JPH05152449A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05152449A
JPH05152449A JP31216491A JP31216491A JPH05152449A JP H05152449 A JPH05152449 A JP H05152449A JP 31216491 A JP31216491 A JP 31216491A JP 31216491 A JP31216491 A JP 31216491A JP H05152449 A JPH05152449 A JP H05152449A
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JP
Japan
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tungsten
insulating film
contact hole
film
wiring
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Application number
JP31216491A
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English (en)
Inventor
Tomoya Baba
智也 馬場
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 P型シリコン基板1に従来技術により、トラ
ンジスタ部を形成し、層間絶縁膜6を堆積した後、浅い
方のコンタクトホール7aを形成する。次に、タングス
テンをコンタクトホール7aに埋め込み、反応性スパッ
タ法を用いて、窒素リッチ窒化チタン膜9で被覆する。
次に、深い方のコンタクトホール7bを形成し、タング
ステンを埋め込んだ後、窒化アニールにより、窒素リッ
チ窒化チタン膜9を窒化チタン膜10に変える。次に、
従来方法により、Alを堆積し、パターニング後、配線
11を形成する。 【効果】 深さの異なるコンタクトホールにおいて、ア
ルミニウム配線のコンタクト部の被覆も良好な状態が得
られ、コンタクト部での信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方
法、更に詳しくは、深さの異なるコンタクトホールの穴
埋めによる配線形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】LSIの高集積化に伴い、コンタクトホ
ールの寸法は縮小される反面、その深さは縮小されてい
ないため、上層配線と電気的導通を取る場合に、従来の
配線技術では、困難になっている。近年、上記問題点を
解決する手段として、選択的にコンタクトホールにタン
グステン等を穴埋めする技術が検討され、一部実用化さ
れている。現在、主として深さの異なるコンタクトホー
ルに選択的に一度にタングステンを埋め込む方法が採ら
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ハーフミクロンのデバ
イスに於いては、選択CVD法を用いて、深さの異なる
コンタクトホールに一度にタングステンを埋め込む方法
では、浅い方のコンタクトホールではオーバーフローし
てしまい、上層の配線の加工不良等が生じる。
【0004】また、深い方のコンタクトホールでは、十
分に穴埋めが行なえず、配線とのコンタクトが良好に得
られない、あるいは上層の配線のホール部での被覆性の
低下による信頼性の低下等の問題が生じることがある。
【0005】本発明は、深さの異なるコンタクトホール
を有する半導体装置において、高信頼性を持つコンタク
ト形成及び配線形成技術を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
半導体装置の製造方法は、n種類(n≧2)の深さの異
なるコンタクトホールを用いて配線を形成する工程を有
する半導体装置の製造方法において、層間絶縁膜に、同
じ深さのコンタクトホールを形成し、該コンタクトホー
ルに選択CVD法でタングステンを埋め込んだ後、該コ
ンタクトホール及び層間絶縁膜の上部に、表面に正のチ
ャージを有する化合物メタル膜又は表面に薄い絶縁膜を
有する導電膜を形成する工程と、前記工程を(n−1)
回繰り返した後、n回目のコンタクトホール形成及び選
択CVD法によるタングステンの埋め込みを行い、前記
表面に正のチャージを有する化合物メタル膜又は表面に
薄い絶縁膜を有する導電膜上及び前記タングステン層上
に配線材料を堆積し、パターニング後、前記表面に正の
チャージを有する化合物メタル膜又は薄い絶縁膜を有す
る導電膜と配線材料とをエッチングし、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。
【0007】また、請求項2記載の本発明の半導体装置
の製造方法は、n種類(n≧2)の深さの異なるコンタ
クトホールを用いて配線を形成する工程を有する半導体
装置の製造方法において、層間絶縁膜に、同じ深さのコ
ンタクトホールを形成し該コンタクトホールに選択CV
D法でタングステンを埋め込んだ後、該コンタクトホー
ル及び層間絶縁膜の上部に絶縁膜を形成する工程と、前
記工程を(n−1)回繰り返した後、n回目のコンタク
トホール形成及び選択CVD法によるタングステンの埋
め込みを行い、(n−1)回目以前に形成したタングス
テン層の上部の絶縁膜をフォトリソ,エッチング工程に
より除去し、前記絶縁膜及び前記タングステン層上に配
線材料を堆積し、パターニング後、前記配線材料をエッ
チングし、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。
【0008】
【作用】上記構成を有する製造方法を用いることによ
り、深さの異なるコンタクトホールに別々にタングステ
ンを埋め込み、良好な各コンタクト部と配線との被覆性
が得られる。
【0009】
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説
明する。
【0010】図1は、請求項1記載の本発明の一実施例
の製造工程図、図2は請求項2記載の本発明の一実施例
の製造工程図である。図1及び図2において、1はP型
シリコン基板、2はゲート酸化膜、3はゲートポリシリ
コン、4はサイドウォールスペーサ、5はN+拡散層、
6は層間絶縁膜、7a,7b,7c及び7dはコンタク
トホール、8はタングステン、9はタングステン成長防
止膜、10は窒化チタン、11は配線、12は絶縁膜で
あるシリコン酸化膜を示す。
【0011】次に、請求項1の本発明の一実施例の製造
工程について説明する。
【0012】まず、従来技術を用いてP型シリコン基板
1上に、ゲート酸化膜2、ゲートポリシリコン3、サイ
ドウォールスペーサ4を、また、P型シリコン基板1表
面近傍に、N+拡散層5を形成し、トランジスタ部を形
成した後、全面に層間絶縁膜6を堆積し、通常のフォト
リソグラフィ工程及びドライエッチング工程により、浅
い方のコンタクトホール7aを形成し(図1(a)),
その後、WF6及びSiH4を用いて、約200℃の温度
で選択CVD方により、浅い方のコンタクトホール7a
にタングステン8を埋め込む(図1(b))。
【0013】次に、前記層間絶縁膜6及び前記タングス
テン8上に窒素中でチタンをターゲットとして反応性ス
パッタ法により窒素リッチの窒化チタン膜をタングステ
ン成長防止膜9として形成する(図1(c))。
【0014】次に、上記と同様の工程を用い、深い方の
コンタクトホール7bの形成及びタングステン8の埋め
込みを行う(図1(d))。この時、前記窒素リッチの
窒化チタン膜9上には、タングステン8は堆積しない。
また、該コンタクトホール7bの形成は、まず、窒素リ
ッチの窒化チタン膜9エッチングを行なった後、層間絶
縁膜6のエッチングを行う。
【0015】3種類以上の深さのコンタクトホールを形
成する場合は、上記工程を繰り返し、最後のコンタクト
ホールにタングステン8を埋め込んだ後、また、2種類
の深さのコンタクトホールを形成する場合は、上記工程
後、窒素雰囲気中で600℃程度の熱処理を行い、窒素
リッチの窒化チタン膜9を窒化チタン膜10にし、低抵
抗化を図る(図1(e))。
【0016】次に、配線材料としてAl等を堆積し、パ
ターニング後、前記窒化チタン膜10及び配線材料をエ
ッチングすることにより、配線11を形成する(図1
(f))。
【0017】上記請求項1記載の本発明において、タン
グステン成長防止膜9として上記窒化チタンの他に薄い
絶縁膜を有する導電体であるポリシリコン及び表面に正
のチャージを有する化合物メタルとして窒化タングステ
ン等が使用可能である。また、窒素リッチの窒化チタン
膜は、抵抗が高いが導電体であるので窒化アニールによ
って窒化チタンにする工程は必ずしも必要ではない。
【0018】次に、請求項2記載の本発明の製造方法に
ついて、説明する。
【0019】まず、前記請求項1記載の本発明の製造方
法と同様に、浅い方のコンタクトホール7cを形成し、
タングステン8を選択CVD法により埋め込む(図2
(a),(b))。
【0020】次に、CVD法により絶縁膜としてシリコ
ン酸化膜12を堆積し(図2(c))、その後、深い方
のコンタクトホール7dの形成及びタングステン8の埋
め込みを行う(図2(d))。
【0021】次に、フフォトリソ,エッチング工程によ
り、浅い方のコンタクトホール7d上部のシリコン酸化
膜12を除去し(図2(e))、その後配線材料として
Al等を堆積し、パターニング後、前記配線材料をエッ
チングすることにより、配線11を形成する(図2
(f))。
【0022】本実施例において、3種類以上の深さのコ
ンタクトホールを有する場合、請求項1の本発明の実施
例と同様の工程によって配線形成を行う。また、本発明
における絶縁膜材料はシリコン酸化膜に限定されるもの
ではない。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、請求項1及び
2記載の本発明を用いることにより、深さの異なるコン
タクトホールに、同様にタングステンの埋め込みがで
き、一度にタングステンを埋め込む方法より、アルミニ
ウム配線のコンタクトホール部の被覆は良好な状態が得
られるため、コンタクト部での信頼性の向上ができる。
【0024】また、請求項1記載の本発明は、上部のア
ルミニウム配線とのコンタクトに導電性の窒化チタンを
用いることで、自己整合的に配線形成でき、また、図2
(f)に示すような、段差によるアルミニウム配線の被
覆性の劣化がない点で、請求項2記載の本発明より優れ
ている。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の本発明の一実施例の製造工程図
である。
【図2】請求項2記載の本発明の一実施例の製造工程図
である。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 2 ゲート酸化膜 3 ゲートポリシリコン 4 サイドウォールスペーサー 5 N+拡散層 6 層間絶縁膜 7a,7b,7c,7d コンタクトホール 8 タングステン 9 窒素リッチ窒化チタン膜 10 窒化チタン 11 配線 12 シリコン酸化膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n種類(n≧2)の深さの異なるコンタ
    クトホールを用いて配線を形成する工程を有する半導体
    装置の製造方法において、 層間絶縁膜に、同じ深さのコンタクトホールを形成し、
    該コンタクトホールに選択CVD法でタングステンを埋
    め込んだ後、該コンタクトホール及び層間絶縁膜の上部
    に、表面に正のチャージを有する化合物メタル膜又は表
    面に薄い絶縁膜を有する導電膜を形成する工程と、 前記工程を(n−1)回繰り返した後、n回目のコンタ
    クトホール形成及び選択CVD法によるタングステンの
    埋め込みを行い、前記表面に正のチャージを有する化合
    物メタル膜又は表面に薄い絶縁膜を有する導電膜上及び
    前記タングステン層上に配線材料を堆積し、パターニン
    グ後、前記表面に正のチャージを有する化合物メタル膜
    又は薄い絶縁膜を有する導電膜と配線とをエッチング
    し、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。
  2. 【請求項2】 n種類(n≧2)の深さの異なるコンタ
    クトホールを用いて配線を形成する工程を有する半導体
    装置の製造方法において、 層間絶縁膜に、同じ深さのコンタクトホールを形成し、
    該コンタクトホールに選択CVD法でタングステンを埋
    め込んだ後、該コンタクトホール及び層間絶縁膜の上部
    に、絶縁膜を形成する工程と、 前記工程を(n−1)回繰り返した後、n回目のコンタ
    クトホール形成及び選択CVD法によるタングステンの
    埋め込みを行い、(n−1)回目以前に形成したタング
    ステン層上部の絶縁膜をフォトリソ,エッチング工程に
    より除去し、前記絶縁膜及び前記タングステン層上に配
    線材料を堆積し、パターニング後、前記配線材料をエッ
    チングし、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。
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