JPH11265889A - 配線の製造方法 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
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- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応ガスＷＦ6から分離したフッ素が配線膜
５内に混入する状態を回避し、配線膜のストレスの増
加、反射率の低下を防止する。 【解決手段】 チャンバー１０内を真空雰囲気中にし、
かつ反応ガスを導入して凹部内に下層の配線膜６ｂを成
長させる処理を行なう下層形成工程と、下層配線層６ｂ
上に表層の配線層６ａを積層形成する処理を行う表層形
成工程との間で浄化工程を行なう。浄化工程では、チャ
ンバー内に残留するＷＦ6から分離したフッ素の分圧を
低減することにより、上層の配線膜６ａにフッ素成分が
混入する割合を低下させる。
５内に混入する状態を回避し、配線膜のストレスの増
加、反射率の低下を防止する。 【解決手段】 チャンバー１０内を真空雰囲気中にし、
かつ反応ガスを導入して凹部内に下層の配線膜６ｂを成
長させる処理を行なう下層形成工程と、下層配線層６ｂ
上に表層の配線層６ａを積層形成する処理を行う表層形
成工程との間で浄化工程を行なう。浄化工程では、チャ
ンバー内に残留するＷＦ6から分離したフッ素の分圧を
低減することにより、上層の配線膜６ａにフッ素成分が
混入する割合を低下させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相成長法（ＣＶ
Ｄ）により成膜成長させる配線膜及びその製造方法に関
するものである。
Ｄ）により成膜成長させる配線膜及びその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上に形成された能動素子或い
は受動素子間を配線処理するために配線膜が成膜され
る。
は受動素子間を配線処理するために配線膜が成膜され
る。
【０００３】前記配線膜を成膜するには、従来スパッタ
法が用いられている。このスパッタ法は、真空雰囲気中
に微粒子を発生させ、それを基板上に付着させて薄膜の
配線膜を成長させている。
法が用いられている。このスパッタ法は、真空雰囲気中
に微粒子を発生させ、それを基板上に付着させて薄膜の
配線膜を成長させている。
【０００４】最近では、高集積化が進むのに伴い、コン
タクトホール、及びスルーホールのアスペクト比が大き
くなり、上述したスパッタ法によるホール内の埋め込み
が困難な状況になりつつある。そこで、新たな厚膜の配
線膜を製造する方法を開発する必要性がある。
タクトホール、及びスルーホールのアスペクト比が大き
くなり、上述したスパッタ法によるホール内の埋め込み
が困難な状況になりつつある。そこで、新たな厚膜の配
線膜を製造する方法を開発する必要性がある。
【０００５】配線膜を成膜する技術として、スパッタ法
のほかに気相成長法（ＣＶＤ）がある。
のほかに気相成長法（ＣＶＤ）がある。
【０００６】従来例に係る気相成長法（ＣＶＤ）を用い
て配線膜を成膜するには、層間絶縁膜に形成されたホー
ル（凹部）にタングステン成長時の核を形成し、その後
にタングステンの核を中心として埋込膜を成長させ、ホ
ール内をタングステンＷからなる埋込膜で埋め込み、さ
らに前記埋込膜上に上層の配線膜を形成することとな
る。
て配線膜を成膜するには、層間絶縁膜に形成されたホー
ル（凹部）にタングステン成長時の核を形成し、その後
にタングステンの核を中心として埋込膜を成長させ、ホ
ール内をタングステンＷからなる埋込膜で埋め込み、さ
らに前記埋込膜上に上層の配線膜を形成することとな
る。
【０００７】ところで、半導体基板上の層間絶縁膜に設
けたホール内をタングステンからなる埋込膜で埋め込む
工程に加えて、ホール内の埋込膜に上層の配線膜を積層
形成する場合、枚葉式タングステンＣＶＤ装置では、一
般的に同一の真空チャンバー内にてホール内の導電体と
配線膜との成長が行なわれている。
けたホール内をタングステンからなる埋込膜で埋め込む
工程に加えて、ホール内の埋込膜に上層の配線膜を積層
形成する場合、枚葉式タングステンＣＶＤ装置では、一
般的に同一の真空チャンバー内にてホール内の導電体と
配線膜との成長が行なわれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
に係る枚葉式タングステンＣＶＤ装置では、タングステ
ン膜を成長させるにあたっては、主としてＷＦ6を反応
ガスとして用い、ホール内に埋込膜を成膜し、次いで、
新たなＷＦ6をチャンバー内に導入し、前記埋込膜上に
タングステンからなる上層の配線膜を成長させている
が、本発明者は、ストレス測定器にて半導体基板の反り
量から膜ストレスを測定したところ、配線にストレスが
加わっていた。また、反射率を反射率測定器にて測定し
たところ、反射率が低下しており、ＳＥＭ（走査型電子
顕微鏡）にて表面を観察したところ、反射膜が低下した
膜は、表面の凹凸が大きくなっていた。
に係る枚葉式タングステンＣＶＤ装置では、タングステ
ン膜を成長させるにあたっては、主としてＷＦ6を反応
ガスとして用い、ホール内に埋込膜を成膜し、次いで、
新たなＷＦ6をチャンバー内に導入し、前記埋込膜上に
タングステンからなる上層の配線膜を成長させている
が、本発明者は、ストレス測定器にて半導体基板の反り
量から膜ストレスを測定したところ、配線にストレスが
加わっていた。また、反射率を反射率測定器にて測定し
たところ、反射率が低下しており、ＳＥＭ（走査型電子
顕微鏡）にて表面を観察したところ、反射膜が低下した
膜は、表面の凹凸が大きくなっていた。
【０００９】本発明者は、上述した現象について技術的
な解析を行ったところ、配線にストレスが加わって半導
体基板に反りが生じると、半導体基板上に形成される素
子の基礎をなす膜の平坦度が失われ、完成した半導体装
置の特性に影響を及ぼすとの結果を得た。
な解析を行ったところ、配線にストレスが加わって半導
体基板に反りが生じると、半導体基板上に形成される素
子の基礎をなす膜の平坦度が失われ、完成した半導体装
置の特性に影響を及ぼすとの結果を得た。
【００１０】また、配線の反射率が低下する原因は、上
層の配線膜の表面に凹凸が形成された結果であり、この
凹凸が配線膜の膜厚に変動を来たし、次工程で行われる
エッチング処理により、配線膜の残りや配線膜の細りを
生じさせ、これが原因となって配線の電気的な短絡事故
を生じさせること等の結果を得た。
層の配線膜の表面に凹凸が形成された結果であり、この
凹凸が配線膜の膜厚に変動を来たし、次工程で行われる
エッチング処理により、配線膜の残りや配線膜の細りを
生じさせ、これが原因となって配線の電気的な短絡事故
を生じさせること等の結果を得た。
【００１１】本発明者は、問題点を技術的に解析したと
ころ、ＷＦ6から分離したフッ素が配線膜内に混入する
ことに原因があるとの結論に至った。
ころ、ＷＦ6から分離したフッ素が配線膜内に混入する
ことに原因があるとの結論に至った。
【００１２】特開平７−１１１２５３号公報には、層間
絶縁膜上にタングステンからなる膜を成膜する技術が開
示されており、この技術では、第１のステップと第２の
ステップとの間で反応ガスの供給を停止し、キャリアガ
スのみを流して形成膜の表面を清浄する処理を行なって
いる。
絶縁膜上にタングステンからなる膜を成膜する技術が開
示されており、この技術では、第１のステップと第２の
ステップとの間で反応ガスの供給を停止し、キャリアガ
スのみを流して形成膜の表面を清浄する処理を行なって
いる。
【００１３】しかしながら、特開平７−１１１２５３号
公報に開示された技術では、膜表面を清浄するものであ
り、膜中の不純物の濃度を調整するものでないため、膜
中に不純物が含有することによる配線のストレス及び反
射率の低下を防止することはできず、気相成長法（ＣＶ
Ｄ）を用いて配線膜を成膜する際に発生する問題を解決
するには至っていない。
公報に開示された技術では、膜表面を清浄するものであ
り、膜中の不純物の濃度を調整するものでないため、膜
中に不純物が含有することによる配線のストレス及び反
射率の低下を防止することはできず、気相成長法（ＣＶ
Ｄ）を用いて配線膜を成膜する際に発生する問題を解決
するには至っていない。
【００１４】本発明の目的は、反応ガスから解離した不
純物成分が配線膜内に混入する状態を回避し、結果とし
て半導体装置の性能を向上させる配線及びその製造方法
を提供することにある。
純物成分が配線膜内に混入する状態を回避し、結果とし
て半導体装置の性能を向上させる配線及びその製造方法
を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すため、
本発明に係る配線は、気相成長法で成膜される配線膜か
らなる配線であって、前記配線膜は、表層と下層とに含
まれる不純物濃度が異なるものである。
本発明に係る配線は、気相成長法で成膜される配線膜か
らなる配線であって、前記配線膜は、表層と下層とに含
まれる不純物濃度が異なるものである。
【００１６】また、前記配線膜の表層での不純物濃度
は、下層のものより小さい値のものである。
は、下層のものより小さい値のものである。
【００１７】また、前記配線膜の表層の不純物濃度は、
下層の不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に設定された
ものである。
下層の不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に設定された
ものである。
【００１８】また、前記配線膜に含まれる不純物は、成
膜時に反応ガスから解離した不純物成分である。
膜時に反応ガスから解離した不純物成分である。
【００１９】また、前記反応ガスから解離した不純物成
分は、前記配線膜のストレスの増加、反射率を低下させ
る特性をもつものである。
分は、前記配線膜のストレスの増加、反射率を低下させ
る特性をもつものである。
【００２０】また、前記配線膜は、表層と下層とを２段
階に渡って成膜したものである。
階に渡って成膜したものである。
【００２１】また、前記配線膜の下層は、凹部に埋め込
んで成膜されたものであり、表層は、前記下層上に成膜
されたものである。
んで成膜されたものであり、表層は、前記下層上に成膜
されたものである。
【００２２】また、前記配線膜は、主としてＷＦ6を反
応ガスとして用い、タングステンで成膜されたものであ
る。
応ガスとして用い、タングステンで成膜されたものであ
る。
【００２３】また、前記タングステンで成膜された配線
膜は、前記ＷＦ6から解離した不純物成分の弗素（Ｆ）
を不純物として含有するものある。
膜は、前記ＷＦ6から解離した不純物成分の弗素（Ｆ）
を不純物として含有するものある。
【００２４】また、前記配線膜の表層に含有する弗素
（Ｆ）の濃度は、下層の弗素（Ｆ）濃度の１／７〜１／
５の範囲に設定されたものである。
（Ｆ）の濃度は、下層の弗素（Ｆ）濃度の１／７〜１／
５の範囲に設定されたものである。
【００２５】また、本発明に係る配線の製造方法は、下
層形成工程と、浄化工程と、表層形成工程とを行ない、
気相成長法によって配線膜を成長させる配線の製造方法
であって、前記下層形成工程と、浄化工程と、表層形成
工程とは、同一のチャンバー内にて連続して行われるも
のであり、前記下層形成工程は、前記チャンバー内を真
空雰囲気中にし、かつ反応ガスを導入して凹部内に下層
の配線膜を成長させる処理を行なうものであり、前記浄
化工程は、前記下層形成工程後に行われる処理であっ
て、前記チャンバー内に残留する反応ガスから解離した
不純物成分の分圧を低減する処理を行うものであり、前
記表層形成工程は、前記浄化工程にて残留不純物の分圧
を低減した前記チャンバー内に新たな反応ガスを導入し
て前記下層配線層上に表層の配線層を積層形成する処理
を行うものである。
層形成工程と、浄化工程と、表層形成工程とを行ない、
気相成長法によって配線膜を成長させる配線の製造方法
であって、前記下層形成工程と、浄化工程と、表層形成
工程とは、同一のチャンバー内にて連続して行われるも
のであり、前記下層形成工程は、前記チャンバー内を真
空雰囲気中にし、かつ反応ガスを導入して凹部内に下層
の配線膜を成長させる処理を行なうものであり、前記浄
化工程は、前記下層形成工程後に行われる処理であっ
て、前記チャンバー内に残留する反応ガスから解離した
不純物成分の分圧を低減する処理を行うものであり、前
記表層形成工程は、前記浄化工程にて残留不純物の分圧
を低減した前記チャンバー内に新たな反応ガスを導入し
て前記下層配線層上に表層の配線層を積層形成する処理
を行うものである。
【００２６】また、前記浄化工程は、前記反応ガスから
解離した不純物成分の前記表層配線層への含有率を低下
させるものである。
解離した不純物成分の前記表層配線層への含有率を低下
させるものである。
【００２７】また、前記下層の配線膜と表層の配線膜と
は、同質の素材から成膜するものである。
は、同質の素材から成膜するものである。
【００２８】また、前記配線膜の表層に含有する不純物
濃度を、下層の不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に抑
えるものである。
濃度を、下層の不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に抑
えるものである。
【００２９】また、本発明に係る配線の製造方法は、下
層形成工程と、浄化工程と、表層形成工程とを行ない、
気相成長法によって配線膜を成長させる配線の製造方法
であって、前記下層形成工程と、浄化工程と、表層形成
工程とは、同一のチャンバー内にて連続して行われるも
のであり、前記下層形成工程は、前記チャンバー内を真
空雰囲気中にし、主としてＷＦ6を反応ガスとして導入
し、凹部内にタングステンの核から下層の配線膜を成長
させる処理を行なうものであり、前記浄化工程は、前記
下層形成工程後に行われる処理であって、前記チャンバ
ー内に残留する反応ガスのＷＦ6から解離した弗素
（Ｆ）の分圧を低減する処理を行うものであり、前記表
層形成工程は、前記浄化工程にて残留弗素（Ｆ）の分圧
を低減した前記チャンバー内に新たな反応ガスとしての
ＷＦ6を導入して前記下層配線膜上に表層の配線膜を積
層形成する処理を行うものである。
層形成工程と、浄化工程と、表層形成工程とを行ない、
気相成長法によって配線膜を成長させる配線の製造方法
であって、前記下層形成工程と、浄化工程と、表層形成
工程とは、同一のチャンバー内にて連続して行われるも
のであり、前記下層形成工程は、前記チャンバー内を真
空雰囲気中にし、主としてＷＦ6を反応ガスとして導入
し、凹部内にタングステンの核から下層の配線膜を成長
させる処理を行なうものであり、前記浄化工程は、前記
下層形成工程後に行われる処理であって、前記チャンバ
ー内に残留する反応ガスのＷＦ6から解離した弗素
（Ｆ）の分圧を低減する処理を行うものであり、前記表
層形成工程は、前記浄化工程にて残留弗素（Ｆ）の分圧
を低減した前記チャンバー内に新たな反応ガスとしての
ＷＦ6を導入して前記下層配線膜上に表層の配線膜を積
層形成する処理を行うものである。
【００３０】また、前記浄化工程は、前記反応ガスのＷ
Ｆ6から解離した弗素（Ｆ）の前記表層配線層への含有
率を低下させるものである。
Ｆ6から解離した弗素（Ｆ）の前記表層配線層への含有
率を低下させるものである。
【００３１】また、前記配線膜の表層に含有する弗素
（Ｆ）の濃度を、下層に含有する弗素（Ｆ）の濃度１／
７〜１／５の範囲に抑えるものである。
（Ｆ）の濃度を、下層に含有する弗素（Ｆ）の濃度１／
７〜１／５の範囲に抑えるものである。
【００３２】また、前記下層形成工程と表層形成工程と
における反応ガスの流量比は、約１：０．２５〜０．５
の範囲に設定するものである。
における反応ガスの流量比は、約１：０．２５〜０．５
の範囲に設定するものである。
【００３３】また、前記浄化工程は、前記チャンバー内
に置換ガスのみを導入して分圧低減処理を行なうもので
ある。
に置換ガスのみを導入して分圧低減処理を行なうもので
ある。
【００３４】また、前記置換ガスとして、不活性ガス或
いは還元性ガスを用いる。
いは還元性ガスを用いる。
【００３５】また、前記浄化工程での達成真空度は、
１．０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定するも
のである。
１．０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定するも
のである。
【００３６】また、前記浄化工程は、前記チャンバー内
を真空引きして分圧低減処理を行なうものである。
を真空引きして分圧低減処理を行なうものである。
【００３７】、また、前記浄化工程での達成真空度は、
１．０Ｅ−１〜１．０Ｅ−３（Torr）の範囲に設定する
ものである。
１．０Ｅ−１〜１．０Ｅ−３（Torr）の範囲に設定する
ものである。
【００３８】また、前記浄化工程は、前記チャンバー内
を真空引きするとともに、該チャンバー内に置換ガスを
導入して分圧低減処理を行なうものである。
を真空引きするとともに、該チャンバー内に置換ガスを
導入して分圧低減処理を行なうものである。
【００３９】また、前記浄化工程での達成真空度は、
１．０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定するも
のである。
１．０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定するも
のである。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。 （実施形態１）図１は、本発明の実施形態１に係る配線
を示す断面図、図２は、本発明の実施形態１に係る配線
を製造する気相成長装置を示す構成図、図３は、本発明
の実施形態１に係る配線の製造方法を工程順に示すフロ
ーである。
より説明する。 （実施形態１）図１は、本発明の実施形態１に係る配線
を示す断面図、図２は、本発明の実施形態１に係る配線
を製造する気相成長装置を示す構成図、図３は、本発明
の実施形態１に係る配線の製造方法を工程順に示すフロ
ーである。
【００４１】図において、本発明に係る配線は基本的構
成として、気相成長法で成膜される配線膜５からなる配
線であり、配線膜５は、表層６ａと下層６ｂとに含まれ
る不純物濃度が異なるものである。
成として、気相成長法で成膜される配線膜５からなる配
線であり、配線膜５は、表層６ａと下層６ｂとに含まれ
る不純物濃度が異なるものである。
【００４２】また、配線膜５の表層６ａでの不純物濃度
は、下層６ｂのものより小さい値に設定してあり、特に
配線膜５の表層６ａの不純物濃度は、下層６ｂの不純物
濃度の１／７〜１／５の範囲に設定することが望まし
い。
は、下層６ｂのものより小さい値に設定してあり、特に
配線膜５の表層６ａの不純物濃度は、下層６ｂの不純物
濃度の１／７〜１／５の範囲に設定することが望まし
い。
【００４３】また、配線膜５に含まれる不純物は、成膜
時に反応ガスから解離した不純物成分であり、反応ガス
から解離した不純物成分は、分析した結果、配線膜５の
ストレスの増加、反射率を低下させる特性をもつもので
ある。
時に反応ガスから解離した不純物成分であり、反応ガス
から解離した不純物成分は、分析した結果、配線膜５の
ストレスの増加、反射率を低下させる特性をもつもので
ある。
【００４４】また、配線膜５は、表層６ａと下層６ｂと
を２段階に渡って成膜したものであり、配線膜５の下層
は、凹部（ホール）４ａに埋め込んで成膜されたもので
あり、表層６ａは、下層６ｂ上に成膜されている。
を２段階に渡って成膜したものであり、配線膜５の下層
は、凹部（ホール）４ａに埋め込んで成膜されたもので
あり、表層６ａは、下層６ｂ上に成膜されている。
【００４５】次に、本発明に係る配線を、タングステン
から成膜された配線膜５を例にとって実施形態１として
説明する。
から成膜された配線膜５を例にとって実施形態１として
説明する。
【００４６】本発明の実施形態１に係る配線を用いる半
導体装置の構造は図１に示すように、半導体基板１上の
ロコス３によって隔離された素子形成領域に、ソース２
ａ，ゲート電極２ｂ及びドレイン２ｃを有するトランジ
スタが形成され、半導体基板全面に形成された層間絶縁
膜４にホール（凹部）４ａが形成されている。このホー
ル４ａは、コンタクトホールと呼ぶ場合もある。
導体装置の構造は図１に示すように、半導体基板１上の
ロコス３によって隔離された素子形成領域に、ソース２
ａ，ゲート電極２ｂ及びドレイン２ｃを有するトランジ
スタが形成され、半導体基板全面に形成された層間絶縁
膜４にホール（凹部）４ａが形成されている。このホー
ル４ａは、コンタクトホールと呼ぶ場合もある。
【００４７】層間絶縁膜４のホール４ａ内には、タング
ステンからなる下層の配線膜（埋込膜）６ｂが埋め込ま
れており、配線膜６ｂの一部は層間絶縁膜４の表層部分
にも形成される。さらに、下層の配線膜６ｂ上に、タン
グステンからなる上層の配線膜６ａが一体的に積層形成
される。
ステンからなる下層の配線膜（埋込膜）６ｂが埋め込ま
れており、配線膜６ｂの一部は層間絶縁膜４の表層部分
にも形成される。さらに、下層の配線膜６ｂ上に、タン
グステンからなる上層の配線膜６ａが一体的に積層形成
される。
【００４８】さらに上下層の配線膜６ａ，６ｂは、エッ
チング処理によって所望の形状にパターニングされる。
また、パターニングされた配線膜６ａ，６ｂは、上層の
層間絶縁膜７にて被覆され、層間絶縁膜７のホール７ａ
に埋め込まれたタングステンプラグ８により、層間絶縁
膜７を挟んで上下に位置する配線膜９と配線膜６ｂとが
電気的に接続される。また、層間絶縁膜４のホール４ａ
及び層間絶縁膜７のホール７ａの内壁には、ＴｉＮ／Ｔ
ｉ膜（黒塗り部分）６ｃ，８ａがタングステン成長前に
成膜される。
チング処理によって所望の形状にパターニングされる。
また、パターニングされた配線膜６ａ，６ｂは、上層の
層間絶縁膜７にて被覆され、層間絶縁膜７のホール７ａ
に埋め込まれたタングステンプラグ８により、層間絶縁
膜７を挟んで上下に位置する配線膜９と配線膜６ｂとが
電気的に接続される。また、層間絶縁膜４のホール４ａ
及び層間絶縁膜７のホール７ａの内壁には、ＴｉＮ／Ｔ
ｉ膜（黒塗り部分）６ｃ，８ａがタングステン成長前に
成膜される。
【００４９】ここで、一般的には、２層目以降の配線
膜、図３では配線膜９は、比抵抗の関係からタングステ
ンよりも比抵抗の小さい、例えばアルミニューム（Ａ
Ｌ），アルミニューム／銅（ＡＬ／Ｃｕ），アルミニュ
ーム／チタン（ＡＬ／ＴｉＮ）等の素材が用いられてい
る。
膜、図３では配線膜９は、比抵抗の関係からタングステ
ンよりも比抵抗の小さい、例えばアルミニューム（Ａ
Ｌ），アルミニューム／銅（ＡＬ／Ｃｕ），アルミニュ
ーム／チタン（ＡＬ／ＴｉＮ）等の素材が用いられてい
る。
【００５０】タングステンからなる配線膜５を気相成長
法（ＣＶＤ）を用いて成膜するには、層間絶縁膜４のホ
ール４ａ内にタングステンからなる下層の配線膜６ｂを
形成する工程と、上層の配線膜６ａを形成する工程と
は、同一の真空チャンバーにて連続して行なわれるた
め、主として反応ガスとして用いたＷＦ6から分離した
フッ素が配線膜５、特に上層の配線膜６ａ内に混入する
ことになる。
法（ＣＶＤ）を用いて成膜するには、層間絶縁膜４のホ
ール４ａ内にタングステンからなる下層の配線膜６ｂを
形成する工程と、上層の配線膜６ａを形成する工程と
は、同一の真空チャンバーにて連続して行なわれるた
め、主として反応ガスとして用いたＷＦ6から分離した
フッ素が配線膜５、特に上層の配線膜６ａ内に混入する
ことになる。
【００５１】上述したように、ＷＦ6から分離したフッ
素が配線膜内に混入した半導体基板について、ストレス
測定器にて半導体基板の反り量から膜ストレスを測定し
たところ、配線にストレスが加わっていた。また、反射
率を反射率測定器にて測定したところ、反射率が低下し
ており、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて表面を観察し
たところ、反射膜が低下した膜は、表面の凹凸が大きく
なっていた。
素が配線膜内に混入した半導体基板について、ストレス
測定器にて半導体基板の反り量から膜ストレスを測定し
たところ、配線にストレスが加わっていた。また、反射
率を反射率測定器にて測定したところ、反射率が低下し
ており、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて表面を観察し
たところ、反射膜が低下した膜は、表面の凹凸が大きく
なっていた。
【００５２】本発明者は、従来例に生じている現象につ
いて技術的な解析を行い、配線膜にストレスが加わっ
て半導体基板に反りが生じると、半導体基板上に形成さ
れる素子の基礎をなす膜の平坦度が失われ、完成した半
導体装置の特性に影響を及ぼすこと、配線膜の反射率
が低下する原因は、配線膜の表面に凹凸が形成された結
果であり、この凹凸が配線膜の膜厚に変動を来たし、次
工程で行われるエッチング処理により、配線膜の残りや
配線膜の細りを生じさせ、これが原因となって配線の電
気的な短絡事故を生じさせること等の実験結果を得てい
る。
いて技術的な解析を行い、配線膜にストレスが加わっ
て半導体基板に反りが生じると、半導体基板上に形成さ
れる素子の基礎をなす膜の平坦度が失われ、完成した半
導体装置の特性に影響を及ぼすこと、配線膜の反射率
が低下する原因は、配線膜の表面に凹凸が形成された結
果であり、この凹凸が配線膜の膜厚に変動を来たし、次
工程で行われるエッチング処理により、配線膜の残りや
配線膜の細りを生じさせ、これが原因となって配線の電
気的な短絡事故を生じさせること等の実験結果を得てい
る。
【００５３】そこで、本発明の実施形態１は、主として
反応ガスとして用いたＷＦ6から分離したフッ素が配線
膜６ａ内に混入する状態を回避することを目的とするも
のである。
反応ガスとして用いたＷＦ6から分離したフッ素が配線
膜６ａ内に混入する状態を回避することを目的とするも
のである。
【００５４】次に、本発明の実施形態１に係るタングス
テンからなる配線の製造装置について図２に基づいて説
明する。
テンからなる配線の製造装置について図２に基づいて説
明する。
【００５５】図２に示すように、本発明の実施形態１に
係るタングステンからなる配線の製造装置は、チャンバ
ー１０と、真空部１１と、ガス供給部１２と、分圧低減
部１３とを有している。
係るタングステンからなる配線の製造装置は、チャンバ
ー１０と、真空部１１と、ガス供給部１２と、分圧低減
部１３とを有している。
【００５６】チャンバー１０は、真空部１１によって内
部が真空引きされる容器であり、ガス供給部１２は、真
空引きされたチャンバー１０内に反応ガスを供給するよ
うになっている。チャンバー１０内に供給される反応ガ
スは、流量計１４により制御され、下層の配線膜６ｂを
形成する工程と、表層の配線層６ａを形成する工程とに
供給される反応ガスの流量比は、約１：０．２５〜０．
５の範囲に調整するようになっている。また、反応ガス
としては、主としてＷＦ6を用い、さらにＷＦ6を還元す
るためにＨ2，ＳｉＨ4のガスも導入している。また、そ
の他の不活性ガス（例えば、ＡＲ，Ｎ2等）の配管も、
全ての成膜ステップ終了後にチャンバ１０をパージする
ためにチャンバー１０に接続されている。また、Ｃ
2Ｆ6，Ｏ2をチャンバー１０に流してチャンバー１０内
に堆積したタングステン膜を除去するようにしている。
部が真空引きされる容器であり、ガス供給部１２は、真
空引きされたチャンバー１０内に反応ガスを供給するよ
うになっている。チャンバー１０内に供給される反応ガ
スは、流量計１４により制御され、下層の配線膜６ｂを
形成する工程と、表層の配線層６ａを形成する工程とに
供給される反応ガスの流量比は、約１：０．２５〜０．
５の範囲に調整するようになっている。また、反応ガス
としては、主としてＷＦ6を用い、さらにＷＦ6を還元す
るためにＨ2，ＳｉＨ4のガスも導入している。また、そ
の他の不活性ガス（例えば、ＡＲ，Ｎ2等）の配管も、
全ての成膜ステップ終了後にチャンバ１０をパージする
ためにチャンバー１０に接続されている。また、Ｃ
2Ｆ6，Ｏ2をチャンバー１０に流してチャンバー１０内
に堆積したタングステン膜を除去するようにしている。
【００５７】さらに、分圧低減部１３は、チャンバー１
０内に残留する不純物成分の分圧を低減し、反応ガスか
ら解離した不純物成分の表層配線層６ａへの含有率を低
下させるようになっている。具体的には、分圧低減部１
３は、不活性ガス（例えば、ＡＲ，Ｎ2等）の配管から
なり、その流量は流量計１４により制御され、工程途中
でチャンバー１０内をパージするとともに、全ての成膜
ステップ終了後にチャンバー１０をパージするためにチ
ャンバー１０に接続されている。
０内に残留する不純物成分の分圧を低減し、反応ガスか
ら解離した不純物成分の表層配線層６ａへの含有率を低
下させるようになっている。具体的には、分圧低減部１
３は、不活性ガス（例えば、ＡＲ，Ｎ2等）の配管から
なり、その流量は流量計１４により制御され、工程途中
でチャンバー１０内をパージするとともに、全ての成膜
ステップ終了後にチャンバー１０をパージするためにチ
ャンバー１０に接続されている。
【００５８】次に、図２に示す装置を用い、本発明の実
施形態１において、タングステンからなる配線膜５を気
相成長法によって成膜する工程を具体的に説明する。
施形態１において、タングステンからなる配線膜５を気
相成長法によって成膜する工程を具体的に説明する。
【００５９】図４（ａ）は、本発明の実施形態１におい
てタングステン膜を成膜する前段階の状態を示すもので
あり、半導体基板１上のロコス３によって隔離された素
子形成領域には、ソース２ａ，ゲート電極２ｂ及びドレ
イン２ｃを有するトランジスタが形成され、半導体基板
全面に形成された層間絶縁膜４にホール４ａが形成され
ている。このホール４ａは、ソース２ａ，ゲート電極２
ｂに向けて開口されている。また、層間絶縁膜４のホー
ル４ａの内壁には、ＴｉＮ／Ｔｉ膜（黒塗り部分）６ｃ
がタングステン成長前に成膜される。
てタングステン膜を成膜する前段階の状態を示すもので
あり、半導体基板１上のロコス３によって隔離された素
子形成領域には、ソース２ａ，ゲート電極２ｂ及びドレ
イン２ｃを有するトランジスタが形成され、半導体基板
全面に形成された層間絶縁膜４にホール４ａが形成され
ている。このホール４ａは、ソース２ａ，ゲート電極２
ｂに向けて開口されている。また、層間絶縁膜４のホー
ル４ａの内壁には、ＴｉＮ／Ｔｉ膜（黒塗り部分）６ｃ
がタングステン成長前に成膜される。
【００６０】図４（ｂ）のステップ以降が本発明の実施
形態１に係るタングステン膜の成膜方法を示すものであ
る。すなわち、図２に示すチャンバー１０内を真空部１
１で真空状態に保ち、ガス供給部１２によってチャンバ
ー１０内に主としてＷＦ6を反応ガスとして供給し、こ
れらの反応ガス（主としてＷＦ6）を半導体基板に接触
させ、ホール４ａの内壁及びＴｉＮ／Ｔｉ６ｃの表面に
タングステンの核Ｗ1を形成する（図３の核形成工
程）。
形態１に係るタングステン膜の成膜方法を示すものであ
る。すなわち、図２に示すチャンバー１０内を真空部１
１で真空状態に保ち、ガス供給部１２によってチャンバ
ー１０内に主としてＷＦ6を反応ガスとして供給し、こ
れらの反応ガス（主としてＷＦ6）を半導体基板に接触
させ、ホール４ａの内壁及びＴｉＮ／Ｔｉ６ｃの表面に
タングステンの核Ｗ1を形成する（図３の核形成工
程）。
【００６１】次に図４（ｃ）に示すように、タングステ
ンの核Ｗ1を成長させることにより、ホール４ａ内をタ
ングステンの配線膜（埋込膜）６ｂを埋め込む（図３の
下層形成工程）。
ンの核Ｗ1を成長させることにより、ホール４ａ内をタ
ングステンの配線膜（埋込膜）６ｂを埋め込む（図３の
下層形成工程）。
【００６２】図４（ｃ）に示すように、下層形成工程が
行なわれると、ＷＦ6からフッ素が解離し、チャンバー
１０内に残留するため、この状態で下層の配線膜６ｂ上
に上層の配線膜（タングステン）６ａを積層形成する
と、ＷＦ6から分離したフッ素が配線膜６ａ内に混入す
ることとなる。
行なわれると、ＷＦ6からフッ素が解離し、チャンバー
１０内に残留するため、この状態で下層の配線膜６ｂ上
に上層の配線膜（タングステン）６ａを積層形成する
と、ＷＦ6から分離したフッ素が配線膜６ａ内に混入す
ることとなる。
【００６３】そこで、本発明の実施形態１では、図４
（ｃ）に示す下層形成工程後であって、図４（ｄ）に示
す上層形成工程を実行する前段階に、浄化工程を行なう
（図３の浄化工程）。図３に示す浄化工程では、チャン
バー１０内を真空部１１で真空状態に保ち、かつ分圧低
減部１３によって置換ガスをチャンバー１０内に導入
し、チャンバー１０内に残留するＷＦ6から分離したフ
ッ素を置換ガスにより置換し、チャンバー１０内のフッ
素成分の分圧を低減するとともに排気し、チャンバー１
０内の雰囲気を浄化し、ＷＦ6から解離したフッ素成分
の含有率を低下させる。浄化工程での達成真空度は、
１．０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定する。
（ｃ）に示す下層形成工程後であって、図４（ｄ）に示
す上層形成工程を実行する前段階に、浄化工程を行なう
（図３の浄化工程）。図３に示す浄化工程では、チャン
バー１０内を真空部１１で真空状態に保ち、かつ分圧低
減部１３によって置換ガスをチャンバー１０内に導入
し、チャンバー１０内に残留するＷＦ6から分離したフ
ッ素を置換ガスにより置換し、チャンバー１０内のフッ
素成分の分圧を低減するとともに排気し、チャンバー１
０内の雰囲気を浄化し、ＷＦ6から解離したフッ素成分
の含有率を低下させる。浄化工程での達成真空度は、
１．０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定する。
【００６４】置換ガスとして、例えばＮ2，Ａｒ，Ｈｅ
等の不活性ガス、或いは例えばＨ2等の還元性ガスを用
いる。
等の不活性ガス、或いは例えばＨ2等の還元性ガスを用
いる。
【００６５】また、置換ガスは、数百〜数千ＳＣＣＭの
流量でチャンバー１０内に供給することが望ましい。
流量でチャンバー１０内に供給することが望ましい。
【００６６】次に図４（ｄ）に示すように、浄化工程に
て不純物の分圧を低減したチャンバー１０内の清浄な雰
囲気中に、新たな反応ガス（ＷＦ6）を導入し、下層の
配線層６ｂに上層の配線膜６ａを形成する（図３の上層
形成工程）。下層の配線層６ｂと上層の配線膜６ａと
は、同質の素材、実施形態１ではタングステンで成膜さ
れているため、一体的に積層形成される。
て不純物の分圧を低減したチャンバー１０内の清浄な雰
囲気中に、新たな反応ガス（ＷＦ6）を導入し、下層の
配線層６ｂに上層の配線膜６ａを形成する（図３の上層
形成工程）。下層の配線層６ｂと上層の配線膜６ａと
は、同質の素材、実施形態１ではタングステンで成膜さ
れているため、一体的に積層形成される。
【００６７】また、下層形成工程と表層形成工程とにお
ける反応ガスの流量比は、約１：０．２５〜０．５の範
囲に設定することが望ましい。
ける反応ガスの流量比は、約１：０．２５〜０．５の範
囲に設定することが望ましい。
【００６８】なお、上下層の配線膜６ａと６ｂとは、次
工程にてエッチング処理され、所望の形状にパターニン
グされる（図１参照）。
工程にてエッチング処理され、所望の形状にパターニン
グされる（図１参照）。
【００６９】以上のように本発明の実施形態１によれ
ば、置換ガスによる不純物の分圧を低減し、かつ、チャ
ンバー１０内を真空引きして排気するため、チャンバー
１０内に残留するフッ素が有効に除去されることとな
る。
ば、置換ガスによる不純物の分圧を低減し、かつ、チャ
ンバー１０内を真空引きして排気するため、チャンバー
１０内に残留するフッ素が有効に除去されることとな
る。
【００７０】本発明の実施形態１において、チャンバー
１０内での真空引き及び置換ガスによる置換を併用する
浄化工程では、チャンバー１０内に残留するＷＦ6から
分離したフッ素を置換ガスにより置換し、次にチャンバ
ー１０内を真空引きしてチャンバー１０内でのフッ素成
分の分圧を低減するステップ、或いはチャンバー１０内
を真空引きし、次にチャンバー１０内に残留するＷＦ6
から分離したフッ素を置換ガスにより置換し、チャンバ
ー１０内でのフッ素成分の分圧を低減するステップ、或
いはチャンバー１０内を真空引きしつつ、ＷＦ6から分
離したフッ素の置換ガスを供給し、チャンバー１０内で
のフッ素成分の分圧を低減するステップのいずれを採用
してもよい。
１０内での真空引き及び置換ガスによる置換を併用する
浄化工程では、チャンバー１０内に残留するＷＦ6から
分離したフッ素を置換ガスにより置換し、次にチャンバ
ー１０内を真空引きしてチャンバー１０内でのフッ素成
分の分圧を低減するステップ、或いはチャンバー１０内
を真空引きし、次にチャンバー１０内に残留するＷＦ6
から分離したフッ素を置換ガスにより置換し、チャンバ
ー１０内でのフッ素成分の分圧を低減するステップ、或
いはチャンバー１０内を真空引きしつつ、ＷＦ6から分
離したフッ素の置換ガスを供給し、チャンバー１０内で
のフッ素成分の分圧を低減するステップのいずれを採用
してもよい。
【００７１】以上のように、本発明の実施形態１によれ
ば、チャンバー１０内を真空引きし、かつチャンバー１
０内に残留するＷＦ6から分離したフッ素を置換ガスに
より置換し、チャンバー１０内でのフッ素の分圧を低減
し、その浄化されたチャンバー内で次のタングステンか
らなる上層の配線膜６ａの成膜を行なうものであるた
め、ＷＦ6から分離したフッ素が上層の配線膜６ａ内に
混入することが回避され、配線膜５の表層配線膜６ａに
含まれる不純物（ＷＦ6から分離したフッ素）の濃度
は、下層配線膜６ｂのものより小さい値に、特に配線膜
５の表層配線膜６ａの不純物濃度は、下層配線膜６ｂの
不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に抑制される。
ば、チャンバー１０内を真空引きし、かつチャンバー１
０内に残留するＷＦ6から分離したフッ素を置換ガスに
より置換し、チャンバー１０内でのフッ素の分圧を低減
し、その浄化されたチャンバー内で次のタングステンか
らなる上層の配線膜６ａの成膜を行なうものであるた
め、ＷＦ6から分離したフッ素が上層の配線膜６ａ内に
混入することが回避され、配線膜５の表層配線膜６ａに
含まれる不純物（ＷＦ6から分離したフッ素）の濃度
は、下層配線膜６ｂのものより小さい値に、特に配線膜
５の表層配線膜６ａの不純物濃度は、下層配線膜６ｂの
不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に抑制される。
【００７２】本発明の実施形態１と従来例とにおけるス
トレスと反射率の比較例を表１に示す。ストレスは、下
層の配線膜６ｂが３５００Å、上層の配線膜６ａが２０
００Åであり、配線層５全体の膜厚が５５００Åのとき
の値を示している。また、反射率は、波長４８０ｎｍの
光線を用い、鏡面仕上げした単結晶シリコン（Ｓｉ）の
反射率を１００％としたときのものである。
トレスと反射率の比較例を表１に示す。ストレスは、下
層の配線膜６ｂが３５００Å、上層の配線膜６ａが２０
００Åであり、配線層５全体の膜厚が５５００Åのとき
の値を示している。また、反射率は、波長４８０ｎｍの
光線を用い、鏡面仕上げした単結晶シリコン（Ｓｉ）の
反射率を１００％としたときのものである。
【００７３】
【表１】
【００７４】以上のように本発明の実施形態１によれ
ば、チャンバー１０内に残留するＷＦ6から分離したフ
ッ素の分圧を低減し、その分圧低減処理した雰囲気中
に、新たに反応ガスを導入して配線膜の成膜を行なうも
のであるため、ＷＦ6から分離したフッ素が配線膜内に
混入することが回避され、配線膜にストレスが加わるこ
とを防止することができるとともに、配線膜の反射率の
低下を防止することができる。
ば、チャンバー１０内に残留するＷＦ6から分離したフ
ッ素の分圧を低減し、その分圧低減処理した雰囲気中
に、新たに反応ガスを導入して配線膜の成膜を行なうも
のであるため、ＷＦ6から分離したフッ素が配線膜内に
混入することが回避され、配線膜にストレスが加わるこ
とを防止することができるとともに、配線膜の反射率の
低下を防止することができる。
【００７５】また、本発明の実施形態１によれば、浄化
工程の際にチャンバー１０内を所定の真空度に真空引き
しているため、反応ガスから解離した不純物成分の分圧
低減効率を向上することができる。
工程の際にチャンバー１０内を所定の真空度に真空引き
しているため、反応ガスから解離した不純物成分の分圧
低減効率を向上することができる。
【００７６】（実施形態２）
【００７７】本発明の実施形態１における浄化工程は、
チャンバー１０内での真空引き及び置換ガスによる置換
を併用させてチャンバー内での不純物の分圧を低減する
処理を行なうようにしたが、これに限定されるものでは
ない。
チャンバー１０内での真空引き及び置換ガスによる置換
を併用させてチャンバー内での不純物の分圧を低減する
処理を行なうようにしたが、これに限定されるものでは
ない。
【００７８】すなわち、浄化工程は、チャンバー１０内
に置換ガスのみを導入し、チャンバー１０内に残留する
不純物成分の分圧を低減する処理を行なうようにしても
よい。この浄化工程では、達成真空度は、１．０Ｅ２〜
１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定することが望まし
い。この浄化工程によれば、チャンバー内の圧力変化が
少ないため、パーテイクルの付着が少なくすることがで
きるという利点がある。
に置換ガスのみを導入し、チャンバー１０内に残留する
不純物成分の分圧を低減する処理を行なうようにしても
よい。この浄化工程では、達成真空度は、１．０Ｅ２〜
１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定することが望まし
い。この浄化工程によれば、チャンバー内の圧力変化が
少ないため、パーテイクルの付着が少なくすることがで
きるという利点がある。
【００７９】また浄化工程は、チャンバー１０内を真空
引きし、チャンバー１０内に残留する不純物成分を排気
し、チャンバー１０内での不純物の分圧を低減する処理
を行うようにしてもよいものである。この浄化工程で
は、達成真空度は、１．０Ｅ−１〜１．０Ｅ−３（Tor
r）の範囲に設定することが望ましい。この浄化工程に
よれば、反応ガスから解離した不純物成分の分圧低減効
率が高くなり、処理時間を短縮することができるという
利点がある。
引きし、チャンバー１０内に残留する不純物成分を排気
し、チャンバー１０内での不純物の分圧を低減する処理
を行うようにしてもよいものである。この浄化工程で
は、達成真空度は、１．０Ｅ−１〜１．０Ｅ−３（Tor
r）の範囲に設定することが望ましい。この浄化工程に
よれば、反応ガスから解離した不純物成分の分圧低減効
率が高くなり、処理時間を短縮することができるという
利点がある。
【００８０】また、実施形態では、配線膜をタングステ
ンから成膜した場合を説明したが、これに限定されるも
のではなく、配線膜を成膜する素材は、導電性の素材で
あれば、いずれのものでもよい。この場合、前記導電性
素材で配線膜を成膜する際に、チャンバー内には、反応
ガスから解離した不純物成分が残留して上層の配線膜
に、混入することになるが、本発明を適用することによ
り、配線膜のストレスの増加、反射率の低下を防止する
ことができるものである。
ンから成膜した場合を説明したが、これに限定されるも
のではなく、配線膜を成膜する素材は、導電性の素材で
あれば、いずれのものでもよい。この場合、前記導電性
素材で配線膜を成膜する際に、チャンバー内には、反応
ガスから解離した不純物成分が残留して上層の配線膜
に、混入することになるが、本発明を適用することによ
り、配線膜のストレスの増加、反射率の低下を防止する
ことができるものである。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、気
相成長法で成膜される配線膜の表層（上層）の不純物濃
度を低減して配線膜を成膜したため、配線膜のストレス
の増加、反射率の低下を防止することができる。
相成長法で成膜される配線膜の表層（上層）の不純物濃
度を低減して配線膜を成膜したため、配線膜のストレス
の増加、反射率の低下を防止することができる。
【００８２】さらに、チャンバー内を真空雰囲気中に
し、かつ反応ガスを導入して凹部内に下層の配線膜を成
長させる処理を行なう下層形成工程と、下層配線層上に
表層の配線層を積層形成する処理を行う表層形成工程と
の間で浄化工程を行なうこととなり、処理が一連のもの
として連続的に行なうことができ、処理効率を低下させ
ることなく、迅速に行なうことができる。
し、かつ反応ガスを導入して凹部内に下層の配線膜を成
長させる処理を行なう下層形成工程と、下層配線層上に
表層の配線層を積層形成する処理を行う表層形成工程と
の間で浄化工程を行なうこととなり、処理が一連のもの
として連続的に行なうことができ、処理効率を低下させ
ることなく、迅速に行なうことができる。
【図１】本発明の実施形態１に係る配線を用いた半導体
装置を示す断面図である。
装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るタングステン膜の成
膜方法を実施するための装置を示す構成図である。
膜方法を実施するための装置を示す構成図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る配線の製造方法を工
程順に示すフロー図である。
程順に示すフロー図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る配線の製造方法を工
程順に示す断面図である。
程順に示す断面図である。
１ 半導体基板 ４ 層間絶縁膜 ４ａ ホール ５ 配線膜 ６ａ 上層の配線膜 ６ｂ 下層の配線膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年２月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 配線の製造方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】本発明は、気相成長法（ＣＶＤ）により成
膜成長させる配線の製造方法に関するものである。
膜成長させる配線の製造方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】本発明の目的は、反応ガスから解離した不
純物成分が配線膜内に混入する状態を回避し、結果とし
て半導体装置の性能を向上させる配線の製造方法に関す
るものである。
純物成分が配線膜内に混入する状態を回避し、結果とし
て半導体装置の性能を向上させる配線の製造方法に関す
るものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る配線の製造方法は、気相成長法によっ
てチャンバー内で配線膜を成長させる配線の製造方法で
あって、前記チャンバー内を真空雰囲気中にし、かつ反
応ガスを導入して凹部内に下層の配線膜を成長させ、成
膜時に反応ガスから解離した成分から構成される不純物
の濃度が高い膜を形成する下層形成工程と、前記チャン
バー内に残留する反応ガスから解離した不純物成分の分
圧を低減する処理を行う浄化工程と、前記浄化工程にて
残留不純物の分圧を低減した前記チャンバー内に新たな
反応ガスを導入して、上層の配線膜を成長させ、前記不
純物の濃度が低い膜を形成する表層形成工程とを含み、
前記下層形成工程と前記浄化工程と前記表層形成工程と
を同一のチャンバー内にて連続して行うものである。
め、本発明に係る配線の製造方法は、気相成長法によっ
てチャンバー内で配線膜を成長させる配線の製造方法で
あって、前記チャンバー内を真空雰囲気中にし、かつ反
応ガスを導入して凹部内に下層の配線膜を成長させ、成
膜時に反応ガスから解離した成分から構成される不純物
の濃度が高い膜を形成する下層形成工程と、前記チャン
バー内に残留する反応ガスから解離した不純物成分の分
圧を低減する処理を行う浄化工程と、前記浄化工程にて
残留不純物の分圧を低減した前記チャンバー内に新たな
反応ガスを導入して、上層の配線膜を成長させ、前記不
純物の濃度が低い膜を形成する表層形成工程とを含み、
前記下層形成工程と前記浄化工程と前記表層形成工程と
を同一のチャンバー内にて連続して行うものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】また前記浄化工程は、前記反応ガスから解
離した不純物成分の前記表層配線層への含有率を低下さ
せるものである。
離した不純物成分の前記表層配線層への含有率を低下さ
せるものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】また前記下層の配線膜と表層の配線膜と
は、同質の素材から成膜するものである。
は、同質の素材から成膜するものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】また前記配線膜の表層に含有する不純物濃
度を、下層の不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に抑え
るものである。
度を、下層の不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に抑え
るものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】また前記反応ガスがＷＦ6 であり、下層の
配線膜および上層の配線膜がタングステンであり、前記
不純物が弗素（Ｆ）である。
配線膜および上層の配線膜がタングステンであり、前記
不純物が弗素（Ｆ）である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】また前記下層形成工程と表層形成工程とに
おける反応ガスの流量比は、１：０．２５〜０．５の範
囲に設定するものである。
おける反応ガスの流量比は、１：０．２５〜０．５の範
囲に設定するものである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】また前記浄化工程は、前記チャンバー内に
置換ガスのみを導入して分圧低減処理を行なうものであ
る。
置換ガスのみを導入して分圧低減処理を行なうものであ
る。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】また前記置換ガスとして、不活性ガス或い
は還元性ガスを用いるものである。
は還元性ガスを用いるものである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】また前記浄化工程での達成真空度は、１．
０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定するもので
ある。
０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定するもので
ある。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】また前記浄化工程は、前記チャンバー内を
真空引きして分圧低減処理を行なうものである。
真空引きして分圧低減処理を行なうものである。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】また前記浄化工程での達成真空度は、１．
０Ｅ−１〜１．０Ｅ−３（Torr）の範囲に設定するもの
である。
０Ｅ−１〜１．０Ｅ−３（Torr）の範囲に設定するもの
である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】また前記浄化工程は、前記チャンバー内を
真空引きするとともに、前記チャンバー内に置換ガスを
導入して分圧低減処理を行なうものである。
真空引きするとともに、前記チャンバー内に置換ガスを
導入して分圧低減処理を行なうものである。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】また前記浄化工程での達成真空度は、１．
０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定するもので
ある。
０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定するもので
ある。
Claims (25)
- 【請求項１】 気相成長法で成膜される配線膜からなる
配線であって、 前記配線膜は、表層と下層とに含まれる不純物濃度が異
なるものであることを特徴とする配線。 - 【請求項２】 前記配線膜の表層での不純物濃度は、下
層のものより小さい値であることを特徴とする配線。 - 【請求項３】 前記配線膜の表層の不純物濃度は、下層
の不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に設定されたもの
であることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線。 - 【請求項４】 前記配線膜に含まれる不純物は、成膜時
に反応ガスから解離した不純物成分であること特徴とす
る請求項１、２又は３に記載の配線。 - 【請求項５】 前記反応ガスから解離した不純物成分
は、前記配線膜のストレスの増加、反射率を低下させる
特性をもつものであることを特徴とする請求項１、２、
３又は４に記載の配線。 - 【請求項６】 前記配線膜は、表層と下層とを２段階に
渡って成膜したものであることを特徴とする請求項１、
２、３、４又は５に記載の配線。 - 【請求項７】 前記配線膜の下層は、凹部に埋め込んで
成膜されたものであり、表層は、前記下層上に成膜され
たものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、
５又は６に記載の配線。 - 【請求項８】 前記配線膜は、主としてＷＦ6を反応ガ
スとして用い、タングステンで成膜されたものであるこ
とを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７に
記載の配線。 - 【請求項９】 前記タングステンで成膜された配線膜
は、前記ＷＦ6から解離した不純物成分の弗素（Ｆ）を
不純物として含有するものあることを特徴とする請求項
８に記載の配線。 - 【請求項１０】 前記配線膜の表層に含有する弗素
（Ｆ）の濃度は、下層の弗素（Ｆ）濃度の１／７〜１／
５の範囲に設定されたものであることを特徴とする請求
項８又は９に記載の配線。 - 【請求項１１】 下層形成工程と、浄化工程と、表層形
成工程とを行ない、気相成長法によって配線膜を成長さ
せる配線の製造方法であって前記下層形成工程と、浄化
工程と、表層形成工程とは、同一のチャンバー内にて連
続して行われるものであり、 前記下層形成工程は、前記チャンバー内を真空雰囲気中
にし、かつ反応ガスを導入して凹部内に下層の配線膜を
成長させる処理を行なうものであり、 前記浄化工程は、前記下層形成工程後に行われる処理で
あって、前記チャンバー内に残留する反応ガスから解離
した不純物成分の分圧を低減する処理を行うものであ
り、 前記表層形成工程は、前記浄化工程にて残留不純物の分
圧を低減した前記チャンバー内に新たな反応ガスを導入
して前記下層配線層上に表層の配線層を積層形成する処
理を行うものであることを特徴とする配線の製造方法。 - 【請求項１２】 前記浄化工程は、前記反応ガスから解
離した不純物成分の前記表層配線層への含有率を低下さ
せるものであることを特徴とする請求項１１に記載の配
線の製造方法。 - 【請求項１３】 前記下層の配線膜と表層の配線膜と
は、同質の素材から成膜することを特徴とする請求項１
１又は１２に記載の配線の製造方法。 - 【請求項１４】 前記配線膜の表層に含有する不純物濃
度を、下層の不純物濃度の１／７〜１／５の範囲に抑え
ることを特徴とする請求項１２に記載の配線の製造方
法。 - 【請求項１５】 下層形成工程と、浄化工程と、表層形
成工程とを行ない、気相成長法によって配線膜を成長さ
せる配線の製造方法であって前記下層形成工程と、浄化
工程と、表層形成工程とは、同一のチャンバー内にて連
続して行われるものであり、 前記下層形成工程は、前記チャンバー内を真空雰囲気中
にし、主としてＷＦ6を反応ガスとして導入し、凹部内
にタングステンの核から下層の配線膜を成長させる処理
を行なうものであり、 前記浄化工程は、前記下層形成工程後に行われる処理で
あって、前記チャンバー内に残留する反応ガスのＷＦ6
から解離した弗素（Ｆ）の分圧を低減する処理を行うも
のであり、 前記表層形成工程は、前記浄化工程にて残留弗素（Ｆ）
の分圧を低減した前記チャンバー内に新たな反応ガスと
してのＷＦ6を導入して前記下層配線膜上に表層の配線
膜を積層形成する処理を行うものであることを特徴とす
る配線の製造方法。 - 【請求項１６】 前記浄化工程は、前記反応ガスのＷＦ
6から解離した弗素（Ｆ）の前記表層配線層への含有率
を低下させるものであることを特徴とする請求項１５に
記載の配線の製造方法。 - 【請求項１７】 前記配線膜の表層に含有する弗素
（Ｆ）の濃度を、下層に含有する弗素（Ｆ）の濃度１／
７〜１／５の範囲に抑えることを特徴とする請求項１６
に記載の配線の製造方法。 - 【請求項１８】 前記下層形成工程と表層形成工程とに
おける反応ガスの流量比は、約１：０．２５〜０．５の
範囲に設定することを特徴とする請求項１１又は１５に
記載の配線の製造方法。 - 【請求項１９】 前記浄化工程は、前記チャンバー内に
置換ガスのみを導入して分圧低減処理を行なうものであ
ることを特徴とする請求項１１、１２、１５又は１６に
記載の配線の製造方法。 - 【請求項２０】 前記置換ガスとして、不活性ガス或い
は還元性ガスを用いることを特徴とする請求項１９に記
載の配線の製造方法。 - 【請求項２１】 前記浄化工程での達成真空度は、１．
０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定することを
特徴とする請求項１９又は２０に記載の配線の製造方
法。 - 【請求項２２】 前記浄化工程は、前記チャンバー内を
真空引きして分圧低減処理を行なうものであることを特
徴とする請求項１１、１２、１５又は１６に記載の配線
の製造方法。 - 【請求項２３】 前記浄化工程での達成真空度は、１．
０Ｅ−１〜１．０Ｅ−３（Torr）の範囲に設定するもの
であることを特徴とする請求項２２に記載の配線の製造
方法。 - 【請求項２４】 前記浄化工程は、前記チャンバー内を
真空引きするとともに、該チャンバー内に置換ガスを導
入して分圧低減処理を行なうものであることを特徴とす
る請求項１１、１２、１５又は１６に記載の配線の製造
方法。 - 【請求項２５】 前記浄化工程での達成真空度は、１．
０Ｅ２〜１．０Ｅ−２（Torr）の範囲に設定することを
特徴とする請求項２４に記載の配線の製造方法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP10065781A JP2937998B1 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 配線の製造方法 |
| KR1019990008702A KR100311579B1 (ko) | 1998-03-16 | 1999-03-15 | 배선 시스템 및 그 제조 방법 |
| CN99103357A CN1236975A (zh) | 1998-03-16 | 1999-03-16 | 互联系统及其生产方法 |
| US09/943,045 US6498095B2 (en) | 1998-03-16 | 2001-08-30 | Cvd method for producing an interconnection film by depositing a lower layer to fill a recess performing a cleaning step to remove dissociated reactant gas, and consequently depositing an upper layer that has a smaller impurity concentration than the lower layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10065781A JP2937998B1 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 配線の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2937998B1 JP2937998B1 (ja) | 1999-08-23 |
| JPH11265889A true JPH11265889A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13296934
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10065781A Expired - Fee Related JP2937998B1 (ja) | 1998-03-16 | 1998-03-16 | 配線の製造方法 |
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|---|---|
| US (1) | US6498095B2 (ja) |
| JP (1) | JP2937998B1 (ja) |
| KR (1) | KR100311579B1 (ja) |
| CN (1) | CN1236975A (ja) |
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| KR20030090930A (ko) * | 2002-05-23 | 2003-12-01 | 한국인터넷빌링주식회사 | 인터넷을 통한 자치단체의 보안,가로등관리를 위한에이에스피 시스템 |
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| US9252050B2 (en) | 2012-09-11 | 2016-02-02 | International Business Machines Corporation | Method to improve semiconductor surfaces and polishing |
| US20180331045A1 (en) * | 2017-05-09 | 2018-11-15 | Semiconductor Components Industries, Llc | Variable resistance vias and related methods |
| CN110137153B (zh) * | 2018-02-09 | 2021-03-30 | 联华电子股份有限公司 | 半导体装置及其形成方法 |
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| JPH06104203A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-15 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH07111253A (ja) | 1993-08-20 | 1995-04-25 | Hitachi Ltd | シリサイド形成方法および半導体装置の製造方法 |
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