JPH02244622A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02244622A JPH02244622A JP6202489A JP6202489A JPH02244622A JP H02244622 A JPH02244622 A JP H02244622A JP 6202489 A JP6202489 A JP 6202489A JP 6202489 A JP6202489 A JP 6202489A JP H02244622 A JPH02244622 A JP H02244622A
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (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。
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〕
半導体装置の製造方法に係り、特に反応性スパッタリン
グ法を用いた化合物形成において、該化合物の組成を変
化させる半導体装置の製造方法に関し、 反応性スパッタリング法で、良質の化合物を基板上に形
成することを目的とし、 また反応性スパッタリング法で１チヤンバーで多層膜を
形成することを目的とし、 反応性スパッタリングによる化合物形成において、スパ
ッタパワーを変化させて組成の異なる化合物を形成する
こと構成とする。
グ法を用いた化合物形成において、該化合物の組成を変
化させる半導体装置の製造方法に関し、 反応性スパッタリング法で、良質の化合物を基板上に形
成することを目的とし、 また反応性スパッタリング法で１チヤンバーで多層膜を
形成することを目的とし、 反応性スパッタリングによる化合物形成において、スパ
ッタパワーを変化させて組成の異なる化合物を形成する
こと構成とする。
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に反応性スパ
ッタリング法を用いた化合物形成において、該化合物の
組成を変化させる半導体装置の製造方法に関する。
ッタリング法を用いた化合物形成において、該化合物の
組成を変化させる半導体装置の製造方法に関する。
近年のＬＳＩの高集積化に伴い反応性スパッタリングに
よる化合物の多層膜形成が提供されている。
よる化合物の多層膜形成が提供されている。
従来の多層膜形成においてはスパッタチャンバーを多層
膜の数に応じて用意していた。このように多層膜形成は
スパッタチャンバーの装百数を増大させることになり、
設備投資の額が増大し、またチャンバーとチャンバー間
でのウェハー搬送中に基板表面又は生成膜表面に不純物
が吸着する。
膜の数に応じて用意していた。このように多層膜形成は
スパッタチャンバーの装百数を増大させることになり、
設備投資の額が増大し、またチャンバーとチャンバー間
でのウェハー搬送中に基板表面又は生成膜表面に不純物
が吸着する。
また従来の反応性スパッタリング法による化合物形成は
スパッタパワーと反応ガス流量分圧を一定にして行われ
ていた。
スパッタパワーと反応ガス流量分圧を一定にして行われ
ていた。
ところが長時間にわたり、反応ガス中で化合物を堆積す
るとターゲット表面にも目的の化合物が厚く形成され放
電が不確実となり、堆積された薄膜の組成が変化する。
るとターゲット表面にも目的の化合物が厚く形成され放
電が不確実となり、堆積された薄膜の組成が変化する。
上記説明したように反応性スパッタリング法により化合
物を形成する際に良質な膜を得ることが出来ず、多層膜
形成にコストがかかった。しかもターゲット表面に化合
物が形成された場合、該ターゲット表面のクリーニング
を定期的に行う必要があった。
物を形成する際に良質な膜を得ることが出来ず、多層膜
形成にコストがかかった。しかもターゲット表面に化合
物が形成された場合、該ターゲット表面のクリーニング
を定期的に行う必要があった。
そこで本発明は反応性スパッタリング法で良質の化合物
を基板上に形成することを目的とする。
を基板上に形成することを目的とする。
本発明はまた反応性スパッタリング法で１チヤンバーで
多層膜を形成することを目的とする。
多層膜を形成することを目的とする。
〔課題を解決するだめの手段〕
上記課題は本発明によれば反応性スパッタリングによる
化合物形成において、スパッタパワーを変化させて組成
の異なる化合物を形成することを特徴とする半導体装置
の製造方法及び反応性スパッタリングによる化合物形成
において、スパッタパワーをパルス的に変化させ、所定
の組成の化合物を形成し、且つターゲット表面の化合物
を厚膜化させないことを特徴とする半導装置の製造方法
により解決される。
化合物形成において、スパッタパワーを変化させて組成
の異なる化合物を形成することを特徴とする半導体装置
の製造方法及び反応性スパッタリングによる化合物形成
において、スパッタパワーをパルス的に変化させ、所定
の組成の化合物を形成し、且つターゲット表面の化合物
を厚膜化させないことを特徴とする半導装置の製造方法
により解決される。
すなわち本発明によれば反応性スパッタリング法のスパ
ッタ出力を変化させることによって反応律速、及び非反
応律速の領域を見出し、化合物組成変化を安定して得る
ようにできる。
ッタ出力を変化させることによって反応律速、及び非反
応律速の領域を見出し、化合物組成変化を安定して得る
ようにできる。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は反応性スパッタリング法を１つのチャンバーで
行なう第１の原理説明図である。
行なう第１の原理説明図である。
第１図中縦軸は非反応律速（Ｎｏｎ Ｒｅａｃｔｉｖｅ
Ｍｏｄｅ）における堆積速度（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
Ｒａｔｅｓ）で規格化した化合物の堆積速度である。
Ｍｏｄｅ）における堆積速度（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
Ｒａｔｅｓ）で規格化した化合物の堆積速度である。
横軸はスパッタ反応ガス流量を示している。
非反応律速の領域ではターゲットと同じ元素（Ｔｉ）が
堆積せしめられ、反応律速領域では反応ガスとターゲッ
トと同じ元素が反応し、化合物が形成される。
堆積せしめられ、反応律速領域では反応ガスとターゲッ
トと同じ元素が反応し、化合物が形成される。
第１図において反応ガス流量を５としてスパッタ出力（
パワー）を高出力とすると非反応律速でＴｉ の生成（
Ａ）がなされ、低出力とすると反応律速でＴｉＮの生成
（Ｂ）がなされる。このように第１の原理説明図に示す
ようにある反応ガス流量に対してスパッタ出力を高出力
、低出力を選択せしめるようにすると、同じ流量に対し
て化合物（例えばＴｉＮ）と化合物でない層（Ｔｉ）を
形成することができる。
パワー）を高出力とすると非反応律速でＴｉ の生成（
Ａ）がなされ、低出力とすると反応律速でＴｉＮの生成
（Ｂ）がなされる。このように第１の原理説明図に示す
ようにある反応ガス流量に対してスパッタ出力を高出力
、低出力を選択せしめるようにすると、同じ流量に対し
て化合物（例えばＴｉＮ）と化合物でない層（Ｔｉ）を
形成することができる。
第２図は第１の原理図に対応する一実施例であり、（Ｔ
ｊ ＮＸ ／Ｔｉ）の堆積速度とＮ２ガス流量の関係を
示す図である。
ｊ ＮＸ ／Ｔｉ）の堆積速度とＮ２ガス流量の関係を
示す図である。
本実施例ではスパッタリングのターゲットをＴ１ とし
Ｎ２を反応ガスとした場合である。
Ｎ２を反応ガスとした場合である。
Ｎ２流量を２５ＳＣＣＭとしスパッタ出力を７０ＫＷと
し約４秒間スパッタとすると基板上にＴｊ （１００人
）が堆積される。−ガスバッタ出力を２．０ＫＷと低出
力にし約１００秒間スパッタを行なうとＴｉＮ（１５０
０人）が形成される。得られた多層膜を第３図に示す。
し約４秒間スパッタとすると基板上にＴｊ （１００人
）が堆積される。−ガスバッタ出力を２．０ＫＷと低出
力にし約１００秒間スパッタを行なうとＴｉＮ（１５０
０人）が形成される。得られた多層膜を第３図に示す。
なおＴ１生成、ＴｉＮ生成は連続シーケンスでなされた
。
。
第４図は本発明の第２の原理説明図である。
第４図にふいて、縦軸は堆積速度を示し、横軸はスパッ
タ出力を示す。反応律速領域では化合物（例えばＴｉＮ
）が形成され、非反応律速領域では化合物は形成されな
い。この堆積速度とスパッタ出力との関係は第４図に示
すようにヒステリシスを描く。
タ出力を示す。反応律速領域では化合物（例えばＴｉＮ
）が形成され、非反応律速領域では化合物は形成されな
い。この堆積速度とスパッタ出力との関係は第４図に示
すようにヒステリシスを描く。
第４図に示した第２の原理ではスパッタ出力より化合物
が形成される反応律速と化合物が形成されない非反応律
速を利用してターゲット表面の化合物形成膜が薄い一定
の膜厚を保持するようにする。
が形成される反応律速と化合物が形成されない非反応律
速を利用してターゲット表面の化合物形成膜が薄い一定
の膜厚を保持するようにする。
すなわち反応律速とは基板（ターゲット）表面に形成さ
れた化合物成長速度がターゲット表面を削るスパッタ速
度よりも速いことであり、非反応律速とは化合物成長速
度よりスパッタ速度が速いことである。
れた化合物成長速度がターゲット表面を削るスパッタ速
度よりも速いことであり、非反応律速とは化合物成長速
度よりスパッタ速度が速いことである。
ところでターゲット表面に一度化合物が成長するとたと
えスパッタ速度が化合物成長速度より速くとも化合物が
スパッタされてなくなる迄は基板上には化合物が形成さ
れている。これがヒステリシスのメカニズムである（第
６図）。
えスパッタ速度が化合物成長速度より速くとも化合物が
スパッタされてなくなる迄は基板上には化合物が形成さ
れている。これがヒステリシスのメカニズムである（第
６図）。
従って一度ターゲット表面の化合物の膜厚を薄膜化でき
る。これによりターゲット表面の定期的クリーニングは
不必要となり、化合物の組成も安定する。
る。これによりターゲット表面の定期的クリーニングは
不必要となり、化合物の組成も安定する。
第５図は上記本発明の第２の原理図に対応する一実施例
であり、ＴｉＮ形成のためのスパッタ条件をボしている
。
であり、ＴｉＮ形成のためのスパッタ条件をボしている
。
第５図の縦軸、横軸は第４図と同様にそれぞれ堆積速度
（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）及びスパッタ出力
（Ｓｐｕｔｔｅｒ Ｐｏ１Ｉｉｅｒ）を示す。
（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）及びスパッタ出力
（Ｓｐｕｔｔｅｒ Ｐｏ１Ｉｉｅｒ）を示す。
反応律速ではＴｉＮが堆積され、非反応律速ではＴ】が
堆積される。
堆積される。
第５図に示されたシステリシスは４゜５ＫＷ−づ６０Ｋ
Ｗのスパッタ出力範囲で観測される。
Ｗのスパッタ出力範囲で観測される。
ここでターゲット表面のＴｉＮの薄膜性を保持するため
にまず４．ＯＫＷの反応性律速領域でＴｉＮを形成し、
その後５． ＯＫＷの非反応律速領域でＴ１をスパッタ
する。このそれぞれＴｉＮ及びＴｉ形成プロセスを２秒
間隔でパルス的に５０秒間くり返し、１５００人の厚さ
のＴｉＮを形成する。
にまず４．ＯＫＷの反応性律速領域でＴｉＮを形成し、
その後５． ＯＫＷの非反応律速領域でＴ１をスパッタ
する。このそれぞれＴｉＮ及びＴｉ形成プロセスを２秒
間隔でパルス的に５０秒間くり返し、１５００人の厚さ
のＴｉＮを形成する。
以上説明したように本発明によれば１チヤンバーで多層
膜を形成することができるので大気との接触もなく膜質
の向上及びコストダウン（チャンバーの数を減らせる）
が図れる。
膜を形成することができるので大気との接触もなく膜質
の向上及びコストダウン（チャンバーの数を減らせる）
が図れる。
しかも本発明によればターゲット表面に形成される化合
物が厚く成長することがなく基板（ターゲット）表面の
化合物をクリーニングすることなく、良質の化合物を時
間効率よく形成できる。更に又ウェハー面の化合物の組
成が一定となり良質の化合物形成の信頼性に寄与する。
物が厚く成長することがなく基板（ターゲット）表面の
化合物をクリーニングすることなく、良質の化合物を時
間効率よく形成できる。更に又ウェハー面の化合物の組
成が一定となり良質の化合物形成の信頼性に寄与する。
第１図は反応性スパッタリング法を１つのチャンバーで
行なう第１の原理説明図であり、第２図は第１図の原理
図に対応する一実施例であり、（Ｔｉ ＮＸ ／７ｉ）
の堆積速度とＮ２ガス流量の関係を示す図であり、 第３図は第１の原理に基づ〈実施例により得られた多層
膜を示す断面図であり、 第４図は本発明の第２の原理説明図であり、第５図は第
２の原理図に対応する一実施例を示す図であり、堆積速
度とスパッタ出力との関係を示し、 第６図は第２の原理図に基づく化合物形成の状況を示す
図である。
行なう第１の原理説明図であり、第２図は第１図の原理
図に対応する一実施例であり、（Ｔｉ ＮＸ ／７ｉ）
の堆積速度とＮ２ガス流量の関係を示す図であり、 第３図は第１の原理に基づ〈実施例により得られた多層
膜を示す断面図であり、 第４図は本発明の第２の原理説明図であり、第５図は第
２の原理図に対応する一実施例を示す図であり、堆積速
度とスパッタ出力との関係を示し、 第６図は第２の原理図に基づく化合物形成の状況を示す
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、反応性スパッタリングによる化合物形成において、
スパッタパワーを変化させて組成の異なる化合物を形成
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２、反応性スパッタリングによる化合物形成において、
スパッタパワーをパルス的に変化させ、所定の組成の化
合物を形成し、且つターゲット表面の化合物を厚膜化さ
せないことを特徴とする半導装置の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062024A JP2768364B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1062024A JP2768364B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244622A true JPH02244622A (ja) | 1990-09-28 |
| JP2768364B2 JP2768364B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=13188190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1062024A Expired - Fee Related JP2768364B2 (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2768364B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05299375A (ja) * | 1991-04-19 | 1993-11-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | アスペクト比の高い開口に於ける導体の形成方法 |
| US6242804B1 (en) | 1996-10-24 | 2001-06-05 | Fujitsu Limited | Fabrication process of a semiconductor device having a nitride film |
| JP2009280916A (ja) * | 2009-07-14 | 2009-12-03 | Ulvac Japan Ltd | パルス状直流スパッタ成膜方法及び該方法のための成膜装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60187671A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-25 | Asahi Glass Co Ltd | 反応スパツタリング法による積層被膜の形成方法 |
-
1989
- 1989-03-16 JP JP1062024A patent/JP2768364B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60187671A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-25 | Asahi Glass Co Ltd | 反応スパツタリング法による積層被膜の形成方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05299375A (ja) * | 1991-04-19 | 1993-11-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | アスペクト比の高い開口に於ける導体の形成方法 |
| US6242804B1 (en) | 1996-10-24 | 2001-06-05 | Fujitsu Limited | Fabrication process of a semiconductor device having a nitride film |
| JP2009280916A (ja) * | 2009-07-14 | 2009-12-03 | Ulvac Japan Ltd | パルス状直流スパッタ成膜方法及び該方法のための成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2768364B2 (ja) | 1998-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |