JP3016287B2 - 配線の形成方法 - Google Patents
配線の形成方法Info
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- JP3016287B2 JP3016287B2 JP3253285A JP25328591A JP3016287B2 JP 3016287 B2 JP3016287 B2 JP 3016287B2 JP 3253285 A JP3253285 A JP 3253285A JP 25328591 A JP25328591 A JP 25328591A JP 3016287 B2 JP3016287 B2 JP 3016287B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等を構成す
る配線の形成方法に関する。
る配線の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置を構成する配線の形成
方法としては、レーザー気相成長法によってタングステ
ン配線を直接描画する方法（第３７回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集 ４９６頁 ２９ａ−ＺＥ−８）、
レーザー気相化学成長法で第１のアルミの核を形成した
後、選択気相化学成長によってさらに第２のアルミを第
１のアルミを核として配線を形成する方法（アプライド
フィジックス レター誌 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．１１，１１７８（１９９
１））などがある。
方法としては、レーザー気相成長法によってタングステ
ン配線を直接描画する方法（第３７回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集 ４９６頁 ２９ａ−ＺＥ−８）、
レーザー気相化学成長法で第１のアルミの核を形成した
後、選択気相化学成長によってさらに第２のアルミを第
１のアルミを核として配線を形成する方法（アプライド
フィジックス レター誌 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，Ｖｏｌ．５８，Ｎｏ．１１，１１７８（１９９
１））などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のレーザ
ー気相化学成長法によってタングステン配線を形成する
方法では、所望の膜厚を有する配線を形成するために描
画速度が制限され、スループットが小さいという欠点が
ある。また、レーザー気相化学成長法と選択気相化学成
長法によってアルミ配線を形成する方法では、酸化アル
ミの上には選択気相化学成長でアルミが堆積しなくなる
ので、プロセスを真空一貫で行う必要がある。このた
め、装置が大型で高額になり、生産された半導体装置の
コスト上昇を招くという欠点がある。
ー気相化学成長法によってタングステン配線を形成する
方法では、所望の膜厚を有する配線を形成するために描
画速度が制限され、スループットが小さいという欠点が
ある。また、レーザー気相化学成長法と選択気相化学成
長法によってアルミ配線を形成する方法では、酸化アル
ミの上には選択気相化学成長でアルミが堆積しなくなる
ので、プロセスを真空一貫で行う必要がある。このた
め、装置が大型で高額になり、生産された半導体装置の
コスト上昇を招くという欠点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の配線の形成方法
は、金の原料ガスあるいは金の原料液体中で、絶縁膜で
覆われた基板に電子ビーム、レーザービーム、イオンビ
ームのいずれかまたはその組合せからなるエネルギービ
ームを照射し、前記絶縁膜の照射部分にのみ金の薄い層
を形成した後、選択気相化学成長によって前記金を核と
して金属を堆積させる。
は、金の原料ガスあるいは金の原料液体中で、絶縁膜で
覆われた基板に電子ビーム、レーザービーム、イオンビ
ームのいずれかまたはその組合せからなるエネルギービ
ームを照射し、前記絶縁膜の照射部分にのみ金の薄い層
を形成した後、選択気相化学成長によって前記金を核と
して金属を堆積させる。
【０００５】
【作用】アルミの選択気相化学成長を用いると、アルミ
膜をシリコン酸化膜やアルミの自然酸化膜などの絶縁物
の上には堆積させず、チタンやアルミなどの金属上には
堆積させることが可能である。本発明は、ジメチルアル
ミニウムハイドライドを用いたアルミの気相化学成長に
よって、アルミが金の上に選択的に堆積するという新た
に見いだされた知見に基づいてなされた。この方法で
は、金の層は選択成長の核として機能すれば良いため薄
くても構わないので、電子ビーム、イオンビーム、レー
ザービームなどによって高速に描画することができる。
さらに、基板全面に対して選択気相化学成長が一度に行
われるため、配線形成プロセス全体を短時間に行うこと
ができる。
膜をシリコン酸化膜やアルミの自然酸化膜などの絶縁物
の上には堆積させず、チタンやアルミなどの金属上には
堆積させることが可能である。本発明は、ジメチルアル
ミニウムハイドライドを用いたアルミの気相化学成長に
よって、アルミが金の上に選択的に堆積するという新た
に見いだされた知見に基づいてなされた。この方法で
は、金の層は選択成長の核として機能すれば良いため薄
くても構わないので、電子ビーム、イオンビーム、レー
ザービームなどによって高速に描画することができる。
さらに、基板全面に対して選択気相化学成長が一度に行
われるため、配線形成プロセス全体を短時間に行うこと
ができる。
【０００６】また、金は化学的に安定で、大気中でも酸
化されないうえに、弗酸等にも冒されない。このため、
金の薄膜形成からアルミの気相化学成長までを真空一貫
で行わなくても、アルミ膜の選択堆積が金を核として可
能になる。
化されないうえに、弗酸等にも冒されない。このため、
金の薄膜形成からアルミの気相化学成長までを真空一貫
で行わなくても、アルミ膜の選択堆積が金を核として可
能になる。
【０００７】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００８】図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施例に
おける主要行程を示す断面図である。本実施例はシリコ
ン集積回路における配線用のアルミ配線形成に適用した
場合を例示する。
おける主要行程を示す断面図である。本実施例はシリコ
ン集積回路における配線用のアルミ配線形成に適用した
場合を例示する。
【０００９】標準的な集積回路製作方法を用いて形成し
た、アルミ配線形成前の構造を有する基板を図１（ａ）
に示す。図において、１はシリコン基板、２は酸化シリ
コン膜である。次に、図１（ｂ）に示すように、ジメチ
ル金トリフロロアセチルアセトナート３ガス中でレーザ
ービーム４を照射し、走査すると酸化シリコン膜２上に
薄い金線５が堆積する。具体的には、成長室圧力は１０
ｍＴｏｒｒにし、ヘリウムガスを流量１００ｓｃｃｍで
流し、パルス幅１００ｎｓのＮｄ：ＹＡＧレーザーの第
２高調波を繰り返し１５ｋＨｚ、平均強度１２ｍＷで照
射する。レーザービームの走査は金の膜が連続していれ
ば、速度は問わない。引続き、ジメチルアルミニウムハ
イドライドを用いた気相化学成長を行うと、図１（ｃ）
に示すように、前記金線５を核としてアルミ６が選択的
に堆積する。気相化学成長の具体的な条件は、キャリア
水素６０ｓｃｃｍ、基板温度２５０℃、成長質圧力２Ｔ
ｏｒｒ、ジメチルアルミニウムハイドライド分圧約１Ｔ
ｏｒｒである。本実施例で示したような金線５上にアル
ミ６を形成する場合においては、金はエレクトロマイグ
レーションの問題がないので、形成されたアルミ配線の
信頼性向上にも効果がある。
た、アルミ配線形成前の構造を有する基板を図１（ａ）
に示す。図において、１はシリコン基板、２は酸化シリ
コン膜である。次に、図１（ｂ）に示すように、ジメチ
ル金トリフロロアセチルアセトナート３ガス中でレーザ
ービーム４を照射し、走査すると酸化シリコン膜２上に
薄い金線５が堆積する。具体的には、成長室圧力は１０
ｍＴｏｒｒにし、ヘリウムガスを流量１００ｓｃｃｍで
流し、パルス幅１００ｎｓのＮｄ：ＹＡＧレーザーの第
２高調波を繰り返し１５ｋＨｚ、平均強度１２ｍＷで照
射する。レーザービームの走査は金の膜が連続していれ
ば、速度は問わない。引続き、ジメチルアルミニウムハ
イドライドを用いた気相化学成長を行うと、図１（ｃ）
に示すように、前記金線５を核としてアルミ６が選択的
に堆積する。気相化学成長の具体的な条件は、キャリア
水素６０ｓｃｃｍ、基板温度２５０℃、成長質圧力２Ｔ
ｏｒｒ、ジメチルアルミニウムハイドライド分圧約１Ｔ
ｏｒｒである。本実施例で示したような金線５上にアル
ミ６を形成する場合においては、金はエレクトロマイグ
レーションの問題がないので、形成されたアルミ配線の
信頼性向上にも効果がある。
【００１０】本実施例では、金の原料として、ジメチル
金トリフロロアセチルアセトナートを用いた場合を例示
したがジメチルメチル金アセチルアセトナート、ジメチ
ル金ヘキサフロロアセチルアセトナート等の金のβジケ
トン金属錯体を用いても同様の効果があることは言うま
でもない。
金トリフロロアセチルアセトナートを用いた場合を例示
したがジメチルメチル金アセチルアセトナート、ジメチ
ル金ヘキサフロロアセチルアセトナート等の金のβジケ
トン金属錯体を用いても同様の効果があることは言うま
でもない。
【００１１】また、有機アルミ原料としてはトリイソブ
チルアルミニウムやトリメチルアミンアラン等でも同様
の効果がある。
チルアルミニウムやトリメチルアミンアラン等でも同様
の効果がある。
【００１２】本実施例では、金線形成にレーザービーム
を用いたが、電子ビームやガリウムなどのイオンビーム
でも同様の効果がある。
を用いたが、電子ビームやガリウムなどのイオンビーム
でも同様の効果がある。
【００１３】また、レーザービームとして、Ｎｄ：ＹＡ
Ｇレーザーの第２高調波を用いた場合を例示したが、ア
ルゴンレーザー、エキシマレーザー、銅蒸気レーザーや
それらの高調波を用いても同様の効果がある。
Ｇレーザーの第２高調波を用いた場合を例示したが、ア
ルゴンレーザー、エキシマレーザー、銅蒸気レーザーや
それらの高調波を用いても同様の効果がある。
【００１４】さらに、金線形成は気相のみならず、金の
無電解メッキ等を用いて液相で行っても同様の効果があ
る。
無電解メッキ等を用いて液相で行っても同様の効果があ
る。
【００１５】また、選択堆積させる配線材料としてアル
ミ以外に銅を用いた場合にも、同様の効果がある。
ミ以外に銅を用いた場合にも、同様の効果がある。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、金の薄膜
を配線用金属の核形成層として用いることで、高速に、
低プロセスコストで高信頼性の配線を形成できるので、
半導体装置の品質を向上し、生産コストを低減できる効
果がある。
を配線用金属の核形成層として用いることで、高速に、
低プロセスコストで高信頼性の配線を形成できるので、
半導体装置の品質を向上し、生産コストを低減できる効
果がある。
【図１】本発明の一実施例の主要行程を示す断面図であ
る。
る。
１ シリコン基板 ２ 酸化シリコン膜 ３ ジメチル金トリフロロアセチルアセトナート ４ レーザービーム ５ 金線 ６ アルミ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 H01L 21/3213 H01L 21/44 - 21/445 H01L 21/768 H01L 29/40 - 29/51
Claims (1)
- 【請求項１】 金の原料ガスあるいは金の原料液体中
で、絶縁膜で覆われた基板に電子ビーム、レーザービー
ム、イオンビームのいずれかまたはその組合せからなる
エネルギービームを照射し、前記絶縁膜の照射部分にの
み金の薄い層を形成した後、選択気相化学成長によって
前記金を核として金属を堆積させることを特徴とする配
線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253285A JP3016287B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253285A JP3016287B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 配線の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594991A JPH0594991A (ja) | 1993-04-16 |
| JP3016287B2 true JP3016287B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=17249160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3253285A Expired - Fee Related JP3016287B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3016287B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3383838B2 (ja) | 1999-02-25 | 2003-03-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 金属酸化物の製造方法及び微細パターンの形成方法 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP3253285A patent/JP3016287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0594991A (ja) | 1993-04-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991124 |
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