JPH08306782A - 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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- JPH08306782A JPH08306782A JP12918495A JP12918495A JPH08306782A JP H08306782 A JPH08306782 A JP H08306782A JP 12918495 A JP12918495 A JP 12918495A JP 12918495 A JP12918495 A JP 12918495A JP H08306782 A JPH08306782 A JP H08306782A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ブランケットＣＶＤ法などによりＷ膜を堆積
させてコンタクトホールを埋める場合に、バリアメタル
としてコンタクト部に用いられるＴｉＮ膜の剥がれの問
題を解消し、また、そのＷ膜中に空隙が発生するのを防
止する。 【構成】 層間絶縁膜１５のコンタクトホール１５ａ〜
１５ｄの内部におけるｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡
散層１４上に電気泳動法によりＴｉ粒子２を堆積させ、
熱処理によりＴｉ粒子２とｐ+ 型拡散層１３およびｎ+
型拡散層１４とを反応させてＴｉＳｉ2 膜を形成する。
次に、スパッタリング法により全面にＴｉＮ膜を堆積さ
せた後、ブランケットＣＶＤ法によりＷ膜を堆積させ、
さらにこのＷ膜をエッチバックし、コンタクトホール１
５ａ〜１５ｄの内部がＷ膜で埋められた構造を形成す
る。この後、Ｗ膜とコンタクトした配線を形成する。
させてコンタクトホールを埋める場合に、バリアメタル
としてコンタクト部に用いられるＴｉＮ膜の剥がれの問
題を解消し、また、そのＷ膜中に空隙が発生するのを防
止する。 【構成】 層間絶縁膜１５のコンタクトホール１５ａ〜
１５ｄの内部におけるｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡
散層１４上に電気泳動法によりＴｉ粒子２を堆積させ、
熱処理によりＴｉ粒子２とｐ+ 型拡散層１３およびｎ+
型拡散層１４とを反応させてＴｉＳｉ2 膜を形成する。
次に、スパッタリング法により全面にＴｉＮ膜を堆積さ
せた後、ブランケットＣＶＤ法によりＷ膜を堆積させ、
さらにこのＷ膜をエッチバックし、コンタクトホール１
５ａ〜１５ｄの内部がＷ膜で埋められた構造を形成す
る。この後、Ｗ膜とコンタクトした配線を形成する。
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、例えば、配線コンタクト部にバリアメタルを
用いる半導体装置の製造に適用して好適なものである。
法に関し、例えば、配線コンタクト部にバリアメタルを
用いる半導体装置の製造に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置において拡散層に配線
をコンタクトさせる方法として、次のような方法が知ら
れている。
をコンタクトさせる方法として、次のような方法が知ら
れている。
【０００３】すなわち、図１１に示すように、ｐ型シリ
コン（Ｓｉ）基板１０１中にｎ+ 型拡散層１０２を形成
した後、ｐ型Ｓｉ基板１０１の全面に層間絶縁膜１０３
を堆積させ、この層間絶縁膜１０３のうちのｎ+ 型拡散
層１０２上の部分にコンタクトホール１０４を形成す
る。次に、スパッタリング法によりチタン（Ｔｉ）膜１
０５および窒化チタン（ＴｉＮ）膜１０６を全面に順次
堆積させる。ＴｉＮ膜１０６は、配線コンタクト部にお
けるバリアメタルとして用いられるほか、後述のタング
ステン（Ｗ）膜１０８の下地に対する密着性を向上させ
るために用いられる。この後、熱処理を行うことにより
Ｔｉ膜１０５とｎ+ 型拡散層１０２とを反応させてチタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉ2 ）膜１０７を形成する。この
ＴｉＳｉ2膜１０７は、後述の配線１０９をｎ+ 型拡散
層１０２にオーミックコンタクトさせるためのものであ
る。
コン（Ｓｉ）基板１０１中にｎ+ 型拡散層１０２を形成
した後、ｐ型Ｓｉ基板１０１の全面に層間絶縁膜１０３
を堆積させ、この層間絶縁膜１０３のうちのｎ+ 型拡散
層１０２上の部分にコンタクトホール１０４を形成す
る。次に、スパッタリング法によりチタン（Ｔｉ）膜１
０５および窒化チタン（ＴｉＮ）膜１０６を全面に順次
堆積させる。ＴｉＮ膜１０６は、配線コンタクト部にお
けるバリアメタルとして用いられるほか、後述のタング
ステン（Ｗ）膜１０８の下地に対する密着性を向上させ
るために用いられる。この後、熱処理を行うことにより
Ｔｉ膜１０５とｎ+ 型拡散層１０２とを反応させてチタ
ンシリサイド（ＴｉＳｉ2 ）膜１０７を形成する。この
ＴｉＳｉ2膜１０７は、後述の配線１０９をｎ+ 型拡散
層１０２にオーミックコンタクトさせるためのものであ
る。
【０００４】次に、図１２に示すように、例えば六フッ
化タングステン（ＷＦ6 ）をＷ原料として用いたブラン
ケットＣＶＤ法によりコンタクトホール１０４の内部に
おけるＴｉＮ膜１０７上にＷ膜１０８を堆積させ、さら
にこのＷ膜１０８のエッチバックを行い、このＷ膜１０
８によりコンタクトホール１０４の内部が埋められた構
造を形成する。この後、Ｗ膜１０８とコンタクトするよ
うにアルミニウム（Ａｌ）系の配線１０９を形成する。
化タングステン（ＷＦ6 ）をＷ原料として用いたブラン
ケットＣＶＤ法によりコンタクトホール１０４の内部に
おけるＴｉＮ膜１０７上にＷ膜１０８を堆積させ、さら
にこのＷ膜１０８のエッチバックを行い、このＷ膜１０
８によりコンタクトホール１０４の内部が埋められた構
造を形成する。この後、Ｗ膜１０８とコンタクトするよ
うにアルミニウム（Ａｌ）系の配線１０９を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の半導体装置の製造方法においては、図１１に示す
ように、スパッタリング法によりＴｉ膜１０５を堆積さ
せたときにコンタクトホール１０４の上部のエッジ近傍
でオーバーハングが生じ、それによって次に堆積される
ＴｉＮ膜１０７にもＴｉ膜１０５のオーバーハング部の
近傍の部分にさらに大きなオーバーハングが生じる。そ
の結果、このオーバーハング部の下部のＴｉＮ膜１０７
が薄くなる。そして、後にブランケットＣＶＤ法により
Ｗ膜１０８を堆積させる際に、この薄い部分のＴｉＮ膜
１０７を通ってＷＦ6 ガスがこのＴｉＮ膜１０７とＴｉ
膜１０５との界面に侵入することにより、ＴｉＮ膜１０
７がＴｉ膜１０５から剥がれ、それが半導体装置の不良
の原因になるという問題があった。
従来の半導体装置の製造方法においては、図１１に示す
ように、スパッタリング法によりＴｉ膜１０５を堆積さ
せたときにコンタクトホール１０４の上部のエッジ近傍
でオーバーハングが生じ、それによって次に堆積される
ＴｉＮ膜１０７にもＴｉ膜１０５のオーバーハング部の
近傍の部分にさらに大きなオーバーハングが生じる。そ
の結果、このオーバーハング部の下部のＴｉＮ膜１０７
が薄くなる。そして、後にブランケットＣＶＤ法により
Ｗ膜１０８を堆積させる際に、この薄い部分のＴｉＮ膜
１０７を通ってＷＦ6 ガスがこのＴｉＮ膜１０７とＴｉ
膜１０５との界面に侵入することにより、ＴｉＮ膜１０
７がＴｉ膜１０５から剥がれ、それが半導体装置の不良
の原因になるという問題があった。
【０００６】この問題を解決するために、ＴｉＮ膜１０
７を形成した後に６５０℃程度の熱処理を行うことによ
りこのＴｉＮ膜１０７の膜質を向上させる方法がある
が、ＴｉＮ膜１０７自体が薄くなっているため、この方
法によってもＷＦ6 の侵入を防ぐことは困難であり、し
たがってＴｉＮ膜１０７の剥がれを防止することはでき
なかった。
７を形成した後に６５０℃程度の熱処理を行うことによ
りこのＴｉＮ膜１０７の膜質を向上させる方法がある
が、ＴｉＮ膜１０７自体が薄くなっているため、この方
法によってもＷＦ6 の侵入を防ぐことは困難であり、し
たがってＴｉＮ膜１０７の剥がれを防止することはでき
なかった。
【０００７】この問題は、コンタクトホール１０４のア
スペクト比が大きくなるにしたがってその底部における
ＴｉＮ膜１０７の厚さが減少するため、スパッタリング
法により堆積させるＴｉＮ膜１０７の厚さをより大きく
する必要があり、それによってこのＴｉＮ膜１０７のオ
ーバーハングはさらに大きくなることから、より深刻に
なる。
スペクト比が大きくなるにしたがってその底部における
ＴｉＮ膜１０７の厚さが減少するため、スパッタリング
法により堆積させるＴｉＮ膜１０７の厚さをより大きく
する必要があり、それによってこのＴｉＮ膜１０７のオ
ーバーハングはさらに大きくなることから、より深刻に
なる。
【０００８】一方、上述の従来の半導体装置の製造方法
においては、上述のようにＴｉＮ膜１０７のオーバーハ
ングが大きいことにより、その後に行われるＷ膜１０８
の堆積によるコンタクトホール１０４の埋め込みが不完
全になり、図１２に示すようにＷ膜１０８中に空隙（ボ
イド）１１０が形成されてしまうため、コンタクト不良
の原因になるという問題があった。
においては、上述のようにＴｉＮ膜１０７のオーバーハ
ングが大きいことにより、その後に行われるＷ膜１０８
の堆積によるコンタクトホール１０４の埋め込みが不完
全になり、図１２に示すようにＷ膜１０８中に空隙（ボ
イド）１１０が形成されてしまうため、コンタクト不良
の原因になるという問題があった。
【０００９】したがって、この発明の目的は、ブランケ
ットＣＶＤ法などによりタングステン膜を堆積させてコ
ンタクトホールを埋める場合に、バリアメタルとしてコ
ンタクト部に用いられる窒化チタン膜の剥がれの問題が
ない半導体装置の製造方法を提供することにある。
ットＣＶＤ法などによりタングステン膜を堆積させてコ
ンタクトホールを埋める場合に、バリアメタルとしてコ
ンタクト部に用いられる窒化チタン膜の剥がれの問題が
ない半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１０】この発明の他の目的は、ブランケットＣＶ
Ｄ法などによりタングステン膜を堆積させてコンタクト
ホールを埋める場合に、そのタングステン膜中に空隙が
発生するのを防止することができる半導体装置の製造方
法を提供することにある。
Ｄ法などによりタングステン膜を堆積させてコンタクト
ホールを埋める場合に、そのタングステン膜中に空隙が
発生するのを防止することができる半導体装置の製造方
法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、絶縁膜に設けられたコンタクトホール
を介して第１の導電層に第２の導電層を接続する半導体
装置の製造方法において、コンタクトホールの内部にお
ける第１の導電層上に電気泳動法により金属粒子を堆積
させる工程を有することを特徴とするものである。
に、この発明は、絶縁膜に設けられたコンタクトホール
を介して第１の導電層に第２の導電層を接続する半導体
装置の製造方法において、コンタクトホールの内部にお
ける第１の導電層上に電気泳動法により金属粒子を堆積
させる工程を有することを特徴とするものである。
【００１２】ここで、金属粒子としては、一般的には、
高融点金属からなるもの、例えば、チタン（Ｔｉ）、コ
バルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）などからなるものが用い
られる。
高融点金属からなるもの、例えば、チタン（Ｔｉ）、コ
バルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）などからなるものが用い
られる。
【００１３】この発明においては、典型的には、第１の
導電層は拡散層であり、例えばシリコンからなる。第１
の導電層は、場合によっては金属からなるものであって
もよい。具体的には、例えば第１の導電層が金属配線で
ある場合である。また、第２の導電層は、金属、例えば
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。第２の
導電層は、具体的には、例えば金属配線である。
導電層は拡散層であり、例えばシリコンからなる。第１
の導電層は、場合によっては金属からなるものであって
もよい。具体的には、例えば第１の導電層が金属配線で
ある場合である。また、第２の導電層は、金属、例えば
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。第２の
導電層は、具体的には、例えば金属配線である。
【００１４】この発明の典型的な一実施形態において
は、コンタクトホールの内部における第１の導電層上に
金属粒子を堆積させた後、熱処理を行うことにより金属
粒子と第１の導電層とを反応させる工程をさらに有す
る。この熱処理により、例えば、第１の導電層がシリコ
ンからなる拡散層である場合、金属粒子とその拡散層と
が反応して金属シリサイド膜が形成される。なお、この
ように金属粒子の堆積後に熱処理を行う場合には、第１
の導電層が金属からなるものであるとき、この金属とし
ては、熱処理に耐えられるもの、すなわち高融点金属、
例えばタングステン（Ｗ）が用いられる。
は、コンタクトホールの内部における第１の導電層上に
金属粒子を堆積させた後、熱処理を行うことにより金属
粒子と第１の導電層とを反応させる工程をさらに有す
る。この熱処理により、例えば、第１の導電層がシリコ
ンからなる拡散層である場合、金属粒子とその拡散層と
が反応して金属シリサイド膜が形成される。なお、この
ように金属粒子の堆積後に熱処理を行う場合には、第１
の導電層が金属からなるものであるとき、この金属とし
ては、熱処理に耐えられるもの、すなわち高融点金属、
例えばタングステン（Ｗ）が用いられる。
【００１５】また、この発明は、絶縁膜に設けられたコ
ンタクトホールを介して拡散層に金属配線を接続する半
導体装置の製造方法において、コンタクトホールの内部
における拡散層上に電気泳動法により金属粒子を堆積さ
せる工程と、熱処理を行うことにより金属粒子と拡散層
とを反応させて拡散層上に金属化合物膜を形成する工程
と、少なくとも金属化合物膜上に窒化チタン膜を堆積さ
せる工程と、コンタクトホールの内部における上記窒化
チタン膜上にタングステン膜を堆積させてコンタクトホ
ールを埋める工程と、タングステン膜と接続された金属
配線を形成する工程とを有することを特徴とするもので
ある。
ンタクトホールを介して拡散層に金属配線を接続する半
導体装置の製造方法において、コンタクトホールの内部
における拡散層上に電気泳動法により金属粒子を堆積さ
せる工程と、熱処理を行うことにより金属粒子と拡散層
とを反応させて拡散層上に金属化合物膜を形成する工程
と、少なくとも金属化合物膜上に窒化チタン膜を堆積さ
せる工程と、コンタクトホールの内部における上記窒化
チタン膜上にタングステン膜を堆積させてコンタクトホ
ールを埋める工程と、タングステン膜と接続された金属
配線を形成する工程とを有することを特徴とするもので
ある。
【００１６】ここで、典型的には、拡散層はシリコンか
らなり、金属配線はアルミニウムまたはアルミニウム合
金からなる。特に、拡散層がシリコンからなる場合に
は、金属化合物膜は、金属粒子としてチタン粒子を用い
た場合にはチタンシリサイド膜であり、金属粒子として
コバルト粒子を用いた場合にはコバルトシリサイド膜で
あり、金属粒子として白金粒子を用いた場合には白金シ
リサイド膜である。
らなり、金属配線はアルミニウムまたはアルミニウム合
金からなる。特に、拡散層がシリコンからなる場合に
は、金属化合物膜は、金属粒子としてチタン粒子を用い
た場合にはチタンシリサイド膜であり、金属粒子として
コバルト粒子を用いた場合にはコバルトシリサイド膜で
あり、金属粒子として白金粒子を用いた場合には白金シ
リサイド膜である。
【００１７】
【作用】上述のように構成されたこの発明による半導体
装置の製造方法においては、電気泳動法により、その後
の超音波流水洗浄などを併用することで、コンタクトホ
ールの内部における第１の導電層上にのみ金属粒子を堆
積させることができる。そして、例えば第１の導電層が
シリコンからなる拡散層である場合には、熱処理を行う
ことによりこの金属粒子と拡散層とを反応させて、第２
の導電層を拡散層にオーミックコンタクトさせるための
金属化合物膜、例えばチタンシリサイド膜を形成するこ
とができる。このため、従来のようにチタンシリサイド
膜を形成するためのチタン膜を堆積させる必要がなくな
り、したがってその後にバリアメタルなどとして堆積さ
れる窒化チタン膜が、ブランケットＣＶＤ法によりタン
グステン膜を堆積させる際に剥がれる問題がない。これ
によって、この窒化チタン膜の剥がれに起因する不良が
なくなる。
装置の製造方法においては、電気泳動法により、その後
の超音波流水洗浄などを併用することで、コンタクトホ
ールの内部における第１の導電層上にのみ金属粒子を堆
積させることができる。そして、例えば第１の導電層が
シリコンからなる拡散層である場合には、熱処理を行う
ことによりこの金属粒子と拡散層とを反応させて、第２
の導電層を拡散層にオーミックコンタクトさせるための
金属化合物膜、例えばチタンシリサイド膜を形成するこ
とができる。このため、従来のようにチタンシリサイド
膜を形成するためのチタン膜を堆積させる必要がなくな
り、したがってその後にバリアメタルなどとして堆積さ
れる窒化チタン膜が、ブランケットＣＶＤ法によりタン
グステン膜を堆積させる際に剥がれる問題がない。これ
によって、この窒化チタン膜の剥がれに起因する不良が
なくなる。
【００１８】また、窒化チタン膜を堆積させる前にチタ
ン膜を堆積させる必要がないため、この窒化チタン膜を
スパッタリング法により堆積させたときに、コンタクト
ホールの上部のエッジ近傍に発生するオーバーハングを
少なくすることができる。これによって、タングステン
膜に空隙が形成されるのを防止することができる。
ン膜を堆積させる必要がないため、この窒化チタン膜を
スパッタリング法により堆積させたときに、コンタクト
ホールの上部のエッジ近傍に発生するオーバーハングを
少なくすることができる。これによって、タングステン
膜に空隙が形成されるのを防止することができる。
【００１９】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００２０】まず、この発明の一実施例においてＴｉ粒
子の堆積に用いられる電気泳動装置について説明する。
図１はこの電気泳動装置を示す。
子の堆積に用いられる電気泳動装置について説明する。
図１はこの電気泳動装置を示す。
【００２１】図１に示すように、この電気泳動装置にお
いては、電気泳動槽１内に、例えばバルクＴｉを粒子状
に粉砕することにより形成されたＴｉ粒子２が分散され
た絶縁性液体３が入れられている。このように絶縁性液
体３中にＴｉ粒子２を分散させると、Ｔｉ粒子２と絶縁
性液体３との接触電位差により、Ｔｉ粒子２と絶縁性液
体３との界面に電気二重層が形成され、見かけ上絶縁性
液体３中でＴｉ粒子２が帯電する。ここでは、この絶縁
性液体３中において、Ｔｉ粒子２は負に帯電していると
する。なお、この現象は、金属粒子全般に起こり得るも
のである。
いては、電気泳動槽１内に、例えばバルクＴｉを粒子状
に粉砕することにより形成されたＴｉ粒子２が分散され
た絶縁性液体３が入れられている。このように絶縁性液
体３中にＴｉ粒子２を分散させると、Ｔｉ粒子２と絶縁
性液体３との接触電位差により、Ｔｉ粒子２と絶縁性液
体３との界面に電気二重層が形成され、見かけ上絶縁性
液体３中でＴｉ粒子２が帯電する。ここでは、この絶縁
性液体３中において、Ｔｉ粒子２は負に帯電していると
する。なお、この現象は、金属粒子全般に起こり得るも
のである。
【００２２】絶縁性液体３としては、例えば純水を用い
ることができる。この場合、この絶縁性液体３中でＴｉ
粒子２が有する電荷量を調整するために、それに塩化カ
リウム（ＫＣｌ）などを添加してｐＨを変えるようにし
てもよい。
ることができる。この場合、この絶縁性液体３中でＴｉ
粒子２が有する電荷量を調整するために、それに塩化カ
リウム（ＫＣｌ）などを添加してｐＨを変えるようにし
てもよい。
【００２３】絶縁性液体３中には一対の電極４、５が入
れられており、これらの電極４、５間に電圧が印加され
るようになっている。この場合、電極４が正極、電極５
が負極として用いられる。そして、正極である電極４上
に、Ｔｉ粒子２を堆積させるべき試料６が装着されるよ
うになっている。この電極４はまた、電気泳動槽１内の
絶縁性液体３に対して出し入れ可能に構成されている。
この電極４上への試料６の装着は、この電極４を絶縁性
液体３から取り出した状態において行われる。ここで、
試料６は、例えば真空吸着により電極４上に装着するこ
とができるようになっている。
れられており、これらの電極４、５間に電圧が印加され
るようになっている。この場合、電極４が正極、電極５
が負極として用いられる。そして、正極である電極４上
に、Ｔｉ粒子２を堆積させるべき試料６が装着されるよ
うになっている。この電極４はまた、電気泳動槽１内の
絶縁性液体３に対して出し入れ可能に構成されている。
この電極４上への試料６の装着は、この電極４を絶縁性
液体３から取り出した状態において行われる。ここで、
試料６は、例えば真空吸着により電極４上に装着するこ
とができるようになっている。
【００２４】電極４、５の間隔は、必要に応じて選択す
ることができるものであるが、電極４、５間に発生する
電場を強くし、Ｔｉ粒子２の電気泳動を有効に行わせる
観点からは、他に支障が生じない限り小さくするのが望
ましい。具体的には、この電極４、５の間隔は、例え
ば、電極４上に装着された試料６と電極５との間隔が１
ｍｍ以内になるような間隔とする。
ることができるものであるが、電極４、５間に発生する
電場を強くし、Ｔｉ粒子２の電気泳動を有効に行わせる
観点からは、他に支障が生じない限り小さくするのが望
ましい。具体的には、この電極４、５の間隔は、例え
ば、電極４上に装着された試料６と電極５との間隔が１
ｍｍ以内になるような間隔とする。
【００２５】さて、この発明の一実施例においては、ま
ず、図２に示すように、ｐ型またはｎ型のＳｉ基板１１
に素子間分離用の例えばＳｉＯ2 膜からなるフィールド
絶縁膜１２、ｐ+ 型拡散層１３、ｎ+ 型拡散層１４、例
えばＳｉＯ2 膜からなる層間絶縁膜１５およびコンタク
トホール１５ａ〜１５ｄを形成する。
ず、図２に示すように、ｐ型またはｎ型のＳｉ基板１１
に素子間分離用の例えばＳｉＯ2 膜からなるフィールド
絶縁膜１２、ｐ+ 型拡散層１３、ｎ+ 型拡散層１４、例
えばＳｉＯ2 膜からなる層間絶縁膜１５およびコンタク
トホール１５ａ〜１５ｄを形成する。
【００２６】次に、図１に示す電気泳動装置において電
気泳動槽１内の絶縁性液体３から電極４を取り出した状
態においてこの電極４上に上述のｐ型Ｓｉ基板１１を装
着する。
気泳動槽１内の絶縁性液体３から電極４を取り出した状
態においてこの電極４上に上述のｐ型Ｓｉ基板１１を装
着する。
【００２７】次に、このｐ型Ｓｉ基板１１が装着された
電極４を電気泳動槽１内の絶縁性液体３中に入れる。次
に、電極４、５間に電極４が正極、電極５が負極となる
ように所定の電圧を印加し、電極４から電極５に向かう
電場を発生させる。すると、図３に示すように、この電
場により、絶縁性液体３中においてＴｉ粒子２が電気泳
動を行って電極４側に引き寄せられ、その上に装着され
たｐ型Ｓｉ基板１１上にＴｉ粒子２が堆積する。このと
き、Ｔｉ粒子２は、コンタクトホール１５ａ〜１５ｄの
内部におけるｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層１４
上のほか、層間絶縁膜１５上にも堆積する。
電極４を電気泳動槽１内の絶縁性液体３中に入れる。次
に、電極４、５間に電極４が正極、電極５が負極となる
ように所定の電圧を印加し、電極４から電極５に向かう
電場を発生させる。すると、図３に示すように、この電
場により、絶縁性液体３中においてＴｉ粒子２が電気泳
動を行って電極４側に引き寄せられ、その上に装着され
たｐ型Ｓｉ基板１１上にＴｉ粒子２が堆積する。このと
き、Ｔｉ粒子２は、コンタクトホール１５ａ〜１５ｄの
内部におけるｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層１４
上のほか、層間絶縁膜１５上にも堆積する。
【００２８】上述のようにして所要の量のＴｉ粒子２を
堆積させた後、絶縁性液体３からｐ型Ｓｉ基板１１を電
極４とともに取り出す。このとき、図４に示すように、
電極４上に装着されたｐ型Ｓｉ基板１１の表面には電極
４から注入された正電荷が存在しており、この正電荷と
負に帯電したＴｉ粒子２との間にクーロン力が働いてい
ることから、絶縁性液体３からｐ型Ｓｉ基板１１を取り
出した後においても、Ｔｉ粒子２はコンタクトホール１
５ａ〜１５ｄの内部におけるｐ+ 型拡散層１３およびｎ
+ 型拡散層１４上に保持されている。層間絶縁膜１５上
に堆積されたＴｉ粒子２は、この層間絶縁膜１５上のＴ
ｉ粒子２とｐ型Ｓｉ基板１１の表面の正電荷との間に働
くクーロン力は、それらの間の距離が大きいことにより
弱いので、例えば超音波流水洗浄を行うことにより除去
する。この除去は容易に行うことができる。図５にこの
ときの状態を示す。
堆積させた後、絶縁性液体３からｐ型Ｓｉ基板１１を電
極４とともに取り出す。このとき、図４に示すように、
電極４上に装着されたｐ型Ｓｉ基板１１の表面には電極
４から注入された正電荷が存在しており、この正電荷と
負に帯電したＴｉ粒子２との間にクーロン力が働いてい
ることから、絶縁性液体３からｐ型Ｓｉ基板１１を取り
出した後においても、Ｔｉ粒子２はコンタクトホール１
５ａ〜１５ｄの内部におけるｐ+ 型拡散層１３およびｎ
+ 型拡散層１４上に保持されている。層間絶縁膜１５上
に堆積されたＴｉ粒子２は、この層間絶縁膜１５上のＴ
ｉ粒子２とｐ型Ｓｉ基板１１の表面の正電荷との間に働
くクーロン力は、それらの間の距離が大きいことにより
弱いので、例えば超音波流水洗浄を行うことにより除去
する。この除去は容易に行うことができる。図５にこの
ときの状態を示す。
【００２９】次に、電極４からｐ型Ｓｉ基板１１を取り
外した後、このｐ型Ｓｉ基板１１を熱処理することによ
り、ｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層１４とその上
に堆積されたＴｉ粒子２とを反応させる。これによっ
て、図６に示すように、コンタクトホール１５ａ〜１５
ｄの内部におけるｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層
１４上にＴｉＳｉ2 膜１６が形成される。この熱処理の
温度は、例えば６００℃以上とする。
外した後、このｐ型Ｓｉ基板１１を熱処理することによ
り、ｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層１４とその上
に堆積されたＴｉ粒子２とを反応させる。これによっ
て、図６に示すように、コンタクトホール１５ａ〜１５
ｄの内部におけるｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層
１４上にＴｉＳｉ2 膜１６が形成される。この熱処理の
温度は、例えば６００℃以上とする。
【００３０】次に、図７に示すように、例えばスパッタ
リング法により全面にＴｉＮ膜１７を形成する。このＴ
ｉＮ膜１７は、配線コンタクト部におけるバリアメタル
として用いられるほか、後述のＷ膜１７の下地に対する
密着性を向上させるために用いられる。
リング法により全面にＴｉＮ膜１７を形成する。このＴ
ｉＮ膜１７は、配線コンタクト部におけるバリアメタル
として用いられるほか、後述のＷ膜１７の下地に対する
密着性を向上させるために用いられる。
【００３１】次に、図８に示すように、例えばＷＦ6 を
Ｗ原料として用いたブランケットＣＶＤ法によりコンタ
クトホール１５ａ〜１５ｄの内部におけるＴｉＮ膜１７
上にＷ膜１８を堆積させた後、このＷ膜１８のエッチバ
ックを行い、このＷ膜１８によりコンタクトホール１５
ａ〜１５ｄの内部が埋められた構造を形成する。
Ｗ原料として用いたブランケットＣＶＤ法によりコンタ
クトホール１５ａ〜１５ｄの内部におけるＴｉＮ膜１７
上にＷ膜１８を堆積させた後、このＷ膜１８のエッチバ
ックを行い、このＷ膜１８によりコンタクトホール１５
ａ〜１５ｄの内部が埋められた構造を形成する。
【００３２】次に、スパッタリング法や真空蒸着法によ
りＡｌまたはＡｌ合金の膜を全面に堆積させた後、この
膜およびＴｉＮ膜１７をエッチングによりパターニング
し、図９に示すように、Ｗ膜１８とコンタクトするよう
にＡｌ系の配線１９〜２２を形成する。
りＡｌまたはＡｌ合金の膜を全面に堆積させた後、この
膜およびＴｉＮ膜１７をエッチングによりパターニング
し、図９に示すように、Ｗ膜１８とコンタクトするよう
にＡｌ系の配線１９〜２２を形成する。
【００３３】この後、パッシベーション膜の形成などの
必要なプロセスを経て、目的とする半導体装置を完成さ
せる。
必要なプロセスを経て、目的とする半導体装置を完成さ
せる。
【００３４】以上のように、この一実施例によれば、コ
ンタクトホール１５ａ〜１５ｄの内部におけるｐ+ 型拡
散層１３およびｎ+ 型拡散層１４上に電気泳動法により
Ｔｉ粒子２を堆積させ、熱処理を行ってＴｉ粒子２をｐ
+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層１４と反応させるこ
とにより、コンタクトホール１５ａ〜１５ｄの内部にお
けるｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層１４上にの
み、すなわちコンタクトホール１５ａ〜１５ｄの底部に
のみＴｉＳｉ2 膜１６を形成することができる。このた
め、このＴｉＳｉ2 膜１６を形成するために従来のよう
にＴｉ膜をスパッタリング法により全面に堆積させる必
要がないので、スパッタリング法によりＴｉＮ膜１７を
堆積させたときに、このＴｉＮ膜１７のうちのコンタク
トホール１５ａ〜１５ｄの上部のエッジ近傍に生じるオ
ーバーハングを少なくすることができ、したがってこの
オーバーハング部の下部のＴｉＮ膜１７が薄くなるのを
防止することができる。これによって、ブランケットＣ
ＶＤ法によりＷ膜１８を堆積させる際に、ＷＦ6 ガスの
侵入によりＴｉＮ膜１７の剥がれが生じ、半導体装置の
不良が生じるという問題を解消することができる。ま
た、ＴｉＮ膜１７のオーバーハングが少ないため、コン
タクトホール１５ａ〜１５ｄの内部に埋め込まれたＷ膜
１８中に空隙が発生するのを防止することができる。さ
らに、従来のように、ＷＦ6 ガスの侵入を防止する目的
でＴｉＮ膜１７の膜質を向上させるために６５０℃程度
の熱処理を行う必要がないので、その分だけ製造工程の
簡略化を図ることができる。
ンタクトホール１５ａ〜１５ｄの内部におけるｐ+ 型拡
散層１３およびｎ+ 型拡散層１４上に電気泳動法により
Ｔｉ粒子２を堆積させ、熱処理を行ってＴｉ粒子２をｐ
+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層１４と反応させるこ
とにより、コンタクトホール１５ａ〜１５ｄの内部にお
けるｐ+ 型拡散層１３およびｎ+ 型拡散層１４上にの
み、すなわちコンタクトホール１５ａ〜１５ｄの底部に
のみＴｉＳｉ2 膜１６を形成することができる。このた
め、このＴｉＳｉ2 膜１６を形成するために従来のよう
にＴｉ膜をスパッタリング法により全面に堆積させる必
要がないので、スパッタリング法によりＴｉＮ膜１７を
堆積させたときに、このＴｉＮ膜１７のうちのコンタク
トホール１５ａ〜１５ｄの上部のエッジ近傍に生じるオ
ーバーハングを少なくすることができ、したがってこの
オーバーハング部の下部のＴｉＮ膜１７が薄くなるのを
防止することができる。これによって、ブランケットＣ
ＶＤ法によりＷ膜１８を堆積させる際に、ＷＦ6 ガスの
侵入によりＴｉＮ膜１７の剥がれが生じ、半導体装置の
不良が生じるという問題を解消することができる。ま
た、ＴｉＮ膜１７のオーバーハングが少ないため、コン
タクトホール１５ａ〜１５ｄの内部に埋め込まれたＷ膜
１８中に空隙が発生するのを防止することができる。さ
らに、従来のように、ＷＦ6 ガスの侵入を防止する目的
でＴｉＮ膜１７の膜質を向上させるために６５０℃程度
の熱処理を行う必要がないので、その分だけ製造工程の
簡略化を図ることができる。
【００３５】以上、この発明の一実施例につき具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のでなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が
可能である。
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のでなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が
可能である。
【００３６】例えば、上述の一実施例においては、全面
に堆積されたＴｉＮ膜１７を、その後に堆積されるＡｌ
またはＡｌ合金の膜をパターニングする際に同時にパタ
ーニングしているが、ＴｉＮ膜１７を全面に堆積させた
後に基板表面に対して垂直な方向にエッチバックを行っ
てこのＴｉＮ膜１７のうちのコンタクトホール１５ａ〜
１５ｄ以外の部分を除去し、その後に全面にＡｌまたは
Ａｌ合金の膜を堆積させ、この膜をパターニングするこ
とにより配線１９〜２２を形成するようにしてもよい。
に堆積されたＴｉＮ膜１７を、その後に堆積されるＡｌ
またはＡｌ合金の膜をパターニングする際に同時にパタ
ーニングしているが、ＴｉＮ膜１７を全面に堆積させた
後に基板表面に対して垂直な方向にエッチバックを行っ
てこのＴｉＮ膜１７のうちのコンタクトホール１５ａ〜
１５ｄ以外の部分を除去し、その後に全面にＡｌまたは
Ａｌ合金の膜を堆積させ、この膜をパターニングするこ
とにより配線１９〜２２を形成するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、コンタクトホールの内部における第１の導電層上に
電気泳動法により金属粒子を堆積させるようにしている
ことにより、ブランケットＣＶＤ法などによりタングス
テン膜を堆積させてコンタクトホールを埋める場合に、
バリアメタルとしてコンタクト部に用いられる窒化チタ
ン膜の剥がれの問題を解消することができるとともに、
そのタングステン膜中に空隙が発生するのを防止するこ
とができる。
ば、コンタクトホールの内部における第１の導電層上に
電気泳動法により金属粒子を堆積させるようにしている
ことにより、ブランケットＣＶＤ法などによりタングス
テン膜を堆積させてコンタクトホールを埋める場合に、
バリアメタルとしてコンタクト部に用いられる窒化チタ
ン膜の剥がれの問題を解消することができるとともに、
そのタングステン膜中に空隙が発生するのを防止するこ
とができる。
【図１】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法において用いられる電気泳動装置を示す略線図であ
る。
法において用いられる電気泳動装置を示す略線図であ
る。
【図２】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
【図３】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を説明するための略線図である。
法を説明するための略線図である。
【図４】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を説明するための一部拡大断面図である。
法を説明するための一部拡大断面図である。
【図５】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
【図６】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
【図７】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
【図８】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
【図９】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
【図１０】この発明の他の実施例による半導体装置の製
造方法を説明するための断面図である。
造方法を説明するための断面図である。
【図１１】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
の断面図である。
【図１２】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の断面図である。
の断面図である。
１ 電気泳動槽 ２ Ｔｉ粒子 ３ 絶縁性液体 ４、５ 電極 １１ ｐ型Ｓｉ基板 １３ ｐ+ 型拡散層 １４ ｎ+ 型拡散層 １５ 層間絶縁膜 １５ａ〜１５ｄ コンタクトホール １６ ＴｉＳｉ2 膜 １７ ＴｉＮ膜 １８ Ｗ膜 １９〜２２ 配線
Claims (7)
- 【請求項１】 絶縁膜に設けられたコンタクトホールを
介して第１の導電層に第２の導電層を接続する半導体装
置の製造方法において、 上記コンタクトホールの内部における上記第１の導電層
上に電気泳動法により金属粒子を堆積させる工程を有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 上記第１の導電層は拡散層であることを
特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 上記拡散層はシリコンからなることを特
徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 上記第１の導電層は金属からなることを
特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 上記コンタクトホールの内部における上
記第１の導電層上に上記金属粒子を堆積させた後、熱処
理を行うことにより上記金属粒子と上記第１の導電層と
を反応させる工程をさらに有す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。 - 【請求項６】 絶縁膜に設けられたコンタクトホールを
介して拡散層に金属配線を接続する半導体装置の製造方
法において、 上記コンタクトホールの内部における上記拡散層上に電
気泳動法により金属粒子を堆積させる工程と、 熱処理を行うことにより上記金属粒子と上記拡散層とを
反応させて上記コンタクトホールの内部における上記拡
散層上に金属化合物膜を形成する工程と、 少なくとも上記金属化合物膜上に窒化チタン膜を堆積さ
せる工程と、 上記コンタクトホールの内部における上記窒化チタン膜
上にタングステン膜を堆積させて上記コンタクトホール
を埋める工程と、 上記タングステン膜と接続された上記金属配線を形成す
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７】 上記拡散層はシリコンからなり、上記金
属配線はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
ことを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12918495A JPH08306782A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12918495A JPH08306782A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08306782A true JPH08306782A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=15003225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12918495A Pending JPH08306782A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08306782A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100358058B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2002-10-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 베리어 메탈층 형성방법 |
| KR100459235B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2005-02-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자에서금속배선의장벽금속층형성방법 |
| JP2008135447A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP12918495A patent/JPH08306782A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100459235B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2005-02-05 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자에서금속배선의장벽금속층형성방법 |
| KR100358058B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2002-10-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 베리어 메탈층 형성방법 |
| JP2008135447A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |
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