JPH06346240A - Formation of thin film - Google Patents
Formation of thin filmInfo
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- JPH06346240A JPH06346240A JP14087993A JP14087993A JPH06346240A JP H06346240 A JPH06346240 A JP H06346240A JP 14087993 A JP14087993 A JP 14087993A JP 14087993 A JP14087993 A JP 14087993A JP H06346240 A JPH06346240 A JP H06346240A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、化学気相成長法(CV
D法)を用いた薄膜の形成方法に関するものであり、特
に半導体装置に用いる配線に関するものである。The present invention relates to a chemical vapor deposition method (CV).
The present invention relates to a method of forming a thin film using the D method), and particularly to wiring used in a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体装置は、LSIからVLS
Iへ、さらにはULSIへとその集積度を向上させてお
り、これにともない配線の幅やコンタクトホールの径に
おける微細化が著しく進んでいる。このような技術開発
の進展において、半導体装置の配線材料として段差被覆
性に優れたCVD法で堆積したCu膜とAl膜とを熱処
理により合金化させたAl・Cu合金膜を用いる技術
(特開平3−47966等)が開示されている。またC
u膜のCVD成膜に関しては、Cuの2価の有機化合物
であるビスヘキサフルオロアセチルアセトネト・銅(C
u(hfac)2)の水和物を原料とすることにより、
無水和物を原料にする場合に比較して、成膜速度向上さ
せ、均一性や平滑性の良好な高い膜質のCu膜を得るこ
とが可能であることが報告されている(Awaya他、
1991年VLSI Technology symp
osium,p.37)。水和物を使用することにより
原料ガスの分解効率が高くなり、基板表面での核発生密
度が向上した結果であると考えられる。Al−Cu合金
膜からなる配線は、Alのみからなる配線に比べ、平坦
性、緻密性に優れ、エレクトロマイグレーションやスト
レスマイグレーションに強いという特徴を有している。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have changed from LSI to VLS.
The degree of integration has been improved to I and further to ULSI, and along with this, the miniaturization of the width of the wiring and the diameter of the contact hole has been remarkably advanced. In the progress of such technological development, a technique of using an Al / Cu alloy film obtained by alloying a Cu film deposited by a CVD method having an excellent step coverage and an Al film by heat treatment as a wiring material of a semiconductor device (Patent Document 1) 3-47966, etc.) is disclosed. Also C
Regarding the CVD film formation of the u film, bishexafluoroacetylacetonate / copper (C
By using a hydrate of u (hfac) 2) as a raw material,
It has been reported that it is possible to improve the film formation rate and obtain a Cu film of high film quality with good uniformity and smoothness as compared with the case of using an anhydrate as a raw material (Awaya et al.,
1991 VLSI Technology Symp
osium, p. 37). It is considered that this is because the use of hydrate increased the decomposition efficiency of the raw material gas and improved the nucleus generation density on the substrate surface. The wiring made of an Al—Cu alloy film has characteristics that it is superior in flatness and denseness and is resistant to electromigration and stress migration, as compared with a wiring made of only Al.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、有機A
l化合物及び有機Cu化合物を用いて合金膜を形成する
場合には、それぞれの原料ガスの分解温度等の堆積条件
が異なることやCu原料自体のCVD法による成膜速度
が遅いこと等から、成膜速度を上げることは困難であっ
た。この成膜速度を改善するため、それぞれの原料ガス
の収められたバブラ内の圧力を下げたり、キャリアガス
流量を増やすことにより対処することも可能であるが、
これによりある程度の改善は期待できるものの、それに
も限度があった。また2価の化合物の水和物を原料にし
た場合Cu膜のCVD成膜には350℃程度の成膜温度
を必要とする。従って150−300℃程度の温度で成
膜するAlと連続して形成することは困難であり、Al
成膜後にAlとCuをそれぞれ別の反応室内で成膜する
か、もしくは同一の反応室内で成膜するためには、Al
成膜後に基板温度を、Cu成膜のための温度に変化させ
るステップが必要になる。前者の場合には複雑で高価な
成膜装置を必要とし、後者では温度変化に要する時間の
ために生産性が低下する。However, conventionally, organic A
In the case of forming an alloy film using a 1-compound and an organic Cu compound, the deposition conditions such as the decomposition temperature of each raw material gas are different, and the deposition rate of the Cu raw material itself by the CVD method is slow. It was difficult to increase the film speed. In order to improve this film forming speed, it is possible to reduce the pressure inside the bubbler containing each source gas or increase the carrier gas flow rate,
Although some improvement can be expected by this, there was a limit to that. Further, when a hydrate of a divalent compound is used as a raw material, a film forming temperature of about 350 ° C. is required for CVD film formation of a Cu film. Therefore, it is difficult to form continuously with Al that is formed at a temperature of about 150 to 300 ° C.
To form Al and Cu in separate reaction chambers after film formation, or to form films in the same reaction chamber, Al
After film formation, a step of changing the substrate temperature to a temperature for Cu film formation is required. In the former case, a complicated and expensive film forming apparatus is required, and in the latter case, productivity is lowered due to the time required for temperature change.
【0004】そこで、本発明は、このような問題点を解
決する薄膜の形成方法を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming a thin film that solves such problems.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明に係る薄膜の形成方法は、Al成分を含む
原料ガスとCu成分を含む原料ガスとを供給し、化学気
相成長法によって、所望の領域にAl層とCu層との複
数層からなる金属薄膜を形成する金属薄膜形成方法にお
いて、前記Cu成分を含む原料ガスとしては、1価の有
機Cu化合物の水和物を用いることを特徴とする。In order to solve the above problems, the thin film forming method according to the present invention supplies a source gas containing an Al component and a source gas containing a Cu component to perform chemical vapor deposition. In the metal thin film forming method of forming a metal thin film composed of a plurality of Al layers and Cu layers in a desired region by a method, a monovalent organic Cu compound hydrate is used as a source gas containing the Cu component. It is characterized by using.
【0006】[0006]
【作用】上記の方法によれば、Cu膜を形成する原料ガ
スとして、1価の有機Cu化合物の水和物を用いると、
2価の有機Cu化合物の水和物を用いた場合と同様に成
膜速度および膜質を向上することができる。その上、1
価の有機Cu化合物の水和物を使用した場合には、2価
の化合物の水和物を原料にした場合に比較して低い、1
50−250℃程度の基板温度でのCu成膜が可能であ
る。その上、1価の化合物の水和物の方が銅が金属状態
に至るまでの反応経路が短いため、炭素、酸素や弗素等
の、原料ガスに起因する不純物の残留の少ないCu膜を
容易に得ることができる。According to the above method, when a monovalent organic Cu compound hydrate is used as the source gas for forming the Cu film,
The film formation rate and film quality can be improved as in the case of using a hydrate of a divalent organic Cu compound. Besides, 1
When a hydrate of a divalent organic Cu compound is used, it is lower than that when a hydrate of a divalent compound is used as a raw material.
Cu film formation is possible at a substrate temperature of about 50 to 250 ° C. In addition, since the hydrate of a monovalent compound has a shorter reaction path until copper reaches a metal state, it is easy to form a Cu film in which impurities such as carbon, oxygen, and fluorine due to the source gas are less likely to remain. Can be obtained.
【0007】[0007]
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。なお、図面の説明において同一要素に
は同一符号を付し、重複する説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
【0008】図1及び図2に基づいて本発明の実施例に
係る半導体装置の製造方法について説明する。まず、図
1(a)に示すように、Si基板10の表面に下地絶縁
膜20を形成し、この下地絶縁膜20上にスパッタ法で
Al合金を 300ないし 800nmの膜厚に堆積させ、Al合
金膜31を形成する。次に、Al合金膜31を所定の配
線パターンに加工して下層金属配線30を形成する。配
線パターンの形成は、露光装置を用いてレジストパター
ンを形成した後、塩素系のガスを用いたRIEによって
なされる。次に、図1(b)に示すように、下層金属配
線30の形成された下地絶縁膜20上に層間絶縁膜40
を形成する。この層間絶縁膜40は、プラズマCVD法
によってSiO2 を堆積させてSiO2 膜を形成し、S
OG(Spin on Glass)を塗布してSOG
膜を形成し、必要な温度で加熱処理を行い、その後、再
びプラズマCVD法によってSiO2 を堆積させてSi
O2 膜を形成する。A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 1A, a base insulating film 20 is formed on the surface of a Si substrate 10, and an Al alloy is deposited on the base insulating film 20 to a thickness of 300 to 800 nm by a sputtering method. The alloy film 31 is formed. Next, the Al alloy film 31 is processed into a predetermined wiring pattern to form the lower layer metal wiring 30. The wiring pattern is formed by RIE using a chlorine-based gas after forming a resist pattern using an exposure device. Next, as shown in FIG. 1B, the interlayer insulating film 40 is formed on the base insulating film 20 on which the lower metal wiring 30 is formed.
To form. The interlayer insulating film 40 is formed by depositing SiO 2 by a plasma CVD method to form a SiO 2 film, and
Apply OG (Spin on Glass) to SOG
A film is formed, heat treatment is performed at a necessary temperature, and then SiO 2 is deposited again by the plasma CVD method to form Si.
An O 2 film is formed.
【0009】次に、層間絶縁膜40の上にフォトマスク
をセットし、露光装置を用いてレジストパターンを形成
した後、フッ素系のガスを用いたRIEによって図1
(c)に示すように、層間絶縁膜40にヴィア孔50を
形成する。次に、塩素系ガスを用いたプラズマエッチン
グによりヴィア孔50底部に露出した下層金属配線30
(Al合金膜)の清浄化処理を行う。この処理を行うの
は、ヴィア孔50底部に露出した下層金属配線30の表
面には、RIEを行った際及びRIEの後に大気に曝し
た際に堆積物やアルミナ膜等が付着し、これらの堆積物
やアルミナ膜はCVD法におけるAl膜もしくはCu膜
の堆積を阻害するため除去する必要があるからである。Next, a photomask is set on the interlayer insulating film 40, a resist pattern is formed by using an exposure apparatus, and then RIE using a fluorine-based gas is performed.
As shown in (c), a via hole 50 is formed in the interlayer insulating film 40. Next, the lower metal wiring 30 exposed at the bottom of the via hole 50 by plasma etching using a chlorine-based gas.
(Al alloy film) is cleaned. This process is performed because deposits, an alumina film and the like adhere to the surface of the lower layer metal wiring 30 exposed at the bottom of the via hole 50 during RIE and when exposed to the atmosphere after RIE. This is because the deposit and the alumina film must be removed because they hinder the deposition of the Al film or Cu film in the CVD method.
【0010】次に、Al原料であるDMAH(ジメチル
アルミニウムハイドライド)のガスと、水素とを原料と
する熱CVD法でヴィア孔50内にのみ選択的にAlを
堆積させることによって図2(a)に示すように、ヴィ
ア孔50内にAl層51を形成する。Next, by selectively depositing Al only in the via holes 50 by a thermal CVD method using a gas of AlH source DMAH (dimethyl aluminum hydride) and hydrogen as a source, FIG. 2A. As shown in, an Al layer 51 is formed in the via hole 50.
【0011】DMAHのほかにAl原料としては、TM
AA(トリメチルアミンアラン)、Al(CH3 )2 H
・N(CH3 )3 (トリメチルアミンジメチルアルミニ
ウムハイドライド)、DMEAA(ジメチルエチルアミ
ンアラン)、TIBA(トリイソブチルアルミニウ
ム)、TMA(トリメチルアルミニウム)、DMAHと
TMAの分子間化合物などが使用できる。In addition to DMAH, TM is used as an Al raw material.
AA (trimethylamine alane), Al (CH 3 ) 2 H
· N (CH 3) 3 (trimethylamine dimethylaluminum hydride), DMEAA (dimethylethylamine alane), TIBA (triisobutyl aluminum), TMA (trimethyl aluminum), etc. intermolecular compound of DMAH and TMA can be used.
【0012】次に、1価の有機Cu化合物であるシクワ
ペンタジエニル・トリエチルフォスフィン・銅(CpC
uTEP)の水和物であるCpCuTEP・H2 Oのガ
スと水素とを原料とする熱CVD法でヴィア孔50内に
のみ選択的にCuを堆積させることによって図2(b)
に示すように、Cu層51を形成する。なお、図面にお
いてはCu層51を明確にするためにCu層51の膜厚
は他の要素の高さに比して厚めに描かれている。水和物
ガスの供給は、水和物をバブラ容器に入れて水素等のキ
ャリアガスを通じることによっても、無水物をバブラ容
器に入れて水を含むキャリアガスを通じることによって
も行える。ただし前者の場合には、バブラ容器内の水和
物が通気時間と共に無水物に変化し、供給される水和物
ガスの濃度が低下する問題が有り、後者の方が好まし
い。一方、前者の問題の解決のためには、バブラ容器に
水和物を入れた場合にもキャリアガスに水を含ませる方
法や、通常成膜時には水を含まないキャリアガスを使用
し、定期的に水を含んだキャリアを通じ、水和状態を一
定範囲内に保つ方法が有る。Next, monovalent organic Cu compound, squiwapentadienyl triethylphosphine copper (CpC).
2 (b) by selectively depositing Cu only in the via hole 50 by a thermal CVD method using a gas of CpCuTEP.H 2 O, which is a hydrate of uTEP), and hydrogen.
As shown in, the Cu layer 51 is formed. In addition, in order to clarify the Cu layer 51 in the drawings, the film thickness of the Cu layer 51 is drawn thicker than the heights of other elements. The hydrate gas can be supplied either by putting the hydrate in a bubbler container and passing through a carrier gas such as hydrogen, or by putting the hydrate in a bubbler container and passing through a carrier gas containing water. However, in the case of the former, there is a problem that the hydrate in the bubbler container changes to an anhydride with the aeration time, and the concentration of the hydrate gas supplied decreases, and the latter is preferable. On the other hand, in order to solve the former problem, a method in which water is included in the carrier gas even when a hydrate is placed in the bubbler container, or a carrier gas that does not contain water is usually used during film formation, There is a method of keeping the hydrated state within a certain range through a carrier containing water.
【0013】Cu原料としては、CpCuTEPの水和
物の他に、シクロペンタジエニル・トリメチルフォスフ
ィン・銅(CpCuTMP)、アセチルアセトネト・ト
リメチルフォスフィン・銅((acac)CuTM
P)、アセチルアセトネト・トリエチルフォスフィン・
銅((acac)CuTEP)、トリフルオロアセチル
アセトネト・トリメチルフォスフィン・銅((tfa
c)CuTMP)、トリフルオロアセチルアセトネト・
トリエチルフォスフィン・銅((tfac)CuTE
P)、ヘキサフルオロアセチルアセトネト・トリメチル
フォスフィン・銅((hfac)CuTMP)、ヘキサ
フルオロアセチルアセトネト・トリエチルフォスフィン
・銅((hfac(CuTEP)、ヘキサフルオロアセ
チルアセトネト・シクロオクタジエン・銅((hfac
(Cu(COD))、ヘキサフルオロアセチルアセトネ
ト・ヴィニルトリメチルシラン・銅((hfac)Cu
(VTMS))、ヘキサフルオロアセチルアセトネト・
2ブチン・銅((hfac)Cu(2−butyn
e))、ヘキサフルオロアセチルアセトネト・ビストリ
メチルシリルアセチレン・銅((hfac)Cu(BT
MSA))、ヘキサフルオロアセチルアセトネト・2ペ
ンチン・銅((hfac)Cu(2−pentyn
e))など水和物が使用できる。As the Cu raw material, in addition to CpCuTEP hydrate, cyclopentadienyl trimethylphosphine copper (CpCuTMP), acetylacetonate trimethylphosphine copper ((acac) CuTM)
P), acetylacetone, triethylphosphine,
Copper ((acac) CuTEP), trifluoroacetylacetonate / trimethylphosphine / copper ((tfa
c) CuTMP), trifluoroacetylacetone
Triethylphosphine / copper ((tfac) CuTE
P), hexafluoroacetylacetone, trimethylphosphine, copper ((hfac) CuTMP), hexafluoroacetylacetonate, triethylphosphine, copper ((hfac (CuTEP), hexafluoroacetylacetonate, cyclooctadiene, copper) ((Hfac
(Cu (COD)), Hexafluoroacetylacetonate / Vinyltrimethylsilane / Copper ((hfac) Cu
(VTMS)), hexafluoroacetylacetonate
2-butyne / copper ((hfac) Cu (2-butyn)
e)), hexafluoroacetylacetone, bistrimethylsilylacetylene, copper ((hfac) Cu (BT
MSA)), hexafluoroacetylacetone, 2-pentyne, copper ((hfac) Cu (2-pentyn)
Hydrates such as e)) can be used.
【0014】このように1価の有機Cu化合物の水和物
を使用することにより、2価の有機Cu化合物の水和物
を用いた場合と同様に、平滑性や均一性の良好な高い膜
質のCu膜を、高い成膜速度で堆積することができる。
その上、2価の化合物の水和物を原料にした場合に比較
して低い、150−250℃程度の基板温度でのCu成
膜が可能である。従ってAlと同一の基板温度で成膜が
可能であり、単一の成膜層のみを持つ安価な装置を使用
して、高い生産性で、均一性や平滑性の良好な、高い膜
質のAlCu合金膜を形成することができる。さらにそ
の上、1価の化合物の水和物の方が銅が金属状態に至る
までの反応経路が短いため、2価の化合物の水和物を原
料にした場合に比較して、炭素、酸素や弗素等の、原料
ガスに起因する不純物の残留の少ないCu膜を容易に得
ることができる。従って最終的に得られるAlCu合金
膜中の不純物濃度も低くすることができる。By using the hydrate of the monovalent organic Cu compound as described above, as in the case of using the hydrate of the divalent organic Cu compound, a high film quality with good smoothness and uniformity is obtained. The Cu film can be deposited at a high film forming rate.
Moreover, Cu film formation is possible at a substrate temperature of about 150 to 250 ° C., which is lower than when a hydrate of a divalent compound is used as a raw material. Therefore, it is possible to form a film at the same substrate temperature as that of Al, and by using an inexpensive apparatus having only a single film formation layer, high productivity, good uniformity and smoothness, and high quality AlCu An alloy film can be formed. Furthermore, since the hydrate of a monovalent compound has a shorter reaction path until copper reaches a metal state, carbon and oxygen are compared to the case where a hydrate of a divalent compound is used as a raw material. It is possible to easily obtain a Cu film in which impurities such as fluorine and fluorine resulting from the source gas are less likely to remain. Therefore, the impurity concentration in the finally obtained AlCu alloy film can also be lowered.
【0015】次に、スパッタ法でAlを400ないし1
000nmの膜厚に堆積させAl合金膜を形成し、上述
した下層金属配線30を形成するときと同様の方法を用
いて、図2(c)に示すように、上層金属配線60を形
成する。Next, Al is sputtered to 400 to 1 by the sputtering method.
The upper layer metal wiring 60 is formed as shown in FIG. 2C by using the same method as that for forming the lower layer metal wiring 30 by depositing the Al alloy film to a thickness of 000 nm.
【0016】次に、上層金属配線60を形成した後、ア
ニール処理を行い金属薄膜53を構成するAl層52と
Cu層との合金化処理を行い、図2(d)に示すよう
な、金属薄膜53全体をAl−Cu合金化し、ヴィアプ
ラグ54を形成して多層配線構造の半導体装置を製造す
る。なお、このときのアニール処理は、不活性ガス雰囲
気又は真空雰囲気中でアニール温度200℃〜550℃
で行う。なお、アニール処理に要する時間はアニール温
度によって変化するため一概に特定できないが、300
℃の場合には30分程度、また、400℃の場合には1
0分以上あれば十分である。Next, after forming the upper layer metal wiring 60, an annealing treatment is performed to alloy the Al layer 52 and the Cu layer forming the metal thin film 53 with each other, and a metal as shown in FIG. The entire thin film 53 is made into an Al—Cu alloy and the via plug 54 is formed to manufacture a semiconductor device having a multilayer wiring structure. The annealing treatment at this time is performed at an annealing temperature of 200 ° C. to 550 ° C. in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere.
Done in. It should be noted that the time required for the annealing treatment cannot be generally specified because it changes depending on the annealing temperature.
About 30 minutes at ℃, 1 at 400 ℃
0 minutes or more is sufficient.
【0017】また、本発明のヴィア構造を使用した半導
体装置を完成するまでには、金属薄膜53形成後に表面
保護膜の形成や、プロセスダメージを除去するための熱
処理等が行われる。Further, until the semiconductor device using the via structure of the present invention is completed, a surface protective film is formed after the metal thin film 53 is formed, and heat treatment for removing process damage is performed.
【0018】さらに、Si基板10内および表面には拡
散層、ゲート電極等の半導体装置として必要な構造が形
成されている。下地絶縁膜20の必要な位置にはコンタ
クト孔が存在し、下層金属配線30と、拡散層もしくは
ゲート電極あるいはその他の構造とを接続するコンタク
ト構造が形成されている。金属配線等と絶縁膜との間に
は、必要に応じてTiN等を用いた反射防止膜やバリア
メタルが形成されている。また、上層金属配線60上に
さらに新たな層間絶縁膜40および金属配線をそれぞれ
1層もしくはそれ以上積層することもできる。なお、1
枚の基板にAlおよびCu膜の形成を終った状態におい
て、成膜層内にはCu原料ガス中に含まれていたH2 O
が残留している。このH2 OはAlの原料ガスと極めて
よく反応し、アルミナを生成する。従って次の基板を成
膜層に挿入する以前に、成膜層内からH2 Oを除去する
必要がある。このためには、例えば、成膜を終えた基板
を取り出した後に成膜層内にDMAHもしくはその他の
Al有機化合物ガスを供給し、残留したH2 Oをアルミ
ナ粒の形で除去し、その後に次の基板を挿入する方法が
ある。なお、本実施例では、Al層を形成した後にCu
層を形成する場合について説明したが、Cu層を形成し
た後にAl層を形成するものであってもよい。Further, structures necessary for a semiconductor device such as a diffusion layer and a gate electrode are formed in and on the surface of the Si substrate 10. A contact hole exists at a required position of the base insulating film 20, and a contact structure for connecting the lower metal wiring 30 and the diffusion layer or the gate electrode or other structure is formed. If necessary, an antireflection film or a barrier metal using TiN or the like is formed between the metal wiring and the like and the insulating film. Further, one or more new interlayer insulating film 40 and metal wiring can be laminated on the upper metal wiring 60. 1
H 2 O contained in the Cu source gas in the film formation layer in the state where the Al and Cu films have been formed on the single substrate.
Remains. This H 2 O reacts extremely well with the source gas of Al to form alumina. Therefore, it is necessary to remove H 2 O from the inside of the film forming layer before inserting the next substrate into the film forming layer. For this purpose, for example, after taking out the substrate on which film formation has been completed, DMAH or other Al organic compound gas is supplied into the film formation layer to remove the residual H 2 O in the form of alumina particles, and thereafter, There is a method of inserting the following board. In this embodiment, after forming the Al layer, Cu
The case of forming the layer has been described, but the Al layer may be formed after the Cu layer is formed.
【0019】また、本実施例のようにCu層とAl層と
はそれぞれ1層ずつ重ねるものに限らず、さらに同窓と
Al層とを堆積させて、複数のCu層と複数のAl層と
の複数層からなる金属薄膜を形成したものでもよいこと
はいうまでもない。ただし、これらの場合には、同一の
成膜層内でAlおよびCuの成膜を連続して行った場合
には、Cu原料ガスに含まれるH2 Oを完全に除去して
からAl原料ガスを層内に導入することは困難であり、
膜質が劣化する。層内に基板が装着された状態でDMA
Hもしくはその他のAl有機化合物ガスを供給すると、
残留したH2 Oとの反応で生成されたアルミナ粒が基板
上に付着しダスト発生の原因になるためこの方法による
H2 O除去は実施できないからである。従って、Al、
Cuをそれぞれの専用成膜層内で成膜することが望まし
い。なおここでは、ヴィア孔内にのみ選択的にAlCu
合金膜を堆積してプラグを形成する場合の例を示した
が、基板表面全面にAlCu合金膜を堆積し、その後所
望の配線パターンに加工する場合にも、本発明の薄膜の
形成方法は有効である。Further, the Cu layer and the Al layer are not limited to one layer each as in this embodiment, and the same window and Al layer are further deposited to form a plurality of Cu layers and a plurality of Al layers. It goes without saying that a metal thin film having a plurality of layers may be formed. However, in these cases, when the films of Al and Cu are continuously formed in the same film formation layer, H 2 O contained in the Cu source gas is completely removed before the Al source gas is removed. Is difficult to introduce in the layer,
The film quality deteriorates. DMA with the board mounted in the layer
When H or other Al organic compound gas is supplied,
This is because the alumina particles generated by the reaction with the residual H 2 O adhere to the substrate and cause dust generation, so that the H 2 O removal cannot be performed by this method. Therefore, Al,
It is desirable to form Cu in each dedicated film formation layer. Here, AlCu is selectively formed only in the via hole.
An example of depositing an alloy film to form a plug has been shown, but the method of forming a thin film of the present invention is also effective when depositing an AlCu alloy film on the entire surface of a substrate and then processing it into a desired wiring pattern. Is.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る金属薄膜の形成方法によれば、Cu膜を形成する原
料ガスとして、1価の有機Cu化合物の水和物を用いる
と均一性が高く、平滑で不純物の少ない良好な膜質のC
u膜を、高い成膜速度で、かつAlの成膜温度とほぼ等
しい低い成膜温度で形成することができる。As described above in detail, according to the method for forming a metal thin film of the present invention, when a monovalent organic Cu compound hydrate is used as a source gas for forming a Cu film, it is uniform. C with good film quality, smooth and smooth with few impurities
The u film can be formed at a high film forming rate and at a low film forming temperature which is almost equal to the film forming temperature of Al.
【0021】従って、均一性や平滑性の良好な、高い膜
質のAlCu合金膜を、安価な装置を使用して、高い生
産性で形成することができる。Therefore, it is possible to form an AlCu alloy film having high uniformity and smoothness and high film quality with high productivity by using an inexpensive apparatus.
【図1】本発明の実施例に係る半導体装置の各製造工程
を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing each manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the invention.
【図2】本発明の実施例に係る半導体装置の各製造工程
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing each manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the invention.
10…Si基板、20…下地絶縁膜、30…下層金属配
線、40…層間絶縁膜、50…ヴィア孔、51…Al
層、52…Cu層、53…金属薄膜、54…ヴィアプラ
グ、60…上層金属配線10 ... Si substrate, 20 ... Base insulating film, 30 ... Lower layer metal wiring, 40 ... Interlayer insulating film, 50 ... Via hole, 51 ... Al
Layer, 52 ... Cu layer, 53 ... Metal thin film, 54 ... Via plug, 60 ... Upper layer metal wiring
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Eiichi Kondo 1 Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi, Chiba Kawasaki Steel Corporation Technical Research Division (72) Inventor Yoyo Ota Kawasaki-cho, Chuo-ku, Chiba-shi No. 1 Kawasaki Steel Co., Ltd. Technical Research Division
Claims (1)
む原料ガスとを供給し、化学気相成長法によって、所望
の領域にAl層とCu層との複数層からなる金属薄膜を
形成する薄膜の形成方法において、 前記Cu成分を含む原料ガスとしては、1価の有機Cu
化合物の水和物を用いることを特徴とする薄膜の形成方
法。1. A source gas containing an Al component and a source gas containing a Cu component are supplied, and a metal thin film having a plurality of layers of an Al layer and a Cu layer is formed in a desired region by a chemical vapor deposition method. In the method for forming a thin film, the source gas containing the Cu component is monovalent organic Cu.
A method for forming a thin film, which comprises using a hydrate of a compound.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14087993A JPH06346240A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Formation of thin film |
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JP14087993A JPH06346240A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Formation of thin film |
Publications (1)
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JPH06346240A true JPH06346240A (en) | 1994-12-20 |
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ID=15278895
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH06346240A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6089184A (en) * | 1997-06-11 | 2000-07-18 | Tokyo Electron Limited | CVD apparatus and CVD method |
US6351026B2 (en) | 1998-09-25 | 2002-02-26 | Nec Corporation | Multilayered wiring structure and method of manufacturing the same |
JP2006066930A (en) * | 1995-01-03 | 2006-03-09 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Soft metal conductor and method of forming it |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP14087993A patent/JPH06346240A/en active Pending
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KR100341153B1 (en) * | 1998-09-25 | 2002-06-20 | 가네꼬 히사시 | Multilayered wiring structure and method of manufacturing the same |
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