JPH08181212A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バリア性が高くかつＴｉＮ膜剥離に対する耐
性が高いバリアメタルを有する半導体装置およびその製
造方法を提供することを目的とする。 【構成】 コリメーションスパッタ法により形成したＴ
ｉ膜を大気に晒すことなくアニール処理を行って窒化Ｔ
ｉＮ膜２３を形成し、その上に反応性スパッタ法により
反応性スパッタＴｉＮ膜２４を形成して、窒化ＴｉＮ膜
２３と反応性スパッタＴｉＮ膜２４からなる２層構造の
バリアメタル２６を形成する。未反応ＴｉがないのでＷ
Ｆ₆ と反応せずＴｉＮ膜剥離が防げ、２層構造なのでバ
リア性が高まる。また、窒化ＴｉＮ膜２３を酸素処理し
て結晶粒界に酸素が析出させてさらにバリア性を高めて
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、メタルプラグを含み
多層配線構造を有する半導体装置およびその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に上層配線と下層配線の接続にはス
パッタ法で形成したＡｌ合金が用いられているが、コン
タクトホールのアスペクト比（コンタクトホール径に対
する深さの比）が２以上大きくなるとコンタクトホール
底およびコンタクトホール側壁での膜厚が薄くなり信頼
上問題になる。そこでガバレッジの良好なメタルＣＶＤ
法を用いてコンタクトホール埋め込みと配線の形成を同
時に行う配線プロセスや、メタル形成後にエッチバック
を行うプラグプロセスが、０．５μｍルール以降の微細
化の進んだデバイスで主流となりつつある。

【０００３】メタルＣＶＤ法の中でもＷＦ₆ ，Ｈ₂ ガス
を用いたＷ（タングステン）−ＣＶＤ法がよく用いられ
ているが、このＷ−ＣＶＤ法の特徴として ・基板とＳｉとＷＦ₆ との反応を防止するバリアメタル
が必要である ・酸化膜との密着性が悪いため密着層が必要である ・応力（ストレス）が強い が挙げられ、バリアメタル兼密着層としてスパッタ法で
形成したＷ，ＴｉＷ，ＴｉＮ等が用いられている。特に
ＴｉＮはバリアメタルとして優れており広く用いられて
いる。バリアメタルとして機能させるためにある程度の
膜厚が必要であるが、前述のようにスパッタ膜は高アス
ペクト比のコンタクトホールでのカバレッジが悪いため
スパッタされた粒子をコントロールしてコンタクトホー
ルに対して垂直な成分のみとする指向性スパッタ（コリ
メーションスパッタ）法と組み合わせて使用されること
が多い。指向性スパッタ法として、ターゲットとウエハ
間にコリメータと呼ばれるハニカム構造の集合体を設置
する方法とターゲットとウエハ間の距離を大きくして指
向性を持たせる方法がある。コリメーションスパッタ法
の特有の短所として、コンタクトホール側壁での膜厚が
通常のスパッタ法より薄くなることが挙げられる。例え
ば、図５はコンタクトホールにおいて絶縁膜の上にコリ
メーションスパッタ法で形成された膜のカバレッジのシ
ュミレーション結果を示す図であり、横軸および縦軸は
それぞれ横方向および縦方向の長さ（厚み）をμｍで表
し、絶縁膜上の膜は点線で表されている。矢印で示され
るように、コンタクトホール側壁上部に３４オングスト
ロームと極端に膜厚の薄い部分があることがわかる。

【０００４】一方、実際にはＳｉ基板に形成された拡散
層に接続するため、Ｓｉ上の自然酸化膜を還元する目的
でＴｉ膜を先に形成後、ＴｉＮ膜を連続形成している。
このＴｉ膜も自然酸化膜を還元しかつ低抵抗なＴｉＳｉ
_x 膜をある程度の膜厚で形成するためコリメーションス
パッタ法で形成されるが、その特性はＴｉＮとは異なり
反応性に富む金属である。従って以下に説明する欠点を
有する。図６（ａ）〜（ｃ）はコンタクトホールの上端
部の断面図であり、８は絶縁膜、１６は反応してないＴ
ｉ（未反応Ｔｉ）、１７はＴｉＮ膜、１８は膜厚の薄い
部分、１９は空間、２０はＷ膜である。ＴｉＮ膜１７の
下に未反応Ｔｉ１６がある場合（図６（ａ））、ＴｉＮ
膜の薄い部分１８からＷ−ＣＶＤ法の材料ガスであるＷ
Ｆ₆ が侵入し、ＷＦ₆ と未反応Ｔｉ１６が反応してＴｉ
Ｆ_x が生成し気化し、絶縁膜８とＴｉＮ膜１７の間が空
間１９となる（図６（ｂ））。この状態で応力の強いＷ
膜２０が形成されるため、ＴｉＮ膜１７が剥離する問題
が発生していた（図６（ｃ））。

【０００５】この不良を防止するため、従来の半導体装
置では、ＴｉＮ膜の膜厚を厚くし、または／および、Ｔ
ｉＮ／Ｔｉ膜形成後高温で熱処理して全てのＴｉを反応
させていた。しかしながら、ＴｉＮ膜の膜厚を厚くする
と、厚い膜厚により処理能力が低下し、オーバーハング
が大きくなりメタルＣＶＤ時にボイドができると共に熱
処理により全てのＴｉを反応させると、以下に説明する
不都合が生じる。図７（ａ），（ｂ）はコンタクトホー
ル底部の断面図であり、２は活性層、８は絶縁膜、９は
コンタクトホール、２１はＴｉＳｉ_x 層、２５はＴｉＮ
／Ｔｉ膜、２８は凝集したＴｉＳｉ_x 層である。活性層
２のＳｉとＴｉが反応してＴｉＳｉ_x 層２１が形成する
と、ＴｉＳｉ_xと活性層２の接触抵抗はＴｉＮと活性層
２の接触抵抗より小さいため、コンタクト抵抗が低抵抗
化するが（図７（ａ））、高温熱処理するとＴｉＳｉ_x
層２１は凝集してＴｉＳｉ_x 層２８となり、ＴｉＮ／Ｔ
ｉ膜２５と活性層２の接触面が増加し抵抗が高くなる
（図７（ｂ））。

【０００６】図８および図９は従来の半導体装置の一例
を示す断面図であり、１は半導体基板、２は活性層、３
は活性層２を分離するためのシリコン酸化膜（以下、分
離酸化膜という）、４はゲート酸化膜、５は多結晶シリ
コン（PolyＳｉ）層、６はタングステンシリサイド（Ｗ
Ｓｉ）層、７はサイドウォール、１３は第一の配線膜、
８は第一の配線膜１３を被覆するように形成された絶縁
膜、９は絶縁膜８に形成され活性層２や第一の配線膜１
３に接続するためのコンタクトホール、１０はＴｉ膜、
１１はＴｉＮ膜、１２はＷ膜、１４はバリアメタル、１
５は金属膜の第二の配線膜である。第一の配線膜１３は
多結晶シリコン層５およびタングステンシリサイド層６
からなり、第二の配線膜１５はバリアメタル１４および
Ｗ膜１２からなる。コンタクトホール９はバリアメタル
１４とＷ膜１２で埋め込まれている。

【０００７】次に図８の構造の半導体装置の製造方法を
図９（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。まず、半導体基
板１をＬＯＣＯＳ法（Local Oxidation of Silicon）で
選択的に５０００オングストローム程度酸化し分離酸化
膜３を形成する。次にゲート酸化膜４となるシリコン酸
化膜を熱酸化法で１００オングストローム形成後、ＣＶ
Ｄ法で不純物、例えばリンをドープした５００オングス
トローム程度の多結晶シリコン層５とスパッタ法で５０
０オングストローム程度のタングステンシリサイド層６
の二層構造からなる金属膜を形成し、写真製版工程、加
工工程を経て第一の配線膜１３とする。この後、イオン
注入法で不純物、例えばリン、砒素、ボロンを注入し、
８５０〜９００℃の熱処理工程を経て活性化し半導体基
板１中に活性層２を形成する。続いて減圧ＣＶＤ法でシ
リコン酸化膜を１０００オングストローム程度の膜厚に
成膜し、全面エッチングして第一の配線膜１３にサイド
ウォール７を形成する。以上の工程を経てトランジス
タ、抵抗等の能動素子、受動素子が形成される。この
後、減圧ＣＶＤ法や常圧ＣＶＤ法で絶縁膜８を１０００
０オングストローム程度形成する。次に、写真製版工
程、加工工程を経て活性層２や第一の配線膜１３へのコ
ンタクトホール９を形成する（図９（ａ））。

【０００８】さらに、Ｔｉ膜１０、ＴｉＮ膜１１の順に
コリメーションスパッタ法で連続的に金属膜を形成す
る。Ｔｉ膜１０の膜厚は３００オングストロームで形成
条件はＡｒ：２ｍＴｏｒｒ、ＲＦパワー：１１ｋＷであ
る。また、ＴｉＮ膜１１の膜厚は１０００オングストロ
ームで形成条件は４ｍＴｏｒｒ、Ａｒ／Ｎ₂ ガス比：
１、ＲＦパワー：１１ｋＷである。この後、ランプアニ
ールでＲＴＡ（Rapid Thermal Anneal）しＴｉとＳｉを
反応させてシリサイド化するとともにＴｉＮ膜の膜質を
改善する。アニール条件はＮ₂ 雰囲気で８００℃である
（図９（ｂ））。このようにして、Ｔｉ膜１０、ＴｉＮ
膜１１からバリアメタル１４が形成される。

【０００９】続いて、ＣＶＤ法でＷ膜１２を５０００オ
ングストローム程度の膜厚に形成する。形成条件はシラ
ン還元、水素還元の２ステップで、前者はＷＦ₆ ／Ｓｉ
Ｈ₄＝５／７ｓｃｃｍ、４５０℃、３Ｔｏｒｒで、後者
はＷＦ₆ ／Ｈ₂ ＝７５／５００ｓｃｃｍ、４５０℃、８
０Ｔｏｒｒである。この後、写真製版工程、加工工程を
経て第二の配線膜１５が形成される（図９（ｃ））。

【００１０】この後、所定の処理を経て図８に示す半導
体装置が完成する。

【００１１】特開平２−１１９２９号公報には、コンタ
クトホールにスパッタ法によりＴｉ膜を形成した後熱処
理を行い、ついで反応性スパッタ法によりＴｉＮ膜を形
成する方法が示されている。しかしながら、Ｔｉ膜をコ
リメーションスパッタ法で形成することおよびＴｉ膜形
成後真空保管したままアニール処理を行うことは示され
ていない。特開平５−１６００７０号公報には、コンタ
クトホールにスパッタ法によりＴｉ膜を形成した後熱処
理を行ってＴｉＮ膜を形成し、タングステンプラグ形成
時のＴｉＮ膜の剥離防止をＣＶＤタングステンのデポジ
ション速度制御により行うことが示されている。しかし
ながら、ＴｉＮ膜形成後にさらに反応性スパッタ法によ
りＴｉＮ膜を形成してなく、バリアメタルはＴｉＮ膜の
２層構造ではない。また、Ｔｉ膜を真空搬送しアニール
処理を行うことが示されていない。特開平４−２７１６
３号公報には、Ｔｉ膜形成の途中に酸素ガスを導入し
て、バリア層の中間部に粒界拡散を防止する酸素含有層
を形成することが示されている。しかしながら、この酸
素含有層はアルミ合金と基板との拡散防止するための層
と限定しており、ＣＶＤ法によるＷを用いたプラグプロ
セスに限定されていない。また、スパッタの途中にチャ
ンバーに酸素を導入して酸化を行っており、酸素処理は
別処理として行っていない。さらに、この文献に示され
る方法は、コリメーションスパッタ法を用いてなく、Ｔ
ｉ膜形成後の熱処理も行っていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているので、バリアメタル１４のバ
リア性を向上させるためにＴｉＮ膜１１の膜厚を厚くす
るため、処理能力が低下し、メタルＣＶＤ時にボイドが
できる等の問題点があった。また、ＴｉとＷＦ₆との反
応によるＴｉＮ膜の剥離を防ぐために全てのＴｉを反応
させているのでＴｉＳｉ_x 膜２８が凝集するため、抵抗
が高くなるなどの問題点があった。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、基板のＳｉとＷＦ₆ の反応を防
止するバリア性の高いバリアメタルを有する半導体装置
およびその製造方法を得ることを目的とする。またこの
発明は、ＴｉＮ膜剥離に対する耐性の高いバリアメタル
を有する半導体装置およびその製造方法を得ることを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る半
導体装置の製造方法は、コリメーションスパッタ法によ
りＴｉ膜を形成するステップと、前記Ｔｉ膜を大気に晒
すことなく真空下でアニール処理を行い窒化ＴｉＮ膜を
形成するステップと、窒化ＴｉＮ膜の上に反応性スパッ
タ法により反応性スパッタＴｉＮ膜を形成するステップ
とを有し、バリアメタルが窒化ＴｉＮ膜と反応性スパッ
タＴｉＮ膜からなるものである。

【００１５】請求項２の発明に係る半導体装置の製造方
法は、反応性スパッタＴｉＮ膜をアニール処理するもの
である。

【００１６】請求項３の発明に係る半導体装置の製造方
法は、窒化ＴｉＮ膜を酸素処理した後反応性スパッタＴ
ｉＮ膜を形成するものである。

【００１７】請求項４の発明に係る半導体装置は、バリ
アメタルが直接窒化により形成された窒化ＴｉＮ膜と反
応性スパッタ法により形成された反応性スパッタＴｉＮ
膜からなり、窒化ＴｉＮ膜と反応性スパッタＴｉＮ膜と
の結晶粒界に酸素が析出しているものである。

【００１８】

【作用】請求項１の発明における半導体装置の製造方法
は、Ｔｉ膜を形成後大気に晒すことなくアニール処理を
行い、ＴｉＮ膜剥離の原因となる未反応Ｔｉを残さずに
窒化ＴｉＮ膜を形成する。また、窒化ＴｉＮ膜の上にさ
らに反応性スパッタＴｉＮ膜を形成して、窒化ＴｉＮ膜
と反応性スパッタＴｉＮ膜の２層構造のバリアメタルを
形成する。

【００１９】請求項２の発明における半導体装置の製造
方法は、反応性スパッタＴｉＮ膜をアニール処理してバ
リア性を高める。

【００２０】請求項３の発明における半導体装置の製造
方法は、窒化ＴｉＮ膜を酸素処理して粒界拡散を防止す
る酸素を析出させてから反応性スパッタＴｉＮ膜を形成
している。

【００２１】請求項４の発明における半導体装置は、バ
リアメタルが大気に晒すことなく真空下でＴｉ膜をアニ
ール処理して形成した窒化ＴｉＮ膜と反応性スパッタ法
により形成した反応スパッタＴｉＮ膜からなり、ＴｉＮ
膜剥離の原因となる未反応Ｔｉを残さない。また、窒化
ＴｉＮ膜と反応性スパッタＴｉＮ膜との結晶粒界には粒
界拡散を防止する酸素が析出している。

【００２２】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１による半導体装置を示
す断面図、図２は図１の半導体装置から取り出した一つ
のコンタクトホール部の断面図であり、従来技術である
図７，図８および図９に示した相当部分には同一符号を
付しその説明を省略する。図において、２３はＴｉを直
接窒化して形成した窒化ＴｉＮ膜、２４は窒素雰囲気で
Ｔｉをスパッタし気相中で反応させて形成した反応性ス
パッタＴｉＮ膜、２６はバリアメタル、２７は第二の配
線膜である。バリアメタル２６は窒化ＴｉＮ膜２３と反
応性スパッタＴｉＮ膜２４からなり、第二の配線膜２７
はバリアメタル２６とＷ膜（プラグ）１２からなる。

【００２３】図３（ａ）〜（ｄ）を用いてこの発明の一
実施例の半導体装置の製造方法を示す。ここでは一つの
コンタクトホールに注目してその製造方法を説明する。
コンタクトホール９を形成するまでは従来の製造方法と
同じであるため省略する。

【００２４】まず、コンタクトホール９をレジストマス
クを用いてエッチングした後レジストを除去し、硫酸／
過酸化水素水の混合液および純水で希釈したフッ酸水で
前処理を行う。その後、コリメーションスパッタ法でＴ
ｉ膜２２を３００オングストローム形成する（図３
（ａ））。スパッタ条件はＡｒ：２ｍＴｏｒｒ、ＤＣパ
ワー：１１ｋＷである。

【００２５】次に、大気に晒すことなく１Ｅ−９Ｔｏｒ
ｒに保たれた搬送室を介してアニールチャンバーに移し
アニール処理を行う。処理条件はＮ₂ もしくはＮＨ₃ 雰
囲気で温度は６５０〜７００℃である。真空搬送するこ
とでＴｉ膜２２の表面に窒化を阻害する酸化膜が形成さ
れず、シリサイド反応、窒化反応の両方が進行するため
Ｔｉは完全に反応し、ＴｉＳｉ_x 層２１，窒化ＴｉＮ膜
２３が形成される（図３（ｂ））。

【００２６】この後、再び大気に晒すことなく反応性ス
パッタ法で反応性スパッタＴｉＮ膜２４を５００オング
ストローム形成し、窒化ＴｉＮ膜２３と反応性スパッタ
ＴｉＮ膜２４でバリアメタル２６を形成する（図３
（ｃ））。スパッタ条件は４ｍＴｏｒｒ，Ａｒ／Ｎ₂ ガ
ス比：１，ＤＣパワー：１１ｋＷである。

【００２７】この後、ＣＶＤ法でＷ膜１２を５０００オ
ングストローム程度の膜厚に形成し、写真製版工程、加
工工程を経て、第二の配線膜２７が形成される（図３
（ｄ））。

【００２８】ＴｉＮ膜の剥離は上記のように未反応のＴ
ｉを残さないようにすれば防止できるが、活性層２のＳ
ｉとＷＦ₆ の反応防止のためには直接窒化により形成し
た窒化ＴｉＮ膜だけでなくさらにバリアメタルが必要で
ある。このとき、この発明ではＴｉＮ膜を従来より薄膜
化することができる。これを図４（ａ），（ｂ）を用い
て説明する。図４（ａ），（ｂ）はコンタクトホールの
壁の部分断面図であり、図において２は活性層、２１は
ＴｉＳｉ_x 層、２３は直接窒化により形成した窒化Ｔｉ
Ｎ膜、２４は反応性スパッタ法により形成した反応性ス
パッタＴｉＮ膜、３７は酸素、３８はＷＦ₆ である。反
応性スパッタＴｉＮ膜２４は柱状結晶をしており粒界拡
散によりＷＦ₆ ３８が移動する（図４（ａ））。従っ
て、反応性スパッタＴｉＮ膜２４だけの単層の場合はあ
る程度の膜厚が必要である。しかしながら、この発明の
実施例のように窒化ＴｉＮ膜２３と反応性スパッタＴｉ
Ｎ膜２４の２層構造にすれば結晶粒界が分断されるため
ＷＦ₆ の粒界拡散に対する阻止能が高くなり薄膜化が可
能となる（図４（ｂ））。

【００２９】上記実施例ではＷ配線プロセスの例を示し
たが、ＣＶＤ法によるＷ膜形成後エッチバックし、さら
にＡｌもしくはＡｌを主とするＡｌ合金をスパッタして
第二の配線膜とするＷプラグプロセスにおいても、同様
の効果が得られる。また、第二の配線膜上にさらに配線
膜を形成する多層配線でもよい。さらに、上記実施例で
はＣＶＤ法で形成する金属膜としてＷの例を示したがＴ
ｉＮ，Ａｌ，ＷＳｉその他金属膜であってもよい。最上
層のＴｉＮ膜は反応性スパッタＴｉＮ膜の例を示したが
ＣＶＤ法によるＴｉＮ膜（ＣＶＤ−ＴｉＮ膜）でもよ
い。

【００３０】実施例２．実施例１ではコリメーションス
パッタ法で反応性スパッタＴｉＮ膜２４を形成した後、
ＣＶＤ法でＷ膜１２を形成する製造方法について示した
が、反応性スパッタＴｉＮ膜２４形成後にアニール処理
を施せばさらにバリア性が高くなり、工程が増加するも
ののＴｉＮ膜の膜圧の薄膜化つまり処理時間の短縮、生
産性の向上が可能となる。アニール処理条件はＴｉＳｉ
_x 膜の凝集が生じない温度、６００〜７５０℃でＮ₂ も
しくはＮＨ₃ 単体またはそれらの混合雰囲気である。

【００３１】実施例３．実施例１ではコリメーションス
パッタ法によるＴｉ膜２２の形成、ランプアニール処
理、コリメーションスパッタ法による反応性スパッタＴ
ｉＮ膜２４の形成の一連のプロセスを大気に晒すことな
く連続して行う製造方法について示したが、コリメーシ
ョンスパッタ法によるＴｉ膜２２の形成、ランプアニー
ル処理を大気に晒すことなく連続処理した後、酸素処理
を行い、その後コリメーションスパッタ法もしくは通常
スパッタ法で反応性スパッタＴｉＮ膜２４を形成でき
る。

【００３２】図４（ｃ）はこの発明の実施例３による半
導体装置のコンタクトホールの部分断面図であり、図に
おいて、３７は酸素である。窒化ＴｉＮ膜２３形成後、
酸素処理を施し窒化ＴｉＮ膜２３表面に酸素３７を吸着
させた後、反応性スパッタＴｉＮ膜２４を形成すること
で、酸素３７が窒化ＴｉＮ膜２３，反応性スパッタＴｉ
Ｎ膜２４の粒界に析出し、ＷＦ₆ ３８の粒界拡散を防止
しＴｉＮ剥離を防止する。酸素処理として、アニール処
理後、１００℃程度までクーリングした後、大気に晒す
だけでよくこの温度ではＴｉＮの酸化は進行しない。さ
らに効果を高めるため酸素プラズマに晒してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、Ｔｉ膜を形成後大気に晒すことなくアニール処理を
行い窒化ＴｉＮ膜を形成するように構成したので、未反
応Ｔｉが残ることなく、ＣＶＤ法によりＷ膜を形成する
とき、ＴｉとＷＦ₆ が反応しないので、ＴｉＮ膜の剥離
を防止できる効果がある。また、窒化ＴｉＮ膜の上に反
応性スパッタＴｉＮ膜を形成してバリアメタルの構造を
窒化ＴｉＮ膜／反応性スパッタＴｉＮ膜の２層構造にす
るためバリア性を向上でき、信頼性の高い半導体装置を
得られる効果がある。

【００３４】請求項２の発明によれば、反応性スパッタ
ＴｉＮ膜をアニール処理するように構成したので、バリ
ア性を向上できる効果がある。

【００３５】請求項３の発明によれば、窒化ＴｉＮ膜を
酸素処理するように構成したので、結晶粒界に酸素が析
出し、ＷＦ₆ の粒界拡散をさらに防止しバリア性を向上
できる効果がある。

【００３６】請求項４の発明によれば、バリアメタルが
大気に晒すことなく真空下でアニール処理をして形成し
た窒化ＴｉＮ膜と反応性スパッタ法により形成した反応
スパッタＴｉＮ膜からなるように構成したので、未反応
Ｔｉが残らずＴｉＮ膜の剥離を防げる効果がある。ま
た、窒化ＴｉＮ膜と反応性スパッタＴｉＮ膜との結晶粒
界には酸素が析出しているのでＷＦ₆ の粒界拡散を防止
しＴｉＮ剥離を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１による半導体装置を示す
側面断面図である。

【図２】 図１の半導体装置のコンタクトホール部の拡
大断面図である。

【図３】 図１の半導体装置の製造方法を示す側面断面
図である。

【図４】 この発明の実施例１または３による半導体装
置のバリア性の原理を示す側面断面図である。

【図５】 従来の半導体装置のコンタクトホール上端部
におけるコリメーションスパッタ膜のカバレッジのシュ
ミレーション結果を示す図である。

【図６】 従来の半導体装置のＴｉＮ膜剥離を示す断面
図である。

【図７】 従来の半導体装置のコンタクトホール底部で
ＴｉＳｉ_x 層の凝集を示す側面断面図である。

【図８】 従来の半導体装置を示す側面断面図である。

【図９】 図８の半導体装置の製造方法を示す側面断面
図である。

【符号の説明】

２２ Ｔｉ膜、２３ 窒化ＴｉＮ膜、２４ 反応性スパ
ッタＴｉＮ膜、１２Ｗ膜（プラグ）、２６ バリアメタ
ル、３７ 酸素。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コリメーションスパッタ法によりＴｉ膜
   を形成するステップと、前記Ｔｉ膜形成ステップに連続
   して大気に晒すことなく真空下で前記Ｔｉ膜をアニール
   処理を行い窒化ＴｉＮ膜を形成するステップと、前記窒
   化ＴｉＮ膜の上に反応性スパッタ法により反応性スパッ
   タＴｉＮ膜を形成し前記窒化ＴｉＮ膜と前記反応性スパ
   ッタＴｉＮ膜からバリアメタルを形成するステップと、
   メタルＣＶＤ法によりプラグを形成するステップとを有
   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】 前記反応性スパッタＴｉＮ膜形成後に、
   前記反応性スパッタＴｉＮ膜をアニール処理することを
   特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記窒化ＴｉＮ膜形成ステップの後に、
   前記窒化ＴｉＮ膜を酸素処理するステップを有すること
   を特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 プラグがメタルＣＶＤ法から形成され、
   バリアメタルがコリメーションスパッタ法により形成し
   たＴｉ膜を大気に晒すことなく真空下でアニール処理し
   て形成した窒化ＴｉＮ膜と前記窒化ＴｉＮ膜の上に反応
   性スパッタ法により形成した反応スパッタＴｉＮ膜から
   なり、前記窒化ＴｉＮ膜と前記反応性スパッタＴｉＮ膜
   との結晶粒界に酸素が析出していることを特徴とする半
   導体装置。