JP3342729B2 - Method and apparatus for forming aluminum alloy wiring - Google Patents

Method and apparatus for forming aluminum alloy wiring

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JP3342729B2
JP3342729B2 JP05219493A JP5219493A JP3342729B2 JP 3342729 B2 JP3342729 B2 JP 3342729B2 JP 05219493 A JP05219493 A JP 05219493A JP 5219493 A JP5219493 A JP 5219493A JP 3342729 B2 JP3342729 B2 JP 3342729B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム化合物原
料を気化させ、化学気相成長によってアルミニウム合金
配線を形成するアルミニウム合金配線の形成方法及びそ
の装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for forming aluminum alloy wiring by vaporizing an aluminum compound raw material and forming aluminum alloy wiring by chemical vapor deposition.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの微細化に伴い、集積回路装置の
配線用に用いられるAl−Cu合金などの合金薄膜を化
学気相成長法(CVD:Chemical Vapor Deposition )
によって堆積させる技術が提案されている(特開平2−
170419号)。
2. Description of the Related Art Along with miniaturization of LSIs, an alloy thin film such as an Al-Cu alloy used for wiring of an integrated circuit device is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method.
(Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2-
170419).

【0003】この方法に使用される装置の一例を図3に
示す。一方の収容体50内にはアルミ化合物原料とし
て、例えば、DMAH(ジメチルアルミニウムハイドラ
イド)51が封入され、他方の収容体60内には銅化合
物原料として、例えば、CpCuTEP(=Cu(C5
5 )・P(C2 5 3 )61が封入されており、そ
れぞれ適当なキャリアガスによってバブリングし、各収
容体から発生した各原料ガス及びキャリアをそのまま混
合させ、反応容器10内に供給していた。
FIG. 3 shows an example of an apparatus used in this method. In one container 50, for example, DMAH (dimethyl aluminum hydride) 51 is sealed as a raw material of an aluminum compound, and in the other container 60, as a copper compound raw material, for example, CpCuTEP (= Cu (C 5
H 5) · P (C 2 H 5) 3) 61 is sealed, respectively bubbled by a suitable carrier gas, as it is mixed material gases and the carrier generated from the container, the reaction vessel 10 Had supplied.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような方法を採用
した場合、収容体内におけるCpCuTEPの蒸気圧は
常温で1mTorr程度、DMAHは常温で1.7To
rr程度であり、両者の蒸気圧は大きく異なる。従っ
て、これらの原料ガスの供給量を調節する場合、各収容
体を加熱しているオイルバスの加熱温度を変化させた程
度では、熱伝達遅れのため応答性が悪く、供給量を最適
に調節することは困難であった。このように、アルミニ
ウム原料ガスと銅原料ガスの供給制御が困難であると、
反応容器内における各原料ガスの分圧比が一定せず、合
金薄膜が堆積した際に、場所によって膜組成が相違する
こととなる。合金薄膜の組成が不均一な場合、例えば粒
径が小さい部位やCu濃度の低い部位のエレクトロマイ
グレーション耐性が低下してしまい、この部位から先に
劣化が進むことになる。
When such a method is adopted, the vapor pressure of CpCuTEP in the container is about 1 mTorr at room temperature, and DMAH is 1.7 Ton at room temperature.
rr, and the vapor pressures of both are greatly different. Therefore, when adjusting the supply amount of these raw material gases, if the heating temperature of the oil bath heating each container is changed, the response is poor due to heat transfer delay, and the supply amount is adjusted optimally. It was difficult to do. Thus, when the supply control of the aluminum source gas and the copper source gas is difficult,
When the partial pressure ratio of each source gas in the reaction vessel is not constant and the alloy thin film is deposited, the film composition differs depending on the location. When the composition of the alloy thin film is non-uniform, for example, the electromigration resistance of a portion having a small particle size or a portion having a low Cu concentration is reduced, and deterioration proceeds from this portion.

【0005】一方、DMAHは、粘度が約4000cP
(センチポアズ)と高く、前述したように、蒸気圧が常
温で1.7Torr程度と低く、また高い温度では、収
容体内で原料自体が分解してしまうため蒸気圧を確保で
きない。このような原料においては、粘性が高いか、或
いは蒸気圧が小さいため、図3のようなバブリング方式
では、十分な供給量が確保できない。特に、高粘度液体
では収容体に吸い込んだキャリアガスが液体中に閉じ込
められてしまうが、気泡が開裂し、キャリアガスが開放
されるためには、長時間を掛けて十分気泡が発達する必
要があり、安定したバブリングを行うことはできない。
そのため、供給量の時間変動が大きいという欠点があっ
た。
On the other hand, DMAH has a viscosity of about 4000 cP
(Centipoise), as described above, the vapor pressure is as low as about 1.7 Torr at room temperature, and at a high temperature, the raw material itself is decomposed in the container, so that the vapor pressure cannot be secured. Since such a raw material has a high viscosity or a low vapor pressure, a sufficient supply amount cannot be secured by the bubbling method shown in FIG. In particular, in the case of a high-viscosity liquid, the carrier gas sucked into the container is confined in the liquid, but it is necessary to take enough time for the bubbles to develop sufficiently for the bubbles to be broken and the carrier gas to be released. Yes, stable bubbling cannot be performed.
For this reason, there is a drawback that the supply amount varies greatly with time.

【0006】そこで、本発明は、このような課題を解決
すべくなされたものであり、その目的は、化学気相成長
によるアルミニウム合金配線の形成に際し、反応容器内
に各原料ガスを十分に供給すると共に、供給量の制御性
を高めるアルミニウム合金配線の形成方法及びその装置
を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to sufficiently supply each source gas into a reaction vessel when forming an aluminum alloy wiring by chemical vapor deposition. Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for forming an aluminum alloy wiring, which enhance the controllability of the supply amount.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明のアルミ
ニウム合金配線の形成方法は、第1収容体内に封入した
アルミニウム化合物原料にキャリアガスを供給してアル
ミ原料ガスを発生させると共に、第2収容体内に封入し
た銅化合物原料にキャリアガスを供給して銅原料ガスを
発生させ、各収容体で発生したアルミ原料ガス及び銅原
料ガスを、キャリアガスと共に反応容器内に供給し、化
学気相成長によってアルミニウム合金配線を形成するア
ルミニウム合金配線の形成方法において、各収容体内の
圧力を反応容器内の圧力よりも高く、かつ、大気圧より
も低く設定した条件下において、第1収容体又は第2収
容体の何れか一方の圧力を測定し、一方の収容体内の圧
力の変動に追随して他方の収容体内の圧力を変化させる
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a method of forming an aluminum alloy wiring according to the present invention is to supply a carrier gas to an aluminum compound raw material sealed in a first housing to generate an aluminum raw material gas and to form a second housing. Carrier gas is supplied to the copper compound raw material sealed in the body to generate copper raw material gas, and aluminum raw material gas and copper raw material gas generated in each container are supplied together with the carrier gas into the reaction vessel, and the chemical vapor deposition is performed. In the method for forming an aluminum alloy wiring by forming an aluminum alloy wiring, the first container or the second container is formed under the condition that the pressure in each container is set higher than the pressure in the reaction vessel and lower than the atmospheric pressure . Income
Measure the pressure in one of the containers and determine the pressure in one container.
Change the pressure in the other container following the fluctuation of force
It is characterized by the following.

【0008】[0008]

【0009】本発明に係るアルミニウム合金配線の形成
装置は、アルミニウム化合物原料を封入した第1収容体
と、銅化合物原料を封入した第2収容体と、第1及び第
2収容体で発生した各原料ガスがキャリアガスと共に導
入され、化学気相成長によってアルミニウム合金配線を
形成する反応容器とを備えるアルミニウム合金配線の形
成装置において、反応容器と各収容体との間の原料ガス
供給ラインにそれぞれ設けられ、この原料ガス供給ライ
ンを流れる原料ガスの流量を調節し各収容体内の圧力を
調節する圧力調節手段と、各収容体の圧力を検出する圧
力検出手段と、各圧力検出手段からの検出信号に基づ
き、対応する各圧力調節手段の駆動制御を行う制御手段
と、前記第1収容体又は前記第2収容体の何れか一方の
収容体の圧力の変動に追随して他方の収容体の圧力が変
化するように前記各制御手段を制御する主制御手段と、
を備えることを特徴とする
An apparatus for forming an aluminum alloy wiring according to the present invention comprises a first container enclosing an aluminum compound raw material, a second container enclosing a copper compound raw material, and each of the first and second containers. A raw material gas is introduced together with a carrier gas, and a reaction vessel for forming an aluminum alloy wiring by chemical vapor deposition is provided in a raw material gas supply line between the reaction vessel and each container in the apparatus for forming an aluminum alloy wiring. Pressure adjusting means for adjusting the flow rate of the source gas flowing through the source gas supply line to adjust the pressure in each container, pressure detecting means for detecting the pressure of each container, and detection signals from each pressure detecting means. Control means for performing drive control of each corresponding pressure adjusting means, and one of the first container or the second container.
The pressure in the other container changes following the pressure change in the other container.
Main control means for controlling each of the control means so that
It is characterized by having .

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【作用】本発明の作用を述べるにあたり、先ず、収容体
内にキャリアガスを供給した場合の気化速度について説
明する。
Before describing the operation of the present invention, the vaporization rate when a carrier gas is supplied into the container will be described.

【0012】キャリアガスによって、単位時間(ここで
は1分間)に新たに発生する体積を△V(cc/mi
n)、気化効率をη(0<η≦1)、原料の蒸気圧(T
orr)をPvap とすると、気化速度Qv (mol/m
in)は、 Qv =η・Pvap ・△V/(R/T) …(1) と表すことができる。但し、Rは気体定数(cc・To
rr/mol・K)、Tは温度(K)である。すなわ
ち、キャリアガスの供給速度をF(SCCM)、気化圧
力(収容体の場合は内圧)をPとすると、 △V=760F・T/273P …(2) である。従って、気化原料の供給速度Q(mol/mi
n)は、次式で表すことができる。 Q=η・(Pvap /P)・(F/VM ) …(3) ここでVM はモル体積(cc)である。(3)式より、
収容体内圧力Pを減ずることが、原料供給速度の増大の
ために効果的であることが解る。従って、供給量を増加
させるためには、少なくとも気化雰囲気の圧力は大気圧
よりも減ずる必要があることが理解される。また、Pを
一定に維持することは、Qを一定とするために必須であ
ることが理解される。
The volume newly generated by the carrier gas per unit time (1 minute in this case) is ΔV (cc / mi).
n), the vaporization efficiency is η (0 <η ≦ 1), the vapor pressure of the raw material (T
orr) is P vap , and the vaporization rate Q v (mol / m)
in) can be expressed as follows: Q v = η · P vap · / V / (R / T) (1) Here, R is a gas constant (cc · To)
rr / mol · K) and T is the temperature (K). That is, assuming that the supply speed of the carrier gas is F (SCCM) and the vaporization pressure (in the case of the container, the internal pressure) is P, ΔV = 760 F · T / 273P (2) Therefore, the supply rate Q (mol / mi) of the vaporized raw material
n) can be represented by the following equation. Q = η · (P vap / P) · (F / V M) ... (3) where V M is the molar volume (cc). From equation (3),
It can be seen that reducing the pressure P in the container is effective for increasing the raw material supply rate. Therefore, in order to increase the supply amount, it is understood that at least the pressure of the vaporizing atmosphere needs to be lower than the atmospheric pressure. It is also understood that maintaining P constant is essential for keeping Q constant.

【0013】さらに、収容体内を減圧すると、吸込まれ
たガスが、原料の粘性に抗して気泡を形成しやすくな
り、1000cP以上の高粘度液体であっても、バブリ
ングが安定する。
Further, when the pressure in the container is reduced, the sucked gas tends to form bubbles against the viscosity of the raw material, and the bubbling is stabilized even with a high-viscosity liquid of 1000 cP or more.

【0014】しかしながら、気化雰囲気の安定性の観点
からは、気化雰囲気の減圧のみの効果は十分ではない。
気化物質の形態変化(液体であれば、泡の崩壊、異常な
突沸や粘性等の経時変化)によって収容体内圧が突如変
化した場合に、収容体が接続されている反応容器の圧力
変化をもたらす。また、逆に何等かの原因で反応容器の
内圧が変化した場合には、気化圧力の変動を来す。従っ
て、収容体の圧力は、反応容器の圧力よりも高く設定す
ることは、変動分のマージン確保の作用をなす。以上が
反応容器の圧力を収容体の圧力よりも低くし、かつ、気
化雰囲気の圧力を大気圧よりも低く保つという要件の作
用である。
However, from the viewpoint of the stability of the vaporized atmosphere, the effect of only reducing the pressure of the vaporized atmosphere is not sufficient.
When the internal pressure of the container suddenly changes due to a change in the form of the vaporized substance (for a liquid, collapse of bubbles, abnormal bumping or viscosity, etc. over time), a change in the pressure of the reaction vessel to which the container is connected is caused. . Conversely, when the internal pressure of the reaction vessel changes for some reason, the vaporization pressure fluctuates. Therefore, setting the pressure of the container higher than the pressure of the reaction vessel has an effect of securing a margin for the fluctuation. The above is the action of the requirement that the pressure of the reaction vessel be lower than the pressure of the container and the pressure of the vaporized atmosphere be kept lower than the atmospheric pressure.

【0015】また、一方の収容体の圧力に追随して他方
の収容体の圧力を変化させることにより、たとえ一方の
収容体の圧力が一時的に大きく変動したとしても、この
変動に合わせて他方の収容体の圧力が調整され、2つの
原料ガスの供給量の割合は常に一定に保たれる。
Further, by changing the pressure of the other container following the pressure of the one container, even if the pressure of one container temporarily fluctuates greatly, the other is adjusted in accordance with this fluctuation. The pressure of the container is adjusted, and the ratio of the supply amounts of the two source gases is always kept constant.

【0016】アルミニウム合金配線の形成装置では、必
然的に反応容器と各収容体の圧力を分離する手段が必要
であり、通常、圧力調節弁などの圧力調節手段が用いら
れる。この圧力調節手段によって、各収容体内の圧力を
調節することできる。各収容体の気化雰囲気の圧力を圧
力検出手段で検出し、制御手段によって圧力調整手段を
駆動制御することにより、自動的に気化雰囲気の圧力が
一定に維持される。
In the apparatus for forming an aluminum alloy wiring, a means for separating the pressure between the reaction vessel and each container is inevitably required, and usually a pressure adjusting means such as a pressure adjusting valve is used. The pressure in each container can be adjusted by this pressure adjusting means. The pressure of the vaporized atmosphere in each container is detected by the pressure detecting means, and the control means drives and controls the pressure adjusting means, so that the pressure of the vaporized atmosphere is automatically kept constant.

【0017】さらに、各制御手段を制御する主制御手段
を備えた場合には、一方の収容体の圧力に追随して他方
の収容体の圧力を変化させることができ、これにより、
原料ガスの供給速度が常に一定に保たれる。
Further, when a main control means for controlling each control means is provided, it is possible to change the pressure of the other container following the pressure of one container.
The feed rate of the source gas is always kept constant.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本実施例にかかるアルミニウム合金薄
膜の形成装置について添付図面を基に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An apparatus for forming an aluminum alloy thin film according to this embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0019】図1に、本実施例に使用する形成装置の全
体の構成を示す。本形成装置は、化学気相成長によって
合金薄膜を形成する反応容器11を中央に備え、その両
側にはこの反応容器11に各原料ガスを供給する原料ガ
ス供給ラインをそれぞれ1系統づつ有しており、各ライ
ンには、それぞれ原料ガスを発生させる収容体容器6
a、6bを備えている。
FIG. 1 shows the entire configuration of a forming apparatus used in this embodiment. This forming apparatus includes a reaction vessel 11 for forming an alloy thin film by chemical vapor deposition at the center, and a source gas supply line for supplying each source gas to the reaction vessel 11 on both sides thereof, one system each. Each line has a container 6 for generating a source gas.
a and 6b.

【0020】反応容器11内には、基板保持体16に保
持された基板13が配置されており、この基板13に相
対してノズル12が設置されている。このノズルを介し
て後述する各原料ガスなどが供給される。また、基板保
持体16内にはヒータ17が設けられており、交流電圧
を印加することにより発熱し、基板13を所定の温度に
加熱する。
A substrate 13 held by a substrate holder 16 is disposed in the reaction vessel 11, and a nozzle 12 is provided facing the substrate 13. Source gases and the like described later are supplied through the nozzle. Further, a heater 17 is provided in the substrate holder 16 and generates heat by applying an AC voltage to heat the substrate 13 to a predetermined temperature.

【0021】また、各原料ガス供給ラインは、それぞれ
キャリアガスボンベ1a,1bから水素、ヘリウムガス
などの適当なキャリアガスが供給され、このキャリアガ
スは、流量調節器(マスフローコントローラ)2、3、
ストップバルブ4、5を経て、それぞれ収容体容器6
a,6bに入る。この収容体容器6a,6bは、温度コ
ントロールされたオイルバス8a,8b内に収容されて
おり、内部には、各原料7a,7bが封入されている。
バブリングされて発生された原料ガス及びキャリアガス
は、圧力計及び圧力調節器9、圧力調節弁10を経て、
反応容器11内に供給される。なお、参照番号14a,
14bは供給される原料ガスの流量を調節するための制
御装置である。この装置を用いて原料を供給する場合、
圧力計及び圧力調節器9によって、各収容体容器6a,
6b内の圧力を大気圧以下に一定にコントロールする。
なお、反応容器11内の圧力は、この収容体容器6a,
6b内の圧力よりも低い圧力に維持されている。
In addition, each source gas supply line is supplied with a suitable carrier gas such as hydrogen or helium gas from carrier gas cylinders 1a and 1b, respectively, and the carrier gas is supplied to flow controllers (mass flow controllers) 2, 3,
Through the stop valves 4 and 5, the container 6
Enter a, 6b. The containers 6a and 6b are accommodated in oil baths 8a and 8b whose temperature is controlled, and the raw materials 7a and 7b are sealed therein.
The raw material gas and the carrier gas generated by bubbling pass through a pressure gauge and a pressure controller 9 and a pressure control valve 10,
It is supplied into the reaction vessel 11. Note that reference numbers 14a,
Reference numeral 14b is a control device for adjusting the flow rate of the supplied source gas. When supplying raw materials using this device,
Each container 6a,
The pressure in 6b is controlled to be constant below atmospheric pressure.
The pressure in the reaction container 11 is controlled by the container 6a,
The pressure is maintained lower than the pressure in 6b.

【0022】実際に圧力を制御する場合には、収容体容
器6a,6b内のみではなく、キャリアガスを流量調節
器2、3から圧力調節弁10の間を制御する形でもよ
い。オイルバス8a,8bの温度については、原料の熱
安定性、蒸気圧を考慮して決定する。例えば、アルミニ
ウム化合物原料としてDMAH(ジメチルアルミニウム
ハイドライド)の場合、バブリング圧力は760〜20
Torrの範囲、バブリング温度20〜100℃程度が
望ましく、また、銅化合物原料としてCpCuTEP
(=C5 5 CuP(C2 5 3 )の場合、バブリン
グ圧力は20〜760Torrの範囲、バブリング温度
は20〜150℃程度が望ましい。
When the pressure is actually controlled, the carrier gas may be controlled not only in the containers 6a and 6b but also between the flow controllers 2 and 3 and the pressure control valve 10. The temperatures of the oil baths 8a and 8b are determined in consideration of the thermal stability and vapor pressure of the raw material. For example, when DMAH (dimethyl aluminum hydride) is used as the aluminum compound raw material, the bubbling pressure is 760 to 20.
The range of Torr and the bubbling temperature are desirably about 20 to 100 ° C., and CpCuTEP is used as a copper compound raw material.
If (= C 5 H 5 CuP ( C 2 H 5) 3) , the bubbling pressure in the range of 20~760Torr, bubbling temperature is desirably about 20 to 150 ° C..

【0023】<実施例1>以上のように構成される装置
を用いて、Al−Cu合金薄膜の成膜を行った。原料7
aとしてはアルミニウム化合物原料としてのDMAHを
用い、原料7bとしては銅化合物原料としてのCpCu
TEPを用いた。キャリアガスとしては水素ガスを用
い、流量調節器2、3によってそれぞれ100sccm
に制御して流した。収容体容器7a内の圧力は、圧力調
節器9及び圧力調節弁10によって、500Torr一
定に制御し、オイルバス温度は50℃一定とした。この
ときのDMAH流量は1.7sccmであった。一方、
収容体容器7b内の圧力は、圧力調節器9及び圧力調節
弁10によって、170Torr一定に制御し、オイル
バス温度は100℃一定とした。また、全ての配管は、
図示していないヒータにより120℃に加熱した。
<Example 1> An Al-Cu alloy thin film was formed by using the apparatus configured as described above. Raw material 7
a is DMAH as an aluminum compound raw material, and CpCu as a copper compound raw material as a raw material 7b.
TEP was used. Hydrogen gas was used as a carrier gas, and each flow rate was adjusted to 100 sccm by flow controllers 2 and 3.
Controlled and shed. The pressure in the container 7a was controlled to be constant at 500 Torr by the pressure controller 9 and the pressure control valve 10, and the oil bath temperature was kept at 50 ° C. The DMAH flow rate at this time was 1.7 sccm. on the other hand,
The pressure in the container 7b was controlled to be constant at 170 Torr by the pressure controller 9 and the pressure control valve 10, and the oil bath temperature was maintained at 100 ° C. Also, all the piping
It was heated to 120 ° C. by a heater not shown.

【0024】成膜条件として反応容器11内の圧力は2
Torr、基板13の温度は250℃とした。このよう
な条件で成膜した結果、均一性の良い膜が形成できた。
また、図2に示すように、ラン毎の膜厚変動は5%未満
に抑えることができた。
As a film forming condition, the pressure in the reaction vessel 11 is 2
Torr, the temperature of the substrate 13 was 250 ° C. As a result of forming a film under such conditions, a film having good uniformity was formed.
Further, as shown in FIG. 2, the variation in film thickness for each run could be suppressed to less than 5%.

【0025】<実施例2>図1に示す装置に加え、各制
御装置14a,14bを制御する主制御装置20をさら
に配し、DMAHを封入した収容体容器6a内の圧力変
動に追随するように、収容体容器6b内の圧力を調節し
た。原料、キャリアガス、その流量、オイルバス温度等
の条件や成膜条件は、実施例1と同一とした。このよう
な条件で成膜した結果、実施例1に比べて、より一層膜
厚変動を抑えることが確認できた。
<Embodiment 2> In addition to the apparatus shown in FIG. 1, a main controller 20 for controlling the respective controllers 14a and 14b is further provided so as to follow the pressure fluctuation in the container 6a in which DMAH is sealed. Then, the pressure in the container 6b was adjusted. The conditions such as the raw material, the carrier gas, its flow rate, the oil bath temperature, and the film forming conditions were the same as in Example 1. As a result of forming a film under such conditions, it was confirmed that the film thickness variation was further suppressed as compared with Example 1.

【0026】<比較例1>図1に示す装置を用い、種々
の収容体内圧力を760Torr(大気圧)として、A
l−Cu合金薄膜の成膜を行った。原料、キャリアガ
ス、その流量、オイルバス温度等の条件や成膜条件は、
実施例1と同一とした。このような条件で成膜した結
果、均一性の悪いまだらな膜が形成された。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, various pressures in the container were set to 760 Torr (atmospheric pressure), and A
An l-Cu alloy thin film was formed. Raw materials, carrier gas, its flow rate, oil bath temperature, etc.
Same as Example 1. As a result of forming a film under such conditions, a mottled film having poor uniformity was formed.

【0027】<比較例2>図1に示す装置を用い、制御
装置を除去して圧力調節弁の開度を手動で調節した。原
料、キャリアガス、その流量、オイルバス温度等の条件
や成膜条件は、実施例1と同一とし、Al−Cu合金成
膜を40ランを行った。この場合の膜厚変化を図2に示
す。オージェデプスプロファイルで最大15%の変動が
確認された。
Comparative Example 2 Using the apparatus shown in FIG. 1, the control device was removed and the opening of the pressure control valve was manually adjusted. The conditions such as the raw material, the carrier gas, the flow rate thereof, the oil bath temperature and the film forming conditions were the same as those in Example 1, and 40 runs of the Al—Cu alloy were formed. FIG. 2 shows the change in film thickness in this case. A variation of up to 15% was confirmed in the Auger depth profile.

【0028】このような変動は、主として反応容器内圧
力の変動や、原料の粘度、量の変化に伴う収容体内圧の
変動によってDMAH流量が変動し、このために、反応
容器内におけるDMAHとCpCuTEPとの分圧比が
一定しないことに起因すると考えられる。
Such fluctuations mainly include fluctuations in the pressure in the reaction vessel and fluctuations in the internal pressure of the container caused by changes in the viscosity and amount of the raw material, and thus the DMAH flow rate fluctuates. Therefore, DMAH and CpCuTEP in the reaction vessel are changed. It is considered that the partial pressure ratio is not constant.

【0029】上記各実施例では、各原料ガスを供給ライ
ン上で混合して反応容器内に供給する例を示したが、各
原料ガスを反応容器内に独立に供給する構成とすること
も可能である。また、アルミ化合物原料としては、例示
した原料のほか、AlH(CH3 2 ,AlH(C2
5 2 ,Al(CH3 3 ,Al(C4 9 3 ,Al
3 N(CH3 3 ,(i−C3 7 )AlCl2
(n−C3 7 2 AlClなどが適用できる。また、
有機銅原料としては、Cu(acac)2 ,Cu(hf
ac)2 ,C5 5 CuP(CH3 3 ,C5 5 Cu
P(C2 5 3、(hfac)CuP(C
2 5 3 ,(hfac)Cu(2−Butyne)な
どが適用可能である。
In each of the above embodiments, an example is shown in which the source gases are mixed on the supply line and supplied into the reaction vessel. However, a configuration in which the source gases are independently supplied into the reaction vessel is also possible. It is. As the aluminum compound raw material, in addition to the raw materials exemplified above, AlH (CH 3 ) 2 , AlH (C 2 H
5 ) 2 , Al (CH 3 ) 3 , Al (C 4 H 9 ) 3 , Al
H 3 N (CH 3) 3 , (i-C 3 H 7) AlCl 2,
(N-C 3 H 7), such as 2 AlCl is applicable. Also,
Organic copper raw materials include Cu (acac) 2 , Cu (hf
ac) 2, C 5 H 5 CuP (CH 3) 3, C 5 H 5 Cu
P (C 2 H 5 ) 3 , (hfac) CuP (C
2 H 5 ) 3 , (hfac) Cu (2-Butyne) and the like are applicable.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるア
ルミニウム合金配線の形成方法によれば、各収容体内の
圧力を反応容器内の圧力よりも高く、かつ、大気圧より
も低く設定したので、原料供給速度の増大のために効果
的であると共に、原料の粘性に抗して気泡を形成しやす
くなり、1000cP以上の高粘度液体であっても、バ
ブリングを安定させることが可能となる。
As described above, according to the method for forming an aluminum alloy wiring according to the present invention, the pressure in each container is set higher than the pressure in the reaction vessel and lower than the atmospheric pressure. This is effective for increasing the feed rate of the raw material, and it is easy to form bubbles against the viscosity of the raw material, so that it is possible to stabilize the bubbling even with a high-viscosity liquid of 1000 cP or more.

【0031】また、一方の収容体の圧力に追随して他方
の収容体の圧力を変化させるので、2つの原料ガスの供
給量の割合を常に一定に保つことができ、形成されるア
ルミニウム合金配線の組成を常に均一に制御することが
可能となる。
Further, since the pressure of the other container is changed following the pressure of the one container, the ratio of the supply amounts of the two raw material gases can always be kept constant. Can always be uniformly controlled.

【0032】一方、アルミニウム合金配線の形成装置に
よれば、各収容体内の圧力を調節する圧力調節手段、各
収容体の圧力を検出する圧力検出手段、及び各圧力検出
手段の検出信号に基づいて対応する各圧力調節手段の駆
動制御を行う制御手段を備えたので、前述したアルミニ
ウム合金配線の形成方法を実施することが可能となり、
同様な効果を奏する。
On the other hand, according to the aluminum alloy wiring forming apparatus, the pressure adjusting means for adjusting the pressure in each container, the pressure detecting means for detecting the pressure of each container, and the detection signal of each pressure detecting means are used. Since the control means for controlling the driving of each corresponding pressure adjusting means is provided, it is possible to carry out the method for forming the aluminum alloy wiring described above,
A similar effect is achieved.

【0033】また、さらに、各制御手段を制御する主制
御手段を備えることにより、2つの原料ガスの供給量の
割合を常に一定に保つことができる。
Further, by providing the main control means for controlling each control means, the ratio of the supply amounts of the two source gases can always be kept constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施例に使用するアルミニウム合金薄膜の形
成装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an apparatus for forming an aluminum alloy thin film used in the present embodiment.

【図2】ラン数と膜厚の関係を示すチャートである。FIG. 2 is a chart showing the relationship between the number of runs and the film thickness.

【図3】従来の合金薄膜の形成装置を示す概略構成図で
ある。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a conventional alloy thin film forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6a…収容体容器(第1収容体)、6b…収容体容器
(第2収容体)、7a…原料(アルミニウム化合物原
料)、7b…原料(銅化合物原料)、9…圧力計(圧力
検出手段)及び圧力調節器(圧力調節手段)、10…圧
力調節弁(圧力調節手段)、11…反応容器、14a,
14b…制御装置(制御手段)20…主制御装置(主制
御手段)。
6a: container container (first container), 6b: container container (second container), 7a: raw material (aluminum compound raw material), 7b: raw material (copper compound raw material), 9: pressure gauge (pressure detecting means) ) And a pressure regulator (pressure regulating means), 10: pressure regulating valve (pressure regulating means), 11: reaction vessel, 14a,
14b: control device (control means) 20: main control device (main control means)

フロントページの続き (72)発明者 太田 与洋 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎 製鉄株式会社 技術研究本部内 (56)参考文献 特開 平1−96922(JP,A) 特開 平3−47966(JP,A) 特開 平2−170419(JP,A) 特開 平5−21385(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3205 H01L 21/205 H01L 21/285 301 H01L 21/365 H01L 21/768 H01L 21/3213 H01L 21/321 Continuation of front page (72) Inventor Yoshihiro Ota 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Engineering Co., Ltd. Technical Research Division (56) References JP-A-1-96922 (JP, A) JP-A-3 -47966 (JP, A) JP-A-2-170419 (JP, A) JP-A-5-21385 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/3205 H01L 21/205 H01L 21/285 301 H01L 21/365 H01L 21/768 H01L 21/3213 H01L 21/321

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1収容体内に封入したアルミニウム化
合物原料にキャリアガスを供給してアルミ原料ガスを発
生させると共に、第2収容体内に封入した銅化合物原料
にキャリアガスを供給して銅原料ガスを発生させ、 前記各収容体で発生した前記アルミ原料ガス及び銅原料
ガスを、前記キャリアガスと共に反応容器内に供給し、
化学気相成長によってアルミニウム合金配線を形成する
アルミニウム合金配線の形成方法において、 前記各収容体内の圧力を前記反応容器内の圧力よりも高
く、かつ、大気圧よりも低く設定した条件下において、
前記第1収容体又は前記第2収容体の何れか一方の圧力
を測定し、前記一方の収容体内の圧力の変動に追随して
他方の収容体内の圧力を変化させることを特徴とするア
ルミニウム合金配線の形成方法。
1. An aluminum compound raw material sealed in a first container is supplied with a carrier gas to generate an aluminum raw material gas, and a carrier gas is supplied to a copper compound raw material sealed in a second container to form a copper raw material gas. And supplying the aluminum source gas and the copper source gas generated in each of the containers together with the carrier gas into a reaction vessel,
In the method for forming an aluminum alloy wiring to form an aluminum alloy wiring by chemical vapor deposition, under a condition in which the pressure in each of the containers is set higher than the pressure in the reaction vessel and lower than the atmospheric pressure,
Pressure of either the first container or the second container
And following the pressure fluctuation in the one container
A method for forming an aluminum alloy wiring, wherein the pressure in the other container is changed .
【請求項2】 アルミニウム化合物原料を封入した第1
収容体と、銅化合物原料を封入した第2収容体と、前記
第1及び第2収容体で発生した各原料ガスがキャリアガ
スと共に導入され、化学気相成長によってアルミニウム
合金配線を形成する反応容器とを備えるアルミニウム合
金配線の形成装置において、 前記形成装置は、さらに、 前記反応容器と前記各収容体との間の原料ガス供給ライ
ンにそれぞれ設けられ、この原料ガス供給ラインを流れ
る前記原料ガスの流量(又はコンダクタンス)を調節す
ることにより、前記各収容体内の圧力を調節する圧力調
節手段と、 前記各収容体内の圧力を検出する圧力検出手段と、 前記各圧力検出手段からの検出信号に基づき、対応する
前記各圧力調節手段の駆動制御を行う制御手段と、前記第1収容体又は前記第2収容体の何れか一方の収容
体の圧力の変動に追随して他方の収容体の圧力が変化す
るように前記各制御手段を制御する主制御手段と、を備
える ことを特徴とするアルミニウム合金配線の形成装
置。
2. A first material containing an aluminum compound raw material.
A container, a second container enclosing a copper compound raw material, and a reaction vessel in which each raw material gas generated in the first and second containers is introduced together with a carrier gas to form aluminum alloy wiring by chemical vapor deposition In the apparatus for forming an aluminum alloy wiring, the forming apparatus is further provided in a source gas supply line between the reaction vessel and each of the containers, and the source gas flowing through the source gas supply line. Pressure adjusting means for adjusting the pressure in each of the housings by adjusting the flow rate (or conductance); pressure detecting means for detecting the pressure in each of the housings; and a detection signal from each of the pressure detecting means. And control means for controlling the driving of the corresponding pressure adjusting means, and accommodation of either the first container or the second container.
The pressure of the other container changes following the fluctuation of the body pressure.
Main control means for controlling each of the control means as described above.
A device for forming an aluminum alloy wiring.
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