JPH02170419A - Al―Cu合金薄膜形成方法 - Google Patents

Al―Cu合金薄膜形成方法

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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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alloy thin
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copper
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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】 〔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。
〔従来の技術〕
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。
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
〔発明が解決しようとする課題〕
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。
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 )。
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。
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。
〔課題を解決するための手段〕
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。
〔作用〕
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。
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。
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。
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。
〔実施例〕
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。
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。
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。
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。
〔発明の効果〕
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP63325197A 1988-12-22 1988-12-22 A▲l▼ーCu合金薄膜形成方法 Expired - Lifetime JP2570839B2 (ja)

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