JPH0964035A - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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- JPH0964035A JPH0964035A JP21434395A JP21434395A JPH0964035A JP H0964035 A JPH0964035 A JP H0964035A JP 21434395 A JP21434395 A JP 21434395A JP 21434395 A JP21434395 A JP 21434395A JP H0964035 A JPH0964035 A JP H0964035A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 塩素によるアルミニウム配線の腐食を防止す
る。 【解決手段】 塩素を反応ガスに用いたＣＶＤ法によっ
て、基板１１上に絶縁膜１２を介してＴｉＮ膜１２（下
地）を形成する。キセノンのプラズマ５を用いたプラズ
マ処理によって、ＴｉＮ膜１２の表面を含むに不純物と
して吸着及び含有されるＣｌ（塩素）４を除去する。Ｔ
ｉＮ膜１２上にアルミニウムからなる配線形成層１４を
形成する。これによって、ＴｉＮ膜１２中のＣｌ（塩
素）によるアルミニウム配線の腐食を防止する。
る。 【解決手段】 塩素を反応ガスに用いたＣＶＤ法によっ
て、基板１１上に絶縁膜１２を介してＴｉＮ膜１２（下
地）を形成する。キセノンのプラズマ５を用いたプラズ
マ処理によって、ＴｉＮ膜１２の表面を含むに不純物と
して吸着及び含有されるＣｌ（塩素）４を除去する。Ｔ
ｉＮ膜１２上にアルミニウムからなる配線形成層１４を
形成する。これによって、ＴｉＮ膜１２中のＣｌ（塩
素）によるアルミニウム配線の腐食を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線形成方法に関
し、特には半導体装置の製造工程でアルミニウムからな
る配線を形成する方法に関する。
し、特には半導体装置の製造工程でアルミニウムからな
る配線を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置製造における配線形成工程で
は、ハニカム状のコリメーションを用いたコリメーティ
ッドスパッタ法や、ターゲットとウェハ間距離を広げて
スパッタ粒子の垂直成分を強めた遠距離スパッタ法によ
って、コンタクトホールの内壁を含む基板上に窒化チタ
ン（ＴｉＮ）膜やチタン（Ｔｉ）膜を形成している。こ
れらの膜は、例えばアルミニウムからなる配線を形成す
る際のバリアメタルやオーミックコンタクトメタル、す
なわち下地になるものである。
は、ハニカム状のコリメーションを用いたコリメーティ
ッドスパッタ法や、ターゲットとウェハ間距離を広げて
スパッタ粒子の垂直成分を強めた遠距離スパッタ法によ
って、コンタクトホールの内壁を含む基板上に窒化チタ
ン（ＴｉＮ）膜やチタン（Ｔｉ）膜を形成している。こ
れらの膜は、例えばアルミニウムからなる配線を形成す
る際のバリアメタルやオーミックコンタクトメタル、す
なわち下地になるものである。
【０００３】しかし、近年半導体集積回路の高集積化に
伴い、例えば０．１８μｍルールにまで微細化が進んだ
半導体装置のコンタクトホールは、ホール径０．２μｍ
に対してホール深さが１．０μｍとアスペクト比は５程
度にまで上昇する。そして、アスペクト比が５以上のコ
ンタクトホールの内壁に、上記の方法を適用して上記各
膜を成膜することは原理上難しい。そこで、ＣＶＤ（Ch
emical Vapore Deposition）法によるＴｉＮ膜やＴｉ膜
の成膜が必須になり、ハロゲン化チタンや有機チタンソ
ースを用いたＣＶＤ法による上記下地の形成が検討され
ている。特に、ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）を用いたＥ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマＣＶＤ
法によるＴｉ膜やＴｉＮ膜の成膜は、熱ＣＶＤ法と比較
して低温での成膜が可能になるため注目されている。
伴い、例えば０．１８μｍルールにまで微細化が進んだ
半導体装置のコンタクトホールは、ホール径０．２μｍ
に対してホール深さが１．０μｍとアスペクト比は５程
度にまで上昇する。そして、アスペクト比が５以上のコ
ンタクトホールの内壁に、上記の方法を適用して上記各
膜を成膜することは原理上難しい。そこで、ＣＶＤ（Ch
emical Vapore Deposition）法によるＴｉＮ膜やＴｉ膜
の成膜が必須になり、ハロゲン化チタンや有機チタンソ
ースを用いたＣＶＤ法による上記下地の形成が検討され
ている。特に、ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）を用いたＥ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマＣＶＤ
法によるＴｉ膜やＴｉＮ膜の成膜は、熱ＣＶＤ法と比較
して低温での成膜が可能になるため注目されている。
【０００４】しかし、塩素（Ｃｌ）を含有する反応ガス
を用いた上記各成膜方法では、良好なステップカバレッ
ジが得られる一方、成膜した膜中に塩素が残留し易い。
このため、上記下地上にアルミニウム（Ａｌ）配線を形
成した場合には、上記塩素（Ｃｌ）によってＡｌ配線が
腐食するという問題があった。この問題を解決する方法
として、応用物理学会学術講演会講演予稿集、（１９９
４）ｐ．６７２で提案された「Ｎ2 プラズマ処理による
ＴｉＮ膜中塩素濃度の低減」がある。この方法は、上記
塩素を含有する反応ガスを用いたＣＶＤ法によって成膜
したＴｉＮ膜を、窒素ガス（Ｎ2 ）をプラズマ用ガスに
用いてプラズマで処理することで、当該ＴｉＮ膜中の塩
素を除去する。
を用いた上記各成膜方法では、良好なステップカバレッ
ジが得られる一方、成膜した膜中に塩素が残留し易い。
このため、上記下地上にアルミニウム（Ａｌ）配線を形
成した場合には、上記塩素（Ｃｌ）によってＡｌ配線が
腐食するという問題があった。この問題を解決する方法
として、応用物理学会学術講演会講演予稿集、（１９９
４）ｐ．６７２で提案された「Ｎ2 プラズマ処理による
ＴｉＮ膜中塩素濃度の低減」がある。この方法は、上記
塩素を含有する反応ガスを用いたＣＶＤ法によって成膜
したＴｉＮ膜を、窒素ガス（Ｎ2 ）をプラズマ用ガスに
用いてプラズマで処理することで、当該ＴｉＮ膜中の塩
素を除去する。
【０００５】そして、上記のようにして形成したＴｉＮ
膜からなる下地上に、アルミニウムからなる配線形成層
を形成し、その後、当該配線形成層をエッチング加工し
て配線を形成する。
膜からなる下地上に、アルミニウムからなる配線形成層
を形成し、その後、当該配線形成層をエッチング加工し
て配線を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記配線形成
方法では、窒素プラズマの質量が小さいことから、効果
的なＴｉ−Ｃｌ結合の解離が不十分である。このため、
配線の下地となるＴｉＮ膜中の塩素低減が充分ではな
く、アルミニウム配線の腐食を完全に防止することはで
きない。また、上記下地上にアルミニウムからなる配線
を形成する場合には、塩素を含有する反応ガス用いてア
ルミニウムからなる配線形成層のエッチング加工を行う
ため、エッチング表面に塩素が吸着して、この塩素が配
線を腐食させる要因になる。
方法では、窒素プラズマの質量が小さいことから、効果
的なＴｉ−Ｃｌ結合の解離が不十分である。このため、
配線の下地となるＴｉＮ膜中の塩素低減が充分ではな
く、アルミニウム配線の腐食を完全に防止することはで
きない。また、上記下地上にアルミニウムからなる配線
を形成する場合には、塩素を含有する反応ガス用いてア
ルミニウムからなる配線形成層のエッチング加工を行う
ため、エッチング表面に塩素が吸着して、この塩素が配
線を腐食させる要因になる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の配線形成
方法は、アルゴン，クリプトン及びキセノンのうちの少
なくとも一つのプラズマを用いたプラズマ処理によっ
て、下地の表面を含む表層に不純物として吸着及び含有
される塩素を除去した後、上記下地上に配線形成層を形
成することを特徴としている。アルゴンプラズマ，クリ
プトンプラズマ及びキセノンプラズマは、窒素プラズマ
と比較して分子量（原子量）が大きいため、窒素プラズ
マを用いたプラズマ処理よりもＴｉ−Ｃｌ結合に対する
イオン衝撃が大きく効果的にＴｉ−Ｃｌ結合が解離され
る。また、アルゴンプラズマ，クリプトンプラズマ及び
キセノンプラズマは化学的に安定であるため、下地の表
面を含む表層に上記プラズマ構成物質が不純物として残
存することもない。したがって、上記下地上に形成され
た配線形成層の塩素による腐食が防止される。
方法は、アルゴン，クリプトン及びキセノンのうちの少
なくとも一つのプラズマを用いたプラズマ処理によっ
て、下地の表面を含む表層に不純物として吸着及び含有
される塩素を除去した後、上記下地上に配線形成層を形
成することを特徴としている。アルゴンプラズマ，クリ
プトンプラズマ及びキセノンプラズマは、窒素プラズマ
と比較して分子量（原子量）が大きいため、窒素プラズ
マを用いたプラズマ処理よりもＴｉ−Ｃｌ結合に対する
イオン衝撃が大きく効果的にＴｉ−Ｃｌ結合が解離され
る。また、アルゴンプラズマ，クリプトンプラズマ及び
キセノンプラズマは化学的に安定であるため、下地の表
面を含む表層に上記プラズマ構成物質が不純物として残
存することもない。したがって、上記下地上に形成され
た配線形成層の塩素による腐食が防止される。
【０００８】また、本発明の配線形成方法は、塩素を含
有する反応ガスを用いたエッチング加工によって下地上
に配線を形成した後、アルゴン，クリプトン及びキセノ
ンのうちの少なくとも一つのプラズマを用いたプラズマ
処理によって、上記配線及び上記下地の表面を含む表層
に不純物として吸着及び含有される塩素を除去すること
を特徴としている。上記配線形成方法では、配線のエッ
チング加工の際にエッチング表面を含む表層に取り込ま
れた塩素が除去され、当該塩素による配線の腐食が防止
される。
有する反応ガスを用いたエッチング加工によって下地上
に配線を形成した後、アルゴン，クリプトン及びキセノ
ンのうちの少なくとも一つのプラズマを用いたプラズマ
処理によって、上記配線及び上記下地の表面を含む表層
に不純物として吸着及び含有される塩素を除去すること
を特徴としている。上記配線形成方法では、配線のエッ
チング加工の際にエッチング表面を含む表層に取り込ま
れた塩素が除去され、当該塩素による配線の腐食が防止
される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の配線形成方法の実
施の形成を図面に基づいて説明する。図１（１）〜
（４）は、請求項１及び請求項２記載の配線形成方法を
説明するための図であり、先ず、これらの図を用いて第
１実施形態を説明する。
施の形成を図面に基づいて説明する。図１（１）〜
（４）は、請求項１及び請求項２記載の配線形成方法を
説明するための図であり、先ず、これらの図を用いて第
１実施形態を説明する。
【００１０】図１（１）に示す第１工程では、シリコン
からなる基板１１上に、既知の成膜法によって酸化シリ
コンからなる絶縁膜１２を成膜する。次いで、図１
（２）に示す第２工程では、塩素を含む反応ガスを用い
た熱ＣＶＤ法によって、絶縁膜１２上にＴｉＮ膜１３を
成膜する。上記ＣＶＤは、一例として以下に示すような
条件で行う。 反応ガス及び流量；ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）＝４０ｓｃｃｍ ＮＨ3 （アンモニア） ＝６０ｓｃｃｍ Ｎ2 （窒素） ＝５０００ｓｃｃｍ 成膜温度 ；６００℃ 成膜雰囲気内圧力；２．５ｋＰａ
からなる基板１１上に、既知の成膜法によって酸化シリ
コンからなる絶縁膜１２を成膜する。次いで、図１
（２）に示す第２工程では、塩素を含む反応ガスを用い
た熱ＣＶＤ法によって、絶縁膜１２上にＴｉＮ膜１３を
成膜する。上記ＣＶＤは、一例として以下に示すような
条件で行う。 反応ガス及び流量；ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）＝４０ｓｃｃｍ ＮＨ3 （アンモニア） ＝６０ｓｃｃｍ Ｎ2 （窒素） ＝５０００ｓｃｃｍ 成膜温度 ；６００℃ 成膜雰囲気内圧力；２．５ｋＰａ
【００１１】上記のようにしてＣｌ（塩素）を含む反応
ガスを用いて成膜したＴｉＮ膜１３には不純物としてＣ
ｌ（塩素）４が取り込まれる。このＴｉＮ膜１３は、後
の工程で形成する配線形成膜のバリアメタルになる膜で
あり、請求項１及び請求項２に記載した下地になる。
尚、ここで不純物とは、本来下地を構成する物質以外の
物質であることとする。
ガスを用いて成膜したＴｉＮ膜１３には不純物としてＣ
ｌ（塩素）４が取り込まれる。このＴｉＮ膜１３は、後
の工程で形成する配線形成膜のバリアメタルになる膜で
あり、請求項１及び請求項２に記載した下地になる。
尚、ここで不純物とは、本来下地を構成する物質以外の
物質であることとする。
【００１２】そこで、図１（３）に示す第３工程では、
Ｘｅ（キセノン）のプラズマ５を用いたプラズマ処理に
よって、ＴｉＮ膜１３表面及び膜中のＣｌ（塩素）４を
除去する。上記プラズマ処理は、一例として以下に示す
ような条件で行う。 プラズマ処理装置；平行平板プラズマ処理装置 反応ガス及び流量；Ｘｅ＝１７０ｓｃｃｍ 基板温度 ；４５０℃ 高周波出力 ；１ｋＷ 処理雰囲気内圧力；１ｋＰａ
Ｘｅ（キセノン）のプラズマ５を用いたプラズマ処理に
よって、ＴｉＮ膜１３表面及び膜中のＣｌ（塩素）４を
除去する。上記プラズマ処理は、一例として以下に示す
ような条件で行う。 プラズマ処理装置；平行平板プラズマ処理装置 反応ガス及び流量；Ｘｅ＝１７０ｓｃｃｍ 基板温度 ；４５０℃ 高周波出力 ；１ｋＷ 処理雰囲気内圧力；１ｋＰａ
【００１３】上記プラズマ処理によって、Ｔｉ（チタ
ン）と成膜時にＴｉＮ膜１３中に不純物として取り込ま
れたＣｌ（塩素）（４）と結合を解離させ、ＴｉＮ膜１
３表面及び膜中から上記Ｃｌ（塩素）（４）を除去す
る。この際、Ｎ2 （窒素）のプラズマと比較して分子量
（原子量）が大きいくかつ化学的に安定なＸｅのプラズ
マ５を用いることで、ＴｉＮ膜１３中にプラズマ５を構
成する物質を不純物として残すことなくかつＮ2 プラズ
マを用いたプラズマ処理よりも効果的にＴｉ−Ｃｌ結合
を解離する。これによって、Ｃｌ（塩素）濃度の低いＴ
ｉＮ膜１３を形成する。
ン）と成膜時にＴｉＮ膜１３中に不純物として取り込ま
れたＣｌ（塩素）（４）と結合を解離させ、ＴｉＮ膜１
３表面及び膜中から上記Ｃｌ（塩素）（４）を除去す
る。この際、Ｎ2 （窒素）のプラズマと比較して分子量
（原子量）が大きいくかつ化学的に安定なＸｅのプラズ
マ５を用いることで、ＴｉＮ膜１３中にプラズマ５を構
成する物質を不純物として残すことなくかつＮ2 プラズ
マを用いたプラズマ処理よりも効果的にＴｉ−Ｃｌ結合
を解離する。これによって、Ｃｌ（塩素）濃度の低いＴ
ｉＮ膜１３を形成する。
【００１４】尚、上記プラズマ処理では、Ｘｅのプラズ
マの他にもＡｒ（アルゴン）やＫｒ（クリプトン）のプ
ラズマを用いても良い。さらに、上記各プラズマと共に
下層膜（ＴｉＮ膜１３）を構成する窒素のプラズマを用
いてプラズマ処理を行っても良い。これによって、Ｃｌ
−Ｔｉ結合の解離によってＣｌ（塩素）が除去された部
分にＮ（窒素）が補償される。
マの他にもＡｒ（アルゴン）やＫｒ（クリプトン）のプ
ラズマを用いても良い。さらに、上記各プラズマと共に
下層膜（ＴｉＮ膜１３）を構成する窒素のプラズマを用
いてプラズマ処理を行っても良い。これによって、Ｃｌ
−Ｔｉ結合の解離によってＣｌ（塩素）が除去された部
分にＮ（窒素）が補償される。
【００１５】次に、図１（４）に示す第４工程では、既
知のスパッタ成膜法によって、上記ＴｉＮ膜１３上にア
ルミニウムからなる配線形成層１４を成膜する。成膜条
件の一例を以下に示す。 成膜装置 ；ＤＣマグネトロンスパッタリング装置 成膜ガス及び流量；Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ 成膜温度 ；１００℃ ＤＣ出力 ；２０ｋＷ 成膜雰囲気内圧力；０．４Ｐａ 上記配線形成層１４は、塩素の含有量が低いＴｉＮ膜１
３（下地）上に成膜される。このため、この配線形成層
１４をエッチング加工して形成した配線は、当該下地か
らのＣｌ（塩素）による腐食が防止された信頼性の高い
配線になる。
知のスパッタ成膜法によって、上記ＴｉＮ膜１３上にア
ルミニウムからなる配線形成層１４を成膜する。成膜条
件の一例を以下に示す。 成膜装置 ；ＤＣマグネトロンスパッタリング装置 成膜ガス及び流量；Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ 成膜温度 ；１００℃ ＤＣ出力 ；２０ｋＷ 成膜雰囲気内圧力；０．４Ｐａ 上記配線形成層１４は、塩素の含有量が低いＴｉＮ膜１
３（下地）上に成膜される。このため、この配線形成層
１４をエッチング加工して形成した配線は、当該下地か
らのＣｌ（塩素）による腐食が防止された信頼性の高い
配線になる。
【００１６】次に、図２（１）〜（６）は、請求項１及
び請求項２記載の配線形成方法の他の実施形態を示す図
であり、以下にこれらの図を用いて第２実施形態を説明
する。図２（１）に示す第１工程では、既知の成膜法に
よってシリコンからなる基板２１上に酸化シリコンから
なる絶縁膜２２を成膜し、次いで既知のリソグラフィー
法とエッチング法とによって当該絶縁膜２２に基板２１
にまで達するコンタクトホール２３を形成する。
び請求項２記載の配線形成方法の他の実施形態を示す図
であり、以下にこれらの図を用いて第２実施形態を説明
する。図２（１）に示す第１工程では、既知の成膜法に
よってシリコンからなる基板２１上に酸化シリコンから
なる絶縁膜２２を成膜し、次いで既知のリソグラフィー
法とエッチング法とによって当該絶縁膜２２に基板２１
にまで達するコンタクトホール２３を形成する。
【００１７】次に、図２（２）に示す第２工程では、Ｃ
ｌ（塩素）を含む反応ガスを用いたＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法によって、コンタクトホール２３の内壁を含む絶縁
膜２２上にＴｉ膜２４を成膜する。このＴｉ膜２４は、
後の工程で形成する配線形成膜と基板２１とのオーミッ
クコンタクトメタルになる膜である。上記ＣＶＤ法は、
一例として以下に示すような条件で行う。 反応ガス及び流量；ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）＝ ３ｓｃｃｍ Ｈ2 （水素） ＝１００ｓｃｃｍ Ａｒ （アルゴン） ＝１７０ｓｃｃｍ 成膜温度 ；４６０℃ マイクロ波出力 ；２．８ｋＷ 成膜雰囲気内圧力；０．４Ｐａ
ｌ（塩素）を含む反応ガスを用いたＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法によって、コンタクトホール２３の内壁を含む絶縁
膜２２上にＴｉ膜２４を成膜する。このＴｉ膜２４は、
後の工程で形成する配線形成膜と基板２１とのオーミッ
クコンタクトメタルになる膜である。上記ＣＶＤ法は、
一例として以下に示すような条件で行う。 反応ガス及び流量；ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）＝ ３ｓｃｃｍ Ｈ2 （水素） ＝１００ｓｃｃｍ Ａｒ （アルゴン） ＝１７０ｓｃｃｍ 成膜温度 ；４６０℃ マイクロ波出力 ；２．８ｋＷ 成膜雰囲気内圧力；０．４Ｐａ
【００１８】その後、図２（３）に示す第３工程では、
塩素を含む反応ガスを用いたＥＣＲプラズマＣＶＤ法に
よって、Ｔｉ膜２４上にＴｉＮ膜２５を成膜する。この
ＴｉＮ膜２５は、後の工程で形成する配線形成膜のバリ
アメタルになる膜である。上記成膜は、上記Ｔｉ膜２４
を成膜したチェンバと同一のチェンバ内で行うことと
し、一例として以下に示すような条件で行う。 反応ガス及び流量；ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）＝ ２０ｓｃｃｍ Ｎ2 （窒素） ＝ ８ｓｃｃｍ Ｈ2 （水素） ＝ ２６ｓｃｃｍ Ａｒ （アルゴン） ＝１７０ｓｃｃｍ 成膜温度 ；４６０℃ マイクロ波出力 ；２．８ｋＷ 成膜雰囲気内圧力；０．４Ｐａ 上記のようにしてＣｌ（塩素）を含む反応ガスを用いて
成膜したＴｉＮ膜２５には、不純物としてＣｌ（塩素）
４が取り込まれる。そして、このＴｉＮ膜２５が請求項
１及び請求項２に記載した下地になる。
塩素を含む反応ガスを用いたＥＣＲプラズマＣＶＤ法に
よって、Ｔｉ膜２４上にＴｉＮ膜２５を成膜する。この
ＴｉＮ膜２５は、後の工程で形成する配線形成膜のバリ
アメタルになる膜である。上記成膜は、上記Ｔｉ膜２４
を成膜したチェンバと同一のチェンバ内で行うことと
し、一例として以下に示すような条件で行う。 反応ガス及び流量；ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）＝ ２０ｓｃｃｍ Ｎ2 （窒素） ＝ ８ｓｃｃｍ Ｈ2 （水素） ＝ ２６ｓｃｃｍ Ａｒ （アルゴン） ＝１７０ｓｃｃｍ 成膜温度 ；４６０℃ マイクロ波出力 ；２．８ｋＷ 成膜雰囲気内圧力；０．４Ｐａ 上記のようにしてＣｌ（塩素）を含む反応ガスを用いて
成膜したＴｉＮ膜２５には、不純物としてＣｌ（塩素）
４が取り込まれる。そして、このＴｉＮ膜２５が請求項
１及び請求項２に記載した下地になる。
【００１９】次に、図２（４）に示す第４工程では、Ｘ
ｅのプラズマ５を用いたプラズマ処理によって、ＴｉＮ
膜２５中のＣｌ（塩素）４を除去する。上記プラズマ処
理は、一例として以下に示すような条件で行う。 プラズマ処理装置；ＥＣＲプラズマ処理装置 反応ガス及び流量；Ｘｅ＝１７０ｓｃｃｍ 基板温度 ；４６０℃ マイクロ波出力 ；２．８ｋＷ 処理雰囲気内圧力；０．４Ｐａ 上記プラズマ処理は、ＥＣＲプラズマ処理装置を用いる
ことによって、プラズマ５密度の高い状態で効果的に行
う。
ｅのプラズマ５を用いたプラズマ処理によって、ＴｉＮ
膜２５中のＣｌ（塩素）４を除去する。上記プラズマ処
理は、一例として以下に示すような条件で行う。 プラズマ処理装置；ＥＣＲプラズマ処理装置 反応ガス及び流量；Ｘｅ＝１７０ｓｃｃｍ 基板温度 ；４６０℃ マイクロ波出力 ；２．８ｋＷ 処理雰囲気内圧力；０．４Ｐａ 上記プラズマ処理は、ＥＣＲプラズマ処理装置を用いる
ことによって、プラズマ５密度の高い状態で効果的に行
う。
【００２０】上記プラズマ処理を上記第１実施形態と同
様に行うことによって、コンタクトホール２３の内壁に
成膜されたＴｉＮ膜２５部分も含めてＣｌ（塩素）の含
有濃度が低いＴｉＮ膜２５を形成する。
様に行うことによって、コンタクトホール２３の内壁に
成膜されたＴｉＮ膜２５部分も含めてＣｌ（塩素）の含
有濃度が低いＴｉＮ膜２５を形成する。
【００２１】その後、図２（５）に示す第５工程では、
例えば上記第１実施形態と同様のスパッタ成膜法によっ
て、上記ＴｉＮ膜２５上にアルミニウムからなる配線形
成層２６を成膜する。ここでは、成膜条件に関する記載
を省略する。次に、図２（６）に示す第６工程では、配
線形成層２６のリフロー処理を行い、コンタクトホール
２３内にアルミニウム（配線形成層２６）を埋め込む。
リフロー条件の一例を、以下に示す。 リフロー雰囲気ガス及び流量；Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ リフロー温度 ；４５０℃ 処理時間 ；１２０秒 圧力 ；０．２Ｐａ
例えば上記第１実施形態と同様のスパッタ成膜法によっ
て、上記ＴｉＮ膜２５上にアルミニウムからなる配線形
成層２６を成膜する。ここでは、成膜条件に関する記載
を省略する。次に、図２（６）に示す第６工程では、配
線形成層２６のリフロー処理を行い、コンタクトホール
２３内にアルミニウム（配線形成層２６）を埋め込む。
リフロー条件の一例を、以下に示す。 リフロー雰囲気ガス及び流量；Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ リフロー温度 ；４５０℃ 処理時間 ；１２０秒 圧力 ；０．２Ｐａ
【００２２】上記配線形成層２６は、Ｃｌ（塩素）の含
有量が低いＴｉＮ膜２５（下地）で内壁が覆われたコン
タクトホール２３内に埋め込まれる。このため、この配
線形成層２６をエッチング加工して形成した配線は、コ
ンタクトホール２３内においても上記下地からのＣｌ
（塩素）による腐食が防止された信頼性の高い配線にな
る。
有量が低いＴｉＮ膜２５（下地）で内壁が覆われたコン
タクトホール２３内に埋め込まれる。このため、この配
線形成層２６をエッチング加工して形成した配線は、コ
ンタクトホール２３内においても上記下地からのＣｌ
（塩素）による腐食が防止された信頼性の高い配線にな
る。
【００２３】次いで、図３（１），（２）は、請求項３
記載の配線形成方法を示す図であり、以下にこれらの図
を用いて第３実施形態を説明する。尚、ここで説明する
第３実施形態は、上記第２実施形態における第６工程に
引き続いて行われることとする。先ず、図３（１）に示
す第１工程では、コンタクトホール２３内を含むＴｉＮ
膜２５上に成膜された配線形成層２６を全面エッチバッ
クして、コンタクトホール２３内にのみ配線形成層２６
を残す。エッチバック条件の一例を、以下に示す。 エッチングガス及び流量；ＢＣｌ3 （三塩化ホウ素）＝６０ｓｃｃｍ Ｃｌ2 （塩素） ＝９０ｓｃｃｍ エッチング温度 ；１００℃ マイクロ波出力 ；９００Ｗ 高周波バイアス出力 ；３０Ｗ エッチング雰囲気内圧力；２Ｐａ
記載の配線形成方法を示す図であり、以下にこれらの図
を用いて第３実施形態を説明する。尚、ここで説明する
第３実施形態は、上記第２実施形態における第６工程に
引き続いて行われることとする。先ず、図３（１）に示
す第１工程では、コンタクトホール２３内を含むＴｉＮ
膜２５上に成膜された配線形成層２６を全面エッチバッ
クして、コンタクトホール２３内にのみ配線形成層２６
を残す。エッチバック条件の一例を、以下に示す。 エッチングガス及び流量；ＢＣｌ3 （三塩化ホウ素）＝６０ｓｃｃｍ Ｃｌ2 （塩素） ＝９０ｓｃｃｍ エッチング温度 ；１００℃ マイクロ波出力 ；９００Ｗ 高周波バイアス出力 ；３０Ｗ エッチング雰囲気内圧力；２Ｐａ
【００２４】上記エッチバックによって、コンタクトホ
ール２３内に配線形成層２６からなるプラグ配線２７を
形成する。上記のようにして形成したプラグ配線２７及
びＴｉＮ膜２５の表面を含む表層には、Ｃｌ（塩素）４
が不純物として吸着及び含有された状態になる。
ール２３内に配線形成層２６からなるプラグ配線２７を
形成する。上記のようにして形成したプラグ配線２７及
びＴｉＮ膜２５の表面を含む表層には、Ｃｌ（塩素）４
が不純物として吸着及び含有された状態になる。
【００２５】そこで、図３（２）に示す第２工程では、
Ｘｅ（キセノン）のプラズマ５を用いたプラズマ処理に
よって、上記Ｃｌ（塩素）４を除去する。このプラズマ
処理は、例えば上記第１実施形態の第３工程と同様に行
う。
Ｘｅ（キセノン）のプラズマ５を用いたプラズマ処理に
よって、上記Ｃｌ（塩素）４を除去する。このプラズマ
処理は、例えば上記第１実施形態の第３工程と同様に行
う。
【００２６】上記プラズマ処理によって、エッチング加
工の際にプラグ配線２７及びＴｉＮ膜２５に不純物とし
て取り込まれたＣｌ（塩素）４とＡｌ（アルミニウム）
及び上記Ｃｌ（塩素）４とＴｉ（チタン）との結合を解
離させ、プラグ配線２７及びＴｉＮ膜２５から上記Ｃｌ
（塩素）４を除去する。これによって、アルミニウムか
らなるプラグ配線２７の塩素による腐食が防止される。
これと共に、プラグ配線２７及びＴｉＮ膜２５（下地）
上に形成される配線形成層の腐食も防止される。
工の際にプラグ配線２７及びＴｉＮ膜２５に不純物とし
て取り込まれたＣｌ（塩素）４とＡｌ（アルミニウム）
及び上記Ｃｌ（塩素）４とＴｉ（チタン）との結合を解
離させ、プラグ配線２７及びＴｉＮ膜２５から上記Ｃｌ
（塩素）４を除去する。これによって、アルミニウムか
らなるプラグ配線２７の塩素による腐食が防止される。
これと共に、プラグ配線２７及びＴｉＮ膜２５（下地）
上に形成される配線形成層の腐食も防止される。
【００２７】尚、上記第３実施形態ではプラグ配線２７
の形成を例に取ったが、請求項３記載の方法はプラグ配
線以外の配線及びパッド配線の形成にも適用できる。
の形成を例に取ったが、請求項３記載の方法はプラグ配
線以外の配線及びパッド配線の形成にも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の膜形成方
法によれば、アルゴン，クリプトン及びキセノンのうち
の少なくとも一つのプラズマを用いたプラズマ処理によ
って、不純物として塩素を吸着及び含有する下地におけ
る当該塩素を除去することで、当該プラズマを構成する
物質を不純物として残すことなく、しかも窒素プラズマ
を用いたプラズマ処理よりも効果的にＴｉ−Ｃｌ結合を
解離して当該塩素を除去することが可能になる。したが
って、下地上に形成された配線形成層の塩素による腐食
が防止され、配線の信頼性を向上させることができる。
法によれば、アルゴン，クリプトン及びキセノンのうち
の少なくとも一つのプラズマを用いたプラズマ処理によ
って、不純物として塩素を吸着及び含有する下地におけ
る当該塩素を除去することで、当該プラズマを構成する
物質を不純物として残すことなく、しかも窒素プラズマ
を用いたプラズマ処理よりも効果的にＴｉ−Ｃｌ結合を
解離して当該塩素を除去することが可能になる。したが
って、下地上に形成された配線形成層の塩素による腐食
が防止され、配線の信頼性を向上させることができる。
【図１】第１実施形態を示す断面工程図である。
【図２】第２実施形態を示す断面工程図である。
【図３】第３実施形態を示す断面工程図である。
４ 不純物 ５ プラズマ １１，１２ 基板 １２，２２ 絶縁膜 １３，２５ ＴｉＮ膜（下地） １４，２６ 配線形成層 ２３ コンタクトホール ２４ Ｔｉ膜 ２７ プラグ配線（配線）
Claims (3)
- 【請求項１】 アルゴン，クリプトン及びキセノンのう
ちの少なくとも一つのプラズマを用いたプラズマ処理に
よって、下地の表面を含む表層に不純物として吸着及び
含有される塩素を除去する工程と、 前記下地上に配線形成層を形成する工程と、を行うこと
を特徴とする配線形成方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の配線形成方法において、 前記プラズマ処理は、アルゴン，クリプトン及びキセノ
ンのうちの少なくとも一つのプラズマと共に、前記下地
を構成する物質のうちの少なくとも一つのプラズマを用
いて行うことを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項３】 塩素を含有する反応ガスを用いて下地上
に成膜した配線形成層をエッチング加工することによっ
て、当該下地上に当該配線形成層からなる配線を形成す
る工程と、 アルゴン，クリプトン及びキセノンのうちの少なくとも
一つのプラズマを用いたプラズマ処理によって、前記配
線及び前記下地の表面を含む表層に不純物として吸着及
び含有される塩素を除去する工程と、を行うことを特徴
とする配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21434395A JPH0964035A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21434395A JPH0964035A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 配線形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0964035A true JPH0964035A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16654198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21434395A Pending JPH0964035A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0964035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011139093A (ja) * | 1998-01-20 | 2011-07-14 | Applied Materials Inc | 密着性を改良するための基板のプラズマアニーリング |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP21434395A patent/JPH0964035A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011139093A (ja) * | 1998-01-20 | 2011-07-14 | Applied Materials Inc | 密着性を改良するための基板のプラズマアニーリング |
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