JPH0629245A - 金属薄膜の堆積法 - Google Patents
金属薄膜の堆積法Info
- Publication number
- JPH0629245A JPH0629245A JP20623192A JP20623192A JPH0629245A JP H0629245 A JPH0629245 A JP H0629245A JP 20623192 A JP20623192 A JP 20623192A JP 20623192 A JP20623192 A JP 20623192A JP H0629245 A JPH0629245 A JP H0629245A
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- JP
- Japan
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- film
- seconds
- supplied
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- metal
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ステップカバレッジがよく、膜厚制御性に優
れた金属薄膜の堆積法を提供する。 【構成】 遷移金属のハロゲン化物ガスと水素ガスを交
互に基板上に供給することにより金属を堆積させる。
れた金属薄膜の堆積法を提供する。 【構成】 遷移金属のハロゲン化物ガスと水素ガスを交
互に基板上に供給することにより金属を堆積させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属薄膜の堆積法に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の集積度が高くなるにしたが
い、より高度な微細加工技術が要求されるようになっ
た。なかでも微細配線技術は素子サイズに直接影響を与
えることからますます重要になってきている。配線材料
としてはアルミニウムが多く用いられてきたが、最近で
は銅などのエレクトロマイグレーション耐性の高い材料
も検討されている。
い、より高度な微細加工技術が要求されるようになっ
た。なかでも微細配線技術は素子サイズに直接影響を与
えることからますます重要になってきている。配線材料
としてはアルミニウムが多く用いられてきたが、最近で
は銅などのエレクトロマイグレーション耐性の高い材料
も検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの金属は蒸気圧
が非常に低く、膜の堆積は、従来電子銃（Ｅガン）を用
いた蒸着やスパッタにより行われてきた。蒸着法やスパ
ッタ法はステップカバレッジを高くとれないため、サブ
ミクロン径でかつアスペクト比の高いコンタクトホール
やビアホールを埋め込む場合、配線の段切れを生じると
いう問題点があった。これに対し、化学気相成長法（Ch
emical Vapor Deposition;ＣＶＤ）による金属膜の堆積
は、ステップカバレッジを高くとることができるため、
注目されている。現在までにトリイソブチルアルミニウ
ムなどの有機アルミニウムを用いたアルミニウムのＣＶ
Ｄが報告されている（T.Kobayashiほか，ジャパニーズ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス，第27
巻〔Japanese Journal of Applied Physics 27, L1775
(1988)〕）。しかし、遷移金属では十分な蒸気圧を持つ
有機金属がないためＣＶＤを行うことは困難であった。
また、通常のＣＶＤでは原料供給量のばらつきにより成
長速度が変わるため、平坦性の高い膜を得ることは困難
であった。本発明は、以上述べたような従来の課題を解
決するためになされたもので、ステップカバレッジがよ
く、膜厚制御性に優れた金属薄膜の堆積法を提供するこ
とを目的とする。
が非常に低く、膜の堆積は、従来電子銃（Ｅガン）を用
いた蒸着やスパッタにより行われてきた。蒸着法やスパ
ッタ法はステップカバレッジを高くとれないため、サブ
ミクロン径でかつアスペクト比の高いコンタクトホール
やビアホールを埋め込む場合、配線の段切れを生じると
いう問題点があった。これに対し、化学気相成長法（Ch
emical Vapor Deposition;ＣＶＤ）による金属膜の堆積
は、ステップカバレッジを高くとることができるため、
注目されている。現在までにトリイソブチルアルミニウ
ムなどの有機アルミニウムを用いたアルミニウムのＣＶ
Ｄが報告されている（T.Kobayashiほか，ジャパニーズ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス，第27
巻〔Japanese Journal of Applied Physics 27, L1775
(1988)〕）。しかし、遷移金属では十分な蒸気圧を持つ
有機金属がないためＣＶＤを行うことは困難であった。
また、通常のＣＶＤでは原料供給量のばらつきにより成
長速度が変わるため、平坦性の高い膜を得ることは困難
であった。本発明は、以上述べたような従来の課題を解
決するためになされたもので、ステップカバレッジがよ
く、膜厚制御性に優れた金属薄膜の堆積法を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に遷移
金属のハロゲン化物ガスと水素ガスを交互に供給する工
程を含むことを特徴とする金属薄膜の堆積法である。
金属のハロゲン化物ガスと水素ガスを交互に供給する工
程を含むことを特徴とする金属薄膜の堆積法である。
【０００５】
【作用】水素ガスが遷移金属表面に供給された場合、水
素の解離吸着が生じ原子状の水素が生成される。このと
き金属のハロゲン化物が供給されると、原子状の水素に
よりハロゲン化物が還元され金属膜の堆積が生じる。遷
移金属のハロゲン化物は金属単体と比較して蒸気圧が高
いため、ガス状にして基板上に輸送することが可能であ
る。したがって、スパッタなどによる膜と比べステップ
カバレッジが向上する。ハロゲン化物と水素を同時に供
給しても金属の堆積は生じるが、ガスのハロゲン化物と
水素ガスを交互に供給することにより、より平坦な膜の
堆積が実現される。これは、ハロゲン化物の吸着が自己
停止すること、吸着物の表面のマイグレーションが促進
されることによる。
素の解離吸着が生じ原子状の水素が生成される。このと
き金属のハロゲン化物が供給されると、原子状の水素に
よりハロゲン化物が還元され金属膜の堆積が生じる。遷
移金属のハロゲン化物は金属単体と比較して蒸気圧が高
いため、ガス状にして基板上に輸送することが可能であ
る。したがって、スパッタなどによる膜と比べステップ
カバレッジが向上する。ハロゲン化物と水素を同時に供
給しても金属の堆積は生じるが、ガスのハロゲン化物と
水素ガスを交互に供給することにより、より平坦な膜の
堆積が実現される。これは、ハロゲン化物の吸着が自己
停止すること、吸着物の表面のマイグレーションが促進
されることによる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。原料ハロゲン化物としてＮｉＣｌ2を用いた。Ｎｉ
Ｃｌ2は１０００℃以下では固体である。分子線エピタ
キシ装置のＫセルにＮｉＣｌ2を投入し、４５０℃に保
った。基板にはＣｕ（１１１）を用いた。基板温度は３
００℃とした。ＮｉＣｌ2の供給はＫセルのシャッタに
より制御される。原料供給サイクルは、ＮｉＣｌ2を３
秒供給，５秒排気、水素を３秒供給，５秒排気とし、こ
のサイクルを繰り返すことにより堆積を行った。この手
法によって０．１μｍの膜が堆積した。オージェ電子分
光の結果、堆積膜はＮｉであり、塩素オージェピークは
検出されなかった。このことから、供給されたＮｉＣｌ
2はＨ2により還元されたことがわかる。次に比較のため
同じ条件で、ＮｉＣｌ2と水素を同時に供給して堆積を
行った。この場合もＮｉの堆積が観察された。図１に交
互供給した場合（実線；Ａ）と同時供給した場合（破
線；Ｂ）の基板面内の膜厚分布を示す。同時に供給した
場合は、ＮｉＣｌ2の分子線フラックスに対応した膜厚
分布を示すのに対し、交互に供給した場合は平坦な膜厚
特性が得られた。ステップカバレッジを比較するため、
幅０．５μｍのトレンチを形成したＣｕ（１１１）基板
にスパッタおよび本発明による手法でＮｉ膜を堆積し
た。後者に関しては上記と同じ条件で堆積を行った。走
査型電子顕微鏡観察の結果、スパッタ膜ではトレンチの
段差部分で段切れを起こしたのに対し、交互供給のもの
は良好な段差被覆性を示した。
る。原料ハロゲン化物としてＮｉＣｌ2を用いた。Ｎｉ
Ｃｌ2は１０００℃以下では固体である。分子線エピタ
キシ装置のＫセルにＮｉＣｌ2を投入し、４５０℃に保
った。基板にはＣｕ（１１１）を用いた。基板温度は３
００℃とした。ＮｉＣｌ2の供給はＫセルのシャッタに
より制御される。原料供給サイクルは、ＮｉＣｌ2を３
秒供給，５秒排気、水素を３秒供給，５秒排気とし、こ
のサイクルを繰り返すことにより堆積を行った。この手
法によって０．１μｍの膜が堆積した。オージェ電子分
光の結果、堆積膜はＮｉであり、塩素オージェピークは
検出されなかった。このことから、供給されたＮｉＣｌ
2はＨ2により還元されたことがわかる。次に比較のため
同じ条件で、ＮｉＣｌ2と水素を同時に供給して堆積を
行った。この場合もＮｉの堆積が観察された。図１に交
互供給した場合（実線；Ａ）と同時供給した場合（破
線；Ｂ）の基板面内の膜厚分布を示す。同時に供給した
場合は、ＮｉＣｌ2の分子線フラックスに対応した膜厚
分布を示すのに対し、交互に供給した場合は平坦な膜厚
特性が得られた。ステップカバレッジを比較するため、
幅０．５μｍのトレンチを形成したＣｕ（１１１）基板
にスパッタおよび本発明による手法でＮｉ膜を堆積し
た。後者に関しては上記と同じ条件で堆積を行った。走
査型電子顕微鏡観察の結果、スパッタ膜ではトレンチの
段差部分で段切れを起こしたのに対し、交互供給のもの
は良好な段差被覆性を示した。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば平
坦性の高い金属膜を堆積することが可能となる。さらに
蒸着法やスパッタ法と比較してステップカバレッジの向
上が実現される。
坦性の高い金属膜を堆積することが可能となる。さらに
蒸着法やスパッタ法と比較してステップカバレッジの向
上が実現される。
【図１】本発明の一実施例によるＮｉ堆積膜の基板面内
膜厚分布を示す図である。
膜厚分布を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に遷移金属のハロゲン化物ガスと
水素ガスを交互に供給する工程を含むことを特徴とする
金属薄膜の堆積法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20623192A JPH0629245A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 金属薄膜の堆積法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20623192A JPH0629245A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 金属薄膜の堆積法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629245A true JPH0629245A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16519934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20623192A Pending JPH0629245A (ja) | 1992-07-10 | 1992-07-10 | 金属薄膜の堆積法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629245A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0154607A2 (de) * | 1984-03-09 | 1985-09-11 | Büchler B-SET AG | Einrichtung zur Halterung eines Gegenstandes in einer räumlichen Lage |
| US8216642B2 (en) | 2003-11-20 | 2012-07-10 | Ulvac, Inc. | Method of manufacturing film |
-
1992
- 1992-07-10 JP JP20623192A patent/JPH0629245A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0154607A2 (de) * | 1984-03-09 | 1985-09-11 | Büchler B-SET AG | Einrichtung zur Halterung eines Gegenstandes in einer räumlichen Lage |
| US8216642B2 (en) | 2003-11-20 | 2012-07-10 | Ulvac, Inc. | Method of manufacturing film |
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