JPH0444325A - アルミニウム膜の形成方法 - Google Patents
アルミニウム膜の形成方法Info
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- JPH0444325A JPH0444325A JP15354290A JP15354290A JPH0444325A JP H0444325 A JPH0444325 A JP H0444325A JP 15354290 A JP15354290 A JP 15354290A JP 15354290 A JP15354290 A JP 15354290A JP H0444325 A JPH0444325 A JP H0444325A
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- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 49
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 49
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- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 36
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (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。
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〕
この発明は、例えば、半導体素子、半導体集積回路等の
半導体デバイスの配線材料等として用いうれるアルミニ
ウム膜の形成方法に関する。
半導体デバイスの配線材料等として用いうれるアルミニ
ウム膜の形成方法に関する。
この種のアルミニウム膜の形成方法の従来例を第４図を
参照して説明する。
参照して説明する。
即ち従来は、真空中において、イオン源２から不活性ガ
スイオンビーム４を引き出してこれをアルミニウムター
ゲット６に照射してスパッタさせ、ターゲット６からの
アルミニウム粒子６ａをその近傍に配置した基体１０の
表面に堆積させ、それによって基体１０の表面にアルミ
ニウム膜を形成するようにしている。８はアルミニウム
ターゲット６を保持し冷却する水冷ホルダ、１２は基体
１０を保持するホルダである。
スイオンビーム４を引き出してこれをアルミニウムター
ゲット６に照射してスパッタさせ、ターゲット６からの
アルミニウム粒子６ａをその近傍に配置した基体１０の
表面に堆積させ、それによって基体１０の表面にアルミ
ニウム膜を形成するようにしている。８はアルミニウム
ターゲット６を保持し冷却する水冷ホルダ、１２は基体
１０を保持するホルダである。
（発明が解決しようとする課題〕
上記のようにして形成されたアルミニウム膜を例えば半
導体デバイスの配線材料として用いる場合、アルミニウ
ム膜の結晶性（より具体的にはその（１１１）面の配向
の度合）が重要な課題となる。
導体デバイスの配線材料として用いる場合、アルミニウ
ム膜の結晶性（より具体的にはその（１１１）面の配向
の度合）が重要な課題となる。
これは、アルミニウム膜の結晶性が良好でないと、エレ
クトロマイグレーションが生じやすくなり、断線や配線
間ショート等の問題が発生するからである。
クトロマイグレーションが生じやすくなり、断線や配線
間ショート等の問題が発生するからである。
しかしながら上記従来の方法では、アルミニウム膜の結
晶性について、あまり良好な結果が得られていないのが
実状である。
晶性について、あまり良好な結果が得られていないのが
実状である。
そこでこの発明は、上記のような従来の方法を改善して
、結晶性の良好なアルミニウム膜を形成することができ
る方法を提供することを主たる目的とする。
、結晶性の良好なアルミニウム膜を形成することができ
る方法を提供することを主たる目的とする。
（！Ｉ！ｉ！Ｉを解決するための手段）上記目的を達成
するため、この発明のアルミニウム膜の形成方法は、真
空中において不活性ガスイオンビームでアルミニウムタ
ーゲットをスパッタリングして基体の表面にアルミニウ
ム膜を形成する際に、基体に対して第２の不活性ガスイ
オンビームを照射し、しかもそのときの第２の不活性ガ
スイオンビームの基体表面に立てた垂線に対する入射角
度を０度以上４５度以下とし、かつ基体へのアルミニウ
ム粒子に対する第２の不活性ガスイオンの輸送比を１．
０％以上３０％以下とすることを特徴とする。
するため、この発明のアルミニウム膜の形成方法は、真
空中において不活性ガスイオンビームでアルミニウムタ
ーゲットをスパッタリングして基体の表面にアルミニウ
ム膜を形成する際に、基体に対して第２の不活性ガスイ
オンビームを照射し、しかもそのときの第２の不活性ガ
スイオンビームの基体表面に立てた垂線に対する入射角
度を０度以上４５度以下とし、かつ基体へのアルミニウ
ム粒子に対する第２の不活性ガスイオンの輸送比を１．
０％以上３０％以下とすることを特徴とする。
イオンビームスパッタリングによって基体の表面にアル
ミニウム膜を形成する際に、基体に対して不活性ガスイ
オンビームを上記のような条件で照射すると、結晶性の
良好なアルミニウム膜が得られることが実験により確か
められた。
ミニウム膜を形成する際に、基体に対して不活性ガスイ
オンビームを上記のような条件で照射すると、結晶性の
良好なアルミニウム膜が得られることが実験により確か
められた。
これは、照射される不活性ガスイオンビームのエネルギ
ーによって、アルミニウムの結晶化が促進されるためで
あると考えられる。
ーによって、アルミニウムの結晶化が促進されるためで
あると考えられる。
第１図は、この発明に係るアルミニウム膜の形成方法を
実施する装置の一例を示す概略図である。
実施する装置の一例を示す概略図である。
この例では、第４図の構成に加えて、基体照射用のイオ
ン源１４を更に設け、これから第２の不活性ガスイオン
ビーム１６を引き出し、これを基体１０に照射すること
ができるようにしている。
ン源１４を更に設け、これから第２の不活性ガスイオン
ビーム１６を引き出し、これを基体１０に照射すること
ができるようにしている。
またこの例では、イオン源１４から引き出された不活性
ガスイオンビーム１６の基体表面に立てた垂線に対する
入射角度θを、０度〜６０度の範囲内で可変できるよう
にしている。
ガスイオンビーム１６の基体表面に立てた垂線に対する
入射角度θを、０度〜６０度の範囲内で可変できるよう
にしている。
イオン源１４は、例えばプラズマ閉じ込めに多極磁場を
用いるパケット型イオン源であり、供給された不活性ガ
スをイオン化して均一で大面積の不活性ガスイオンビー
ム１６を引き出すことができるが、勿論他のタイプのイ
オン源でも良い、前述したイオン源２についても同様で
ある。
用いるパケット型イオン源であり、供給された不活性ガ
スをイオン化して均一で大面積の不活性ガスイオンビー
ム１６を引き出すことができるが、勿論他のタイプのイ
オン源でも良い、前述したイオン源２についても同様で
ある。
上記のような構成で、イオン源２から引き出した不活性
ガスイオンビーム４でアルミニウムターゲット６をスパ
ッタリングして基体１０の表面にアルミニウム膜を形成
するのと同時に、イオン源１４から引き出した不活性ガ
スイオンビーム１６を基体１０に照射した実験例を以下
に説明する。
ガスイオンビーム４でアルミニウムターゲット６をスパ
ッタリングして基体１０の表面にアルミニウム膜を形成
するのと同時に、イオン源１４から引き出した不活性ガ
スイオンビーム１６を基体１０に照射した実験例を以下
に説明する。
このとき、スパッタリング用の不活性ガスイオンビーム
４の条件を一定とし、基体照射用の不活性ガスイオンビ
ーム１６の条件を下記とした。
４の条件を一定とし、基体照射用の不活性ガスイオンビ
ーム１６の条件を下記とした。
イオン種：Ａｒ
ビームエネルギー：２００ｅＶ
輸送比（Ａｒ ／ＡＲ）： ０％〜８０％で可変ビーム
入射角度θ：０度〜６０度で可変ここで輸送比（Ａｒ
／Ａｆ ）とは、基体１０への単位面積単位時間当りの
スパッタリングによるアルミニウム粒子の入射量に対す
るアルゴンイオンの照射量の比をいう。
入射角度θ：０度〜６０度で可変ここで輸送比（Ａｒ
／Ａｆ ）とは、基体１０への単位面積単位時間当りの
スパッタリングによるアルミニウム粒子の入射量に対す
るアルゴンイオンの照射量の比をいう。
上記のようにして基体１０の表面に形成されるアルミニ
ウム膜の結晶性の入射角度依存性および輸送化依存性に
ついての測定結果の例を第２図および第３図にそれぞれ
示す、結晶性は、ここではＸ１３１回折によるアルミニ
ウム膜の（１１１）面からの回折強度で評価する。これ
は、配線材料の耐エレクトロマイグレーションを表す数
値としてＭＴＦ値（試料が断線に至る時間）があるが、
このＭＴＦ値はアルミニウム膜の結晶配向にかかわり、
（１１１）面からの回折強度をＴ （１１１）、（２０
０）面からの回折強度を１ （２００）とした場合、 ＭＴＦｏｃｌｏｇ （１（１１１）／Ｉ （２００））
で表すことができ、（１１１）面が強く配向するほどＭ
ＴＦ値が大きくなるからである。
ウム膜の結晶性の入射角度依存性および輸送化依存性に
ついての測定結果の例を第２図および第３図にそれぞれ
示す、結晶性は、ここではＸ１３１回折によるアルミニ
ウム膜の（１１１）面からの回折強度で評価する。これ
は、配線材料の耐エレクトロマイグレーションを表す数
値としてＭＴＦ値（試料が断線に至る時間）があるが、
このＭＴＦ値はアルミニウム膜の結晶配向にかかわり、
（１１１）面からの回折強度をＴ （１１１）、（２０
０）面からの回折強度を１ （２００）とした場合、 ＭＴＦｏｃｌｏｇ （１（１１１）／Ｉ （２００））
で表すことができ、（１１１）面が強く配向するほどＭ
ＴＦ値が大きくなるからである。
まず入射角度依存性についてみると、第２図に示すよう
に、アルミニウム膜の（Ｉｌｌ）面からの回折強度は、
入射角度θの変化と共に変化し、０度〜４５度の範囲内
で、イオンビーム照射無しの場合よりも増大している。
に、アルミニウム膜の（Ｉｌｌ）面からの回折強度は、
入射角度θの変化と共に変化し、０度〜４５度の範囲内
で、イオンビーム照射無しの場合よりも増大している。
なお、（２００）面の回折強度は、入射角度θに依存せ
ず、しかもＸ線回折図においてノイズと重なってしまう
ほど小さい、これから、基体ｌＯに対する不活性ガスイ
オンビーム１６の入射角度θは、０度〜４５度の範囲内
にするのが好ましいことが分かる。
ず、しかもＸ線回折図においてノイズと重なってしまう
ほど小さい、これから、基体ｌＯに対する不活性ガスイ
オンビーム１６の入射角度θは、０度〜４５度の範囲内
にするのが好ましいことが分かる。
次に輸送比依存性についてみると、第３図はアルミニウ
ムの成膜速度を一定にしてアルゴンイオンの照射量を変
えて輸送比（Ａｒ ／ＡＲ）を変化させたときのアルミ
ニウム膜の（１１１）面からの回折強度を示すが、この
回折強度は、輸送比が１．０％〜７０％の範囲内で、イ
オンビーム照射無しの場合よりも増大している。しかし
、輸送比が３０％を超えるころから、アルミニウム膜組
成において不純物としてのアルゴンが１％を超えるので
、アルミニウム膜の抵抗率悪化が考えられる。
ムの成膜速度を一定にしてアルゴンイオンの照射量を変
えて輸送比（Ａｒ ／ＡＲ）を変化させたときのアルミ
ニウム膜の（１１１）面からの回折強度を示すが、この
回折強度は、輸送比が１．０％〜７０％の範囲内で、イ
オンビーム照射無しの場合よりも増大している。しかし
、輸送比が３０％を超えるころから、アルミニウム膜組
成において不純物としてのアルゴンが１％を超えるので
、アルミニウム膜の抵抗率悪化が考えられる。
従って、基体１０へのアルミニウム粒子に対する不活性
ガスイオンの輸送比は、１．０％〜３０％の範囲内にす
るのが好ましい、なおこの場合も、（２００）面の回折
強度は、輸送比に依存せず、しかもＸ線回折図において
ノイズと重なってしまうほど小さい。
ガスイオンの輸送比は、１．０％〜３０％の範囲内にす
るのが好ましい、なおこの場合も、（２００）面の回折
強度は、輸送比に依存せず、しかもＸ線回折図において
ノイズと重なってしまうほど小さい。
なお、基体１０に照射する不活性ガスイオンビーム１６
のエネルギーは、特定のものに限定されないが、１０ｅ
Ｖ未満ではイオン源１４から引き出すのが困難であり、
３ＫｅＶを超えるとアルミニウム膜に与えるダメージが
大きくなって膜中の結晶欠陥が増大するので、１０ｅＶ
〜３ＫｅＶ程度の範囲内にするのが好ましい。
のエネルギーは、特定のものに限定されないが、１０ｅ
Ｖ未満ではイオン源１４から引き出すのが困難であり、
３ＫｅＶを超えるとアルミニウム膜に与えるダメージが
大きくなって膜中の結晶欠陥が増大するので、１０ｅＶ
〜３ＫｅＶ程度の範囲内にするのが好ましい。
また、不活性ガスイオンビーム１６の種類は、上記例の
ようなＡｒイオンビームに限定されるものではなく、Ｈ
ｅ 、Ｎｅ 、Ｋｒ 、Ｘｅ等の他の不活性ガスイオン
ビームであっても良い、スパッタリング用の不活性ガス
イオンビーム４についても同様であり、またこれと上記
不活性ガスイオンビーム１６とは同種でも異種でも良い
。
ようなＡｒイオンビームに限定されるものではなく、Ｈ
ｅ 、Ｎｅ 、Ｋｒ 、Ｘｅ等の他の不活性ガスイオン
ビームであっても良い、スパッタリング用の不活性ガス
イオンビーム４についても同様であり、またこれと上記
不活性ガスイオンビーム１６とは同種でも異種でも良い
。
また、スパッタリング用の不活性ガスイオンビーム４の
エネルギーも特定のものに限定されないが、１００ｅＶ
未満ではスパッタ率が小さくなり過ぎ、３ＫｅＶを超え
るとスパッタ率が飽和する＋７）テ、１００ｅＶ〜３Ｋ
ｅＶの範囲内にするのが好ましい。
エネルギーも特定のものに限定されないが、１００ｅＶ
未満ではスパッタ率が小さくなり過ぎ、３ＫｅＶを超え
るとスパッタ率が飽和する＋７）テ、１００ｅＶ〜３Ｋ
ｅＶの範囲内にするのが好ましい。
また、基体１０の材質や形状等も特定のものに限定され
るものではなく、例えば絶縁基板、半導体基板、複合基
板、導体等であっても良い。
るものではなく、例えば絶縁基板、半導体基板、複合基
板、導体等であっても良い。
〔発明の効果〕
以上のように、イオンビームスパッタリングによって基
体の表面にアルミニウム膜を形成する際に、基体に対し
て不活性ガスイオンビームを上記のような条件で照射す
ることによって、結晶性の良好な高性能のアルミニウム
膜を形成することができる。
体の表面にアルミニウム膜を形成する際に、基体に対し
て不活性ガスイオンビームを上記のような条件で照射す
ることによって、結晶性の良好な高性能のアルミニウム
膜を形成することができる。
第１図は、この発明に係るアルミニウム膜の形成方法を
実施する装置の一例を示す概略図である。 第２図は、基体に照射する不活性ガスイオンビームの入
射角度を変化させた場合のアルミニウム膜の（１１１）
面からの回折強度の測定結果の一例を示すグラフである
。第３図は、基体へのアルミニウム粒子に対するアルゴ
ンイオンの輸送比を変化させた場合のアルミニウム膜の
（１１１）面からの回折強度の測定結果の一例を示すグ
ラフである。第４図は、従来のアルミニウム膜の形成方
法を実施する装置の一例を示す概略図である。 ２・・・スパッタリング用のイオン源、４・・・不活性
ガスイオンビーム、６・・・アルミニウムターゲット、
１０・・・基体、１４・・・基板照射用のイオン源、１
６・・・第２の不活性ガスイオンビーム。
実施する装置の一例を示す概略図である。 第２図は、基体に照射する不活性ガスイオンビームの入
射角度を変化させた場合のアルミニウム膜の（１１１）
面からの回折強度の測定結果の一例を示すグラフである
。第３図は、基体へのアルミニウム粒子に対するアルゴ
ンイオンの輸送比を変化させた場合のアルミニウム膜の
（１１１）面からの回折強度の測定結果の一例を示すグ
ラフである。第４図は、従来のアルミニウム膜の形成方
法を実施する装置の一例を示す概略図である。 ２・・・スパッタリング用のイオン源、４・・・不活性
ガスイオンビーム、６・・・アルミニウムターゲット、
１０・・・基体、１４・・・基板照射用のイオン源、１
６・・・第２の不活性ガスイオンビーム。
Claims (1)
- （１）真空中において不活性ガスイオンビームでアルミ
ニウムターゲットをスパッタリングして基体の表面にア
ルミニウム膜を形成する際に、基体に対して第２の不活
性ガスイオンビームを照射し、しかもそのときの第２の
不活性ガスイオンビームの基体表面に立てた垂線に対す
る入射角度を０度以上４５度以下とし、かつ基体へのア
ルミニウム粒子に対する第２の不活性ガスイオンの輸送
比を１．０％以上３０％以下とすることを特徴とするア
ルミニウム膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15354290A JPH0444325A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | アルミニウム膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15354290A JPH0444325A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | アルミニウム膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0444325A true JPH0444325A (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15564795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15354290A Pending JPH0444325A (ja) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | アルミニウム膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0444325A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007108525A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Film deposition apparatus and method of film deposition |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP15354290A patent/JPH0444325A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007108525A1 (en) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Film deposition apparatus and method of film deposition |
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