JP2699611B2 - Thin film formation method - Google Patents
Thin film formation methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は薄膜の形成方法に関し、さらに詳しくは、集
積回路等を構成する導電層の薄膜の形成方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for forming a thin film, and more particularly, to a method for forming a thin film of a conductive layer constituting an integrated circuit or the like.
［従来の技術］ 従来、この種の薄膜の形成方法としては、スパッタリ
ングによる方法（月刊セミコンダクターワールド誌,105
頁,5号,1989）、選択気相化学成長法でコンタクトホー
ルやビアホールに選択的に導電性材料を埋め込んだ後に
スパッタリングを行う方法（月刊セミコンダクターワー
ルド誌,105頁,5号,1989）などがある。[Prior art] Conventionally, as a method for forming this kind of thin film, a method by sputtering (Monthly Semiconductor World Magazine, 105
Pp. 5, No. 1989), and a method of selectively embedding conductive material in contact holes and via holes by selective chemical vapor deposition and then sputtering (Monthly Semiconductor World Magazine, p. 105, No. 5, 1989). is there.
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来のスパッタリングによる
方法は、コンタクトホールやビアホールの段差部分でス
テップカバレッジが悪くなる欠点がある。また、選択気
相成長法とスパッタリングを行う方法では、通常、それ
らのプロセス装置が異なるために、製造装置間の搬送に
伴う作業数が増すと共に、製造装置間の搬送中に大気に
曝される場合には、選択気相成長法で堆積した薄膜が酸
化されるため、それを除去する工程が必要になる等の問
題点があった。[Problem to be Solved by the Invention] However, the above-described conventional method using sputtering has a disadvantage that step coverage is deteriorated at a step portion of a contact hole or a via hole. In addition, in the selective vapor deposition method and the method of performing sputtering, the number of operations involved in transport between manufacturing apparatuses increases because the process apparatuses are usually different, and the process apparatus is exposed to the atmosphere during transport between manufacturing apparatuses. In such a case, there is a problem that a thin film deposited by the selective vapor deposition method is oxidized, and a step of removing the thin film is required.
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたも
ので、ステップカバレッジの良好な薄膜が形成でき、か
つ作業効率が改善された薄膜の形成方法を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for forming a thin film with good step coverage and improved work efficiency.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、コンタクトホール又はビアホールが形成さ
れた絶縁膜上に、導電性材料よりなる薄膜を形成する方
法において、選択気相化学成長によって前記コンタクト
ホール又はビアホールに選択的に導電性材料を埋め込む
工程と、真空一環でエネルギー粒子を照射し前記絶縁膜
の表面から構成原子を削除し表面を活性化する工程と、
埋め込まれた導電性材料および活性化した絶縁膜上に、
真空一環で、前記選択気相化学成長の材料ガスを用いて
気相化学成長を行う工程とを備えることを特徴とする薄
膜の形成方法である。[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a method for forming a thin film made of a conductive material on an insulating film having a contact hole or a via hole formed therein, the method comprising: A step of selectively embedding a conductive material, and a step of irradiating energetic particles in a vacuum to remove constituent atoms from the surface of the insulating film and activate the surface,
On the embedded conductive material and the activated insulating film,
Performing a vapor phase chemical growth using the material gas for the selective vapor phase chemical growth as part of a vacuum.
［作用］ ジメチルアルミハイドライドを用いて選択気相化学成
長法でアルミニウム膜を形成すると、シリコン上にはア
ルミニウム膜が堆積し、酸化シリコン膜上にはアルミニ
ウム膜が堆積しないことが知られている（第50回応用物
理学会学術講演会講演予稿集,631頁,29p−Ｄ−１）。と
ころが、エネルギー粒子を基板に照射すると酸化シリコ
ン表面の原子が除去され、不活性な酸化シリコン膜表面
にもダングリングボンドが生成する。このとき、基板表
面は膜堆積に関して活性化された状態にあり、選択気相
化学成長で用いた材料ガスと装置を使って、同様の成長
条件でも、基板表面の全面に薄膜を形成することができ
る。[Operation] When an aluminum film is formed by selective chemical vapor deposition using dimethyl aluminum hydride, it is known that an aluminum film is deposited on silicon and an aluminum film is not deposited on a silicon oxide film ( Proceedings of the 50th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, p. 631, 29p-D-1). However, when the substrate is irradiated with energetic particles, atoms on the surface of the silicon oxide are removed, and dangling bonds are generated also on the surface of the inactive silicon oxide film. At this time, the substrate surface is in an activated state for film deposition, and a thin film can be formed over the entire surface of the substrate under the same growth conditions using the material gases and equipment used in the selective chemical vapor deposition. it can.
本発明の薄膜の形成方法では、表面に段差が形成され
た基板上に、選択気相化学成長法によってコンタクトホ
ールやビアホール等の溝部のみに導電性材料を形成した
後、真空一環でエネルギー粒子を照射し、その後に、真
空一環で、選択気相化学成長で用いた材料ガスにより気
相化学成長を行う。その結果、コンタクトホールやビア
ホールを平坦に埋め込み、しかもその後、同じ装置内で
基板全面に薄膜を形成することができる。In the method of forming a thin film according to the present invention, after forming a conductive material only on a groove portion such as a contact hole or a via hole by selective chemical vapor deposition on a substrate having a step formed on the surface, energetic particles are formed in a vacuum. Irradiation is performed, and thereafter, the vapor phase chemical growth is performed using the material gas used in the selective vapor phase chemical growth as part of the vacuum. As a result, the contact holes and the via holes can be buried flat, and thereafter, a thin film can be formed on the entire surface of the substrate in the same device.
［実施例］ 次に本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。[Example] Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、本発明による薄膜の形成方法の一例を工程
順に示した基板の部分断面図である。本実施例は、シリ
コン集積回路における配線用薄膜の形成に本発明の方法
を適用した場合を例示する。FIG. 1 is a partial sectional view of a substrate showing an example of a method of forming a thin film according to the present invention in the order of steps. This embodiment illustrates a case where the method of the present invention is applied to the formation of a thin film for wiring in a silicon integrated circuit.
シリコン基板上に標準的な集積回路作製方法を用い
て、第１図（ａ）に示したコンタクトホール埋め込み前
の構造を形成する。図において、１はシリコン基板、２
は酸化シリコン膜、３はイオン注入層である。次に、第
１図（ｂ）に示すように、選択気相化学成長法での第１
のアルミニウム薄膜４をイオン注入層上のみに堆積させ
る。本実施例では、ジメチルアルミハイドライドの熱分
解を用いた気相化学成長法により、基板温度約250℃、
キャリア水素流量60 SCCM、真空室圧力2Torrでアルミニ
ウム膜を形成する。The structure before embedding the contact holes shown in FIG. 1A is formed on a silicon substrate by using a standard integrated circuit manufacturing method. In the figure, 1 is a silicon substrate, 2
Is a silicon oxide film, and 3 is an ion implantation layer. Next, as shown in FIG. 1 (b), the first chemical vapor deposition method
Is deposited only on the ion-implanted layer. In this embodiment, the substrate temperature is about 250 ° C. by the vapor phase chemical growth method using the thermal decomposition of dimethyl aluminum hydride.
An aluminum film is formed at a carrier hydrogen flow rate of 60 SCCM and a vacuum chamber pressure of 2 Torr.
次に第１図（Ｃ）に示すように、エネルギー粒子５を
照射する。本実施例では、圧力数mTorr、電界強度数100
V/cmでアルゴンをプラズマにして加速し、基板に照射す
る。これによって、不活性な酸化シリコン膜表面の原子
が除去されてダングリングボンドが生成し、表面が活性
化する。この状態で、第１図（ｄ）に示すように、気相
化学成長法で第２のアルミニウム薄膜６を基板全面に形
成する。本実施例では、この第２のアルミニウム薄膜６
もジメチルアルミハイドライドの熱分解によって形成す
る。形成条件は選択気相成長法の場合と同様であるが、
酸化シリコン膜２の表面も活性化されているので、基板
表面全面にアルミニウム膜を堆積させることができる。Next, as shown in FIG. 1 (C), the energy particles 5 are irradiated. In this embodiment, the pressure is several mTorr, the electric field strength is 100
Argon is turned into plasma at V / cm and accelerated, and the substrate is irradiated. As a result, atoms on the surface of the inactive silicon oxide film are removed, dangling bonds are generated, and the surface is activated. In this state, as shown in FIG. 1D, a second aluminum thin film 6 is formed on the entire surface of the substrate by a chemical vapor deposition method. In the present embodiment, the second aluminum thin film 6
Is also formed by the thermal decomposition of dimethyl aluminum hydride. The formation conditions are the same as in the case of the selective vapor deposition method,
Since the surface of the silicon oxide film 2 is also activated, an aluminum film can be deposited on the entire surface of the substrate.
なお本実施例では薄膜としてアルミニウム膜を用いた
が、WF6等を使って堆積させるタングステン膜等でもよ
い。また、照射するエネルギー粒子は、照射領域を活性
化させることができる強度の範囲で、原子、分子、ラジ
カルおよびイオン等から選べばよい。さらに、シリコン
集積回路以外の化合物集積回路等でもよい。Although an aluminum film is used as a thin film in this embodiment, a tungsten film or the like deposited using WF 6 or the like may be used. Further, the energy particles to be irradiated may be selected from atoms, molecules, radicals, ions, and the like within a range in which the irradiation region can be activated. Further, a compound integrated circuit other than the silicon integrated circuit may be used.
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の薄膜の形成方法によれ
ば、作業数や工程を減少させ、ステップカバレッジの良
好な薄膜を形成できるので、集積回路等に用いられる薄
膜の製造工程と費用を低減できる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the method of forming a thin film of the present invention, the number of operations and steps can be reduced, and a thin film having good step coverage can be formed. This has the effect of reducing the number of steps and costs.
第１図は本発明による薄膜の形成方法の一例を工程順に
示す基板の部分断面図である。 １……シリコン基板 ２……酸化シリコン膜 ３……イオン注入層 ４……第１のアルミニウム薄膜 ５……エネルギー粒子 ６……第２のアルミニウム薄膜FIG. 1 is a partial sectional view of a substrate showing an example of a method of forming a thin film according to the present invention in the order of steps. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate 2 ... Silicon oxide film 3 ... Ion implantation layer 4 ... First aluminum thin film 5 ... Energy particles 6 ... Second aluminum thin film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸田 俊二 東京都港区芝５丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−51620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−40723（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−97417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291048（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Shunji Kishida 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (56) References JP-A-64-51620 (JP, A) JP-A-62 -40723 (JP, A) JP-A-1-97417 (JP, A) JP-A-62-291048 (JP, A)
Claims (1)
れた絶縁膜上に、導電性材料よりなる薄膜を形成する方
法において、選択気相化学成長によって前記コンタクト
ホール又はビアホールに選択的に導電性材料を埋め込む
工程と、真空一環でエネルギー粒子を照射し前記絶縁膜
の表面から構成原子を削除し表面を活性化する工程と、
埋め込まれた導電性材料および活性化した絶縁膜上に、
真空一環で、前記選択気相化学成長の材料ガスを用いて
気相化学成長を行う工程とを備えることを特徴とする薄
膜の形成方法。1. A method for forming a thin film made of a conductive material on an insulating film having a contact hole or a via hole formed therein, wherein the conductive material is selectively buried in the contact hole or the via hole by selective chemical vapor deposition. And activating the surface by irradiating energetic particles as part of a vacuum to remove constituent atoms from the surface of the insulating film,
On the embedded conductive material and the activated insulating film,
Performing a vapor phase chemical growth using the material gas for the selective vapor phase chemical growth as part of a vacuum.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119782A JP2699611B2 (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Thin film formation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2119782A JP2699611B2 (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Thin film formation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417329A JPH0417329A (en) | 1992-01-22 |
| JP2699611B2 true JP2699611B2 (en) | 1998-01-19 |
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ID=14770092
Family Applications (1)
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| JP2119782A Expired - Lifetime JP2699611B2 (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Thin film formation method |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2699611B2 (en) |
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-
1990
- 1990-05-11 JP JP2119782A patent/JP2699611B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH0417329A (en) | 1992-01-22 |
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