JP3200650B2 - 高融点金属膜の製造方法 - Google Patents
高融点金属膜の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上に、ダス
トの少ない信頼性の高い高融点金属膜を製造する方法に
関するものである。
トの少ない信頼性の高い高融点金属膜を製造する方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化にともない
コンタクトホールの微細化が進んでいる。これにともな
いコンタクト抵抗の低抵抗化、高信頼性を確保するため
にアルミニウム配線の下層に薄い高融点金属膜を堆積さ
せたバリアメタル配線が広く用いられている。この高融
点金属膜は、チタン（Ｔｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）
膜の２層構造が広く用いられているが、窒化チタン膜の
応力が高く、真空装置内ではがれて半導体基板上に付着
した場合配線の信頼性を低下させる。
コンタクトホールの微細化が進んでいる。これにともな
いコンタクト抵抗の低抵抗化、高信頼性を確保するため
にアルミニウム配線の下層に薄い高融点金属膜を堆積さ
せたバリアメタル配線が広く用いられている。この高融
点金属膜は、チタン（Ｔｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）
膜の２層構造が広く用いられているが、窒化チタン膜の
応力が高く、真空装置内ではがれて半導体基板上に付着
した場合配線の信頼性を低下させる。
【０００３】以上、従来の高融点金属膜の製造方法の一
例を図６，図７，図８を用いて説明する。図６は高融点
金属膜を成膜するスパッタリング装置の概略図を示す。
半導体基板はロードロック室１にセットされ、真空に引
かれる。次に、半導体基板はトランスファーチャンバー
２を介してプロセスチャンバーＡ３に搬入される。次
に、アルゴンガスにより６ｍＴｏｒｒに保たれたプロセ
スチャンバーＡ３において、チタンターゲット５をスパ
ッタリングしてチタン膜を20nm被着する。次に半導体基
板はトランスファーチャンバー２を介してプロセスチャ
ンバーＢ４に搬入される。次に、アルゴンガスと窒素ガ
スにより６ｍＴｏｒｒに保たれたプロセスチャンバーＢ
４において、チタンターゲット６をスパッタリングして
窒化チタン膜100nm を被着する。次に、チタン膜と窒化
チタンの２層が被着された半導体基板はトランスファー
チャンバー２を介してロードロック室１に搬入され、高
融点金属膜の形成を完了する。
例を図６，図７，図８を用いて説明する。図６は高融点
金属膜を成膜するスパッタリング装置の概略図を示す。
半導体基板はロードロック室１にセットされ、真空に引
かれる。次に、半導体基板はトランスファーチャンバー
２を介してプロセスチャンバーＡ３に搬入される。次
に、アルゴンガスにより６ｍＴｏｒｒに保たれたプロセ
スチャンバーＡ３において、チタンターゲット５をスパ
ッタリングしてチタン膜を20nm被着する。次に半導体基
板はトランスファーチャンバー２を介してプロセスチャ
ンバーＢ４に搬入される。次に、アルゴンガスと窒素ガ
スにより６ｍＴｏｒｒに保たれたプロセスチャンバーＢ
４において、チタンターゲット６をスパッタリングして
窒化チタン膜100nm を被着する。次に、チタン膜と窒化
チタンの２層が被着された半導体基板はトランスファー
チャンバー２を介してロードロック室１に搬入され、高
融点金属膜の形成を完了する。
【０００４】また、真空装置を大気開放したときに、チ
タンターゲット５の表面に薄い酸化膜が付着する。この
とき、酸化膜の除去方法によっては、高融点金属膜を成
膜する際にダスト発生の原因となる。図７は従来のチタ
ンターゲット５の表面の薄い酸化膜を除去する場合にチ
タンターゲット５に印加する電力シーケンスを示す。ま
ず、アルゴンガスを６ｍＴｏｒｒ導入したのちチタンタ
ーゲット５に比較的大きい２ｋｗの電力を印加し５分間
放電を行う。次に、0.5 ｋｗに電力を下げ５分間放電さ
せる。次に、0.5 ｋｗずつ電力を上昇し3.0 ｋｗまで電
力を上昇させた後、再び２ｋｗに電力を下げ25分間放電
させ酸化膜除去を終了する。
タンターゲット５の表面に薄い酸化膜が付着する。この
とき、酸化膜の除去方法によっては、高融点金属膜を成
膜する際にダスト発生の原因となる。図７は従来のチタ
ンターゲット５の表面の薄い酸化膜を除去する場合にチ
タンターゲット５に印加する電力シーケンスを示す。ま
ず、アルゴンガスを６ｍＴｏｒｒ導入したのちチタンタ
ーゲット５に比較的大きい２ｋｗの電力を印加し５分間
放電を行う。次に、0.5 ｋｗに電力を下げ５分間放電さ
せる。次に、0.5 ｋｗずつ電力を上昇し3.0 ｋｗまで電
力を上昇させた後、再び２ｋｗに電力を下げ25分間放電
させ酸化膜除去を終了する。
【０００５】また、高融点金属膜を成膜する際、チタン
ターゲット５の表面でプラズマの発生しない領域が存在
し、その領域には、酸化チタンや窒化チタンの微粒子が
付着し、これがダストの原因となる。従来の技術では、
これを除去する方法はなかった。
ターゲット５の表面でプラズマの発生しない領域が存在
し、その領域には、酸化チタンや窒化チタンの微粒子が
付着し、これがダストの原因となる。従来の技術では、
これを除去する方法はなかった。
【０００６】また、真空装置内の防着シールドもダスト
の発生原因になる。図８は代表的な防着シールドの断面
図を示す。図８のように、防着シールドの端面や角部が
直角または鋭角のままであると、その部分に付着した高
融点金属膜がはがれ落ちダストの原因となる。この高融
点金属膜の多量に付着した防着シールドの洗浄方法は、
防着シールドの材質がアルミニウムであるため薬液によ
る洗浄が不可能であり、方法はなかった。
の発生原因になる。図８は代表的な防着シールドの断面
図を示す。図８のように、防着シールドの端面や角部が
直角または鋭角のままであると、その部分に付着した高
融点金属膜がはがれ落ちダストの原因となる。この高融
点金属膜の多量に付着した防着シールドの洗浄方法は、
防着シールドの材質がアルミニウムであるため薬液によ
る洗浄が不可能であり、方法はなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
技術では、プロセスチャンバーＢ４においては応力が高
い窒化チタン膜のみが成膜されるため、プロセスチャン
バーＢ４内の防着シールドより窒化チタン膜がはがれお
ちやすく、これが半導体基板上に付着して配線の信頼性
を低下させるという問題が生じた。
技術では、プロセスチャンバーＢ４においては応力が高
い窒化チタン膜のみが成膜されるため、プロセスチャン
バーＢ４内の防着シールドより窒化チタン膜がはがれお
ちやすく、これが半導体基板上に付着して配線の信頼性
を低下させるという問題が生じた。
【０００８】また、チタンターゲット表面よりダストが
発生して半導体基板上に付着し、配線の信頼性を低下さ
せるという問題が生じた。また、防着シールドの形状に
よりその端面や角部から高融点金属膜がはがれ落ち半導
体基板上に付着し、配線の信頼性を低下させるという問
題が生じた。
発生して半導体基板上に付着し、配線の信頼性を低下さ
せるという問題が生じた。また、防着シールドの形状に
よりその端面や角部から高融点金属膜がはがれ落ち半導
体基板上に付着し、配線の信頼性を低下させるという問
題が生じた。
【０００９】本発明は、以上述べた問題を解決するもの
で、窒化チタン膜のみが成膜されるプロセスチャンバー
をなくして、ダストが少なく高い信頼性を持った高融点
金属膜の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
で、窒化チタン膜のみが成膜されるプロセスチャンバー
をなくして、ダストが少なく高い信頼性を持った高融点
金属膜の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の高融点金属膜の製造方法は、一つのプロセ
スチャンバー内においてチタン膜と窒化チタン膜を連続
的に被着するようにしたものである。また、半導体基板
上に成膜している以外のときにもプロセスチャンバー内
にチタンをスパッタリングするものである。さらに、チ
タンターゲットの表面の薄い酸化膜と窒化膜を除去する
ようにし、また、プロセスチャンバー内の防着シールド
の端面を曲率を持った端面にし、また、防着シールドの
洗浄に超音波洗浄を用いるようにしたものである。
に、本発明の高融点金属膜の製造方法は、一つのプロセ
スチャンバー内においてチタン膜と窒化チタン膜を連続
的に被着するようにしたものである。また、半導体基板
上に成膜している以外のときにもプロセスチャンバー内
にチタンをスパッタリングするものである。さらに、チ
タンターゲットの表面の薄い酸化膜と窒化膜を除去する
ようにし、また、プロセスチャンバー内の防着シールド
の端面を曲率を持った端面にし、また、防着シールドの
洗浄に超音波洗浄を用いるようにしたものである。
【００１１】
【作用】上記構成により、ひとつのプロセスチャンバー
においてチタン膜と窒化チタン膜を連続的に被着するこ
と、また半導体基板上に被着する以外のときにもプロセ
スチャンバー内にスパッタリングして防着シールドにチ
タン膜を被着することにより、チタンが窒化チタン膜の
はがれを抑制し、ダストの少ない高い信頼性を持った高
融点金属膜を形成できる。また、チタンターゲットの表
面の薄い酸化物、窒化物を除去することによりチタンタ
ーゲットからのダストを抑制し高い信頼性を持った高融
点金属膜を形成できる。また、防着シールドの端面に曲
率をもたせること、防着シールドの洗浄に超音波洗浄を
用いることにより、高融点金属膜の防着シールドへの密
着性を増し、防着シールドからのダストを抑制し高い信
頼性を持った高融点金属膜を形成できる。
においてチタン膜と窒化チタン膜を連続的に被着するこ
と、また半導体基板上に被着する以外のときにもプロセ
スチャンバー内にスパッタリングして防着シールドにチ
タン膜を被着することにより、チタンが窒化チタン膜の
はがれを抑制し、ダストの少ない高い信頼性を持った高
融点金属膜を形成できる。また、チタンターゲットの表
面の薄い酸化物、窒化物を除去することによりチタンタ
ーゲットからのダストを抑制し高い信頼性を持った高融
点金属膜を形成できる。また、防着シールドの端面に曲
率をもたせること、防着シールドの洗浄に超音波洗浄を
用いることにより、高融点金属膜の防着シールドへの密
着性を増し、防着シールドからのダストを抑制し高い信
頼性を持った高融点金属膜を形成できる。
【００１２】
【実施例】(1) 本発明の高融点金属膜の製造方法の一実
施例を図１を用いて説明する。図１は高融点金属膜を形
成するためのスパッタリング装置の概略図である。ま
ず、半導体基板をロードロック室11にセットし真空に排
気する。次に、半導体基板をトランスファーチャンバー
12を介してプロセスチャンバー13に搬入する。次に、ア
ルゴンガスにより６ｍＴｏｒｒに保たれたプロセスチャ
ンバー13においてチタンターゲット15に２ｋｗの電力を
印加しチタン膜を20nm被着する。次に、15秒間アルゴン
ガスの導入を停止しプロセスチャンバー13を真空に排気
する。次に、アルゴンガスと窒素ガスをたとえば３：７
の割合で導入しプロセスチャンバー13の圧力を６ｍＴｏ
ｒｒに安定させたのち、チタンターゲット15に６ｋｗ電
力を印加し窒化チタン膜を100nm 被着する。次に、アル
ゴンガスと窒素ガスの導入を停止し15秒間真空排気す
る。次に、アルゴンガスを導入しプロセスチャンバー13
の圧力を６ｍＴｏｒｒ保ち、次の高融点金属膜の形成に
備える。そして、半導体基板をトランスファチャンバー
12を介してロードロック室11に搬入し、高融点金属膜の
形成を完了する。このように同一真空装置内で、連続的
にチタン膜と窒化チタン膜を形成することにより、半導
体基板に付着するダストが１枚あたり数千個から数百個
に減少できた。
施例を図１を用いて説明する。図１は高融点金属膜を形
成するためのスパッタリング装置の概略図である。ま
ず、半導体基板をロードロック室11にセットし真空に排
気する。次に、半導体基板をトランスファーチャンバー
12を介してプロセスチャンバー13に搬入する。次に、ア
ルゴンガスにより６ｍＴｏｒｒに保たれたプロセスチャ
ンバー13においてチタンターゲット15に２ｋｗの電力を
印加しチタン膜を20nm被着する。次に、15秒間アルゴン
ガスの導入を停止しプロセスチャンバー13を真空に排気
する。次に、アルゴンガスと窒素ガスをたとえば３：７
の割合で導入しプロセスチャンバー13の圧力を６ｍＴｏ
ｒｒに安定させたのち、チタンターゲット15に６ｋｗ電
力を印加し窒化チタン膜を100nm 被着する。次に、アル
ゴンガスと窒素ガスの導入を停止し15秒間真空排気す
る。次に、アルゴンガスを導入しプロセスチャンバー13
の圧力を６ｍＴｏｒｒ保ち、次の高融点金属膜の形成に
備える。そして、半導体基板をトランスファチャンバー
12を介してロードロック室11に搬入し、高融点金属膜の
形成を完了する。このように同一真空装置内で、連続的
にチタン膜と窒化チタン膜を形成することにより、半導
体基板に付着するダストが１枚あたり数千個から数百個
に減少できた。
【００１３】(2) 本発明の高融点金属膜の製造方法の他
の実施例を図２を用いて説明する。図２は半導体基板上
にチタン膜20nmと窒化チタン膜100nm を形成するときの
チタンターゲットに印加する電力シーケンスである。ま
ず、プロセスチャンバー内にアルゴンガスを６ｍＴｏｒ
ｒの圧力で導入し、チタンターゲットをプロセスチャン
バー内で隔離するシャッター（図１では図示せず）を閉
じたままプロセス開始の待機時間にチタンターゲットに
0.6 ｋｗの電力を印加する。次に、半導体基板をプロセ
スチャンバー内に導入し、チタンターゲットに印加する
電力を１ｋｗにしシャッターをあけ、半導体基板上にチ
タン膜を20nm被着する。次に、シャッターを閉じプロセ
スチャンバー内にアルゴンガスと窒素ガスを３：７の割
合で導入し圧力を６ｍＴｏｒｒに保つ。次に、チタンタ
ーゲットに６ｋｗの電力を印加しシャッターを開け半導
体基板上に窒化チタン膜を100nm 被着する。次に、シャ
ッターを閉じ待機時間にチタンターゲットに印加する電
力を0.6 ｋｗにし、プロセスチャンバー内にアルゴンガ
スを導入し圧力を６ｍＴｏｒｒに保つ。次に、シャッタ
ーを閉じたままチタンターゲットに印加する電力を１ｋ
ｗにしてアルゴンスパッタリングし、チタンターゲット
表面の窒化物を除去して高融点金属膜の形成を完了す
る。このように、窒化チタン膜形成後にチタンターゲッ
ト表面の薄い窒化膜をアルゴンスパッタにより除去する
方法を用いることにより、次に処理する半導体基板に高
純度のチタン膜が堆積でき、さらに、半導体基板に付着
するダストが１枚あたり数百個から百個程度に減少でき
た。
の実施例を図２を用いて説明する。図２は半導体基板上
にチタン膜20nmと窒化チタン膜100nm を形成するときの
チタンターゲットに印加する電力シーケンスである。ま
ず、プロセスチャンバー内にアルゴンガスを６ｍＴｏｒ
ｒの圧力で導入し、チタンターゲットをプロセスチャン
バー内で隔離するシャッター（図１では図示せず）を閉
じたままプロセス開始の待機時間にチタンターゲットに
0.6 ｋｗの電力を印加する。次に、半導体基板をプロセ
スチャンバー内に導入し、チタンターゲットに印加する
電力を１ｋｗにしシャッターをあけ、半導体基板上にチ
タン膜を20nm被着する。次に、シャッターを閉じプロセ
スチャンバー内にアルゴンガスと窒素ガスを３：７の割
合で導入し圧力を６ｍＴｏｒｒに保つ。次に、チタンタ
ーゲットに６ｋｗの電力を印加しシャッターを開け半導
体基板上に窒化チタン膜を100nm 被着する。次に、シャ
ッターを閉じ待機時間にチタンターゲットに印加する電
力を0.6 ｋｗにし、プロセスチャンバー内にアルゴンガ
スを導入し圧力を６ｍＴｏｒｒに保つ。次に、シャッタ
ーを閉じたままチタンターゲットに印加する電力を１ｋ
ｗにしてアルゴンスパッタリングし、チタンターゲット
表面の窒化物を除去して高融点金属膜の形成を完了す
る。このように、窒化チタン膜形成後にチタンターゲッ
ト表面の薄い窒化膜をアルゴンスパッタにより除去する
方法を用いることにより、次に処理する半導体基板に高
純度のチタン膜が堆積でき、さらに、半導体基板に付着
するダストが１枚あたり数百個から百個程度に減少でき
た。
【００１４】(3) 本発明の高融点金属膜の製造方法の他
の実施例を図３を用いて説明する。図３は半導体基板上
にチタン膜20nmと窒化チタン膜100nm を形成するときの
チタンターゲットに印加する電力シーケンスである。ま
ず、プロセスチャンバー内にアルゴンガスを６ｍＴｏｒ
ｒの圧力で導入しシャッターを閉じたままチタンターゲ
ットに２ｋｗの電力を印加し、シャッターで閉じられた
プロセスチャンバー内にチタンをスパッタリングする。
次に、半導体基板をプロセスチャンバー内に導入し、チ
タンターゲットに印加する電力を１ｋｗにしシャッター
をあけ、半導体基板上にチタン膜を20nm被着する。次
に、シャッターを閉じプロセスチャンバー内にアルゴン
ガスと窒素ガスを３：７の割合で導入し圧力を６ｍＴｏ
ｒｒに保つ。次に、チタンターゲットに６ｋｗの電力を
印加しシャッターを開け半導体基板上に窒化チタン膜を
100nm 被着する。次に、シャッターを閉じチタンターゲ
ットに印加する電力を２ｋｗにし、プロセスチャンバー
内にアルゴンガスを導入し圧力を６ｍＴｏｒｒに保って
シャッター内部でチタンをスパッタリングし、さらに、
シャッターを閉じたままチタンターゲットに２ｋｗの電
力を印加し、アルゴンスパッタリングでチタンターゲッ
ト表面の窒化物を除去して高融点金属膜の形成を完了す
る。このように、シャッターを閉じ、半導体基板に高融
点金属膜を形成していない待機時間にターゲットに印加
する電力を２ｋｗにし、防着シールドに付着するチタン
の量を増加することにより、処理能力を低下することな
く、さらに、半導体基板に付着するダストが１枚あたり
百個から50個に減少できた。
の実施例を図３を用いて説明する。図３は半導体基板上
にチタン膜20nmと窒化チタン膜100nm を形成するときの
チタンターゲットに印加する電力シーケンスである。ま
ず、プロセスチャンバー内にアルゴンガスを６ｍＴｏｒ
ｒの圧力で導入しシャッターを閉じたままチタンターゲ
ットに２ｋｗの電力を印加し、シャッターで閉じられた
プロセスチャンバー内にチタンをスパッタリングする。
次に、半導体基板をプロセスチャンバー内に導入し、チ
タンターゲットに印加する電力を１ｋｗにしシャッター
をあけ、半導体基板上にチタン膜を20nm被着する。次
に、シャッターを閉じプロセスチャンバー内にアルゴン
ガスと窒素ガスを３：７の割合で導入し圧力を６ｍＴｏ
ｒｒに保つ。次に、チタンターゲットに６ｋｗの電力を
印加しシャッターを開け半導体基板上に窒化チタン膜を
100nm 被着する。次に、シャッターを閉じチタンターゲ
ットに印加する電力を２ｋｗにし、プロセスチャンバー
内にアルゴンガスを導入し圧力を６ｍＴｏｒｒに保って
シャッター内部でチタンをスパッタリングし、さらに、
シャッターを閉じたままチタンターゲットに２ｋｗの電
力を印加し、アルゴンスパッタリングでチタンターゲッ
ト表面の窒化物を除去して高融点金属膜の形成を完了す
る。このように、シャッターを閉じ、半導体基板に高融
点金属膜を形成していない待機時間にターゲットに印加
する電力を２ｋｗにし、防着シールドに付着するチタン
の量を増加することにより、処理能力を低下することな
く、さらに、半導体基板に付着するダストが１枚あたり
百個から50個に減少できた。
【００１５】(4) 本発明の高融点金属膜の製造方法の他
の実施例を説明する。実施例(1),(2),(3) により半導体
基板上に高融点金属膜を形成する工程を25枚から50枚行
なった後、新たに半導体基板を５枚導入し、プロセスチ
ャンバー内にアルゴンガスを６ｍＴｏｒｒ導入しチタン
ターゲットに２ｋｗの電力を印加し、導入した半導体基
板１枚当りの時間が60秒になるように、したがって本例
では300 秒間チタンをスパッタリングする。このとき、
導入した半導体基板は損品として取り扱われる。なお、
本実施例では、25枚から50枚高融点金属膜の形成を行な
った後としたが、形成を行なう直前に同様な処理を行な
っても同様な効果が期待できる。このように、ロットと
ロットの間にチタンをスパッタリングする処理を行うこ
とにより、正常工程時において、半導体基板に付着する
ダストがさらに１枚あたり50個から30個に減少できた。
の実施例を説明する。実施例(1),(2),(3) により半導体
基板上に高融点金属膜を形成する工程を25枚から50枚行
なった後、新たに半導体基板を５枚導入し、プロセスチ
ャンバー内にアルゴンガスを６ｍＴｏｒｒ導入しチタン
ターゲットに２ｋｗの電力を印加し、導入した半導体基
板１枚当りの時間が60秒になるように、したがって本例
では300 秒間チタンをスパッタリングする。このとき、
導入した半導体基板は損品として取り扱われる。なお、
本実施例では、25枚から50枚高融点金属膜の形成を行な
った後としたが、形成を行なう直前に同様な処理を行な
っても同様な効果が期待できる。このように、ロットと
ロットの間にチタンをスパッタリングする処理を行うこ
とにより、正常工程時において、半導体基板に付着する
ダストがさらに１枚あたり50個から30個に減少できた。
【００１６】(5) 本発明の高融点金属膜の製造方法にお
いて、チタンターゲット表面の堆積物除去方法の一実施
例について説明する。チタンターゲット表面でプラズマ
の発生しない周辺５mmと中心の直径20mmの範囲をたとえ
ばステンレス性のブラシにより付着物を除去する。次
に、400 番のサンドペーパーによりチタンターゲット表
面を研磨し付着物を除去する。これによりチタンターゲ
ット表面に付着した酸化チタン粒子、窒化チタン粒子を
除去でき高融点金属膜形成時に付着するダスト量をさら
に低減できる。
いて、チタンターゲット表面の堆積物除去方法の一実施
例について説明する。チタンターゲット表面でプラズマ
の発生しない周辺５mmと中心の直径20mmの範囲をたとえ
ばステンレス性のブラシにより付着物を除去する。次
に、400 番のサンドペーパーによりチタンターゲット表
面を研磨し付着物を除去する。これによりチタンターゲ
ット表面に付着した酸化チタン粒子、窒化チタン粒子を
除去でき高融点金属膜形成時に付着するダスト量をさら
に低減できる。
【００１７】(6) 本発明の高融点金属膜の製造方法にお
いて、大気開放後のチタンターゲット表面の酸化膜除去
方法の一実施例を図４を用いて説明する。まず、プロセ
スチャンバーを10-7Ｔｏｒｒまで真空排気する。次に、
プロセスチャンバー内にアルゴンガスを６ｍＴｏｒｒ導
入する。次に、チタンターゲットに電力を0.5 ｋｗ印加
し５分間放電する。次に、電力を1.0 ｋｗにし５分間放
電させる。このように、チタンターゲットに印加する電
力を0.5 ｋｗ間隔で上昇させ５分間放電を３ｋｗまで行
う。次に、印加する電力を２ｋｗにし30分間放電させチ
タンターゲット表面の酸化物を除去を完了する。このよ
うに、0.5 ｋｗという低い電力から放電を開始し、その
後所定の間隔で印加する電力を漸次上昇させることによ
り、チタンターゲット表面に発生する微少なクラックの
発生を防止でき、クラックから発生するダストを低減で
きる。
いて、大気開放後のチタンターゲット表面の酸化膜除去
方法の一実施例を図４を用いて説明する。まず、プロセ
スチャンバーを10-7Ｔｏｒｒまで真空排気する。次に、
プロセスチャンバー内にアルゴンガスを６ｍＴｏｒｒ導
入する。次に、チタンターゲットに電力を0.5 ｋｗ印加
し５分間放電する。次に、電力を1.0 ｋｗにし５分間放
電させる。このように、チタンターゲットに印加する電
力を0.5 ｋｗ間隔で上昇させ５分間放電を３ｋｗまで行
う。次に、印加する電力を２ｋｗにし30分間放電させチ
タンターゲット表面の酸化物を除去を完了する。このよ
うに、0.5 ｋｗという低い電力から放電を開始し、その
後所定の間隔で印加する電力を漸次上昇させることによ
り、チタンターゲット表面に発生する微少なクラックの
発生を防止でき、クラックから発生するダストを低減で
きる。
【００１８】(7) 本発明の高融点金属膜の製造方法にお
いて、防着シールドの面取りの一実施例を図５を用いて
説明する。図５はプロセスチャンバー内の代表的な防着
シールドの断面図を示す。プロセスチャンバー内のすべ
ての防着シールドの端面と角部に１mmＲから10mmＲの曲
率をもうける。これにより、防着シールドの端部、角部
からの高融点金属膜のはがれを防止でき、高融点金属膜
形成時のダストをさらに低減できる。
いて、防着シールドの面取りの一実施例を図５を用いて
説明する。図５はプロセスチャンバー内の代表的な防着
シールドの断面図を示す。プロセスチャンバー内のすべ
ての防着シールドの端面と角部に１mmＲから10mmＲの曲
率をもうける。これにより、防着シールドの端部、角部
からの高融点金属膜のはがれを防止でき、高融点金属膜
形成時のダストをさらに低減できる。
【００１９】(8) 本発明の高融点金属膜の製造方法にお
いて、防着シールドの洗浄方法の一実施例を説明する。
高融点金属膜が付着した防着シールドにたとえばアルミ
ナ粒子などを混合した水を４Ｋｇ／ｃｍ２の圧力により
噴射し付着している高融点金属膜を除去するとともに、
防着シールド表面に細かな凹凸を付ける。次に防着シー
ルドを超音波発振器を備え付けた水洗槽に導入し２ｋｗ
の超音波洗浄を行う。このように最終水洗に超音波水洗
をほどこすことにより、防着シールドの凹にはまったア
ルミナ微粒子を完全に除去でき、高融点金属膜との密着
性が増し、高融点金属膜形成時のダストをさらに低減で
きる。
いて、防着シールドの洗浄方法の一実施例を説明する。
高融点金属膜が付着した防着シールドにたとえばアルミ
ナ粒子などを混合した水を４Ｋｇ／ｃｍ２の圧力により
噴射し付着している高融点金属膜を除去するとともに、
防着シールド表面に細かな凹凸を付ける。次に防着シー
ルドを超音波発振器を備え付けた水洗槽に導入し２ｋｗ
の超音波洗浄を行う。このように最終水洗に超音波水洗
をほどこすことにより、防着シールドの凹にはまったア
ルミナ微粒子を完全に除去でき、高融点金属膜との密着
性が増し、高融点金属膜形成時のダストをさらに低減で
きる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、ひとつのプロセスチャ
ンバーにおいてチタン膜と窒化チタン膜を連続的に被着
すること、また、半導体基板上に被着する以外のときに
も防着シールドにチタン膜を被着することによりチタン
が窒化チタン膜のはがれを抑制し、ダストの少ない高い
信頼性を持った高融点金属膜を形成できる。また、チタ
ンターゲットの表面の薄い酸化物、窒化物を除去するこ
とによりチタンターゲットからのダストを抑制し高い信
頼性を持った高融点金属膜を形成できる。また、防着シ
ールドの端面に曲率をもたせること、防着シールドの洗
浄に超音波洗浄を用いることにより、高融点金属膜の防
着シールドへの密着性を増し、防着シールドからのダス
トを抑制し高い信頼性を持った高融点金属膜を形成でき
る。
ンバーにおいてチタン膜と窒化チタン膜を連続的に被着
すること、また、半導体基板上に被着する以外のときに
も防着シールドにチタン膜を被着することによりチタン
が窒化チタン膜のはがれを抑制し、ダストの少ない高い
信頼性を持った高融点金属膜を形成できる。また、チタ
ンターゲットの表面の薄い酸化物、窒化物を除去するこ
とによりチタンターゲットからのダストを抑制し高い信
頼性を持った高融点金属膜を形成できる。また、防着シ
ールドの端面に曲率をもたせること、防着シールドの洗
浄に超音波洗浄を用いることにより、高融点金属膜の防
着シールドへの密着性を増し、防着シールドからのダス
トを抑制し高い信頼性を持った高融点金属膜を形成でき
る。
【図１】本発明の一実施例の製造方法におけるスパッタ
リング装置の概略図である。
リング装置の概略図である。
【図２】本発明の他の実施例の製造方法におけるターゲ
ットに印加する電力シーケンス図である。
ットに印加する電力シーケンス図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例の製造方法における
ターゲットに印加する電力シーケンス図である。
ターゲットに印加する電力シーケンス図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例の製造方法における
ターゲット表面の酸化物除去のための電力シーケンス図
である。
ターゲット表面の酸化物除去のための電力シーケンス図
である。
【図５】本発明の製造方法で使用する防着シールドの断
面図である。
面図である。
【図６】従来の製造方法におけるスパッタリング装置の
概略図である。
概略図である。
【図７】従来の製造方法におけるターゲット表面の酸化
物除去のための電力シーケンス図である。
物除去のための電力シーケンス図である。
【図８】従来の製造方法で使用する防着シールドの断面
図である。
図である。
11 ロードロック室 12 トランスファーチャンバー 13 プロセスチャンバー 15 チタンターゲット
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/44 - 21/445 H01L 29/40 - 29/43 H01L 29/47 H01L 29/872 C23C 14/00 - 14/58
Claims (8)
- 【請求項１】 一つのプロセスチャンバー内でチタン膜
と窒化チタン膜を連続的に被着する高融点金属膜の製造
方法であって、 半導体基板上にチタンターゲットをアルゴンガスを用い
てスパッタリングする方法により上記チタン膜を形成す
る工程と、 上記チタン膜の上に、上記チタンターゲットをアルゴン
ガスと窒素ガスを用いてスパッタリングする方法により
上記窒化チタン膜を形成する工程と、 上記チタンターゲット表面の堆積物を機械的に除去する
工程とを備えたことを特徴とする高融点金属膜の製造方
法。 - 【請求項２】 一つのプロセスチャンバー内でチタン膜
と窒化チタン膜を連続的に被着する高融点金属膜の製造
方法であって、 半導体基板上にチタンターゲットをアルゴンガスを用い
てスパッタリングする方法により上記チタン膜を形成す
る工程と、 上記チタン膜の上に、上記チタンターゲットをアルゴン
ガスと窒素ガスを用いてスパッタリングする方法により
上記窒化チタン膜を形成する工程と、 上記チタンターゲットに印加する電力を低い電力から開
始し、所定間隔おきに漸次上昇させて、上記チタンター
ゲット表面の薄い酸化膜を除去する工程とを備えたこと
を特徴とする高融点金属膜の製造方法。 - 【請求項３】 一つのプロセスチャンバー内でチタン膜
と窒化チタン膜を連続的に被着する高融点金属膜の製造
方法であって、 半導体基板上にチタンターゲットをアルゴンガスを用い
てスパッタリングする方法により上記チタン膜を形成す
る工程と、 上記チタン膜の上に、上記チタンターゲットをアルゴン
ガスと窒素ガスを用いてスパッタリングする方法により
上記窒化チタン膜を形成する工程とを備え、 上記プロセスチャンバー内の防着シールドに、その端面
が１ｍｍＲから１０ｍｍＲの曲率半径をもっているもの
を使用することを特徴とする高融点金属膜の製造方法。 - 【請求項４】 一つのプロセスチャンバー内でチタン膜
と窒化チタン膜を連続的に被着する高融点金属膜の製造
方法であって、 半導体基板上にチタンターゲットをアルゴンガスを用い
てスパッタリングする方法により上記チタン膜を形成す
る工程と、 上記チタン膜の上に、上記チタンターゲットをアルゴン
ガスと窒素ガスを用いてスパッタリングする方法により
上記窒化チタン膜を形成する工程と、 上記プロセスチャンバー内の防着シールドに粒子を含ん
だ水に圧力を加え噴射し高融点金属を除去し、その後に
上記防着シールドに水中で超音波洗浄をほどこす工程と
を備えたことを特徴とする高融点金属膜の製造方法。 - 【請求項５】 窒化チタン膜形成後にチタンターゲット
表面をアルゴンガスによりスパッタリングし前記チタン
ターゲット表面の窒化物を除去する工程を備えたことを
特徴とする請求項３または４記載の高融点金属膜の製造
方法。 - 【請求項６】 チタン膜形成工程と窒化チタン膜形成工
程の間に、プロセスチャンバー内にチタン膜をスパッタ
リングする工程を備えたことを特徴とする請求項３また
は４記載の高融点金属膜の製造方法。 - 【請求項７】 チタン膜形成工程前と窒化チタン膜形成
工程終了後に、プロセスチャンバー内にチタン膜をスパ
ッタリングする工程を備えたことを特徴とする請求項３
または４記載の高融点金属膜の製造方法。 - 【請求項８】 一つのプロセスチャンバー内でチタン膜
と窒化チタン膜を連続的に被着する高融点金属膜の製造
方法であって、 半導体基板上にチタンターゲットをアルゴンガスを用い
てスパッタリングする方法により上記チタン膜を形成す
る工程と、 上記チタン膜形成後、上記アルゴンガスの導入を停止
し、上記プロセスチャンバー内を真空に排気する工程
と、 上記真空に排気されたプロセスチャンバー内にアルゴン
ガスと窒素ガスを導入し、上記チタンターゲットをアル
ゴンガスと窒素ガスを用いてスパッタリングする方法に
より、上記チタン膜上に上記窒化チタン膜を形成する工
程とを備えたことを特徴とする高融点金属膜の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28013891A JP3200650B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 高融点金属膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28013891A JP3200650B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 高融点金属膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121358A JPH05121358A (ja) | 1993-05-18 |
| JP3200650B2 true JP3200650B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=17620872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28013891A Expired - Fee Related JP3200650B2 (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 高融点金属膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3200650B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10237662A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-09-08 | Sony Corp | 金属膜のプラズマｃｖｄ方法、および金属窒化物膜の形成方法ならびに半導体装置 |
| JP5137332B2 (ja) * | 2006-05-17 | 2013-02-06 | 株式会社アルバック | 成膜装置の運転方法 |
| JP5077748B2 (ja) * | 2007-09-06 | 2012-11-21 | 富士電機株式会社 | 成膜装置 |
| JP2011119330A (ja) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Renesas Electronics Corp | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JP5603219B2 (ja) | 2009-12-28 | 2014-10-08 | キヤノンアネルバ株式会社 | 薄膜形成装置 |
| KR101599038B1 (ko) * | 2012-06-22 | 2016-03-02 | 가부시키가이샤 알박 | 하드마스크 및 하드마스크의 제조방법 |
| JP5938301B2 (ja) * | 2012-08-27 | 2016-06-22 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP28013891A patent/JP3200650B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05121358A (ja) | 1993-05-18 |
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