JPH01258444A - ドライ前処理装置 - Google Patents

ドライ前処理装置

Info

Publication number
JPH01258444A
JPH01258444A JP8516388A JP8516388A JPH01258444A JP H01258444 A JPH01258444 A JP H01258444A JP 8516388 A JP8516388 A JP 8516388A JP 8516388 A JP8516388 A JP 8516388A JP H01258444 A JPH01258444 A JP H01258444A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
cooling
degassing
semiconductor wafer
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8516388A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Tanimoto
谷本 芳昭
Haruyoshi Yagi
八木 春良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP8516388A priority Critical patent/JPH01258444A/ja
Publication of JPH01258444A publication Critical patent/JPH01258444A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体装置の製造に関し、より詳しくは、アルミニウム
合金多層配線構造での上層アルミニウム配線を形成する
際のドライ前処理装置に関し、アルミニウム合金多層配
線間の低いコンタクト抵抗の確保とスルーブツトの向上
とが図れるドライ前処理装置を提供することを目的とし
、半導体装置での下層アルミニウム合金配線に接続する
上層アルミニウム合金配線を形成する際の前処理のため
に、真空維持可能に連続配置されている脱ガス用加熱室
と、半導体ウェハを冷却する冷媒冷却ステージを備えた
冷却室と、下層アルミニウム合金配線の表出表面清浄用
ドライエツチング室とからなることを特徴とするドライ
前処理装置に構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造に関し、より詳しくは、ア
ルミニウム合金多層配線構造での上層アルミニウム配線
を形成する際のドライ前処理装置に関する。
〔従来の技術〕
IC,LSIなどの半導体装置の配線(電極)としてA
f−3i  、 AI!−Cu 、Aj!−3i −C
uなどのアルミニウム合金が用いられ、高集積化のため
にも多層配線構造が採用されている。アルミニウム合金
は非常に酸化されやすく表面に薄い酸化皮膜が生じてし
まうので、下層アルミニウム合金配線に接続する上層ア
ルミニウム配線を形成する際には、前処理として下層ア
ルミニウム合金配線の表出表面上の酸化皮膜を反応性イ
オン(スパッタ)エツチングあるいはイオンシリングに
よって除去する。
高集積化・微細化を図るために、多層構造でのコンタク
ト窓もより小さくされるが、下層アルミニウム合金配線
と上層アルミニウム合金配線とのコンタクト抵抗は高く
ならないようにすること(低いコンタクト抵抗の確保)
が重要となってきた。製造過程の半導体装置(半導体ウ
ェハと呼ぶ)からの脱ガス(主としてHaOで、02.
82 、C[]□など吸着物)もコンタクト抵抗に大き
な影響を与えるので、前述のドライ前処理の前に半導体
ウェハを加熱する脱ガス処理を行なう。
C発明が解決しようとする課題〕 半導体ウェハ加熱(300〜350℃まで上層)の脱ガ
ス処理の後、すぐにドライ前処理を行なうと半導体ウェ
ハは脱ガス処理温度以上の温度(約400℃まで)にな
って、さらにガスが出て来てコンタクト抵抗が高くなっ
てしまうことがわかった。
そこで、反応性イオンエツチング(又はイオンシリング
)のドライ前処理のチャンバー(ドライエツチング室)
の前段ロードロツタ室において脱ガス加熱後の冷却のた
めに待機時間を設けている。
実際の操作時間としては、半導体ウェハの脱ガス加熱を
10−’Torr程度の真空状態下でマイクロ波誘電加
熱にて約2分間行ない、反応性イオンエツチング(又は
イオンシリング)のドライ前処理は約1分間ですみ、そ
して、上層アルミニウム合金配線層形成を(マグネトロ
ン)スパッタリングによって約90秒で行ない、一方、
待機時間は真空中なので3〜5分かかっている。そのた
めに、前処理を含めた上層アルミニウム合金配線形成の
ためのスループット(処理量)が待機時間で制限され低
下を余儀なくされている。
本発明の課題は、アルミニウム合金多層配線間の低いコ
ンタクト抵抗の確保とスループットの向上とが図れるド
ライ前処理装置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上述の課題が、半導体装置での下層アルミニウム合金配
線に接続する上層アルミニウム合金配線を形成する際の
前処理のために、真空維持可能に連続配置されている脱
ガス用加熱室と、半導体ウェハを冷却する冷媒冷却ステ
ージを備えた冷却室と、下層アルミニウム合金配線の表
出表面清浄用ドライエツチング室とからなることを特徴
とするドライ前処理装置によって達成される。
〔作 用〕
脱ガス処理の半導体ウェハ加熱後に、従来の放置による
自然冷却でなく、水などの冷媒で冷却された強制冷却ス
テージを設けてこれに半導体ウェハを載せて従来より短
時間に冷却することができる。冷却された半導体ウェハ
をドライエツチング室にて反応性イオンエツチングく又
はイオンミリング)するときには約200℃まで半導体
ウェハは加熱されることになるが、この温度は脱ガス処
理時の加熱温度よりも低いのでさらにガスが出て来るこ
とはなく、したがってコンタクト抵抗が高くなるのを回
避することができる。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照して本発明の実施例および比較例
によって本発明をより詳しく説明する。
第1図は本発明に係るドライ前処理装置を含めた上層ア
ルミニウム合金配線層形成ラインの概略図である。
このラインは半導体ウェハの移動方向に真空維持可能に
連続配置されている搬入真空予備室1、脱ガス用加熱室
2、冷却室3、ドライエツチング室4、予熱室5、アル
ミニウム(Aβ)合金スパッタ室6および搬出真空予備
室7で構成されている。これら室(チャンバー)1〜7
は真空ポンプ8A、8B、8Cおよび8dによって真空
(減圧)状態にされ、その状態を維持するために仕切弁
9〜16が第1図に示すように各室1〜7の出入口に設
けられている。
搬入真空予備室lを設けることによって脱ガス用加熱室
2を大気にさらすことが防止できて、この加熱室2にお
ける真空下での加熱によって半導体ウェハ(層間絶縁層
、下層AI!合金配線など)に吸着した水分()120
)、  O□、 H2、CD□などの脱ガスが効率的に
行なえる。例えば、10−’Torr程度の真空度でマ
イクロ波加熱によって2分間で半導体ウェハを300℃
にする。この加熱による脱ガス後に、仕切弁11を通し
て半導体ウェハを冷却室3へ移し、本発明にしたがって
設けられた冷媒冷却(水冷)ステージ上に載せて強制冷
却する。
このステージは、例えば、水冷方式の銅製試料台(ヒー
トシンク)であり、約30秒で70〜80℃の温度まで
半導体ウェハを冷却することができる。
次に、仕切弁12を通して半導体ウェハをドライエツチ
ング室4内へ装入して、例えば、13.56MHzの高
周波電力を印加した反応性イオンエツチングにて下層A
1合金配線の表出部分上のA f 20゜皮膜を除去す
る。このエツチング室4においては、反応種の化学反応
およびウェハへの衝突等によりエツチングが進行し、同
時に約1分間の処理で半導体ウェハを約200℃にする
。A l 203皮膜を除去する表面清浄で表出した下
層AA合金配線にコンタトする上層A1合金配線層をA
1合金のスパッタリングによって形成する際にカバレー
ジを良くするために、予熱室5にて約200℃の温度に
半導体ウェハをしておく。そして、Af合金スパッタ室
6にて上層Af合金配線層を全面に形成し、層間絶縁膜
のコンタト窓を介して下層へ1合金配線と接触(接続)
させる。マグネトロンスパッタリングであれば、90秒
程で所定のA1合金層を形成することができる。それか
ら、半導体ウェハを搬出真空予備室7へ移して、仕切弁
I6を通して取り出す。その後は、上層Af合金層を所
定の配線パターンにするために、通常のレジストプロセ
スおよびエツチングプロセスにて処理される。
上述、したように基本的に脱ガス用加熱室1、冷却室2
およびドライエツチング室3からなるのが上層へ1合金
配線形成のドライ前置処装置であり、冷却室に冷媒冷却
ステージを設けた点に本発明の特徴がある。
実施例$よび比較例 第2図に示すようなAn合金多層配線構造をシリコン基
板21上に形成し、直径2.8μのコンタクト窓を96
0個用いて480本の下層Af1合金配線22と481
本の上層A1合金配線23とを直列に接続して抵抗を測
定した。なお、この抵抗値は配線抵抗とコンタクト抵抗
との合計となる。
まず、通常の製造工程によってシリコン基板(ウェハ)
21を熱酸化してその表面に8102膜24を形成し、
その上の全面にAf合金層を形成し、レジストプロセス
およびエツチングプロセスを経て所定パターンの下層A
I!合金配線22を形成する。5102をCVD法によ
って全面に堆積して層間絶縁膜25を形成し、コンタク
ト窓(2,87−径)をエツチングにてあけて、下層A
1合金配線22の一部を表出させる。次に、第1図に示
した上層Aj2合金配線層形成ラインにてドライ前処理
を行ない、そして上層AI!合金配線層をスパッタリン
グ法にて全面に形成する。このラインから取り出してレ
ジストプロセスおよびエツチングプロセスで所定パター
ンの上層A1合金配線23を形成する。
本発明の実施例では、冷却室3での半導体ウェハ冷却を
水冷ステージに載せて強制冷却する。−方、比較例とし
ては、この水冷ステージを用いないで冷却室3で自然冷
却する。この強制冷却の有無のみが異なる他は同一条件
にて第2図に示した多層配線構造に作成する。
直列接続のA1合金配線の抵抗は、本発明の場合に、2
50Ωであり、一方、比較例の場合に、IKΩであった
。さらに、コンタクトを確実にするために、N2H,雰
囲気下で450℃の温度にてアニール処理を施こしたと
ころ、本発明の場合での抵抗は77Ωであり、一方、比
較例では84Ωであった。
アニール処理を施こすと抵抗値は本発明と比較例とに1
割程度の差しかないが、アニール処理前は4倍も差があ
る(本発明の場合は比較例のスになる)。このことはコ
ンタクト界面に明らかに不純物が存在していることを裏
付けている。さらに高集積化、微細化が進んで微小コン
タクト窓となる場合には差が大きくなってしまうので、
本発明に係る装置を用いる必要がある。
上述の説明では、脱ガス用加熱にマイクロ波を用いたが
、赤外ランプを用いてことができ、また、ドライエツチ
ングに反応性イオンエツチングを用いたがアルゴンガス
でのイオンシリングを採用することができる。アルミニ
ウム合金とはAl−8l。
Al−Cu 、Al−3i−Cuなどであるが、純Aβ
の場合にも本発明に係る装置を適用することが当然でき
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、アルミニウム合金多層配線でのコンタ
クト抵抗を安定にかつ低くすることができると同時にス
ルーブツトの向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係るドライ前処理装置を含めた上層
アルミニウム合金配線層形成ラインの概略図であり、 第2図は、多層配線を有する半導体装置(ウェハ)の部
分断面図である。 2・・・脱ガス用加熱室、 3・・・冷却室、4・・・
ドライエツチング室、 6・・・A4合金スパッタ室、 22・・・下層Af合金配線、 23・・・上層1合金配線、 25・・・層間絶縁膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、半導体装置での下層アルミニウム合金配線に接続す
    る上層アルミニウム合金配線を形成する際の前処理のた
    めに、真空維持可能に連続配置されている脱ガス用加熱
    室と、半導体ウェハを冷却する冷媒冷却ステージを備え
    た冷却室と、前記下層アルミニウム合金配線の表出表面
    清浄用ドライエッチング室とからなることを特徴とする
    ドライ前処理装置。
JP8516388A 1988-04-08 1988-04-08 ドライ前処理装置 Pending JPH01258444A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8516388A JPH01258444A (ja) 1988-04-08 1988-04-08 ドライ前処理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8516388A JPH01258444A (ja) 1988-04-08 1988-04-08 ドライ前処理装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01258444A true JPH01258444A (ja) 1989-10-16

Family

ID=13850992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8516388A Pending JPH01258444A (ja) 1988-04-08 1988-04-08 ドライ前処理装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01258444A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0444249A (ja) * 1990-06-07 1992-02-14 Sony Corp 多層配線構造の半導体装置製造方法
US5723367A (en) * 1993-11-16 1998-03-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Wiring forming method
KR100374981B1 (ko) * 1998-11-27 2003-03-29 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 하부 알루미늄 배선의 신뢰성을 저하시키지 않고 스텝커버리지를 개선한 반도체장치 제조방법
US7063091B2 (en) * 2004-03-31 2006-06-20 Advanced Micro Devices, Inc. Method for cleaning the surface of a substrate
JP2013511145A (ja) * 2009-11-17 2013-03-28 オーツェー・エリコン・バルザース・アーゲー 基板処理装置及びその方法
CN111363994A (zh) * 2020-04-23 2020-07-03 浙江联丰冷却塔有限公司 一种同时进行冷却和吹干的提高冷却效果的冷却设备

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0444249A (ja) * 1990-06-07 1992-02-14 Sony Corp 多層配線構造の半導体装置製造方法
JP2890681B2 (ja) * 1990-06-07 1999-05-17 ソニー株式会社 多層配線構造の半導体装置製造方法
US5723367A (en) * 1993-11-16 1998-03-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Wiring forming method
KR100374981B1 (ko) * 1998-11-27 2003-03-29 엔이씨 일렉트로닉스 코포레이션 하부 알루미늄 배선의 신뢰성을 저하시키지 않고 스텝커버리지를 개선한 반도체장치 제조방법
US7063091B2 (en) * 2004-03-31 2006-06-20 Advanced Micro Devices, Inc. Method for cleaning the surface of a substrate
JP2013511145A (ja) * 2009-11-17 2013-03-28 オーツェー・エリコン・バルザース・アーゲー 基板処理装置及びその方法
CN111363994A (zh) * 2020-04-23 2020-07-03 浙江联丰冷却塔有限公司 一种同时进行冷却和吹干的提高冷却效果的冷却设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0139793B1 (ko) 막형성 방법
JP3537269B2 (ja) マルチチャンバースパッタリング装置
US7192494B2 (en) Method and apparatus for annealing copper films
JP5522979B2 (ja) 成膜方法及び処理システム
JP2002533922A (ja) 水素を基とする予備清浄化技術を使用する拡散バリヤー及びフッ素化二酸化シリコンの付着の改良
JP2008218659A (ja) 半導体装置の製造方法、半導体製造装置及びプログラム
JPH1064908A (ja) 半導体装置の配線形成方法及びスパッタ装置
JPH04257227A (ja) 配線形成方法
US7939421B2 (en) Method for fabricating integrated circuit structures
JPH01258444A (ja) ドライ前処理装置
JP2000216249A (ja) 電子装置の製造方法及びその装置
US6887522B2 (en) Method for forming a copper thin film
JPH08264618A (ja) 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
US20120273948A1 (en) Integrated circuit structure including a copper-aluminum interconnect and method for fabricating the same
KR100875822B1 (ko) 반도체 장치 형성 방법
WO2002025715A2 (en) Method of fabricating conductor structures with metal comb bridging avoidance
US6365514B1 (en) Two chamber metal reflow process
JPH09228040A (ja) 薄膜形成装置および薄膜形成方法ならびにそれらを用いた半導体集積回路装置の製造方法
JP2959373B2 (ja) 基板へのスパッタ方法及びスパッタ装置
US6790777B2 (en) Method for reducing contamination, copper reduction, and depositing a dielectric layer on a semiconductor device
JP2000164712A (ja) 電子装置の製造方法
US5873983A (en) Method for minimizing substrate to clamp sticking during thermal processing of thermally flowable layers
JP2730499B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS62221120A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03184329A (ja) 半導体装置の製造方法