DE69219952T2 - Verdrahtungslage aus einer aluminiumlegierung, ihre herstellung, und aluminiumlegierungssputtertarget - Google Patents

Verdrahtungslage aus einer aluminiumlegierung, ihre herstellung, und aluminiumlegierungssputtertarget

Info

Publication number
DE69219952T2
DE69219952T2 DE69219952T DE69219952T DE69219952T2 DE 69219952 T2 DE69219952 T2 DE 69219952T2 DE 69219952 T DE69219952 T DE 69219952T DE 69219952 T DE69219952 T DE 69219952T DE 69219952 T2 DE69219952 T2 DE 69219952T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aluminum alloy
scandium
wiring layer
aluminum
sputtering target
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69219952T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69219952D1 (de
Inventor
Kazunari - Takemura
Tadao Ueda
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.)
Ryoka Matthey Corp
Original Assignee
Ryoka Matthey Corp
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 Ryoka Matthey Corp filed Critical Ryoka Matthey Corp
Publication of DE69219952D1 publication Critical patent/DE69219952D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69219952T2 publication Critical patent/DE69219952T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522—Arrangements 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
    • H01L23/532—Arrangements 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
    • H01L23/53204—Conductive materials
    • H01L23/53209—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides
    • H01L23/53214—Conductive materials based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being aluminium
    • H01L23/53219—Aluminium alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12528—Semiconductor component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12736—Al-base component

Landscapes

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

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdrahtungslage aus einer Aluminiumlegierung, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und eine Sputtertarget (Zerstäubungsbeschichtungsplatte) aus einer Aluminiumlegierung, die zu ihrer Herstellung verwendet wird.
    • Stand der Technik
  • Halbleiter-Logikelemente, die einen Mikroprozessor und Halbleiter-Speicherelemente, als DRAM, umfassen, sind als zentrale Prozessoreinheit (CP), interner Speicher oder externer Speicher eines Computers oder dergleichen unvermeidlich. Im Verfahren zur großtechnischen Herstellung einer solchen integrierten Schaltung ist die Entwicklung der Verdrahtungstechnik von mehreren Millionen bis mehreren Zehnmillionen Halbleitertransistoren in einem Chip mit hoher Genauigkeit sehr wichtig.
  • Zur Zeit lassen sich DRAMs von 16 Megabit unter Verwendung von Leitungsführungsschichten mit einer Dicke von 0,7 bis 0,8 µm, die aus einer Aluminiumlegierung aufgebaut sind, die durch Zugabe einer geringen Menge Silicium (Si) oder einer geringen Menge Silicium und Kuper (Cu) zu Aluminium (Al) erhalten wird, in Massenproduktion herzustellen.
  • Diese Verdrahtungslagen werden hergestellt, indem man auf einem Silicium-Wafer durch Sputtern einen dünnen Film von ca. 1 µm Dicke herstellt und auf dem dünnen Film durch Lithographie ein feines Leitungsmuster ausbildet. Bei der Herstellung dieser Verdrahtungslagen wird ein Al-Si- Legierungs-Target, das ca. 1 Gew.-% Si enthält, oder ein Al- Si-Cu-Legierungs-Target, das ca. 1 Gew.-% Si und ca. 0,5 Gew.-% Cu enthält, verwendet.
  • Aufgrund der jüngsten Entwicklung von weiterentwickelten großtechnisch hergestellten integrierten Schaltungen für DRAMs von 64 Megabit und aufgrund der jüngsten Entwicklung von Verdrahtungslagen mit einer geringeren Breite (z.B. 0,3 bis 0,6 µm), die dazu dienen sollen, die Integration und die Leistungsfähigkeit von integrierten Halbleiterschaltungen zu erhöhen, bestand das Bedürfnis nach einer Verdrahtungstechnik mit höherer Genauigkeit.
  • Die zur Zeit verwendeten Verdrahtungslagen aus Al-Si- oder Al-Si-Cu-Legierung haben jedoch eine geringe Genauigkeit, weil während des Herstellungsverfahrens ein Additiv, wie z.B. ein Silicium-Präzipitat, verwendet wird, das auf dem Schaltkreis verbleibt, oder wodurch häufig ein Bruch des Drahtes verursacht wird.
  • Das Brechen eines Aluminiumdrahtes wird dem mit Elektromigration und Belastungsmigration genannten Phänomen zugeschrieben. Die Elektromigration ist ein Phänomen, bei dem Metallionen in der Verdrahtung aufgrund eines elektrischen Feldes durch elektrische Ströme in der Verdrahtung wandern und dies Lücken an der Korngrenze verursacht, wodurch ein Bruch des Drahtes erfolgt. Die Belastungsmigration ist eine Erscheinungsform, bei der der Bruch des Drahtes verursacht wird, indem aufgrund der Differenz der thermischen Ausdehnung zwischen dem Aluminiumdraht und dem laminierten Grenzfilm aus SiN oder dergleichen eine Belastung erzeugt wird, wodurch Lücken an der Korngrenze entstehen.
  • Die JP-A-1289140 beschreibt eine Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung, die eine Aluminiumlegierung als Hauptkomponente und ein Element umfaßt, das von Aluminium verschieden ist, und dessen Menge im Vergleich zu Aluminium gering ist, und worin dieses verschiedene Element ein oder mehrere Elemente darstellt, ausgewählt aus den Lanthaniden- Elementen, Yttrium und Scandium.
  • Die EP-A-0249256 beschreibt ein Halbleiterelement mit einer Aluminiumverbindungsschicht, die einen kleinen Prozentsatz an Vanadium enthält.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Als Ergebnis von Untersuchungen, die die Erfinder der vorliegenden Anmeldung vorgenommen haben, um die vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu lösen, und um eine Verdrahtungslage bereitzustellen, bei der kaum ein Bruch des Drahtes verursacht wird, und die einen geringen elektrischen Widerstand besitzt, wurde das folgende Ergebnis gefunden.
  • Scandium (Sc) vereinigt sich mit Aluminium unter Bildung einer feinen intermetallischen Verbindung (ScAl&sub3;), die in Aluminium dispergiert wird, wodurch sich ein einen Bruch des Drahtes verhindernder Effekt ergibt. ScAl&sub3; ist von der intermetallischen Verbindung CuAl&sub2;, die durch Kombination von Cu mit Al gebildet wird, verschieden, und wird deshalb durch die Hitzebehandlung (400 bis 450 ºC), die nach der Ausbildung eines dünnen Filmes unvermeidbar ist, nicht grobkörnig.
  • Die hier angesprochene Hitzebehandlung bedeutet ein Tempern, das zu dem Zweck ausgeführt wird, um aus dem amorphen dünnen Film einen stabilen dünnen Metallfilm auszubilden und um dessen Haftfähigkeit zu erhöhen.
  • Auf dieser Grundlage wurde die folgende Erfindung erzielt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 1.
  • Ausführungsformen davon sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.
  • Weiterer Gegenstand ist ein Verfahren gemäß Anspruch 4 zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung.
  • Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 5 und 6.
  • Weiterer Gegenstand ist ein Aluminiumlegierung-Sputtertarget gemäß Anspruch 7.
  • Ausführungsformen dieser Aluminiumlegierung-Sputtertargets sind Gegenstand der Ansprüche 8 und 9.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben.
  • In einem erfindungsgemäßen Sputtertarget aus Aluminiumlegierung wird ein hochreines Aluminium mit einer Reinheit von nicht weniger als 99,99 % als Basismetall verwendet. Ein solcheshochreines Aluminium kann durch elektrolytische Raffination, fraktionierte Kristallisation, fraktionierte Destillation, Kristallisation oder dergleichen erhalten werden.
  • Erfindungsgemäß werden zu einem solchen hochreinen Aluminium 0,01 bis 1,0 Gew.-% Scandium, oder 0,01 bis 1,0 Gew.-% Scandium und 0,01 bis 3,0 Gew.-% von mindestens einem Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silicium, Titan, Kupfer, Bor, Hafnium und von Scandium verschiedenen Seltenerd-Elementen zugefügt.
  • Als Seltenerd-Elemente können beispielhaft genannt werden Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium und Terbium. Wenn die Menge von darin enthaltenem Scandium und die Menge von zusammen mit Scandium enthaltenen spezifischen Elementen außerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche liegt, kann die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden. Der besonders bevorzugte Scandiumgehalt liegt im Bereich von 0,05 bis 0,6 Gew.-%.
  • Erfindungsgemäß wird die Aluminiumlegierung hergestellt durch Zugabe einer bestimmten Menge von Scandium, oder von Scandium und einem spezifischen Element, zu einem hochreinen Aluminium, Gießen der resultierenden Mischung, um einen Ingot zu erhalten, der nicht mehr als 10 ppm unvermeidbarer Verunreinigungen enthält, und Hitzebehandlung, Walzbehandlung und Wiedererhitzungsbehandlung des Ingot, um ein Material auszubilden, das gleichmäßige feine Kristalle besitzt.
  • Die Bedingungen der einzelnen Behandlungen sind nicht kritisch, aber die Hitzebehandlung wird im allgemeinen bei 500 bis 550 ºC während 10 bis 15 Stunden durchgeführt, die Walzbehandlung wird im allgemeinen bei einem Reduktionsverhältnis von 50 bis 90 % durchgeführt, und die Wiedererhitzungsbehandlung wird im allgemeinen bei 400 bis 450 ºC während 30 bis 60 Minuten durchgeführt.
  • Die auf diese Weise erhaltene Aluminiumlegierung wird in Übereinstimmung mit einer Sputtervorrichtung in eine Form geschnitten (z.B. eine kreisförmige, rechteckige und torusförmige Form, in der der zentrale Teil der vorstehend genannten Formen durchbohrt ist) wodurch ein Sputtertarget erhalten wird.
  • Eine erfindungsgemäße Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung wird hergestellt, indem man unter Verwendung des so erhaltenen Sputtertargets aus Aluminiumlegierung, das 0,01 bis 1,0 Gew.-% Scandium, und als Rest Aluminium mit einer Reinheit von nicht weniger als 99,99 % enthält, oder eines Sputtertargets aus Aluminiumlegierung, das 0,01 bis 1,0 Gew.- % Scandium, 0,01 bis 3,0 Gew.-% von mindestens einem Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silicium, Titan, Kupfer, Bor, Hafnium und von Scandium verschiedenen Seltenerd-Elementen enthält, und als Rest Aluminium mit einer Reinheit von nicht weniger als 99,99 %, hergestellt. Für das Sputtern können eine bekannte Sputtervorrichtung und Sputterbedingungen verwendet werden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Figur 1 ist ein Diagramm, das die gemessenen spezifischen Widerstände der im Beispiel und Vergleichsbeispiel erhaltenen dünnen Filme zeigt, worin die Ordinate den spezifischen Widerstand (µΩm) und die Abszisse die Wafer-Temperatur (ºC) darstellen; die Kurven (1) bis (4) zeigen die Proben 1 bis 4 des Beispiels, und (11) und (12) zeigen die Proben 11 und 12 des Vergleichsbeispiels (gleiches gilt für die Figuren 2 und 3).
  • Figur 2 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Elektromigrations-Tests der im Beispiel und Vergleichsbeispiel erhaltenen dünnen Filme zeigt, worin die Ordinate die Abschaltzeit (in Stunden) und die Abszisse die Wafer-Temperatur (ºC) darstellt.
  • Figur 3 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Belastungsmigrationstests der im Beispiel und Vergleichsbeispiel erhaltenen dünnen Filme zeigt, worin die Ordinate die Zahl der Lücken und die Abszisse die Wafer- Temperatur (ºC) darstellt.
  • Figur 4 ist eine Darstellung des gesamten Teils des Verdrahtungsmusters für den Elektromigrationstest.
  • Figur 5 ist eine vergrößerte Darstellung des Hauptteils des in Figur 4 dargestellten Verdrahtungsmusters für den Elektromigrationstest.
  • Figur 6 ist eine Darstellung des Verdrahtungsmusters für den Belastungsmigrationstest.
  • Figur 7 ist eine Darstellung des Verdrahtungsmusters für den Belastungsmigrationstest.
  • Figur 8 ist eine Darstellung der für den Belastungsmigrationstest verwendeten Heizplatte.
  • In den Figuren 7 und 8 bedeutet das Symbol B eine keilförmige Lücke, die Bezugsziffer 1 die Heizplatte, die Bezugsziffer 2 eine Preßplatte, die Bezugsziffer 3 eine Heizvorrichtung und die Bezugsziffer 4 den Wafer.
    • Beste Ausführungsform der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird nun näher unter Bezugnahme auf das folgende Beispiel erläutert, ohne die Erfindung darauf zu beschränken.
  • Im folgenden Beispiel und Vergleichsbeispiel wurde die Messung des elektrischen Widerstandes, der Elektromigrationstest und der Belastungsmigrationstest auf folgende Weise durchgeführt.
    • < Messung des elektrischen Widerstandes>
  • Der Widerstand der Schicht wurde mittels eines Ohmmeters gemessen, und nachdem ein Teil des dünnen Filmes gelöst und mittels Ätzen entfernt wurde, wurde die Dicke des dünnen Filmes mittels eines Mikrostufen-Dickenmessers (micro step high meter) gemessen. Der spezifische Widerstand wurde aus der folgenden Formel erhalten, und als elektrischer Widerstand angegeben.
  • Spezifischer Widerstand = (Schichtwiderstand) x (Dicke des dünnen Filmes)
    • < Elektromigrationstest>
  • Ein Wafer mit einem darauf ausgebildeten Verdrahtungsmuster wurde in innigen Kontakt mit einer Heizplatte gebracht und auf 200 ºC erhitzt. Die in den Figuren 4 und 5 dargestellten Verdrahtungsmuster (1) und (2) wurden mit Elektroden verbunden. Zwischen (3) und (4) wurde ein Ohmmeter geschaltet. Die Unterbrechung wurde bestimmt, indem man einen Gleichstrom mit einer Stromdichte von 2 x 10&sup7; A/cm² zwischen die Elektroden anlegte, und die Zeit bis zur Unterbrechung gemessen wurde.
  • Figur 4 ist eine Darstellung des gesamten Verdrahtungsmusters für den Elektromigrationstest, Figur 5 ist eine vergrößerte Darstellung des Hauptteiles des in Figur 4 dargestellten Verdrahtungsmusters.
    • < Beanspruchungsmigrationstest>
  • Ein Wafer (4) mit einem darauf ausgebildeten Verdrahtungsmuster wurde in innigen Kontakt mit der in Figur 1 dargestellten Heizplatte (1), mit einem konvexen zentralen Teil, der sich vom peripheren Teil um 0,2 mm nach oben erstreckte, gebracht, wodurch der Wafer (4) gekrümmt wurde und der Draht einer Belastung unterworfen wurde. Danach wurde der Wafer (4) während 5 Minuten auf 400 ºC erhitzt und die Zahl der in dem durch das Verdrahtungsmuster in Figur 6 dargestellten Teiles erzeugten Lücken gezählt. Es wurden nur die Zahl der Lücken (B), die in Form eines Keiles an den seitlichen Oberflächen der Verdrahtungslage ausgebildet und eine Länge von nicht weniger als 1 µm besaßen, gemessen.
  • Figur 8 ist eine Darstellung einer Heizplatte, die für den Belastungsmigrationstest verwendet wurde. In Figur 8 bedeutet die Bezugsziffer 1 die Heizplatte, die Bezugsziffer 2 eine Preßplatte, die Bezugsziffer 3 eine Heizvorrichtung und die Bezugsziffer 4 den Wafer, und das Symbol B stellt eine keilförmige Lücke dar.
    • Beispiel und Vergleichsbeispiel
  • Eine bestimmte Menge des in Tabelle 1 angegebenen metallischen Elementes wurde zu einem hochreinen raffinierten Aluminium mit einer Reinheit von nicht weniger als 99,999 % zugegeben, und das geschmolzene Material gegossen.
  • Der erhaltene Ingot wurde bei 525 ºC 12 Stunden lang hitzebehandelt, mit einem Reduktionsverhältnis von 70 % gewalzt, und dann bei 425 ºC während 45 Minuten wieder erhitzt, wodurch ein Material mit gleichmäßigen feinen Kristallen erhalten wurde.
  • Das erhaltene Material wurde zur Herstellung eines kreisförmigen Sputtertargets mit einem Durchmesser von 250 mm und einer Dicke von 15 mm bearbeitet.
  • Jedes Sputtertarget wurde an einer Magnetron- Sputtervorrichtung MLX-3000 (hergestellt von Ulvac Corp.) angebracht und an der Oberfläche eines Silicium-Wafers mit einem Durchmesser von 6 Inch und mit einem darauf ausgebildeten dünnen SiO&sub2;-Film mit einer Dicke von 0,2 µm ein dünner Film von 1 µm Dicke ausgebildet. Danach wurde der Silicium-Wafer bei 450 ºC 15 Minuten lang durch Erhitzen mit einer Lampe hitzebehandelt. Die Magnetron-Sputtervorrichtung wurde unter den folgenden Bedingungen betrieben.
  • Ausgangsvakuum: 6 x 10&supmin;&sup8; Torr
  • Ar-Druck: 4 x 10&supmin;³ Torr
  • Elektrische Leistung des Sputterns: 5 Kw
  • Wafer-Erhitzungstemperatur: 150 ºC, 200 ºC, 250 ºC
  • Diese Wafer-Erhitzungstemperaturen stellten die zur Durchführung einer Kurzzeitprüfung verwendeten Temperaturen dar.
  • Für jeden erhaltenen dünnen Film wurde der elektrische Widerstand gemessen, ein Elektromigrationstest und ein Belastungsmigrationstest durchgeführt.
  • Die Ergebnisse sind in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.
  • Die Figur 1 ist ein Diagramm, das die gemessenen elektrischen Widerstände darstellt; die Figur 2 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Elektromigrationstestes darstellt; und die Figur 3 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse des Belastungsmigrationstests darstellt. In diesen Diagrammen entsprechen die Kurven (1) bis (4) und (11) und (12) den Probenummern in der Tabelle 1.
  • Die Ergebnisse der Messung der elektrischen Widerstände, des Elektomigrationstests und des Belastungsmigrationstests bei einer Wafer-Erhitzungstemperatur von 200 ºC sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
    • (Anmerkung)
  • *1: Elektromigrationstest (die bis zur Unterbrechung verstrichene Zeit)
  • *2: Belastungsmigrationstest (Zahl der Lücken)
    • Industrielle Anwendbarkeit
  • Das erfindungsgemäße Sputtertarget aus Aluminiumlegierung besitzt einen geringen spezifischen Widerstand und benötigt eine lange Zeit bis zur Ausbildung einer Unterbrechung. Außerdem ist die Zahl der gebildeten Lücken gering. Es ist deshalb als Leitungsmaterial hervorragend geeignet. Die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Sputtertargets aus Aluminiumlegierung erzeugte Verdrahtungslage besitzt eine große Widerstandsfähigkeit gegenüber Elektromigration und Belastungsmigration, und weist eine hohe Genauigkeit auf, wodurch sie als Verdrahtungslage zur Herstellung einer hochentwickelten integrierten Schaltung im großtechnischen Maßstab geeignet ist.

Claims (9)

1. Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung, umfassend 0,01 bis 1,0 Gew.-% Scandium und als Rest Aluminium mit einer Reinheit von nicht weniger als 99,99 %.
2. Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,01 bis 3,0 Gew.-% mindestens eines Elementes enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silicium, Titan, Kupfer, Bor, Hafnium und von Scandium verschiedenen Seltenerd-Elementen.
3. Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scandiumgehalt 0,05 bis 0,6 Gew.-% beträgt.
4. Verfahren zur Herstellung einer Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung, gekennzeichnet durch Sputtern eines Targets, das aus einer Aluminiumlegierung aus 0,01 bis 1,0 Gew.-% Scandium und als Rest Aluminium mit einer Reinheit von nicht weniger als 99,99 % zusammengesetzt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sputtertarget aus Aluminiumlegierung zusätzlich 0,01 bis 3,0 Gew.-% von mindestens einem Element enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silicium, Titan, Kupfer, Bor, Hafnium und von Scandium verschiedenen Seltenerd-Elementen.
6. Verfahren zur Herstellung einer Verdrahtungslage aus Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scandiumgehalt in dem Aluminiumlegierungstarget 0,05 bis 0,6 Gew.-% beträgt.
7. Sputtertarget aus Aluminiumlegierung umfassend 0,01 bis 1,0 Gew.-% Scandium und als Rest Aluminium mit einer Reinheit von nicht weniger als 99,99 %.
8. Sputtertarget aus Aluminiumlegierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich 0,01 bis 3,0 Gew.-% mindestens eines Elementes enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silicium, Titan, Kupfer, Bor, Hafnium und von Scandium verschiedenen Seltenerd-Elementen.
9. Sputtertarget aus Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Scandiumgehalt 0,05 bis 0,6 Gew.-% beträgt.
DE69219952T 1991-01-17 1992-01-17 Verdrahtungslage aus einer aluminiumlegierung, ihre herstellung, und aluminiumlegierungssputtertarget Expired - Fee Related DE69219952T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1710991 1991-01-17
PCT/JP1992/000034 WO1992013360A1 (en) 1991-01-17 1992-01-17 Aluminum alloy wiring layer, manufacturing thereof, and aluminum alloy sputtering target

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69219952D1 DE69219952D1 (de) 1997-07-03
DE69219952T2 true DE69219952T2 (de) 1997-10-16

Family

ID=11934867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69219952T Expired - Fee Related DE69219952T2 (de) 1991-01-17 1992-01-17 Verdrahtungslage aus einer aluminiumlegierung, ihre herstellung, und aluminiumlegierungssputtertarget

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5541007A (de)
EP (1) EP0521163B1 (de)
JP (1) JP3096699B2 (de)
KR (1) KR100228414B1 (de)
DE (1) DE69219952T2 (de)
WO (1) WO1992013360A1 (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5500301A (en) 1991-03-07 1996-03-19 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho A1 alloy films and melting A1 alloy sputtering targets for depositing A1 alloy films
KR0123185B1 (ko) * 1991-09-30 1997-11-26 다니이 아끼오 알루미늄배선 및 그 형성방법
KR0131179B1 (ko) * 1993-02-22 1998-04-14 슌뻬이 야마자끼 전자회로 제조프로세스
JP2733006B2 (ja) * 1993-07-27 1998-03-30 株式会社神戸製鋼所 半導体用電極及びその製造方法並びに半導体用電極膜形成用スパッタリングターゲット
FR2717827B1 (fr) * 1994-03-28 1996-04-26 Jean Pierre Collin Alliage d'aluminium à hautes teneurs en Scandium et procédé de fabrication de cet alliage.
US5711858A (en) * 1994-04-12 1998-01-27 International Business Machines Corporation Process for depositing a conductive thin film upon an integrated circuit substrate
JPH10125619A (ja) * 1996-10-09 1998-05-15 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 配線層および配線層の形成方法
JPH10270446A (ja) * 1997-03-24 1998-10-09 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 多層配線層および金属配線層の形成方法
US6348113B1 (en) 1998-11-25 2002-02-19 Cabot Corporation High purity tantalum, products containing the same, and methods of making the same
US20010047838A1 (en) * 2000-03-28 2001-12-06 Segal Vladimir M. Methods of forming aluminum-comprising physical vapor deposition targets; sputtered films; and target constructions
JP4783525B2 (ja) * 2001-08-31 2011-09-28 株式会社アルバック 薄膜アルミニウム合金及び薄膜アルミニウム合金形成用スパッタリングターゲット
US20040256218A1 (en) * 2002-05-31 2004-12-23 Glass Howard L. Thin films and methods of forming thin films utilizing ECAE-targets
US20040256226A1 (en) * 2003-06-20 2004-12-23 Wickersham Charles E. Method and design for sputter target attachment to a backing plate
WO2006041989A2 (en) * 2004-10-05 2006-04-20 Tosoh Smd, Inc. Sputtering target and method of its fabrication
JP4117001B2 (ja) 2005-02-17 2008-07-09 株式会社神戸製鋼所 薄膜トランジスタ基板、表示デバイス、および表示デバイス用のスパッタリングターゲット
TWI296286B (en) * 2005-12-20 2008-05-01 Chung Shan Inst Of Science Method of manufacturing al and al alloy sputtering target
WO2007103014A2 (en) * 2006-03-06 2007-09-13 Tosoh Smd, Inc. Sputtering target
KR20080100358A (ko) * 2006-03-06 2008-11-17 토소우 에스엠디, 인크 전자 장치, 이의 제조방법 및 스퍼터링 타겟
US8097100B2 (en) * 2006-04-03 2012-01-17 Praxair Technology, Inc. Ternary aluminum alloy films and targets for manufacturing flat panel displays
US7749361B2 (en) * 2006-06-02 2010-07-06 Applied Materials, Inc. Multi-component doping of copper seed layer
JP2011021275A (ja) * 2009-06-15 2011-02-03 Kobe Steel Ltd Ａｌ合金反射膜、反射膜積層体、及び、自動車用灯具、照明具、ならびに、Ａｌ合金スパッタリングターゲット
RU2596509C2 (ru) 2011-11-11 2016-09-10 Новелис Инк. Алюминиевый сплав
DK2662891T3 (da) * 2012-05-07 2020-07-13 Heraeus Deutschland Gmbh & Co Kg Fremgangsmåde til fremstilling af en aluminiumsovertrukket kobberbindingsledning
EP2736047B1 (de) * 2012-11-22 2017-11-08 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Aluminiumlegierungsdraht für Bindungsanwendungen
CN104805406B (zh) * 2015-04-17 2017-06-06 无锡舒玛天科新能源技术有限公司 铝钪旋转靶材及其制备方法
CN110846543B (zh) * 2018-08-21 2022-05-31 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 一种耐热合金单丝及其制备方法
JP7424854B2 (ja) * 2020-02-14 2024-01-30 アルバックテクノ株式会社 成膜処理用部品及び成膜装置
CN113584333B (zh) * 2021-07-14 2022-05-13 先导薄膜材料有限公司 一种提高铝钪合金靶材均匀性的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3619181A (en) * 1968-10-29 1971-11-09 Aluminum Co Of America Aluminum scandium alloy
US4080223A (en) * 1975-06-23 1978-03-21 Southwire Company Aluminum-nickel-iron alloy electrical conductor
US4017890A (en) * 1975-10-24 1977-04-12 International Business Machines Corporation Intermetallic compound layer in thin films for improved electromigration resistance
US4874440A (en) * 1986-03-20 1989-10-17 Aluminum Company Of America Superplastic aluminum products and alloys
EP0249256B1 (de) * 1986-04-14 1992-01-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Halbleiteranordnung mit einer Aluminium-Verbindungsschicht mit geringem Vanadium-Prozentgehalt
JP2714606B2 (ja) * 1988-05-16 1998-02-16 日本電信電話株式会社 配線層及びその製法
US5133931A (en) * 1990-08-28 1992-07-28 Reynolds Metals Company Lithium aluminum alloy system

Also Published As

Publication number Publication date
DE69219952D1 (de) 1997-07-03
EP0521163A1 (de) 1993-01-07
EP0521163B1 (de) 1997-05-28
KR100228414B1 (ko) 1999-11-01
EP0521163A4 (en) 1993-04-14
JP3096699B2 (ja) 2000-10-10
US5541007A (en) 1996-07-30
WO1992013360A1 (en) 1992-08-06
KR920704348A (ko) 1992-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69219952T2 (de) Verdrahtungslage aus einer aluminiumlegierung, ihre herstellung, und aluminiumlegierungssputtertarget
DE3855981T2 (de) Zerstäubungstarget aus Mo-Ta oder W-Ta
DE3631119C2 (de)
CN100392505C (zh) 铜合金薄膜、铜合金溅射靶和平板显示器
DE69014027T2 (de) Dünnfilmkondensatoren und deren Herstellungsverfahren.
DE69032893T2 (de) Werkstoff für elektrische Leiter, Elektronikagerät welches diesen verwendet und Flüssig-Kristall-Anzeige
DE69730388T2 (de) Metall-Keramik-Substrate von hoher Zuverlässigkeit für Halbleiter
DE69014149T2 (de) Zwischenmetallische Mehrschicht-Verbindung für Halbleitervorrichtungen.
DE602005002898T2 (de) Kupferlegierung und Verfahren zu deren Herstellung
DE3629395A1 (de) Kupferlegierung fuer elektronische bauteile und verfahren zu ihrer herstellung
DE68914464T2 (de) Metallisierungssysteme für heiz-/sensorelemente.
DE3630393C2 (de) Widerstandsthermometer
DE10147968B4 (de) Kupferlegierung von hoher mechanischer Festigkeit
DE3039927A1 (de) Elektrischer widerstand und verfahren zur herstellung
DE4114495A1 (de) Schmelzsicherung
DE2303574B2 (de) Verfahren zum herstellen von feldeffekttransistoren mit isolierter gate- elektrode
DE2719731A1 (de) Mehrschichtschaltung
EP0002703A1 (de) Verfahren zum Herstellen von dünnen metallisch leitenden Streifen auf Halbleitersubstraten und damit hergestellte metallisch leitende Streifen
DE112017005081T5 (de) Warmstranggepresstes Material für zylindrisches Sputtertarget und Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Sputtertargets
DE69110435T2 (de) Kupferlegierungen und daraus hergestellte Leitergitter.
DE1590768A1 (de) Duennfilmwiderstaende und Verfahren zum Herstellen derselben
DE19953161A1 (de) NTC-Thermistoren und NTC-Thermistorchips
DE69422559T2 (de) Ohmische Elektrode und Verfahren für ihre Herstellung
DE3613594C3 (de) Verwendung eines Kupferlegierungs-Leitermaterials für gegen Abblättern beständige Lötanschlüsse einer Halbleitervorrichtung
DE60215240T2 (de) Kupfer sowie Kupferlegierung und Verfahren zur Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee