で
形成される金属（上記実施例ではタングステン５ｂ）と
は同一である必要はない。
【００２６】またコンタクト孔４を埋め込む金属は合金
であっても、また硅化金属であってもよい。本明細書に
おいて「金属」とは上記の様な場合をも含めたものをい
う。
であっても、また硅化金属であってもよい。本明細書に
おいて「金属」とは上記の様な場合をも含めたものをい
う。
【００２７】また本発明では２層の配線の場合の例を示
したが、３層以上の配線の場合にも適用できる。
したが、３層以上の配線の場合にも適用できる。
【００２８】また実施例においては第１の層間絶縁膜例
えばシリコン酸化膜７を設けたがこれを設けなくても本
発明は効果を奏する。この明細書において「半導体基板
」とはこのようにその上に絶縁膜を有するものも含めた
ものをいう。
えばシリコン酸化膜７を設けたがこれを設けなくても本
発明は効果を奏する。この明細書において「半導体基板
」とはこのようにその上に絶縁膜を有するものも含めた
ものをいう。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体装置の製造
方法は半導体基板上にＡｌ合金からなる第１の配線を形
成する工程と、上記半導体基板及び上記第１の配線上に
層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁膜において
上記第１の配線を露呈させるコンタクト孔を形成する工
程と、金属塩化物を含む原材料ガスを用いたＣＶＤ法に
よって、上記第１の配線のうち上記コンタクト孔により
露呈した部分に第１金属層を形成する工程と、金属弗化
物を含む原材料ガスを用いたＣＶＤ法によって、上記コ
ンタクト孔を埋め込む第２金属層を形成する工程と、上
記第２金属層とコンタクトする第２の配線を形成する工
程とを備え、金属塩化物を含む原材料ガスはＣＶＤ法に
よる金属形成の際に第１の配線とでＡｌＣｌ３ を形成
し、このＡｌＣｌ３ は気体となって排出されるので、
第１の配線の界面に絶縁物が形成されることがなく、安
定でかつ低いコンタクト抵抗を有する信頼性の高い半導
体装置を得ることができるという効果がある。
方法は半導体基板上にＡｌ合金からなる第１の配線を形
成する工程と、上記半導体基板及び上記第１の配線上に
層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁膜において
上記第１の配線を露呈させるコンタクト孔を形成する工
程と、金属塩化物を含む原材料ガスを用いたＣＶＤ法に
よって、上記第１の配線のうち上記コンタクト孔により
露呈した部分に第１金属層を形成する工程と、金属弗化
物を含む原材料ガスを用いたＣＶＤ法によって、上記コ
ンタクト孔を埋め込む第２金属層を形成する工程と、上
記第２金属層とコンタクトする第２の配線を形成する工
程とを備え、金属塩化物を含む原材料ガスはＣＶＤ法に
よる金属形成の際に第１の配線とでＡｌＣｌ３ を形成
し、このＡｌＣｌ３ は気体となって排出されるので、
第１の配線の界面に絶縁物が形成されることがなく、安
定でかつ低いコンタクト抵抗を有する信頼性の高い半導
体装置を得ることができるという効果がある。
【図１】この発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図２】この発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図３】この発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図４】この発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図５】従来の技術を工程順に示す断面図である。
【図６】従来の技術を工程順に示す断面図である。
【図７】従来の技術を工程順に示す断面図である。
【図８】従来の技術を工程順に示す断面図である。
【図９】従来の技術を工程順に示す断面図である。
１ 半導体基板
２ 第１の配線
３ シリコン酸化膜
４ コンタント孔
５ａ，５ｂ タングステン
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上にＡｌ合金からなる第１
の配線を形成する工程と、上記半導体基板及び上記第１
の配線上に層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁
膜において上記第１の配線を露呈させるコンタクト孔を
形成する工程と、金属塩化物を含む原材料ガスを用いた
ＣＶＤ法によって、上記第１の配線のうち上記コンタク
ト孔により露呈した部分に第１金属層を形成する工程と
、金属弗化物を含む原材料ガスを用いたＣＶＤ法によっ
て、上記コンタクト孔を埋め込む第２金属層を形成する
工程と、上記第２金属層とコンタクトする第２の配線を
形成する工程とを備える半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16425591A JPH04340254A (ja) | 1990-10-18 | 1991-07-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28087090 | 1990-10-18 | ||
| JP2-280870 | 1990-10-18 | ||
| JP16425591A JPH04340254A (ja) | 1990-10-18 | 1991-07-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340254A true JPH04340254A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=26489435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16425591A Pending JPH04340254A (ja) | 1990-10-18 | 1991-07-04 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04340254A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022000544A (ja) * | 2016-12-02 | 2022-01-04 | エーエスエム アイピー ホールディング ビー．ブイ． | レニウム含有薄膜の原子層堆積 |
| US11643728B2 (en) | 2020-06-11 | 2023-05-09 | Asm Ip Holding B.V. | Atomic layer deposition and etching of transition metal dichalcogenide thin films |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP16425591A patent/JPH04340254A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022000544A (ja) * | 2016-12-02 | 2022-01-04 | エーエスエム アイピー ホールディング ビー．ブイ． | レニウム含有薄膜の原子層堆積 |
| US11821084B2 (en) | 2016-12-02 | 2023-11-21 | ASM IP Holding, B.V. | Atomic layer deposition of rhenium containing thin films |
| US11643728B2 (en) | 2020-06-11 | 2023-05-09 | Asm Ip Holding B.V. | Atomic layer deposition and etching of transition metal dichalcogenide thin films |
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