JPH0722320A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0722320A JPH0722320A JP16282593A JP16282593A JPH0722320A JP H0722320 A JPH0722320 A JP H0722320A JP 16282593 A JP16282593 A JP 16282593A JP 16282593 A JP16282593 A JP 16282593A JP H0722320 A JPH0722320 A JP H0722320A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板表面を有機化合物で処理することにより
有機化合物の分子を吸収させて表面の活性を一定にする
ことで、基板下地の表面依存性を解消し、成膜速度を向
上させ、基板表面のモルフォロジーを改善し、その均一
性を向上せしめんとするものである。 【構成】 半導体装置の製造を行う際、金属の化学的気
相成長において、気相成長前に基板１の表面を有機化合
物あるいはその溶液で表面処理して、成膜が均一に起こ
り、またモルフォロジーの変動が小さくなるようにす
る。
有機化合物の分子を吸収させて表面の活性を一定にする
ことで、基板下地の表面依存性を解消し、成膜速度を向
上させ、基板表面のモルフォロジーを改善し、その均一
性を向上せしめんとするものである。 【構成】 半導体装置の製造を行う際、金属の化学的気
相成長において、気相成長前に基板１の表面を有機化合
物あるいはその溶液で表面処理して、成膜が均一に起こ
り、またモルフォロジーの変動が小さくなるようにす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法、
特に半導体基体上に設けられた絶縁膜に金属をCVD によ
り堆積する方法に関するものである。
特に半導体基体上に設けられた絶縁膜に金属をCVD によ
り堆積する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、VLSIデバイスの高集積化、高密度
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、層間絶縁膜や金属膜の平
坦化技術である。
化が急速に進み、半導体加工技術はサブミクロン加工が
必須のものとなってきている。サブミクロン加工が進む
に伴って半導体基体表面の凹凸はますます激しくなり、
アスペクト比が大きくなり、この凹凸がデバイス製造上
の制約となってきている。このような問題の解決のため
に最も強く望まれているのが、層間絶縁膜や金属膜の平
坦化技術である。
【０００３】サブミクロンデバイス用の絶縁膜や金属膜
に要求される特性としては、サブミクロンオーダーのス
ペースを形成すること、および、高アスペクト比を持つ
パターンに対する優れたステップカバレージを実現する
ことなどがある。このような要求を満たす金属膜の形成
方法に適用できる金属としては、モリブデン（Mo），タ
ングステン（W ），アルミニウム（Al），銅（Cu）およ
びその合金が対象となり、これら金属を原料ガスに用い
る化学気相成長法(CVD法) が金属膜の形成方法として知
られている。また、CVD 法としてはプラズマCVD 法, 常
圧CVD 法、減圧CVD 法、加圧CVD 法、光励起CVD 法など
が従来より提案されている。
に要求される特性としては、サブミクロンオーダーのス
ペースを形成すること、および、高アスペクト比を持つ
パターンに対する優れたステップカバレージを実現する
ことなどがある。このような要求を満たす金属膜の形成
方法に適用できる金属としては、モリブデン（Mo），タ
ングステン（W ），アルミニウム（Al），銅（Cu）およ
びその合金が対象となり、これら金属を原料ガスに用い
る化学気相成長法(CVD法) が金属膜の形成方法として知
られている。また、CVD 法としてはプラズマCVD 法, 常
圧CVD 法、減圧CVD 法、加圧CVD 法、光励起CVD 法など
が従来より提案されている。
【０００４】また、金属のCVD においては、近年、比較
的低温における熱CVD によるものがそのカバレッジの良
さと、導電面への選択成長が可能であることから良く用
いられている。例えば、六フッ化タングステン（WF6 ）
の水素あるいはシラン還元によるタングステン（W ）
膜、有機アルミニウム化合物、例えばAl(C4H9)3 の水素
還元によるアルミニウム（Al）膜、銅キレートの水素還
元による銅（Cu）膜等がその例である。
的低温における熱CVD によるものがそのカバレッジの良
さと、導電面への選択成長が可能であることから良く用
いられている。例えば、六フッ化タングステン（WF6 ）
の水素あるいはシラン還元によるタングステン（W ）
膜、有機アルミニウム化合物、例えばAl(C4H9)3 の水素
還元によるアルミニウム（Al）膜、銅キレートの水素還
元による銅（Cu）膜等がその例である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、熱還元反応
は、プラズマによる成膜とは異なり、一般に基板表面の
触媒反応で進行するため、基板下地による影響を極めて
受けやすく成膜速度が異なったり、基板下地表面のモル
フォロジー（幾何学的粗さ、即ち、凹凸度）が変動した
り、選択性が崩れる等の問題が生じる。このような現象
を避けるためには、一般に、成膜温度の最適化等パラメ
ータを適切に設定して対応するような成膜条件で対処す
るしか方法がなかった。
は、プラズマによる成膜とは異なり、一般に基板表面の
触媒反応で進行するため、基板下地による影響を極めて
受けやすく成膜速度が異なったり、基板下地表面のモル
フォロジー（幾何学的粗さ、即ち、凹凸度）が変動した
り、選択性が崩れる等の問題が生じる。このような現象
を避けるためには、一般に、成膜温度の最適化等パラメ
ータを適切に設定して対応するような成膜条件で対処す
るしか方法がなかった。
【０００６】本発明の目的は、上述した欠点を除去し、
基板表面を有機化合物で処理することにより有機化合物
の分子を吸収させて表面の凹凸を一定にすることで、基
板下地の表面依存性を解消し、成膜速度を向上させ、基
板表面のモルフォロジーを改善し、その均一性を向上せ
しめ得るようにした半導体装置の製造方法を提供せんと
するにある。
基板表面を有機化合物で処理することにより有機化合物
の分子を吸収させて表面の凹凸を一定にすることで、基
板下地の表面依存性を解消し、成膜速度を向上させ、基
板表面のモルフォロジーを改善し、その均一性を向上せ
しめ得るようにした半導体装置の製造方法を提供せんと
するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明半導体装置の製造
方法は、金属の化学的気相成長において、気相成長前
に、基板表面を有機化合物あるいはその溶液で処理する
ことを特徴とする。
方法は、金属の化学的気相成長において、気相成長前
に、基板表面を有機化合物あるいはその溶液で処理する
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】金属のCVD 法としては、上記に挙げたモリブデ
ン（Mo），タングステン（W ），アルミニウム（Al），
銅（Cu）およびその合金がその主な対象である。有機化
合物の溶液による表面処理を行うことにより基板表面に
有機基が吸着されるため、表面の触媒としての活性が変
化し、成膜が均一に起こり、またモルフォロジーの変動
が小さくなる。
ン（Mo），タングステン（W ），アルミニウム（Al），
銅（Cu）およびその合金がその主な対象である。有機化
合物の溶液による表面処理を行うことにより基板表面に
有機基が吸着されるため、表面の触媒としての活性が変
化し、成膜が均一に起こり、またモルフォロジーの変動
が小さくなる。
【０００９】特に、導電面への金属の選択成長において
は、上記有機化合物分子が表面に吸着されにくいため、
選択比が大きくなり、非導電面上での堆積が非常に少な
くなる。すなわち、選択性が向上するため、異常析出に
よる不良を低減させることができる。
は、上記有機化合物分子が表面に吸着されにくいため、
選択比が大きくなり、非導電面上での堆積が非常に少な
くなる。すなわち、選択性が向上するため、異常析出に
よる不良を低減させることができる。
【００１０】適用できる金属としては、W ，Mo，Al，Cu
およびその合金が対象となる。
およびその合金が対象となる。
【００１１】有機化合物の溶液による表面処理として
は、前記有機化合物またはその水溶液または有機溶剤溶
液の塗布処理、有機化合物の蒸気を半導体ウェファに吹
き付ける蒸気処理、または半導体ウェファを有機化合物
またはその有機溶剤溶液中に浸漬する浸漬処理、あるい
は前記有機化合物またはその有機溶剤溶液の蒸気による
暴露処理、有機化合物の溶液をスプレーするスプレー処
理、シャワー処理などが挙げられるが、特に半導体ウェ
ファをスピンさせながら塗布するスピンコータを用いる
塗布処理が好適であり、そして有機化合物のシャワーに
半導体基板を通過させるカーテンフローコート処理など
も好適に使用することができる。
は、前記有機化合物またはその水溶液または有機溶剤溶
液の塗布処理、有機化合物の蒸気を半導体ウェファに吹
き付ける蒸気処理、または半導体ウェファを有機化合物
またはその有機溶剤溶液中に浸漬する浸漬処理、あるい
は前記有機化合物またはその有機溶剤溶液の蒸気による
暴露処理、有機化合物の溶液をスプレーするスプレー処
理、シャワー処理などが挙げられるが、特に半導体ウェ
ファをスピンさせながら塗布するスピンコータを用いる
塗布処理が好適であり、そして有機化合物のシャワーに
半導体基板を通過させるカーテンフローコート処理など
も好適に使用することができる。
【００１２】使用される有機化合物は、以下に挙げるも
のが用いられるが、成膜する金属膜の種類によって最適
な選択は異なってくる。一般には被吸着性の高いエタノ
ール、メタノールなどの低級アルコール類、プロパルギ
ルアルコールなどの不飽和アルコール類が主に使用され
る。
のが用いられるが、成膜する金属膜の種類によって最適
な選択は異なってくる。一般には被吸着性の高いエタノ
ール、メタノールなどの低級アルコール類、プロパルギ
ルアルコールなどの不飽和アルコール類が主に使用され
る。
【００１３】上記有機化合物としては、脂肪族飽和一価
アルコール類、脂肪族不飽和一価アルコール類、芳香族
アルコール類、脂肪族飽和多価アルコール類およびその
誘導体、アルデヒド、エーテル、ケトン・ケトアルコー
ル、カルボン酸、ニトロアルカン、アミン、アシルニト
リル、酸アミド、複素環式化合物が挙げられ、具体的に
以下のような物質を用いることができる。 脂肪族飽和一価アルコール類：メタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタノー
ル、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノー
ル、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブ
タノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサノ
ール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類：アリルアルコール、プ
ロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン−２−オ
ール芳香族アルコール類：ベンジルアルコール、フルフ
リルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体：エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノｎブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル アルデヒド：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グ
リオキザール エーテル：ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒド
ロフラン、テトラヒドロフルフリルアルコールケトン・
ケトアルコール：アセトン、２−ブタノン、ジアセトン
アルコール、γブチロラクトン、炭酸プロピレンカルボ
ン酸：ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳
酸、乳酸エチル ニトロアルカン：ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロ
プロパン、ニトロベンゼン アミン：エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピル
アミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミ
ン、アニリン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチ
ルアミン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、
トリｎプロピルアミン、トリｎブチルアミンアシルニト
リル類：アセトニトリル、プロピオノニトリル、ブチロ
ニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ベ
ンゾニトリル 酸アミド：ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物：ピリジン、キノリン、ピロール、ピペ
リジン、ピペラジン、モルホリン、２−ピロリジノン、
１−メチル−２−ピロリジノン しかし、特に低級アルコールやアセチレンアルコール類
が好適である。
アルコール類、脂肪族不飽和一価アルコール類、芳香族
アルコール類、脂肪族飽和多価アルコール類およびその
誘導体、アルデヒド、エーテル、ケトン・ケトアルコー
ル、カルボン酸、ニトロアルカン、アミン、アシルニト
リル、酸アミド、複素環式化合物が挙げられ、具体的に
以下のような物質を用いることができる。 脂肪族飽和一価アルコール類：メタノール、エタノー
ル、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノ
ール、２−メチル−１−プロパノール、２−ブタノー
ル、２−メチル−２−プロパノール、１−ペンタノー
ル、３−メチル−１−ブタノール、３−メチル−２−ブ
タノール、２−メチル−２−ブタノール、１−ヘキサノ
ール、シクロヘキサノール 脂肪族不飽和一価アルコール類：アリルアルコール、プ
ロパギルアルコール、２−メチル−３−ブチン−２−オ
ール芳香族アルコール類：ベンジルアルコール、フルフ
リルアルコール 脂肪族飽和多価アルコール類及びその誘導体：エチレン
グリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコール
モノｎブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレン
グリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール
モノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエ
ーテル アルデヒド：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グ
リオキザール エーテル：ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒド
ロフラン、テトラヒドロフルフリルアルコールケトン・
ケトアルコール：アセトン、２−ブタノン、ジアセトン
アルコール、γブチロラクトン、炭酸プロピレンカルボ
ン酸：ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、乳
酸、乳酸エチル ニトロアルカン：ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロ
プロパン、ニトロベンゼン アミン：エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピル
アミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、アリルアミ
ン、アニリン、トルイジン、エチレンジアミン、ジエチ
ルアミン、エチレンイミン、ジプロピルアミン、ジイソ
プロピルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン、
トリｎプロピルアミン、トリｎブチルアミンアシルニト
リル類：アセトニトリル、プロピオノニトリル、ブチロ
ニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ベ
ンゾニトリル 酸アミド：ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、 複素環式化合物：ピリジン、キノリン、ピロール、ピペ
リジン、ピペラジン、モルホリン、２−ピロリジノン、
１−メチル−２−ピロリジノン しかし、特に低級アルコールやアセチレンアルコール類
が好適である。
【００１４】本発明によれば膜質や埋め込み性に対する
下地表面依存性は有機化合物、あるいはその溶液による
処理で解消し、膜質が良く、埋め込み性の良い、ほぼ平
坦な金属膜を形成することができる。
下地表面依存性は有機化合物、あるいはその溶液による
処理で解消し、膜質が良く、埋め込み性の良い、ほぼ平
坦な金属膜を形成することができる。
【００１５】
【実施例】図面につき本発明の実施例を説明する。 （実施例１）６インチのシリコンウエファ１上に、プラ
ズマCVD により有機シラン系化合物としてテトラエトキ
シシランと酸素とにより厚さ5000Åのプラズマ酸化膜
（pTEOS ）２を堆積した。このウエファをスピンコータ
（図示せず）に取付け、毎分3000回転に保ちつつ３mlの
メタノールを滴下し、そのまま１分保って乾燥した。こ
れをタングステンCVD 用の成膜チャンバ（図示せず）に
搬送し、六フッ化タングステン（WF6 ）のシラン還元を
行ってタングステン（W ）の膜３を350 ℃の温度で3000
Åの厚さに堆積した。 膜厚の均一性はウエファ全体に
亘って15Å以内と極めて均質であり、且つ表面の粗度も
平均で0.03μm 以下と、鏡面に近い膜が得られた。
ズマCVD により有機シラン系化合物としてテトラエトキ
シシランと酸素とにより厚さ5000Åのプラズマ酸化膜
（pTEOS ）２を堆積した。このウエファをスピンコータ
（図示せず）に取付け、毎分3000回転に保ちつつ３mlの
メタノールを滴下し、そのまま１分保って乾燥した。こ
れをタングステンCVD 用の成膜チャンバ（図示せず）に
搬送し、六フッ化タングステン（WF6 ）のシラン還元を
行ってタングステン（W ）の膜３を350 ℃の温度で3000
Åの厚さに堆積した。 膜厚の均一性はウエファ全体に
亘って15Å以内と極めて均質であり、且つ表面の粗度も
平均で0.03μm 以下と、鏡面に近い膜が得られた。
【００１６】（比較例）下地表面をメタノールで処理し
ない点を除き、実施例１につき説明した所と同一の条件
でタングステンの膜を堆積したところ、膜厚の均一性は
ウエファ全面に亘って100 Å程度の不均質性があり、ま
た表面の粗度も平均で0.1 μm 以上となり、曇った膜で
あった。
ない点を除き、実施例１につき説明した所と同一の条件
でタングステンの膜を堆積したところ、膜厚の均一性は
ウエファ全面に亘って100 Å程度の不均質性があり、ま
た表面の粗度も平均で0.1 μm 以上となり、曇った膜で
あった。
【００１７】（実施例２）６インチのシリコンウエファ
１上に、プラズマCVD により有機シラン系化合物として
テトラエトキシシランと酸素とにより厚さ5000Åのプラ
ズマ酸化膜２を堆積した。表面処理を行うために、この
ウエファをスピンコータ（図示せず）に取付け、毎分30
00回転に保って３mlのプロパルギルアルコールを滴下
し、そのまま１分保って乾燥した。これをアルミニウム
CVD 用のチャンバ（図示せず）に搬送し、ジメチルアル
ミニウムハイドライドの水素還元によりアルミニウム
（Al）の膜３を290 ℃の温度で5000Åの厚さに堆積し
た。膜厚の均一性はウエファ全体に亘って60Å以内と均
質であり、且つ表面の粗度も平均で0.05μm 以下と、金
属光沢の鏡面の膜が得られた。
１上に、プラズマCVD により有機シラン系化合物として
テトラエトキシシランと酸素とにより厚さ5000Åのプラ
ズマ酸化膜２を堆積した。表面処理を行うために、この
ウエファをスピンコータ（図示せず）に取付け、毎分30
00回転に保って３mlのプロパルギルアルコールを滴下
し、そのまま１分保って乾燥した。これをアルミニウム
CVD 用のチャンバ（図示せず）に搬送し、ジメチルアル
ミニウムハイドライドの水素還元によりアルミニウム
（Al）の膜３を290 ℃の温度で5000Åの厚さに堆積し
た。膜厚の均一性はウエファ全体に亘って60Å以内と均
質であり、且つ表面の粗度も平均で0.05μm 以下と、金
属光沢の鏡面の膜が得られた。
【００１８】（比較例２）下地表面をプロパルギルアル
コールで処理しない点を除き、実施例２につき説明した
所と同一の条件でアルミニウムの膜を堆積したところ、
膜厚の均一性はウエファ全面に亘って150 Å程度の不均
質性があり、また表面の粗度も平均で0.4μm 以上と、
白色の膜であった。
コールで処理しない点を除き、実施例２につき説明した
所と同一の条件でアルミニウムの膜を堆積したところ、
膜厚の均一性はウエファ全面に亘って150 Å程度の不均
質性があり、また表面の粗度も平均で0.4μm 以上と、
白色の膜であった。
【００１９】（実施例３）６インチのシリコンウエファ
１上に、プラズマCVD により有機シラン系化合物として
シランと酸素とにより厚さ10000 Åのプラズマ酸化膜２
を堆積した。表面処理を行うために、このウエファをス
ピンコータ（図示せず）に取付け、毎分3000回転に保ち
つつ３mlのメタクリルアルコールを滴下し、そのまま３
分保って乾燥した。これをMO（有機金属）−CVD 装置の
チャンバ（図示せず）に搬送し、ビス（ヘキサフロロア
セチルアセトナト）銅（II）の水素還元により銅（Cu）
の膜３を300 ℃の温度で5000Åの厚さに堆積した。膜厚
の均一性はウエファ全体に亘って20Å以内と極めて均質
であり、且つ表面の粗度も平均で0.04μm 以下と、鏡面
に近い膜が得られた。
１上に、プラズマCVD により有機シラン系化合物として
シランと酸素とにより厚さ10000 Åのプラズマ酸化膜２
を堆積した。表面処理を行うために、このウエファをス
ピンコータ（図示せず）に取付け、毎分3000回転に保ち
つつ３mlのメタクリルアルコールを滴下し、そのまま３
分保って乾燥した。これをMO（有機金属）−CVD 装置の
チャンバ（図示せず）に搬送し、ビス（ヘキサフロロア
セチルアセトナト）銅（II）の水素還元により銅（Cu）
の膜３を300 ℃の温度で5000Åの厚さに堆積した。膜厚
の均一性はウエファ全体に亘って20Å以内と極めて均質
であり、且つ表面の粗度も平均で0.04μm 以下と、鏡面
に近い膜が得られた。
【００２０】（比較例３）下地表面をメタクリルアルコ
ールで処理しない点を除き、実施例３につき説明した所
と同一の条件で銅の膜を堆積したところ、膜厚の均一性
はウエファ全面に亘って500 Å程度の不均質性があり、
また表面の粗度も平均で0.1 μm 以上と、曇った膜であ
った。
ールで処理しない点を除き、実施例３につき説明した所
と同一の条件で銅の膜を堆積したところ、膜厚の均一性
はウエファ全面に亘って500 Å程度の不均質性があり、
また表面の粗度も平均で0.1 μm 以上と、曇った膜であ
った。
【００２１】（実施例４）図２に示すように、６インチ
のシリコンウエファ１上に、有機シラン系化合物として
のシランと酸素とにより厚さ10000 Åのプラズマ酸化膜
２を堆積した。このプラズマ酸化膜２上にスパッタリン
グ法により8000Åのアルミニウム（Al）膜３と1000Åの
窒化チタン（TiN ）膜４とをこの順序で成膜した。この
上に有機シラン系化合物としてのテトラエトキシシラン
と酸素とにより厚さ5000Åのプラズマ酸化膜５を堆積し
た。このプラズマ酸化膜５にフォトリソグラフィーによ
って直径0.4 μm のビアホール６を開孔した。表面処理
を行うために、このウエファを、スピンコータ（図示せ
ず）に取付け、毎分3000回転に保ちつつ３mlの２−エト
キシエタノールを滴下し、そのまま３分保って乾燥し
た。次いで、この表面処理を施したウエファをアルミニ
ウムCVD 用の成膜チャンバ（図示せず）に搬送し、ジメ
チルアルミニウムハイドライドで水素還元を行ってアル
ミニウム（Al）の膜７を240 ℃の温度で堆積した。この
際、アルミニウム７はビアホール６の箇所にのみ選択的
に堆積し、且つこのビアホール６内は完全にアルミニウ
ムで埋込まれていた。その理由は金属の堆積が温度によ
り下地に対する選択性を有するからである。
のシリコンウエファ１上に、有機シラン系化合物として
のシランと酸素とにより厚さ10000 Åのプラズマ酸化膜
２を堆積した。このプラズマ酸化膜２上にスパッタリン
グ法により8000Åのアルミニウム（Al）膜３と1000Åの
窒化チタン（TiN ）膜４とをこの順序で成膜した。この
上に有機シラン系化合物としてのテトラエトキシシラン
と酸素とにより厚さ5000Åのプラズマ酸化膜５を堆積し
た。このプラズマ酸化膜５にフォトリソグラフィーによ
って直径0.4 μm のビアホール６を開孔した。表面処理
を行うために、このウエファを、スピンコータ（図示せ
ず）に取付け、毎分3000回転に保ちつつ３mlの２−エト
キシエタノールを滴下し、そのまま３分保って乾燥し
た。次いで、この表面処理を施したウエファをアルミニ
ウムCVD 用の成膜チャンバ（図示せず）に搬送し、ジメ
チルアルミニウムハイドライドで水素還元を行ってアル
ミニウム（Al）の膜７を240 ℃の温度で堆積した。この
際、アルミニウム７はビアホール６の箇所にのみ選択的
に堆積し、且つこのビアホール６内は完全にアルミニウ
ムで埋込まれていた。その理由は金属の堆積が温度によ
り下地に対する選択性を有するからである。
【００２２】（比較例４）下地表面を２−エトキシエタ
ノールで処理しない点を除き、実施例４につき説明した
所と同一の条件でアルミニウムの膜17を堆積したとこ
ろ、およそ10箇所に１箇所の割合で埋込みが完全に行わ
れずにボイドが形成されたビアホール６があり、また絶
縁膜５上での金属アルミニウムの異常析出物が随所に観
察された。斯様に埋込みが完全に行われないでボイドが
形成される理由は、ビアホールの側壁が完全に平滑でな
く欠陥がある場合に、本発明による表面処理が施されて
いないと、金属がまず最初にこの欠陥に堆積し始めてビ
アホールを塞ぎ、ホール底部に金属が堆積されなくなる
からである。逆に本発明による表面処理を施すと、かか
る欠陥が隠されてビアホール側壁面が平滑になり、金属
はホール底面から堆積するようになる。
ノールで処理しない点を除き、実施例４につき説明した
所と同一の条件でアルミニウムの膜17を堆積したとこ
ろ、およそ10箇所に１箇所の割合で埋込みが完全に行わ
れずにボイドが形成されたビアホール６があり、また絶
縁膜５上での金属アルミニウムの異常析出物が随所に観
察された。斯様に埋込みが完全に行われないでボイドが
形成される理由は、ビアホールの側壁が完全に平滑でな
く欠陥がある場合に、本発明による表面処理が施されて
いないと、金属がまず最初にこの欠陥に堆積し始めてビ
アホールを塞ぎ、ホール底部に金属が堆積されなくなる
からである。逆に本発明による表面処理を施すと、かか
る欠陥が隠されてビアホール側壁面が平滑になり、金属
はホール底面から堆積するようになる。
【００２３】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、金属の
CVD として、Mo，W , Al，Cuおよびその合金をその主な
対象とし有機化合物の溶液による表面処理を行い、これ
により、表面に有機基が吸着されるため、表面の触媒と
しての活性が変化し、成膜が均一に起こり、またモルフ
ォロジーの変動が小さくなる効果がある。特に、導電面
への金属の選択成長においては、上記有機化合物分子が
表面に吸着されにくいため、選択比が大きくなり、非導
電面上での堆積が非常に少なくなる効果がある。
CVD として、Mo，W , Al，Cuおよびその合金をその主な
対象とし有機化合物の溶液による表面処理を行い、これ
により、表面に有機基が吸着されるため、表面の触媒と
しての活性が変化し、成膜が均一に起こり、またモルフ
ォロジーの変動が小さくなる効果がある。特に、導電面
への金属の選択成長においては、上記有機化合物分子が
表面に吸着されにくいため、選択比が大きくなり、非導
電面上での堆積が非常に少なくなる効果がある。
【図１】本発明による半導体装置の製造方法によって形
成した半導体装置の製造工程を示す断面図である。
成した半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２】本発明による半導体装置の製造方法によって形
成した半導体装置の製造工程を示す断面図である。
成した半導体装置の製造工程を示す断面図である。
１ ウエファ ２ プラズマ−TEOS CVD絶縁膜 ３ 金属膜（Al,W,Cu ） ４ TiN 膜 ５ プラズマ−TEOS CVD絶縁膜 ６ ビアホール ７ アルミニウム
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体装置の製造に当たり、金属の化学
的気相成長において、気相成長前に基板表面を有機化合
物あるいはその溶液で処理するようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16282593A JPH0722320A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16282593A JPH0722320A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0722320A true JPH0722320A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=15761953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16282593A Pending JPH0722320A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722320A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021174960A (ja) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 選択成膜方法 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP16282593A patent/JPH0722320A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021174960A (ja) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 選択成膜方法 |
| WO2021220696A1 (ja) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | 東京エレクトロン株式会社 | 選択成膜方法 |
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