JPH06268072A - Formation of metal film - Google Patents
Formation of metal filmInfo
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- JPH06268072A JPH06268072A JP5055992A JP5599293A JPH06268072A JP H06268072 A JPH06268072 A JP H06268072A JP 5055992 A JP5055992 A JP 5055992A JP 5599293 A JP5599293 A JP 5599293A JP H06268072 A JPH06268072 A JP H06268072A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はＡｌ（アルミニウム）か
らなる金属膜を形成する金属膜形成方法に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal film forming method for forming a metal film made of Al (aluminum).
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の金属膜形成方法は、半導体装置
の多層配線構造において、多層に積み重ねられる各配線
金属を形成する際に用いられる。このような配線金属は
耐エレクトロマイグレーション特性を向上させるため、
ＡｌＣｕ合金等によって形成されるのが望ましい。2. Description of the Related Art This type of metal film forming method is used when forming each wiring metal to be stacked in multiple layers in a multilayer wiring structure of a semiconductor device. Since such wiring metal improves electromigration resistance,
It is preferably formed of an AlCu alloy or the like.
【０００３】従来、このＡｌＣｕ合金によって配線金属
を形成する方法としては、例えば、特開平３−１１１５
６８号公報に開示された方法がある。同公報において
は、ジメチルアルミニウムハイドライド（ＤＭＡＨ）と
Ｃｕ（Ｃ5 Ｈ7 Ｏ2 ）2 とを原料ガスとした選択ＣＶＤ
法を用いて、ＡｌＣｕ合金からなる埋込プラグを選択的
に形成する方法が開示されている。Conventionally, as a method of forming a wiring metal with this AlCu alloy, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-1115 has been proposed.
There is a method disclosed in Japanese Patent No. 68. In this publication, selective CVD using dimethyl aluminum hydride (DMAH) and Cu (C 5 H 7 O 2 ) 2 as source gases.
There is disclosed a method of selectively forming a buried plug made of an AlCu alloy by using the method.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の金属膜形成方法によって得られるＡｌＣｕ合金膜に
は酸素が含まれるため、配線の抵抗分が高くなり、良質
な配線金属を形成することは困難であった。However, since the AlCu alloy film obtained by the above-mentioned conventional metal film forming method contains oxygen, the resistance of the wiring becomes high, and it is difficult to form a high-quality wiring metal. Met.
【０００５】また、上記従来の金属膜形成方法は選択性
を持ち、金属膜部分に選択的に堆積する傾向がある。こ
のため、埋込プラグが形成された層間絶縁膜上に均一に
ＡｌＣｕ合金からなる上層金属膜を堆積させることは困
難であった。Further, the above-mentioned conventional metal film forming method has selectivity and tends to be selectively deposited on the metal film portion. Therefore, it is difficult to uniformly deposit the upper metal film made of the AlCu alloy on the interlayer insulating film having the buried plug formed therein.
【０００６】一方、このような課題を解消するため、例
えば、特開平３−１８３７６９号公報に以下の技術が開
示されている。つまり、埋込プラグをヴィア孔に選択的
に形成した後、層間絶縁膜の表面にプラズマを照射して
選択性を失わせ、Ａｌ金属膜を層間絶縁膜上に均一に堆
積する方法である。しかし、このような形成方法によっ
て金属膜を形成すると、複雑な製造装置が必要になり、
製造コストは高くなってしまう。On the other hand, in order to solve such a problem, for example, the following technique is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3-183769. In other words, this is a method in which after the buried plug is selectively formed in the via hole, the surface of the interlayer insulating film is irradiated with plasma to lose the selectivity and the Al metal film is uniformly deposited on the interlayer insulating film. However, forming a metal film by such a forming method requires a complicated manufacturing apparatus,
Manufacturing costs will be high.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解消するためになされたもので、金属膜上に形成され
た絶縁膜を選択的に除去してこの金属膜が一部露出する
ヴィア孔を形成する工程と、Ａｌ元素を含む所定のガス
を用いた化学気相反応によってヴィア孔の内部にＡｌ金
属を選択的に形成して埋込プラグを形成する工程と、上
記ガスにＣｕ元素を含む所定のガスを混合した化学気相
反応によって埋込プラグを含む絶縁膜の全面にＡｌＣｕ
からなる金属膜を形成する工程とを備えたものである。The present invention has been made in order to solve such a problem, and the insulating film formed on the metal film is selectively removed to partially expose the metal film. A step of forming a via hole; a step of selectively forming an Al metal inside the via hole by a chemical vapor reaction using a predetermined gas containing an Al element to form a buried plug; AlCu is formed on the entire surface of the insulating film including the embedded plug by a chemical vapor reaction in which a predetermined gas containing an element is mixed.
And a step of forming a metal film made of.
【０００８】また、Ａｌ元素を含む所定のガスにＣｕ元
素を含む所定のガスを混合するのに代え、Ａｌ元素を含
む所定のガスにＴｉまたはＰｄまたはＨｆまたはＳｃま
たはＣｒまたはＭｇのいずれかの元素を含む所定のガス
を混合し、埋込プラグを含む絶縁膜の全面に上記のいず
れかの元素が添加されたＡｌからなる金属膜を形成する
工程を備えたものである。Further, instead of mixing a predetermined gas containing a Cu element with a predetermined gas containing an Al element, one of Ti, Pd, Hf, Sc, Cr or Mg is added to the predetermined gas containing an Al element. A step of mixing a predetermined gas containing an element and forming a metal film made of Al to which any one of the above elements is added is formed on the entire surface of the insulating film including the embedded plug.
【０００９】また、Ｃｕ元素、またはＴｉまたはＰｄま
たはＨｆまたはＳｃまたはＣｒまたはＭｇのいずれかの
元素を含むＡｌからなる金属膜を形成した後に、この金
属膜に熱処理を加えて埋込プラグにこれらいずれかの元
素を拡散させるものである。Further, after forming a metal film made of Al containing Cu element, or any element of Ti, Pd, Hf, Sc, Cr, or Mg, heat treatment is applied to this metal film to form the buried plug into these. It diffuses either element.
【００１０】[0010]
【作用】Ａｌ元素を含むガスにＣｕ元素等を含むガスが
混合されることにより、ＣＶＤによる金属膜形成の選択
性は失われる。When the gas containing the Al element is mixed with the gas containing the Cu element, the selectivity of the metal film formation by CVD is lost.
【００１１】また、原料ガスの供給種類を代えることの
みによって金属膜形成の選択性は失われるため、特別な
製造装置は必要とされない。Further, since the selectivity for forming the metal film is lost only by changing the kind of supply of the source gas, no special manufacturing apparatus is required.
【００１２】さらに、原料ガスの供給種類を代えること
のみによって金属膜形成の選択性は失われるため、金属
膜は同一の反応炉内で連続的に形成され、製造工程の途
中で空気に晒されることはない。Further, since the selectivity of forming the metal film is lost only by changing the supply type of the raw material gas, the metal film is continuously formed in the same reaction furnace and exposed to air during the manufacturing process. There is no such thing.
【００１３】また、いずれかの元素を含むＡｌからなる
金属膜を形成した後にこの金属膜に熱処理を加えること
により、Ａｌからなる埋込プラグにはこれら元素がほぼ
均一に含ませられる。Further, by forming a metal film made of Al containing any element and then subjecting the metal film to heat treatment, the buried plug made of Al contains these elements substantially uniformly.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は本発明の一実施例による配線金属形成
方法を示す工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view showing a method for forming a wiring metal according to an embodiment of the present invention.
【００１５】まず、Ｓｉ基板１上にＳｉＯ2 膜２が形成
され、このＳｉＯ2 膜２上にＡｌＣｕ金属からなる第１
の配線金属膜３が形成される。次に、この配線金属膜３
上にＳｉＯ2 からなる層間絶縁膜４が形成される（図１
（ａ）参照）。次に、この層間絶縁膜４はホトリソグラ
フィ技術を用いてパターニングされ、所定箇所にヴィア
孔４ａが形成される（同図（ｂ）参照）。First, a SiO 2 film 2 is formed on a Si substrate 1, and a first layer made of AlCu metal is formed on the SiO 2 film 2.
Wiring metal film 3 is formed. Next, this wiring metal film 3
An interlayer insulating film 4 made of SiO 2 is formed on the upper surface (FIG.
(See (a)). Next, this interlayer insulating film 4 is patterned by using a photolithography technique, and a via hole 4a is formed at a predetermined position (see FIG. 2B).
【００１６】次に、ＤＭＡＨを原料にヴィア孔４ａの内
部に純粋なＡｌ金属が選択的に形成され、埋込プラグ５
が形成される（同図（ｃ）参照）。この際、ＤＭＡＨは
バブラ温度５０℃、バブラ圧力５００ｔｏｒｒのバブラ
内に入れられ、流量１００ｓｃｃｍのＨ2 ガスがこのＤ
ＭＡＨに混入されることにより、ＤＭＡＨはＨ2 ガスを
キャリアガスとする蒸気になる。このガスが圧力２ｔｏ
ｒｒのＣＶＤ反応炉内に導かれ、ヴィア孔４ａが形成さ
れた層間絶縁膜４上を流れる。この時、Ｓｉ基板１は２
５０℃の温度に加熱されており、ＤＭＡＨガスを構成す
るＡｌ元素はヴィア孔４ａに露出する配線金属膜３上に
選択的に堆積し、Ａｌ金属がヴィア孔４ａの内部にのみ
選択形成される。この結果、上記の埋込プラグ５が選択
形成される。Next, pure Al metal is selectively formed in the interior of the Vu and breakfasts hole 4a of DMAH as the raw material, the embedded plug 5
Are formed (see FIG. 7C). At this time, DMAH was placed in a bubbler with a bubbler temperature of 50 ° C. and a bubbler pressure of 500 torr, and H 2 gas with a flow rate of 100 sccm was added to this D
By being mixed with MAH, DMAH becomes vapor using H 2 gas as a carrier gas. This gas has a pressure of 2 to
It is introduced into the CVD reaction furnace of rr and flows over the interlayer insulating film 4 in which the via hole 4a is formed. At this time, the Si substrate 1 is 2
The Al element which is heated to a temperature of 50 ° C. and constitutes the DMAH gas is selectively deposited on the wiring metal film 3 exposed in the via hole 4a, and the Al metal is selectively formed only inside the via hole 4a. . As a result, the embedded plug 5 is selectively formed.
【００１７】続いて、ＤＭＡＨガスの原料供給にシクロ
ペンタジエニルトリエチルフォスフィン銅（ＣｐＣｕＴ
ＥＰ）ガスの原料供給が加えられ、同一ＣＶＤ反応炉内
においてＤＭＡＨガスにＣｐＣｕＴＥＰガスが混合した
ガスが流される。この混合ガスが基板上に流されること
により、埋込プラグ５を含む層間絶縁膜４上に均一にＡ
ｌＣｕ合金が堆積し、ＡｌＣｕ合金からなる第２の配線
金属膜６が層間絶縁膜４上に均一に形成される（同図
（ｄ）参照）。この際、ＣｐＣｕＴＥＰガスのＣＶＤ反
応炉内への原料供給は、バブラ温度８０℃、バブラ圧力
１００ｔｏｒｒのバブラ内において、流量５０ｓｃｃｍ
のＨ2 ガスが粉末状のＣｐＣｕＴＥＰに混入され、Ｈ2
ガスをキャリアとして行われる。また、ＣＶＤ反応炉に
おける成膜圧力および基板温度は、埋込プラグ５の形成
時と同じ条件に保たれている。成膜されたＡｌＣｕから
なる第２の配線金属膜６には約０．８ｗｔ％（重量百分
率）のＣｕが含まれ、成膜時の熱によってこの配線金属
膜６内に含まれるＣｕは約０．３ｗｔ％程度のものが埋
込プラグ５に拡散する。配線金属膜６の形成後、さらに
４００℃での熱拡散を行えば、純Ａｌからなる埋込プラ
グ５内にはほぼ均一にＣｕが拡散し、埋込プラグ５はＡ
ｌＣｕ合金によって形成されるようになる。Subsequently, cyclopentadienyltriethylphosphine copper (CpCuT) was used to supply DMAH gas as a raw material.
The raw material supply of EP) gas is added, and a gas in which CpCuTEP gas is mixed with DMAH gas is caused to flow in the same CVD reactor. By flowing this mixed gas over the substrate, A can be evenly distributed on the interlayer insulating film 4 including the embedded plug 5.
The 1Cu alloy is deposited, and the second wiring metal film 6 made of the AlCu alloy is uniformly formed on the interlayer insulating film 4 (see (d) of the same figure). At this time, the raw material supply of the CpCuTEP gas into the CVD reactor is 50 sccm in the bubbler temperature of 80 ° C. and the bubbler pressure of 100 torr.
H 2 gas is mixed into the powdered CpCuTEP of, H 2
Gas is used as a carrier. Further, the film forming pressure and the substrate temperature in the CVD reaction furnace are maintained under the same conditions as when the embedded plug 5 was formed. The deposited second wiring metal film 6 made of AlCu contains about 0.8 wt% (weight percentage) of Cu, and Cu contained in the wiring metal film 6 is about 0 due to heat during film formation. About 0.3 wt% diffuses into the embedded plug 5. If thermal diffusion is further performed at 400 ° C. after the formation of the wiring metal film 6, Cu is diffused almost uniformly in the embedded plug 5 made of pure Al, and the embedded plug 5 is A
It is made of 1Cu alloy.
【００１８】このように本実施例による配線金属形成方
法によれば、第２の配線金属膜６の形成時に、Ａｌ元素
を含むＤＭＡＨガスにＣｕ元素を含むＣｐＣｕＴＥＰガ
スが混合されることにより、ＣＶＤによる金属膜形成の
選択性は失われる。このため、第２の配線金属膜６は埋
込プラグ５および層間絶縁膜４の各表面に均一に堆積さ
れ、耐エレクトロマイグレーション特性のよいＡｌＣｕ
合金からなる配線金属６が層間絶縁膜４上に均一に形成
される。As described above, according to the wiring metal forming method of the present embodiment, when the second wiring metal film 6 is formed, the DMAH gas containing the Al element is mixed with the CpCuTEP gas containing the Cu element, so that the CVD is performed. The selectivity of the metal film formation due to is lost. Therefore, the second wiring metal film 6 is uniformly deposited on each surface of the buried plug 5 and the interlayer insulating film 4, and AlCu having good electromigration resistance is formed.
The wiring metal 6 made of an alloy is uniformly formed on the interlayer insulating film 4.
【００１９】また、原料ガスの供給種類を代えることの
みによって金属膜形成の選択性は上述のように失われる
ため、従来のプラズマ照射が必要とされる特別な製造装
置は必要とされない。このため、ＡｌＣｕ合金金属膜を
選択性なく均一に形成することが低廉価で行えるように
なる。Further, since the selectivity for forming the metal film is lost as described above only by changing the supply type of the raw material gas, a special manufacturing apparatus which requires conventional plasma irradiation is not required. Therefore, the AlCu alloy metal film can be uniformly formed without selectivity at low cost.
【００２０】さらに、原料ガスの供給種類を代えること
のみによって金属膜形成の選択性は失われるため、金属
膜は同一のＣＶＤ反応炉内で連続的に形成され、製造工
程の途中で空気に晒されることはない。このため、酸素
を含まない低抵抗な良質なＡｌＣｕ合金膜が形成され
る。Further, since the selectivity of forming the metal film is lost only by changing the supply type of the source gas, the metal film is continuously formed in the same CVD reaction furnace and exposed to air during the manufacturing process. It will not be done. Therefore, a high-quality AlCu alloy film having low resistance and containing no oxygen is formed.
【００２１】また、上記実施例の説明においては、ＤＭ
ＡＨガスの供給条件は変化させずにＣｐＣｕＴＥＰガス
供給を追加することのみによって単層の第２の配線金属
膜６を堆積する場合を示したが、次のようにして上層配
線金属膜を形成してもよい。つまり、ＤＭＡＨガス供給
によって図１（ｃ）に示す埋込プラグ５を選択形成した
後、一旦ＤＭＡＨガスの供給量を減少させ、ＣｐＣｕＴ
ＥＰガス供給を追加して図２（ｄ）に示すＣｕ濃度の高
いＡｌＣｕ合金薄膜７を薄く堆積する。その後、再びＤ
ＭＡＨガスの供給量を増大させ、所望の濃度にＣｕを含
むＡｌＣｕ合金金属膜８を堆積する。例えば、ＤＭＡＨ
をバブリングするＨ2 の流量を１００ｓｃｃｍから１０
ｓｃｃｍに低下させ、Ｃｕを約１０ｗｔ％の濃度に含む
合金薄膜７を２ｎｍの厚さに堆積した後、Ｈ2 流量を１
００ｓｃｃｍに戻してＡｌＣｕ合金金属膜８を堆積す
る。この際、ＡｌＣｕ合金薄膜７およびＡｌＣｕ合金金
属膜８の成膜時の熱により、合金薄膜７に含まれるＣｕ
は埋込プラグ５に拡散するが、合金金属膜８の形成後に
さらに熱処理を加えれば、合金薄膜７に含まれるＣｕは
埋込プラグ５にほぼ均一に拡散する（図２（ｅ）参
照）。なお、図２において図１と同一部分については同
一符号を用いている。In the description of the above embodiment, DM
The case where the single-layer second wiring metal film 6 is deposited only by adding the CpCuTEP gas supply without changing the supply condition of the AH gas has been shown, but the upper wiring metal film is formed as follows. May be. In other words, after the buried plug 5 shown in FIG. 1C is selectively formed by supplying the DMAH gas, the supply amount of the DMAH gas is once reduced and CpCuT
An EP gas supply is added to thinly deposit the AlCu alloy thin film 7 having a high Cu concentration shown in FIG. Then D again
The amount of MAH gas supplied is increased to deposit an AlCu alloy metal film 8 containing Cu at a desired concentration. For example, DMAH
Bubbling H 2 at a flow rate of 100 sccm to 10
The alloy thin film 7 containing Cu in a concentration of about 10 wt% is deposited to a thickness of 2 nm, and then the H 2 flow rate is set to 1
After returning to 00 sccm, the AlCu alloy metal film 8 is deposited. At this time, the Cu contained in the alloy thin film 7 is heated by the heat when the AlCu alloy thin film 7 and the AlCu alloy metal film 8 are formed.
Diffuses into the embedded plug 5, but if heat treatment is further applied after the alloy metal film 8 is formed, Cu contained in the alloy thin film 7 diffuses into the embedded plug 5 almost uniformly (see FIG. 2E). In FIG. 2, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【００２２】このような形成方法によれば、層間絶縁膜
４および埋込プラグ５上に選択性なく均一に上層配線金
属膜が形成され、上記実施例と同様な効果が奏される
が、ＡｌＣｕ合金薄膜７には高い濃度にＣｕが含まれる
ため、上層配線金属膜はより容易に均一に堆積するよう
になる。According to such a forming method, the upper wiring metal film is uniformly formed on the interlayer insulating film 4 and the buried plug 5 without selectivity, and the same effect as that of the above-mentioned embodiment can be obtained. Since the alloy thin film 7 contains Cu in a high concentration, the upper wiring metal film is more easily and uniformly deposited.
【００２３】なお、上記説明においては、Ａｌ元素を含
むＤＭＡＨガスにＣｕ元素を含むＣｐＣｕＴＥＰガスを
混合してＡｌＣｕ合金を選択性なく均一に形成する場合
について説明したが、ＤＭＡＨガスに代えてＡｌ元素を
含む他のガスを使用することも、また、ＣｐＣｕＴＥＰ
ガスに代えてＣｕ元素を含む他のガスを使用することも
可能である。これら各ガスを用いてもＡｌＣｕ合金金属
膜は選択性なく均一に形成され、上記実施例と同様な効
果が奏される。Ａｌ元素を含む他のガスとしては、トリ
イソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）、トリメチルアル
ミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルアミンアラン（ＴＭＡ
Ａ）、ジメチルエチルアミンアラン（ＤＭＥＡＡ）およ
びＤＭＡＨとＴＭＡとの分子間化合物等のガスが使用可
能である。また、Ｃｕ元素を含むガスとしては、特に、
酸素を含まないガスを使用した場合に抵抗率の低い良好
なＡｌＣｕ膜が得られ、ＣｐＣｕＴＥＰガス以外にシク
ロペンタジエニルトリメチルフォスフィン銅（ＣｐＣｕ
ＴＭＰ）のガスが好適であった。In the above description, the case has been described in which the DMAH gas containing the Al element is mixed with the CpCuTEP gas containing the Cu element to uniformly form the AlCu alloy without selectivity. However, instead of the DMAH gas, the Al element is used. It is also possible to use other gases including CpCuTEP
It is also possible to use other gas containing Cu element instead of the gas. Even if each of these gases is used, the AlCu alloy metal film is uniformly formed without selectivity, and the same effect as that of the above-described embodiment is obtained. Other gases containing Al element include triisobutylaluminum (TIBA), trimethylaluminum (TMA), trimethylamine alane (TMA).
Gases such as A), dimethylethylamine alane (DMEAA) and intermolecular compounds of DMAH and TMA can be used. Further, as the gas containing Cu element, in particular,
A good AlCu film having a low resistivity was obtained when a gas containing no oxygen was used, and cyclopentadienyltrimethylphosphine copper (CpCu
The gas of TMP) was suitable.
【００２４】また、さらにＣｕ元素を含むガスを混合す
るのに代え、ＴｉまたはＰｄまたはＨｆまたはＳｃまた
はＣｒまたはＭｇのいずれかの元素を含む所定のガスを
混合し、層間絶縁膜４上に第２の配線金属を形成するよ
うにしてもよい。この場合においても、埋込プラグ５を
含む層間絶縁膜４の全面に上記のいずれかの元素が添加
されたＡｌからなる金属膜が均一に形成され、上記実施
例と同様な効果が奏される。Further, instead of mixing the gas containing the Cu element, a predetermined gas containing any element of Ti, Pd, Hf, Sc, Cr, or Mg is mixed to form a first gas on the interlayer insulating film 4. Two wiring metals may be formed. Also in this case, a metal film made of Al to which any one of the above-mentioned elements is added is uniformly formed on the entire surface of the interlayer insulating film 4 including the embedded plug 5, and the same effect as that of the above-described embodiment is obtained. .
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ａ
ｌ元素を含むガスにＣｕ元素等を含むガスが混合される
ことにより、ＣＶＤによる金属膜形成の選択性は失われ
る。このため、埋込プラグおよび絶縁膜の各表面に均一
にＣｕ元素等を含むＡｌ金属膜が形成される。As described above, according to the present invention, A
By mixing the gas containing the Cu element or the like with the gas containing the 1 element, the selectivity of the metal film formation by CVD is lost. Therefore, the Al metal film containing the Cu element or the like is uniformly formed on each surface of the buried plug and the insulating film.
【００２６】また、原料ガスの供給種類を代えることの
みによって金属膜形成の選択性は失われるため、特別な
製造装置は必要とされない。このため、安価に所定の元
素を含むＡｌ金属膜を均一に形成することが可能にな
る。Further, since the selectivity of forming the metal film is lost only by changing the kind of supply of the source gas, no special manufacturing apparatus is required. Therefore, the Al metal film containing the predetermined element can be uniformly formed at low cost.
【００２７】さらに、原料ガスの供給種類を代えること
のみによって金属膜形成の選択性は失われるため、金属
膜は同一の反応炉内で連続的に形成され、製造工程の途
中で空気に晒されることはない。このため、低抵抗で良
質なＡｌ金属膜が形成される。Further, since the selectivity of forming the metal film is lost only by changing the kind of supply of the source gas, the metal film is continuously formed in the same reaction furnace and exposed to air during the manufacturing process. There is no such thing. Therefore, a low resistance and high quality Al metal film is formed.
【００２８】また、いずれかの元素を含むＡｌからなる
金属膜を形成した後にこの金属膜に熱処理を加えること
により、Ａｌからなる埋込プラグにはこれら元素がほぼ
均一に含ませられる。このため、均一に形成される配線
金属ばかりでなく、埋込プラグも耐エレクトロマイグレ
ーション特性が向上する。By forming a metal film made of Al containing any of the elements and then subjecting the metal film to heat treatment, the buried plug made of Al contains these elements substantially uniformly. Therefore, not only the wiring metal that is uniformly formed, but also the buried plug has improved electromigration resistance.
【図１】本発明の一実施例による埋込プラグの形成方法
を示す工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view showing a method of forming a buried plug according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示された一実施例の変形例による埋込プ
ラグの形成方法を示す工程断面図である。FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a method of forming a buried plug according to a modification of the embodiment shown in FIG.
１…Ｓｉ基板、２…ＳｉＯ2 膜、３…第１の配線金属
膜、４…層間絶縁膜（ＳｉＯ2 ）、４ａ…ヴィア孔、５
…埋込プラグ、６…第２の配線金属膜、７…Ｃｕ濃度の
高いＡｌＣｕ合金薄膜、８…ＡｌＣｕ合金金属膜。1 ... Si substrate, 2 ... SiO 2 film, 3 ... first wiring metal film, 4 ... interlayer insulating film (SiO 2 ), 4a ... via hole, 5
... Buried plug, 6 ... Second wiring metal film, 7 ... AlCu alloy thin film having high Cu concentration, 8 ... AlCu alloy metal film.
フロントページの続き (72)発明者 近藤 英一 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 太田 与洋 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内Front page continued (72) Inventor Eiichi Kondo 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba, Chiba Prefecture Technical Research & Development Division, Kawasaki Steel Co., Ltd. (72) Yoyo Ota 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba, Chiba Prefecture Kawasaki Inside Steel Engineering Co., Ltd.
Claims (3)
除去して前記金属膜が一部露出するヴィア孔を形成する
工程と、Ａｌ元素を含む所定のガスを用いた化学気相反
応によって前記ヴィア孔の内部にＡｌ金属を選択的に形
成して埋込プラグを形成する工程と、前記ガスにＣｕ元
素を含む所定のガスを混合した化学気相反応によって前
記埋込プラグを含む前記絶縁膜の全面にＡｌＣｕからな
る金属膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする金
属膜の形成方法。1. A step of selectively removing an insulating film formed on a metal film to form a via hole in which the metal film is partially exposed, and a chemical vapor phase using a predetermined gas containing Al element. The step of forming an embedded plug by selectively forming Al metal inside the via hole by a reaction; and the step of forming the embedded plug by a chemical vapor reaction in which a predetermined gas containing Cu element is mixed with the gas. And a step of forming a metal film made of AlCu on the entire surface of the insulating film.
含む所定のガスを混合するのに代え、前記Ａｌ元素を含
む所定のガスにＴｉまたはＰｄまたはＨｆまたはＳｃま
たはＣｒまたはＭｇのいずれかの元素を含む所定のガス
を混合し、前記埋込プラグを含む前記絶縁膜の全面に前
記のいずれかの元素が添加されたＡｌからなる金属膜を
形成する工程を備えたことを特徴とする請求項１記載の
金属膜の形成方法。2. Instead of mixing a predetermined gas containing a Cu element with a predetermined gas containing an Al element, one of Ti, Pd, Hf, Sc, Cr or Mg is added to the predetermined gas containing an Al element. A step of mixing a predetermined gas containing the above element and forming a metal film made of Al to which any of the above elements is added on the entire surface of the insulating film including the buried plug. The method for forming a metal film according to claim 1.
ＨｆまたはＳｃまたはＣｒまたはＭｇのいずれかの元素
を含むＡｌからなる金属膜を形成した後に、この金属膜
に熱処理を加えて前記埋込プラグにこれらいずれかの元
素を拡散させることを特徴とする請求項１または請求項
２記載の金属膜の形成方法。3. After forming a metal film made of Al containing Cu element, or Ti, Pd, Hf, Sc, Cr, or Mg element, heat treatment is applied to the metal film to fill the buried plug. The method for forming a metal film according to claim 1, wherein any one of these elements is diffused.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP5055992A JPH06268072A (en) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | Formation of metal film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5055992A JPH06268072A (en) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | Formation of metal film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268072A true JPH06268072A (en) | 1994-09-22 |
Family
ID=13014585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5055992A Pending JPH06268072A (en) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | Formation of metal film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06268072A (en) |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5055992A patent/JPH06268072A/en active Pending
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