JPH02170419A - Al―Cu合金薄膜形成方法 - Google Patents
Al―Cu合金薄膜形成方法Info
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- JPH02170419A JPH02170419A JP32519788A JP32519788A JPH02170419A JP H02170419 A JPH02170419 A JP H02170419A JP 32519788 A JP32519788 A JP 32519788A JP 32519788 A JP32519788 A JP 32519788A JP H02170419 A JPH02170419 A JP H02170419A
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、集積回路装置などを構成する配線用のAl−
Cu合金薄膜を形成する方法に関するものである。
Cu合金薄膜を形成する方法に関するものである。
集積回路装置の配線を形成するためのアルミニウム系薄
膜は段差部に被覆性良く堆積される必要かあり、その方
法としてバイアススパッタリング法(J 、 E 1e
ctrochen、 S oc、誌、1985年第13
2巻、1466頁所載論文)や化学気相成長法(J 、
E Ietcrochel、 Sac、誌、1984
年第131巻、2175頁所載論文) (以降CVD法
と略記する)が検討されている。
膜は段差部に被覆性良く堆積される必要かあり、その方
法としてバイアススパッタリング法(J 、 E 1e
ctrochen、 S oc、誌、1985年第13
2巻、1466頁所載論文)や化学気相成長法(J 、
E Ietcrochel、 Sac、誌、1984
年第131巻、2175頁所載論文) (以降CVD法
と略記する)が検討されている。
また、段差被覆性に優れたCVD法ではAlにStを添
加した報告(第35回応用物理学関係連合講演会講演予
稿集第2分冊p605講演番号28a−■−6)がある
。
加した報告(第35回応用物理学関係連合講演会講演予
稿集第2分冊p605講演番号28a−■−6)がある
。
しかしながら、LSIのla細化に伴い、使用される配
線幅や電極のコンタクト孔の微細化が必要であり、この
ため、電流密度の増大に起因するエレクトロマイグレー
ションおよびストレスマイダレ−ジョンが問題となって
いる。一般にAlは原子量が小さく、動き易いため上記
のような問題が生じる。スパッタリング法ではAlへの
Cu添加がマイグレーションに対して効果があることが
知られているが、通常のスパッタリング法ではLSIの
fa &1[1化に対応できない。バイアススパッタリ
ング法でも同様の添加が可能であるが、バイアスを加え
るため試料は、イオンや電子等の荷電粒子の衝撃に曝さ
れて素子や配線に特性変動を生じ、特に配線においては
マイグレーション耐性が劣化することが知られている。
線幅や電極のコンタクト孔の微細化が必要であり、この
ため、電流密度の増大に起因するエレクトロマイグレー
ションおよびストレスマイダレ−ジョンが問題となって
いる。一般にAlは原子量が小さく、動き易いため上記
のような問題が生じる。スパッタリング法ではAlへの
Cu添加がマイグレーションに対して効果があることが
知られているが、通常のスパッタリング法ではLSIの
fa &1[1化に対応できない。バイアススパッタリ
ング法でも同様の添加が可能であるが、バイアスを加え
るため試料は、イオンや電子等の荷電粒子の衝撃に曝さ
れて素子や配線に特性変動を生じ、特に配線においては
マイグレーション耐性が劣化することが知られている。
また、Al−3LWAは、段差被覆性のよいCVDを用
いた形成法が報告されているが、通常必要とされるプロ
セス温度ではコンタクト部においてSiが析出し、コン
タクト抵抗の増加がみられてコンタクト不良となること
が報告されている(Digest of Techni
cal Papers、 1986 Syn+pos+
u+1on VLSI Technology論文番号
V−4,pp、55−56゜May 1986 )。
いた形成法が報告されているが、通常必要とされるプロ
セス温度ではコンタクト部においてSiが析出し、コン
タクト抵抗の増加がみられてコンタクト不良となること
が報告されている(Digest of Techni
cal Papers、 1986 Syn+pos+
u+1on VLSI Technology論文番号
V−4,pp、55−56゜May 1986 )。
このような理由から段差被覆性およびエレクトロマイグ
レーション耐性を同時に満足する技術は今まで実現され
ていない。
レーション耐性を同時に満足する技術は今まで実現され
ていない。
本発明の目的は段差被覆性およびエレクトロマイグレー
ション耐性を同時に満足したAl−Cu合金薄膜形成方
法を提供することにある。
ション耐性を同時に満足したAl−Cu合金薄膜形成方
法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のAl−Cu合金′4
膜形成方法においては、有機アルミニウムをアルミニウ
ム原料とし、シクロペンタジェニル銅トリエチルフォス
フインアダクトCu(CsHs) ・P (C2H5
) sを銅原料とし、化学気相堆積法を用いてこれら原
料からAl−Cu合金薄膜を生成させるものである。
膜形成方法においては、有機アルミニウムをアルミニウ
ム原料とし、シクロペンタジェニル銅トリエチルフォス
フインアダクトCu(CsHs) ・P (C2H5
) sを銅原料とし、化学気相堆積法を用いてこれら原
料からAl−Cu合金薄膜を生成させるものである。
本発明では、原料ガス同士が輸送の途中で混合しただけ
ではほとんど反応せず、ウェハ表面でそれぞれの金属が
熱分解により生成することを利用している。すなわち、
分解温度はAl原料の有機アルミが250℃以上、Cu
原料のシクロジェニル銅トリエチルフォスフインアダク
トが130℃以上であり、Alが堆積する250℃以上
にしておけばCuも熱分解によりウェハ上に堆積する。
ではほとんど反応せず、ウェハ表面でそれぞれの金属が
熱分解により生成することを利用している。すなわち、
分解温度はAl原料の有機アルミが250℃以上、Cu
原料のシクロジェニル銅トリエチルフォスフインアダク
トが130℃以上であり、Alが堆積する250℃以上
にしておけばCuも熱分解によりウェハ上に堆積する。
また、各原料ガスの流量を制御することにより、堆積膜
中のAlおよびCuの成分比を制御することができる。
中のAlおよびCuの成分比を制御することができる。
スパッタにより形成されたAl−Cu合金膜がストレス
マイグレーションに有効と報告されている(Proce
eding of 5econd Internati
onal IEEEVLSI Hulilevel
Interconnection Conferen
ce pp。
マイグレーションに有効と報告されている(Proce
eding of 5econd Internati
onal IEEEVLSI Hulilevel
Interconnection Conferen
ce pp。
173−179.June 1985) 、これは、C
uの添加でAl原子の移動が抑えられるので、Alのマ
イグレーション耐性が強くなると考えられる。したがっ
て、CVDで形成したA Q −Cu合金膜も、マイグ
レーション耐性に優れているものと期待される。
uの添加でAl原子の移動が抑えられるので、Alのマ
イグレーション耐性が強くなると考えられる。したがっ
て、CVDで形成したA Q −Cu合金膜も、マイグ
レーション耐性に優れているものと期待される。
第1図は、A11−Cu合金薄膜の形成を実施するため
のガスミキサおよび減圧CVD装置の構成図である。図
において、1は水素ガスのボンベ、2は水素ガスの流量
を調整するマスフローコントローラ、3は有11Al原
料を水素ガスと混合するためのバブラ容器、4はバブラ
の温度を制御するための温度調整器、9は銅原料を水素
ガスと混合するための容器、10は容器の温度を制御す
る温度調整器、11は銅原料の流星を制御するための水
素ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラ
であり、5は成長室、6はウェハ、7はつエバの温度を
制御するし−タ、8は排気系である。
のガスミキサおよび減圧CVD装置の構成図である。図
において、1は水素ガスのボンベ、2は水素ガスの流量
を調整するマスフローコントローラ、3は有11Al原
料を水素ガスと混合するためのバブラ容器、4はバブラ
の温度を制御するための温度調整器、9は銅原料を水素
ガスと混合するための容器、10は容器の温度を制御す
る温度調整器、11は銅原料の流星を制御するための水
素ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラ
であり、5は成長室、6はウェハ、7はつエバの温度を
制御するし−タ、8は排気系である。
まず、バブラ容器3にジメチルアルミハイドライドを封
入し、水素ガスの流量をマスフローコントローラ2で制
御しながらフローさせ、バブラ容器3で原料の蒸気圧成
分を分圧比で混合する。また、容器9にシクロペンタジ
ェニル銅トリエチルフォスフインアダクト(Cu (C
s Hs )・P(C2Hs ) s )を封入し、水
素ガスの流量をマスフローコントローラ11で制御しな
がらフローさせ、容器9で原料の蒸気圧成分を分圧比で
混合する。これらの原料を含むキャリアガスを混合して
、排気系8にで減圧(数Torr)された成長室5へ導
入する。このとき成長室5内の圧力はl TOrr、キ
ャリアガスは水素で前記マスフローコントローラ2で6
03CCHに制御し、バブラ容器3の温度は温度調整器
4で25°Cに、また、容器9の温度は温度調整器10
で80℃に保たれている。このとき成長室内のAl原料
ガスの分圧は0.ITorr 、銅原料ガスの分圧は0
.05Torrと見積られた。成長室5のなかに設置さ
れたウェハ6は、ヒータ7により250℃に保たれてい
る。導入された原料はウェハ6で加熱され熱分解により
Al−Cu合金を堆積させる。
入し、水素ガスの流量をマスフローコントローラ2で制
御しながらフローさせ、バブラ容器3で原料の蒸気圧成
分を分圧比で混合する。また、容器9にシクロペンタジ
ェニル銅トリエチルフォスフインアダクト(Cu (C
s Hs )・P(C2Hs ) s )を封入し、水
素ガスの流量をマスフローコントローラ11で制御しな
がらフローさせ、容器9で原料の蒸気圧成分を分圧比で
混合する。これらの原料を含むキャリアガスを混合して
、排気系8にで減圧(数Torr)された成長室5へ導
入する。このとき成長室5内の圧力はl TOrr、キ
ャリアガスは水素で前記マスフローコントローラ2で6
03CCHに制御し、バブラ容器3の温度は温度調整器
4で25°Cに、また、容器9の温度は温度調整器10
で80℃に保たれている。このとき成長室内のAl原料
ガスの分圧は0.ITorr 、銅原料ガスの分圧は0
.05Torrと見積られた。成長室5のなかに設置さ
れたウェハ6は、ヒータ7により250℃に保たれてい
る。導入された原料はウェハ6で加熱され熱分解により
Al−Cu合金を堆積させる。
このようにして堆積した膜は段差被覆性に優れ、Al中
に1%程度のCuを含みマイグレーション耐性の優れた
ものであった。
に1%程度のCuを含みマイグレーション耐性の優れた
ものであった。
なお、本発明では以下の応用が可能である。原料として
はジメチルアルミハイドライドに替えて、例えばトリイ
ソブチルアルミやジメチルアルミクロライドやメチルア
ルミジクロライドなどの他の有機アルミが使用できる。
はジメチルアルミハイドライドに替えて、例えばトリイ
ソブチルアルミやジメチルアルミクロライドやメチルア
ルミジクロライドなどの他の有機アルミが使用できる。
以上のように本発明によれば、(紋細なコンタクトホー
ルを埋め込むことが可能なCVD法を用いてマイグレー
ション耐性の高いAl−Cu合金薄膜を形成することが
できる効果を有する。
ルを埋め込むことが可能なCVD法を用いてマイグレー
ション耐性の高いAl−Cu合金薄膜を形成することが
できる効果を有する。
第1図は本発明方法を実施する装置の構成図である。
1・・・水素ボンベ
2・・・マスフローコントローラ
3・・・バブラ容器 4・・・温度調整器5・・
・成長室 6・・・ウェハ7・・・ヒータ
8・・・排気系9・・・容器
10・・・温度調整器11・・・マスフローコントロー
ラ 特許出願人 日本電気株式会社
・成長室 6・・・ウェハ7・・・ヒータ
8・・・排気系9・・・容器
10・・・温度調整器11・・・マスフローコントロー
ラ 特許出願人 日本電気株式会社
Claims (1)
- (1)有機アルミニウムをアルミニウム原料とし、シク
ロペンタジエニル銅トリエチルフオスフインアダクトC
u(C_3H_5)・P(C_2H_5)_3を銅原料
とし、化学気相堆積法を用いてこれら原料からAl−C
u合金薄膜を生成させることを特徴とするAl−Cu合
金薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63325197A JP2570839B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | A▲l▼ーCu合金薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63325197A JP2570839B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | A▲l▼ーCu合金薄膜形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02170419A true JPH02170419A (ja) | 1990-07-02 |
JP2570839B2 JP2570839B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=18174101
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63325197A Expired - Lifetime JP2570839B2 (ja) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | A▲l▼ーCu合金薄膜形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2570839B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5091210A (en) * | 1989-09-26 | 1992-02-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Plasma CVD of aluminum films |
US5154949A (en) * | 1989-09-26 | 1992-10-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming metal deposited film containing aluminum as main component by use of alkyl aluminum hydride |
US5179042A (en) * | 1989-09-09 | 1993-01-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film by use of alkyl aluminum hydride |
US5180687A (en) * | 1989-09-26 | 1993-01-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Deposited film formation method utilizing selective deposition by use of alkyl aluminum hydride |
US5196372A (en) * | 1989-09-09 | 1993-03-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming metal deposited film containing aluminum as main component by use of alkyl hydride |
US5316972A (en) * | 1989-09-26 | 1994-05-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film by use of alkyl aluminum hydride and process for preparing semiconductor device |
US5476547A (en) * | 1989-09-26 | 1995-12-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Gas feeding device for controlled vaporization of an organometallic compound used in deposition film formation |
US5627102A (en) * | 1993-03-23 | 1997-05-06 | Kawasaki Steel Corporation | Method for making metal interconnection with chlorine plasma etch |
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JPS5974650A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-04-27 | インタ−ナシヨナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−シヨン | 相互接続金属系の形成方法 |
JPS62202079A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-05 | Fujitsu Ltd | 選択気相成長方法 |
JPS63179076A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-23 | Toshiba Corp | 薄膜形成方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3375129A (en) | 1966-09-22 | 1968-03-26 | Ethyl Corp | Aluminum plating employing amine complex of aluminum hydride |
-
1988
- 1988-12-22 JP JP63325197A patent/JP2570839B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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US5328873A (en) * | 1989-09-09 | 1994-07-12 | Canon Kubushiki Kaisha | Process for forming deposited film by use of alkyl aluminum hydride |
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US5393699A (en) * | 1989-09-26 | 1995-02-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Deposited film formation method utilizing selective deposition by use of alkyl aluminum hydride |
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US6063703A (en) * | 1993-03-23 | 2000-05-16 | Kawasaki Steel Corporation | Method for making metal interconnection |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2570839B2 (ja) | 1997-01-16 |
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