JPH11204455A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH11204455A JPH11204455A JP1814098A JP1814098A JPH11204455A JP H11204455 A JPH11204455 A JP H11204455A JP 1814098 A JP1814098 A JP 1814098A JP 1814098 A JP1814098 A JP 1814098A JP H11204455 A JPH11204455 A JP H11204455A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高融点金属シリサイド層を除去することなく
その上の絶縁物である炭素フッ化物及び酸化物のみを除
去して、上層の配線等と高融点金属シリサイド層とを低
抵抗で電気的に接続する。 【解決手段】 ＣｏＳｉ2 層１２上の炭素フッ化物及び
酸化物１５と励起状態の水素原子（Ｈ* ）とを反応させ
る。励起状態の水素原子による還元で、炭素フッ化物及
び酸化物１５中の炭素フッ化物はＣＨ4 及びＨＦとして
揮発除去され、酸化物はＨ2 Ｏとして揮発除去される。
しかし、励起状態の水素原子にＣｏＳｉ2層１２が曝さ
れても、Ｃｏの水素化物が非常に生成されにくいので、
ＣｏＳｉ2層１２は殆ど揮発除去されない。
その上の絶縁物である炭素フッ化物及び酸化物のみを除
去して、上層の配線等と高融点金属シリサイド層とを低
抵抗で電気的に接続する。 【解決手段】 ＣｏＳｉ2 層１２上の炭素フッ化物及び
酸化物１５と励起状態の水素原子（Ｈ* ）とを反応させ
る。励起状態の水素原子による還元で、炭素フッ化物及
び酸化物１５中の炭素フッ化物はＣＨ4 及びＨＦとして
揮発除去され、酸化物はＨ2 Ｏとして揮発除去される。
しかし、励起状態の水素原子にＣｏＳｉ2層１２が曝さ
れても、Ｃｏの水素化物が非常に生成されにくいので、
ＣｏＳｉ2層１２は殆ど揮発除去されない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、高融点金属シ
リサイド層を有する半導体装置の製造方法に関するもの
である。
リサイド層を有する半導体装置の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の動作を高速化させるため
に、配線やゲート電極を多結晶Ｓｉ層と高融点金属シリ
サイド層との２層から成るポリサイド構造にしたり、拡
散層の表面やゲート電極の上面等に自己整合的に高融点
金属シリサイド層を形成する所謂サリサイド技術を採用
したりしている。
に、配線やゲート電極を多結晶Ｓｉ層と高融点金属シリ
サイド層との２層から成るポリサイド構造にしたり、拡
散層の表面やゲート電極の上面等に自己整合的に高融点
金属シリサイド層を形成する所謂サリサイド技術を採用
したりしている。
【０００３】一方、高融点金属シリサイド層に臨む高ア
スペクト比で且つ微細径の接続孔は、一般に、フッ素系
ガスを用いたドライエッチングによって開孔されてい
る。これは、高融点金属のフッ化物が揮発しにくいの
で、高融点金属シリサイド層を過剰にエッチングするこ
となく接続孔を開孔することができるからである。
スペクト比で且つ微細径の接続孔は、一般に、フッ素系
ガスを用いたドライエッチングによって開孔されてい
る。これは、高融点金属のフッ化物が揮発しにくいの
で、高融点金属シリサイド層を過剰にエッチングするこ
となく接続孔を開孔することができるからである。
【０００４】しかし、図３に示す様に、例えば、拡散層
１１の表面に形成されているＣｏＳｉ2 層１２を覆って
いる層間絶縁膜１３に接続孔１４を開孔すると、この開
孔に際しては、一般に、有機膜であるレジスト（図示せ
ず）がドライエッチングのマスクとして用いられるの
で、接続孔１４内のＣｏＳｉ2 層１２上に炭素フッ化物
が形成される。この炭素フッ化物は、酸素を含む混合ガ
スのプラズマを用いるレジストのアッシング工程や洗浄
工程を接続孔１４の開孔工程に続いて行っても、十分に
は除去することができない場合がある。また、炭素フッ
化物をアッシング工程で除去することができたとして
も、酸素を含む混合ガスのプラズマに接続孔１４内のＣ
ｏＳｉ2 層１２の表面が曝されるので、この表面に酸化
物が形成されて、結局、炭素フッ化物及び酸化物１５が
ＣｏＳｉ2 層１２上に形成される。
１１の表面に形成されているＣｏＳｉ2 層１２を覆って
いる層間絶縁膜１３に接続孔１４を開孔すると、この開
孔に際しては、一般に、有機膜であるレジスト（図示せ
ず）がドライエッチングのマスクとして用いられるの
で、接続孔１４内のＣｏＳｉ2 層１２上に炭素フッ化物
が形成される。この炭素フッ化物は、酸素を含む混合ガ
スのプラズマを用いるレジストのアッシング工程や洗浄
工程を接続孔１４の開孔工程に続いて行っても、十分に
は除去することができない場合がある。また、炭素フッ
化物をアッシング工程で除去することができたとして
も、酸素を含む混合ガスのプラズマに接続孔１４内のＣ
ｏＳｉ2 層１２の表面が曝されるので、この表面に酸化
物が形成されて、結局、炭素フッ化物及び酸化物１５が
ＣｏＳｉ2 層１２上に形成される。
【０００５】そして、炭素フッ化物及び酸化物１５が絶
縁物であるので、接続孔１４内のＣｏＳｉ2 層１２上に
炭素フッ化物及び酸化物１５が残存していると、接続孔
１４を埋めるプラグや上層の配線等とＣｏＳｉ2 層１２
とを低抵抗で電気的に接続することができない。そこ
で、従来は、Ａｒイオンの衝撃による物理的スパッタリ
ング作用を利用する逆スパッタ法で、炭素フッ化物及び
酸化物１５を除去していた。
縁物であるので、接続孔１４内のＣｏＳｉ2 層１２上に
炭素フッ化物及び酸化物１５が残存していると、接続孔
１４を埋めるプラグや上層の配線等とＣｏＳｉ2 層１２
とを低抵抗で電気的に接続することができない。そこ
で、従来は、Ａｒイオンの衝撃による物理的スパッタリ
ング作用を利用する逆スパッタ法で、炭素フッ化物及び
酸化物１５を除去していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高融点金属
シリサイド層であるＣｏＳｉ2 層１２やＴｉＳｉ2 層等
のスパッタ率の方が炭素フッ化物及び酸化物１５のスパ
ッタ率よりも５〜１０倍程度も高い。このため、Ａｒイ
オンによる逆スパッタ法では、炭素フッ化物及び酸化物
１５が完全に除去される前にＣｏＳｉ2 層１２が除去さ
れて、半導体装置の動作の高速化という当初の目的を十
分には達成することできないおそれがあった。
シリサイド層であるＣｏＳｉ2 層１２やＴｉＳｉ2 層等
のスパッタ率の方が炭素フッ化物及び酸化物１５のスパ
ッタ率よりも５〜１０倍程度も高い。このため、Ａｒイ
オンによる逆スパッタ法では、炭素フッ化物及び酸化物
１５が完全に除去される前にＣｏＳｉ2 層１２が除去さ
れて、半導体装置の動作の高速化という当初の目的を十
分には達成することできないおそれがあった。
【０００７】また、高アスペクト比で且つ微細径の接続
孔１４では、物理的にスパッタリングされた炭素フッ化
物及び酸化物１５が接続孔１４外へ排出されずに接続孔
１４の側壁に再付着して、接続孔１４を埋めるプラグや
上層の配線等の埋め込み状態が悪化する。このため、接
続孔１４を埋めるプラグや上層の配線等とＣｏＳｉ2層
１２とを低抵抗で電気的に接続することが困難であっ
た。
孔１４では、物理的にスパッタリングされた炭素フッ化
物及び酸化物１５が接続孔１４外へ排出されずに接続孔
１４の側壁に再付着して、接続孔１４を埋めるプラグや
上層の配線等の埋め込み状態が悪化する。このため、接
続孔１４を埋めるプラグや上層の配線等とＣｏＳｉ2層
１２とを低抵抗で電気的に接続することが困難であっ
た。
【０００８】従って、本願の発明は、高融点金属シリサ
イド層を除去することなくその上の絶縁物である炭素フ
ッ化物及び酸化物のみを除去することができて、上層の
配線等と高融点金属シリサイド層とを低抵抗で電気的に
接続することができ、また、プラグや上層の配線等で接
続孔を良好に埋めることができて、接続孔を埋めるプラ
グや上層の配線等と高融点金属シリサイド層とを低抵抗
で電気的に接続することができる半導体装置の製造方法
を提供することを目的としている。
イド層を除去することなくその上の絶縁物である炭素フ
ッ化物及び酸化物のみを除去することができて、上層の
配線等と高融点金属シリサイド層とを低抵抗で電気的に
接続することができ、また、プラグや上層の配線等で接
続孔を良好に埋めることができて、接続孔を埋めるプラ
グや上層の配線等と高融点金属シリサイド層とを低抵抗
で電気的に接続することができる半導体装置の製造方法
を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る半導体装
置の製造方法では、絶縁物と励起状態の水素原子とを反
応させるので、励起状態の水素原子による還元で、絶縁
物中の炭素フッ化物はＣＨx 及びＨＦとして揮発除去さ
れ、酸化物はＨ2 Ｏとして揮発除去される。しかし、励
起状態の水素原子に高融点金属シリサイド層が曝されて
も、高融点金属の水素化物が非常に生成されにくいの
で、高融点金属シリサイド層は殆ど揮発除去されない。
置の製造方法では、絶縁物と励起状態の水素原子とを反
応させるので、励起状態の水素原子による還元で、絶縁
物中の炭素フッ化物はＣＨx 及びＨＦとして揮発除去さ
れ、酸化物はＨ2 Ｏとして揮発除去される。しかし、励
起状態の水素原子に高融点金属シリサイド層が曝されて
も、高融点金属の水素化物が非常に生成されにくいの
で、高融点金属シリサイド層は殆ど揮発除去されない。
【００１０】請求項２に係る半導体装置の製造方法で
は、接続孔の底部における絶縁物が揮発除去されるの
で、接続孔のアスペクト比が高く且つ径が微細でも、接
続孔の底部から除去された絶縁物が接続孔外へ排出され
て接続孔の側壁に再付着しない。
は、接続孔の底部における絶縁物が揮発除去されるの
で、接続孔のアスペクト比が高く且つ径が微細でも、接
続孔の底部から除去された絶縁物が接続孔外へ排出され
て接続孔の側壁に再付着しない。
【００１１】請求項３に係る半導体装置の製造方法で
は、プラズマ中における水素ガスの解離及び励起によっ
て励起状態の水素原子を発生させるので、励起状態の水
素原子を容易に発生させることができる。
は、プラズマ中における水素ガスの解離及び励起によっ
て励起状態の水素原子を発生させるので、励起状態の水
素原子を容易に発生させることができる。
【００１２】請求項４に係る半導体装置の製造方法で
は、絶縁物の除去とコンタクトメタル及びバリアメタル
層の堆積とを非酸化性の環境中で引き続いて行うので、
絶縁物を除去した後の高融点金属シリサイド層の表面に
自然酸化膜が形成されない。このため、高融点金属シリ
サイド層とコンタクトメタル及びバリアメタル層との間
に絶縁物が介在しない。
は、絶縁物の除去とコンタクトメタル及びバリアメタル
層の堆積とを非酸化性の環境中で引き続いて行うので、
絶縁物を除去した後の高融点金属シリサイド層の表面に
自然酸化膜が形成されない。このため、高融点金属シリ
サイド層とコンタクトメタル及びバリアメタル層との間
に絶縁物が介在しない。
【００１３】請求項５に係る半導体装置の製造方法で
は、絶縁物の除去と高融点金属−窒素−シリコン化合物
層の形成とを非酸化性の環境中で引き続いて行うので、
絶縁物を除去した後の高融点金属シリサイド層の表面に
自然酸化膜が形成されない。このため、高融点金属シリ
サイド層と高融点金属−窒素−シリコン化合物層との間
に絶縁物が介在しない。
は、絶縁物の除去と高融点金属−窒素−シリコン化合物
層の形成とを非酸化性の環境中で引き続いて行うので、
絶縁物を除去した後の高融点金属シリサイド層の表面に
自然酸化膜が形成されない。このため、高融点金属シリ
サイド層と高融点金属−窒素−シリコン化合物層との間
に絶縁物が介在しない。
【００１４】しかも、高融点金属−窒素−シリコン化合
物層は、非晶質構造かまたは結晶粒界に窒素が詰め込ま
れた多結晶構造であるので、金属元素が高融点金属−窒
素−シリコン化合物層を透過して高融点金属シリサイド
層と反応することを抑制するバリア層として機能する。
物層は、非晶質構造かまたは結晶粒界に窒素が詰め込ま
れた多結晶構造であるので、金属元素が高融点金属−窒
素−シリコン化合物層を透過して高融点金属シリサイド
層と反応することを抑制するバリア層として機能する。
【００１５】請求項６に係る半導体装置の製造方法で
は、窒素ガスと水素ガスとの混合ガスのプラズマを生成
し、このプラズマ中には多量のＮＨラジカルが存在する
ので、ＮＨラジカルを容易に発生させることができる。
は、窒素ガスと水素ガスとの混合ガスのプラズマを生成
し、このプラズマ中には多量のＮＨラジカルが存在する
ので、ＮＨラジカルを容易に発生させることができる。
【００１６】請求項７に係る半導体装置の製造方法で
は、高融点金属−窒素−シリコン化合物層の形成と金属
膜の堆積とを非酸化性の環境中で引き続いて行うので、
高融点金属−窒素−シリコン化合物層の表面に自然酸化
膜が形成されない。このため、高融点金属−窒素−シリ
コン化合物層と金属膜との間に自然酸化膜が介在しな
い。
は、高融点金属−窒素−シリコン化合物層の形成と金属
膜の堆積とを非酸化性の環境中で引き続いて行うので、
高融点金属−窒素−シリコン化合物層の表面に自然酸化
膜が形成されない。このため、高融点金属−窒素−シリ
コン化合物層と金属膜との間に自然酸化膜が介在しな
い。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本願の発明の第１及び第２
実施形態を、図１、２を参照しながら説明する。図１
が、第１実施形態を示している。この第１実施形態で
は、図１（ａ）に示す様に、ウェハに拡散層１１を形成
し、拡散層１１の表面にＣｏＳｉ2 層１２を形成し、Ｃ
ｏＳｉ2 層１２を層間絶縁膜１３で覆う。
実施形態を、図１、２を参照しながら説明する。図１
が、第１実施形態を示している。この第１実施形態で
は、図１（ａ）に示す様に、ウェハに拡散層１１を形成
し、拡散層１１の表面にＣｏＳｉ2 層１２を形成し、Ｃ
ｏＳｉ2 層１２を層間絶縁膜１３で覆う。
【００１８】その後、接続孔のパターンの開口を有する
レジスト（図示せず）を層間絶縁膜１３上に形成し、こ
のレジストをマスクにした下記の条件のドライエッチン
グで、層間絶縁膜１３に接続孔１４を開孔する。そし
て、層間絶縁膜１３上のレジストをアッシングで除去
し、更に、硫酸と過酸化水素水との混合液による洗浄を
行う。この状態では、接続孔１４の底部に炭素フッ化物
及び酸化物１５が残存している。
レジスト（図示せず）を層間絶縁膜１３上に形成し、こ
のレジストをマスクにした下記の条件のドライエッチン
グで、層間絶縁膜１３に接続孔１４を開孔する。そし
て、層間絶縁膜１３上のレジストをアッシングで除去
し、更に、硫酸と過酸化水素水との混合液による洗浄を
行う。この状態では、接続孔１４の底部に炭素フッ化物
及び酸化物１５が残存している。
【００１９】接続孔のドライエッチング条件 ガス：Ｃ4 Ｆ8 ／ＣＯ／Ｏ2 ／Ａｒ＝１２／１５０／２
００／５ｓｃｃｍ 高周波電力：１．７ｋＷ 圧力：６Ｐａ
００／５ｓｃｃｍ 高周波電力：１．７ｋＷ 圧力：６Ｐａ
【００２０】その後、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置にウェ
ハを搬送し、下記の条件でＨ2 ／Ａｒプラズマを生成
し、このＨ2 ／Ａｒプラズマをウェハに照射する。プラ
ズマ中では、Ｈ2 ガスは、電子と衝突して、Ｈ原子に解
離すると共に励起状態になる（Ｈ2 ＋ｅ→２Ｈ* ＋
ｅ）。
ハを搬送し、下記の条件でＨ2 ／Ａｒプラズマを生成
し、このＨ2 ／Ａｒプラズマをウェハに照射する。プラ
ズマ中では、Ｈ2 ガスは、電子と衝突して、Ｈ原子に解
離すると共に励起状態になる（Ｈ2 ＋ｅ→２Ｈ* ＋
ｅ）。
【００２１】Ｈ2 ／Ａｒプラズマの生成条件 ガス：Ｈ2 ／Ａｒ＝１００／１００〜２５０ｓｃｃｍ マイクロ波電力：２．８ｋＷ 温度：１００〜５００℃
【００２２】図１（ｂ）にも示す様に、励起状態のＨ原
子（Ｈ* ）は接続孔１４の底部における炭素フッ化物及
び酸化物１５を還元し、この炭素フッ化物及び酸化物１
５中の炭素フッ化物はＣＨ4 及びＨＦとして揮発除去さ
れ（５Ｈ* ＋ＣＦ→ＣＨ4 ＋ＨＦ）、酸化物はＨ2 Ｏと
して揮発除去される（４Ｈ* ＋ＳｉＯ2 →２Ｈ2 Ｏ＋Ｓ
ｉ）。しかし、励起状態のＨ原子にＣｏＳｉ2 層１２が
曝されても、Ｃｏの水素化物が非常に生成されにくいの
で、ＣｏＳｉ2 層１２は殆ど揮発除去されない。
子（Ｈ* ）は接続孔１４の底部における炭素フッ化物及
び酸化物１５を還元し、この炭素フッ化物及び酸化物１
５中の炭素フッ化物はＣＨ4 及びＨＦとして揮発除去さ
れ（５Ｈ* ＋ＣＦ→ＣＨ4 ＋ＨＦ）、酸化物はＨ2 Ｏと
して揮発除去される（４Ｈ* ＋ＳｉＯ2 →２Ｈ2 Ｏ＋Ｓ
ｉ）。しかし、励起状態のＨ原子にＣｏＳｉ2 層１２が
曝されても、Ｃｏの水素化物が非常に生成されにくいの
で、ＣｏＳｉ2 層１２は殆ど揮発除去されない。
【００２３】次に、図１（ｃ）に示す様に、ウェハを大
気に曝すことなく、引き続き、炭素フッ化物及び酸化物
１５を除去したＥＣＲプラズマＣＶＤ装置内における下
記の条件のＥＣＲプラズマＣＶＤ法で、Ｔｉ膜１６（コ
ンタクトメタル）とＴｉＮ膜１７（バリアメタル）とを
順次に堆積させて、これらのＴｉ膜１６とＴｉＮ膜１７
とでコンタクトメタル及びバリアメタル層１８を形成す
る。
気に曝すことなく、引き続き、炭素フッ化物及び酸化物
１５を除去したＥＣＲプラズマＣＶＤ装置内における下
記の条件のＥＣＲプラズマＣＶＤ法で、Ｔｉ膜１６（コ
ンタクトメタル）とＴｉＮ膜１７（バリアメタル）とを
順次に堆積させて、これらのＴｉ膜１６とＴｉＮ膜１７
とでコンタクトメタル及びバリアメタル層１８を形成す
る。
【００２４】Ｔｉ膜のＥＣＲプラズマＣＶＤ条件 ガス：ＴｉＣｌ4 ／Ｈ2 ／Ａｒ＝２／１００／２５０ｓ
ｃｃｍ マイクロ波電力：２．８ｋＷ 温度：３００〜５００℃
ｃｃｍ マイクロ波電力：２．８ｋＷ 温度：３００〜５００℃
【００２５】ＴｉＮ膜のＥＣＲプラズマＣＶＤ条件 ガス：ＴｉＣｌ4 ／Ｈ2 ／Ｎ2 ／Ａｒ＝７／５０／１０
０／１７０ｓｃｃｍ マイクロ波電力：２．８ｋＷ 温度：３００〜５００℃
０／１７０ｓｃｃｍ マイクロ波電力：２．８ｋＷ 温度：３００〜５００℃
【００２６】その後、図示されてはいないが、接続孔１
４を埋めることができる厚さのＷ膜をＣＶＤ法で全面に
堆積させ、層間絶縁膜１３上のＷ膜並びにコンタクトメ
タル及びバリアメタル層１８をエッチバックで除去し
て、これらのＷ膜並びにコンタクトメタル及びバリアメ
タル層１８から成るプラグで接続孔１４を埋める。そし
て、更に、従来公知の工程で上層の配線等を形成して、
この半導体装置を完成させる。
４を埋めることができる厚さのＷ膜をＣＶＤ法で全面に
堆積させ、層間絶縁膜１３上のＷ膜並びにコンタクトメ
タル及びバリアメタル層１８をエッチバックで除去し
て、これらのＷ膜並びにコンタクトメタル及びバリアメ
タル層１８から成るプラグで接続孔１４を埋める。そし
て、更に、従来公知の工程で上層の配線等を形成して、
この半導体装置を完成させる。
【００２７】図２が、第２実施形態を示している。この
第２実施形態では、上述の第１実施形態と同様にして接
続孔１４を開孔し且つアッシング及び洗浄までを行った
ウェハを、平行平板型の前処理室とＣＶＤ室とを有する
ＣＶＤ装置に搬送する。そして、前処理室内において下
記の条件でＨ2 ／Ａｒプラズマを生成し、図２（ａ）に
示す様に、励起状態のＨ原子で接続孔１４の底部におけ
る炭素フッ化物及び酸化物１５を揮発除去する。
第２実施形態では、上述の第１実施形態と同様にして接
続孔１４を開孔し且つアッシング及び洗浄までを行った
ウェハを、平行平板型の前処理室とＣＶＤ室とを有する
ＣＶＤ装置に搬送する。そして、前処理室内において下
記の条件でＨ2 ／Ａｒプラズマを生成し、図２（ａ）に
示す様に、励起状態のＨ原子で接続孔１４の底部におけ
る炭素フッ化物及び酸化物１５を揮発除去する。
【００２８】Ｈ2 ／Ａｒプラズマの生成条件 ガス：Ｈ2 ／Ａｒ＝１００／１００〜２５０ｓｃｃｍ 高周波電力：０．１〜１．０ｋＷ 温度：２０℃
【００２９】次に、ウェハを大気に曝すことなく、引き
続き、炭素フッ化物及び酸化物１５を除去した前処理室
内において、下記の条件でＨ2 ／Ｎ2 ／Ａｒプラズマを
生成し、このＨ2 ／Ｎ2 ／Ａｒプラズマをウェハに照射
する。
続き、炭素フッ化物及び酸化物１５を除去した前処理室
内において、下記の条件でＨ2 ／Ｎ2 ／Ａｒプラズマを
生成し、このＨ2 ／Ｎ2 ／Ａｒプラズマをウェハに照射
する。
【００３０】Ｈ2 ／Ｎ2 ／Ａｒプラズマの生成条件 ガス：Ｈ2 ／Ｎ2 ／Ａｒ＝５０／１００／１７０ｓｃｃ
ｍ 高周波電力：０．２〜１．０ｋＷ 温度：２０℃
ｍ 高周波電力：０．２〜１．０ｋＷ 温度：２０℃
【００３１】Ｈ2 ／Ｎ2 ／Ａｒプラズマ中には多量のＮ
Ｈラジカル（ＮＨ* ）が存在しているので、このＮＨラ
ジカルがＣｏＳｉ2 層１２中のＳｉと主に反応して、図
２（ｂ）に示す様に、ＣｏＳｉ2 層１２の表面にＣｏ−
Ｓｉ−Ｎ層２１が形成される。
Ｈラジカル（ＮＨ* ）が存在しているので、このＮＨラ
ジカルがＣｏＳｉ2 層１２中のＳｉと主に反応して、図
２（ｂ）に示す様に、ＣｏＳｉ2 層１２の表面にＣｏ−
Ｓｉ−Ｎ層２１が形成される。
【００３２】次に、ウェハを大気に曝すことなく前処理
室からＣＶＤ室に搬送し、ジメチル水素化アルミニウム
及びＨ2 を夫々原料ガス及びキャリアガスとする下記の
条件のＣＶＤ法で、図２（ｃ）に示す様に、Ａｌ膜２２
を堆積させる。
室からＣＶＤ室に搬送し、ジメチル水素化アルミニウム
及びＨ2 を夫々原料ガス及びキャリアガスとする下記の
条件のＣＶＤ法で、図２（ｃ）に示す様に、Ａｌ膜２２
を堆積させる。
【００３３】Ａｌ膜のＣＶＤ条件 全圧：２Ｔｏｒｒ ジメチル水素化アルミニウムの分圧：０．１〜０．２Ｔ
ｏｒｒ 温度：２０４℃ 時間：８０〜１３０秒
ｏｒｒ 温度：２０４℃ 時間：８０〜１３０秒
【００３４】このとき、露出面のうちでＣｏ−Ｓｉ−Ｎ
層２１のみが金属層であるので、このＣｏ−Ｓｉ−Ｎ層
２１からの自由電子の供与によってジメチル水素化アル
ミニウムの吸着分解反応が生じる。この結果、Ｃｏ−Ｓ
ｉ−Ｎ層２１上つまり接続孔１４内にのみＡｌ膜２２が
選択的に堆積して、接続孔１４を埋めるプラグがＡｌ膜
２２によって形成される。そして、更に、従来公知の工
程で上層の配線（図示せず）等を形成して、この半導体
装置を完成させる。
層２１のみが金属層であるので、このＣｏ−Ｓｉ−Ｎ層
２１からの自由電子の供与によってジメチル水素化アル
ミニウムの吸着分解反応が生じる。この結果、Ｃｏ−Ｓ
ｉ−Ｎ層２１上つまり接続孔１４内にのみＡｌ膜２２が
選択的に堆積して、接続孔１４を埋めるプラグがＡｌ膜
２２によって形成される。そして、更に、従来公知の工
程で上層の配線（図示せず）等を形成して、この半導体
装置を完成させる。
【００３５】この第２実施形態におけるＣｏ−Ｓｉ−Ｎ
層２１は、非晶質構造かまたは結晶粒界に窒素が詰め込
まれた多結晶構造であるので、Ａｌ膜２２中のＡｌ元素
がＣｏ−Ｓｉ−Ｎ層２１を透過してＣｏＳｉ2 層１２と
反応することを抑制するバリア層として機能する。この
ため、Ａｌ膜２２とＣｏＳｉ2 層１２とが低抵抗で電気
的に接続される。
層２１は、非晶質構造かまたは結晶粒界に窒素が詰め込
まれた多結晶構造であるので、Ａｌ膜２２中のＡｌ元素
がＣｏ−Ｓｉ−Ｎ層２１を透過してＣｏＳｉ2 層１２と
反応することを抑制するバリア層として機能する。この
ため、Ａｌ膜２２とＣｏＳｉ2 層１２とが低抵抗で電気
的に接続される。
【００３６】なお、以上の第１及び第２実施形態の何れ
においても、拡散層１１の表面にＣｏＳｉ2 層１２を形
成しているが、ゲート電極や配線の上面にＣｏＳｉ2 層
１２を形成してもよく、ＴｉＳｉ2 層等の他の高融点金
属シリサイド層をＣｏＳｉ2層１２の代わりに用いても
よい。
においても、拡散層１１の表面にＣｏＳｉ2 層１２を形
成しているが、ゲート電極や配線の上面にＣｏＳｉ2 層
１２を形成してもよく、ＴｉＳｉ2 層等の他の高融点金
属シリサイド層をＣｏＳｉ2層１２の代わりに用いても
よい。
【００３７】また、以上の第１及び第２実施形態の何れ
においても、接続孔１４の底部における炭素フッ化物及
び酸化物１５を除去しているが、接続孔１４の底部以外
の部分における炭素フッ化物及び酸化物１５の除去にも
本願の発明を適用することができる。
においても、接続孔１４の底部における炭素フッ化物及
び酸化物１５を除去しているが、接続孔１４の底部以外
の部分における炭素フッ化物及び酸化物１５の除去にも
本願の発明を適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】請求項１に係る半導体装置の製造方法で
は、絶縁物は揮発除去されるが高融点金属シリサイド層
は殆ど揮発除去されない。このため、高融点金属シリサ
イド層を除去することなくその上の絶縁物のみを除去す
ることができて、上層の配線等と高融点金属シリサイド
層とを低抵抗で電気的に接続することができる。
は、絶縁物は揮発除去されるが高融点金属シリサイド層
は殆ど揮発除去されない。このため、高融点金属シリサ
イド層を除去することなくその上の絶縁物のみを除去す
ることができて、上層の配線等と高融点金属シリサイド
層とを低抵抗で電気的に接続することができる。
【００３９】請求項２に係る半導体装置の製造方法で
は、接続孔の底部から除去された絶縁物が接続孔外へ排
出されて接続孔の側壁に再付着しない。このため、プラ
グや上層の配線等で接続孔を良好に埋めることができ
て、接続孔を埋めるプラグや上層の配線等と高融点金属
シリサイド層とを低抵抗で電気的に接続することができ
る。
は、接続孔の底部から除去された絶縁物が接続孔外へ排
出されて接続孔の側壁に再付着しない。このため、プラ
グや上層の配線等で接続孔を良好に埋めることができ
て、接続孔を埋めるプラグや上層の配線等と高融点金属
シリサイド層とを低抵抗で電気的に接続することができ
る。
【００４０】請求項３に係る半導体装置の製造方法で
は、励起状態の水素原子を容易に発生させることができ
るので、上層の配線等と高融点金属シリサイド層とを低
抵抗で容易に電気的に接続することができる。
は、励起状態の水素原子を容易に発生させることができ
るので、上層の配線等と高融点金属シリサイド層とを低
抵抗で容易に電気的に接続することができる。
【００４１】請求項４に係る半導体装置の製造方法で
は、高融点金属シリサイド層とコンタクトメタル及びバ
リアメタル層との間に絶縁物が介在しないので、高融点
金属シリサイド層を覆うコンタクトメタル及びバリアメ
タル層を堆積させても、このコンタクトメタル及びバリ
アメタル層上の上層の配線等と高融点金属シリサイド層
とを低抵抗で電気的に接続することができる。
は、高融点金属シリサイド層とコンタクトメタル及びバ
リアメタル層との間に絶縁物が介在しないので、高融点
金属シリサイド層を覆うコンタクトメタル及びバリアメ
タル層を堆積させても、このコンタクトメタル及びバリ
アメタル層上の上層の配線等と高融点金属シリサイド層
とを低抵抗で電気的に接続することができる。
【００４２】請求項５に係る半導体装置の製造方法で
は、バリア層として機能する高融点金属−窒素−シリコ
ン化合物層と高融点金属シリサイド層との間に絶縁物が
介在しないので、高融点金属シリサイド層を覆うバリア
層を形成しても、このバリア層上の上層の配線等と高融
点金属シリサイド層とを低抵抗で電気的に接続すること
ができる。
は、バリア層として機能する高融点金属−窒素−シリコ
ン化合物層と高融点金属シリサイド層との間に絶縁物が
介在しないので、高融点金属シリサイド層を覆うバリア
層を形成しても、このバリア層上の上層の配線等と高融
点金属シリサイド層とを低抵抗で電気的に接続すること
ができる。
【００４３】請求項６に係る半導体装置の製造方法で
は、ＮＨラジカルを容易に発生させることができるの
で、上層の配線等と高融点金属シリサイド層とを低抵抗
で容易に電気的に接続することができる。
は、ＮＨラジカルを容易に発生させることができるの
で、上層の配線等と高融点金属シリサイド層とを低抵抗
で容易に電気的に接続することができる。
【００４４】請求項７に係る半導体装置の製造方法で
は、高融点金属−窒素−シリコン化合物層と金属膜との
間に自然酸化膜が介在しないので、高融点金属−窒素−
シリコン化合物層上に高い選択性で金属膜を堆積させる
ことができ、且つ、これらの金属膜と高融点金属シリサ
イド層とを低抵抗で電気的に接続することができる。
は、高融点金属−窒素−シリコン化合物層と金属膜との
間に自然酸化膜が介在しないので、高融点金属−窒素−
シリコン化合物層上に高い選択性で金属膜を堆積させる
ことができ、且つ、これらの金属膜と高融点金属シリサ
イド層とを低抵抗で電気的に接続することができる。
【図１】本願の発明の第１実施形態を工程順に示す側断
面図である。
面図である。
【図２】本願の発明の第２実施形態を工程順に示す側断
面図である。
面図である。
【図３】接続孔の底部に絶縁物が形成されている状態を
示す側断面図である。
示す側断面図である。
１２…ＣｏＳｉ2 層（高融点金属シリサイド層）、１４
…接続孔、１５…炭素フッ化物及び酸化物（絶縁物）、
１８…コンタクトメタル及びバリアメタル層、２１…Ｃ
ｏ−Ｓｉ−Ｎ層（高融点金属−窒素−シリコン化合物
層）、２２…Ａｌ膜
…接続孔、１５…炭素フッ化物及び酸化物（絶縁物）、
１８…コンタクトメタル及びバリアメタル層、２１…Ｃ
ｏ−Ｓｉ−Ｎ層（高融点金属−窒素−シリコン化合物
層）、２２…Ａｌ膜
Claims (7)
- 【請求項１】 高融点金属シリサイド層上の絶縁物と励
起状態の水素原子とを反応させて、前記高融点金属シリ
サイド層上から前記絶縁物を除去することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記高融点金属シリサイド層に臨む接続
孔の底部における前記絶縁物と前記水素原子とを反応さ
せ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。 - 【請求項３】 プラズマ中における水素ガスの解離及び
励起によって前記水素原子を発生させることを特徴とす
る請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記絶縁物の除去と、この除去を行った
部分を覆うコンタクトメタル及びバリアメタル層の堆積
とを、非酸化性の環境中で引き続いて行うことを特徴と
する請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記絶縁物の除去と、この除去を行った
部分の表面とＮＨラジカルとの反応による高融点金属−
窒素−シリコン化合物層の形成とを、非酸化性の環境中
で引き続いて行う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。 - 【請求項６】 窒素ガスと水素ガスとの混合ガスのプラ
ズマを生成することによって前記ＮＨラジカルを発生さ
せることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造
方法。 - 【請求項７】 前記高融点金属−窒素−シリコン化合物
層の形成と、この高融点金属−窒素−シリコン化合物層
上への金属膜の堆積とを、非酸化性の環境中で引き続い
て行うことを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1814098A JPH11204455A (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1814098A JPH11204455A (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11204455A true JPH11204455A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=11963309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1814098A Pending JPH11204455A (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11204455A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003026004A1 (fr) * | 2001-09-12 | 2003-03-27 | Tokyo Electron Limited | Procede de traitement au plasma |
| JP2004349676A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子の製造方法 |
| WO2013111420A1 (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理基体の処理方法 |
-
1998
- 1998-01-13 JP JP1814098A patent/JPH11204455A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003026004A1 (fr) * | 2001-09-12 | 2003-03-27 | Tokyo Electron Limited | Procede de traitement au plasma |
| US7122477B2 (en) | 2001-09-12 | 2006-10-17 | Tokyo Electron Limited | Method of plasma treatment |
| JP2004349676A (ja) * | 2003-05-21 | 2004-12-09 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子の製造方法 |
| WO2013111420A1 (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理基体の処理方法 |
| JP2013153075A (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Tokyo Electron Ltd | 被処理基体の処理方法 |
| US9728417B2 (en) | 2012-01-25 | 2017-08-08 | Tokyo Electron Limited | Method for processing base body to be processed |
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