JPH08153783A - 電気的接続部形成方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
電気的接続部形成方法及び半導体装置の製造方法Info
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- JPH08153783A JPH08153783A JP18343291A JP18343291A JPH08153783A JP H08153783 A JPH08153783 A JP H08153783A JP 18343291 A JP18343291 A JP 18343291A JP 18343291 A JP18343291 A JP 18343291A JP H08153783 A JPH08153783 A JP H08153783A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】Ａｌ等の金属系材料が密着性良く均一かつ良好
に開孔部に埋め込まれ、孔の深さの異同に伴う問題もな
く、良好な電気的接続が得られる電気的接続部の形成方
法、及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供する
こと。 【構成】第１の金属系材料部分１上に層間膜２を形成
し、該層間膜２に前記金属系材料部分１と電気的接続を
とる開孔部３を形成し、前記開孔部３形成後、前記第１
の金属系材料部分１を略等方的にエッチングし、その後
このエッチング部分６を含め第１の金属系材料と同種の
金属系材料７により埋め込むか、またはエッチング部分
６のみは第２の金属系材料で埋めその他は前記金属系材
料７で埋め込むことにより、電気的接続部を形成する。
に開孔部に埋め込まれ、孔の深さの異同に伴う問題もな
く、良好な電気的接続が得られる電気的接続部の形成方
法、及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供する
こと。 【構成】第１の金属系材料部分１上に層間膜２を形成
し、該層間膜２に前記金属系材料部分１と電気的接続を
とる開孔部３を形成し、前記開孔部３形成後、前記第１
の金属系材料部分１を略等方的にエッチングし、その後
このエッチング部分６を含め第１の金属系材料と同種の
金属系材料７により埋め込むか、またはエッチング部分
６のみは第２の金属系材料で埋めその他は前記金属系材
料７で埋め込むことにより、電気的接続部を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的接続部形成方法
及びこの電気的接続部形成方法を利用した半導体装置の
製造方法に関する。
及びこの電気的接続部形成方法を利用した半導体装置の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子材料、例えば半導体装置の分野にお
いては、半導体集積回路の微細化・高集積化が進行して
来ており、配線間の電気的接続をとるための接続孔も、
年々微細化が進み、そのアスペクト比が大きくなりつつ
ある。
いては、半導体集積回路の微細化・高集積化が進行して
来ており、配線間の電気的接続をとるための接続孔も、
年々微細化が進み、そのアスペクト比が大きくなりつつ
ある。
【０００３】このような微細な接続孔の埋め込みのため
に、各種の技術が開発されている。例えば高温スパッタ
法は、未だその埋め込みメカニズムは明らかになってい
ないのにしろ、実用的な面では、充分重要な技術となっ
ている。例えば、アスペクトレシオの大きい、微細なコ
ンタクトホールには、従来のバイアスＡｌスパッタ法を
用いても埋め込みが難しいが、高温スパッタ法を用いれ
ば、このようなコンタクトホールを埋め込むことができ
る。とりわけ、ガス加熱法が開発されて以来、実用化が
進みはじめている。
に、各種の技術が開発されている。例えば高温スパッタ
法は、未だその埋め込みメカニズムは明らかになってい
ないのにしろ、実用的な面では、充分重要な技術となっ
ている。例えば、アスペクトレシオの大きい、微細なコ
ンタクトホールには、従来のバイアスＡｌスパッタ法を
用いても埋め込みが難しいが、高温スパッタ法を用いれ
ば、このようなコンタクトホールを埋め込むことができ
る。とりわけ、ガス加熱法が開発されて以来、実用化が
進みはじめている。
【０００４】このような背景で、高アスペクト比の開孔
部でも埋め込めるという性質を利用して、従来の電気的
接続部形成技術の多層配線への応用も考えられている。
しかし、層間膜に開孔部（ビアホールと称される）を形
成する際には、一般にイオン性の強いＲＩＥを用いるの
で、開孔部側壁に付着物が付いてしまうことがある。例
えば、図５（ａ）に示すように、開孔部３の側壁にＡｌ
が再堆積した再デポ膜４（Ａｌクラウンなどと称されて
いる）が付いたり、それほどでなくとも、Ａｌの粒子５
が付いたりすることがあり、このため、Ａｌの埋め込み
がうまく進まず、例えば図５（ｂ）に示すようにボイド
（中空）３ａ，３ｂが生ずることがあった。また、例
え、埋め込めたとしても、その密着性は悪い。このよう
に、再デポ膜４やＡｌ粒子５が側壁に付くと、均一良好
にはＡｌが埋められないという問題があった。なお図中
１′は下層配線（Ａｌ等）である。
部でも埋め込めるという性質を利用して、従来の電気的
接続部形成技術の多層配線への応用も考えられている。
しかし、層間膜に開孔部（ビアホールと称される）を形
成する際には、一般にイオン性の強いＲＩＥを用いるの
で、開孔部側壁に付着物が付いてしまうことがある。例
えば、図５（ａ）に示すように、開孔部３の側壁にＡｌ
が再堆積した再デポ膜４（Ａｌクラウンなどと称されて
いる）が付いたり、それほどでなくとも、Ａｌの粒子５
が付いたりすることがあり、このため、Ａｌの埋め込み
がうまく進まず、例えば図５（ｂ）に示すようにボイド
（中空）３ａ，３ｂが生ずることがあった。また、例
え、埋め込めたとしても、その密着性は悪い。このよう
に、再デポ膜４やＡｌ粒子５が側壁に付くと、均一良好
にはＡｌが埋められないという問題があった。なお図中
１′は下層配線（Ａｌ等）である。
【０００５】一方、開孔部３の穴の深さが異なると、同
じ膜厚で埋め込めないという問題があり、これは選択Ｗ
法等の選択材料成長技術を用いる場合には、不可避的で
ある。図６に示すように、一方の開孔部３１は基板１０
の拡散層１１上に形成され、他方の開孔部３２は基板１
０上のゲート１２上に形成されると、開孔部３２の方が
ゲート１２の厚さの分だけ深さが小さくなって、同条件
で選択成長させると、開孔部３２から選択成長材料３３
の余分な余り分３４が盛り上がってしまう。即ち、深さ
の異なる開孔部に対して、選択成長材料は一様な厚さで
埋まるので、一部オーバーフローしたり、逆に埋め込み
不完全になったりすることが避けられなかったのであ
る。
じ膜厚で埋め込めないという問題があり、これは選択Ｗ
法等の選択材料成長技術を用いる場合には、不可避的で
ある。図６に示すように、一方の開孔部３１は基板１０
の拡散層１１上に形成され、他方の開孔部３２は基板１
０上のゲート１２上に形成されると、開孔部３２の方が
ゲート１２の厚さの分だけ深さが小さくなって、同条件
で選択成長させると、開孔部３２から選択成長材料３３
の余分な余り分３４が盛り上がってしまう。即ち、深さ
の異なる開孔部に対して、選択成長材料は一様な厚さで
埋まるので、一部オーバーフローしたり、逆に埋め込み
不完全になったりすることが避けられなかったのであ
る。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、上記した問題点を解決して、
Ａｌ等の金属系材料が密着性良く均一かつ良好に開孔部
に埋め込まれ、孔の深さの異同に伴う問題もなく、良好
な電気的接続が得られる電気的接続部の形成方法、及び
これを用いた半導体装置の製造方法を提供せんとするも
のである。
Ａｌ等の金属系材料が密着性良く均一かつ良好に開孔部
に埋め込まれ、孔の深さの異同に伴う問題もなく、良好
な電気的接続が得られる電気的接続部の形成方法、及び
これを用いた半導体装置の製造方法を提供せんとするも
のである。
【０００７】
【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、第１の金属系材料部分上に層間膜を形成し、該層
間膜に前記金属系材料部分と電気的接続をとる開孔部を
形成し、該開孔部を埋め込んで電気的接続部を形成する
電気的接続部形成方法において、前記開孔部形成後、前
記第１の金属系材料部分を略等方的にエッチングし、そ
の後第１の金属系材料と同種の金属系材料により埋め込
みを行うことにより電気的接続部を形成することを特徴
とする電気的接続部形成方法であり、これによって上記
目的を達成するものである。
明は、第１の金属系材料部分上に層間膜を形成し、該層
間膜に前記金属系材料部分と電気的接続をとる開孔部を
形成し、該開孔部を埋め込んで電気的接続部を形成する
電気的接続部形成方法において、前記開孔部形成後、前
記第１の金属系材料部分を略等方的にエッチングし、そ
の後第１の金属系材料と同種の金属系材料により埋め込
みを行うことにより電気的接続部を形成することを特徴
とする電気的接続部形成方法であり、これによって上記
目的を達成するものである。
【０００８】本出願の請求項２の発明は、第１の金属系
材料部分上に層間膜を形成し、該層間膜に前記金属系材
料部分と電気的接続をとる開孔部を形成し、該開孔部を
埋め込んで電気的接続部を形成する電気的接続部形成方
法において、前記開孔部形成後、前記第１の金属系材料
部分を略等方的にエッチングし、第１の金属系材料部分
のこのエッチングされた部分のみに第２の金属系材料を
選択成長させ、残りの開孔部を第１の金属系材料と同種
の金属系材料により埋め込むことにより電気的接続部を
形成することを特徴とする電気的接続部形成方法であ
り、これによって上記目的を達成するものである。
材料部分上に層間膜を形成し、該層間膜に前記金属系材
料部分と電気的接続をとる開孔部を形成し、該開孔部を
埋め込んで電気的接続部を形成する電気的接続部形成方
法において、前記開孔部形成後、前記第１の金属系材料
部分を略等方的にエッチングし、第１の金属系材料部分
のこのエッチングされた部分のみに第２の金属系材料を
選択成長させ、残りの開孔部を第１の金属系材料と同種
の金属系材料により埋め込むことにより電気的接続部を
形成することを特徴とする電気的接続部形成方法であ
り、これによって上記目的を達成するものである。
【０００９】本出願の請求項３の発明は、前記第２の金
属系材料は、還元法により選択成長させて形成されたも
のである請求項２に記載の電気的接続部形成方法であ
り、これによって上記目的を達成するものである。
属系材料は、還元法により選択成長させて形成されたも
のである請求項２に記載の電気的接続部形成方法であ
り、これによって上記目的を達成するものである。
【００１０】本出願の請求項４の発明は、第１の金属系
材料部分上に層間膜を形成し、該層間膜に前記金属系材
料部分と電気的接続をとる開孔部を形成し、該開孔部を
埋め込んで電気的接続部を形成する電気的接続部形成方
法において、前記開孔部形成後、前記第１の金属系材料
部分をあらかじめ第１のプロセス室において略等方的に
エッチングする工程と、第１の金属系材料部分のこのエ
ッチングされた部分に第１のプロセス室とゲートバルブ
を介して連結した第２のプロセス室において第２の金属
系材料を選択成長させる工程とを少なくとも備えること
を特徴とする電気的接続部形成方法であり、これによっ
て上記目的を達成するものである。
材料部分上に層間膜を形成し、該層間膜に前記金属系材
料部分と電気的接続をとる開孔部を形成し、該開孔部を
埋め込んで電気的接続部を形成する電気的接続部形成方
法において、前記開孔部形成後、前記第１の金属系材料
部分をあらかじめ第１のプロセス室において略等方的に
エッチングする工程と、第１の金属系材料部分のこのエ
ッチングされた部分に第１のプロセス室とゲートバルブ
を介して連結した第２のプロセス室において第２の金属
系材料を選択成長させる工程とを少なくとも備えること
を特徴とする電気的接続部形成方法であり、これによっ
て上記目的を達成するものである。
【００１１】本出願の請求項５の発明は、前記第２のプ
ロセス室において前記第２の金属系材料を成長させる前
に、被処理材を３００℃以上に加熱する工程を備える請
求項４に記載の電気的接続部形成方法であり、これによ
って上記目的を達成するものである。
ロセス室において前記第２の金属系材料を成長させる前
に、被処理材を３００℃以上に加熱する工程を備える請
求項４に記載の電気的接続部形成方法であり、これによ
って上記目的を達成するものである。
【００１２】本出願の請求項６の発明は、第１の金属系
材料が、アルミニウム系材料である請求項１ないし５の
いずれかに記載の電気的接続部形成方法であり、これに
よって上記目的を達成するものである。
材料が、アルミニウム系材料である請求項１ないし５の
いずれかに記載の電気的接続部形成方法であり、これに
よって上記目的を達成するものである。
【００１３】本出願の請求項７の発明は、第２の金属系
材料が、タングステン系材料である請求項１ないし６の
いずれかに記載の電気的接続部形成方法であり、これに
よって上記目的を達成するものである。
材料が、タングステン系材料である請求項１ないし６の
いずれかに記載の電気的接続部形成方法であり、これに
よって上記目的を達成するものである。
【００１４】本出願の請求項８の発明は、電気的接続部
を、請求項１ないし８のいずれかに記載の電気的接続部
形成方法により形成することを特徴とする半導体装置の
製造方法であり、これによって上記目的を達成するもの
である。
を、請求項１ないし８のいずれかに記載の電気的接続部
形成方法により形成することを特徴とする半導体装置の
製造方法であり、これによって上記目的を達成するもの
である。
【００１５】
【作用】本出願の各発明によれば、開孔部の形成後、第
１の金属系材料部分を略等方的にエッチングして、その
後開孔部の埋め込みを行うので、金属系材料を密着性良
く均一かつ良好に埋め込むことができ、孔の異同に伴う
問題も生じないようにでき、これによって良好な電気的
接続を得ることができる。
１の金属系材料部分を略等方的にエッチングして、その
後開孔部の埋め込みを行うので、金属系材料を密着性良
く均一かつ良好に埋め込むことができ、孔の異同に伴う
問題も生じないようにでき、これによって良好な電気的
接続を得ることができる。
【００１６】
【実施例】以下本出願の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、本出願の発明は、以下
に記す実施例によって限定されるものではない。
る。但し当然のことではあるが、本出願の発明は、以下
に記す実施例によって限定されるものではない。
【００１７】実施例１ 本実施例は、高度に集積化した半導体集積回路装置の製
造において、微細化した開孔部に接続構造を形成する場
合に、本発明を適用したものである。図１を参照する。
造において、微細化した開孔部に接続構造を形成する場
合に、本発明を適用したものである。図１を参照する。
【００１８】本実施例においては、第１の金属系材料部
分１（ここではアルミニウム系材料、特にＡｌ）上にＳ
ｉＯ2 等の層間膜２を形成し、該層間膜２に第１の金属
系材料部分１と電気的接続をとる開孔部３を形成し、図
１（ａ）の構造とし、この開孔部３の形成後、第１の金
属系材料部分１を略等方的にエッチングして図１（ｂ）
の構造とし、その後第１の金属系材料と同種の金属系材
料（ここではスパッタＡｌ）により埋め込みを行い、図
１（ｃ）の構造を得る構成とした。
分１（ここではアルミニウム系材料、特にＡｌ）上にＳ
ｉＯ2 等の層間膜２を形成し、該層間膜２に第１の金属
系材料部分１と電気的接続をとる開孔部３を形成し、図
１（ａ）の構造とし、この開孔部３の形成後、第１の金
属系材料部分１を略等方的にエッチングして図１（ｂ）
の構造とし、その後第１の金属系材料と同種の金属系材
料（ここではスパッタＡｌ）により埋め込みを行い、図
１（ｃ）の構造を得る構成とした。
【００１９】更に詳しくは、本実施例は次の（１）〜
（４）の工程により、半導体装置の接続部を形成した。
（４）の工程により、半導体装置の接続部を形成した。
【００２０】（１）第１の金属系材料部分１であるＡｌ
上に、一般的な手法で、層間膜２を形成する。この層間
膜２に開孔部３であるビアホールを形成する。開孔部３
の形成はここではドライエッチングを用いるが、手法は
問わず、任意である。これにより図１（ａ）の構造とす
るが、この時、開孔部３内の側壁に再デポ膜４やＡｌ粒
子５が付着する可能性がある。しかしこれは次工程で除
去され、悪影響を及ばさない。図１中、１０はシリコン
基板等の半導体基板である。本実施例においては、図３
に示すマルチチェンバープロセス装置を用いるが、図１
（ａ）の構造の形成は、例えばチェンバー９４にて行う
ことができる。
上に、一般的な手法で、層間膜２を形成する。この層間
膜２に開孔部３であるビアホールを形成する。開孔部３
の形成はここではドライエッチングを用いるが、手法は
問わず、任意である。これにより図１（ａ）の構造とす
るが、この時、開孔部３内の側壁に再デポ膜４やＡｌ粒
子５が付着する可能性がある。しかしこれは次工程で除
去され、悪影響を及ばさない。図１中、１０はシリコン
基板等の半導体基板である。本実施例においては、図３
に示すマルチチェンバープロセス装置を用いるが、図１
（ａ）の構造の形成は、例えばチェンバー９４にて行う
ことができる。
【００２１】（２）次に、ゲートバルブ９７，９８を介
して隣接されたエッチングチェンバー９３に図１（ａ）
の構造の被処理材（ウェハー）を入れる。このエッチン
グチェンバー９３としては、通常の平行平板エッチャー
を用いることができる。図３中、９ｃは搬送アームであ
り、この上にサンプルである被処理材Ｓを載せて、トラ
ンスファーム９ａを介して移送する。
して隣接されたエッチングチェンバー９３に図１（ａ）
の構造の被処理材（ウェハー）を入れる。このエッチン
グチェンバー９３としては、通常の平行平板エッチャー
を用いることができる。図３中、９ｃは搬送アームであ
り、この上にサンプルである被処理材Ｓを載せて、トラ
ンスファーム９ａを介して移送する。
【００２２】（３）次にこのエッチングチェンバー９３
内にて、例えば下記に示す条件でＣｌ2 ガスを用いて、
第１の金属系材料であるＡｌの等方エッチングを行う。
この時、前記したようなＡｌ再デポ膜４や側壁のＡｌ粒
子５があっても、これらは除去される。 使用ガス系：Ｃｌ2 ＝３０ｓｃｃｍ 圧力：０．６Ｔｏｒｒ 印加電力：０．２Ｗ／ｃｍ2 これにより、図１（ｂ）に示す如く第１の金属系材料部
分１は略等方的にエッチングされる。符号６をもって、
略等方的にエッチングした部分を示す。
内にて、例えば下記に示す条件でＣｌ2 ガスを用いて、
第１の金属系材料であるＡｌの等方エッチングを行う。
この時、前記したようなＡｌ再デポ膜４や側壁のＡｌ粒
子５があっても、これらは除去される。 使用ガス系：Ｃｌ2 ＝３０ｓｃｃｍ 圧力：０．６Ｔｏｒｒ 印加電力：０．２Ｗ／ｃｍ2 これにより、図１（ｂ）に示す如く第１の金属系材料部
分１は略等方的にエッチングされる。符号６をもって、
略等方的にエッチングした部分を示す。
【００２３】（４）次に、第１の金属系材料（ここでは
Ａｌ）と同種の金属系材料１であるＡｌを、高温スパッ
タで形成する。これは図３のスパッタ室９１に、搬送ア
ーム９ｃで被処理材を移送して行えばよい。この時、加
熱時間を長くするため、Ａｌの成長速度を低下させて行
った所、層間膜とＡｌでできた等方エッチング部６の中
にも良好な埋め込みができた。スパッタ条件は下記の２
ステップとした。 第１ステップ：Ａｌ−１％Ｓｉ、ｎｏ ｈｅａｔ、１０
００Å、 Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、３．５ｍＴｏｒｒ、２．５ｋＷ 第２ステップ：Ａｌ−１％Ｓｉ、５００℃、４０００
Å、 Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、３．５ｍＴｏｒｒ、１０．５ｋ
Ｗ これによって図１（ｃ）の構造が得られた。
Ａｌ）と同種の金属系材料１であるＡｌを、高温スパッ
タで形成する。これは図３のスパッタ室９１に、搬送ア
ーム９ｃで被処理材を移送して行えばよい。この時、加
熱時間を長くするため、Ａｌの成長速度を低下させて行
った所、層間膜とＡｌでできた等方エッチング部６の中
にも良好な埋め込みができた。スパッタ条件は下記の２
ステップとした。 第１ステップ：Ａｌ−１％Ｓｉ、ｎｏ ｈｅａｔ、１０
００Å、 Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、３．５ｍＴｏｒｒ、２．５ｋＷ 第２ステップ：Ａｌ−１％Ｓｉ、５００℃、４０００
Å、 Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ、３．５ｍＴｏｒｒ、１０．５ｋ
Ｗ これによって図１（ｃ）の構造が得られた。
【００２４】なお本実施例では、Ａｌの高温スパッタ
（第１の金属系材料と同種の金属系材料の形成工程）の
前に、ＴｉやＴｉＯＮ（ＴｉＮ）やその組み合わせによ
るバリアメタルを形成する工程を行ったが、説明の煩雑
化を避けるため上記ではその説明は省いた。これらのバ
リアメタルは必要であれば形成することは言うまでもな
く、また、不用なら省略してもよいものである。このこ
とについては、後に示す他の実施例にも共通である。
（第１の金属系材料と同種の金属系材料の形成工程）の
前に、ＴｉやＴｉＯＮ（ＴｉＮ）やその組み合わせによ
るバリアメタルを形成する工程を行ったが、説明の煩雑
化を避けるため上記ではその説明は省いた。これらのバ
リアメタルは必要であれば形成することは言うまでもな
く、また、不用なら省略してもよいものである。このこ
とについては、後に示す他の実施例にも共通である。
【００２５】上記のように本実施例は、Ａｌ上の高温Ａ
ｌスパッタの前処理として、Ａｌの等方エッチングを行
うとともに、プロセスを図３の如きマルチチェンバーで
行うようにしたものである。なお図３中、９５，９６は
ゲートバルブ、９２は必要に応じて用いる第２のスパッ
タ室、Ｓは被処理材（サンプル）、９ａ，９ｂはトラン
スファールーム、９ｃはロードロック室である。
ｌスパッタの前処理として、Ａｌの等方エッチングを行
うとともに、プロセスを図３の如きマルチチェンバーで
行うようにしたものである。なお図３中、９５，９６は
ゲートバルブ、９２は必要に応じて用いる第２のスパッ
タ室、Ｓは被処理材（サンプル）、９ａ，９ｂはトラン
スファールーム、９ｃはロードロック室である。
【００２６】本実施例によれば、Ａｌ直上の開孔部に略
等方性エッチングを施すので、Ａｌの再デポ膜４やＡｌ
粒子５などがあってもこれらは除去され、また、直接高
温スパッタＡｌを形成した場合、その成長が良好に行え
る。そのため、高温スパッタＡｌの密着性が良くなる。
等方性エッチングを施すので、Ａｌの再デポ膜４やＡｌ
粒子５などがあってもこれらは除去され、また、直接高
温スパッタＡｌを形成した場合、その成長が良好に行え
る。そのため、高温スパッタＡｌの密着性が良くなる。
【００２７】実施例２ 図２を参照する。本実施例は、集積化した半導体・集積
回路装置の製造の際の接続構造の形成に本発明を適用し
たものであって、第１の金属系材料部分１（ここではＡ
ｌ）上に層間膜２を形成し、該層間膜２に前記第１の金
属系材料部分１と電気的接続をとる開孔部３を形成し、
図２（ａ）の構造とし、この開孔部３形成後、第１の金
属系材料部分１を略等方的にエッチングして図２（ｂ）
の構造とし、第１の金属系材料部分１のこのエッチング
された部分６のみに第２の金属系材料８を選択成長させ
（ここでは選択Ｗを成長させ）、これにより図２（ｃ）
の構造を得、残りの開孔部３を第１の金属系材料と同種
の金属系材料７（ここではスパッタＡｌ）により埋め込
むことにより電気的接続部を形成して図２（ｄ）の構造
を得るものである。
回路装置の製造の際の接続構造の形成に本発明を適用し
たものであって、第１の金属系材料部分１（ここではＡ
ｌ）上に層間膜２を形成し、該層間膜２に前記第１の金
属系材料部分１と電気的接続をとる開孔部３を形成し、
図２（ａ）の構造とし、この開孔部３形成後、第１の金
属系材料部分１を略等方的にエッチングして図２（ｂ）
の構造とし、第１の金属系材料部分１のこのエッチング
された部分６のみに第２の金属系材料８を選択成長させ
（ここでは選択Ｗを成長させ）、これにより図２（ｃ）
の構造を得、残りの開孔部３を第１の金属系材料と同種
の金属系材料７（ここではスパッタＡｌ）により埋め込
むことにより電気的接続部を形成して図２（ｄ）の構造
を得るものである。
【００２８】更に詳しくは、本実施例では、実施例１の
（１）〜（３）と同じ手法により、図２（ａ）、更に図
２（ｂ）の構造を得る。次いで、下記（４）の工程を行
う。
（１）〜（３）と同じ手法により、図２（ａ）、更に図
２（ｂ）の構造を得る。次いで、下記（４）の工程を行
う。
【００２９】（４）図３のマルチチェンバーのＣＶＤ室
９４（通常のＣＶＤ装置でよい）を用いて、等方的エッ
チング部分６に、Ｈ2 還元法を用いて、例えば、下記の
条件で、第２の金属系材料８であるＷを選択成長させ
る。（この部分に選択Ｗが成長することは、１９９０年
秋の応用物理学会予稿集の長谷川、小松、佐藤「選択Ｗ
−ＣＶＤにおける埋め込み特性」参照）。 使用ガス系：ＷＦ6 ／ＳｉＨ4 ／Ｈ2 ＝１０／７／１０
００ｓｃｃｍ 圧力：０．２Ｔｏｒｒ 温度：２６０℃ これにより図２（ｃ）の構造を得た。開孔部３の他の部
分には、高温Ａｌスパッタを用いて、実施例１の（４）
と同じ条件で第１の金属系材料と同種の金属系材料７を
形成した。これにより図２（ｄ）の構造を得た。
９４（通常のＣＶＤ装置でよい）を用いて、等方的エッ
チング部分６に、Ｈ2 還元法を用いて、例えば、下記の
条件で、第２の金属系材料８であるＷを選択成長させ
る。（この部分に選択Ｗが成長することは、１９９０年
秋の応用物理学会予稿集の長谷川、小松、佐藤「選択Ｗ
−ＣＶＤにおける埋め込み特性」参照）。 使用ガス系：ＷＦ6 ／ＳｉＨ4 ／Ｈ2 ＝１０／７／１０
００ｓｃｃｍ 圧力：０．２Ｔｏｒｒ 温度：２６０℃ これにより図２（ｃ）の構造を得た。開孔部３の他の部
分には、高温Ａｌスパッタを用いて、実施例１の（４）
と同じ条件で第１の金属系材料と同種の金属系材料７を
形成した。これにより図２（ｄ）の構造を得た。
【００３０】本実施例によれば、実施例１の効果に加え
て、次の効果が得られる。即ち、下層Ａｌの等方的エッ
チング部６のみ選択Ｗを成長させ、残りを高温Ａｌスパ
ッタで埋め込むため、孔の深さによらない埋め込みがで
きる。また選択Ｗが楔を打ち込んだような形に成長する
ので、密着性が良くなる（なお実施例１のように選択Ｗ
を用いない場合でも、Ａｌが同じく楔を打ち込んだよう
な形で成長するので、密着性は向上する）。更に、選択
Ｗは途中まで成長させるので、成長時間が長くなった場
合に生じる選択成長の不安定な要因が低減する。また、
Ａｌ上に、はじめにＨ2 還元法を用いてＷを選択成長さ
せるので、ＡｌＦ3 などが形成されにくく、安定なコン
タクト抵抗が得られる。単に下層Ａｌの等方エッチング
部６にのみ、必要に応じて選択的にＷを成長させ、その
後、残りの開孔部を高温スパッタによるＡｌで埋め込む
だけの手法であると、Ａｌエッチング後、選択成長のた
めＷＦ6 などのガスを流すと、Ａｌの弗化物であるＡｌ
Ｆ3 ができ、このＡｌＦ3は、蒸気圧が低く、Ａｌ上に
形成されると、接触抵抗の増大を招いたり、また、Ａｌ
エッチング後の表面にＡｌＣｌ3 など蒸気圧の低い物質
が残ると、これが、次の高温スパッタによるＡｌの埋め
込みの均一性を阻害する場合があるが、本実施例ではそ
のようなおそれがないわけである。更に本実施例では、
Ａｌ等方エッチン後、連続チェンバーで排気、昇温後、
選択Ｗを成長させるので、ＡｌとＷの界面に、ＡｌＦ3
が形成されることもなく、また、エッチング後の反応生
成物も除去され、良好な電気的接触が得られる。
て、次の効果が得られる。即ち、下層Ａｌの等方的エッ
チング部６のみ選択Ｗを成長させ、残りを高温Ａｌスパ
ッタで埋め込むため、孔の深さによらない埋め込みがで
きる。また選択Ｗが楔を打ち込んだような形に成長する
ので、密着性が良くなる（なお実施例１のように選択Ｗ
を用いない場合でも、Ａｌが同じく楔を打ち込んだよう
な形で成長するので、密着性は向上する）。更に、選択
Ｗは途中まで成長させるので、成長時間が長くなった場
合に生じる選択成長の不安定な要因が低減する。また、
Ａｌ上に、はじめにＨ2 還元法を用いてＷを選択成長さ
せるので、ＡｌＦ3 などが形成されにくく、安定なコン
タクト抵抗が得られる。単に下層Ａｌの等方エッチング
部６にのみ、必要に応じて選択的にＷを成長させ、その
後、残りの開孔部を高温スパッタによるＡｌで埋め込む
だけの手法であると、Ａｌエッチング後、選択成長のた
めＷＦ6 などのガスを流すと、Ａｌの弗化物であるＡｌ
Ｆ3 ができ、このＡｌＦ3は、蒸気圧が低く、Ａｌ上に
形成されると、接触抵抗の増大を招いたり、また、Ａｌ
エッチング後の表面にＡｌＣｌ3 など蒸気圧の低い物質
が残ると、これが、次の高温スパッタによるＡｌの埋め
込みの均一性を阻害する場合があるが、本実施例ではそ
のようなおそれがないわけである。更に本実施例では、
Ａｌ等方エッチン後、連続チェンバーで排気、昇温後、
選択Ｗを成長させるので、ＡｌとＷの界面に、ＡｌＦ3
が形成されることもなく、また、エッチング後の反応生
成物も除去され、良好な電気的接触が得られる。
【００３１】実施例３ 図４を用いて説明する。この例は、実施例２の変形例で
ある。本実施例においても、実施例１の（１）〜（３）
と同じ手法により、図４（ａ）、更に図４（ｂ）の構造
を得る。次いで、下記（４）〜（６）の工程を行う。
ある。本実施例においても、実施例１の（１）〜（３）
と同じ手法により、図４（ａ）、更に図４（ｂ）の構造
を得る。次いで、下記（４）〜（６）の工程を行う。
【００３２】（４）被処理材であるウェハーを、図３の
マルチチェンバーにおいて、ゲートバルブを介して隣接
した選択Ｗチェンバーに移送し、充分排気した後ウェハ
ーを昇温する（３００〜４００℃にする）。この時、Ａ
ｌ表面のエッチング反応生成物ＡｌＣｌ3 等は蒸発する
ので、次の選択Ｗ成長が均一に起こる。
マルチチェンバーにおいて、ゲートバルブを介して隣接
した選択Ｗチェンバーに移送し、充分排気した後ウェハ
ーを昇温する（３００〜４００℃にする）。この時、Ａ
ｌ表面のエッチング反応生成物ＡｌＣｌ3 等は蒸発する
ので、次の選択Ｗ成長が均一に起こる。
【００３３】（５）次に、Ａｌ等方エッチング部６に選
択Ｗ成長を行う。条件は例えば、次のようにする。 使用ガス系：ＷＦ6 ／ＳｉＨ4 ／Ｈ2 ＝１０／７／１０
００ｓｃｃｍ 圧力：０．２Ｔｏｒｒ 温度：２６０℃ この時、図４（ｃ）に示したように、等方エッチング部
６の中にも、反応種が入り、図のように第２の金属系材
料８であるＷが成長する。
択Ｗ成長を行う。条件は例えば、次のようにする。 使用ガス系：ＷＦ6 ／ＳｉＨ4 ／Ｈ2 ＝１０／７／１０
００ｓｃｃｍ 圧力：０．２Ｔｏｒｒ 温度：２６０℃ この時、図４（ｃ）に示したように、等方エッチング部
６の中にも、反応種が入り、図のように第２の金属系材
料８であるＷが成長する。
【００３４】（６）残りの部分を、実施例２と同じ方法
で、高温スパッタ法でＡｌを用いて埋め込み、金属系材
料部７を得る。条件は、実施例１の（４）と同じとし
た。これにより図４（ｄ）の構造が得られた。
で、高温スパッタ法でＡｌを用いて埋め込み、金属系材
料部７を得る。条件は、実施例１の（４）と同じとし
た。これにより図４（ｄ）の構造が得られた。
【００３５】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、Ａｌ
等の金属系材料が密着性良く均一かつ良好に開孔部に埋
め込まれ、孔の深さの異同に伴う問題もなく、良好な電
気的接続が得られる電気的接続部の形成方法、及びこれ
を用いた半導体装置の製造方法を提供することができ
る。
等の金属系材料が密着性良く均一かつ良好に開孔部に埋
め込まれ、孔の深さの異同に伴う問題もなく、良好な電
気的接続が得られる電気的接続部の形成方法、及びこれ
を用いた半導体装置の製造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】実施例で用いるマルチチェンバープロセス装置
の構成図である。
の構成図である。
【図４】実施例３の工程を示す図である。
【図５】問題点を示す図である。
【図６】問題点を示す図である。
１ 第１の金属系材料部分 ２ 層間膜 ３ 開孔部 ６ 略等方的にエッチングした部分 ７ 第１の金属系材料と同種の金属系材料 ８ 第２の金属系材料
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１０月２４日
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【図１】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｍ
Claims (8)
- 【請求項１】第１の金属系材料部分上に層間膜を形成
し、該層間膜に前記第１の金属系材料部分と電気的接続
をとる開孔部を形成し、該開孔部を埋め込んで電気的接
続部を形成する電気的接続部形成方法において、 前記開孔部形成後、前記第１の金属系材料部分を略等方
的にエッチングし、その後第１の金属系材料と同種の金
属系材料により埋め込みを行うことにより電気的接続部
を形成することを特徴とする電気的接続部形成方法。 - 【請求項２】第１の金属系材料部分上に層間膜を形成
し、該層間膜に前記第１の金属系材料部分と電気的接続
をとる開孔部を形成し、該開孔部を埋め込んで電気的接
続部を形成する電気的接続部形成方法において、 前記開孔部形成後、前記第１の金属系材料部分を略等方
的にエッチングし、第１の金属系材料部分のこのエッチ
ングされた部分のみに第２の金属系材料を選択成長さ
せ、残りの開孔部を第１の金属系材料と同種の金属系材
料により埋め込むことにより電気的接続部を形成するこ
とを特徴とする電気的接続部形成方法。 - 【請求項３】前記第２の金属系材料は、還元法により選
択成長させて形成されたものである請求項２に記載の電
気的接続部形成方法。 - 【請求項４】第１の金属系材料部分上に層間膜を形成
し、該層間膜に前記第１の金属系材料部分と電気的接続
をとる開孔部を形成し、該開孔部を埋め込んで電気的接
続部を形成する電気的接続部形成方法において、 前記開孔部形成後、前記第１の金属系材料部分をあらか
じめ第１のプロセス室において略等方的にエッチングす
る工程と、第１の金属系材料部分のこのエッチングされ
た部分に第１のプロセス室とゲートバルブを介して連結
した第２のプロセス室において第２の金属系材料を選択
成長させる工程とを少なくとも備えることを特徴とする
電気的接続部形成方法。 - 【請求項５】前記第２のプロセス室において前記第２の
金属系材料を成長させる前に、被処理材を３００℃以上
に加熱する工程を備える請求項４に記載の電気的接続部
形成方法。 - 【請求項６】第１の金属系材料が、アルミニウム系材料
である請求項１ないし５のいずれかに記載の電気的接続
部形成方法。 - 【請求項７】第２の金属系材料が、タングステン系材料
である請求項１ないし６のいずれかに記載の電気的接続
部形成方法。 - 【請求項８】電気的接続部を、請求項１ないし８のいず
れかに記載の電気的接続部形成方法により形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18343291A JPH08153783A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 電気的接続部形成方法及び半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18343291A JPH08153783A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 電気的接続部形成方法及び半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08153783A true JPH08153783A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=16135678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18343291A Pending JPH08153783A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 電気的接続部形成方法及び半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08153783A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004130442A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Rohm Co Ltd | マイクロマシン用半導体装置 |
| JP2007150348A (ja) * | 2007-02-05 | 2007-06-14 | Kyocera Corp | 配線基板および電子部品搭載構造体 |
| JP2009224808A (ja) * | 1997-12-30 | 2009-10-01 | Applied Materials Inc | サブクオーターミクロン適用のための、メタライゼーションに先立つ予備洗浄方法 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP18343291A patent/JPH08153783A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009224808A (ja) * | 1997-12-30 | 2009-10-01 | Applied Materials Inc | サブクオーターミクロン適用のための、メタライゼーションに先立つ予備洗浄方法 |
| JP2004130442A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Rohm Co Ltd | マイクロマシン用半導体装置 |
| JP2007150348A (ja) * | 2007-02-05 | 2007-06-14 | Kyocera Corp | 配線基板および電子部品搭載構造体 |
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