JPH0235732A - 金属薄膜の形成方法及び形成装置 - Google Patents
金属薄膜の形成方法及び形成装置Info
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- JPH0235732A JPH0235732A JP18595088A JP18595088A JPH0235732A JP H0235732 A JPH0235732 A JP H0235732A JP 18595088 A JP18595088 A JP 18595088A JP 18595088 A JP18595088 A JP 18595088A JP H0235732 A JPH0235732 A JP H0235732A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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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。
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
本発明は薄膜形成後の後処理に関するものである。
従来の技術
近年の超ＬＳＩの高密度集積化にともなって多層の配線
化技術が必要不可欠となってきている。
化技術が必要不可欠となってきている。
この高密度化された多層配線では下層と上層の金属配線
の接続が必要であり、アスペクト比（コンタクトホール
の直径に対する深さ）の大きいコンタクトホールを接続
することができる薄膜形成方法が開発されつつある。
の接続が必要であり、アスペクト比（コンタクトホール
の直径に対する深さ）の大きいコンタクトホールを接続
することができる薄膜形成方法が開発されつつある。
この薄膜形成方法の一例の従来例として、バイアススパ
ンタ法を第６図をもとに説明する。
ンタ法を第６図をもとに説明する。
チェンバー１０１内にはアノード電極１０４とカソード
電極１０２があり、カソード電極１．０２はＡｌ−３ｉ
（２％）ターゲット、アノード電極には基板１０５が置
かれる。また二つの電極にはコンデンサー１０７を介し
てＲＦ主電源１）１０３とＲＦ主電源（２）１０６が接
続されており、一般にはカソード電極１０２の方に大き
い電力が印加される。
電極１０２があり、カソード電極１．０２はＡｌ−３ｉ
（２％）ターゲット、アノード電極には基板１０５が置
かれる。また二つの電極にはコンデンサー１０７を介し
てＲＦ主電源１）１０３とＲＦ主電源（２）１０６が接
続されており、一般にはカソード電極１０２の方に大き
い電力が印加される。
堆積方法は通常、チェンバー内１０１にＡｒガスを導入
し、数ｍＴｏｏｒぐらいに真空度を保ち放電を行う。Ｒ
Ｆバイアスの印加された画電極には自己負バイアスが誘
発されて、電極表面のシースではＡｔイオンによるスパ
ッタリングが起き、ターゲット側ではＡｌ削られること
になり、スパッタリングされたＡＩ原子はアノード電極
１０４側で基板１０５に堆積する。またアノード電極１
０４では堆積上スパッタリングが同時に行われる為、基
板１０５上のＡＩは削られては堆積し、平坦化しながら
堆積することになる。
し、数ｍＴｏｏｒぐらいに真空度を保ち放電を行う。Ｒ
Ｆバイアスの印加された画電極には自己負バイアスが誘
発されて、電極表面のシースではＡｔイオンによるスパ
ッタリングが起き、ターゲット側ではＡｌ削られること
になり、スパッタリングされたＡＩ原子はアノード電極
１０４側で基板１０５に堆積する。またアノード電極１
０４では堆積上スパッタリングが同時に行われる為、基
板１０５上のＡＩは削られては堆積し、平坦化しながら
堆積することになる。
この方法によれば０．８μｍφのコンタクトホールの金
属薄膜の埋め込みが可能であるため、高密度集積化され
た将来のＶＬＳ Ｉの技術として使われる可能性がある 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来のバイアススパッタ法では薄
膜の堆積中に基板１０５を直接にプラズマ内のイオンで
叩くために、予め基板に形成したトランジスタにダメー
ジを与え、その特性を変動させてしまうこと、また、バ
イアススパッタで堆積させたＡＩ薄膜は粒子の安定性が
悪く、そのＡｊ配線は熱処理後に断線することが多いこ
とや、フォトリソグラフィーの工程においてアライメン
トが取りにくいこと等の問題点を抱えている。
属薄膜の埋め込みが可能であるため、高密度集積化され
た将来のＶＬＳ Ｉの技術として使われる可能性がある 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来のバイアススパッタ法では薄
膜の堆積中に基板１０５を直接にプラズマ内のイオンで
叩くために、予め基板に形成したトランジスタにダメー
ジを与え、その特性を変動させてしまうこと、また、バ
イアススパッタで堆積させたＡＩ薄膜は粒子の安定性が
悪く、そのＡｊ配線は熱処理後に断線することが多いこ
とや、フォトリソグラフィーの工程においてアライメン
トが取りにくいこと等の問題点を抱えている。
本発明は前記問題点を鑑み、より微細なコンタクトホー
ルに薄膜を形成する形成方法を提供することを提案する
ものである。
ルに薄膜を形成する形成方法を提供することを提案する
ものである。
課題を解決するための手段
本発明は、微細なコンタクトホールが形成された基板に
薄膜を堆積し、この薄膜を堆積した基板を保持台に固定
し、この保持台を所定の点を中心に、前記基板の基板表
面を中心に向けて円運動を行なわせ、遠心力により前記
コンタクＩ・ホールに前記薄膜を埋め込むことを特徴と
する薄膜の形成方法である。
薄膜を堆積し、この薄膜を堆積した基板を保持台に固定
し、この保持台を所定の点を中心に、前記基板の基板表
面を中心に向けて円運動を行なわせ、遠心力により前記
コンタクＩ・ホールに前記薄膜を埋め込むことを特徴と
する薄膜の形成方法である。
作用
遠心力により、高アスペクｌ比を持つコンタクトホール
に薄膜の一部を流動させ金属配線の層間接続を可能とす
る。
に薄膜の一部を流動させ金属配線の層間接続を可能とす
る。
実施例
以下、本発明の一実施例についＣ１図面に基すいて説明
する。
する。
まず、本発明に用いられる−・例の装置の構成外観上面
図を第２図に、第３図には同装置の構成外観正面図を示
す。
図を第２図に、第３図には同装置の構成外観正面図を示
す。
同図において、チェンバー１０は円筒形のステンレス製
容ムで作られており、脚１９の上に設置されている。チ
ェンバー１０の上部端面の一部にふた１１が備えられて
おり、ここを通じて試料の交換が行なわれる。また、チ
ェンバー１０には排気系１２とガス導入系１３がつなが
れており、チェンバー内は各種のガス雰囲気を保つこと
ができる。チェンバー１０の中心の中心軸１４からは十
字にアーム１５が４本延び、アーム１５の先には基板搬
器１６が取り付けられている。中心軸１４はチェンバー
１０の下に位置するダイレクトドライブモーターＩ７に
接続され、基板搬器１６を任意速度で回転させることが
できる。系の加熱機構としてチェンバー１０の回りには
ヒーター１８が取り囲んであり、チェンバー１０内を４
５０°Ｃまで一様に加熱できる。
容ムで作られており、脚１９の上に設置されている。チ
ェンバー１０の上部端面の一部にふた１１が備えられて
おり、ここを通じて試料の交換が行なわれる。また、チ
ェンバー１０には排気系１２とガス導入系１３がつなが
れており、チェンバー内は各種のガス雰囲気を保つこと
ができる。チェンバー１０の中心の中心軸１４からは十
字にアーム１５が４本延び、アーム１５の先には基板搬
器１６が取り付けられている。中心軸１４はチェンバー
１０の下に位置するダイレクトドライブモーターＩ７に
接続され、基板搬器１６を任意速度で回転させることが
できる。系の加熱機構としてチェンバー１０の回りには
ヒーター１８が取り囲んであり、チェンバー１０内を４
５０°Ｃまで一様に加熱できる。
さらに同装置のアーム１５と基板搬器１６の詳細につい
て、第４図と第５図に示す。第４図は静止時における 基板搬器１６とアーム１５の側面図である。アーム１５
と基板搬器１６は延長アーム２０によって接続されてお
り、延長アーム２０にある可動軸２１によって基板搬器
１６は可動軸２１を中心にして動く。回転時には図中矢
印の方向に動き、アーム１５は基板搬器１６の底に対し
て放線方向となる。
て、第４図と第５図に示す。第４図は静止時における 基板搬器１６とアーム１５の側面図である。アーム１５
と基板搬器１６は延長アーム２０によって接続されてお
り、延長アーム２０にある可動軸２１によって基板搬器
１６は可動軸２１を中心にして動く。回転時には図中矢
印の方向に動き、アーム１５は基板搬器１６の底に対し
て放線方向となる。
第５図は回転時における基板搬器１６とアーム１５の上
面図である。基板搬器１６内にはウェハーカセット２２
が入っている。このウェハーカセット２２は基板搬器１
６内に脱着可能であり、ウェハーを準備するときにセラ
）・される。
面図である。基板搬器１６内にはウェハーカセット２２
が入っている。このウェハーカセット２２は基板搬器１
６内に脱着可能であり、ウェハーを準備するときにセラ
）・される。
次にこの装置用いた本発明の薄ｊ１へ形成方法の一例を
第１図を用いて説明する。
第１図を用いて説明する。
サンプルとしては６インチＳｉ基板上に熱酸化Ｍ！Ｘ３
０を堆積後、第１アルミ配線（０，８μｍ厚）を形成す
る。次にエッチバック法を用いたプラズマ５ｉｏ２膜３
２による平坦化膜を形嘘し、フ１ ）グラフィーとドラ
イエツチングを用いてコンタクトールール３３を所望の
第１アルミ配線３１」二のプラズマ５１０２膜３２に開
口する。その後スパッタ法をもちいて堆積したＡＩをフ
ォトグラフィーとドライエツチングを用いて第２アルミ
配線３４とする。
０を堆積後、第１アルミ配線（０，８μｍ厚）を形成す
る。次にエッチバック法を用いたプラズマ５ｉｏ２膜３
２による平坦化膜を形嘘し、フ１ ）グラフィーとドラ
イエツチングを用いてコンタクトールール３３を所望の
第１アルミ配線３１」二のプラズマ５１０２膜３２に開
口する。その後スパッタ法をもちいて堆積したＡＩをフ
ォトグラフィーとドライエツチングを用いて第２アルミ
配線３４とする。
第１図（ａ）にこのサンプルの断面形状を示す。
左の１．２μｍφのコンタクトホール内には側壁にわず
かのＡＩの堆積は認められるものの、０．７μＩｎφコ
ンタクトホールにはＡＩの付着は判別し堅い。
かのＡＩの堆積は認められるものの、０．７μＩｎφコ
ンタクトホールにはＡＩの付着は判別し堅い。
上記のサンプルを、上記装置によって処理する。
装置は使用前にチェンバー１０内を４５０°Ｃの一定雰
囲気に保ち、ガス導入系１３よりＮ２ガスを２１／ｍｉ
ｎ流しておく。ウェハーカセット２２内に前記サンプル
をいれ、ふた１１を開け、ノ、（仮搬器１６内に挿入す
る。バランスをとるために他の基板搬器１６にあらかじ
めウェハーカセット２２を入れておく。ふた１１を締め
排気系１２についたロータリーポンプをオン（ＯＮ）Ｌ
、チャンバー１０内を真空排気する。回転は３０秒で２
００ｒｐｍ上げたあと、２分３０秒で８００Ｏｒｐｍま
であげる。１３０００ｒｐｍ保ったままで３０分間運転
を続ける。この時ウェハー面上にかかる重力加速度は ａ ＝ ω” ｒ ＝ （２ｆｆ Ｘ６０００／Ｇ（１
） ２ＸＯ，５＝ ３２８００ｍ ／ ｓ ’ ａ：重力加速度 ω：角速度 ｒ：アームの長さ となり、すなわち３３５０ｇの重力が加わることになる
。
囲気に保ち、ガス導入系１３よりＮ２ガスを２１／ｍｉ
ｎ流しておく。ウェハーカセット２２内に前記サンプル
をいれ、ふた１１を開け、ノ、（仮搬器１６内に挿入す
る。バランスをとるために他の基板搬器１６にあらかじ
めウェハーカセット２２を入れておく。ふた１１を締め
排気系１２についたロータリーポンプをオン（ＯＮ）Ｌ
、チャンバー１０内を真空排気する。回転は３０秒で２
００ｒｐｍ上げたあと、２分３０秒で８００Ｏｒｐｍま
であげる。１３０００ｒｐｍ保ったままで３０分間運転
を続ける。この時ウェハー面上にかかる重力加速度は ａ ＝ ω” ｒ ＝ （２ｆｆ Ｘ６０００／Ｇ（１
） ２ＸＯ，５＝ ３２８００ｍ ／ ｓ ’ ａ：重力加速度 ω：角速度 ｒ：アームの長さ となり、すなわち３３５０ｇの重力が加わることになる
。
次に５分間で減速し、ロータリーポンプをオフ（ＯＦＦ
）ｔ、て系を大気圧に戻し、ふた１１を開いてウェハー
カセット２２を取り出し、ウェハーを取り出す。以上の
処理をしたウェハーのＳＥＭの断面構造図を第１図（ｂ
）に示す。素子の構造は（ａ）と同じである。１．２μ
ｍφ、０． ７μｍφのどちらのコンタクトホール内に
もＡＩが完全に陥没し、空洞は生じていない。
）ｔ、て系を大気圧に戻し、ふた１１を開いてウェハー
カセット２２を取り出し、ウェハーを取り出す。以上の
処理をしたウェハーのＳＥＭの断面構造図を第１図（ｂ
）に示す。素子の構造は（ａ）と同じである。１．２μ
ｍφ、０． ７μｍφのどちらのコンタクトホール内に
もＡＩが完全に陥没し、空洞は生じていない。
これは、回転時における重力加速度がＡＩの自重の約３
３５０倍の重さになることと、雰囲気がＡ１の融点（６
６３°（Ａに近い４５０°Ｃであるため、ＡＩのダレイ
ンは流動的なモードになり、コンタクトホールにマイグ
レーション（移動）を起こす事が原因と考えられる。
３５０倍の重さになることと、雰囲気がＡ１の融点（６
６３°（Ａに近い４５０°Ｃであるため、ＡＩのダレイ
ンは流動的なモードになり、コンタクトホールにマイグ
レーション（移動）を起こす事が原因と考えられる。
このコンタクトホールを電気的に測定した結果Ｕｊｊ
０． ７ ｕ ｍ φにおいて、第１アルミと第２７．
ルミ間の抵抗は処理前と比較して、０．８Ωから０．０
！Ωに変化した。また、このあとパツシベーシヨン膜と
してＰ−８ｉＮ膜（ストレス５ Ｘ １０９ｄｙｎ／ａ
ｍ）を堆積し、熱ストレス試験（１５０℃５００時間）
を行った後も、コンタクト接続における断線発生はみら
れなかった。
０． ７ ｕ ｍ φにおいて、第１アルミと第２７．
ルミ間の抵抗は処理前と比較して、０．８Ωから０．０
！Ωに変化した。また、このあとパツシベーシヨン膜と
してＰ−８ｉＮ膜（ストレス５ Ｘ １０９ｄｙｎ／ａ
ｍ）を堆積し、熱ストレス試験（１５０℃５００時間）
を行った後も、コンタクト接続における断線発生はみら
れなかった。
特に前述したバイアススパッタ法とのＬｔ 較ニオいて
優位である点は、 １、下地トランジスタに対してダメージがまったくない
こと。
優位である点は、 １、下地トランジスタに対してダメージがまったくない
こと。
２、膜処理時において熱的な安定度が晶いこと３、本発
明の処理をおこなった後においても、ＡＬ裏表面荒れは
まったくなく、後のフォトリソグラフィーにおけるアラ
イメントの合わせが極めて容易であること。
明の処理をおこなった後においても、ＡＬ裏表面荒れは
まったくなく、後のフォトリソグラフィーにおけるアラ
イメントの合わせが極めて容易であること。
４、ＡＩ配線のダレインの成長は４５０℃の高温放置と
同等であり、バイアススパッタの時にみられる様な異常
な断線は起こらない。
同等であり、バイアススパッタの時にみられる様な異常
な断線は起こらない。
５、Ａｌ配線後に必要なシンターのプロセスを同時に行
うことができる 発明の効果 本発明による薄膜の形成方法を用いることにより以上の
効果をもたらす １、高アスペクト比を持つコンタクトホール内に所定の
金属を完全に埋め込み、かつ」二層と下層の金属配線間
を低抵抗で接続可能である。
うことができる 発明の効果 本発明による薄膜の形成方法を用いることにより以上の
効果をもたらす １、高アスペクト比を持つコンタクトホール内に所定の
金属を完全に埋め込み、かつ」二層と下層の金属配線間
を低抵抗で接続可能である。
２、基板に予め形成されたトランジスタの特性に変動を
与えない。
与えない。
３、金属薄膜の処理の後で金属配線の信頼性が落ちるこ
とはない。
とはない。
４、本発明におけるこの処理はプロセス進行中であって
も、終了後であっても、行なうことができる。
も、終了後であっても、行なうことができる。
第１図は本発明の薄膜形成方法をしめす工程断面図、第
２図は本発明に関する装置の構成外観上面図、第３図は
同装置の構成外観正面図、第４図は同装置の静止時にお
ける基板様搬器とアームの側面図、第５図は同装置の回
転時における基板様搬器とアームの側面図、第６図は一
般的なパイアススバック装置の構成概念図である。 ３０・・・熱酸化膜、３１・・・第１アルミ、３２・・
・５１０２．３３・・・コンタクトホール、３４・・・
第２アル代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 １１力１１
名第 図
２図は本発明に関する装置の構成外観上面図、第３図は
同装置の構成外観正面図、第４図は同装置の静止時にお
ける基板様搬器とアームの側面図、第５図は同装置の回
転時における基板様搬器とアームの側面図、第６図は一
般的なパイアススバック装置の構成概念図である。 ３０・・・熱酸化膜、３１・・・第１アルミ、３２・・
・５１０２．３３・・・コンタクトホール、３４・・・
第２アル代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 １１力１１
名第 図
Claims (1)
- 微細なコンタクトホールが形成された基板に薄膜を堆積
し、この薄膜を堆積した基板を保持台に固定し、この保
持台を所定の点を中心に、前記基板の基板表面を中心に
向けて円運動を行なわせ、遠心力により前記コンタクト
ホールに前記薄膜を埋め込むことを特徴とする薄膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185950A JP2720464B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 金属薄膜の形成方法及び形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185950A JP2720464B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 金属薄膜の形成方法及び形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235732A true JPH0235732A (ja) | 1990-02-06 |
| JP2720464B2 JP2720464B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=16179716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63185950A Expired - Fee Related JP2720464B2 (ja) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | 金属薄膜の形成方法及び形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2720464B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2721946A1 (fr) * | 1994-06-30 | 1996-01-05 | Agency Ind Science Techn | Procede de procuction de pellicule mince et appareil pour mettre en oeuvre le procede |
| JPH08222564A (ja) * | 1995-02-15 | 1996-08-30 | Yamaha Corp | 半導体装置の製造方法および半導体製造装置 |
| KR100802302B1 (ko) * | 2003-12-31 | 2008-02-11 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 헤드 컵 로딩 언로딩 시스템 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5249769A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Hitachi Ltd | Process for production of semiconductor device |
| JPS58115835A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-09 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の埋込配線形成方法 |
-
1988
- 1988-07-26 JP JP63185950A patent/JP2720464B2/ja not_active Expired - Fee Related
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