DE4400726A1 - Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung - Google Patents

Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung

Info

Publication number
DE4400726A1
DE4400726A1 DE4400726A DE4400726A DE4400726A1 DE 4400726 A1 DE4400726 A1 DE 4400726A1 DE 4400726 A DE4400726 A DE 4400726A DE 4400726 A DE4400726 A DE 4400726A DE 4400726 A1 DE4400726 A1 DE 4400726A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal layer
layer
contact opening
cold
metal
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.)
Withdrawn
Application number
DE4400726A
Other languages
English (en)
Inventor
Kuang-Chao Chen
Show-Tzeng Hsia
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Industrial Technology Research Institute ITRI filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
Publication of DE4400726A1 publication Critical patent/DE4400726A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76853Barrier, adhesion or liner layers characterized by particular after-treatment steps
    • H01L21/76855After-treatment introducing at least one additional element into the layer
    • H01L21/76858After-treatment introducing at least one additional element into the layer by diffusing alloying elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/74Making of localized buried regions, e.g. buried collector layers, internal connections substrate contacts
    • H01L21/743Making of internal connections, substrate contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76841Barrier, adhesion or liner layers
    • H01L21/76843Barrier, adhesion or liner layers formed in openings in a dielectric
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5226Via connections in a multilevel interconnection structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/532Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
    • H01L23/53204Conductive materials
    • H01L23/53209Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
    • H01L23/53214Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being aluminium
    • H01L23/53223Additional layers associated with aluminium layers, e.g. adhesion, barrier, cladding layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung, das insbesondere eine gute Stufenabdeckung bei der Herstellung integrierter Schaltkreise ermöglicht.
Bei der Herstellung integrierter Schaltkreiseinrichtungen wird der Kontakt zwischen Metallschichten zu unteren leitfähigen Schichten des integrierten Schaltkreises durch Durchgänge in einer Isolierschicht hergestellt. Aluminium wird oft als Verbindungsmetall benutzt. Jedoch entstehen beim Bedampfungsprozeß zum Aufbringen des Aluminiums oft unvollständige Füllungen der Durchgangsöffnungen. Es können sich größere Aluminiumkörnungen an der Oberfläche der Isolierschicht in den Öffnungen bilden, die Fehlstellen bewirken.
Um dieses Problem der Fehlstellen zu überwinden, wurde bereits versucht, mit unterschiedlichen Temperaturen und Ablagerungsraten zu arbeiten. Solche Verfahren sind beispielsweise in den US-PS 4 994 162 und 5 108 951 beschrieben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wirksames und leicht durchführbares Verfahren zur Metall­ aufdampfung bei der Herstellung integrierter Schaltkreise aufzuzeigen, durch das die Bildung von Fehlstellen verhindert wird.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der Aufgabe der Erfindung wird durch diese ein neues Verfahren zur Metallbedampfung eines integrierten Schalt­ kreises erzielt. Dieses Verfahren kann für die erste Metallbedampfung zur Herstellung eines Kontaktes auf den Halbleitersubstratbereichen oder für folgende Metallbedampfungen zur Herstellung von Verbindungen in dem integrierten Schaltkreis verwendet werden. Eine Isolierschicht wird über der Oberfläche des Halbleitersub­ strates oder über einer Metallschicht vorgesehen. Mindestens eine Kontaktöffnung wird durch die Isolier­ schicht zu dem Halbleitersubstrat oder zu der Metallschicht hergestellt. Eine Metallsperrschicht ist über der Oberfläche des Halbleitersubstrates angeordnet und in der Kontaktöffnung, in der das meiste Sperrmetall am Boden der Kontaktöffnung und weniger auf der Seitenwand der Kontakt­ öffnung ist. Über die Metallsperrschicht ist eine Metall­ schicht kalt aufgedampft. Dann wird über die kaltbedampfte Metallschicht Metall heiß aufgedampft, wobei die Kalt- und Heißbedampfung kontinuierlich durchzuführende Verfahrens­ schritte zur Vervollständigung der Metallbedampfung des integrierten Schaltkreises sind.
Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel der in den Zeichnungen schematisch im Querschnitt dargestellten Aus­ schnitte aus integrierten Schaltkreisen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 bis 5 Ansichten einer ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,
Fig. 6 bis 8 Ansichten einer zweiten bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein Teil eines teilweise vervollständigten integrierten Schaltkreises dargestellt. Das Halbleitersub­ strat besteht vorzugsweise aus monokristallinem Silizium. Eine Isolierschicht 12, die vorzugsweise aus TEOS Oxid, Borphosphorsilikatglas (BPSG) od. dgl. besteht, ist durch chemische Niederdruckdampfabscheidung (LPCVD), chemische Dampfabscheidung bei atmosphärem Druck (APCVD) oder durch plasmagesteigerte chemische Dampfabscheidung (PECVD) zu einer Dicke zwischen 4000 bis 10 000 Ångström abgeschieden.
Ein Muster von Kontaktöffnungen ist durch die Isolierstruktur zu dem Halbleitersubstrat 10 ausgebildet, in dem Bereiche der Schaltkreiseinrichtung in bekannter Weise ausgeformt sind. Bekannte Lithographie und Ätztechniken werden benutzt um dieses Muster von Kontakt­ öffnungen auszubilden. Der Klarheit halber ist nur eine einzige Kontaktöffnung in den Zeichnungen dargestellt. Schaltkreisbereiche in dem Halbleitersubstrat 10 sind nicht dargestellt, da sie nicht Bestandteil der Erfindung sind.
Eine Sperrmetallschicht ist über die Oberfläche des Halb­ leitersubstrates 10 und in die Kontaktöffnungen bedampft. Während dieser Bedampfung wird ein Kollimator verwendet, so daß das meiste des Sperrmetalls den Boden der Kontaktöffnung belegt und nur eine dünne Schicht auf den Seitenwänden der Kontaktöffnungen ausgebildet ist. Die Sperrmetallschicht ist mehrlagig ausgebildet. Die erste Schicht 13 besteht aus Titan und ist zwischen 50 bis 300 Ångström dick. Die zweite Schicht 14 besteht entweder aus Titannitrit oder Titanwolfram und ist zwischen 300 bis 2000 Ångström dick, vorzugsweise zwischen 750 und 2000 Ångström. Diese zweite Sperrmetallschicht verhindert Verbindungs­ verluste. Eine Endschicht 15 aus Titan mit einer Dicke zwischen 300 bis 800 Ångström ist zur Vervollständigung der Sperrmetallschicht abgelagert. Die obere aus Titan bestehende Endschicht 15 verhindert die Bildung von Silizi­ umknollen an der Grenzfläche zwischen den Titannitrid- und Aluminiumschichten. Es kann sein, daß die Kombination von Silizium und Titan die Möglichkeit einer Siliziumknollen­ bildung beseitigt.
Nun wird eine Abkühlungsperiode beschrieben, der die Metallablagerung folgt. Entsprechend Fig. 2 wird eine erste Kaltbedampfungsschicht 16 ausgebildet. Das bevorzugte Metall ist Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Verwendet werden kann eine Legierung mit der Zusammensetzung AL 1% SI 0,5% CU. Alternative Legierungen sind AL 0,5%6 CU, AL 1% CU, AL 1% Si, AL 2% Si u. dgl. Die Kaltbedampfungsrate sollte so hoch wie möglich sein und mehr als 150 Ångström/Sek. betragen. Vorzugsweise beträgt die Kaltbedampfungsrate mehr als 180 Ångström/Sek. um eine Ablagerung bei Temperaturen von weniger als 150°C und einen geschlossenen und kontinuierlichen Film in den Kontaktöffnungen sicherzustellen. Es wird bevorzugt, bei Temperaturen von weniger als 25°C zu arbeiten. Falls die Temperatur über 150°C steigt, wird das Aluminium beweglich und Blasen in kleinen Zonen verhindern die Ausbildung eines kontinuierlichen Films. Während des Metallniederschlags durch Kaltbedampfung kann wenig oder kein Argon benutzt werden.
Auf die kalt abgelagerte Schicht folgt unmittelbar eine Heißablagerungsschicht 18 wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Es wird ein Mehrkammerzerstäuber verwendet, so daß keine Unterbrechung bei der Bewegung des Wavers in und aus den Zerstäuber erfolgt. Es kann ein Mehrkammerzerstäuber wie z. B. die Varian M2000/8 System Zerstäubungsmaschine verwendet werden, die von der Varian Corporation, 3076 Hansenway M/S K-227, Palo Alto, California 94303 - 1025 hergestellt wird. In der bevorzugten Zerstäubungsmaschine wird während der Heißbedampfungsstufe Argon als Heizgas benutzt. Die Kammer wird auf 500 bis 550°C aufgeheizt. Nach der Kaltbedampfung wird der Waver in die bereits erwärmte Heißbedampfungskammer bewegt und die Heißbedampfung beginnt unverzüglich. Alterativ kann auch nur eine Kammer für sowohl die Kalt- wie auch die Heißbe­ dampfung benutzt werden. In diesem Fall wird das rückseitige Argongas abgelenkt, so daß der Waver für die Kaltbedampfung kalt ist. Das rückseitige Argongas wird danach wieder zurückgelenkt und die Heißbedampfung geht weiter. Der Kollimator wird während der Kalt- und Heißmetallbedampfungsstufen nicht benutzt sondern nur während der Sperrmetallbildungsstufe.
Die Heißablagerungsrate sollte so niedrig wie möglich sein, weniger als 50 Ångström/Sek. und vorzugsweise weniger als 20 Ångström/Sek. Wenn die Heißbedampfung beginnt wird ein Hohlraum 20 ausgebildet. Die niedrige Ablagerungsrate bewirkt, daß der Hohlraum 20 durch Oberflächenspannung wieder entfernt wird.
Wie in Fig. 4 dargestellt, wird zwischen der Kaltbedampfungsschicht 16 aus Aluminium und der Endschicht 15 aus Titan eine weitere Zwischenschicht 22 ausgebildet, die aus einer Titanaluminiumlegierung besteht. Eine hohe Oberflächenenergie ergibt einen geringen Oberflächenbereich. Die Oberflächenenergie der Zwischen­ schicht 22 aus der Titanaluminiumlegierung ist höher als die Oberflächenenergie der aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Kaltbedampfungsschicht 16 und Heißbedampfungs­ schicht 18. Die Oberflächenbereiche der Zwischenschicht 22 aus der Titanaluminiumlegierung werden daher kleiner und kleiner während des Verfahrens und verschwinden während der Endstufe des Verfahrens, d. h. der Hohlraum 20 verschwindet. In Fig. 4 ist die Größe des Hohlraums bereits vermindert. Es ist wichtig, daß die Temperatur während der Heißbedampfung über 500°C verbleiben muß, da sonst der Hohlraum 20 nicht vollständig entfernt wird. Wie Fig. 5 zeigt, ist die Kontaktöffnung nun voll gefüllt und der Hohlraum ist entfernt. Die resultierende Metallaufdampfung hat eine Aluminiumkorngröße von 3 bis 5 Mikrometer, was bei den Schaltkreiseinrichtungen keine Probleme bewirkt.
Das folgende Beispiel zeigt wichtige Merkmale der Erfindung und fördert das Verständnis dieser und das von deren Variationen. Die folgende Tabelle zeigt die Dickenbereiche des kalten und heißen Aluminiums, die für verschiedene Merkmalsgrößen erforderlich sind.
Tabelle
Die Dicke ist abhängig vom Längenverhältnis der Kontaktflächen. Für eine Merkmalsgröße von 0,6 Mikrometer kann z. B. ein flacher Kontakt eine Dicke des Heißaluminiums von 3000 Ångström erfordern, während ein sehr tiefer Kontakt wie z. B. 1,6 Mikrometer Höhe bei 0,4 Mikrometer Breite um 6000 Ångström Dicke des Heißaluminiums erfordern kann. Die Prozeßtemperatur der Heißablagerung ist ebenfalls abhängig vom Längenverhältnis obwohl eine Temperatur höher als 500°C bevorzugt ist.
Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie sie in den Fig. 6 bis 8 dargestellt ist, wird der Metallbedampfungsprozeß ausgeführt, um mehrstufige Verbindungen auszubilden. Dies bedeutet, daß eine zweite, dritte usw. Stufe von Metall vorgesehen ist, die miteinander verbunden sind. Mit Bezug auf Fig. 6 wird die erste Metallbedampfung so vervollständigt, wie es oben für die erste Ausführungsform beschrieben ist. Die erste Kaltbedampfungsschicht 16 und Heißablagerungsschicht 18 sind gemustert worden und eine zweite Isolierschicht 26 ist über die Oberfläche des Substrates abgelagert worden. Eine Kontakt- oder Durchgangsöffnung ist durch die zweite Isolierschicht 26 zu der Metallschicht geführt, die durch die erste Kaltbedampfungsschicht 16 und Heißablagerungsschicht 18 gebildet ist. Eine Sperrmetallschicht 28 ist durch Zerstäubung über die Oberfläche des Substrats und in die Kontaktöffnung abgelagert. Diese Sperrmetallschicht 28 besteht nur aus Titan, das in einer Dicke zwischen 500 bis 2000 Ångström niedergeschlagen wird. Diese Sperrmetallschicht 28 wird zur Benetzung benutzt, um die Haftfähigkeit der neuen Metallschicht zu der offen in der Kontaktöffnung befindlichen Metallschicht zu fördern. Ein Kollimator kann bei dieser Ausführungsform verwendet werden, was aber nicht erforderlich ist. Wegen der Titana­ luminiumlegierungsbildung besteht das Problem von Silizium­ knollen bei dieser Ausführungsform nicht.
Wie in Fig. 7 dargestellt, wird nun eine Kaltbedampfungsschicht aus Aluminium über die erste Ausführungsform abgelagert. Dies erfolgt bei einer Temperatur von weniger als 150°C und vorzugsweise weniger als 25°C wie oben zur ersten Ausführungsform beschrieben. Die Niederschlagsrate ist wie oben angegeben. Das Verfahren wird wie bei der ersten Ausführungsform mit der Ausbildung einer Heißbedampfungsschicht 32 aus Aluminium auf der Kaltbedampfungsschicht 30 und der Bildung einer Zwischenschicht 34 aus einer Aluminiumtitanlegierung an der Titan/Kaltaluminiumgrenzschicht fortgesetzt. Fig. 8 zeigt die vervollständigte hohlraumfreie Struktur.
Der Kontakt von der Heißbedampfungsschicht 32 und Kaltbe­ dampfungsschicht 30 zu den elektrisch leitenden durch die Kaltbedampfungsschicht 16 und Heißbedampfungsschicht 18 gebildeten Metallkontaktschichten kann überall dort vorge­ nommen werden, wo die Kaltbedampfungsschicht 16 und Heißbe­ dampfungsschicht 18 sich auf der Isolierschicht 12 befinden.
Der Metallbedampfungsprozeß nach der vorliegenden Erfindung kann für alle Metallbedampfungsstufen verwendet werden und ergibt eine gute stufenweise abdeckende Befüllung von Kontaktöffnungen bei Vermeidung von Hohlstellen, auch bei solchen Kontaktöffnungen mit großen Längenverhältnissen.
Die Erfindung ist am Beispiel bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden. Verschiedene Änderungen in der Form und bei Details an den beschriebenen Ausführungsformen fallen ebenfalls unter den Erfindungsgedanken.

Claims (35)

1. Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung, das insbesondere eine gute Stufenabdeckung bei der Herstellung integrierter Schaltkreise ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierschicht über der Oberfläche eines Halbleitersubstrates angebracht wird, daß mindestens eine Kontaktöffnung durch die Isolierschicht zu dem Halbleitersubstrat vorgesehen wird, daß eine Sperrmetallschicht über die Oberfläche des Halbleitersubstrates und in die Kontaktöffnung nieder­ geschlagen wird, in der das meiste des Sperrmetalls auf dem Boden der Kontaktöffnung und weniger an der Seiten­ wand der Kontaktöffnung niedergeschlagen wird, daß über die Sperrmetallschicht eine Metallschicht kaltgesprüht wird, daß über die kaltgesprühte Metallschicht eine Metallschicht heißgesprüht wird, wobei die Kaltbedampfung und Heißbedampfung kontinuierliche Prozeßabläufe zur Vervollständigung der Metallaufspritzung auf den integrierten Schaltkreis sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus Siliziumdioxid besteht und eine Dicke zwischen 4000 bis 10 000 Ångström aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmetallschicht als Mehrfachschicht aus Titan, Titannitrit und Titan ausgebildet wird, wobei ein Kollimator zum Aufsprühen dieser Mehrfachschicht so verwendet wird, daß das meiste der Mehrfachschicht am Boden der Kontaktöffnung und an deren Seitenwand weniger abgelagert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der Mehrfachschicht zwischen 50 bis 300 Ångström für die Titanschicht, 750 bis 2000 Ångström für die Titannitritschicht und 300 bis 800 Ångström für die Titanschicht betragen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Aluminium besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltbedampfung der Metallschicht bei einer Temperatur zwischen 20°C und 150°C durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltbedampfung der Metallschicht mit einer hohen Niederschlagsrate von mehr als 150 Ångström/Sek. und vorzugsweise mehr als 180 Ångström/Sek. durchgeführt wird, so daß die Ausbildung eines vollen und kontinuierlichen Films in der Kontaktöffnung sichergestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißbedampfung der Metallschicht bei einer Tempe­ ratur zwischen 500°C und 550°C durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißbedampfung der Metallschicht bei einer sehr niedrigen Niederschlagsrate von weniger als 50 Ångström/Sek. und vorzugsweise weniger als 20 Ångström/Sek. durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heißbedampfung der Metallschicht mit der sehr niedrigen Niederschlagsrate in der Kontaktöffnung keine Hohlräume ausgebildet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heißbedampfung der Metallschicht mit einer sehr geringen Niederschlagsrate eine Legierung zwischen der kaltbedampften Metallschicht und der Sperrmetall­ schicht ausgebildet wird, die die Bildung eines Hohl­ raums in der Kontaktöffnung verhindert.
12. Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung, das insbesondere eine gute Stufenabdeckung bei der Herstellung integrierter Schaltkreise ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Isolierschicht über der Oberfläche eines Halbleitersubstrates angebracht wird, daß mindestens eine erste Metallaufdampfungsschicht über der Isolier­ schicht angeordnet wird, daß eine zweite Isolierschicht über der Oberfläche der ersten Metallaufdampfungs­ schicht angebracht wird, daß mindestens eine Kontakt­ öffnung durch die zweite Isolierschicht zur ersten Metallaufdampfungsschicht ausgebildet wird, daß eine Sperrmetallschicht über die Oberfläche des Substrats und in die Kontaktöffnung niedergeschlagen wird, in der das meiste des Sperrmetalls am Boden der Kontaktöffnung und an deren Seitenwand wenig Sperrmetall abgelagert wird, daß über die Sperrmetallschicht eine Metall­ schicht kaltgesprüht wird und daß über die kaltgesprühte Metallschicht eine Metallschicht heißgesprüht wird, wobei die Kaltbedampfung und Heißbe­ dampfung kontinuierliche Prozeßabläufe zur Vervollständigung der Metallaufspritzung auf den integrierten Schaltkreis sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmetallschicht aus Titan besteht und daß ein Kollimator zum Aufspritzen dieser Schicht verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Sperrmetallschicht zwischen 500 bis 2000 Ångström beträgt.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Aluminium besteht.
16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltbedampfung der Metallschicht bei einer Temperatur zwischen 20°C und 150°C durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltbedampfung der Metallschicht mit einer hohen Niederschlagsrate von mehr als 150 Ångström/Sek. durchgeführt wird, so daß die Ausbildung eines vollen unkontinuierlichen Films in der Kontaktöffnung sicher­ gestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißbedampfung der Metallschicht bei einer Tem­ peratur zwischen 500°C und 550°C durchgeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißbedampfung der Metallschicht mit einer niedrigen Niederschlagsrate von weniger als 50 Ångström/Sek. durchgeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heißbedampfung der Metallschicht mit niedriger Niederschlagsrate in der Kontaktöffnung die Ausbildung von Hohlräumen verhindert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heißbedampfung der Metallschicht bei einer niedrigen Niederschlagsrate zwischen der kaltbedampften Metallschicht und der Sperrmetallschicht eine Legierung ausgebildet wird, durch die die Ausbildung eines Hohlraums in der Kontaktöffnung ver­ hindert wird.
22. Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung, das insbesondere eine gute Stufenabdeckung bei der Herstellung integrierter Schaltkreise ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolierschicht über einer leitfähigen Schicht auf einem Halbleitersubstrat angebracht wird, daß mindestens eine Kontaktöffnung durch die Isolierschicht zu der leitfähigen Schicht ausgebildet wird, daß eine Sperrmetallschicht über die Oberfläche des Substrates und in die Kontaktöffnung niedergeschlagen wird, in der das meiste des Sperrmetalls am Boden der Kontaktöffnung und an deren Seitenrand wenig Sperrmetall abgelagert wird, daß über die Sperrmetallschicht eine Metall­ schicht kaltgesprüht wird, und daß über die kaltgesprühte Metallschicht eine Metallschicht heißgesprüht wird, wobei die Kaltbedampfung und Heißbe­ dampfung kontinuierliche Prozeßabläufe zur Vervollständigung der Metallaufspritzung auf den integrierten Schaltkreis sind.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht das Halbleitersubstrat ist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmetallschicht als Mehrfachschicht aus Titan, Titannitrit und Titan ausgebildet wird und daß ein Kollimator zum Aufspritzen dieser Mehrfachschicht verwendet wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken der Mehrfachschicht zwischen 50 bis 300 Ångström für die Titanschicht, 750 bis 2000 Ångström für die Titannitritschicht und 300 bis 800 Ångström für die weitere Titanschicht sind.
26. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß als leitfähige Schicht mindestens eine erste Metallaufspritzschicht über einer ersten Isolierungs­ schicht über dem Halbleitersubstrat ausgebildet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmetallschicht aus Titan besteht, wobei ein Kollimator beim Aufspritzen dieser Schicht verwendet wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Sperrmetallschicht zwischen 500 bis 2000 Ångström beträgt.
29. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Aluminium besteht.
30. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltbedampfung der Metallschicht bei einer Tem­ peratur zwischen 20°C und 150°C durchgeführt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltbedampfung der Metallschicht bei hoher Niederschlagsrate von mehr als 150 Ångström/Sek. durch­ geführt wird, so daß in der Kontaktöffnung die Ausbildung eines vollen und kontinuierlichen Films sichergestellt wird.
32. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißbedampfung der Metallschicht bei einer Tem­ peratur zwischen 500°C bis 550°C durchgeführt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißbedampfung der Metallschicht mit einer niedrigen Niederschlagsrate von weniger als 50 Ångström/Sek. durchgeführt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heißbedampfung der Metallschicht mit niedriger Niederschlagsrate in der Kontaktöffnung die Ausbildung eines Hohlraums vermieden wird.
35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Heißbedampfung der Metallschicht mit sehr niedriger Niederschlagsrate zwischen der kaltbedampften Metallschicht und der Sperrmetallschicht eine Legierung ausgebildet wird, die die Ausbildung eines Hohlraums in der Kontaktöffnung verhindert.
DE4400726A 1993-08-19 1994-01-13 Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung Withdrawn DE4400726A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/108,224 US5356836A (en) 1993-08-19 1993-08-19 Aluminum plug process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4400726A1 true DE4400726A1 (de) 1995-02-23

Family

ID=22320980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4400726A Withdrawn DE4400726A1 (de) 1993-08-19 1994-01-13 Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5356836A (de)
JP (1) JPH0766205A (de)
KR (1) KR100291284B1 (de)
DE (1) DE4400726A1 (de)
FR (1) FR2709207B1 (de)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2598335B2 (ja) * 1990-08-28 1997-04-09 三菱電機株式会社 半導体集積回路装置の配線接続構造およびその製造方法
DE69225082T2 (de) * 1991-02-12 1998-08-20 Matsushita Electronics Corp Halbleiter-Vorrichtung mit Verdrahtung der verbesserten Zuverlässigkeit und Verfahren zu ihner Herstellung
JP3401843B2 (ja) * 1993-06-21 2003-04-28 ソニー株式会社 半導体装置における多層配線の形成方法
US5747360A (en) * 1993-09-17 1998-05-05 Applied Materials, Inc. Method of metalizing a semiconductor wafer
JPH07130852A (ja) * 1993-11-02 1995-05-19 Sony Corp 金属配線材料の形成方法
JP2797933B2 (ja) * 1993-11-30 1998-09-17 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JPH07161813A (ja) * 1993-12-08 1995-06-23 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5585308A (en) * 1993-12-23 1996-12-17 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Method for improved pre-metal planarization
US5599749A (en) * 1994-10-21 1997-02-04 Yamaha Corporation Manufacture of micro electron emitter
US5449639A (en) * 1994-10-24 1995-09-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Disposable metal anti-reflection coating process used together with metal dry/wet etch
US5523259A (en) * 1994-12-05 1996-06-04 At&T Corp. Method of forming metal layers formed as a composite of sub-layers using Ti texture control layer
US5580823A (en) * 1994-12-15 1996-12-03 Motorola, Inc. Process for fabricating a collimated metal layer and contact structure in a semiconductor device
US6285082B1 (en) * 1995-01-03 2001-09-04 International Business Machines Corporation Soft metal conductor
JPH08191104A (ja) * 1995-01-11 1996-07-23 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置およびその製造方法
JP2953340B2 (ja) * 1995-03-29 1999-09-27 ヤマハ株式会社 配線形成法
EP0793268A3 (de) * 1995-05-23 1999-03-03 Texas Instruments Incorporated Verfahren zum Füllen von Löchern in einer Halbleiteranordnung
KR0179827B1 (ko) * 1995-05-27 1999-04-15 문정환 반도체 소자의 배선 형성방법
TW298674B (de) * 1995-07-07 1997-02-21 At & T Corp
US5604155A (en) * 1995-07-17 1997-02-18 Winbond Electronics Corp. Al-based contact formation process using Ti glue layer to prevent nodule-induced bridging
SG42438A1 (en) * 1995-09-27 1997-08-15 Motorola Inc Process for fabricating a CVD aluminium layer in a semiconductor device
US5633199A (en) * 1995-11-02 1997-05-27 Motorola Inc. Process for fabricating a metallized interconnect structure in a semiconductor device
US5776831A (en) * 1995-12-27 1998-07-07 Lsi Logic Corporation Method of forming a high electromigration resistant metallization system
US5804251A (en) * 1995-12-29 1998-09-08 Intel Corporation Low temperature aluminum alloy plug technology
US5851923A (en) * 1996-01-18 1998-12-22 Micron Technology, Inc. Integrated circuit and method for forming and integrated circuit
JP2891161B2 (ja) * 1996-02-15 1999-05-17 日本電気株式会社 配線形成方法
US5677238A (en) * 1996-04-29 1997-10-14 Chartered Semiconductor Manufacturing Pte Ltd Semiconductor contact metallization
US6083823A (en) * 1996-06-28 2000-07-04 International Business Machines Corporation Metal deposition process for metal lines over topography
US5883002A (en) * 1996-08-29 1999-03-16 Winbond Electronics Corp. Method of forming contact profile by improving TEOS/BPSG selectivity for manufacturing a semiconductor device
US5985746A (en) * 1996-11-21 1999-11-16 Lsi Logic Corporation Process for forming self-aligned conductive plugs in multiple insulation levels in integrated circuit structures and resulting product
JPH10172969A (ja) * 1996-12-06 1998-06-26 Nec Corp 半導体装置の製造方法
ATE340411T1 (de) * 1996-12-12 2006-10-15 Asahi Chemical Ind Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung
US6395629B1 (en) * 1997-04-16 2002-05-28 Stmicroelectronics, Inc. Interconnect method and structure for semiconductor devices
KR100241506B1 (ko) * 1997-06-23 2000-03-02 김영환 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법
US5994206A (en) * 1997-10-06 1999-11-30 Advanced Micro Devices, Inc. Method of forming a high conductivity metal interconnect using metal gettering plug and system performing the method
US6365514B1 (en) 1997-12-23 2002-04-02 Intel Corporation Two chamber metal reflow process
TW411529B (en) * 1997-12-26 2000-11-11 Toshiba Corp Semiconductor device and its manufacturing method
US5994213A (en) * 1998-02-09 1999-11-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Aluminum plug process
US6130156A (en) * 1998-04-01 2000-10-10 Texas Instruments Incorporated Variable doping of metal plugs for enhanced reliability
KR20000004358A (ko) * 1998-06-30 2000-01-25 김영환 반도체 소자의 배선 구조
US6274486B1 (en) * 1998-09-02 2001-08-14 Micron Technology, Inc. Metal contact and process
US6207568B1 (en) * 1998-11-27 2001-03-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ionized metal plasma (IMP) method for forming (111) oriented aluminum containing conductor layer
TW409356B (en) * 1999-03-11 2000-10-21 United Microelectronics Corp Manufacture method of inner connects
US6627542B1 (en) * 1999-07-12 2003-09-30 Applied Materials, Inc. Continuous, non-agglomerated adhesion of a seed layer to a barrier layer
US6080657A (en) * 1999-07-16 2000-06-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of reducing AlCu hillocks
KR100434188B1 (ko) * 2001-08-28 2004-06-04 삼성전자주식회사 장벽 금속층 적층 방법
US6943105B2 (en) * 2002-01-18 2005-09-13 International Business Machines Corporation Soft metal conductor and method of making
KR100455380B1 (ko) * 2002-02-27 2004-11-06 삼성전자주식회사 다층 배선 구조를 구비한 반도체 소자 및 그 제조 방법
US7056820B2 (en) * 2003-11-20 2006-06-06 International Business Machines Corporation Bond pad
JP2011091242A (ja) * 2009-10-23 2011-05-06 Elpida Memory Inc 半導体装置の製造方法
US9941160B2 (en) * 2013-07-25 2018-04-10 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Integrated circuits having device contacts and methods for fabricating the same
KR101550526B1 (ko) * 2014-02-21 2015-09-04 에스티에스반도체통신 주식회사 클러스터형 반도체 제조장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조방법
JP2017183396A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH069199B2 (ja) * 1984-07-18 1994-02-02 株式会社日立製作所 配線構造体およびその製造方法
US4960732A (en) * 1987-02-19 1990-10-02 Advanced Micro Devices, Inc. Contact plug and interconnect employing a barrier lining and a backfilled conductor material
US5007372A (en) * 1987-12-04 1991-04-16 Research Development Corporation Vacuum depositing apparatus
JPH01160036A (ja) * 1987-12-17 1989-06-22 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置
US4837183A (en) * 1988-05-02 1989-06-06 Motorola Inc. Semiconductor device metallization process
FR2634317A1 (fr) * 1988-07-12 1990-01-19 Philips Nv Procede pour fabriquer un dispositif semiconducteur ayant au moins un niveau de prise de contact a travers des ouvertures de contact de petites dimensions
US4994162A (en) * 1989-09-29 1991-02-19 Materials Research Corporation Planarization method
DE69031903T2 (de) * 1989-11-30 1998-04-16 Sgs Thomson Microelectronics Verfahren zum Herstellen von Zwischenschicht-Kontakten
US5108951A (en) * 1990-11-05 1992-04-28 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Method for forming a metal contact
KR100228259B1 (ko) * 1990-10-24 1999-11-01 고지마 마따오 박막의 형성방법 및 반도체장치
KR920010620A (ko) * 1990-11-30 1992-06-26 원본미기재 다층 상호접속선을 위한 알루미늄 적층 접점/통로 형성방법
JPH07109030B2 (ja) * 1991-02-12 1995-11-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 半導体ウェーハ上にアルミニウム層をスパッタする方法
JP2725944B2 (ja) * 1991-04-19 1998-03-11 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 金属層堆積方法
EP0514103A1 (de) * 1991-05-14 1992-11-19 STMicroelectronics, Inc. Herstellungsverfahren von einer Metallbarriere für submikron Kontakte
US5240880A (en) * 1992-05-05 1993-08-31 Zilog, Inc. Ti/TiN/Ti contact metallization

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0766205A (ja) 1995-03-10
KR100291284B1 (ko) 2001-11-30
FR2709207B1 (fr) 1996-10-25
KR950006997A (ko) 1995-03-21
FR2709207A1 (fr) 1995-02-24
US5356836A (en) 1994-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4400726A1 (de) Verfahren zum Metallaufdampfen auf eine integrierte Schaltkreiseinrichtung
DE4129432C2 (de) Verfahren zum Verbessern der Stufen-Deckfähigkeit einer Metallisierungsschicht auf einer integrierten Schaltung
DE3026026C2 (de)
DE69030229T2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE4342047B4 (de) Halbleiterbauelement mit einer Diffusionsbarrierenschichtanordnung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE68918773T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit mindestens einer kleine Kontaktlöcher enthaltenden Leiterbahn.
DE69333604T2 (de) Durch PVD und DVD gebildete, mit hochschmelzendem Metall abgedeckte Metallleiterbahnen und Durchgangslöcher mit niedrigem spezifischen Widerstand
DE3916622C2 (de)
DE60121007T3 (de) Substrat mit einer photokatalytischen beschichtung
DE69233231T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Kontaktbohrungen für Mehrschichtschaltung von Halbleiterbauelementen
DE2430692C2 (de) Verfahren zum Herstellen von Verbindungslöchern in Isolierschichten
DE2754861C2 (de) Schottky-Sperrschichtkontakt für Halbleitervorrichtung und Verfahren zu dessen Herstellung
DE4214091C2 (de)
DE69102851T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Ti/TiN/Al Kontaktes unter Benutzung eines reaktiven Zerstäubungsprozesses.
DE2817258A1 (de) Verfahren zur herstellung einer isolierschicht-feldeffekttransistorstruktur
DE19608208B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Metallzwischenverbindungen in Halbleitereinrichtungen
DE3414781A1 (de) Vielschicht-verbindungsstruktur einer halbleitereinrichtung
DE19645033C2 (de) Verfahren zur Bildung eines Metalldrahtes
DE2157923A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer bestimmten RC Schaltung
DE3634168C2 (de)
DE1765003B2 (de) Verfahren zum herstellen von bezueglich des rauschens und des uebergangswiderstandes verbesserten integrierten duennfilmschaltungen
DE4329260B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Verdrahtung in einem Halbleiterbauelement
DE102006053930B4 (de) Herstellungsverfahren für eine Transistor-Gatestruktur
DE19723096B4 (de) Verfahren zum Bilden einer Verbindungsleitung
DE3711790C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal