JP3036499B2 - 配線用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半導体装置 - Google Patents
配線用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半導体装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置におけ
る配線用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配
線を有する半導体装置に関し、特に、ボイドの発生なく
接続孔あるいは配線溝を埋め込むことを可能とする配線
用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有
する半導体装置に関する。
る配線用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配
線を有する半導体装置に関し、特に、ボイドの発生なく
接続孔あるいは配線溝を埋め込むことを可能とする配線
用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有
する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のさらなる高集積
化及び高速化のために、ＬＳｌの設計ルールは微細化
し、配線の幅や接続孔の径は小さくなり、アスペクト比
は大きくなっている。このような配線用の溝や接続孔の
埋め込み方法として、原理的に段差被覆性の良い気相化
学成長法を用いた金属膜の形成方法が開発されている。
ｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のさらなる高集積
化及び高速化のために、ＬＳｌの設計ルールは微細化
し、配線の幅や接続孔の径は小さくなり、アスペクト比
は大きくなっている。このような配線用の溝や接続孔の
埋め込み方法として、原理的に段差被覆性の良い気相化
学成長法を用いた金属膜の形成方法が開発されている。
【０００３】従来の金属薄膜の形成方法としては、例え
ば「１９９６ Ｓｙｍｐｓｉｕｍｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ Ｐａｔｅｒｓ， ４２−４３頁」に開示される
方法がある。
ば「１９９６ Ｓｙｍｐｓｉｕｍｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉ
ｃａｌ Ｐａｔｅｒｓ， ４２−４３頁」に開示される
方法がある。
【０００４】この金属薄膜の形成方法を図３に示す。こ
の金属薄膜の形成方法は、まず、図３（ａ）に示すよう
に、基板１０１の全面に第１のＳｉＳＯ2膜１０２を堆
積した後、第１のＡｌ膜１０３を堆積させ、リソグラフ
ィとエッチングで配線を形成する。続いて、第２のＳｉ
ＳＯ2膜１０４を形成した後、接続孔１０６を垂直に開
口する。
の金属薄膜の形成方法は、まず、図３（ａ）に示すよう
に、基板１０１の全面に第１のＳｉＳＯ2膜１０２を堆
積した後、第１のＡｌ膜１０３を堆積させ、リソグラフ
ィとエッチングで配線を形成する。続いて、第２のＳｉ
ＳＯ2膜１０４を形成した後、接続孔１０６を垂直に開
口する。
【０００５】さらに、バリア膜１０５を形成する。バリ
ア膜１０５としては、一般にＴｉ、ＴｉＮなどの高融点
金属あるいはその化合物が用いられる。
ア膜１０５としては、一般にＴｉ、ＴｉＮなどの高融点
金属あるいはその化合物が用いられる。
【０００６】続いて、図３（ｂ）に示すように、薄い第
２のＡｌ膜１０７を堆積させる。真空下で、第２のＡｌ
膜１０７表面に自然酸化膜を形成しないように気相化学
成長室に搬送後、Ａｌの気相化学成長を行なうと、図３
（ｃ）に示すように、第３のＡｌ膜１０８が堆積し、接
続孔１０６が埋め込まれるが、接続孔１０６の中心付近
にボイド１０９が形成されることがある。
２のＡｌ膜１０７を堆積させる。真空下で、第２のＡｌ
膜１０７表面に自然酸化膜を形成しないように気相化学
成長室に搬送後、Ａｌの気相化学成長を行なうと、図３
（ｃ）に示すように、第３のＡｌ膜１０８が堆積し、接
続孔１０６が埋め込まれるが、接続孔１０６の中心付近
にボイド１０９が形成されることがある。
【０００７】ボイド１０９が形成されるのは、気相化学
成長法で堆積したアルミニウム膜は、表面に凹凸のある
荒れた膜であることが原因である。
成長法で堆積したアルミニウム膜は、表面に凹凸のある
荒れた膜であることが原因である。
【０００８】つまり、アルミニウム膜が堆積する過程で
表面荒れが起こり、接続孔１０６上部で凸部どうしが接
することにより、接続孔１０６内部への原料供給が遮断
され、ボイドとなって残るためである。
表面荒れが起こり、接続孔１０６上部で凸部どうしが接
することにより、接続孔１０６内部への原料供給が遮断
され、ボイドとなって残るためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の金属薄
膜の形成方法においては、接続孔中のボイドによって電
流密度が上昇し、エレクトロマイグレーションと呼ばれ
る電流によるアルミニウム原子の移動現象が加速され、
配線が遮断しやすくなり、配線の信頼性が低下するとい
う問題があった。
膜の形成方法においては、接続孔中のボイドによって電
流密度が上昇し、エレクトロマイグレーションと呼ばれ
る電流によるアルミニウム原子の移動現象が加速され、
配線が遮断しやすくなり、配線の信頼性が低下するとい
う問題があった。
【００１０】本発明の目的は、上記従来の課題を解決
し、ボイドの発生なく接続孔あるいは配線溝を埋め込む
ことを可能とし、これにより配線の信頼性を向上させる
ことのできる配線用アルミニウム膜の形成方法及びアル
ミニウム配線を有する半導体装置を提供することにあ
る。
し、ボイドの発生なく接続孔あるいは配線溝を埋め込む
ことを可能とし、これにより配線の信頼性を向上させる
ことのできる配線用アルミニウム膜の形成方法及びアル
ミニウム配線を有する半導体装置を提供することにあ
る。
【００１１】本発明の他の目的は、微細なＬＳＩにおけ
る信頼性の高い配線を形成を可能とするすることによ
り、ＬＳＩのチップ面積の縮小が可能とし、ＬＳＩの製
造コスト低減を実現することができる配線用アルミニウ
ム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半導体装
置を提供することにある。
る信頼性の高い配線を形成を可能とするすることによ
り、ＬＳＩのチップ面積の縮小が可能とし、ＬＳＩの製
造コスト低減を実現することができる配線用アルミニウ
ム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半導体装
置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１記載の本発明による配線用アルミニウム膜の形
成方法は、基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁
膜に接続孔あるいは配線溝を開口する工程と、前記接続
孔あるいは配線溝が埋まらない膜厚の第１のアルミニウ
ム膜を形成する工程と、気相化学成長法によって第２の
アルミニウム膜を形成する工程からなり、気相化学成長
法によって堆積する前記第２のアルミニウム膜の結晶粒
の表面粗さと、前記結晶粒の直径に基づいて求められる
角度のテーパーを設けて前記接続孔あるいは配線溝を開
口し、前記接続孔あるいは配線溝のテーパーの角度は、
前記第２のアルミニウム膜の結晶粒の平均表面粗さの２
倍を、前記結晶粒の平均直径で除した値の逆タンジェン
トによって求められる角度としたことを特徴とする。
請求項１記載の本発明による配線用アルミニウム膜の形
成方法は、基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁
膜に接続孔あるいは配線溝を開口する工程と、前記接続
孔あるいは配線溝が埋まらない膜厚の第１のアルミニウ
ム膜を形成する工程と、気相化学成長法によって第２の
アルミニウム膜を形成する工程からなり、気相化学成長
法によって堆積する前記第２のアルミニウム膜の結晶粒
の表面粗さと、前記結晶粒の直径に基づいて求められる
角度のテーパーを設けて前記接続孔あるいは配線溝を開
口し、前記接続孔あるいは配線溝のテーパーの角度は、
前記第２のアルミニウム膜の結晶粒の平均表面粗さの２
倍を、前記結晶粒の平均直径で除した値の逆タンジェン
トによって求められる角度としたことを特徴とする。
【００１３】請求項２記載の本発明による配線用アルミ
ニウム膜の形成方法は、前記接続孔あるいは配線溝のテ
ーパーを、ＣＦ ４ とＣＨＦ ３ でエッチングすることによ
り形成することを特徴とする。
ニウム膜の形成方法は、前記接続孔あるいは配線溝のテ
ーパーを、ＣＦ ４ とＣＨＦ ３ でエッチングすることによ
り形成することを特徴とする。
【００１４】請求項３記載の本発明による配線用アルミ
ニウム膜の形成方法は、前記接続孔あるいは配線溝のテ
ーパーを、Ａｒスパッタリングによって、接続孔あるい
は配線溝のコーナー部分を優先的にエッチングすること
によって形成することを特徴とする。
ニウム膜の形成方法は、前記接続孔あるいは配線溝のテ
ーパーを、Ａｒスパッタリングによって、接続孔あるい
は配線溝のコーナー部分を優先的にエッチングすること
によって形成することを特徴とする。
【００１５】請求項４記載の本発明による配線用アルミ
ニウム膜の形成方法は、気相化学成長法によって形成す
る前記第２のアルミニウム膜の原料として、ジメチルア
ルミニウムハイドライド、モノメチルアルミニウムダイ
ハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ト
リメチルアミンアラン、トリエチルアミンアラン、ジメ
チルエチルアミンアランのうち何れか一つ又はこれらを
含む混合物や分子間化合物を用いることを特徴とする。
ニウム膜の形成方法は、気相化学成長法によって形成す
る前記第２のアルミニウム膜の原料として、ジメチルア
ルミニウムハイドライド、モノメチルアルミニウムダイ
ハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ト
リメチルアミンアラン、トリエチルアミンアラン、ジメ
チルエチルアミンアランのうち何れか一つ又はこれらを
含む混合物や分子間化合物を用いることを特徴とする。
【００１６】請求項５の本発明は、上下導電体間を電気
的に接続する接続孔あるいは配線溝を有し、前記接続孔
あるいは配線溝に、前記接続孔あるいは配線溝が埋まら
ない膜厚の第１のアルミニウム膜を前記接続孔あるいは
配線溝に堆積し、前記第１のアルミニウム膜の上に気相
化学成長法によって第２のアルミニウム膜を堆積した構
造の半導体装置において、前記接続孔あるいは配線溝
に、気相化学成長法によって堆積する前記第２のアルミ
ニウム膜の結晶粒の表面粗さと、前記結晶粒の直径に基
づいて求められる角度のテーパーを設け、前記第２のア
ルミニウム膜の結晶粒の平均表面粗さの２倍を、前記結
晶粒の平均直径で除した値の逆タンジェントによって求
められる角度のテーパーを、前記接続孔あるいは配線溝
に設けたことを特徴とする。
的に接続する接続孔あるいは配線溝を有し、前記接続孔
あるいは配線溝に、前記接続孔あるいは配線溝が埋まら
ない膜厚の第１のアルミニウム膜を前記接続孔あるいは
配線溝に堆積し、前記第１のアルミニウム膜の上に気相
化学成長法によって第２のアルミニウム膜を堆積した構
造の半導体装置において、前記接続孔あるいは配線溝
に、気相化学成長法によって堆積する前記第２のアルミ
ニウム膜の結晶粒の表面粗さと、前記結晶粒の直径に基
づいて求められる角度のテーパーを設け、前記第２のア
ルミニウム膜の結晶粒の平均表面粗さの２倍を、前記結
晶粒の平均直径で除した値の逆タンジェントによって求
められる角度のテーパーを、前記接続孔あるいは配線溝
に設けたことを特徴とする。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】次に本発明の一実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に
よる半導体装置の形成方法を適用した主要製造工程にお
ける半導体装置の断面図である。
図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に
よる半導体装置の形成方法を適用した主要製造工程にお
ける半導体装置の断面図である。
【００２０】一般に、接続孔又は配線溝中のアルミニウ
ム膜にボイドを引き起こす原因となる表面荒れは、アル
ミニウム膜の膜厚に依存する。スパッタで堆積した配向
性の高いアルミニウム膜上では、気相化学成長法でも平
坦性の高いアルミニウム膜を堆積することが可能である
が、その平坦性は、アルミニウム膜厚の増加と共に劣化
する。このため、Ａｌで埋め込んだ接続孔又は配線溝の
中にはボイドが形成されることになる。
ム膜にボイドを引き起こす原因となる表面荒れは、アル
ミニウム膜の膜厚に依存する。スパッタで堆積した配向
性の高いアルミニウム膜上では、気相化学成長法でも平
坦性の高いアルミニウム膜を堆積することが可能である
が、その平坦性は、アルミニウム膜厚の増加と共に劣化
する。このため、Ａｌで埋め込んだ接続孔又は配線溝の
中にはボイドが形成されることになる。
【００２１】そこで、図２に示すように、Ａｌの結晶粒
２０の平均の直径をｄ、平均の表面粗さをｈとした場
合、 θ＝ｔａｎ-1（２ｈ／ｄ） で決まる角度θのテーパーを接続孔又は配線溝に設ける
ことにより、ボイドの発生なく接続孔又は配線溝を埋め
込むことができることを見出した。
２０の平均の直径をｄ、平均の表面粗さをｈとした場
合、 θ＝ｔａｎ-1（２ｈ／ｄ） で決まる角度θのテーパーを接続孔又は配線溝に設ける
ことにより、ボイドの発生なく接続孔又は配線溝を埋め
込むことができることを見出した。
【００２２】スパッタリングで形成したＡｌの上に成長
する気相化学成長で堆積したＡｌは、エピタキシャル成
長するので、スパッタリングのＡｌと同じく結晶粒が大
きく、約３μｍである。また、平均の粗さは約３０ｎｍ
である。これらから、角度θを求めると、１．１°とな
る。
する気相化学成長で堆積したＡｌは、エピタキシャル成
長するので、スパッタリングのＡｌと同じく結晶粒が大
きく、約３μｍである。また、平均の粗さは約３０ｎｍ
である。これらから、角度θを求めると、１．１°とな
る。
【００２３】このテーパーによって、例えば深さ０．５
μｍの接続孔の直径は、上部で約１０ｎｍ広がる。しか
し、この程度の広がりは、ＬＳＩの微細化に対して影響
を与えるものではない。このようなテーパーを接続孔又
は配線溝に設けることによって、ボイドを発生させるこ
となく接続孔又は配線溝を埋め込むことが初めて可能に
なることが見出された。
μｍの接続孔の直径は、上部で約１０ｎｍ広がる。しか
し、この程度の広がりは、ＬＳＩの微細化に対して影響
を与えるものではない。このようなテーパーを接続孔又
は配線溝に設けることによって、ボイドを発生させるこ
となく接続孔又は配線溝を埋め込むことが初めて可能に
なることが見出された。
【００２４】ここで、平均の結晶粒径や粗さから外れる
ような場合に、ボイドの形成が懸念されるけれども、そ
のような事態は発生しないことが判明した。この理由
は、同じ結晶粒径と粗さのＡｌによって、テーパーを設
けた接続孔を埋め込む場合、テーパーを設けていない接
続孔に埋め込む場合より、計算で見積もられるボイドの
容積が大幅に小さくなるためであると考えられる。
ような場合に、ボイドの形成が懸念されるけれども、そ
のような事態は発生しないことが判明した。この理由
は、同じ結晶粒径と粗さのＡｌによって、テーパーを設
けた接続孔を埋め込む場合、テーパーを設けていない接
続孔に埋め込む場合より、計算で見積もられるボイドの
容積が大幅に小さくなるためであると考えられる。
【００２５】Ａｌの気相化学成長法による堆積では、原
料ガス分子やＡｌが成長面を移動することがわかってお
り、この移動によって容積の小さいボイドならば埋め込
むことが可能であった。
料ガス分子やＡｌが成長面を移動することがわかってお
り、この移動によって容積の小さいボイドならば埋め込
むことが可能であった。
【００２６】また、気相化学成長で堆積するＡｌの結晶
粒の大きさや表面粗さは、成膜条件や下地Ａｌ膜の配向
性等によって変化するため、ボイドの発生なく埋め込む
には気相化学成長法で堆積するＡｌ膜の特性に合ったテ
ーパーを設けることが必要である。
粒の大きさや表面粗さは、成膜条件や下地Ａｌ膜の配向
性等によって変化するため、ボイドの発生なく埋め込む
には気相化学成長法で堆積するＡｌ膜の特性に合ったテ
ーパーを設けることが必要である。
【００２７】本実施の形態は、本発明をシリコン集積回
路における配線工程に適用した場合を例示する。
路における配線工程に適用した場合を例示する。
【００２８】図１（ａ）において、標準的な集積回路製
造方法を用いて、シリコン基板１３上にＳｉＳＯ2１２
膜を堆積する。続いて、リソグラフィとエッチングによ
り接続孔１６を開口する。
造方法を用いて、シリコン基板１３上にＳｉＳＯ2１２
膜を堆積する。続いて、リソグラフィとエッチングによ
り接続孔１６を開口する。
【００２９】ここでは、接続孔１６にテーペー１７を設
けるために、ＣＦ4：ＣＨＦ3：Ａｒ＝１０：４０：１０
０の流量比で流し、圧力１０Ｐａ、ｒｆパワー３００Ｗ
でエッチングした。これによって、角度θ＝１．１°の
ペーパー１７が接続孔１６に形成された。
けるために、ＣＦ4：ＣＨＦ3：Ａｒ＝１０：４０：１０
０の流量比で流し、圧力１０Ｐａ、ｒｆパワー３００Ｗ
でエッチングした。これによって、角度θ＝１．１°の
ペーパー１７が接続孔１６に形成された。
【００３０】次に、Ｔｉ、ＴｉＮを形成した後、ロング
スロースパッタリングで第１のＡｌ膜１４を約３０ｎｍ
形成した。これによって、図１（ｂ）に示すように、シ
リコン基板１３全面が第１のＡｌ膜１４で覆われた。こ
の第１のＡｌ膜１４は平坦性がよく、結晶粒の平均の大
きさは約３μｍであった。第１のＡｌ膜１４の成膜方法
としては、この他にもイオン化スパッタリング等を用い
ても同様のＡｌ膜が得られる。
スロースパッタリングで第１のＡｌ膜１４を約３０ｎｍ
形成した。これによって、図１（ｂ）に示すように、シ
リコン基板１３全面が第１のＡｌ膜１４で覆われた。こ
の第１のＡｌ膜１４は平坦性がよく、結晶粒の平均の大
きさは約３μｍであった。第１のＡｌ膜１４の成膜方法
としては、この他にもイオン化スパッタリング等を用い
ても同様のＡｌ膜が得られる。
【００３１】次に、図１（ｃ）に示すように、気相化学
成長法で第２のＡｌ膜１５を形成する。気相化学成長
は、アルミニウム原料にジメチルアルミニウムハイドラ
イドを用い、流量５０−３０００ｓｃｃｍの水素ガスを
キャリアガスとして、基板温度１００−３００℃、成長
室圧力１．０１−１００Ｔｏｒｒで行なう。これによっ
て、接続孔１６がボイドを発生させることなく第２のＡ
ｌ膜１５によって埋め込まれた。
成長法で第２のＡｌ膜１５を形成する。気相化学成長
は、アルミニウム原料にジメチルアルミニウムハイドラ
イドを用い、流量５０−３０００ｓｃｃｍの水素ガスを
キャリアガスとして、基板温度１００−３００℃、成長
室圧力１．０１−１００Ｔｏｒｒで行なう。これによっ
て、接続孔１６がボイドを発生させることなく第２のＡ
ｌ膜１５によって埋め込まれた。
【００３２】なお、接続孔１６につけたテーパー１７の
角度θが、１．１°の場合を例示したが、ガスの混合比
や圧力等の条件を変えることによって、任意のテーパー
を得ることができた。
角度θが、１．１°の場合を例示したが、ガスの混合比
や圧力等の条件を変えることによって、任意のテーパー
を得ることができた。
【００３３】また、接続孔にテーパーを設ける方法とし
て、ＣＦ4とＣＨＦ3でエッチングする方法を述べたが、
垂直な接続孔を開口後、Ａｒスパッタリングによって接
続孔のコーナー部を優先的にエッチングすることによっ
てテーパーを設けることも可能である。この場合、テー
パーの角度はプラズマ電力、ガス圧力等で変えることが
可能である。
て、ＣＦ4とＣＨＦ3でエッチングする方法を述べたが、
垂直な接続孔を開口後、Ａｒスパッタリングによって接
続孔のコーナー部を優先的にエッチングすることによっ
てテーパーを設けることも可能である。この場合、テー
パーの角度はプラズマ電力、ガス圧力等で変えることが
可能である。
【００３４】気相化学成長法で用いるアルミニウム原料
としてジメチルアルミニウムハイドライドを用いた場合
を例示したが、モノメチルアルミニウムダイハイドライ
ドＭＭＡＤＨ、ジエチルアルミニウムハイドライドＤＥ
ＡＨ、トリメチルアミンアランＴＭＡＡ、トリエチルア
ミンアランＴＥＡＡ、ジメチルエチルアミンアランＤＭ
ＥＡＡのうち何れか一つ又はこれらを含む混合物や分子
間化合物を用いても同様の効果が得られる。これらの原
料を用いた場合の気相化学成長条件を以下に示す。
としてジメチルアルミニウムハイドライドを用いた場合
を例示したが、モノメチルアルミニウムダイハイドライ
ドＭＭＡＤＨ、ジエチルアルミニウムハイドライドＤＥ
ＡＨ、トリメチルアミンアランＴＭＡＡ、トリエチルア
ミンアランＴＥＡＡ、ジメチルエチルアミンアランＤＭ
ＥＡＡのうち何れか一つ又はこれらを含む混合物や分子
間化合物を用いても同様の効果が得られる。これらの原
料を用いた場合の気相化学成長条件を以下に示す。
【００３５】 原料名 成膜温度（℃） ＴＩＢＡ ２００−５００ ＤＭＡＨ １００−３００ ＭＭＡＤＨ １００−３００ ＤＥＡＨ １００−３００ ＴＭＡＡ ７０−５００ ＴＥＡＡ ７０−５００ ＤＭＥＡＡ ７０−５００
【００３６】なお、キャリアガスとしては、水素の他に
アルゴン等の希ガスや窒素等を用いることができる。ま
た、上記実施の形態では、接続孔に適用した場合を例示
したが、配線溝にも本発明を同様に適用することができ
る。
アルゴン等の希ガスや窒素等を用いることができる。ま
た、上記実施の形態では、接続孔に適用した場合を例示
したが、配線溝にも本発明を同様に適用することができ
る。
【００３７】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、その技術思想の範囲内において様
々に変形して実施することができる。
されるものではなく、その技術思想の範囲内において様
々に変形して実施することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の配線用アル
ミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半
導体装置よれば、ボイドの発生なく接続孔あるいは配線
溝を埋め込むことが可能となるので、微細なＬＳＩにお
いても信頼性の高い配線を形成することができる。これ
により、ＬＳＩのチップ面積の縮小が可能となり、ＬＳ
Ｉの製造コスト低減を実現することができる。
ミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半
導体装置よれば、ボイドの発生なく接続孔あるいは配線
溝を埋め込むことが可能となるので、微細なＬＳＩにお
いても信頼性の高い配線を形成することができる。これ
により、ＬＳＩのチップ面積の縮小が可能となり、ＬＳ
Ｉの製造コスト低減を実現することができる。
【図１】 本発明の実施の形態による半導体装置の形成
方法を適用した主要製造工程における半導体装置の断面
図である。
方法を適用した主要製造工程における半導体装置の断面
図である。
【図２】 アルミニウムの結晶粒とそれによって決まる
テーパー角を示す結晶粒の断面図である。
テーパー角を示す結晶粒の断面図である。
【図３】 従来の金属薄膜の形成方法の主要工程を示す
断面図である。
断面図である。
１１ シリコン基板 １２ ＳｉＯ2膜 １４ 第１のＡｌ膜 １５ 第２のＡｌ膜 １６ 接続孔 １７ テーパー ２０ 結晶粒 θ テーパー角 ｄ 結晶粒の平均直径 ｈ 結晶粒の平均の表面粗さ
───────────────────────────────────────────────────── 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 (5)
- 【請求項１】 基板上に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜に接続孔あるいは配線溝を開口する工程と、前記接続孔あるいは配線溝が埋まらない膜厚の第１のア
ルミニウム膜を形成する工程と、 気相化学成長法によって第２のアルミニウム膜を形成す
る工程からなり、 気相化学成長法によって堆積する前記第２のアルミニウ
ム膜の結晶粒の表面粗さと、前記結晶粒の直径に基づい
て求められる角度のテーパーを設けて前記接続孔あるい
は配線溝を開口し、 前記接続孔あるいは配線溝のテーパーの角度は、前記第
２のアルミニウム膜の結晶粒の平均表面粗さの２倍を、
前記結晶粒の平均直径で除した値の逆タンジェントによ
って求められる角度としたこと を特徴とする配線用アル
ミニウム膜の形成方法。 - 【請求項２】 前記接続孔あるいは配線溝のテーパー
を、ＣＦ ４ とＣＨＦ ３ でエッチングすることにより形成
することを特徴とする請求項１に記載の配線用アルミニ
ウム膜の形成方法。 - 【請求項３】 前記接続孔あるいは配線溝のテーパー
を、Ａｒスパッタリングによって、接続孔あるいは配線
溝のコーナー部分を優先的にエッチングすることによっ
て形成することを特徴とする請求項１に記載の配線用ア
ルミニウム膜の形成方法。 - 【請求項４】 気相化学成長法によって形成する前記第
２のアルミニウム膜の原料として、ジメチルアルミニウ
ムハイドライド、モノメチルアルミニウムダイハイドラ
イド、ジエチルアルミニウムハイドライド、トリメチル
アミンアラン、トリエチルアミンアラン、ジメチルエチ
ルアミンアランのうち何れか一つ又はこれらを含む混合
物や分子間化合物を用いることを特徴とする請求項１に
記載の配線用アルミニウム膜の形成方法。 - 【請求項５】 上下導電体間を電気的に接続する接続孔
あるいは配線溝を有し、前記接続孔あるいは配線溝に、
前記接続孔あるいは配線溝が埋まらない膜厚の第１のア
ルミニウム膜を前記接続孔あるいは配線溝に堆積し、前
記第１のアル ミニウム膜の上に気相化学成長法によって
第２のアルミニウム膜を堆積した構造の半導体装置にお
いて、 前記接続孔あるいは配線溝に、気相化学成長法によって
堆積する前記第２のアルミニウム膜の結晶粒の表面粗さ
と、前記結晶粒の直径に基づいて求められる角度のテー
パーを設け、 前記第２のアルミニウム膜の結晶粒の平均表面粗さの２
倍を、前記結晶粒の平均直径で除した値の逆タンジェン
トによって求められる角度のテーパーを、前記接続孔あ
るいは配線溝に設けたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9340530A JP3036499B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 配線用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9340530A JP3036499B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 配線用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11162986A JPH11162986A (ja) | 1999-06-18 |
| JP3036499B2 true JP3036499B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=18337876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9340530A Expired - Lifetime JP3036499B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 配線用アルミニウム膜の形成方法及びアルミニウム配線を有する半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036499B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100550776B1 (ko) * | 1999-07-27 | 2006-02-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| KR20020019289A (ko) * | 2000-09-05 | 2002-03-12 | 박종섭 | 반도체소자의 콘택플러그 형성방법 |
| JP5835696B2 (ja) * | 2012-09-05 | 2015-12-24 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP9340530A patent/JP3036499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11162986A (ja) | 1999-06-18 |
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