JPH06326028A - アルミニウム合金薄膜の形成方法 - Google Patents
アルミニウム合金薄膜の形成方法Info
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- JPH06326028A JPH06326028A JP10936993A JP10936993A JPH06326028A JP H06326028 A JPH06326028 A JP H06326028A JP 10936993 A JP10936993 A JP 10936993A JP 10936993 A JP10936993 A JP 10936993A JP H06326028 A JPH06326028 A JP H06326028A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 不純物の混入を低減させ、良質なアルミニウ
ム合金薄膜を形成できるアルミニウム合金薄膜の形成方
法を提供することにある。 【構成】 化学気相成長によりアルミニウム合金薄膜を
形成するアルミニウム合金薄膜の形成方法であって、反
応容器１０内に導入するＣｐＣｕＴＥＰ２１とＤＭＡＨ
３１のうち、熱分解温度の高い原料となるＤＭＡＨ３１
をプラズマ化させた後、反応容器１０内に導入すること
を特徴とする。これによって、分解反応をある程度進ま
せた状態で、被成膜基板上に導入でき、表面反応が速や
かに進行する。
ム合金薄膜を形成できるアルミニウム合金薄膜の形成方
法を提供することにある。 【構成】 化学気相成長によりアルミニウム合金薄膜を
形成するアルミニウム合金薄膜の形成方法であって、反
応容器１０内に導入するＣｐＣｕＴＥＰ２１とＤＭＡＨ
３１のうち、熱分解温度の高い原料となるＤＭＡＨ３１
をプラズマ化させた後、反応容器１０内に導入すること
を特徴とする。これによって、分解反応をある程度進ま
せた状態で、被成膜基板上に導入でき、表面反応が速や
かに進行する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム化合物原
料を気化させ、化学気相成長によってアルミニウム合金
薄膜を形成するアルミニウム合金薄膜の形成方法に関す
る。
料を気化させ、化学気相成長によってアルミニウム合金
薄膜を形成するアルミニウム合金薄膜の形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの微細化に伴い、集積回路装置の
配線用に用いられるＡｌ−Ｃｕ合金などの合金薄膜を化
学気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）
によって堆積させる技術が提案されている（特開平２−
１７０４１９）。
配線用に用いられるＡｌ−Ｃｕ合金などの合金薄膜を化
学気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition ）
によって堆積させる技術が提案されている（特開平２−
１７０４１９）。
【０００３】この方法に使用される装置構成の一例を図
２に示す。一方のバブラー６０内にはアルミニウム化合
物原料として、ＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウムハイド
ライド：ＡｌＨ（ＣＨ3 ）2 ）６１が封入され、他方の
バブラー７０内には有機金属原料として、ＣｐＣｕＴＥ
Ｐ（＝Ｃｕ（Ｃ5 Ｈ5 ）・Ｐ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ）７１が封
入されている。それぞれ適当なキャリアガスによってバ
ブリングし、各バブラーから発生した各原料ガス及びキ
ャリアを混合して反応容器８０内に供給していた。
２に示す。一方のバブラー６０内にはアルミニウム化合
物原料として、ＤＭＡＨ（ジメチルアルミニウムハイド
ライド：ＡｌＨ（ＣＨ3 ）2 ）６１が封入され、他方の
バブラー７０内には有機金属原料として、ＣｐＣｕＴＥ
Ｐ（＝Ｃｕ（Ｃ5 Ｈ5 ）・Ｐ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ）７１が封
入されている。それぞれ適当なキャリアガスによってバ
ブリングし、各バブラーから発生した各原料ガス及びキ
ャリアを混合して反応容器８０内に供給していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この各原料の分解温度
は、ＤＭＡＨでは２３０℃程度、ＣｐＣｕＴＥＰでは１
２２℃程度であり、このように両者の分解温度が異なっ
ている。従って、両原料ガスを反応容器内において成膜
した場合、成膜温度が高ければＣｐＣｕＴＥＰの分解が
過剰に進むために、Ｐ、Ｃなどの不純物が合金膜中に混
入してしまい、成膜温度が低ければアルミニウムが堆積
しないという問題があった。
は、ＤＭＡＨでは２３０℃程度、ＣｐＣｕＴＥＰでは１
２２℃程度であり、このように両者の分解温度が異なっ
ている。従って、両原料ガスを反応容器内において成膜
した場合、成膜温度が高ければＣｐＣｕＴＥＰの分解が
過剰に進むために、Ｐ、Ｃなどの不純物が合金膜中に混
入してしまい、成膜温度が低ければアルミニウムが堆積
しないという問題があった。
【０００５】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、不純物の混入を低減さ
せ、良質なアルミニウム合金薄膜を形成できるアルミニ
ウム合金薄膜の形成方法を提供することにある。
れたものであり、その目的は、不純物の混入を低減さ
せ、良質なアルミニウム合金薄膜を形成できるアルミニ
ウム合金薄膜の形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明のアルミ
ニウム合金薄膜の形成方法は、各収容体内に個々に収容
されたアルミニウム化合物原料及び有機金属原料にキャ
リアガスを供給し、それぞれ原料ガスを発生させ、この
発生した各原料ガスを個々に反応容器内に導入し、化学
気相成長によりアルミニウム合金薄膜を形成するアルミ
ニウム合金薄膜の形成方法であって、この原料ガスのう
ち、少なくとも、熱分解温度の高い一方の原料ガスをプ
ラズマ化させた後、反応容器内に導入するものである。
ニウム合金薄膜の形成方法は、各収容体内に個々に収容
されたアルミニウム化合物原料及び有機金属原料にキャ
リアガスを供給し、それぞれ原料ガスを発生させ、この
発生した各原料ガスを個々に反応容器内に導入し、化学
気相成長によりアルミニウム合金薄膜を形成するアルミ
ニウム合金薄膜の形成方法であって、この原料ガスのう
ち、少なくとも、熱分解温度の高い一方の原料ガスをプ
ラズマ化させた後、反応容器内に導入するものである。
【０００７】このアルミニウム化合物原料は、ジメチル
アルミニウムハイドライド（ＡｌＨ（ＣＨ3 ）2 ）であ
り、有機金属原料は、シクロペンタジエニル銅トリエチ
ルフォスフィン（Ｃｕ（Ｃ5 Ｈ5 ）・Ｐ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 ）であることが望ましい。
アルミニウムハイドライド（ＡｌＨ（ＣＨ3 ）2 ）であ
り、有機金属原料は、シクロペンタジエニル銅トリエチ
ルフォスフィン（Ｃｕ（Ｃ5 Ｈ5 ）・Ｐ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 ）であることが望ましい。
【０００８】また、この原料のうち、熱分解温度の高い
ジメチルアルミニウムハイドライドをプラズマ化させる
ことが望ましい。
ジメチルアルミニウムハイドライドをプラズマ化させる
ことが望ましい。
【０００９】
【作用】各原料ガスを別々に反応容器内に導入するの
で、各原料ガスが導入前に混合されることはない。ま
た、熱分解温度の高い一方の原料ガスをプラズマ化させ
ることにより、プラズマ化された原料ガスは、プラズマ
放電エネルギーを受けて活性化され、熱分解反応が促進
される。従って、この原料ガスは、分解反応をある程度
進ませた状態で、被成膜基板上に導入され、表面反応が
速やかに進行するように作用する。
で、各原料ガスが導入前に混合されることはない。ま
た、熱分解温度の高い一方の原料ガスをプラズマ化させ
ることにより、プラズマ化された原料ガスは、プラズマ
放電エネルギーを受けて活性化され、熱分解反応が促進
される。従って、この原料ガスは、分解反応をある程度
進ませた状態で、被成膜基板上に導入され、表面反応が
速やかに進行するように作用する。
【００１０】
【実施例】以下、本実施例にかかるアルミニウム合金薄
膜の形成方法について添付図面を基に説明する。
膜の形成方法について添付図面を基に説明する。
【００１１】図１に、本実施例に使用するＣＶＤ装置の
全体の構成を示す。本装置は、化学気相成長によって合
金薄膜を形成する反応容器１０、及びこの反応容器１０
に導入する原料ガスを発生供給する２つのバブラー容器
２０、３０を備えている。
全体の構成を示す。本装置は、化学気相成長によって合
金薄膜を形成する反応容器１０、及びこの反応容器１０
に導入する原料ガスを発生供給する２つのバブラー容器
２０、３０を備えている。
【００１２】反応容器１０内には、合金薄膜が形成され
る基板１１を支持するサセプター１２を設置しており、
このサセプター１２上の基板１１に相対して原料供給ノ
ズル１３を備えている。また、サセプター１２内にはヒ
ータ１４を設けており、交流電圧１５を印加することに
より発熱し、サセプター１２と共に基板１１を所定の温
度に加熱する。
る基板１１を支持するサセプター１２を設置しており、
このサセプター１２上の基板１１に相対して原料供給ノ
ズル１３を備えている。また、サセプター１２内にはヒ
ータ１４を設けており、交流電圧１５を印加することに
より発熱し、サセプター１２と共に基板１１を所定の温
度に加熱する。
【００１３】バブラー容器２０は、温度コントロールさ
れたオイルバス（図示せず）内に配設しており、内部に
有機金属原料としてＣｐＣｕＴＥＰ２１を封入してい
る。このバブラー容器２０に水素ガスなどの適当なキャ
リアガスを供給し、発生した銅原料ガスは輸送配管１６
内を輸送され、原料供給ノズル１３を介して反応容器１
０内の基板１１上に導入される。
れたオイルバス（図示せず）内に配設しており、内部に
有機金属原料としてＣｐＣｕＴＥＰ２１を封入してい
る。このバブラー容器２０に水素ガスなどの適当なキャ
リアガスを供給し、発生した銅原料ガスは輸送配管１６
内を輸送され、原料供給ノズル１３を介して反応容器１
０内の基板１１上に導入される。
【００１４】バブラー容器３０も、温度コントロールさ
れたオイルバス（図示せず）内に配設しており、内部に
アルミニウム化合物原料としてのＤＭＡＨ３１を封入し
ている。このバブラー容器３０に水素ガスなどの適当な
キャリアガスを供給し、発生したアルミニウム原料ガス
を輸送配管１７によって輸送する。輸送配管１７の終端
部は、導波管４０と接続しており、この導波管４０の他
端部は、反応容器１０内部に至り、原料供給ノズル１３
と基板１１との間の空隙部付近に臨んでいる。この導波
管４０の途中には、キャビティ４１を設置しており、
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を与え、このキャビティ４
１内部にブラズマ放電を発生させる。これによって、バ
ブラー容器３０で発生したアルミ原料ガスは、キャビテ
ィ４１においてブラズマ化され、活性化された状態で基
板１１上に導入される。
れたオイルバス（図示せず）内に配設しており、内部に
アルミニウム化合物原料としてのＤＭＡＨ３１を封入し
ている。このバブラー容器３０に水素ガスなどの適当な
キャリアガスを供給し、発生したアルミニウム原料ガス
を輸送配管１７によって輸送する。輸送配管１７の終端
部は、導波管４０と接続しており、この導波管４０の他
端部は、反応容器１０内部に至り、原料供給ノズル１３
と基板１１との間の空隙部付近に臨んでいる。この導波
管４０の途中には、キャビティ４１を設置しており、
２．４５ＧＨｚのマイクロ波を与え、このキャビティ４
１内部にブラズマ放電を発生させる。これによって、バ
ブラー容器３０で発生したアルミ原料ガスは、キャビテ
ィ４１においてブラズマ化され、活性化された状態で基
板１１上に導入される。
【００１５】以上のように構成するＣＶＤ装置を用い
て、Ａｌ−Ｃｕ合金薄膜の成膜を行った。バブラー容器
２０，３０に供給するキャリアガスは、水素ガスを用
い、流量調節器（図示せず）によってそれぞれ１００Ｓ
ＣＣＭに制御して流した。バブラー３０内の圧力は、５
００Ｔｏｒｒ一定に制御し、オイルバス温度は５０℃一
定とした。バブラー２０内の圧力は、１７０Ｔｏｒｒ一
定に制御し、オイルバス温度は１００℃一定とした。ま
た、反応容器１０内は、圧力を２Ｔｏｒｒ、基板１１の
温度を２２０〜２６０℃とした。
て、Ａｌ−Ｃｕ合金薄膜の成膜を行った。バブラー容器
２０，３０に供給するキャリアガスは、水素ガスを用
い、流量調節器（図示せず）によってそれぞれ１００Ｓ
ＣＣＭに制御して流した。バブラー３０内の圧力は、５
００Ｔｏｒｒ一定に制御し、オイルバス温度は５０℃一
定とした。バブラー２０内の圧力は、１７０Ｔｏｒｒ一
定に制御し、オイルバス温度は１００℃一定とした。ま
た、反応容器１０内は、圧力を２Ｔｏｒｒ、基板１１の
温度を２２０〜２６０℃とした。
【００１６】以上の条件で成膜を行った結果を表１に示
す。
す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１には、上記の装置構成において成膜し
た結果を示す。また、表１には、輸送配管１６側にも導
波管４０及びキャビティ４１を配設し、導入するいずれ
かの原料ガスにブラズマ放電を施した場合の結果を合わ
せて示す。なお、表中、“ＯＮ”，“ＯＦＦ”は、ブラ
ズマ化の有無を表している。
た結果を示す。また、表１には、輸送配管１６側にも導
波管４０及びキャビティ４１を配設し、導入するいずれ
かの原料ガスにブラズマ放電を施した場合の結果を合わ
せて示す。なお、表中、“ＯＮ”，“ＯＦＦ”は、ブラ
ズマ化の有無を表している。
【００１９】この結果より、不純物として混入するＣ濃
度及びＰ濃度が最も低いのは、熱分解温度の高いＤＭＡ
Ｈの原料ガスに対してのみプラズマ化した場合であっ
た。この場合には、Ｃ濃度とＰ濃度の双方が、０．１ｗ
ｔ％以下となり、形成された合金薄膜も、微細孔に対す
る埋め込み性が良く、また平坦性にも優れたものであっ
た。また、Ｃ濃度とＰ濃度の双方が最も高いのは、熱分
解温度の低いＣｐＣｕＴＥＰにのみブラズマ放電を施し
た場合であり、この他の場合には、Ｃ濃度、あるいはＰ
濃度に一方を低減させるのに効果があることが分かっ
た。
度及びＰ濃度が最も低いのは、熱分解温度の高いＤＭＡ
Ｈの原料ガスに対してのみプラズマ化した場合であっ
た。この場合には、Ｃ濃度とＰ濃度の双方が、０．１ｗ
ｔ％以下となり、形成された合金薄膜も、微細孔に対す
る埋め込み性が良く、また平坦性にも優れたものであっ
た。また、Ｃ濃度とＰ濃度の双方が最も高いのは、熱分
解温度の低いＣｐＣｕＴＥＰにのみブラズマ放電を施し
た場合であり、この他の場合には、Ｃ濃度、あるいはＰ
濃度に一方を低減させるのに効果があることが分かっ
た。
【００２０】本実施例では、ＤＭＡＨとＣｐＣｕＴＥＰ
の組み合わせのみを示したが、この他のアルミニウム化
合物原料及び有機金属原料を用いた場合にも、同様の結
果が得られた。
の組み合わせのみを示したが、この他のアルミニウム化
合物原料及び有機金属原料を用いた場合にも、同様の結
果が得られた。
【００２１】ここで、各実施例に適用可能な各化合物を
例示しておく。
例示しておく。
【００２２】アルミ化合物原料としては、例示した原料
のほか、ＡｌＨ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ，Ａ
ｌ（Ｃ4 Ｈ9 ）3 ，ＡｌＨ3 Ｎ（ＣＨ3 ）3 ，Ａｌ（Ｏ
Ｃ3 Ｈ7 ）3 、（ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）ＡｌＣｌ2 ，（ｎ−Ｃ
3 Ｈ7 ）2 ＡｌＣｌなどが適用できる。
のほか、ＡｌＨ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ，Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ，Ａ
ｌ（Ｃ4 Ｈ9 ）3 ，ＡｌＨ3 Ｎ（ＣＨ3 ）3 ，Ａｌ（Ｏ
Ｃ3 Ｈ7 ）3 、（ｉ−Ｃ3 Ｈ7 ）ＡｌＣｌ2 ，（ｎ−Ｃ
3 Ｈ7 ）2 ＡｌＣｌなどが適用できる。
【００２３】また、有機金属原料としては、Ｃｕ（ａｃ
ａｃ）2 ， Ｃｕ（ｈｆａｃ）2 ，Ｃ5 Ｈ5 ＣｕＰ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ，Ｃ5 Ｈ5 ＣｕＰ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 、（ｈｆａ
ｃ）ＣｕＰ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，（ｈｆａｃ）Ｃｕ（２−Ｂ
ｕｔｙｎｅ）などの銅化合物原料の他、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ
3 ）2 ）4 、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）4 などの有機金
属原料が適用可能である。
ａｃ）2 ， Ｃｕ（ｈｆａｃ）2 ，Ｃ5 Ｈ5 ＣｕＰ（Ｃ
Ｈ3 ）3 ，Ｃ5 Ｈ5 ＣｕＰ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 、（ｈｆａ
ｃ）ＣｕＰ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，（ｈｆａｃ）Ｃｕ（２−Ｂ
ｕｔｙｎｅ）などの銅化合物原料の他、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ
3 ）2 ）4 、Ｔｉ（Ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ）4 などの有機金
属原料が適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるア
ルミニウム合金薄膜の形成方法によれば、各収容体発生
した原料ガスを個々に反応容器内に導入するので、従来
のように、各原料ガスを導入前の輸送中に混合する必要
がないため、分解温度が低い原料ガスが過剰に加熱され
るおそれはなく、各原料ガスを最適な温度で供給でき
る。
ルミニウム合金薄膜の形成方法によれば、各収容体発生
した原料ガスを個々に反応容器内に導入するので、従来
のように、各原料ガスを導入前の輸送中に混合する必要
がないため、分解温度が低い原料ガスが過剰に加熱され
るおそれはなく、各原料ガスを最適な温度で供給でき
る。
【００２５】また、原料ガスのうち、少なくとも、熱分
解温度の高い一方の原料ガスをプラズマ化させた後、反
応容器内に導入するので、この熱分解温度の高い原料ガ
スの分解反応をある程度進ませた状態で被成膜基板上に
導入できるので、被成膜基板の温度を従来よりも低く設
定できる。従って、従来のように、分解温度が低い原料
ガスの分解が過剰に進むことはなく、これによって、
Ｐ、Ｃなどの不純物の混入を低減でき、埋め込み性及び
膜の平坦性が向上し、良質なアルミニウム合金薄膜を形
成することが可能となる。
解温度の高い一方の原料ガスをプラズマ化させた後、反
応容器内に導入するので、この熱分解温度の高い原料ガ
スの分解反応をある程度進ませた状態で被成膜基板上に
導入できるので、被成膜基板の温度を従来よりも低く設
定できる。従って、従来のように、分解温度が低い原料
ガスの分解が過剰に進むことはなく、これによって、
Ｐ、Ｃなどの不純物の混入を低減でき、埋め込み性及び
膜の平坦性が向上し、良質なアルミニウム合金薄膜を形
成することが可能となる。
【図１】本実施例に使用するＣＶＤ装置を示す概略構成
図である。
図である。
【図２】従来のＣＶＤ装置を示す概略構成図である。
１０…反応容器、２０…バブラー容器（収容体）、２１
…ＣｐＣｕＴＥＰ、３０…バブラー容器（収容体）、３
１…ＤＭＡＨ、４０…導波管、４１…キャビティ。
…ＣｐＣｕＴＥＰ、３０…バブラー容器（収容体）、３
１…ＤＭＡＨ、４０…導波管、４１…キャビティ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神力 博 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 山本 浩 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
Claims (3)
- 【請求項１】 各収容体内に個々に収容されたアルミニ
ウム化合物原料及び有機金属原料にキャリアガスを供給
し、それぞれ原料ガスを発生させ、この発生した各原料
ガスを個々に反応容器内に導入し、化学気相成長により
アルミニウム合金薄膜を形成するアルミニウム合金薄膜
の形成方法であって、 前記原料ガスのうち、少なくとも、熱分解温度の高い一
方の前記原料ガスをプラズマ化させた後、前記反応容器
内に導入することを特徴とするアルミニウム合金薄膜の
形成方法。 - 【請求項２】 前記アルミニウム化合物原料はジメチル
アルミニウムハイドライド（ＡｌＨ（ＣＨ3 ）2 ）であ
り、前記有機金属原料は、シクロペンタジエニル銅トリ
エチルフォスフィン（Ｃｕ（Ｃ5 Ｈ5 ）・Ｐ（Ｃ
2 Ｈ5 ）3 ）であることを特徴とする請求項１記載のア
ルミニウム合金薄膜の形成方法。 - 【請求項３】 ジメチルアルミニウムハイドライドをプ
ラズマ化させることを特徴とする請求項２記載のアルミ
ニウム合金薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10936993A JPH06326028A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | アルミニウム合金薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10936993A JPH06326028A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | アルミニウム合金薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326028A true JPH06326028A (ja) | 1994-11-25 |
Family
ID=14508497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10936993A Pending JPH06326028A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | アルミニウム合金薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06326028A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9472345B2 (en) | 2013-02-25 | 2016-10-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Aluminum precursor, method of forming a thin film and method of forming a capacitor using the same |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP10936993A patent/JPH06326028A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9472345B2 (en) | 2013-02-25 | 2016-10-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Aluminum precursor, method of forming a thin film and method of forming a capacitor using the same |
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