JPH0620994A - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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- JPH0620994A JPH0620994A JP7834692A JP7834692A JPH0620994A JP H0620994 A JPH0620994 A JP H0620994A JP 7834692 A JP7834692 A JP 7834692A JP 7834692 A JP7834692 A JP 7834692A JP H0620994 A JPH0620994 A JP H0620994A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 接続孔に金属系材料を形成して配線を形成す
る場合について、表面酸化による埋め込み性能の低下や
コンタクト抵抗の増大を防止した配線形成方法を提供す
る。 【構成】 接続孔１に金属系材料２を形成し、更に配
線４を形成する配線形成方法において、配線形成前に水
素による処理３を行う配線形成方法。接続孔１に金属
系材料２を形成し、水素による処理３を行い、更に配線
を形成する工程を、真空中にて連続的に行う配線形成方
法。
る場合について、表面酸化による埋め込み性能の低下や
コンタクト抵抗の増大を防止した配線形成方法を提供す
る。 【構成】 接続孔１に金属系材料２を形成し、更に配
線４を形成する配線形成方法において、配線形成前に水
素による処理３を行う配線形成方法。接続孔１に金属
系材料２を形成し、水素による処理３を行い、更に配線
を形成する工程を、真空中にて連続的に行う配線形成方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、配線形成方法に関す
る。本発明は、例えば、各種電子分野における配線形成
技術として用いることができ、半導体装置形成の際の配
線形成方法として特に好適に利用することができる。
る。本発明は、例えば、各種電子分野における配線形成
技術として用いることができ、半導体装置形成の際の配
線形成方法として特に好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】電子分野における配線形成技術として、
微細なコンタクトホール（接続孔）に導電材料を埋め込
んで、接続をとる手法がある。
微細なコンタクトホール（接続孔）に導電材料を埋め込
んで、接続をとる手法がある。
【０００３】この場合、例えば、ＬＳＩ等の半導体装置
の微細なコンタクトホールを埋め込む手段として好まし
い方法としては、高温におけるＡｌの表面流動性を利用
した高温Ａｌスパッタ法と、スパッタ法よりステップカ
バレッジが優れ、Ａｌより高温耐熱性があるＷ−ＣＶＤ
が、代表的なプロセスである。
の微細なコンタクトホールを埋め込む手段として好まし
い方法としては、高温におけるＡｌの表面流動性を利用
した高温Ａｌスパッタ法と、スパッタ法よりステップカ
バレッジが優れ、Ａｌより高温耐熱性があるＷ−ＣＶＤ
が、代表的なプロセスである。
【０００４】高温Ａｌスパッタ法ではＡｌとＳｉ基板と
の反応を防ぐため、予めＴｉＮ等のバリアメタルを敷く
必要がある。特にバリアメタルとしては、ＴｉＮの結晶
粒界を酸素にてスタッフしたＴｉＯＮが優れている。
の反応を防ぐため、予めＴｉＮ等のバリアメタルを敷く
必要がある。特にバリアメタルとしては、ＴｉＮの結晶
粒界を酸素にてスタッフしたＴｉＯＮが優れている。
【０００５】この高温Ａｌスパッタ法ではＡｌ系材料の
表面流動性を利用しているため、Ａｌ系材料と下地バリ
アメタルのぬれ性を良くし、Ａｌがコンタクトホール内
に多く流れこませることが重要である。Ｔｉ、ＴｉＮは
Ａｌと反応しやすいが、Ａｌとのぬれ性は優れており、
埋め込み特性は良好である。しかしＴｉＯＮはＡｌに対
するバリア性は優れているが、Ａｌとのぬれ性は悪く、
例えば高アスペクト比のホールにはＡｌが埋め込まれな
い。
表面流動性を利用しているため、Ａｌ系材料と下地バリ
アメタルのぬれ性を良くし、Ａｌがコンタクトホール内
に多く流れこませることが重要である。Ｔｉ、ＴｉＮは
Ａｌと反応しやすいが、Ａｌとのぬれ性は優れており、
埋め込み特性は良好である。しかしＴｉＯＮはＡｌに対
するバリア性は優れているが、Ａｌとのぬれ性は悪く、
例えば高アスペクト比のホールにはＡｌが埋め込まれな
い。
【０００６】このためＡｌ埋め込みにおいてはぬれ性確
保のため、Ｔｉ／ＴｉＮあるいはＴｉＯＮ／Ｔｉまたは
ＴｉＮ／Ｔｉ等のバリアメタル構造が必要となる。従っ
て一般に、図４（ａ）に示す如く、Ｓｉ基板等の下地１
０に形成した接続孔１については、下層にＴｉ２１を成
膜し、その上にＴｉＮ２を成膜して、その上に埋め込み
を行うようにしている。しかしＴｉＮ２及びＴｉ２１は
大気中にて容易に酸化され、図４（ｂ）に示すように表
面がＴｉＯＮあるいはＴｉＯx となってＡｌとぬれ性の
悪い酸化層２０を形成してしまうという問題点がある。
保のため、Ｔｉ／ＴｉＮあるいはＴｉＯＮ／Ｔｉまたは
ＴｉＮ／Ｔｉ等のバリアメタル構造が必要となる。従っ
て一般に、図４（ａ）に示す如く、Ｓｉ基板等の下地１
０に形成した接続孔１については、下層にＴｉ２１を成
膜し、その上にＴｉＮ２を成膜して、その上に埋め込み
を行うようにしている。しかしＴｉＮ２及びＴｉ２１は
大気中にて容易に酸化され、図４（ｂ）に示すように表
面がＴｉＯＮあるいはＴｉＯx となってＡｌとぬれ性の
悪い酸化層２０を形成してしまうという問題点がある。
【０００７】一方、もう一つの埋め込み法であるＷ−Ｃ
ＶＤ法は、高温Ａｌスパッタよりも埋め込み性は優れて
いるが、埋め込み後の配線はＷよりもＡｌの方が抵抗が
低いため、接続孔埋め込み後の上層配線にはＡｌ系材料
が用いられている。Ａｌ配線層を形成する場合も、Ｗと
Ａｌの反応を抑制するためＴｉＮ等のバリアメタルが用
いられている。しかしこの場合、図５（ａ）に示すよう
に、Ｗ２ａにより接続孔１の埋め込みを行った後、Ａｌ
配線を形成する間に、大気開放されるとＷ表面が酸化さ
れ、高抵抗のＷＯx が形成され、酸化層２０となって
（図５（ｂ））、この上にＴｉＮ２を介してＡｌ系の金
属配線４を形成しても（図５（ｃ））、コンタクト抵抗
が増大するという問題がある。（なおこれについては、
Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ ’９１年１
２月号、Ｐ１９８参照）。
ＶＤ法は、高温Ａｌスパッタよりも埋め込み性は優れて
いるが、埋め込み後の配線はＷよりもＡｌの方が抵抗が
低いため、接続孔埋め込み後の上層配線にはＡｌ系材料
が用いられている。Ａｌ配線層を形成する場合も、Ｗと
Ａｌの反応を抑制するためＴｉＮ等のバリアメタルが用
いられている。しかしこの場合、図５（ａ）に示すよう
に、Ｗ２ａにより接続孔１の埋め込みを行った後、Ａｌ
配線を形成する間に、大気開放されるとＷ表面が酸化さ
れ、高抵抗のＷＯx が形成され、酸化層２０となって
（図５（ｂ））、この上にＴｉＮ２を介してＡｌ系の金
属配線４を形成しても（図５（ｃ））、コンタクト抵抗
が増大するという問題がある。（なおこれについては、
Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｗｏｒｌｄ ’９１年１
２月号、Ｐ１９８参照）。
【０００８】これらのことより、接続孔に金属系材料を
形成して、その上に配線を形成する場合については、こ
の金属材料である例えばバリアメタルや埋め込みプラグ
材料の表面に酸化が生じることは、埋め込みプラグ形成
において良好な埋め込み性及び低コンタクト抵抗を得る
上で、あまり望ましくないことである。
形成して、その上に配線を形成する場合については、こ
の金属材料である例えばバリアメタルや埋め込みプラグ
材料の表面に酸化が生じることは、埋め込みプラグ形成
において良好な埋め込み性及び低コンタクト抵抗を得る
上で、あまり望ましくないことである。
【０００９】このため真空中にて埋め込み、配線形成を
連続形成することを特徴とする装置が現在、注目されて
いるが、装置が複雑化するため、実用にはまだ問題が多
い。
連続形成することを特徴とする装置が現在、注目されて
いるが、装置が複雑化するため、実用にはまだ問題が多
い。
【００１０】
【発明の目的】本発明は上記問題点に鑑み創案されたも
のであり、接続孔に金属系材料を形成して配線を形成す
る場合について、表面酸化による埋め込み性能の低下や
コンタクト抵抗の増大を防止した、配線形成方法を提供
することを目的としている。
のであり、接続孔に金属系材料を形成して配線を形成す
る場合について、表面酸化による埋め込み性能の低下や
コンタクト抵抗の増大を防止した、配線形成方法を提供
することを目的としている。
【００１１】
【問題点を解決するための手段】本出願の請求項１の発
明は、接続孔に金属系材料を形成し、更に配線を形成す
る配線形成方法において、配線形成前に水素による処理
を行うことを特徴とする配線形成方法であって、この構
成により上記目的を達成したものである。
明は、接続孔に金属系材料を形成し、更に配線を形成す
る配線形成方法において、配線形成前に水素による処理
を行うことを特徴とする配線形成方法であって、この構
成により上記目的を達成したものである。
【００１２】本出願の請求項２の発明は、接続孔に金属
系材料を形成し、水素による処理を行い、更に配線を形
成する工程を、真空中にて連続的に行うことを特徴とす
る配線形成方法であって、この構成により上記目的を達
成したものである。
系材料を形成し、水素による処理を行い、更に配線を形
成する工程を、真空中にて連続的に行うことを特徴とす
る配線形成方法であって、この構成により上記目的を達
成したものである。
【００１３】本発明において、水素で処理するとは、金
属材料の自然酸化膜その他の酸化膜を還元できる程度の
水素での処理を行うことを言い、例えば水素雰囲気での
処理の他、少なくとも水素（単体の水素）を含む雰囲気
中で処理することをも含む。この水素還元反応を水素雰
囲気中の熱処理にて行うことは、好ましい態様である。
属材料の自然酸化膜その他の酸化膜を還元できる程度の
水素での処理を行うことを言い、例えば水素雰囲気での
処理の他、少なくとも水素（単体の水素）を含む雰囲気
中で処理することをも含む。この水素還元反応を水素雰
囲気中の熱処理にて行うことは、好ましい態様である。
【００１４】
【作用】本出願の発明によれば、金属系材料の形成後、
配線を形成する前に、水素による処理を行うので、金属
系材料の表面が仮に酸化されていたとしても、水素によ
り還元され、配線形成時における酸化層の存在を防止で
きるので、酸化層が生ずることに伴う埋め込み性の低下
とか、コンタクト抵抗の増大などの問題を防止できる。
配線を形成する前に、水素による処理を行うので、金属
系材料の表面が仮に酸化されていたとしても、水素によ
り還元され、配線形成時における酸化層の存在を防止で
きるので、酸化層が生ずることに伴う埋め込み性の低下
とか、コンタクト抵抗の増大などの問題を防止できる。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。但し
当然のことではあるが、本発明は実施例により限定を受
けるものではない。
当然のことではあるが、本発明は実施例により限定を受
けるものではない。
【００１６】実施例１ 本実施例は、高温Ａｌスパッタ法にてコンタクトホール
を埋め込む場合において、ＴｉＮバリアメタル形成後、
ＴｉＮ上に形成された自然酸化ＴｉＯＮ膜を水素雰囲気
中にて熱処理を行うことにより、ＴｉＮに還元した後、
Ａｌ埋め込みを行うように構成したコンタクトホール埋
め込み方法である。
を埋め込む場合において、ＴｉＮバリアメタル形成後、
ＴｉＮ上に形成された自然酸化ＴｉＯＮ膜を水素雰囲気
中にて熱処理を行うことにより、ＴｉＮに還元した後、
Ａｌ埋め込みを行うように構成したコンタクトホール埋
め込み方法である。
【００１７】図１に、本実施例の工程を順に接続孔１付
近の断面図で示す。図１を参照して、本実施例の概要を
述べると、次のとおりである。
近の断面図で示す。図１を参照して、本実施例の概要を
述べると、次のとおりである。
【００１８】図１（ａ）に示すように、本実施例は、接
続孔１に金属系材料２であるＴｉＮ層を形成し、更に配
線４（図１（ｄ））を形成する配線形成方法において、
配線４形成前に水素による処理３（図１（ｃ））を行う
構成にしたものである。
続孔１に金属系材料２であるＴｉＮ層を形成し、更に配
線４（図１（ｄ））を形成する配線形成方法において、
配線４形成前に水素による処理３（図１（ｃ））を行う
構成にしたものである。
【００１９】本実施例は、更に具体的には、次の（１）
〜（３）の工程を経るものである。
〜（３）の工程を経るものである。
【００２０】（１）バリアメタル（金属系材料２）堆積 下地１０であるＳｉ基板の拡散層１１上に、層間絶縁膜
１２（ＳｉＯ2 等）を堆積させた後、接続孔１として、
例えば０．４μｍ径、アスペクト比１．２５のコンタク
トホールを開口する。
１２（ＳｉＯ2 等）を堆積させた後、接続孔１として、
例えば０．４μｍ径、アスペクト比１．２５のコンタク
トホールを開口する。
【００２１】次にスパッタ法にてバリアメタル層２１を
構成するＴｉ（６０ｎｍ）、及び本例の金属系材料２で
あるＴｉＮ（１００ｎｍ）を順次、堆積させる。これに
より図１（ａ）の構造とする。Ｔｉ及びＴｉＮの堆積条
件は、次のとおりとした。 Ｔｉ 堆積条件：ＤＣ４ｋＷ、１５０℃、Ａｒ１００ｓ
ｃｃｍ、０．５Ｐａ ＴｉＮ堆積条件：ＤＣ５ｋＷ、１５０℃、Ａｒ１００ｓ
ｃｃｍ、０．５Ｐａ
構成するＴｉ（６０ｎｍ）、及び本例の金属系材料２で
あるＴｉＮ（１００ｎｍ）を順次、堆積させる。これに
より図１（ａ）の構造とする。Ｔｉ及びＴｉＮの堆積条
件は、次のとおりとした。 Ｔｉ 堆積条件：ＤＣ４ｋＷ、１５０℃、Ａｒ１００ｓ
ｃｃｍ、０．５Ｐａ ＴｉＮ堆積条件：ＤＣ５ｋＷ、１５０℃、Ａｒ１００ｓ
ｃｃｍ、０．５Ｐａ
【００２２】上記によりＴｉＮ／Ｔｉバリアメタル形成
後、これを例えば大気中に開放すると、金属系材料２
（ＴｉＮ）表面は容易に酸化され、ＴｉＯＮとなって、
表面が酸化層２０となる（図１（ｂ））。
後、これを例えば大気中に開放すると、金属系材料２
（ＴｉＮ）表面は容易に酸化され、ＴｉＯＮとなって、
表面が酸化層２０となる（図１（ｂ））。
【００２３】（２）水素処理（水素雰囲気中熱処理） 次に水素による処理３を行う。本実施例では、水素雰囲
気中にて６００〜９００℃、３０〜６０秒間、熱処理を
行う。このプロセスにより、大気搬送にてＴｉＮ表面上
に形成された酸化層２０である自然酸化ＴｉＯＮ膜は、
図１（ｃ）に模式的に示すように、Ｈ2 還元反応：Ｔｉ
ＯＮ＋Ｈ2 →ＴｉＮ＋Ｈ2 ＯにてＴｉＮに還元される。
また６００〜９００℃の高温にて熱処理を行うため、Ｔ
ｉＮの結晶粒界はデンシファイ（凝縮）され、そのバリ
ア性が向上する。図１（ｃ）中、１３はＳｉとＴｉとの
境界で生成するチタンシリサイドである。
気中にて６００〜９００℃、３０〜６０秒間、熱処理を
行う。このプロセスにより、大気搬送にてＴｉＮ表面上
に形成された酸化層２０である自然酸化ＴｉＯＮ膜は、
図１（ｃ）に模式的に示すように、Ｈ2 還元反応：Ｔｉ
ＯＮ＋Ｈ2 →ＴｉＮ＋Ｈ2 ＯにてＴｉＮに還元される。
また６００〜９００℃の高温にて熱処理を行うため、Ｔ
ｉＮの結晶粒界はデンシファイ（凝縮）され、そのバリ
ア性が向上する。図１（ｃ）中、１３はＳｉとＴｉとの
境界で生成するチタンシリサイドである。
【００２４】（３）配線形成（Ａｌ埋め込み） 次に配線形成を行うが、本例ではＡｌ系材料、特に高温
Ａｌスパッタ法にて、Ａｌ（特に、Ａｌ−１ｗｔ％Ｓ
ｉ）埋め込みを行う。このときＴｉＮ上の自然酸化によ
るＴｉＯＮ膜は水素熱処理にてＴｉＮに還元されている
ため、水素熱処理を行わない場合に比べ、Ａｌのぬれ性
が確保でき、Ａｌ埋め込み能力は向上している。高温Ａ
ｌスパッタの条件は、下記のようにした。 高温Ａｌスパッタ条件：ＤＣ１０．５ｋＷ、４８０〜５
００℃、０．４Ｐａ、Ａｒ１００ＳＣＣＭ この工程により、図１（ｄ）の構造が得られる。
Ａｌスパッタ法にて、Ａｌ（特に、Ａｌ−１ｗｔ％Ｓ
ｉ）埋め込みを行う。このときＴｉＮ上の自然酸化によ
るＴｉＯＮ膜は水素熱処理にてＴｉＮに還元されている
ため、水素熱処理を行わない場合に比べ、Ａｌのぬれ性
が確保でき、Ａｌ埋め込み能力は向上している。高温Ａ
ｌスパッタの条件は、下記のようにした。 高温Ａｌスパッタ条件：ＤＣ１０．５ｋＷ、４８０〜５
００℃、０．４Ｐａ、Ａｒ１００ＳＣＣＭ この工程により、図１（ｄ）の構造が得られる。
【００２５】本実施例によれば、ＴｉＮバリアメタル上
の自然酸化ＴｉＯＮ膜がＴｉＮに還元され、良好なＡｌ
埋め込み特性が得られるという効果がもたらされ、更
に、熱処理にてＴｉＮ結晶がデンシファイされ、ＴｉＮ
のバリア性が増すという効果も得られる。
の自然酸化ＴｉＯＮ膜がＴｉＮに還元され、良好なＡｌ
埋め込み特性が得られるという効果がもたらされ、更
に、熱処理にてＴｉＮ結晶がデンシファイされ、ＴｉＮ
のバリア性が増すという効果も得られる。
【００２６】実施例２ 本実施例は選択ＷあるいはブランケットＷ−ＣＶＤにて
コンタクトホール埋め込みプラグ形成後、Ｗプラグ上に
形成された自然酸化ＷＯx 膜を水素雰囲気中にて熱処理
を行ってＷに還元した後、Ａｌ／ＴｉＮ配線を形成する
構成としたコンタクトホール埋め込み方法である。
コンタクトホール埋め込みプラグ形成後、Ｗプラグ上に
形成された自然酸化ＷＯx 膜を水素雰囲気中にて熱処理
を行ってＷに還元した後、Ａｌ／ＴｉＮ配線を形成する
構成としたコンタクトホール埋め込み方法である。
【００２７】本実施例では、次の（１）〜（４）の工程
を経る。 （１）密着層堆積 実施例１と同様に拡散層１１上に層間絶縁膜１２を堆積
させた後、接続孔１として０．４μｍ径、アスペクト比
２のコンタクトホールを開口する。
を経る。 （１）密着層堆積 実施例１と同様に拡散層１１上に層間絶縁膜１２を堆積
させた後、接続孔１として０．４μｍ径、アスペクト比
２のコンタクトホールを開口する。
【００２８】次にスパッタ法にてＴｉ（３０ｎｍ）、Ｔ
ｉＮ（７０ｎｍ）を順次、堆積させ密着層２ｂを形成す
る（図２（ａ））。なお選択Ｗにて埋め込みを行うとき
は、密着層は形成しない。
ｉＮ（７０ｎｍ）を順次、堆積させ密着層２ｂを形成す
る（図２（ａ））。なお選択Ｗにて埋め込みを行うとき
は、密着層は形成しない。
【００２９】（２）Ｗ−ＣＶＤによる埋め込み（金属系
材料２ａ形成） 次に選択Ｗ−ＣＶＤあるいはブランケットＷ−ＣＶＤ及
びエッチバックにて、コンタクトホールを金属系材料２
ａであるＷにて埋め込む。これにより図２（ｂ）の構造
とする。形成条件は次のとおりとした。 選択Ｗ−ＣＶＤ条件：２６０℃、０．３Ｐａ、 使用ガス系：ＷＦ6 ／ＳｉＨ4 ／Ｈ2 ／Ａｒ＝１０／７
／１０００／１０ＳＣＣＭ ブランケットＷ−ＣＶＤ条件：４５０℃、１００００Ｐ
ａ、ＷＦ8 ／Ｈ2 ＝９５／５５０ エッチバック条件：２０Ｐａ、ＳＦ6 ／Ｏ2 ＝２５０／
５０ＳＣＣＭ
材料２ａ形成） 次に選択Ｗ−ＣＶＤあるいはブランケットＷ−ＣＶＤ及
びエッチバックにて、コンタクトホールを金属系材料２
ａであるＷにて埋め込む。これにより図２（ｂ）の構造
とする。形成条件は次のとおりとした。 選択Ｗ−ＣＶＤ条件：２６０℃、０．３Ｐａ、 使用ガス系：ＷＦ6 ／ＳｉＨ4 ／Ｈ2 ／Ａｒ＝１０／７
／１０００／１０ＳＣＣＭ ブランケットＷ−ＣＶＤ条件：４５０℃、１００００Ｐ
ａ、ＷＦ8 ／Ｈ2 ＝９５／５５０ エッチバック条件：２０Ｐａ、ＳＦ6 ／Ｏ2 ＝２５０／
５０ＳＣＣＭ
【００３０】Ｗプラグ形成後、例えば大気搬送を行う
と、Ｗプラグ表面は容易に酸化され、表面に酸化層２０
である自然酸化ＷＯx 膜が形成される（図２（ｂ））。
と、Ｗプラグ表面は容易に酸化され、表面に酸化層２０
である自然酸化ＷＯx 膜が形成される（図２（ｂ））。
【００３１】（３）水素処理（水素雰囲気中熱処理） 次に水素処理３を行う。ここでは水素雰囲気中にて５０
０〜９００℃、３０〜６０秒間、熱処理を行う。このと
き大気搬送にてＷ表面上に形成されたＷＯx 膜はＨ2 還
元反応：ＷＯx ＋Ｈ2 →Ｗ＋Ｈ2 ＯにてＷに還元される
（図２（ｃ））。
０〜９００℃、３０〜６０秒間、熱処理を行う。このと
き大気搬送にてＷ表面上に形成されたＷＯx 膜はＨ2 還
元反応：ＷＯx ＋Ｈ2 →Ｗ＋Ｈ2 ＯにてＷに還元される
（図２（ｃ））。
【００３２】（４）配線形成（Ａｌ配線層形成） 次にＴｉＮバリアメタル４１、配線４２であるＡｌ−Ｓ
ｉ膜を順次堆積し、Ａｌ配線を形成する。このときＷ表
面上の自然酸化ＷＯx 膜は水素雰囲気中熱処理によりＷ
に還元されているため、ＷとＡｌ配線層間にて良好なコ
ンタクト抵抗が得られる。Ａｌ系の配線形成条件は次の
ようにした。 Ａｌ−Ｓｉ堆積条件：２２．５ｋＷ、１５０℃、Ａｒ１
００ｓｃｃｍ、０．５Ｐａ
ｉ膜を順次堆積し、Ａｌ配線を形成する。このときＷ表
面上の自然酸化ＷＯx 膜は水素雰囲気中熱処理によりＷ
に還元されているため、ＷとＡｌ配線層間にて良好なコ
ンタクト抵抗が得られる。Ａｌ系の配線形成条件は次の
ようにした。 Ａｌ−Ｓｉ堆積条件：２２．５ｋＷ、１５０℃、Ａｒ１
００ｓｃｃｍ、０．５Ｐａ
【００３３】これにより、図２（ｄ）の構造を得た。本
実施例によれば、埋め込みＷプラグ上の自然酸化ＷＯx
膜がＷに還元され、上層Ａｌ／ＴｉＮとＷプラグ間にて
低コンタクト抵抗が得られる。
実施例によれば、埋め込みＷプラグ上の自然酸化ＷＯx
膜がＷに還元され、上層Ａｌ／ＴｉＮとＷプラグ間にて
低コンタクト抵抗が得られる。
【００３４】実施例３ 本実施例は、接続孔１に金属系材料２を形成し、水素に
よる処理を行い、更に配線３を形成する工程を、真空中
にて連続的に行う構成とした配線形成方法であり、図３
に示す装置を用いて実施する。
よる処理を行い、更に配線３を形成する工程を、真空中
にて連続的に行う構成とした配線形成方法であり、図３
に示す装置を用いて実施する。
【００３５】本実施例においては、Ａｌスパッタ用の第
１スパッタ室５１、Ｔｉスパッタ用の第２スパッタ室を
有するＰＶＤ（スパッタ）処理室、Ｗ−ＣＶＤ等を行う
ＣＶＤ室７、ブランケットＷ形成時のエッチバック室
８、ＲＴＡ（水素雰囲気中熱処理）処理室６を有するマ
ルチチェンバータイプ装置を用いて、実施例１及び２の
高温Ａｌスパッタ埋め込み及びＷ−ＣＶＤによる埋め込
みプロセスを行う。
１スパッタ室５１、Ｔｉスパッタ用の第２スパッタ室を
有するＰＶＤ（スパッタ）処理室、Ｗ−ＣＶＤ等を行う
ＣＶＤ室７、ブランケットＷ形成時のエッチバック室
８、ＲＴＡ（水素雰囲気中熱処理）処理室６を有するマ
ルチチェンバータイプ装置を用いて、実施例１及び２の
高温Ａｌスパッタ埋め込み及びＷ−ＣＶＤによる埋め込
みプロセスを行う。
【００３６】本方法では真空中にて連続的に、真空を破
ることなく、上記ＰＶＤ（スパッタ）、ＣＶＤ、Ｅ／
Ｂ、ＲＴＡ（水素雰囲気中熱処理）プロセスを行うた
め、大気放置によるＴｉＮ及びＷの酸化が抑制できる。
更に自然酸化メタル膜をメタルに還元するための水素熱
処理後も連続的に真空搬送にてＡｌメタライゼーション
を行うため、再度ＴｉＮバリアメタルやＷプラグが酸化
されることなく、良好な埋め込み性により、かつ低コン
タクト抵抗のコンタクトホール埋め込みが実現できる。
ることなく、上記ＰＶＤ（スパッタ）、ＣＶＤ、Ｅ／
Ｂ、ＲＴＡ（水素雰囲気中熱処理）プロセスを行うた
め、大気放置によるＴｉＮ及びＷの酸化が抑制できる。
更に自然酸化メタル膜をメタルに還元するための水素熱
処理後も連続的に真空搬送にてＡｌメタライゼーション
を行うため、再度ＴｉＮバリアメタルやＷプラグが酸化
されることなく、良好な埋め込み性により、かつ低コン
タクト抵抗のコンタクトホール埋め込みが実現できる。
【００３７】図３中、９１はロードロック室、９２，９
３は搬送室である。
３は搬送室である。
【００３８】なお当然のことではあるが、本発明は、上
記実施例に限定されるものではなく、構造、成膜条件そ
の他は、本発明の範囲を逸脱しない限り、適宜選択でき
る。
記実施例に限定されるものではなく、構造、成膜条件そ
の他は、本発明の範囲を逸脱しない限り、適宜選択でき
る。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、接続孔に金属系材料を
形成して配線を形成する場合について、表面酸化による
埋め込み性能の低下やコンタクト抵抗の増大を防止した
配線形成方法を提供することができる。
形成して配線を形成する場合について、表面酸化による
埋め込み性能の低下やコンタクト抵抗の増大を防止した
配線形成方法を提供することができる。
【図１】実施例１の工程を示す図である。
【図２】実施例２の工程を示す図である。
【図３】実施例３の装置を示す構成図である。
【図４】従来技術の問題点を示す図である。
【図５】従来技術の問題点を示す図である。
１ 接続孔 ２，２ａ 金属系材料 ３ 水素処理 ４ 配線
Claims (2)
- 【請求項１】接続孔に金属系材料を形成し、更に配線を
形成する配線形成方法において、 配線形成前に水素による処理を行うことを特徴とする配
線形成方法。 - 【請求項２】接続孔に金属系材料を形成し、水素による
処理を行い、更に配線を形成する工程を、真空中にて連
続的に行うことを特徴とする配線形成方法。
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|---|---|---|---|
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