JPH05315458A - 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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- JPH05315458A JPH05315458A JP11709592A JP11709592A JPH05315458A JP H05315458 A JPH05315458 A JP H05315458A JP 11709592 A JP11709592 A JP 11709592A JP 11709592 A JP11709592 A JP 11709592A JP H05315458 A JPH05315458 A JP H05315458A
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- metal layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置の製造方法に関し、コンタクトホ
ールの形状（テーパ角度）に関係なく、コンタクトホー
ル底部に露出する下層配線の表面処理をなす際にコンタ
クトホール底部に絶縁物が再堆積するのを防止して、コ
ンタクトホールを埋めて形成される上層配線とのコンタ
クトが良好になるようにするコンタクトホール底部の表
面処理方法を提供することを目的とする。 【構成】 第１の導電層５上に第１の金属層６を形成し
てその上に絶縁層７を形成し、絶縁層７に第１の金属層
６の表面を選択的に露出するコンタクトホール８を形成
してその側壁を覆うように第２の金属層９を第１の金属
層６より薄く形成し、コンタクトホール８に露出する第
１の金属層６の表面をスパッタエッチングして表面処理
した後、コンタクトホール８を埋めて絶縁層７上に第２
の導電層10を形成するように構成する。
ールの形状（テーパ角度）に関係なく、コンタクトホー
ル底部に露出する下層配線の表面処理をなす際にコンタ
クトホール底部に絶縁物が再堆積するのを防止して、コ
ンタクトホールを埋めて形成される上層配線とのコンタ
クトが良好になるようにするコンタクトホール底部の表
面処理方法を提供することを目的とする。 【構成】 第１の導電層５上に第１の金属層６を形成し
てその上に絶縁層７を形成し、絶縁層７に第１の金属層
６の表面を選択的に露出するコンタクトホール８を形成
してその側壁を覆うように第２の金属層９を第１の金属
層６より薄く形成し、コンタクトホール８に露出する第
１の金属層６の表面をスパッタエッチングして表面処理
した後、コンタクトホール８を埋めて絶縁層７上に第２
の導電層10を形成するように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方
法、特に、半導体集積回路の多層配線構造におけるコン
タクトホール底部の表面処理方法とコンタクトホールの
配線埋め込み方法とに関する。
法、特に、半導体集積回路の多層配線構造におけるコン
タクトホール底部の表面処理方法とコンタクトホールの
配線埋め込み方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の集積度向上に伴って層
間絶縁層に形成されるコンタクトホールが微細化し、微
細化したコンタクトホールを埋めて形成されるアルミニ
ウム配線の信頼性が大きな問題となってきた。微細コン
タクトホールそのものは異方性エッチングによって実現
できるが、必然的にアスペクト比が大きくなるためそこ
に形成されるアルミニウム配線の被覆性が極端に悪くな
る。
間絶縁層に形成されるコンタクトホールが微細化し、微
細化したコンタクトホールを埋めて形成されるアルミニ
ウム配線の信頼性が大きな問題となってきた。微細コン
タクトホールそのものは異方性エッチングによって実現
できるが、必然的にアスペクト比が大きくなるためそこ
に形成されるアルミニウム配線の被覆性が極端に悪くな
る。
【０００３】被覆性の低下を防ぐ方法として、コンタク
トホールにテーパーをつける方法が知られている。ま
た、アルゴンイオンスパッタエッチング法を使用してコ
ンタクトホール底部をクリーニングして、コンタクトホ
ールに露出する下層アルミニウム配線表面の酸化物を除
去してからコンタクトホールを埋めて上層アルミニウム
配線を形成する方法が広く使用されている。
トホールにテーパーをつける方法が知られている。ま
た、アルゴンイオンスパッタエッチング法を使用してコ
ンタクトホール底部をクリーニングして、コンタクトホ
ールに露出する下層アルミニウム配線表面の酸化物を除
去してからコンタクトホールを埋めて上層アルミニウム
配線を形成する方法が広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンタクト
ホール底部をクリーニングするためにアルゴンイオンス
パッタエッチングを実施すると、コンタクトホール側壁
のテーパ部でスパッタされた絶縁物の原子がコンタクト
ホール底部に再堆積して薄い絶縁層が形成され、下層配
線と上層配線とのコンタクト不良発生の原因となる。そ
して、この再堆積の量はテーパーの角度に依存し、６０
〜７０°付近で最大となる。さらに、コンタクトホール
の微細化が進むとその傾向はますます顕著になる。
ホール底部をクリーニングするためにアルゴンイオンス
パッタエッチングを実施すると、コンタクトホール側壁
のテーパ部でスパッタされた絶縁物の原子がコンタクト
ホール底部に再堆積して薄い絶縁層が形成され、下層配
線と上層配線とのコンタクト不良発生の原因となる。そ
して、この再堆積の量はテーパーの角度に依存し、６０
〜７０°付近で最大となる。さらに、コンタクトホール
の微細化が進むとその傾向はますます顕著になる。
【０００５】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、コンタクトホールの形状（テーパ角度）に関係
なく、コンタクトホール底部に露出する下層配線の表面
処理をなす際にコンタクトホール底部に絶縁物が再堆積
するのを防止して、コンタクトホールを埋めて形成され
る上層配線とのコンタクトが良好になるようにするコン
タクトホール底部の表面処理方法を提供することにあ
る。
にあり、コンタクトホールの形状（テーパ角度）に関係
なく、コンタクトホール底部に露出する下層配線の表面
処理をなす際にコンタクトホール底部に絶縁物が再堆積
するのを防止して、コンタクトホールを埋めて形成され
る上層配線とのコンタクトが良好になるようにするコン
タクトホール底部の表面処理方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、第１の導
電層（５）上に第１の金属層（６）を形成し、この第１
の金属層（６）上に絶縁層（７）を形成する工程と、こ
の絶縁層（７）に前記の第１の金属層（６）の表面を選
択的に露出するコンタクトホール（８）を形成する工程
と、このコンタクトホール（８）の側壁を覆うように第
２の金属層（９）を前記の第１の金属層（６）より薄く
形成する工程と、前記のコンタクトホール（８）に露出
する前記の第１の金属層（６）の表面をスパッタエッチ
ングして表面処理する工程と、前記のコンタクトホール
（８）を埋めて前記の絶縁層（７）上に第２の導電層
（10）を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法
によって達成される。
電層（５）上に第１の金属層（６）を形成し、この第１
の金属層（６）上に絶縁層（７）を形成する工程と、こ
の絶縁層（７）に前記の第１の金属層（６）の表面を選
択的に露出するコンタクトホール（８）を形成する工程
と、このコンタクトホール（８）の側壁を覆うように第
２の金属層（９）を前記の第１の金属層（６）より薄く
形成する工程と、前記のコンタクトホール（８）に露出
する前記の第１の金属層（６）の表面をスパッタエッチ
ングして表面処理する工程と、前記のコンタクトホール
（８）を埋めて前記の絶縁層（７）上に第２の導電層
（10）を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法
によって達成される。
【０００７】なお、前記の第１の導電層（５）及び前記
の第２の導電層（10）はアルミニウム層であってよく、
前記の第１の金属層（６）の表面処理はアルゴンイオン
スパッタエッチング法を使用することが好ましい。
の第２の導電層（10）はアルミニウム層であってよく、
前記の第１の金属層（６）の表面処理はアルゴンイオン
スパッタエッチング法を使用することが好ましい。
【０００８】また、前記の第１の金属層（６）は、チタ
ン、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金
属の群から選ばれた金属よりなることが好ましく、ま
た、前記の第２の金属層（９）は、チタン、タングステ
ン、モリブデン、タンタルの高融点金属の群から選ばれ
た金属または前記の高融点金属の窒化物よりなることが
好ましい。
ン、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金
属の群から選ばれた金属よりなることが好ましく、ま
た、前記の第２の金属層（９）は、チタン、タングステ
ン、モリブデン、タンタルの高融点金属の群から選ばれ
た金属または前記の高融点金属の窒化物よりなることが
好ましい。
【０００９】そして、前記のコンタクトホール（８）の
側壁に第２の金属層（９）を形成する工程は、前記のコ
ンタクトホール（８）を含む前記の絶縁層（７）上に第
２の金属層（９）を形成し、アルゴン、ヘリウム、クセ
ノン、ネオン、クリプトン、ラドンを使用してなす反応
性プラズマエッチング法を使用して前記のコンタクトホ
ール（８）の側壁を除く領域から前記の第２の金属層
（９）を除去するようにするとよい。
側壁に第２の金属層（９）を形成する工程は、前記のコ
ンタクトホール（８）を含む前記の絶縁層（７）上に第
２の金属層（９）を形成し、アルゴン、ヘリウム、クセ
ノン、ネオン、クリプトン、ラドンを使用してなす反応
性プラズマエッチング法を使用して前記のコンタクトホ
ール（８）の側壁を除く領域から前記の第２の金属層
（９）を除去するようにするとよい。
【００１０】
【作用】図１（ａ）に示すように、コンタクトホール８
の側壁に第２の金属層９が形成され、コンタクトホール
８の底部に第２の金属層９より厚さの厚い第１の金属層
６が形成されている状態でアルゴンイオン等を使用して
スパッタエッチングをなすと、コンタクトホール８の側
壁上部のエッジ部が第２の金属層９で覆われているた
め、たとえこのエッジ部分がエッチングされてコンタク
トホール８の底部に再堆積しても、再堆積物が金属であ
るためコンタクト不良が発生することはない。さらに、
コンタクトホール８の上部エッジ部の第２の金属層９が
コンタクトホール８の下部に再堆積することによって、
コンタクトホール８内に図１（ｂ）に示す形状の金属層
６＋９が形成され、コンタクトホール８に埋め込まれる
第２の導電層10と第１の導電層５とが良好に密着するよ
うになる。なお、コンタクトホールの形状は垂直、テー
パ状いずれの場合にも同様の効果が得られることが確認
されている。
の側壁に第２の金属層９が形成され、コンタクトホール
８の底部に第２の金属層９より厚さの厚い第１の金属層
６が形成されている状態でアルゴンイオン等を使用して
スパッタエッチングをなすと、コンタクトホール８の側
壁上部のエッジ部が第２の金属層９で覆われているた
め、たとえこのエッジ部分がエッチングされてコンタク
トホール８の底部に再堆積しても、再堆積物が金属であ
るためコンタクト不良が発生することはない。さらに、
コンタクトホール８の上部エッジ部の第２の金属層９が
コンタクトホール８の下部に再堆積することによって、
コンタクトホール８内に図１（ｂ）に示す形状の金属層
６＋９が形成され、コンタクトホール８に埋め込まれる
第２の導電層10と第１の導電層５とが良好に密着するよ
うになる。なお、コンタクトホールの形状は垂直、テー
パ状いずれの場合にも同様の効果が得られることが確認
されている。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
係る多層配線の形成方法について説明する。
係る多層配線の形成方法について説明する。
【００１２】図２参照 シリコン基板１の一部領域に拡散層２を形成し、次い
で、全面に二酸化シリコン層３を１．０μｍ厚に形成
し、拡散層２上の二酸化シリコン層３にコンタクトホー
ル４を形成する。
で、全面に二酸化シリコン層３を１．０μｍ厚に形成
し、拡散層２上の二酸化シリコン層３にコンタクトホー
ル４を形成する。
【００１３】スパッタ法を使用して、コンタクトホール
４を埋めて二酸化シリコン層３上にアルミニウム層５を
７０００Å厚に堆積し、続いてチタン層６を５００Å厚
に堆積し、アルミニウム層５とチタン層６とをパターニ
ングして下層配線を形成する。次に、ＥＣＲ（電子サイ
クロトロン共鳴）法を使用して、シラン（ＳｉＨ4 ）ガ
ス１０SCCMと酸素（Ｏ2 ）３０SCCMとを反応室に供給し
て反応室圧力を１．０ｍTorrとし、５００Ｗの電力を印
加してＥＣＲを発生させて１．０μｍ厚の二酸化シリコ
ン層７を形成する。
４を埋めて二酸化シリコン層３上にアルミニウム層５を
７０００Å厚に堆積し、続いてチタン層６を５００Å厚
に堆積し、アルミニウム層５とチタン層６とをパターニ
ングして下層配線を形成する。次に、ＥＣＲ（電子サイ
クロトロン共鳴）法を使用して、シラン（ＳｉＨ4 ）ガ
ス１０SCCMと酸素（Ｏ2 ）３０SCCMとを反応室に供給し
て反応室圧力を１．０ｍTorrとし、５００Ｗの電力を印
加してＥＣＲを発生させて１．０μｍ厚の二酸化シリコ
ン層７を形成する。
【００１４】二酸化シリコン層７にコンタクトホール８
を形成し、スパッタ法を使用してコンタクトホール８内
を含む二酸化シリコン層７上に窒化チタン層９をチタン
層６より薄く３００Å厚に堆積する。
を形成し、スパッタ法を使用してコンタクトホール８内
を含む二酸化シリコン層７上に窒化チタン層９をチタン
層６より薄く３００Å厚に堆積する。
【００１５】以下、コンタクトホール８近傍を拡大した
図１を参照して以降の工程を説明する。なお、図２で示
したものと同一のものは同一記号で示してある。
図１を参照して以降の工程を説明する。なお、図２で示
したものと同一のものは同一記号で示してある。
【００１６】図１（ａ）参照 プラズマエッチング法を使用して、反応室に塩素ガスを
１００SCCM供給して反応室圧力を１．０ｍTorrとし、３
００Ｗのプラズマ放電電力を印加してプラズマエッチン
グをなし、コンタクトホール８側壁を除く領域から窒化
チタン層９を除去する。
１００SCCM供給して反応室圧力を１．０ｍTorrとし、３
００Ｗのプラズマ放電電力を印加してプラズマエッチン
グをなし、コンタクトホール８側壁を除く領域から窒化
チタン層９を除去する。
【００１７】図１（ｂ）参照 アルゴンイオンスパッタエッチング法を使用して、反応
室にアルゴンガスを８０SCCM供給して反応室圧力２．５
ｍTorrとし、２００Ｗの電力を印加してアルゴンイオン
を発生させ、全面をスパッタエッチングする。この結
果、コンタクトホール側壁の窒化チタン層９上部がスパ
ッタされて図１（ｂ）に示す形状にコンタクトホール８
内に再堆積する。
室にアルゴンガスを８０SCCM供給して反応室圧力２．５
ｍTorrとし、２００Ｗの電力を印加してアルゴンイオン
を発生させ、全面をスパッタエッチングする。この結
果、コンタクトホール側壁の窒化チタン層９上部がスパ
ッタされて図１（ｂ）に示す形状にコンタクトホール８
内に再堆積する。
【００１８】図１（ｃ）参照 スパッタ法を使用して、コンタクトホール８を埋めて二
酸化シリコン層７上にアルミニウム層10を形成し、これ
をパターニングして下層配線５に接続する上層配線を形
成する。
酸化シリコン層７上にアルミニウム層10を形成し、これ
をパターニングして下層配線５に接続する上層配線を形
成する。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る半導
体装置の製造方法においては、コンタクトホールの側壁
と底部とに金属層を形成してコンタクトホール底部の表
面処理を実行するので、表面処理時にコンタクトホール
底部に絶縁物が再堆積してコンタクト不良が発生するこ
とがなくなり、また、コンタクトホール下部にコンタク
トホール側壁に形成されていた金属がスパッタされて埋
め込まれて、カバレージの良好な上層配線を形成するこ
とが可能になる。
体装置の製造方法においては、コンタクトホールの側壁
と底部とに金属層を形成してコンタクトホール底部の表
面処理を実行するので、表面処理時にコンタクトホール
底部に絶縁物が再堆積してコンタクト不良が発生するこ
とがなくなり、また、コンタクトホール下部にコンタク
トホール側壁に形成されていた金属がスパッタされて埋
め込まれて、カバレージの良好な上層配線を形成するこ
とが可能になる。
【図１】本発明に係る多層配線形成工程説明図である。
【図２】本発明に係る多層配線形成工程説明図である。
１ シリコン基板 ２ 拡散層 ３ 二酸化シリコン層 ４ コンタクトホール ５ 第１の導電層（アルミニウム層） ６ 第１の金属層（チタン層） ７ 絶縁層（二酸化シリコン層） ８ コンタクトホール ９ 第２の金属層（窒化チタン層） 10 第２の導電層（アルミニウム層）
Claims (5)
- 【請求項１】 第１の導電層（５）上に第１の金属層
（６）を形成し、 該第１の金属層（６）上に絶縁層（７）を形成する工程
と、 該絶縁層（７）に前記第１の金属層（６）の表面を選択
的に露出するコンタクトホール（８）を形成する工程
と、 該コンタクトホール（８）の側壁を覆うように第２の金
属層（９）を前記第１の金属層（６）より薄く形成する
工程と、 前記コンタクトホール（８）に露出する前記第１の金属
層（６）の表面をスパッタエッチングして表面処理する
工程と、 前記コンタクトホール（８）を埋めて前記絶縁層（７）
上に第２の導電層（10）を形成する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記第１の導電層（５）及び前記第２の
導電層（10）はアルミニウム層であり、前記第１の金属
層（６）の表面処理はアルゴンイオンスパッタエッチン
グ法を使用してなす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。 - 【請求項３】 前記第１の金属層（６）は、チタン、タ
ングステン、モリブデン、タンタルの高融点金属の群か
ら選ばれた金属よりなることを特徴とする請求項１また
は２記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の金属層（９）は、チタン、タ
ングステン、モリブデン、タンタルの高融点金属の群か
ら選ばれた金属または前記高融点金属の窒化物よりなる
ことを特徴とする請求項１、２、または、３記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記コンタクトホール（８）の側壁に第
２の金属層（９）を形成する工程は、前記コンタクトホ
ール（８）を含む前記絶縁層（７）上に第２の金属層
（９）を形成し、アルゴン、ヘリウム、クセノン、ネオ
ン、クリプトン、ラドンを使用してなす反応性プラズマ
エッチング法を使用して前記コンタクトホール（８）の
側壁を除く領域から前記第２の金属層（９）を除去して
なすことを特徴とする請求項１、２、３、または、４記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11709592A JPH05315458A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11709592A JPH05315458A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05315458A true JPH05315458A (ja) | 1993-11-26 |
Family
ID=14703277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11709592A Withdrawn JPH05315458A (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05315458A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9356252B2 (en) | 2012-01-18 | 2016-05-31 | Joled Inc. | Electronic device and manufacturing method therefor |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP11709592A patent/JPH05315458A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9356252B2 (en) | 2012-01-18 | 2016-05-31 | Joled Inc. | Electronic device and manufacturing method therefor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |