JPH04307933A - タングステンプラグの形成方法 - Google Patents
タングステンプラグの形成方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は微細なコンタクトホール
を埋め込むためのタングステンプラグの形成方法に関す
る。
を埋め込むためのタングステンプラグの形成方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】超LSI等では、その回路パターンの微
細化が進められており、回路パターンの微細化や高集積
化に伴って、層間絶縁膜に形成されるコンタクトホール
もますます小さな径になってきている。アスペクト比の
高いコンタクトホールを用いて配線の接続を行う際、ア
ルミニューム系配線層を単にバイアススパッタ等で形成
した場合では、ステップカバレージが悪くなり、いわゆ
るボイド等が発生し、配線の信頼性が低下する。そこで
、コンタクトホール内を金属配線で埋め込むプラグの形
成が盛んに行われている。
細化が進められており、回路パターンの微細化や高集積
化に伴って、層間絶縁膜に形成されるコンタクトホール
もますます小さな径になってきている。アスペクト比の
高いコンタクトホールを用いて配線の接続を行う際、ア
ルミニューム系配線層を単にバイアススパッタ等で形成
した場合では、ステップカバレージが悪くなり、いわゆ
るボイド等が発生し、配線の信頼性が低下する。そこで
、コンタクトホール内を金属配線で埋め込むプラグの形
成が盛んに行われている。
【0003】ところで、プラグをポリシリコンにより形
成した場合では、十分に抵抗を下げることができない。 そこで、タングステン等の高融点金属による低抵抗のプ
ラグ形成が注目されている。
成した場合では、十分に抵抗を下げることができない。 そこで、タングステン等の高融点金属による低抵抗のプ
ラグ形成が注目されている。
【0004】タングステンプラグの形成方法には、大別
してブランケットタングステンCVD法と、選択タング
ステンCVD法の2通りの方法がある。ブランケットタ
ングステンCVD法は、コンタクトホール内を含み層間
絶縁膜上にも均一にタングステン層を形成する方法であ
り、選択タングステンCVD法はコンタクトホール内に
選択的にタングステン層を成長させる方法である。
してブランケットタングステンCVD法と、選択タング
ステンCVD法の2通りの方法がある。ブランケットタ
ングステンCVD法は、コンタクトホール内を含み層間
絶縁膜上にも均一にタングステン層を形成する方法であ
り、選択タングステンCVD法はコンタクトホール内に
選択的にタングステン層を成長させる方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらのタ
ングステンプラグの形成方法では、次のような問題が発
生する。まず、選択タングステンCVD法は、選択性の
破れ等の問題が発生し易く、さらに異なる深さのコンタ
クトホールを同時に埋め込むことが容易ではない。また
、選択タングステンCVD法では、表面モフォロジーが
良くないため、表面に凹凸が発生し、配線の信頼性が低
くなる。次に、ブランケットタングステンCVD法でも
、柱状結晶が大粒径に成長することから、選択タングス
テンCVD法と同様に、表面モフォロジーが悪く、エッ
チバック時に残渣が生ずる。この残渣によっては、抵抗
が高くなり、配線の信頼性が低下することになる。
ングステンプラグの形成方法では、次のような問題が発
生する。まず、選択タングステンCVD法は、選択性の
破れ等の問題が発生し易く、さらに異なる深さのコンタ
クトホールを同時に埋め込むことが容易ではない。また
、選択タングステンCVD法では、表面モフォロジーが
良くないため、表面に凹凸が発生し、配線の信頼性が低
くなる。次に、ブランケットタングステンCVD法でも
、柱状結晶が大粒径に成長することから、選択タングス
テンCVD法と同様に、表面モフォロジーが悪く、エッ
チバック時に残渣が生ずる。この残渣によっては、抵抗
が高くなり、配線の信頼性が低下することになる。
【0006】そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑
み、表面モフォロジーによる配線の信頼性低下の問題を
解決するようなタングステンプラグの形成方法の提供を
目的とする。
み、表面モフォロジーによる配線の信頼性低下の問題を
解決するようなタングステンプラグの形成方法の提供を
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明のタングステンプラグの形成方法は、層間絶
縁膜の開口部にタングステンプラグを形成する方法であ
って、上記開口部内に選択タングステン法によりタング
ステン層を薄く形成した後、そのタングステン層の表面
が平滑化処理される。この平滑化処理は、例えばSF6
/O2 、CF4 /O2 NF3 /O2 などの
混合ガスが使用される。この処理時では、処理すべき基
板はウェハーごと冷却することが好ましい。続いて、平
滑化処理されたタングステン層上には、更に金属配線層
やブランケットタングステン法によるタングステン層が
積層され、ブランケットタングステン法によるタングス
テン層はプラグ形状とするためにエッチバックされる。
め、本発明のタングステンプラグの形成方法は、層間絶
縁膜の開口部にタングステンプラグを形成する方法であ
って、上記開口部内に選択タングステン法によりタング
ステン層を薄く形成した後、そのタングステン層の表面
が平滑化処理される。この平滑化処理は、例えばSF6
/O2 、CF4 /O2 NF3 /O2 などの
混合ガスが使用される。この処理時では、処理すべき基
板はウェハーごと冷却することが好ましい。続いて、平
滑化処理されたタングステン層上には、更に金属配線層
やブランケットタングステン法によるタングステン層が
積層され、ブランケットタングステン法によるタングス
テン層はプラグ形状とするためにエッチバックされる。
【0008】また、本発明の他のタングステンプラグの
形成方法では、上記開口部内及び層間絶縁膜上にブラン
ケットタングステン法によりタングステン層を形成した
後に、そのタングステン層の表面が平滑化処理される。 この平滑化処理も同様に例えばSF6 /O2 、CF
4 /O2NF3 /O2 などが使用される。そして
、その平滑化処理されたタングステン層はエッチバック
されて、所要のタングステンプラグとされる。
形成方法では、上記開口部内及び層間絶縁膜上にブラン
ケットタングステン法によりタングステン層を形成した
後に、そのタングステン層の表面が平滑化処理される。 この平滑化処理も同様に例えばSF6 /O2 、CF
4 /O2NF3 /O2 などが使用される。そして
、その平滑化処理されたタングステン層はエッチバック
されて、所要のタングステンプラグとされる。
【0009】
【作用】選択タングステン法やブランケットタングステ
ン法によって、タングステン層を形成した時点では、表
面モフォロジーが悪いが、平滑化処理をタングステン層
の表面に施すことで表面モフォロジーが改善される。こ
の平滑化処理の原理は、「89年春,応用物理学会予稿
集,572頁」等にも挙げられているように、例えばC
F4 /O2 の混合ガスを用いた場合では、気相中で
オキシフッ化物が形成され、そのオキシフッ化物が凹部
に厚く堆積して、フッ素原子によるエッチングを抑制す
る。 逆に、凸部では堆積よりもエッチングが進行する。これ
ら凹部と凸部での堆積とエッチングの競合により、最終
的にタングステン層表面の平滑化がなされ、配線の信頼
性が向上する。
ン法によって、タングステン層を形成した時点では、表
面モフォロジーが悪いが、平滑化処理をタングステン層
の表面に施すことで表面モフォロジーが改善される。こ
の平滑化処理の原理は、「89年春,応用物理学会予稿
集,572頁」等にも挙げられているように、例えばC
F4 /O2 の混合ガスを用いた場合では、気相中で
オキシフッ化物が形成され、そのオキシフッ化物が凹部
に厚く堆積して、フッ素原子によるエッチングを抑制す
る。 逆に、凸部では堆積よりもエッチングが進行する。これ
ら凹部と凸部での堆積とエッチングの競合により、最終
的にタングステン層表面の平滑化がなされ、配線の信頼
性が向上する。
【0010】
【実施例】本発明の好適な実施例を図面を参照しながら
説明する。
説明する。
【0011】〔第1の実施例〕本実施例は、選択タング
ステンCVD法により開口部(コンタクトホール)内に
薄くタングステン層を形成した後に、平滑化処理を施す
例である。以下、本実施例を図1〜図5を参照しながら
説明する。
ステンCVD法により開口部(コンタクトホール)内に
薄くタングステン層を形成した後に、平滑化処理を施す
例である。以下、本実施例を図1〜図5を参照しながら
説明する。
【0012】まず、図1に示すように、シリコン基板1
の表面の所定の領域には、不純物の拡散層4が形成され
、そのシリコン基板1上に層間絶縁膜2が形成される。 なお、拡散層4に代えて下層配線層を層間絶縁膜2で被
覆する構造であっても良い。層間絶縁膜2はBPSG等
のシリコン酸化膜等からなる。この層間絶縁膜2には、
通常のフォトリソグラフィー技術を以てコンタクトホー
ル3が形成される。このコンタクトホール3の底部では
、前記拡散層4の表面が臨む。
の表面の所定の領域には、不純物の拡散層4が形成され
、そのシリコン基板1上に層間絶縁膜2が形成される。 なお、拡散層4に代えて下層配線層を層間絶縁膜2で被
覆する構造であっても良い。層間絶縁膜2はBPSG等
のシリコン酸化膜等からなる。この層間絶縁膜2には、
通常のフォトリソグラフィー技術を以てコンタクトホー
ル3が形成される。このコンタクトホール3の底部では
、前記拡散層4の表面が臨む。
【0013】次に、シリコン基板1をウェハーごとCV
D装置にセットし、必要に応じて前処理を行う。例えば
、その条件は、NF3 /H2 を10/10sccm
,圧力0.05Torr,RFパワー0.5W/cm2
とされる。
D装置にセットし、必要に応じて前処理を行う。例えば
、その条件は、NF3 /H2 を10/10sccm
,圧力0.05Torr,RFパワー0.5W/cm2
とされる。
【0014】この前処理後、シラン(SiH4 )還元
法により薄くタングステン層5がコンタクトホール3内
に選択成長される。その条件は、例えばWF6 /Si
H4 /H2 の混合ガスを10/7/1000scc
mとなるように流量を設定し、温度260℃,圧力0.
2Torrの条件とする。この選択成長によって、コン
タクトホール3内には、薄いタングステン層5が形成さ
れるが、この段階では図2に示すように、その表面5a
は凹凸の有る表面モフォロジィーの悪い面とされる。
法により薄くタングステン層5がコンタクトホール3内
に選択成長される。その条件は、例えばWF6 /Si
H4 /H2 の混合ガスを10/7/1000scc
mとなるように流量を設定し、温度260℃,圧力0.
2Torrの条件とする。この選択成長によって、コン
タクトホール3内には、薄いタングステン層5が形成さ
れるが、この段階では図2に示すように、その表面5a
は凹凸の有る表面モフォロジィーの悪い面とされる。
【0015】次に、SF6 /O2 の混合ガスを用い
てタングステン層5の表面の平滑化処理を行う。この平
滑化処理時には、基板1は低い温度に冷却される。この
ようなガスを用いることで、表面5aの凹部にはオキシ
フッ化物等の堆積物7が堆積し、堆積物7のない表面5
aの凸部にはフッ素原子によるエッチングが進行する。 このため徐々に表面5aは平滑化されて、表面モフォロ
ジーが改善される。
てタングステン層5の表面の平滑化処理を行う。この平
滑化処理時には、基板1は低い温度に冷却される。この
ようなガスを用いることで、表面5aの凹部にはオキシ
フッ化物等の堆積物7が堆積し、堆積物7のない表面5
aの凸部にはフッ素原子によるエッチングが進行する。 このため徐々に表面5aは平滑化されて、表面モフォロ
ジーが改善される。
【0016】続いて、全体を加熱することで、図4に示
すように、タングステン層5の表面5aの前記堆積物7
が昇華し、表面5aから堆積物7が取り除かれる。堆積
物7の取り除かれたタングステン層5の表面5aは、凹
凸の緩和された平滑な表面とされる。
すように、タングステン層5の表面5aの前記堆積物7
が昇華し、表面5aから堆積物7が取り除かれる。堆積
物7の取り除かれたタングステン層5の表面5aは、凹
凸の緩和された平滑な表面とされる。
【0017】コンタクトホール3内のタングステン層5
の表面5aを平滑化した後、図5に示すように、アルミ
ニューム系配線層6を形成し、このアルミニューム系配
線層6をパターニングして所要の配線層とする。なお、
アルミニューム系配線層6の下層には、図示しないバリ
ヤメタル膜が形成される。アルミニューム系配線層6は
平滑化されたタングステン層5の表面5aを介して電気
的に拡散層4に接続するため、高い信頼性を以て配線層
を形成することができる。
の表面5aを平滑化した後、図5に示すように、アルミ
ニューム系配線層6を形成し、このアルミニューム系配
線層6をパターニングして所要の配線層とする。なお、
アルミニューム系配線層6の下層には、図示しないバリ
ヤメタル膜が形成される。アルミニューム系配線層6は
平滑化されたタングステン層5の表面5aを介して電気
的に拡散層4に接続するため、高い信頼性を以て配線層
を形成することができる。
【0018】なお、上述の実施例では、平滑化処理のた
めにSF6 /O2 の混合ガスを用いたが、S2 F
2 ,CF4 /O2 やNF3 /O2 の如き混合
ガスやその組合せなどを使用することもできる。また、
上部に形成される配線層もアルミニューム系配線層6に
限定されず、他の高融点金属層やそのシリサイド等の配
線層であっても良い。
めにSF6 /O2 の混合ガスを用いたが、S2 F
2 ,CF4 /O2 やNF3 /O2 の如き混合
ガスやその組合せなどを使用することもできる。また、
上部に形成される配線層もアルミニューム系配線層6に
限定されず、他の高融点金属層やそのシリサイド等の配
線層であっても良い。
【0019】〔第2の実施例〕本実施例は、ブランケッ
トタングステンCVD法により形成したタングステン層
を平滑化処理する例である。以下、本実施例を図6〜図
10を参照しながら説明する。
トタングステンCVD法により形成したタングステン層
を平滑化処理する例である。以下、本実施例を図6〜図
10を参照しながら説明する。
【0020】まず、シリコン基板11の表面に拡散層1
4を形成し、その拡散層14上を含む全面及びゲートメ
タルを覆う層間絶縁膜12を形成する。層間絶縁膜12
は、例えばBPSG膜であり、この場合には通常のBP
SGプロセス等により形成される。
4を形成し、その拡散層14上を含む全面及びゲートメ
タルを覆う層間絶縁膜12を形成する。層間絶縁膜12
は、例えばBPSG膜であり、この場合には通常のBP
SGプロセス等により形成される。
【0021】形成した層間絶縁膜12は、拡散層14を
開口するようにコンタクトホール13が形成される。コ
ンタクトホール13の形成は、レジストの塗布後、選択
露光及びその現像を経て、そのレジストをマスクとして
RIE等の異方性エッチングを行うことにより行われる
。図6に示すようなコンタクトホール13が形成された
後、全面に密着性向上のための薄膜のチタン窒化膜15
が形成される。
開口するようにコンタクトホール13が形成される。コ
ンタクトホール13の形成は、レジストの塗布後、選択
露光及びその現像を経て、そのレジストをマスクとして
RIE等の異方性エッチングを行うことにより行われる
。図6に示すようなコンタクトホール13が形成された
後、全面に密着性向上のための薄膜のチタン窒化膜15
が形成される。
【0022】次に、ブランケットタングステンCVD法
によって、図7に示すように、コンタクトホール13内
及び層間絶縁膜12の上部に至るまでのブランケットタ
ングステン層16を形成する。ここで、ブランケットタ
ングステン層16は、2段階の工程によって形成され、
初めにシラン還元で、続いて水素還元で形成される。こ
のブランケットタングステン層16の形成条件の一例を
挙げると、第1段階では、シランガスが15sccm,
WF6 ガスが25sccm,温度が475℃,圧力が
80Torrとされ、その第2段階では、WF6 ガス
が60sccm,水素ガスが360sccm,温度が4
75℃,圧力が80Torrとされる。このような条件
で膜形成を行うことで、コンタクトホール13内を埋め
、且つ層間絶縁膜12上にも形成されたブランケットタ
ングステン層16が得られる。このブランケットタング
ステン層16の表面16aは、この段階では凹凸が有り
、表面モフォロジーが悪いが、次の平滑化処理により凹
凸が緩和される。
によって、図7に示すように、コンタクトホール13内
及び層間絶縁膜12の上部に至るまでのブランケットタ
ングステン層16を形成する。ここで、ブランケットタ
ングステン層16は、2段階の工程によって形成され、
初めにシラン還元で、続いて水素還元で形成される。こ
のブランケットタングステン層16の形成条件の一例を
挙げると、第1段階では、シランガスが15sccm,
WF6 ガスが25sccm,温度が475℃,圧力が
80Torrとされ、その第2段階では、WF6 ガス
が60sccm,水素ガスが360sccm,温度が4
75℃,圧力が80Torrとされる。このような条件
で膜形成を行うことで、コンタクトホール13内を埋め
、且つ層間絶縁膜12上にも形成されたブランケットタ
ングステン層16が得られる。このブランケットタング
ステン層16の表面16aは、この段階では凹凸が有り
、表面モフォロジーが悪いが、次の平滑化処理により凹
凸が緩和される。
【0023】ブランケットタングステン層16を形成し
た後、平滑化処理が行われる。この平滑化処理は、S2
F2 ガスを5sccm,圧力を10mTorr、ウ
ェハー温度を−70℃、マイクロ波の出力を850ワッ
トの如き各条件で行われる。この平滑化処理時では、ウ
ェハー温度が低いため、硫黄の堆積物17がブランケッ
トタングステン層16の表面16aの凹部にたまり、フ
ッ素原子によるエッチングが堆積物17のたまった凹部
で弱くなる。逆に凸部では、フッ素原子によるエッチン
グが進行する。結局凹凸の差が緩和されて、図8に示す
ように、表面16aは表面モフォロジーが改善される。
た後、平滑化処理が行われる。この平滑化処理は、S2
F2 ガスを5sccm,圧力を10mTorr、ウ
ェハー温度を−70℃、マイクロ波の出力を850ワッ
トの如き各条件で行われる。この平滑化処理時では、ウ
ェハー温度が低いため、硫黄の堆積物17がブランケッ
トタングステン層16の表面16aの凹部にたまり、フ
ッ素原子によるエッチングが堆積物17のたまった凹部
で弱くなる。逆に凸部では、フッ素原子によるエッチン
グが進行する。結局凹凸の差が緩和されて、図8に示す
ように、表面16aは表面モフォロジーが改善される。
【0024】平滑化処理を施した後、ウェハーごとマイ
ナスの温度領域から150℃程度に加熱して、図9に示
すように、ブランケットタングステン層16の表面16
aの凹部に堆積している硫黄の堆積物17を除去する。
ナスの温度領域から150℃程度に加熱して、図9に示
すように、ブランケットタングステン層16の表面16
aの凹部に堆積している硫黄の堆積物17を除去する。
【0025】堆積物17の除去後、図10に示すように
、全面のエッチバックを行ってブランケットタングステ
ン層16をコンタクトホール13の内部のみに残存させ
る。エッチバックは、SF6 /Cl2 ガスを30/
20sccm,0.015Torr,0.25W/cm
2 の如き条件で行えばよい。このエッチバックによっ
てタングステンプラグが形成される。エッチバックの際
には、ブランケットタングステン層16の表面16aの
凹凸が緩和されているために、残渣が大幅に少なくなり
、信頼性の高い配線が形成されることになる。
、全面のエッチバックを行ってブランケットタングステ
ン層16をコンタクトホール13の内部のみに残存させ
る。エッチバックは、SF6 /Cl2 ガスを30/
20sccm,0.015Torr,0.25W/cm
2 の如き条件で行えばよい。このエッチバックによっ
てタングステンプラグが形成される。エッチバックの際
には、ブランケットタングステン層16の表面16aの
凹凸が緩和されているために、残渣が大幅に少なくなり
、信頼性の高い配線が形成されることになる。
【0026】なお、上述の実施例では、S2 F2 ガ
スを用いて平滑化処理を行ったが、これに限定されず、
他のガスを用いて平滑化処理を行うようにすることもで
きる。
スを用いて平滑化処理を行ったが、これに限定されず、
他のガスを用いて平滑化処理を行うようにすることもで
きる。
【0027】〔第3の実施例〕本実施例は、選択タング
ステンCVD法により開口部(コンタクトホール)内に
薄くタングステン層を形成した後に、平滑化処理を施し
、その平滑化処理の後、ブランケットタングステン層を
形成する例である。以下、本実施例を図11〜図15を
参照しながら説明する。
ステンCVD法により開口部(コンタクトホール)内に
薄くタングステン層を形成した後に、平滑化処理を施し
、その平滑化処理の後、ブランケットタングステン層を
形成する例である。以下、本実施例を図11〜図15を
参照しながら説明する。
【0028】まず、図11に示すように、シリコン基板
21の表面の所定の領域には、不純物の拡散層24が形
成され、そのシリコン基板21上にBPSG等のシリコ
ン酸化膜等からなる層間絶縁膜22が形成される。その
層間絶縁膜22には、通常のフォトリソグラフィー技術
を以てコンタクトホール23が形成される。このコンタ
クトホール23の底部では前記拡散層24の表面が臨む
。
21の表面の所定の領域には、不純物の拡散層24が形
成され、そのシリコン基板21上にBPSG等のシリコ
ン酸化膜等からなる層間絶縁膜22が形成される。その
層間絶縁膜22には、通常のフォトリソグラフィー技術
を以てコンタクトホール23が形成される。このコンタ
クトホール23の底部では前記拡散層24の表面が臨む
。
【0029】次に、ウェハーごと選択CVD装置にセッ
トし、必要に応じて前処理を行う。そして、シラン還元
法によって、選択的にタングステン層25を薄くコンタ
クトホール23内に形成する。この選択CVDの条件は
、例えばWF6 ガスを10sccm,シランガスを7
sccm,水素ガスを1000sccmとし、温度は2
60℃、圧力は0.2Torrとされる。選択タングス
テンCVD法により形成されたタングステン層25は、
その表面25aに凹凸が有り、表面モフォロジーが悪い
。しかし、次の平滑化処理工程によって凹凸が緩和され
る。
トし、必要に応じて前処理を行う。そして、シラン還元
法によって、選択的にタングステン層25を薄くコンタ
クトホール23内に形成する。この選択CVDの条件は
、例えばWF6 ガスを10sccm,シランガスを7
sccm,水素ガスを1000sccmとし、温度は2
60℃、圧力は0.2Torrとされる。選択タングス
テンCVD法により形成されたタングステン層25は、
その表面25aに凹凸が有り、表面モフォロジーが悪い
。しかし、次の平滑化処理工程によって凹凸が緩和され
る。
【0030】表面の平滑化処理は、第1の実施例同様に
、例えばSF6 /O2 ガスやCF4 /O2 ガス
等が用いられて行われる。この平滑化処理の際、タング
ステン層25の表面25aの凹部にはオキシフッ化物等
の堆積物26が堆積し、堆積物26のない表面25aの
凸部にはフッ素原子によるエッチングが進行する。この
ため徐々に表面25aは平滑化されて、表面モフォロジ
ーが改善される。
、例えばSF6 /O2 ガスやCF4 /O2 ガス
等が用いられて行われる。この平滑化処理の際、タング
ステン層25の表面25aの凹部にはオキシフッ化物等
の堆積物26が堆積し、堆積物26のない表面25aの
凸部にはフッ素原子によるエッチングが進行する。この
ため徐々に表面25aは平滑化されて、表面モフォロジ
ーが改善される。
【0031】続いて、全体を加熱することで、図13に
示すように、タングステン層25の表面25aの前記堆
積物26が昇華し、表面25aから堆積物26が取り除
かれる。堆積物26の取り除かれたタングステン層25
の表面25aは、凹凸の緩和された平滑な表面とされる
。
示すように、タングステン層25の表面25aの前記堆
積物26が昇華し、表面25aから堆積物26が取り除
かれる。堆積物26の取り除かれたタングステン層25
の表面25aは、凹凸の緩和された平滑な表面とされる
。
【0032】コンタクトホール23内のタングステン層
25の表面25aを平滑化した後、ブランケットタング
ステンCVD法により、ブランケットタングステン層2
7を形成する。このブランケットタングステン層27は
コンタクトホール23内で前記タングステン層25上に
形成され、層間絶縁膜22上も堆積される。コンタクト
ホール23内のタングステン層25の表面25aが既に
平滑化されているため、その上に重ねてブランケットタ
ングステン層27を形成しても、表面モフォロジィーを
悪化させずにタングステン層を形成することができる。
25の表面25aを平滑化した後、ブランケットタング
ステンCVD法により、ブランケットタングステン層2
7を形成する。このブランケットタングステン層27は
コンタクトホール23内で前記タングステン層25上に
形成され、層間絶縁膜22上も堆積される。コンタクト
ホール23内のタングステン層25の表面25aが既に
平滑化されているため、その上に重ねてブランケットタ
ングステン層27を形成しても、表面モフォロジィーを
悪化させずにタングステン層を形成することができる。
【0033】次に、図15に示すように、エッチバック
によりブランケットタングステン層27をコンタクトホ
ール23内にのみ残す。このエッチバックによってタン
グステン層25,27によるタングステンプラグが形成
されることになる。タングステン層25,27の界面に
当たる前記表面25aは、その凹凸が緩和されているた
めに、形成されたタングステンプラグは低抵抗で信頼性
の高いものとなる。
によりブランケットタングステン層27をコンタクトホ
ール23内にのみ残す。このエッチバックによってタン
グステン層25,27によるタングステンプラグが形成
されることになる。タングステン層25,27の界面に
当たる前記表面25aは、その凹凸が緩和されているた
めに、形成されたタングステンプラグは低抵抗で信頼性
の高いものとなる。
【0034】なお、本実施例では、ブランケットタング
ステン層27を形成した後に、平滑化処理をせずにエッ
チバックしたが、ブランケットタングステン層27の表
面にさらに平滑化処理し、その平滑化処理したブランケ
ットタングステン層27をエッチバックするようにして
も良い。
ステン層27を形成した後に、平滑化処理をせずにエッ
チバックしたが、ブランケットタングステン層27の表
面にさらに平滑化処理し、その平滑化処理したブランケ
ットタングステン層27をエッチバックするようにして
も良い。
【0035】
【発明の効果】本発明のタングステンプラグの形成方法
では、タングステン層の選択タングステン法やブランケ
ットタングステン法による形成の後、平滑化処理が行わ
れる。この平滑化処理では、凹部に反応生成物が堆積し
ながら、凸部がエッチングされるため、タングステン層
の表面が平滑になり、表面モフォロジーが改善される。 従って、本発明を微細な半導体装置の製造工程に適用す
ることで、タングステンプラグにおける残渣等が減少し
てタングステンプラグの信頼性が高くなり、プラグ自体
の低抵抗化も実現されることになる。
では、タングステン層の選択タングステン法やブランケ
ットタングステン法による形成の後、平滑化処理が行わ
れる。この平滑化処理では、凹部に反応生成物が堆積し
ながら、凸部がエッチングされるため、タングステン層
の表面が平滑になり、表面モフォロジーが改善される。 従って、本発明を微細な半導体装置の製造工程に適用す
ることで、タングステンプラグにおける残渣等が減少し
てタングステンプラグの信頼性が高くなり、プラグ自体
の低抵抗化も実現されることになる。
【図1】本発明のタングステンプラグの形成方法の一例
におけるコンタクトホールの形成工程までの工程断面図
におけるコンタクトホールの形成工程までの工程断面図
【図2】本発明のタングステンプラグの形成方法の一例
における選択タングステンCVD工程までの工程断面図
における選択タングステンCVD工程までの工程断面図
【図3】本発明のタングステンプラグの形成方法の一例
における平滑化処理工程までの工程断面図
における平滑化処理工程までの工程断面図
【図4】本発
明のタングステンプラグの形成方法の一例における堆積
物の除去工程までの工程断面図
明のタングステンプラグの形成方法の一例における堆積
物の除去工程までの工程断面図
【図5】本発明のタング
ステンプラグの形成方法の一例における金属配線層の形
成工程までの工程断面図
ステンプラグの形成方法の一例における金属配線層の形
成工程までの工程断面図
【図6】本発明のタングステン
プラグの形成方法の他の一例におけるコンタクトホール
の形成工程までの工程断面図
プラグの形成方法の他の一例におけるコンタクトホール
の形成工程までの工程断面図
【図7】本発明のタングステンプラグの形成方法の他の
一例におけるブランケットタングステンCVD工程まで
の工程断面図
一例におけるブランケットタングステンCVD工程まで
の工程断面図
【図8】本発明のタングステンプラグの形成方法の他の
一例における平滑化処理工程までの工程断面図
一例における平滑化処理工程までの工程断面図
【図9】
本発明のタングステンプラグの形成方法の他の一例にお
ける堆積物の除去工程までの工程断面図
本発明のタングステンプラグの形成方法の他の一例にお
ける堆積物の除去工程までの工程断面図
【図10】本発
明のタングステンプラグの形成方法の他の一例における
エッチバック工程までの工程断面図
明のタングステンプラグの形成方法の他の一例における
エッチバック工程までの工程断面図
【図11】本発明の
タングステンプラグの形成方法のさらに他の一例におけ
る選択タングステンCVD工程までの工程断面図
タングステンプラグの形成方法のさらに他の一例におけ
る選択タングステンCVD工程までの工程断面図
【図12】本発明のタングステンプラグの形成方法のさ
らに他の一例における平滑化処理工程までの工程断面図
らに他の一例における平滑化処理工程までの工程断面図
【図13】本発明のタングステンプラグの形成方法のさ
らに他の一例における堆積物の除去工程までの工程断面
図
らに他の一例における堆積物の除去工程までの工程断面
図
【図14】本発明のタングステンプラグの形成方法のさ
らに他の一例におけるブランケットタングステンCVD
工程までの工程断面図
らに他の一例におけるブランケットタングステンCVD
工程までの工程断面図
【図15】本発明のタングステンプラグの形成方法のさ
らに他の一例におけるエッチバック工程までの工程断面
図
らに他の一例におけるエッチバック工程までの工程断面
図
1,11,21…シリコン基板
2,12,22…層間絶縁膜
3,13,23…コンタクトホール
5,25…タングステン層
7,17,26…堆積物
Claims (3)
- 【請求項1】 層間絶縁膜の開口部にタングステンプ
ラグを形成する方法において、上記開口部内に選択タン
グステン法によりタングステン層を薄く形成した後、そ
のタングステン層の表面を平滑化処理し、その平滑化処
理されたタングステン層上に更に金属配線層を積層させ
ることを特徴とするタングステンプラグの形成方法。 - 【請求項2】 層間絶縁膜の開口部にタングステンプ
ラグを形成する方法において、上記開口部内及び層間絶
縁膜上にブランケットタングステン法によりタングステ
ン層を形成した後、そのタングステン層の表面を平滑化
処理し、その平滑化処理されたタングステン層をエッチ
バックすることを特徴とするタングステンプラグの形成
方法。 - 【請求項3】 層間絶縁膜の開口部にタングステンプ
ラグを形成する方法において、上記開口部内に選択タン
グステン法によりタングステン層を薄く形成した後、そ
のタングステン層の表面を平滑化処理し、上記層間絶縁
膜及び上記開口部内の平滑化されたタングステン層上に
ブランケットタングステン法によりタングステン層を積
層させ、そのタングステン層をエッチバックすることを
特徴とするタングステンプラグの形成方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3099771A JPH04307933A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | タングステンプラグの形成方法 |
US07/863,713 US5260232A (en) | 1991-04-05 | 1992-04-03 | Refractory metal plug forming method |
KR1019920005548A KR920020619A (ko) | 1991-04-05 | 1992-04-03 | 텅스텐플러그의 형성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3099771A JPH04307933A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | タングステンプラグの形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04307933A true JPH04307933A (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=14256234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3099771A Withdrawn JPH04307933A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | タングステンプラグの形成方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5260232A (ja) |
JP (1) | JPH04307933A (ja) |
KR (1) | KR920020619A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP3382357B2 (ja) * | 1993-08-27 | 2003-03-04 | ヤマハ株式会社 | 配線形成方法 |
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KR100214852B1 (ko) * | 1996-11-02 | 1999-08-02 | 김영환 | 반도체 디바이스의 금속 배선 형성 방법 |
KR100431710B1 (ko) * | 1996-12-30 | 2004-08-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의금속배선형성방법 |
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KR100295639B1 (ko) * | 1998-01-14 | 2001-08-07 | 김영환 | 플러그형성방법 |
TW436366B (en) * | 1998-08-21 | 2001-05-28 | United Microelectronics Corp | Method of fabricating a plug |
KR100375230B1 (ko) * | 2000-12-20 | 2003-03-08 | 삼성전자주식회사 | 매끄러운 텅스텐 표면을 갖는 반도체 장치의 배선 제조방법 |
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-
1991
- 1991-04-05 JP JP3099771A patent/JPH04307933A/ja not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-04-03 KR KR1019920005548A patent/KR920020619A/ko not_active Application Discontinuation
- 1992-04-03 US US07/863,713 patent/US5260232A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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US5260232A (en) | 1993-11-09 |
KR920020619A (ko) | 1992-11-21 |
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