JPH0722417A - アルミニウム配線の形成方法 - Google Patents
アルミニウム配線の形成方法Info
- Publication number
- JPH0722417A JPH0722417A JP16367293A JP16367293A JPH0722417A JP H0722417 A JPH0722417 A JP H0722417A JP 16367293 A JP16367293 A JP 16367293A JP 16367293 A JP16367293 A JP 16367293A JP H0722417 A JPH0722417 A JP H0722417A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- via hole
- aluminum
- wiring
- insulating film
- interlayer insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 Ａｌがヴィア孔内に良好に堆積するアルミニ
ウム配線の形成方法を提供することにある。 【構成】 下層Ａｌ配線４上の層間絶縁膜６に、ドライ
エッチングを用いてヴィア孔６ａを形成する。次に、下
層Ａｌ配線４の露出表面に形成されている自然酸化膜４
ａ、層間絶縁膜６表面の変質層６ｂ及び汚染物８を、Ａ
ｒによる逆スパッタによって除去する。これによって、
清浄なＡｌが露出するが、極めて活性で酸化され易く、
この直後に再び自然酸化膜４ａが形成される。次に、水
素ガス雰囲気下において、２５０℃程度に加熱すると、
この自然酸化膜４ａが還元されて除去される。この後、
Ａｌ−ＣＤＶによってヴィア孔６ａ内にＡｌを堆積させ
る。
ウム配線の形成方法を提供することにある。 【構成】 下層Ａｌ配線４上の層間絶縁膜６に、ドライ
エッチングを用いてヴィア孔６ａを形成する。次に、下
層Ａｌ配線４の露出表面に形成されている自然酸化膜４
ａ、層間絶縁膜６表面の変質層６ｂ及び汚染物８を、Ａ
ｒによる逆スパッタによって除去する。これによって、
清浄なＡｌが露出するが、極めて活性で酸化され易く、
この直後に再び自然酸化膜４ａが形成される。次に、水
素ガス雰囲気下において、２５０℃程度に加熱すると、
この自然酸化膜４ａが還元されて除去される。この後、
Ａｌ−ＣＤＶによってヴィア孔６ａ内にＡｌを堆積させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヴィア孔を埋め込むこ
とによって多層配線構造を形成するアルミニウム配線の
形成方法に関する。
とによって多層配線構造を形成するアルミニウム配線の
形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの微細化に伴い、ヴィア・コンタ
クトのＡｌ配線が選択ＣＶＤ法で形成されるようになっ
ている（特開平３−１８３７６９）。この場合、まず、
Ａｌ配線上に絶縁膜を形成した後、この絶縁膜に対し
て、フッ素系の混合ガスを用いたドライエッチングを施
してヴィア孔を開孔する。そして、この工程中あるいは
各工程間において、ヴィア孔の底部には自然酸化膜が形
成されることとなる。そこで、ヴィア孔の底部に露出し
たＡｌ配線をクリーニングする清浄化処理が必要であっ
た。
クトのＡｌ配線が選択ＣＶＤ法で形成されるようになっ
ている（特開平３−１８３７６９）。この場合、まず、
Ａｌ配線上に絶縁膜を形成した後、この絶縁膜に対し
て、フッ素系の混合ガスを用いたドライエッチングを施
してヴィア孔を開孔する。そして、この工程中あるいは
各工程間において、ヴィア孔の底部には自然酸化膜が形
成されることとなる。そこで、ヴィア孔の底部に露出し
たＡｌ配線をクリーニングする清浄化処理が必要であっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この清浄化処理によっ
て、ヴィア孔底部に清浄なＡｌが露出するが、この清浄
なＡｌ表面は極めて活性で酸化され易く、この直後に再
び自然酸化膜が形成され易い。したがって、この後にＡ
ｌ−ＣＶＤを実施した場合にも、Ａｌがヴィア孔内に良
好に堆積しないという欠点があった。通常、このような
自然酸化膜の成膜を防止するために、例えば前記先行技
術に開示されているように１×１０-8Ｔｏｒｒ程度の高
真空雰囲気を形成する必要があり、このためには、高価
な高性能排気装置を必要とし、装置コストや製造コスト
を引き上げる１つの要因にもなっていた。
て、ヴィア孔底部に清浄なＡｌが露出するが、この清浄
なＡｌ表面は極めて活性で酸化され易く、この直後に再
び自然酸化膜が形成され易い。したがって、この後にＡ
ｌ−ＣＶＤを実施した場合にも、Ａｌがヴィア孔内に良
好に堆積しないという欠点があった。通常、このような
自然酸化膜の成膜を防止するために、例えば前記先行技
術に開示されているように１×１０-8Ｔｏｒｒ程度の高
真空雰囲気を形成する必要があり、このためには、高価
な高性能排気装置を必要とし、装置コストや製造コスト
を引き上げる１つの要因にもなっていた。
【０００４】また、この清浄化処理を、塩素系ガスを用
いたＲＩＥによって実施した場合には、絶縁膜上に塩素
が残留するという欠点があった。絶縁膜上に塩素が残留
することになると、この後に実施するＡｌ−ＣＶＤにお
いて、ヴィア孔のみに選択的に埋め込まれるべきＡｌ
が、この残留塩素の影響によって、絶縁膜上にも堆積し
ていまい、良好な選択性が得られないという問題があっ
た。
いたＲＩＥによって実施した場合には、絶縁膜上に塩素
が残留するという欠点があった。絶縁膜上に塩素が残留
することになると、この後に実施するＡｌ−ＣＶＤにお
いて、ヴィア孔のみに選択的に埋め込まれるべきＡｌ
が、この残留塩素の影響によって、絶縁膜上にも堆積し
ていまい、良好な選択性が得られないという問題があっ
た。
【０００５】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたものであり、その目的は、Ａｌ−ＣＶＤを実施し
た場合に、Ａｌがヴィア孔内に良好に堆積するアルミニ
ウム配線の形成方法を提供することにある。
されたものであり、その目的は、Ａｌ−ＣＶＤを実施し
た場合に、Ａｌがヴィア孔内に良好に堆積するアルミニ
ウム配線の形成方法を提供することにある。
【０００６】また、本発明の他の目的は、Ａｌ−ＣＶＤ
によってヴィア孔の埋め込みを実施した場合に、良好な
選択性が得られるアルミニウム配線の形成方法を提供す
ることにある。
によってヴィア孔の埋め込みを実施した場合に、良好な
選択性が得られるアルミニウム配線の形成方法を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
アルミニウム配線の形成方法は、まず、第１工程とし
て、アルミニウム配線上の層間絶縁膜にヴィア孔を形成
し、このヴィア孔の底部にアルミニウム配線を露出させ
る。次に、第２工程として、ヴィア孔底部におけるアル
ミニウム配線の露出表面に形成された酸化アルミニウム
を、エッチングし除去する。次に、第３工程として、こ
のヴィア孔底部におけるアルミニウム配線の露出表面に
形成された酸化アルミニウムに対して還元処理を施し、
この酸化アルミニウムを除去する。そして、第４工程と
して、この第３工程を経たヴィア孔内に、化学気相成長
法によって、アルミニウムを含むプラグ材料を選択的に
堆積させる。
アルミニウム配線の形成方法は、まず、第１工程とし
て、アルミニウム配線上の層間絶縁膜にヴィア孔を形成
し、このヴィア孔の底部にアルミニウム配線を露出させ
る。次に、第２工程として、ヴィア孔底部におけるアル
ミニウム配線の露出表面に形成された酸化アルミニウム
を、エッチングし除去する。次に、第３工程として、こ
のヴィア孔底部におけるアルミニウム配線の露出表面に
形成された酸化アルミニウムに対して還元処理を施し、
この酸化アルミニウムを除去する。そして、第４工程と
して、この第３工程を経たヴィア孔内に、化学気相成長
法によって、アルミニウムを含むプラグ材料を選択的に
堆積させる。
【０００８】なお、この場合も、第３工程で施す還元処
理は、アルミニウム配線の露出表面に形成された酸化ア
ルミニウムを、還元性ガス雰囲気下で加熱するか、或い
は、還元性ガス雰囲気下においてプラズマ処理を施すこ
とが望ましい。
理は、アルミニウム配線の露出表面に形成された酸化ア
ルミニウムを、還元性ガス雰囲気下で加熱するか、或い
は、還元性ガス雰囲気下においてプラズマ処理を施すこ
とが望ましい。
【０００９】また、第２工程で実施する酸化アルミニウ
ムの除去は、塩素を含むガス雰囲気下でプラズマエッチ
ングを施してもよい。
ムの除去は、塩素を含むガス雰囲気下でプラズマエッチ
ングを施してもよい。
【００１０】
【作用】ヴィア孔内へのＡｌの堆積は、この底部に露出
したアルミニウムを含む配線金属から供給された電子の
作用によって生じる。しかし、このように露出表面が酸
化したり、或いは、この部分に吸着酸素が存在すると、
電子移動が阻害されることとなり、Ａｌの堆積が妨げら
れる。
したアルミニウムを含む配線金属から供給された電子の
作用によって生じる。しかし、このように露出表面が酸
化したり、或いは、この部分に吸着酸素が存在すると、
電子移動が阻害されることとなり、Ａｌの堆積が妨げら
れる。
【００１１】そこで、第２工程において、このヴィア孔
底部の酸化アルミニウムや吸着酸素を除去する。この第
２工程によって清浄なＡｌが露出されるが、このＡｌ表
面は極めて活性で酸化され易く、再び自然酸化膜が形成
され易い。そこで第３工程では、この部分を、還元性ガ
ス（例えば水素）を含む雰囲気下で加熱処理、或いは、
プラズマ処理するが、これによって、Ａｌ酸化物が還元
されて除去される。このため、この後の選択ＣＶＤにお
いてＡｌが良好に堆積するようになる。また、この酸化
アルミニウム除去の際に層間絶縁膜表面に形成される変
質層を除去するとよい。
底部の酸化アルミニウムや吸着酸素を除去する。この第
２工程によって清浄なＡｌが露出されるが、このＡｌ表
面は極めて活性で酸化され易く、再び自然酸化膜が形成
され易い。そこで第３工程では、この部分を、還元性ガ
ス（例えば水素）を含む雰囲気下で加熱処理、或いは、
プラズマ処理するが、これによって、Ａｌ酸化物が還元
されて除去される。このため、この後の選択ＣＶＤにお
いてＡｌが良好に堆積するようになる。また、この酸化
アルミニウム除去の際に層間絶縁膜表面に形成される変
質層を除去するとよい。
【００１２】なお、第２工程のエッチングとして、塩素
を含むガス雰囲気下でプラズマエッチングした場合に
は、層間絶縁膜上にこの塩素が残留するが、還元性ガス
雰囲気下で、加熱処理、或いは、プラズマ処理を施すこ
とにより、この残留塩素が水素と反応し、ＨＣｌガスと
して除去される。
を含むガス雰囲気下でプラズマエッチングした場合に
は、層間絶縁膜上にこの塩素が残留するが、還元性ガス
雰囲気下で、加熱処理、或いは、プラズマ処理を施すこ
とにより、この残留塩素が水素と反応し、ＨＣｌガスと
して除去される。
【００１３】
＜実施例１＞以下、本発明の実施例を添付図面に基づい
て工程順に説明する。
て工程順に説明する。
【００１４】まず、半導体基板上には、ＦＥＴ等の各種
デバイスからなる下層デバイス層２が形成されており、
この下層デバイス層２上に、下層Ａｌ配線４を形成す
る。その後、この下層Ａｌ配線４上に、酸化シリコン膜
などによる層間絶縁膜６を形成する（図１（ａ））。
デバイスからなる下層デバイス層２が形成されており、
この下層デバイス層２上に、下層Ａｌ配線４を形成す
る。その後、この下層Ａｌ配線４上に、酸化シリコン膜
などによる層間絶縁膜６を形成する（図１（ａ））。
【００１５】次に、フォトリソグラフィーを用いてレジ
ストパターンを形成し、フッ素系の混合ガスを用いたド
ライエッチングによりヴィア孔６ａを開孔し、この後レ
ジストパターンを除去する（図１（ｂ））。この際、ヴ
ィア孔６ａの底に露出した下層Ａｌ配線４の表面には、
ヴィア孔形成の工程等に伴って自然酸化膜４ａが形成さ
れている。また、層間絶縁膜６の表面には、ヴィア孔形
成の工程によって変質層６ｂが形成されており、さらに
その上にはレジスト残りなどの汚染物８が付着してい
る。
ストパターンを形成し、フッ素系の混合ガスを用いたド
ライエッチングによりヴィア孔６ａを開孔し、この後レ
ジストパターンを除去する（図１（ｂ））。この際、ヴ
ィア孔６ａの底に露出した下層Ａｌ配線４の表面には、
ヴィア孔形成の工程等に伴って自然酸化膜４ａが形成さ
れている。また、層間絶縁膜６の表面には、ヴィア孔形
成の工程によって変質層６ｂが形成されており、さらに
その上にはレジスト残りなどの汚染物８が付着してい
る。
【００１６】次に、この変質層６ｂ及び汚染物８を除去
するための清浄化処理を実施する。この清浄化処理は、
非塩素系の材料を用いて行うが、ここでは、Ａｒ+ イオ
ンビームを層間絶縁膜６の表面に照射する、いわゆるＡ
ｒの逆スパッタを実施する。この結果、Ａｒ+ イオンビ
ームが照射される層間絶縁膜６の上層部、及びヴィア孔
６ａ底部の上層部が除去され、自然酸化膜４ａ、変質層
６ｂおよびその表面に残っている汚染物８が取り除かれ
る。そして、この清浄化処理によって、ヴィア孔６ａ底
部には清浄なＡｌが露出するが、この清浄なＡｌ表面は
極めて活性で酸化され易く、この直後に再び自然酸化膜
４ａが形成されることになる（図１（ｃ））。
するための清浄化処理を実施する。この清浄化処理は、
非塩素系の材料を用いて行うが、ここでは、Ａｒ+ イオ
ンビームを層間絶縁膜６の表面に照射する、いわゆるＡ
ｒの逆スパッタを実施する。この結果、Ａｒ+ イオンビ
ームが照射される層間絶縁膜６の上層部、及びヴィア孔
６ａ底部の上層部が除去され、自然酸化膜４ａ、変質層
６ｂおよびその表面に残っている汚染物８が取り除かれ
る。そして、この清浄化処理によって、ヴィア孔６ａ底
部には清浄なＡｌが露出するが、この清浄なＡｌ表面は
極めて活性で酸化され易く、この直後に再び自然酸化膜
４ａが形成されることになる（図１（ｃ））。
【００１７】次に、この自然酸化膜４ａを除去するため
の清浄化処理に移る。まず、この半導体基板を収容した
収容装置内に、水素或いは水素化物などの還元性ガスを
導入して、この収容装置内に還元性ガス雰囲気を形成す
る。そして、この収容装置内に配設された半導体基板を
２５０℃程度に加熱する。このように還元性ガス雰囲気
下で加熱することにより、この自然酸化膜４ａが還元さ
れて除去される（図１（ｄ））。この際の加熱温度の上
限は、下層Ａｌ配線４におけるＡｌの融点以下の温度と
なるため、５５０℃程度となる。
の清浄化処理に移る。まず、この半導体基板を収容した
収容装置内に、水素或いは水素化物などの還元性ガスを
導入して、この収容装置内に還元性ガス雰囲気を形成す
る。そして、この収容装置内に配設された半導体基板を
２５０℃程度に加熱する。このように還元性ガス雰囲気
下で加熱することにより、この自然酸化膜４ａが還元さ
れて除去される（図１（ｄ））。この際の加熱温度の上
限は、下層Ａｌ配線４におけるＡｌの融点以下の温度と
なるため、５５０℃程度となる。
【００１８】また、この清浄化処理としては、この半導
体基板を、このような還元性ガス雰囲気下でプラズマ処
理することも可能である。この場合には、温度は特に制
限されない。
体基板を、このような還元性ガス雰囲気下でプラズマ処
理することも可能である。この場合には、温度は特に制
限されない。
【００１９】次に、このような清浄化処理を施した加熱
半導体基板に対し、ＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウムハ
イドライド）とＨ2 とを用いた選択ＣＶＤ法により、ヴ
ィア孔６ａ内へＡｌを堆積させ、Ａｌプラグ１２を形成
する。この場合、ＤＭＡＨはＨ2 によってバブリングさ
せて供給している。成膜条件は、基板温度を２１０℃、
収容装置内の全圧を２．０Ｔｏｒｒ、ＤＭＡＨ分圧を３
４ｍＴｏｒｒ、キャリアＨ2 ガス流量を５００ｓｃｃｍ
とした。この場合、前処理として、ヴィア孔６ａ底部の
自然酸化膜４ａを完全に除去したので、ヴィア孔６ａへ
のＡｌが良好に堆積した（図１（ｅ））。また、層間絶
縁膜６表面には、この部分へのＡｌ堆積は全く認められ
ず、ヴィア孔６ａ内にのみ堆積しており、極めて良好な
選択性が得られた。
半導体基板に対し、ＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウムハ
イドライド）とＨ2 とを用いた選択ＣＶＤ法により、ヴ
ィア孔６ａ内へＡｌを堆積させ、Ａｌプラグ１２を形成
する。この場合、ＤＭＡＨはＨ2 によってバブリングさ
せて供給している。成膜条件は、基板温度を２１０℃、
収容装置内の全圧を２．０Ｔｏｒｒ、ＤＭＡＨ分圧を３
４ｍＴｏｒｒ、キャリアＨ2 ガス流量を５００ｓｃｃｍ
とした。この場合、前処理として、ヴィア孔６ａ底部の
自然酸化膜４ａを完全に除去したので、ヴィア孔６ａへ
のＡｌが良好に堆積した（図１（ｅ））。また、層間絶
縁膜６表面には、この部分へのＡｌ堆積は全く認められ
ず、ヴィア孔６ａ内にのみ堆積しており、極めて良好な
選択性が得られた。
【００２０】本実施例において、非塩素系の清浄化処理
として、Ａｒ+ による逆スパッタを例示したが、この他
にも、他の不活性ガスを用いた逆スパッタを用いる方
法、ＨＦガスを用いる方法、ウエット処理による方法な
どが挙げられる。
として、Ａｒ+ による逆スパッタを例示したが、この他
にも、他の不活性ガスを用いた逆スパッタを用いる方
法、ＨＦガスを用いる方法、ウエット処理による方法な
どが挙げられる。
【００２１】＜実施例２＞このような清浄化処理を複数
の条件下で実施し、自然酸化膜４ａの除去作用を測定し
た。
の条件下で実施し、自然酸化膜４ａの除去作用を測定し
た。
【００２２】まず、ＲＦマグネトロンスパッタリングに
よって、検査用基板上にＡｌを堆積させる。次いで、こ
の検査用基板を大気に晒し、或いは、酸素プラズマを照
射するなどして、この検査用基板のＡｌ層上に、種々の
膜厚に酸化アルミニウムを形成した。このようにして酸
化アルミニウムを形成したＡｌ層に対し、実施例１で示
した還元処理を施した。還元条件として、この検査用基
板の加熱温度及び還元雰囲気を変化させて実施した。そ
して、この後、実施例１と同一の条件において、この上
にＡｌ−ＣＶＤを実施し、Ａｌ堆積の良否を調べた。
よって、検査用基板上にＡｌを堆積させる。次いで、こ
の検査用基板を大気に晒し、或いは、酸素プラズマを照
射するなどして、この検査用基板のＡｌ層上に、種々の
膜厚に酸化アルミニウムを形成した。このようにして酸
化アルミニウムを形成したＡｌ層に対し、実施例１で示
した還元処理を施した。還元条件として、この検査用基
板の加熱温度及び還元雰囲気を変化させて実施した。そ
して、この後、実施例１と同一の条件において、この上
にＡｌ−ＣＶＤを実施し、Ａｌ堆積の良否を調べた。
【００２３】この結果を図２に示す。なお、Ａｌ堆積の
良否については、検査用基板上にＡｌの連続膜が形成さ
れた場合に「良」と判断し、不連続の場合には「否」と
して判断した。
良否については、検査用基板上にＡｌの連続膜が形成さ
れた場合に「良」と判断し、不連続の場合には「否」と
して判断した。
【００２４】この結果より、形成された酸化アルミニウ
ム（自然酸化膜）の膜厚が、２０オングストロームの場
合であっても、還元ガス雰囲気下において、検査用基板
を１００℃以上に加熱して清浄化処理を実施した場合、
或いは、プラズマ処理を実施した場合には、この後のＣ
ＶＤにおいて、この上にＡｌが堆積することが確認でき
た。したがって、還元ガス雰囲気下で基板を加熱する場
合、加熱温度としては、Ａｌの融点を考慮して、１００
℃〜５５０℃程度の範囲が好ましいといえる。
ム（自然酸化膜）の膜厚が、２０オングストロームの場
合であっても、還元ガス雰囲気下において、検査用基板
を１００℃以上に加熱して清浄化処理を実施した場合、
或いは、プラズマ処理を実施した場合には、この後のＣ
ＶＤにおいて、この上にＡｌが堆積することが確認でき
た。したがって、還元ガス雰囲気下で基板を加熱する場
合、加熱温度としては、Ａｌの融点を考慮して、１００
℃〜５５０℃程度の範囲が好ましいといえる。
【００２５】また、酸化アルミニウムの膜厚が２０オン
グストローム程度になると、このような清浄化処理を実
施しない場合には、Ａｌが堆積しないことも確認でき
た。
グストローム程度になると、このような清浄化処理を実
施しない場合には、Ａｌが堆積しないことも確認でき
た。
【００２６】＜実施例３＞また、他の実施例を添付図面
に基づいて工程順に説明する。この実施例は、清浄化処
理の一部に、塩素を含むガス雰囲気中でプラズマエッチ
ングを施す処理を含む場合の例である。
に基づいて工程順に説明する。この実施例は、清浄化処
理の一部に、塩素を含むガス雰囲気中でプラズマエッチ
ングを施す処理を含む場合の例である。
【００２７】まず、下層デバイス層２上に下層Ａｌ配線
４を形成した後、酸化シリコン膜などによる層間絶縁膜
６を形成する（図３（ａ））。
４を形成した後、酸化シリコン膜などによる層間絶縁膜
６を形成する（図３（ａ））。
【００２８】次に、フォトリソグラフィーを用いてレジ
ストパターンを形成し、フッ素系の混合ガスを用いたド
ライエッチングによりヴィア孔６ａを開孔し、この後レ
ジストパターンを除去する（図３（ｂ））。この際、ヴ
ィア孔６ａの底に露出した下層Ａｌ配線４の表面には、
自然酸化膜４ａが形成されており、また、層間絶縁膜６
の表面には変質層６ｂが形成され、レジスト残りなどの
汚染物８も付着している。
ストパターンを形成し、フッ素系の混合ガスを用いたド
ライエッチングによりヴィア孔６ａを開孔し、この後レ
ジストパターンを除去する（図３（ｂ））。この際、ヴ
ィア孔６ａの底に露出した下層Ａｌ配線４の表面には、
自然酸化膜４ａが形成されており、また、層間絶縁膜６
の表面には変質層６ｂが形成され、レジスト残りなどの
汚染物８も付着している。
【００２９】次に、この半導体基板にＲＩＥを施すた
め、この基板を所定の収容装置内に配設し、塩素系のガ
スとしてＢＣｌ3 を８０ｓｃｃｍ、Ａｒを２０ｓｃｃ
ｍ、それぞれ収容装置内に導入し、全圧０．１Ｔｏｒｒ
でプラズマエッチングを施す。これによって、ヴィア孔
６ａ底部の自然酸化膜４ａは除去される。さらに、プラ
ズマエッチングによって層間絶縁膜６の表面側が除去さ
れ、層間絶縁膜６表面の変質層６ｂおよびその表面上に
残っている汚染物８が取り除かれる。この清浄化処理に
よって、ヴィア孔６ａ底部に清浄なＡｌが露出するが、
この清浄なＡｌ表面は極めて活性で酸化され易く、この
直後に再び自然酸化膜４ａが形成される。また、この工
程によって、層間絶縁膜６の表面には、塩素１０が残留
することとなる（図２（ｃ））。
め、この基板を所定の収容装置内に配設し、塩素系のガ
スとしてＢＣｌ3 を８０ｓｃｃｍ、Ａｒを２０ｓｃｃ
ｍ、それぞれ収容装置内に導入し、全圧０．１Ｔｏｒｒ
でプラズマエッチングを施す。これによって、ヴィア孔
６ａ底部の自然酸化膜４ａは除去される。さらに、プラ
ズマエッチングによって層間絶縁膜６の表面側が除去さ
れ、層間絶縁膜６表面の変質層６ｂおよびその表面上に
残っている汚染物８が取り除かれる。この清浄化処理に
よって、ヴィア孔６ａ底部に清浄なＡｌが露出するが、
この清浄なＡｌ表面は極めて活性で酸化され易く、この
直後に再び自然酸化膜４ａが形成される。また、この工
程によって、層間絶縁膜６の表面には、塩素１０が残留
することとなる（図２（ｃ））。
【００３０】次に、収容装置内に、水素或いは水素化物
などの還元性ガスを導入して、この収容装置内に還元性
ガス雰囲気を形成する。そして、この収容装置内に配設
された半導体基板を２５０℃程度に加熱する。このよう
に還元性ガス雰囲気下で加熱することにより、この自然
酸化膜４ａが還元されて除去される。また、残留した塩
素１０が水素と反応して、ＨＣｌガスとして除去され
（図２（ｄ））、層間絶縁膜６の表面が清浄化される。
などの還元性ガスを導入して、この収容装置内に還元性
ガス雰囲気を形成する。そして、この収容装置内に配設
された半導体基板を２５０℃程度に加熱する。このよう
に還元性ガス雰囲気下で加熱することにより、この自然
酸化膜４ａが還元されて除去される。また、残留した塩
素１０が水素と反応して、ＨＣｌガスとして除去され
（図２（ｄ））、層間絶縁膜６の表面が清浄化される。
【００３１】また、この清浄化処理としては、この半導
体基板を、このような還元性ガス雰囲気下でプラズマ処
理を施すことも可能である。この場合には、基板温度の
加熱は不要であり、特に温度は限定されない。
体基板を、このような還元性ガス雰囲気下でプラズマ処
理を施すことも可能である。この場合には、基板温度の
加熱は不要であり、特に温度は限定されない。
【００３２】次に、このような加熱処理を施した加熱半
導体基板に対し、ＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウムハイ
ドライド）とＨ2 とを用いた選択ＣＶＤ法により、ヴィ
ア孔６ａ内へＡｌを堆積させ、Ａｌプラグ１２を形成す
る。この場合、ＤＭＡＨはＨ2 によってバブリングさせ
て供給している。成膜条件は、基板温度を２１０℃、収
容装置内の全圧を２．０Ｔｏｒｒ、ＤＭＡＨ分圧を３４
ｍＴｏｒｒ、キャリアＨ2 ガス流量を５００ｓｃｃｍと
した。この際、層間絶縁膜６表面には、残留塩素が存在
しないため、この部分へのＡｌ堆積は全く認められず、
ヴィア孔６ａ内にのみ堆積しており、極めて良好な選択
性が得られた（図２（ｅ））。
導体基板に対し、ＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウムハイ
ドライド）とＨ2 とを用いた選択ＣＶＤ法により、ヴィ
ア孔６ａ内へＡｌを堆積させ、Ａｌプラグ１２を形成す
る。この場合、ＤＭＡＨはＨ2 によってバブリングさせ
て供給している。成膜条件は、基板温度を２１０℃、収
容装置内の全圧を２．０Ｔｏｒｒ、ＤＭＡＨ分圧を３４
ｍＴｏｒｒ、キャリアＨ2 ガス流量を５００ｓｃｃｍと
した。この際、層間絶縁膜６表面には、残留塩素が存在
しないため、この部分へのＡｌ堆積は全く認められず、
ヴィア孔６ａ内にのみ堆積しており、極めて良好な選択
性が得られた（図２（ｅ））。
【００３３】以上説明した実施例において、Ａｌの再酸
化や層間絶縁膜の汚染を防止するため、図１（ｃ）〜
（ｅ）の工程、及び、図３（ｃ）〜（ｅ）の工程は、大
気に晒すことがないように、同一の収容装置内で実施す
るか、或いは、ＲＩＥ−搬送−ＣＶＤを所定の真空雰囲
気下で一貫して実施することが望ましい。
化や層間絶縁膜の汚染を防止するため、図１（ｃ）〜
（ｅ）の工程、及び、図３（ｃ）〜（ｅ）の工程は、大
気に晒すことがないように、同一の収容装置内で実施す
るか、或いは、ＲＩＥ−搬送−ＣＶＤを所定の真空雰囲
気下で一貫して実施することが望ましい。
【００３４】また、選択ＣＶＤ法で使用する有機金属ガ
スとしてＤＭＡＨを例示したが、この他にも、ＴＭＡ
（トリメチルアルミニウム），ＴＩＢＡ（トリイソブチ
ルアルミニウム）などを使用することも可能である。
スとしてＤＭＡＨを例示したが、この他にも、ＴＭＡ
（トリメチルアルミニウム），ＴＩＢＡ（トリイソブチ
ルアルミニウム）などを使用することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるア
ルミニウム配線の形成方法によれば、ヴィア孔底部に形
成された酸化アルミニウムに対し、還元性ガスを含む雰
囲気下で、加熱処理、或いは、プラズマ処理を施すと、
このＡｌ酸化物が還元されて除去されるため、この後の
選択ＣＶＤにおいて、Ａｌを良好に堆積させることがで
きる。
ルミニウム配線の形成方法によれば、ヴィア孔底部に形
成された酸化アルミニウムに対し、還元性ガスを含む雰
囲気下で、加熱処理、或いは、プラズマ処理を施すと、
このＡｌ酸化物が還元されて除去されるため、この後の
選択ＣＶＤにおいて、Ａｌを良好に堆積させることがで
きる。
【００３６】また、従来のように高価な高性能排気装置
を用いて高真空雰囲気を形成する事なく、自然酸化膜の
成膜を防止できるため、製造コストを低減することがで
きる。
を用いて高真空雰囲気を形成する事なく、自然酸化膜の
成膜を防止できるため、製造コストを低減することがで
きる。
【００３７】さらに、前処理として、塩素系ガス雰囲気
下でプラズマエッチングを実施した場合には、層間絶縁
膜表面に塩素が残留するが、還元性ガス雰囲気下で加熱
処理、或いは、プラズマ処理を施すことにより、この残
留塩素を除去することができる。したがって、この後、
Ａｌ−ＣＶＤによってヴィア孔の埋め込みを実施した場
合にも、良好な選択性を得ることが可能となる。
下でプラズマエッチングを実施した場合には、層間絶縁
膜表面に塩素が残留するが、還元性ガス雰囲気下で加熱
処理、或いは、プラズマ処理を施すことにより、この残
留塩素を除去することができる。したがって、この後、
Ａｌ−ＣＶＤによってヴィア孔の埋め込みを実施した場
合にも、良好な選択性を得ることが可能となる。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、実施例１にかかるアルミニ
ウム配線の形成方法を順に示す工程図である。
ウム配線の形成方法を順に示す工程図である。
【図２】実施例２の測定結果を示す図表である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、実施例３にかかるアルミニ
ウム配線の形成方法を順に示す工程図である。
ウム配線の形成方法を順に示す工程図である。
２…下層デバイス層、４…下層Ａｌ配線、４ａ…自然酸
化膜、６…層間絶縁膜、６ａ…ヴィア孔、６ｂ…変質
層、８…汚染物、１０…塩素（残留塩素）、１２…Ａｌ
プラグ（プラグ材料）。
化膜、６…層間絶縁膜、６ａ…ヴィア孔、６ｂ…変質
層、８…汚染物、１０…塩素（残留塩素）、１２…Ａｌ
プラグ（プラグ材料）。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/768 8826−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/90 Ａ (72)発明者 河野 有美子 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 太田 与洋 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内
Claims (4)
- 【請求項１】 アルミニウム配線上の層間絶縁膜にヴィ
ア孔を形成し、このヴィア孔の底部に前記アルミニウム
配線を露出させる第１工程と、 前記ヴィア孔底部におけるアルミニウム配線の露出表面
に形成された酸化アルミニウムを、エッチングし除去す
る第２工程と、 前記ヴィア孔底部におけるの露出表面に形成された酸化
アルミニウムに対して還元処理を施し、この酸化アルミ
ニウムを除去する第３工程と、 この第３工程を経た前記ヴィア孔内に、化学気相成長法
によって、アルミニウムを含むプラグ材料を選択的に堆
積させる第４工程と、 を有することを特徴とするアルミニウム配線の形成方
法。 - 【請求項２】 前記第３工程の還元処理は、前記アルミ
ニウム配線の露出表面に形成された酸化アルミニウム
を、還元性ガス雰囲気下で加熱することを特徴とする請
求項１記載のアルミニウム配線の形成方法。 - 【請求項３】 前記第３工程の還元処理は、前記アルミ
ニウム配線の露出表面に形成された酸化アルミニウムに
対し、還元性ガス雰囲気下においてプラズマ処理を施す
ことを特徴とする請求項１記載のアルミニウム配線の形
成方法。 - 【請求項４】 前記第２工程で実施する酸化アルミニウ
ムの除去は、塩素を含むガス雰囲気下でプラズマエッチ
ングを施すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
１項に記載のアルミニウム配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16367293A JPH0722417A (ja) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | アルミニウム配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16367293A JPH0722417A (ja) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | アルミニウム配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722417A true JPH0722417A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15778405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16367293A Pending JPH0722417A (ja) | 1993-07-01 | 1993-07-01 | アルミニウム配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722417A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100557963B1 (ko) * | 2004-07-23 | 2006-03-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 세정방법 |
| KR100800728B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2008-02-01 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| JP2012216850A (ja) * | 2012-06-04 | 2012-11-08 | Dainippon Printing Co Ltd | 電磁波遮蔽フィルタ、多機能フィルタ及び画像表示装置 |
| US20210325337A1 (en) * | 2018-08-17 | 2021-10-21 | Life Technologies Corporation | Method of forming ion sensors |
-
1993
- 1993-07-01 JP JP16367293A patent/JPH0722417A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100557963B1 (ko) * | 2004-07-23 | 2006-03-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 세정방법 |
| KR100800728B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2008-02-01 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| JP2012216850A (ja) * | 2012-06-04 | 2012-11-08 | Dainippon Printing Co Ltd | 電磁波遮蔽フィルタ、多機能フィルタ及び画像表示装置 |
| US20210325337A1 (en) * | 2018-08-17 | 2021-10-21 | Life Technologies Corporation | Method of forming ion sensors |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7371680B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JP2001168075A (ja) | 基板誘電層プレクリーニング方法 | |
| KR100259692B1 (ko) | 매립형 접촉 구조를 가진 반도체 장치의 제조 방법 | |
| US6693040B2 (en) | Method for cleaning the contact area of a metal line | |
| US6979633B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JP2003282571A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0722417A (ja) | アルミニウム配線の形成方法 | |
| JP3270196B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH0722416A (ja) | アルミニウム配線の形成方法 | |
| KR20070042887A (ko) | 피쳐 제한부들을 형성하는 방법 | |
| US6329294B1 (en) | Method for removing photoresist mask used for etching of metal layer and other etching by-products | |
| JP4662943B2 (ja) | コンタクトの形成中、コンタクトホール幅の増大を防ぐ方法 | |
| JP2001053023A (ja) | 半導体装置の製造方法及び製造装置 | |
| US7442639B2 (en) | Method of forming plug of semiconductor device | |
| JPH08111420A (ja) | 半導体装置の製造方法及び製造装置 | |
| US6599841B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
| JPH0722418A (ja) | アルミニウム配線の形成方法 | |
| JP2799471B2 (ja) | 減圧処理装置 | |
| JPH1022379A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH05267207A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH11204455A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06224150A (ja) | 多層配線構造の形成方法 | |
| JP2917929B2 (ja) | 金属薄膜の形成方法 | |
| JP2772416B2 (ja) | 成膜方法 | |
| JPH01204449A (ja) | Ｖｌｓｉ用銅配線方法 |