JPH10116830A - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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- JPH10116830A JPH10116830A JP26746196A JP26746196A JPH10116830A JP H10116830 A JPH10116830 A JP H10116830A JP 26746196 A JP26746196 A JP 26746196A JP 26746196 A JP26746196 A JP 26746196A JP H10116830 A JPH10116830 A JP H10116830A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、下地膜を損傷することなく、下地
膜の表面又は表層に残留するＣｌを除去して、下地膜上
に形成する配線層のＣｌによる腐食を防止することがで
きる配線形成方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 Ｓｉ基板１１上の絶縁膜１２にコンタク
トホール１３を開口した後、反応ガスにＴｉＣｌ4 を含
むＥＣＲプラズマＣＶＤ法により、基体全面にＴｉコン
タクトメタル膜１４及びＴｉＮバリアメタル膜１５を順
に成膜する。次いで、基体全面にＮ2 レーザ（波長：３
３７ｎｍ）の照射を行い、ＴｉＮバリアメタル膜１５の
表面又は表層に不純物として吸着又は含有されたＣｌを
Ｔｉと解離して除去する。次いで、ＴｉＮバリアメタル
膜１５上にＡｌ膜１６を成膜した後、Ａｌ膜１６のエッ
チバック及びリフローによってＴｉＮバリアメタル膜１
５からなるコンタクトホール１３内にＡｌプラグ１６ａ
を形成する。
膜の表面又は表層に残留するＣｌを除去して、下地膜上
に形成する配線層のＣｌによる腐食を防止することがで
きる配線形成方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 Ｓｉ基板１１上の絶縁膜１２にコンタク
トホール１３を開口した後、反応ガスにＴｉＣｌ4 を含
むＥＣＲプラズマＣＶＤ法により、基体全面にＴｉコン
タクトメタル膜１４及びＴｉＮバリアメタル膜１５を順
に成膜する。次いで、基体全面にＮ2 レーザ（波長：３
３７ｎｍ）の照射を行い、ＴｉＮバリアメタル膜１５の
表面又は表層に不純物として吸着又は含有されたＣｌを
Ｔｉと解離して除去する。次いで、ＴｉＮバリアメタル
膜１５上にＡｌ膜１６を成膜した後、Ａｌ膜１６のエッ
チバック及びリフローによってＴｉＮバリアメタル膜１
５からなるコンタクトホール１３内にＡｌプラグ１６ａ
を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、配線形成方法に係
り、特に半導体装置の製造プロセスにおいてＡｌ（アル
ミニウム）系金属からなる配線を形成する配線形成方法
に関する。
り、特に半導体装置の製造プロセスにおいてＡｌ（アル
ミニウム）系金属からなる配線を形成する配線形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造プロセスの配線
形成工程において、例えばＡｌ配線層を形成する際に
は、下地膜としてＴｉＮ（窒化チタン）膜やＴｉ（チタ
ン）膜をコンタクトホールの内壁を含む基板上に形成す
る。これらの下地膜は、Ａｌ配線層と基板との反応を防
止するためのバリアメタル膜やＡｌ配線層と基板とのコ
ンタクト抵抗を低減するためのオーミックコンタクトメ
タル膜として機能するものである。そしてこれら下地膜
としてのＴｉＮ膜やＴｉ膜は、通常、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リング法
やターゲットとウェーハとの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リング法によって成
膜される。
形成工程において、例えばＡｌ配線層を形成する際に
は、下地膜としてＴｉＮ（窒化チタン）膜やＴｉ（チタ
ン）膜をコンタクトホールの内壁を含む基板上に形成す
る。これらの下地膜は、Ａｌ配線層と基板との反応を防
止するためのバリアメタル膜やＡｌ配線層と基板とのコ
ンタクト抵抗を低減するためのオーミックコンタクトメ
タル膜として機能するものである。そしてこれら下地膜
としてのＴｉＮ膜やＴｉ膜は、通常、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リング法
やターゲットとウェーハとの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リング法によって成
膜される。
【０００３】しかし、近年の半導体集積回路の高集積化
に伴い、例えば０．１８μｍルールにまで集積化が進ん
だ半導体装置のコンタクトホールでは、ホール径０．２
μｍに対してホール深さが１．０μｍとなり、そのホー
ル深さとホール径との比であるアスペクト比は５程度に
まで上昇する。このようにコンタクトホールのアスペク
ト比が５以上になると、そのコンタクトホールの内壁
に、上記のスパッタ法を適用してＴｉＮ膜やＴｉ膜等を
成膜することは原理上難しくなる。
に伴い、例えば０．１８μｍルールにまで集積化が進ん
だ半導体装置のコンタクトホールでは、ホール径０．２
μｍに対してホール深さが１．０μｍとなり、そのホー
ル深さとホール径との比であるアスペクト比は５程度に
まで上昇する。このようにコンタクトホールのアスペク
ト比が５以上になると、そのコンタクトホールの内壁
に、上記のスパッタ法を適用してＴｉＮ膜やＴｉ膜等を
成膜することは原理上難しくなる。
【０００４】このため、スパッタ法と比較して、アスペ
クト比が高いコンタクトホールの内壁にもコンフォーマ
ルな成膜が可能なＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition
）法によるＴｉＮ膜やＴｉ膜の成膜が必須のものとな
り、ハロゲン化チタンや有機チタンをソースとして用い
たＣＶＤ法によるＴｉＮ膜やＴｉ膜の形成が検討されて
いる。
クト比が高いコンタクトホールの内壁にもコンフォーマ
ルな成膜が可能なＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition
）法によるＴｉＮ膜やＴｉ膜の成膜が必須のものとな
り、ハロゲン化チタンや有機チタンをソースとして用い
たＣＶＤ法によるＴｉＮ膜やＴｉ膜の形成が検討されて
いる。
【０００５】特に、ＴｉＣｌ4 （四塩化チタン）を用い
た熱ＣＶＤ法は、ステップカバレッジが優れているとい
う特長がある。また、ＴｉＣｌ4 を用いたＥＣＲ（Elec
tronCyclotron Resonance）プラズマＣＶＤ法によるＴ
ｉ膜やＴｉＮ膜の成膜は、熱ＣＶＤ法と比較して低温で
の成膜が可能となるため注目されている。
た熱ＣＶＤ法は、ステップカバレッジが優れているとい
う特長がある。また、ＴｉＣｌ4 を用いたＥＣＲ（Elec
tronCyclotron Resonance）プラズマＣＶＤ法によるＴ
ｉ膜やＴｉＮ膜の成膜は、熱ＣＶＤ法と比較して低温で
の成膜が可能となるため注目されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のＣＶＤ法による成膜方法においては、反応ガスとし
てＴｉＣｌ4 のようなＣｌ（塩素）を構成元素として含
有する反応ガスを用いた場合、成膜したＴｉ膜やＴｉＮ
膜の表面や膜中にＣｌが残留しやすい。このために、Ｔ
ｉ膜やＴｉＮ膜を下地膜とし、その下地膜上にＡｌ配線
層を形成した場合には、下地膜の表面又は表層に残留す
るＣｌによってＡｌ配線層が腐食されるという問題があ
った。また、下地膜上にＡｌ配線層を形成する際、Ｃｌ
を含有する反応ガスを用いてエッチング加工を行った場
合にも、上記の場合と同様にして、下地膜やＡｌ配線層
の表面又は表層にＣｌが残留し、このＣｌによってＡｌ
配線層が腐食されるという問題があった。
来のＣＶＤ法による成膜方法においては、反応ガスとし
てＴｉＣｌ4 のようなＣｌ（塩素）を構成元素として含
有する反応ガスを用いた場合、成膜したＴｉ膜やＴｉＮ
膜の表面や膜中にＣｌが残留しやすい。このために、Ｔ
ｉ膜やＴｉＮ膜を下地膜とし、その下地膜上にＡｌ配線
層を形成した場合には、下地膜の表面又は表層に残留す
るＣｌによってＡｌ配線層が腐食されるという問題があ
った。また、下地膜上にＡｌ配線層を形成する際、Ｃｌ
を含有する反応ガスを用いてエッチング加工を行った場
合にも、上記の場合と同様にして、下地膜やＡｌ配線層
の表面又は表層にＣｌが残留し、このＣｌによってＡｌ
配線層が腐食されるという問題があった。
【０００７】こうした問題を解決する方法として、例え
ばＮ2 （窒素）プラズマ処理によりＴｉＮ膜中のＣｌ濃
度を低減する方法が提案されている（応用物理学会学術
講演会講演予稿集、(1994) P.672参照）。この方法は、
Ｃｌ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、Ｎ2 ガスをプラズマ用ガスとして用い
たプラズマ中で処理することにより、ＴｉＮ膜中のＣｌ
を除去しようとするものである。また、この方法の他に
も、Ｘｅ（キセノン）ガスを用いたプラズマ処理により
ＴｉＮ膜中のＣｌを除去する方法も提案されている（特
願平０７−２１４３４３号参照）。
ばＮ2 （窒素）プラズマ処理によりＴｉＮ膜中のＣｌ濃
度を低減する方法が提案されている（応用物理学会学術
講演会講演予稿集、(1994) P.672参照）。この方法は、
Ｃｌ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、Ｎ2 ガスをプラズマ用ガスとして用い
たプラズマ中で処理することにより、ＴｉＮ膜中のＣｌ
を除去しようとするものである。また、この方法の他に
も、Ｘｅ（キセノン）ガスを用いたプラズマ処理により
ＴｉＮ膜中のＣｌを除去する方法も提案されている（特
願平０７−２１４３４３号参照）。
【０００８】しかし、上記の提案された方法において
は、いずれもプラズマ中に発生したイオンによる衝撃を
用いてＴｉ−Ｃｌ結合を解離させるため、Ｃｌは除去さ
れるものの、イオン衝撃による下地膜の損傷が懸念され
るという問題が生じた。
は、いずれもプラズマ中に発生したイオンによる衝撃を
用いてＴｉ−Ｃｌ結合を解離させるため、Ｃｌは除去さ
れるものの、イオン衝撃による下地膜の損傷が懸念され
るという問題が生じた。
【０００９】そこで本発明は、上記問題を鑑みてなされ
たものであり、下地膜を損傷することなく、下地膜の表
面又は表層に残留するＣｌを除去して、下地膜上に形成
する配線層のＣｌによる腐食を防止することができる配
線形成方法を提供することを課題とする。
たものであり、下地膜を損傷することなく、下地膜の表
面又は表層に残留するＣｌを除去して、下地膜上に形成
する配線層のＣｌによる腐食を防止することができる配
線形成方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の本発
明に係る配線形成方法により解決される。即ち、本発明
に係る配線形成方法は、基板上にＣｌを構成元素として
含有する反応ガスを用いて下地膜を形成する第１の工程
と、この下地膜に光又はレーザを照射して、下地膜の表
面又は表層に不純物として吸着又は含有されたＣｌを除
去する第２の工程と、下地膜上に配線層を形成する第３
の工程とを有することを特徴とする。
明に係る配線形成方法により解決される。即ち、本発明
に係る配線形成方法は、基板上にＣｌを構成元素として
含有する反応ガスを用いて下地膜を形成する第１の工程
と、この下地膜に光又はレーザを照射して、下地膜の表
面又は表層に不純物として吸着又は含有されたＣｌを除
去する第２の工程と、下地膜上に配線層を形成する第３
の工程とを有することを特徴とする。
【００１１】このように本発明に係る配線形成方法にお
いては、Ｃｌを構成元素として含有する反応ガスを用い
て形成した下地膜に光又はレーザを照射することによ
り、成膜の際に下地膜の表面又は表層に不純物として吸
着又は含有されたＣｌを除去することができるため、そ
の後の工程において下地膜上に配線形成層を形成して
も、この配線形成層がＣｌによって腐食されることはな
い。しかも、下地膜の表面又は表層のＣｌを除去するエ
ネルギーは光の形態で与えられるため、下地膜が損傷を
受けるおそれも小さく、また高温で処理する必要もな
い。従って、素子特性の変動や信頼性の低下を招くこと
もない。
いては、Ｃｌを構成元素として含有する反応ガスを用い
て形成した下地膜に光又はレーザを照射することによ
り、成膜の際に下地膜の表面又は表層に不純物として吸
着又は含有されたＣｌを除去することができるため、そ
の後の工程において下地膜上に配線形成層を形成して
も、この配線形成層がＣｌによって腐食されることはな
い。しかも、下地膜の表面又は表層のＣｌを除去するエ
ネルギーは光の形態で与えられるため、下地膜が損傷を
受けるおそれも小さく、また高温で処理する必要もな
い。従って、素子特性の変動や信頼性の低下を招くこと
もない。
【００１２】なお、この下地膜に照射する光又はレーザ
は、エネルギーの高い紫外域のものが望ましい。光又は
レーザのエネルギーが下地膜の表面又は表層に吸着又は
含有されたＣｌと下地膜の構成元素との化学的結合エネ
ルギーより大きい方が、その化学的結合を容易に断ち切
り、下地膜の表面又は表層からＣｌを除去する効果が大
きいからである。因みに、下地膜がＴｉ系膜の場合、Ｔ
ｉ−Ｃｌ結合の化学結合エネルギーは１０９ｋＪ／mol
であるのに対して、レーザ光励起エネルギーはＮ2 レー
ザの場合が３５６ｋＪ／mol であり、ＡｒＦレーザの場
合が６１９ｋＪ／mol である。従って、これらのレーザ
照射によりＴｉ−Ｃｌ結合を容易に解離させて下地膜の
表面又は表層からＣｌを除去することが可能である。
は、エネルギーの高い紫外域のものが望ましい。光又は
レーザのエネルギーが下地膜の表面又は表層に吸着又は
含有されたＣｌと下地膜の構成元素との化学的結合エネ
ルギーより大きい方が、その化学的結合を容易に断ち切
り、下地膜の表面又は表層からＣｌを除去する効果が大
きいからである。因みに、下地膜がＴｉ系膜の場合、Ｔ
ｉ−Ｃｌ結合の化学結合エネルギーは１０９ｋＪ／mol
であるのに対して、レーザ光励起エネルギーはＮ2 レー
ザの場合が３５６ｋＪ／mol であり、ＡｒＦレーザの場
合が６１９ｋＪ／mol である。従って、これらのレーザ
照射によりＴｉ−Ｃｌ結合を容易に解離させて下地膜の
表面又は表層からＣｌを除去することが可能である。
【００１３】また、上記の配線形成方法において、Ｃｌ
を構成元素として含有する反応ガスがＴｉＣｌ4 ガスで
あり、下地膜がＴｉ膜又はＴｉＮ膜であり、配線層がＡ
ｌ層又はＡｌ合金層であることが好適である。即ち、反
応ガスとしてＴｉＣｌ4 ガスを用いて下地膜としてのＴ
ｉ膜又はＴｉＮ膜を形成した場合に、これらの下地膜、
特にＴｉＮ膜の表面又は表層にＣｌが不純物として吸着
又は含有されやすく、また、この下地膜上に形成した配
線層がＡｌ層又はＡｌ合金層である場合に、下地膜の表
面又は表層のＣｌによって配線層が腐食されやすい。従
って、こうした条件の場合にこそ、本発明は最も有効に
作用する。
を構成元素として含有する反応ガスがＴｉＣｌ4 ガスで
あり、下地膜がＴｉ膜又はＴｉＮ膜であり、配線層がＡ
ｌ層又はＡｌ合金層であることが好適である。即ち、反
応ガスとしてＴｉＣｌ4 ガスを用いて下地膜としてのＴ
ｉ膜又はＴｉＮ膜を形成した場合に、これらの下地膜、
特にＴｉＮ膜の表面又は表層にＣｌが不純物として吸着
又は含有されやすく、また、この下地膜上に形成した配
線層がＡｌ層又はＡｌ合金層である場合に、下地膜の表
面又は表層のＣｌによって配線層が腐食されやすい。従
って、こうした条件の場合にこそ、本発明は最も有効に
作用する。
【００１４】また、本発明に係る配線形成方法は、基板
上に下地膜を介して配線形成層を形成する第１の工程
と、この配線形成層をＣｌを構成元素として含有する反
応ガスを用いてエッチング加工して、配線層を形成する
第２の工程と、この配線層及び下地膜に光又はレーザを
照射して、これら配線層及び下地膜の表面又は表層に不
純物として吸着又は含有されたＣｌを除去する第３の工
程とを有することを特徴とする。
上に下地膜を介して配線形成層を形成する第１の工程
と、この配線形成層をＣｌを構成元素として含有する反
応ガスを用いてエッチング加工して、配線層を形成する
第２の工程と、この配線層及び下地膜に光又はレーザを
照射して、これら配線層及び下地膜の表面又は表層に不
純物として吸着又は含有されたＣｌを除去する第３の工
程とを有することを特徴とする。
【００１５】このように本発明に係る配線形成方法にお
いては、Ｃｌを構成元素として含有する反応ガスを用い
てエッチング加工した配線層及びその下地膜に光又はレ
ーザを照射することにより、エッチング加工の際に配線
層及び露出した下地膜の表面又は表層に不純物として吸
着又は含有されたＣｌを除去することができるため、配
線層がＣｌによって腐食されることはない。しかも、配
線層及び下地膜の表面又は表層のＣｌを除去するエネル
ギーは光の形態で与えられるため、配線層及び下地膜が
損傷を受けるおそれも小さく、また高温で処理する必要
もない。従って、素子特性の変動や信頼性の低下を招く
こともない。なお、配線層及び下地膜に照射する光又は
レーザはエネルギーの高い紫外域のものが望ましいこと
は、上述の場合と同様である。
いては、Ｃｌを構成元素として含有する反応ガスを用い
てエッチング加工した配線層及びその下地膜に光又はレ
ーザを照射することにより、エッチング加工の際に配線
層及び露出した下地膜の表面又は表層に不純物として吸
着又は含有されたＣｌを除去することができるため、配
線層がＣｌによって腐食されることはない。しかも、配
線層及び下地膜の表面又は表層のＣｌを除去するエネル
ギーは光の形態で与えられるため、配線層及び下地膜が
損傷を受けるおそれも小さく、また高温で処理する必要
もない。従って、素子特性の変動や信頼性の低下を招く
こともない。なお、配線層及び下地膜に照射する光又は
レーザはエネルギーの高い紫外域のものが望ましいこと
は、上述の場合と同様である。
【００１６】また、上記の配線形成方法において、Ｃｌ
を構成元素として含有する反応ガスがＣｌ2 ガス、ＣＣ
ｌ4 ガス、ＢＣｌ3 ガス、及びＣＣｌ2 Ｆ2 ガスからな
るグループから選択した反応ガスであり、配線層がＡｌ
層又はＡｌ合金層であることが好適である。即ち、反応
ガスとしてＣｌ2 、ＣＣｌ4 、ＢＣｌ3 、又はＣＣｌ2
Ｆ2 を用いて下地膜上の配線層をエッチング加工した場
合に、配線層及び露出した下地膜の表面又は表層にＣｌ
が不純物として吸着又は含有されやすく、また、この配
線層がＡｌ層又はＡｌ合金層である場合に、配線層及び
露出した下地膜の表面又は表層のＣｌによって配線層が
腐食されやすい。従って、こうした条件の場合にこそ、
本発明は最も有効に作用する。
を構成元素として含有する反応ガスがＣｌ2 ガス、ＣＣ
ｌ4 ガス、ＢＣｌ3 ガス、及びＣＣｌ2 Ｆ2 ガスからな
るグループから選択した反応ガスであり、配線層がＡｌ
層又はＡｌ合金層であることが好適である。即ち、反応
ガスとしてＣｌ2 、ＣＣｌ4 、ＢＣｌ3 、又はＣＣｌ2
Ｆ2 を用いて下地膜上の配線層をエッチング加工した場
合に、配線層及び露出した下地膜の表面又は表層にＣｌ
が不純物として吸着又は含有されやすく、また、この配
線層がＡｌ層又はＡｌ合金層である場合に、配線層及び
露出した下地膜の表面又は表層のＣｌによって配線層が
腐食されやすい。従って、こうした条件の場合にこそ、
本発明は最も有効に作用する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１〜図８は、それぞれ本発明の第
１の実施形態に係るＡｌ配線の形成方法を説明するため
の工程断面図である。先ず、図１に示すように、Ｓｉ
（シリコン）基板１１上に、例えば膜厚１．０μｍのＳ
ｉＯ2 膜（シリコン酸化膜）からなる絶縁膜１２を形成
する。続いて、この絶縁膜１２に、ホール径０．２μｍ
のコンタクトホール１３を開口し、このコンタクトホー
ル１３内のＳｉ基板１１表面を露出させる。従って、こ
のコンタクトホール１３のアスペクト比は５程度とな
る。
本発明の実施の形態を説明する。 （第１の実施形態）図１〜図８は、それぞれ本発明の第
１の実施形態に係るＡｌ配線の形成方法を説明するため
の工程断面図である。先ず、図１に示すように、Ｓｉ
（シリコン）基板１１上に、例えば膜厚１．０μｍのＳ
ｉＯ2 膜（シリコン酸化膜）からなる絶縁膜１２を形成
する。続いて、この絶縁膜１２に、ホール径０．２μｍ
のコンタクトホール１３を開口し、このコンタクトホー
ル１３内のＳｉ基板１１表面を露出させる。従って、こ
のコンタクトホール１３のアスペクト比は５程度とな
る。
【００１８】次いで、図２に示すように、反応ガスＴｉ
Ｃｌ4 を含むＥＣＲプラズマＣＶＤ法により、以下のよ
うな条件において、基体全面にＴｉコンタクトメタル膜
１４を成膜する。即ち、Ｔｉコンタクトメタル膜１４の
成膜条件は、 ＴｉＣｌ4 ガス流量：３ｓｃｃｍ Ｈ2 ガス流量：１００ｓｃｃｍ Ａｒガス流量：１７０ｓｃｃｍ 温度：４６０℃ マイクロ波出力：２．８ｋＷ 圧力：０．４Ｐａ である。
Ｃｌ4 を含むＥＣＲプラズマＣＶＤ法により、以下のよ
うな条件において、基体全面にＴｉコンタクトメタル膜
１４を成膜する。即ち、Ｔｉコンタクトメタル膜１４の
成膜条件は、 ＴｉＣｌ4 ガス流量：３ｓｃｃｍ Ｈ2 ガス流量：１００ｓｃｃｍ Ａｒガス流量：１７０ｓｃｃｍ 温度：４６０℃ マイクロ波出力：２．８ｋＷ 圧力：０．４Ｐａ である。
【００１９】このような条件での成膜により、絶縁膜１
２、コンタクトホール１３内壁、及びコンタクトホール
１３内のＳｉ基板１１上に、Ｔｉコンタクトメタル膜１
４を形成する。
２、コンタクトホール１３内壁、及びコンタクトホール
１３内のＳｉ基板１１上に、Ｔｉコンタクトメタル膜１
４を形成する。
【００２０】次いで、図３に示すように、Ｔｉコンタク
トメタル膜１４を成膜したチェンバと同一チェンバを用
い、同じく反応ガスＴｉＣｌ4 を含むＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ法により、以下のような条件において、基体全面に
ＴｉＮバリアメタル膜１５を成膜する。即ち、Ｔｉコン
タクトメタル膜１５の成膜条件は、 ＴｉＣｌ4 ガス流量：２０ｓｃｃｍ Ｎ2 ガス流量：８ｓｃｃｍ Ｈ2 ガス流量：２６ｓｃｃｍ Ａｒガス流量：１７０ｓｃｃｍ 温度：４６０℃ マイクロ波出力：２．８ｋＷ 圧力：０．４Ｐａ である。
トメタル膜１４を成膜したチェンバと同一チェンバを用
い、同じく反応ガスＴｉＣｌ4 を含むＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ法により、以下のような条件において、基体全面に
ＴｉＮバリアメタル膜１５を成膜する。即ち、Ｔｉコン
タクトメタル膜１５の成膜条件は、 ＴｉＣｌ4 ガス流量：２０ｓｃｃｍ Ｎ2 ガス流量：８ｓｃｃｍ Ｈ2 ガス流量：２６ｓｃｃｍ Ａｒガス流量：１７０ｓｃｃｍ 温度：４６０℃ マイクロ波出力：２．８ｋＷ 圧力：０．４Ｐａ である。
【００２１】このような条件での成膜により、Ｔｉコン
タクトメタル膜１４上に、ＴｉＮバリアメタル膜１５を
形成する。なお、このとき、ＴｉＮバリアメタル膜１５
の表面又は表層には、反応ガスＴｉＣｌ4 の構成元素Ｃ
ｌが不純物として吸着又は含有された状態で残留して、
Ｔｉ−Ｃｌ結合を形成する。
タクトメタル膜１４上に、ＴｉＮバリアメタル膜１５を
形成する。なお、このとき、ＴｉＮバリアメタル膜１５
の表面又は表層には、反応ガスＴｉＣｌ4 の構成元素Ｃ
ｌが不純物として吸着又は含有された状態で残留して、
Ｔｉ−Ｃｌ結合を形成する。
【００２２】次いで、図４に示すように、以下のような
条件において、基体全面にレーザ照射を行う点に本実施
形態の特徴がある。即ち、レーザの照射条件は、 光源：Ｎ2 レーザ（波長：３３７ｎｍ） 出力：１Ｗ 温度：１００℃ 圧力：０．４Ｐａ である。
条件において、基体全面にレーザ照射を行う点に本実施
形態の特徴がある。即ち、レーザの照射条件は、 光源：Ｎ2 レーザ（波長：３３７ｎｍ） 出力：１Ｗ 温度：１００℃ 圧力：０．４Ｐａ である。
【００２３】このような条件でのレーザ照射により、Ｎ
2 レーザのレーザ光励起エネルギー３５６ｋＪ／mol が
Ｔｉ−Ｃｌ結合の化学結合エネルギー１０９ｋＪ／mol
よりも大きいことから、ＴｉＮバリアメタル膜１５の表
面又は表層に不純物として吸着又は含有されたＣｌのＴ
ｉ−Ｃｌ結合を容易に解離してＣｌを除去することがで
きる。
2 レーザのレーザ光励起エネルギー３５６ｋＪ／mol が
Ｔｉ−Ｃｌ結合の化学結合エネルギー１０９ｋＪ／mol
よりも大きいことから、ＴｉＮバリアメタル膜１５の表
面又は表層に不純物として吸着又は含有されたＣｌのＴ
ｉ−Ｃｌ結合を容易に解離してＣｌを除去することがで
きる。
【００２４】次いで、図５に示すように、ＤＣマグネト
ロンスパッタリング法により、以下のような条件におい
て、基体全面にＡｌ膜１６を成膜する。即ち、Ａｌ膜１
６の成膜条件は、 Ａｒガス流量：１００ｓｃｃｍ 温度：１００℃ ＤＣ出力：２０ｋＷ 圧力：０．４Ｐａ である。
ロンスパッタリング法により、以下のような条件におい
て、基体全面にＡｌ膜１６を成膜する。即ち、Ａｌ膜１
６の成膜条件は、 Ａｒガス流量：１００ｓｃｃｍ 温度：１００℃ ＤＣ出力：２０ｋＷ 圧力：０．４Ｐａ である。
【００２５】このような条件での成膜により、ＴｉＮバ
リアメタル膜１５上にＡｌ膜１６が形成されるが、コン
タクトホール１３のアスペクト比が５程度と大きいため
に、スパッタリング法によりコンタクトホール１３の内
壁及び底面をなすＴｉＮバリアメタル膜１５上にＡｌ膜
１６をコンフォーマルに形成することは困難である。従
って、ＴｉＮバリアメタル膜１５からなるコンタクトホ
ール１３内をＡｌ膜１６によって埋め込んでしまうこと
はできない。
リアメタル膜１５上にＡｌ膜１６が形成されるが、コン
タクトホール１３のアスペクト比が５程度と大きいため
に、スパッタリング法によりコンタクトホール１３の内
壁及び底面をなすＴｉＮバリアメタル膜１５上にＡｌ膜
１６をコンフォーマルに形成することは困難である。従
って、ＴｉＮバリアメタル膜１５からなるコンタクトホ
ール１３内をＡｌ膜１６によって埋め込んでしまうこと
はできない。
【００２６】次いで、図６に示すように、以下のような
条件において、Ａｌ膜１６のリフローを行う。即ち、Ａ
ｌ膜１６のリフロー条件は、 Ａｒガス流量：１００ｓｃｃｍ 温度：４５０℃ 処理時間：１２０秒 圧力：０．２Ｐａ である。
条件において、Ａｌ膜１６のリフローを行う。即ち、Ａ
ｌ膜１６のリフロー条件は、 Ａｒガス流量：１００ｓｃｃｍ 温度：４５０℃ 処理時間：１２０秒 圧力：０．２Ｐａ である。
【００２７】このような条件でのリフローにより、Ｔｉ
Ｎバリアメタル膜１５からなるコンタクトホール１３内
をＡｌ膜１６によって埋め込んでしまう。
Ｎバリアメタル膜１５からなるコンタクトホール１３内
をＡｌ膜１６によって埋め込んでしまう。
【００２８】次いで、図７に示すように、反応ガスとし
てＢＣｌ3 及びＣｌ2 を用い、以下のような条件におい
て、Ａｌ膜１６のエッチバックを行う。即ち、Ａｌ膜１
６のエッチバック条件は、 ＢＣｌ3 ガス流量：６０ｓｃｃｍ Ｃｌ2 ガス流量：９０ｓｃｃｍ 温度：１００℃ マイクロ波出力：９００Ｗ 高周波バイアス出力：３０Ｗ 圧力：２Ｐａ である。
てＢＣｌ3 及びＣｌ2 を用い、以下のような条件におい
て、Ａｌ膜１６のエッチバックを行う。即ち、Ａｌ膜１
６のエッチバック条件は、 ＢＣｌ3 ガス流量：６０ｓｃｃｍ Ｃｌ2 ガス流量：９０ｓｃｃｍ 温度：１００℃ マイクロ波出力：９００Ｗ 高周波バイアス出力：３０Ｗ 圧力：２Ｐａ である。
【００２９】このような条件でのエッチバックにより、
絶縁膜１２が露出するまでＡｌ膜１６並びにＴｉＮバリ
アメタル膜１５及びＴｉコンタクトメタル膜１４をエッ
チング除去すると共に、ＴｉＮバリアメタル膜１５から
なるコンタクトホール１３内を埋め込んでいるＡｌ膜１
６のみを残存させる。このようにしてコンタクトホール
１３内のＡｌ膜１６からなるＡｌプラグ１６ａを形成す
る。なお、このとき、ＴｉＮバリアメタル膜１５及びＡ
ｌプラグ１６ａの表面又は表層には、反応ガスＢＣｌ3
及びＣｌ2 の構成元素Ｃｌが不純物として吸着又は含有
された状態で残留する。
絶縁膜１２が露出するまでＡｌ膜１６並びにＴｉＮバリ
アメタル膜１５及びＴｉコンタクトメタル膜１４をエッ
チング除去すると共に、ＴｉＮバリアメタル膜１５から
なるコンタクトホール１３内を埋め込んでいるＡｌ膜１
６のみを残存させる。このようにしてコンタクトホール
１３内のＡｌ膜１６からなるＡｌプラグ１６ａを形成す
る。なお、このとき、ＴｉＮバリアメタル膜１５及びＡ
ｌプラグ１６ａの表面又は表層には、反応ガスＢＣｌ3
及びＣｌ2 の構成元素Ｃｌが不純物として吸着又は含有
された状態で残留する。
【００３０】次いで、図８に示すように、以下のような
条件において、基体全面にレーザ照射を行う点に本実施
形態の特徴がある。即ち、レーザの照射条件は、 光源：Ｎ2 レーザ（波長：３３７ｎｍ） 出力：１Ｗ 温度：１００℃ 圧力：０．４Ｐａ である。
条件において、基体全面にレーザ照射を行う点に本実施
形態の特徴がある。即ち、レーザの照射条件は、 光源：Ｎ2 レーザ（波長：３３７ｎｍ） 出力：１Ｗ 温度：１００℃ 圧力：０．４Ｐａ である。
【００３１】このような条件でのレーザ照射により、Ｎ
2 レーザのレーザ光励起エネルギーがＴｉ−Ｃｌ結合の
化学結合エネルギーより大きいことから、ＴｉＮバリア
メタル膜１５の表面又は表層に不純物として吸着又は含
有されたＣｌは容易にＴｉと解離して除去される。ま
た、同時にＡｌプラグ１６ａの表面又は表層に吸着又は
含有されたＣｌも除去される。
2 レーザのレーザ光励起エネルギーがＴｉ−Ｃｌ結合の
化学結合エネルギーより大きいことから、ＴｉＮバリア
メタル膜１５の表面又は表層に不純物として吸着又は含
有されたＣｌは容易にＴｉと解離して除去される。ま
た、同時にＡｌプラグ１６ａの表面又は表層に吸着又は
含有されたＣｌも除去される。
【００３２】以上のように本実施形態によれば、Ｓｉ基
板１１上の絶縁膜１２に開口されたコンタクトホール１
３内にＴｉＮバリアメタル膜１５を介して形成したＡｌ
プラグ１６ａを用いてコンタクトを得る配線工程におい
て、反応ガスにＴｉＣｌ4 を含むＥＣＲプラズマＣＶＤ
法によりＴｉＮバリアメタル膜１５を成膜した後、波長
３３７ｎｍのＮ2 レーザの照射を行うことにより、Ｔｉ
コンタクトメタル膜１４及びＴｉＮバリアメタル膜１５
の成膜の際にその表面又は表層に不純物として吸着又は
含有された反応ガスＴｉＣｌ4 の構成元素ＣｌのＴｉ−
Ｃｌ結合を容易に解離してＣｌを除去するため、その
後、ＴｉＮバリアメタル膜１５からなるコンタクトホー
ル１３内にＡｌプラグ１６ａを埋め込んでも、ＴｉＮバ
リアメタル膜１５に接するＡｌプラグ１６ａの側面及び
底面がＣｌによって腐食されることはない。
板１１上の絶縁膜１２に開口されたコンタクトホール１
３内にＴｉＮバリアメタル膜１５を介して形成したＡｌ
プラグ１６ａを用いてコンタクトを得る配線工程におい
て、反応ガスにＴｉＣｌ4 を含むＥＣＲプラズマＣＶＤ
法によりＴｉＮバリアメタル膜１５を成膜した後、波長
３３７ｎｍのＮ2 レーザの照射を行うことにより、Ｔｉ
コンタクトメタル膜１４及びＴｉＮバリアメタル膜１５
の成膜の際にその表面又は表層に不純物として吸着又は
含有された反応ガスＴｉＣｌ4 の構成元素ＣｌのＴｉ−
Ｃｌ結合を容易に解離してＣｌを除去するため、その
後、ＴｉＮバリアメタル膜１５からなるコンタクトホー
ル１３内にＡｌプラグ１６ａを埋め込んでも、ＴｉＮバ
リアメタル膜１５に接するＡｌプラグ１６ａの側面及び
底面がＣｌによって腐食されることはない。
【００３３】また、反応ガスとしてＢＣｌ3 及びＣｌ2
を用いたＡｌ膜１６のエッチバックによりコンタクトホ
ール１３内にＡｌプラグ１６ａを形成した後、波長３３
７ｎｍのＮ2 レーザの照射を行うことにより、Ａｌ膜１
６のエッチバックの際に露出したＴｉコンタクトメタル
膜１４、ＴｉＮバリアメタル膜１５、及びＡｌプラグ１
６ａの表面又は表層に不純物として吸着又は含有された
反応ガスＢＣｌ3 及びＣｌ2 の構成元素Ｃｌを容易に除
去するため、Ａｌプラグ１６ａの上面がＣｌによって腐
食されることはない。
を用いたＡｌ膜１６のエッチバックによりコンタクトホ
ール１３内にＡｌプラグ１６ａを形成した後、波長３３
７ｎｍのＮ2 レーザの照射を行うことにより、Ａｌ膜１
６のエッチバックの際に露出したＴｉコンタクトメタル
膜１４、ＴｉＮバリアメタル膜１５、及びＡｌプラグ１
６ａの表面又は表層に不純物として吸着又は含有された
反応ガスＢＣｌ3 及びＣｌ2 の構成元素Ｃｌを容易に除
去するため、Ａｌプラグ１６ａの上面がＣｌによって腐
食されることはない。
【００３４】このように、反応ガスＴｉＣｌ4 を用いた
ＴｉＮバリアメタル膜１５の成膜後のＮ2 レーザ照射及
び反応ガスＢＣｌ3 及びＣｌ2 を用いたＡｌ膜１６のエ
ッチバック後のＮ2 レーザ照射により、Ａｌプラグ１６
ａの腐食原因となるＣｌを容易に除去して、腐食のない
高信頼性のコンタクト配線を形成することが可能にな
る。
ＴｉＮバリアメタル膜１５の成膜後のＮ2 レーザ照射及
び反応ガスＢＣｌ3 及びＣｌ2 を用いたＡｌ膜１６のエ
ッチバック後のＮ2 レーザ照射により、Ａｌプラグ１６
ａの腐食原因となるＣｌを容易に除去して、腐食のない
高信頼性のコンタクト配線を形成することが可能にな
る。
【００３５】しかも、Ｃｌを除去する手段としてＮ2 レ
ーザ照射を用いることにより、従来のプラズマ処理を用
いた場合のようなイオン衝撃によるＴｉＮバリアメタル
膜１５やＡｌプラグ１６ａの損傷が生じるおそれもない
し、また、このＮ2 レーザ照射の際の温度は１００℃と
低温であるため、Ｓｉ基板１１表面に既に形成されてい
る不純物領域で濃度分布の変動等が生じることもない。
従って、Ｎ2 レーザ照射工程を設けることによる素子特
性の変動や信頼性の低下を招くこともない。
ーザ照射を用いることにより、従来のプラズマ処理を用
いた場合のようなイオン衝撃によるＴｉＮバリアメタル
膜１５やＡｌプラグ１６ａの損傷が生じるおそれもない
し、また、このＮ2 レーザ照射の際の温度は１００℃と
低温であるため、Ｓｉ基板１１表面に既に形成されてい
る不純物領域で濃度分布の変動等が生じることもない。
従って、Ｎ2 レーザ照射工程を設けることによる素子特
性の変動や信頼性の低下を招くこともない。
【００３６】なお、上記第１の実施形態においては、Ｃ
ｌを除去するためのレーザ照射としてＮ2 レーザ照射を
用いているが、これに限定される必要はなく、例えばレ
ーザ光励起エネルギー６１９ｋＪ／mol のＡｒＦレーザ
を用いてもよい。また、レーザ照射に限らず、Ｔｉ−Ｃ
ｌ結合の化学結合エネルギー１０９ｋＪ／mol より大き
なエネルギーをもつ光照射を行っても同様の効果を得る
ことができる。
ｌを除去するためのレーザ照射としてＮ2 レーザ照射を
用いているが、これに限定される必要はなく、例えばレ
ーザ光励起エネルギー６１９ｋＪ／mol のＡｒＦレーザ
を用いてもよい。また、レーザ照射に限らず、Ｔｉ−Ｃ
ｌ結合の化学結合エネルギー１０９ｋＪ／mol より大き
なエネルギーをもつ光照射を行っても同様の効果を得る
ことができる。
【００３７】（第２の実施形態）図９〜図１５は、それ
ぞれ本発明の第２の実施形態に係る配線形成方法を説明
するための工程断面図である。先ず、図９に示すよう
に、Ｓｉ基板２１上に、例えばＳｉＯ2 膜からなる絶縁
膜２２を形成する。次いで、図１０に示すように、反応
ガスＴｉＣｌ4 を含む熱ＣＶＤ法により、以下のような
条件において、基体全面にＴｉＮバリアメタル膜２３を
成膜する。即ち、ＴｉＮバリアメタル膜２３の成膜条件
は、 ＴｉＣｌ4 ガス流量：４０ｓｃｃｍ ＮＨ3 ガス流量：６０ｓｃｃｍ Ｎ2 ガス流量：５０００ｓｃｃｍ 温度：６００℃ 圧力：２．５ｋＰａ である。
ぞれ本発明の第２の実施形態に係る配線形成方法を説明
するための工程断面図である。先ず、図９に示すよう
に、Ｓｉ基板２１上に、例えばＳｉＯ2 膜からなる絶縁
膜２２を形成する。次いで、図１０に示すように、反応
ガスＴｉＣｌ4 を含む熱ＣＶＤ法により、以下のような
条件において、基体全面にＴｉＮバリアメタル膜２３を
成膜する。即ち、ＴｉＮバリアメタル膜２３の成膜条件
は、 ＴｉＣｌ4 ガス流量：４０ｓｃｃｍ ＮＨ3 ガス流量：６０ｓｃｃｍ Ｎ2 ガス流量：５０００ｓｃｃｍ 温度：６００℃ 圧力：２．５ｋＰａ である。
【００３８】このような条件での成膜により、絶縁膜２
２上に、ＴｉＮバリアメタル膜２３を形成する。なお、
このとき、ＴｉＮバリアメタル膜２３の表面又は表層に
は、反応ガスＴｉＣｌ4 の構成元素Ｃｌが不純物として
吸着又は含有された状態で残留して、Ｔｉ−Ｃｌ結合を
形成する。
２上に、ＴｉＮバリアメタル膜２３を形成する。なお、
このとき、ＴｉＮバリアメタル膜２３の表面又は表層に
は、反応ガスＴｉＣｌ4 の構成元素Ｃｌが不純物として
吸着又は含有された状態で残留して、Ｔｉ−Ｃｌ結合を
形成する。
【００３９】次いで、図１１に示すように、以下のよう
な条件において、基体全面に光照射を行う点に本実施形
態の特徴がある。即ち、光照射条件は、 光源：低圧水銀ランプ（波長：２５４ｎｍ） 出力：１０Ｗ 温度：１００℃ 圧力：０．４Ｐａ である。このような条件での光照射により、ＴｉＮバリ
アメタル膜２３の表面又は表層に不純物として吸着又は
含有されたＣｌのＴｉ−Ｃｌ結合を容易に解離してＣｌ
を除去することができる。
な条件において、基体全面に光照射を行う点に本実施形
態の特徴がある。即ち、光照射条件は、 光源：低圧水銀ランプ（波長：２５４ｎｍ） 出力：１０Ｗ 温度：１００℃ 圧力：０．４Ｐａ である。このような条件での光照射により、ＴｉＮバリ
アメタル膜２３の表面又は表層に不純物として吸着又は
含有されたＣｌのＴｉ−Ｃｌ結合を容易に解離してＣｌ
を除去することができる。
【００４０】次いで、図１２に示すように、ＤＣマグネ
トロンスパッタリング法により、以下のような条件にお
いて、基体全面にＡｌ配線形成層２４を成膜する。即
ち、Ａｌ配線形成層２４の成膜条件は、 Ａｒガス流量：１００ｓｃｃｍ 温度：１００℃ ＤＣ出力：２０ｋＷ 圧力：０．４Ｐａ である。
トロンスパッタリング法により、以下のような条件にお
いて、基体全面にＡｌ配線形成層２４を成膜する。即
ち、Ａｌ配線形成層２４の成膜条件は、 Ａｒガス流量：１００ｓｃｃｍ 温度：１００℃ ＤＣ出力：２０ｋＷ 圧力：０．４Ｐａ である。
【００４１】次いで、図１３に示すように、Ａｌ配線形
成層２４上にフォトレジスト２５を塗布した後、フォト
リソグラフィ技術を用いて、所定の配線パターンにパタ
ーニングする。
成層２４上にフォトレジスト２５を塗布した後、フォト
リソグラフィ技術を用いて、所定の配線パターンにパタ
ーニングする。
【００４２】次いで、図１４に示すように、所定の配線
パターンにパターニングされたフォトレジスト２５をマ
スクとして、以下のような条件において、Ａｌ配線形成
層２４及びＴｉＮバリアメタル膜２３を順にエッチング
した後、フォトレジスト２５を除去する。即ち、Ａｌ配
線形成層２４及びＴｉＮバリアメタル膜２３のエッチン
グ条件は、 ＢＣｌ3 ガス流量：８０ｓｃｃｍ Ｃｌ2 ガス流量：１２０ｓｃｃｍ 温度：２５℃ マイクロ波出力：８００Ｗ 高周波バイアス出力：１２０Ｗ 圧力：６６７ｍＰａ である。
パターンにパターニングされたフォトレジスト２５をマ
スクとして、以下のような条件において、Ａｌ配線形成
層２４及びＴｉＮバリアメタル膜２３を順にエッチング
した後、フォトレジスト２５を除去する。即ち、Ａｌ配
線形成層２４及びＴｉＮバリアメタル膜２３のエッチン
グ条件は、 ＢＣｌ3 ガス流量：８０ｓｃｃｍ Ｃｌ2 ガス流量：１２０ｓｃｃｍ 温度：２５℃ マイクロ波出力：８００Ｗ 高周波バイアス出力：１２０Ｗ 圧力：６６７ｍＰａ である。
【００４３】このような条件でのエッチングにより、絶
縁膜２２上に、それぞれＴｉＮバリアメタル膜２３ａ、
２３ｂ、２３ｃを介してＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２
４ｃを形成する。なお、このとき、ＴｉＮバリアメタル
膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及びＡｌ配線層２４ａ、２４
ｂ、２４ｃの表面又は表層には、反応ガスＢＣｌ3 及び
Ｃｌ2 の構成元素Ｃｌが不純物として吸着又は含有され
た状態で残留する。
縁膜２２上に、それぞれＴｉＮバリアメタル膜２３ａ、
２３ｂ、２３ｃを介してＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２
４ｃを形成する。なお、このとき、ＴｉＮバリアメタル
膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及びＡｌ配線層２４ａ、２４
ｂ、２４ｃの表面又は表層には、反応ガスＢＣｌ3 及び
Ｃｌ2 の構成元素Ｃｌが不純物として吸着又は含有され
た状態で残留する。
【００４４】次いで、図１５に示すように、以下のよう
な条件において、基体全面に光照射を行う点に本実施形
態の特徴がある。即ち、光照射条件は、 光源：低圧水銀ランプ（波長：２５４ｎｍ） 出力：１０Ｗ 温度：１００℃ 圧力：０．４Ｐａ である。このような条件での光照射により、ＴｉＮバリ
アメタル膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及びＡｌ配線層２４
ａ、２４ｂ、２４ｃの表面又は表層に不純物として吸着
又は含有されたＣｌは容易に除去される。
な条件において、基体全面に光照射を行う点に本実施形
態の特徴がある。即ち、光照射条件は、 光源：低圧水銀ランプ（波長：２５４ｎｍ） 出力：１０Ｗ 温度：１００℃ 圧力：０．４Ｐａ である。このような条件での光照射により、ＴｉＮバリ
アメタル膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及びＡｌ配線層２４
ａ、２４ｂ、２４ｃの表面又は表層に不純物として吸着
又は含有されたＣｌは容易に除去される。
【００４５】以上のように本実施形態によれば、絶縁膜
２２上にそれぞれＴｉＮバリアメタル膜２３ａ、２３
ｂ、２３ｃを介してＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃ
を形成する配線工程において、反応ガスにＴｉＣｌ4 を
含む熱ＣＶＤ法によりＴｉＮバリアメタル膜２３を成膜
した後、波長２５４ｎｍの光照射を行うことにより、Ｔ
ｉＮバリアメタル膜２３の成膜の際にその表面又は表層
に不純物として吸着又は含有された反応ガスＴｉＣｌ4
の構成元素ＣｌのＴｉ−Ｃｌ結合を容易に解離してＣｌ
を除去するため、その後、ＴｉＮバリアメタル膜２３上
にＡｌ配線形成層２４を形成し、これらＡｌ配線形成層
２４及びＴｉＮバリアメタル膜２３を順にエッチングし
てＴｉＮバリアメタル膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及びＡ
ｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃを形成しても、ＴｉＮ
バリアメタル膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃにそれぞれ接す
るＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃの底面がＣｌによ
って腐食されることはない。
２２上にそれぞれＴｉＮバリアメタル膜２３ａ、２３
ｂ、２３ｃを介してＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃ
を形成する配線工程において、反応ガスにＴｉＣｌ4 を
含む熱ＣＶＤ法によりＴｉＮバリアメタル膜２３を成膜
した後、波長２５４ｎｍの光照射を行うことにより、Ｔ
ｉＮバリアメタル膜２３の成膜の際にその表面又は表層
に不純物として吸着又は含有された反応ガスＴｉＣｌ4
の構成元素ＣｌのＴｉ−Ｃｌ結合を容易に解離してＣｌ
を除去するため、その後、ＴｉＮバリアメタル膜２３上
にＡｌ配線形成層２４を形成し、これらＡｌ配線形成層
２４及びＴｉＮバリアメタル膜２３を順にエッチングし
てＴｉＮバリアメタル膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及びＡ
ｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃを形成しても、ＴｉＮ
バリアメタル膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃにそれぞれ接す
るＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃの底面がＣｌによ
って腐食されることはない。
【００４６】また、反応ガスとしてＢＣｌ3 及びＣｌ2
を用いてＡｌ配線形成層２４及びＴｉＮバリアメタル膜
２３をエッチング加工し、絶縁膜２２上にそれぞれＴｉ
Ｎバリアメタル膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃを介してＡｌ
配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃを形成した後、波長３３
７ｎｍのＮ2 レーザの照射を行うことにより、エッチン
グの際に露出したＴｉＮバリアメタル膜２３ａ、２３
ｂ、２３ｃ及びＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃの表
面又は表層に不純物として吸着又は含有された反応ガス
ＢＣｌ3 及びＣｌ2 の構成元素Ｃｌを容易に除去するた
め、Ａｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃの上面及び側面
がＣｌによって腐食されることはない。
を用いてＡｌ配線形成層２４及びＴｉＮバリアメタル膜
２３をエッチング加工し、絶縁膜２２上にそれぞれＴｉ
Ｎバリアメタル膜２３ａ、２３ｂ、２３ｃを介してＡｌ
配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃを形成した後、波長３３
７ｎｍのＮ2 レーザの照射を行うことにより、エッチン
グの際に露出したＴｉＮバリアメタル膜２３ａ、２３
ｂ、２３ｃ及びＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃの表
面又は表層に不純物として吸着又は含有された反応ガス
ＢＣｌ3 及びＣｌ2 の構成元素Ｃｌを容易に除去するた
め、Ａｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃの上面及び側面
がＣｌによって腐食されることはない。
【００４７】このように、反応ガスＴｉＣｌ4 を用いた
ＴｉＮバリアメタル膜２３の成膜後の光照射及び反応ガ
スＢＣｌ3 及びＣｌ2 を用いたＡｌ配線形成層２４及び
ＴｉＮバリアメタル膜２３のエッチング後の光照射によ
り、Ａｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃの腐食原因とな
るＣｌを容易に除去して、腐食のない高信頼性Ａｌ配線
を形成することが可能になる。
ＴｉＮバリアメタル膜２３の成膜後の光照射及び反応ガ
スＢＣｌ3 及びＣｌ2 を用いたＡｌ配線形成層２４及び
ＴｉＮバリアメタル膜２３のエッチング後の光照射によ
り、Ａｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃの腐食原因とな
るＣｌを容易に除去して、腐食のない高信頼性Ａｌ配線
を形成することが可能になる。
【００４８】しかも、Ｃｌを除去する手段として光照射
を用いることにより、従来のプラズマ処理を用いた場合
のようなイオン衝撃によるＴｉＮバリアメタル膜２３
ａ、２３ｂ、２３ｃやＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４
ｃの損傷が生じるおそれもないし、またこの光照射の際
の温度は１００℃と低温であるため、Ｓｉ基板１１表面
に既に形成されている不純物領域で濃度分布の変動等が
生じることもない。従って、光照射工程を設けることに
よる素子特性の変動や信頼性の低下を招くこともない。
を用いることにより、従来のプラズマ処理を用いた場合
のようなイオン衝撃によるＴｉＮバリアメタル膜２３
ａ、２３ｂ、２３ｃやＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４
ｃの損傷が生じるおそれもないし、またこの光照射の際
の温度は１００℃と低温であるため、Ｓｉ基板１１表面
に既に形成されている不純物領域で濃度分布の変動等が
生じることもない。従って、光照射工程を設けることに
よる素子特性の変動や信頼性の低下を招くこともない。
【００４９】なお、上記第２の実施形態においては、Ｃ
ｌを除去するために光照射を用いているが、これに限定
されず、Ｔｉ−Ｃｌ結合の化学結合エネルギー１０９ｋ
Ｊ／mol より大きなレーザ光励起エネルギーをもつＮ2
レーザ照射やＡｒＦレーザを用いてもよい。また、配線
層としてＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃを形成する
場合について説明しているが、これに限定されず、例え
ばＡｌ−Ｓｉ配線層、Ａｌ−Ｃｕ配線層、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ配線層、Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ配線層等のＡｌ合金配線
層を形成する場合にも本発明を適用することが有効であ
る。
ｌを除去するために光照射を用いているが、これに限定
されず、Ｔｉ−Ｃｌ結合の化学結合エネルギー１０９ｋ
Ｊ／mol より大きなレーザ光励起エネルギーをもつＮ2
レーザ照射やＡｒＦレーザを用いてもよい。また、配線
層としてＡｌ配線層２４ａ、２４ｂ、２４ｃを形成する
場合について説明しているが、これに限定されず、例え
ばＡｌ−Ｓｉ配線層、Ａｌ−Ｃｕ配線層、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｃｕ配線層、Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ配線層等のＡｌ合金配線
層を形成する場合にも本発明を適用することが有効であ
る。
【００５０】以上、本発明を２つの実施形態に基づいて
説明したが、これらの実旅形態は本発明の好ましい態様
を示すものであり、本発明の技術的範囲が上記実施形態
に限定されるものでないことはいうまでもない。
説明したが、これらの実旅形態は本発明の好ましい態様
を示すものであり、本発明の技術的範囲が上記実施形態
に限定されるものでないことはいうまでもない。
【００５１】
【発明の効果】以上詳細に説明した通り、本発明に係る
配線形成方法によれば、Ｃｌを構成元素として含有する
反応ガスを用いて形成した下地膜に光又はレーザを照射
することにより、成膜の際に下地膜の表面又は表層に不
純物として吸着又は含有されたＣｌを、下地膜を損傷す
ることなく低温で効果的に除去することが可能になる。
従って、素子特性の変動や信頼性の低下を招くこともな
く、下地膜上に形成した配線層のＣｌによる腐食を防止
することができるため、配線の信頼性を向上させること
ができる。
配線形成方法によれば、Ｃｌを構成元素として含有する
反応ガスを用いて形成した下地膜に光又はレーザを照射
することにより、成膜の際に下地膜の表面又は表層に不
純物として吸着又は含有されたＣｌを、下地膜を損傷す
ることなく低温で効果的に除去することが可能になる。
従って、素子特性の変動や信頼性の低下を招くこともな
く、下地膜上に形成した配線層のＣｌによる腐食を防止
することができるため、配線の信頼性を向上させること
ができる。
【００５２】また、本発明に係る配線形成方法によれ
ば、Ｃｌを構成元素として含有する反応ガスを用いてエ
ッチング加工した配線層及びその下地膜に光又はレーザ
を照射することにより、エッチング加工の際に配線層及
び露出した下地膜の表面又は表層に不純物として吸着又
は含有されたＣｌを、下地膜及び配線層を損傷すること
なく低温で効果的に除去することが可能になる。従っ
て、素子特性の変動や信頼性の低下を招くこともなく、
下地膜上に形成した配線層のＣｌによる腐食を防止する
ことができるため、配線の信頼性を向上させることがで
きる。
ば、Ｃｌを構成元素として含有する反応ガスを用いてエ
ッチング加工した配線層及びその下地膜に光又はレーザ
を照射することにより、エッチング加工の際に配線層及
び露出した下地膜の表面又は表層に不純物として吸着又
は含有されたＣｌを、下地膜及び配線層を損傷すること
なく低温で効果的に除去することが可能になる。従っ
て、素子特性の変動や信頼性の低下を招くこともなく、
下地膜上に形成した配線層のＣｌによる腐食を防止する
ことができるため、配線の信頼性を向上させることがで
きる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その１）である。
方法を説明するための工程断面図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その２）である。
方法を説明するための工程断面図（その２）である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その３）である。
方法を説明するための工程断面図（その３）である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その４）である。
方法を説明するための工程断面図（その４）である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その５）である。
方法を説明するための工程断面図（その５）である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その６）である。
方法を説明するための工程断面図（その６）である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その７）である。
方法を説明するための工程断面図（その７）である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その８）である。
方法を説明するための工程断面図（その８）である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るＡｌ配線の形成
方法を説明するための工程断面図（その１）である。
方法を説明するための工程断面図（その１）である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るＡｌ配線の形
成方法を説明するための工程断面図（その２）である。
成方法を説明するための工程断面図（その２）である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るＡｌ配線の形
成方法を説明するための工程断面図（その３）である。
成方法を説明するための工程断面図（その３）である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るＡｌ配線の形
成方法を説明するための工程断面図（その４）である。
成方法を説明するための工程断面図（その４）である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るＡｌ配線の形
成方法を説明するための工程断面図（その５）である。
成方法を説明するための工程断面図（その５）である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るＡｌ配線の形
成方法を説明するための工程断面図（その６）である。
成方法を説明するための工程断面図（その６）である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係るＡｌ配線の形
成方法を説明するための工程断面図（その７）である。
成方法を説明するための工程断面図（その７）である。
１１……Ｓｉ基板、１２……絶縁膜、１３……コンタク
トホール、１４……Ｔｉコンタクトメタル膜、１５……
ＴｉＮバリアメタル膜、１６……Ａｌ膜、１６ａ……Ａ
ｌプラグ、２１……Ｓｉ基板、２２……絶縁膜、２３、
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ……ＴｉＮバリアメタル膜、２
４……Ａｌ配線形成層、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ……Ａ
ｌ配線層、２５……フォトレジスト。
トホール、１４……Ｔｉコンタクトメタル膜、１５……
ＴｉＮバリアメタル膜、１６……Ａｌ膜、１６ａ……Ａ
ｌプラグ、２１……Ｓｉ基板、２２……絶縁膜、２３、
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ……ＴｉＮバリアメタル膜、２
４……Ａｌ配線形成層、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ……Ａ
ｌ配線層、２５……フォトレジスト。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に、塩素を構成元素として含有す
る反応ガスを用いて下地膜を形成する第１の工程と、 前記下地膜に光又はレーザを照射して、前記下地膜の表
面又は表層に不純物として吸着又は含有された塩素を除
去する第２の工程と、 前記下地膜上に、配線層を形成する第３の工程と、 を有する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、 前記塩素を構成元素として含有する反応ガスが、ＴｉＣ
ｌ4 ガスであり、 前記下地膜が、Ｔｉ膜又はＴｉＮ膜であり、 前記配線層が、Ａｌ層又はＡｌ合金層であることを特徴
とする配線形成方法。 - 【請求項３】 基板上に、下地膜を介して、配線形成層
を形成する第１の工程と、 前記配線形成層を、塩素を構成元素として含有する反応
ガスを用いてエッチング加工して、配線層を形成する第
２の工程と、 前記配線層及び前記下地膜に光又はレーザを照射して、
前記配線層及び前記下地膜の表面又は表層に不純物とし
て吸着又は含有された塩素を除去する第３の工程と、 を有することを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の配線形成方法において、 前記塩素を構成元素として含有する反応ガスが、Ｃｌ2
ガス、ＣＣｌ4 ガス、ＢＣｌ3 ガス、及びＣＣｌ2 Ｆ2
ガスからなるグループから選択した反応ガスであり、 前記配線層が、Ａｌ層又はＡｌ合金層であることを特徴
とする配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26746196A JPH10116830A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26746196A JPH10116830A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 配線形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10116830A true JPH10116830A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17445166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26746196A Pending JPH10116830A (ja) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | 配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10116830A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100364260B1 (ko) * | 2001-01-05 | 2002-12-11 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 집적 회로의 제조 방법 |
| KR100415756B1 (ko) * | 2001-07-11 | 2004-01-24 | 주식회사 한택 | 레이저를 사용하는 반도체소자의 제조방법 |
| KR100636935B1 (ko) | 2004-07-01 | 2006-10-19 | 주식회사 하이닉스반도체 | 레이저를 사용한 반도체 소자의 세정 방법 |
| KR100835512B1 (ko) | 2002-12-30 | 2008-06-04 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 제조 장치 및 방법 |
| CN109132995A (zh) * | 2018-08-20 | 2019-01-04 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 应用于MEMS器件的TiN薄膜刻蚀方法 |
-
1996
- 1996-10-08 JP JP26746196A patent/JPH10116830A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100364260B1 (ko) * | 2001-01-05 | 2002-12-11 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 집적 회로의 제조 방법 |
| KR100415756B1 (ko) * | 2001-07-11 | 2004-01-24 | 주식회사 한택 | 레이저를 사용하는 반도체소자의 제조방법 |
| KR100835512B1 (ko) | 2002-12-30 | 2008-06-04 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 제조 장치 및 방법 |
| KR100636935B1 (ko) | 2004-07-01 | 2006-10-19 | 주식회사 하이닉스반도체 | 레이저를 사용한 반도체 소자의 세정 방법 |
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