JPH0778776A - 熱cvd方法 - Google Patents

熱cvd方法

Info

Publication number
JPH0778776A
JPH0778776A JP15318794A JP15318794A JPH0778776A JP H0778776 A JPH0778776 A JP H0778776A JP 15318794 A JP15318794 A JP 15318794A JP 15318794 A JP15318794 A JP 15318794A JP H0778776 A JPH0778776 A JP H0778776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
light
cvd
wiring
electron excitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP15318794A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumihiko Uesugi
文彦 上杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP15318794A priority Critical patent/JPH0778776A/ja
Publication of JPH0778776A publication Critical patent/JPH0778776A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Si、水素終端Si、SiO2 、およびこれ
らがパターニングされている基板上で、Al配線パター
ンを熱CVDで直接形成する。 【構成】 Al(CH3 2 Hの存在下でシンクロトロ
ン放射光を照射すると、内殻励起光の場合はCVD抑制
と保護膜の両方の作用をするAlC膜17が形成され、
価電子励起光の場合は、CVDを誘起する金属状態Al
20が形成される。このように照射する光エネルギーを
変化させることによって、熱CVDへの影響を変えるこ
とができる。内殻電子励起光の照射によって図5(a)
のように抑制膜兼保護膜17を形成し、その後図5
(b)のように価電子励起の照射によってCVD誘起膜
20を形成する。その後熱CVDを全面に行い図5
(c)のようにAl配線21を形成する。最後に内殻励
起光を全面に照射すると、保護膜としてのAlC膜17
が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱CVD中の光照射に
よってCVD反応を制御することによって、レジストレ
スで直接パターニング化された膜を成長させる熱CVD
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のLSIのAl配線パターンの形成
方法については、例えば、ジィー(S.M.Sze)に
よって書かれ、南日、川辺、長谷川によって訳された
「半導体デバイスの基礎」(産業図書刊、1987年)
の491ページから529ページにわたって詳細に記述
されている。これによると、スパッタ法やCVD法等に
よって基板全面にAl膜を成長させた後、レジスト塗布
・露光、Alのエッチング、レジストの剥離、そして最
後に、層間絶縁膜またはパシベーション膜で配線を覆っ
て終了する。また、選択的光CVD法として特開平4−
72731号公報、特開平4−273434号公報があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来法では配線形成に
要する工程数が多いために、スループットの低下が問題
になっている。特に、LSIの集積度を上げるために、
微細化と多層化が進むにつれて、この問題は顕著になっ
てきている。また、トランジスターなどの能動素子への
配線形成では、Al膜のエッチング時にダメージが入り
やすい問題もある。さらに、配線形成後の層間絶縁膜や
パシベーション膜の成膜中に配線へのダメージが生じ、
信頼性が低下することもある。
【0004】本発明の目的は、光照射を用いて基板表面
の化学的性質を変化させることで、直接パターン化され
たAl膜を熱CVDによって成長させ、レジストを用い
る工程を省くことで工程を簡素化し、スループットの低
下を防ぐことにある。また、光照射部での表面改質によ
って、パシベーション膜の形成プロセス中に配線や能動
素子へダメージが生じるのを防ぎ、信頼性の低下を防止
することも本発明の目的である。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、水素化
ジメチル金属、または水素化ジエチル金属を原料とする
熱CVD方法において、基板または原料分子の構成元素
の内殻電子を励起できるエネルギー領域の光を照射する
工程と、価電子だけを励起できるエネルギー領域の光を
照射する工程とを有し、これらの波長の異なる光を照射
する工程を連続して行うことによって、前記基板上の所
望の部分に直接熱CVDでパターン化された膜を成長さ
せることを特徴とする熱CVD方法を提供できる。
【0006】
【作用】本発明は、ジメチルアルミニウムハイドライド
(DMAH)を原料とするAlのCVDの研究で得られ
た以下の現象に基づいている。熱CVD中にシンクロト
ロン放射光(SR)を照射すると表面光化学反応によっ
て修飾層が形成されて、元の表面とは化学的な性質が変
化する。その結果、照射部・非照射部間の選択CVDが
可能になる。
【0007】清浄Si表面上では、Alの成長が抑制さ
れる。これは、照射部に形成される修飾層が、CVD反
応を制御する原子層オーダの炭化アルミニウムで構成さ
れているためであることが分かった。一方、SiO2
面は化学的に不活性なために熱CVDによるAlの成長
は困難であるが、SRの照射によってAlの成長を誘起
できる現象を見いだした。これは、CVD反応を誘起す
る原子層オーダの金属状態のアルミニウムからなる修飾
層が形成されるためであることが分かった。これらの詳
細については、本願発明者らがアプライド サーフェス
サイエンス誌(Appl.Surf.Sci.)の第
60/61巻(1992)の587ページから591ペ
ージに発表した論文に記載されている。
【0008】これらの修飾層の作用が、これらを形成す
る光化学反応を誘起する光エネルギーによって変化する
ことを見いだした。この実験では、SRの高エネルギー
光成分を逐次カットする方法で調べたので、各測定点で
はその横軸に対応する光エネルギーよりも低エネルギー
光全てが照射されている。
【0009】図1は、清浄Si表面上200℃での熱C
VDの抑制効果の大きさの光エネルギー依存性を示す図
である。この結果から、Al元素の最も浅い内殻電子準
位である2p電子、または、これよりも深い内殻電子を
励起すれば、CVD反応の抑制効果は100%であるこ
とが分かる。ところが価電子励起では、抑制の大きさは
高々10%で小さい。
【0010】図2はSiO2 表面上200℃での熱CV
Dの誘起効果の大きさの光エネルギー依存性を示す図で
ある。この結果から、誘起効果は価電子励起領域の光で
有効に発現し、内殻電子を励起できる光では抑制効果が
現れることが分かる。
【0011】このような光照射によるCVD反応の抑制
・誘起といった抑制効果が、水素終端されたSi表面上
でも存在することを見いだした。基板温度と照射する光
エネルギーを選択することによって、熱CVDが生じる
温度領域では抑制効果が発現し、熱CVD温度以下では
誘起効果が発現する。
【0012】図3は水素終端されたSi表面上300℃
での熱CVD抑制効果の光エネルギー依存性を示す図で
ある。Si元素の2p内殻電子、または、これよりも深
い内殻電子を励起すれば、CVD反応の抑制効果は10
0%であることが分かる。ところが価電子励起では抑制
は生じない。一方、図4は同じ水素終端されたSi表面
上での175℃での誘起効果の光エネルギー依存性を示
す図である。誘起効果は価電子励起領域の光で発現し、
内殻電子を励起できる光では抑制効果が現れることが分
かる。
【0013】したがって、これら光エネルギーの違いに
よるCVD反応に与える影響の差を用いることによっ
て、Si、SiO2 、水素終端Si表面、及び、これら
がパターニングされている基板上で配線用Alをレジス
トレスで直接CVDでパターニングできる。内殻電子励
起領域の光をSi表面上に照射すると炭化アルミニウム
が形成される。この層は、CVD反応に対して不活性な
だけでなく、SiO2 と同様に電気的に絶縁性を持って
おり、SiO2 よりも硬度が大きい。そのため、トラン
ジスターのソース及びドレイン領域の非配線領域をあら
かじめ炭化アルミニウムで覆っておけば、その後の各種
プロセスに対して保護膜として作用する。この工程の後
に、SiO2 上の配線領域に価電子励起領域の光を照射
すると、CVD反応が誘起されてAl配線を直接CVD
で形成できる。このようにしてトランジスター部に配線
を形成した後に、再び内殻電子励起領域の光を全面に照
射して炭化アルミニウム膜を形成すると、この膜がAl
配線上に形成するパシベーション膜形成プロセスの保護
膜となるので、Al配線にダメージが入らず、デバイス
の信頼性の向上に有効である。次の実施例でさらにこの
応用例について詳述する。
【0014】
【実施例】
(実施例1)本実施例では、MOS型FETにAl配線
を形成するプロセスを例にして、図5を参照しつつ説明
する。
【0015】図5(a)のように、マスク11の開口部
がBe窓12であるものを用いて、白色光のSR13か
ら、内殻電子励起可能なエネルギー領域、ここではAl
2p電子の束縛エネルギー以上高エネルギー光成分だけ
を取り出す。具体的には73eV以上の光を取り出す。
輝度は1013photon/cm2 ・s程度以上である。
この光の照射と、ジメチルアルミニウムハイドライド
(Al(CH3 2 H)ガスを流すことで、ソース部1
4とドレイン部15の非配線領域であるゲート酸化膜1
6側にAlC(炭化アルミニウム)膜17を形成する。
ガスの圧力は数mTorrから大気圧までの広い条件で
可能である。基板温度は150〜250℃の範囲を用い
た。この膜は熱CVDの抑制膜であると同時にこの膜の
下のソース部14とドレイン部15の保護膜としても作
用する。
【0016】次に、図5(b)のように、開口部がMg
2 窓18のマスク11を用いて白色光のSR13から
価電子励起可能なエネルギー領域の光だけ、具体的には
73eV未満で輝度1013photon/cm2 ・s以上
の光だけを取り出し、基板上に前述と同じジメチルアル
ミニウムハイドライドガスを流し、ゲート酸化膜16と
フィールド酸化膜19の所望の部分に熱CVDを誘起す
るAl膜20を形成する。これは原子層オーダの金属状
態の膜である。基板温度はAlCを堆積するのと同じ1
50〜250℃とした。照射光のエネルギーを変えるこ
とで、一種類のガスでAlCでもAlでも形成できるわ
けである。このようにして内殻電子励起光と価電子励起
光の切り替えによって、熱CVD抑制膜兼保護膜として
作用するAlC膜と熱CVDを誘起するAl膜とを直接
パターニングできる。その後、前述と同じジメチルアル
ミニウムハイドライドガスを流して全面に熱CVDを行
うことによってAl膜21を成長でき、図5(c)のよ
うにMOS型FETのAl配線を形成できる。
【0017】次に、熱CVDの最後に内殻電子励起光を
全面に照射すると、図5(d)のように、配線保護膜と
してのAlC膜17を全面に形成できるので、層間絶縁
膜やパシベーション膜をプラズマCVDで成長させる場
合でも、荷電粒子による損傷を防止できる。
【0018】(実施例2)本実施例でも、MOS型FE
TにAl配線を形成するプロセスを例にして、図6を参
照しつつ説明する。本実施例では、ソース部とドレイン
部のSi表面は水素で終端されている。水素終端方法
は、1.6%程度の希フッ酸水溶液に浸漬するか、また
は、水素原子線を照射するものである。水素終端されて
いることによって、配線形成途中の基板を大気中搬送し
ても汚染例えば酸化や大気中の有機物の付着などを防止
しやすくなり、プロセスの自由度が大きくなる。このよ
うに基板にAl配線を形成する方法は、実施例1と同様
に次のようにして可能になる。
【0019】図6(a)のように、マスク11の開口部
がBe窓12であるものを用いて、白色光のSR13か
ら、Si2p電子、または、これよりも高エネルギー側
の内殻電子を励起可能な高エネルギー光成分を取り出
す。具体的には99eV以上の光を取り出す。輝度は1
13photon/cm2 ・s程度以上である。この光の
照射と実施例1と同じAl(CH3 2 Hガスを流すこ
とで、水素終端されたソース部22と水素終端されたド
レイン部23の非配線領域であるゲート酸化膜16側に
AlC(炭化アルミニウム)膜17を形成する。ガスの
圧力は数mTorrから大気圧までの広い条件が適用で
きる。基板温度は200〜400℃である。この膜は、
図3の実験結果から分かるように、熱CVDを抑制する
作用がある。またこの膜は下の水素終端されたソース部
22と水素終端されたドレイン部23の保護膜としても
作用する。
【0020】次に、図6(b)のように、開口部がMg
2 窓18のマスク11を用いて白色光のSR13から
価電子励起可能なエネルギー領域の光だけ、具体的には
73eV未満で輝度1013photon/cm2 ・s以上
の光だけを取り出し、Al(CH3 2 Hを流して、ゲ
ート酸化膜16とフィールド酸化膜19の所望の部分に
熱CVDを誘起するAl膜20を形成する。このAl膜
は実施例1と同じく原子層オーダの膜である。基板温度
はAlC堆積時と同じにした。
【0021】このようにして内殻電子励起光と価電子励
起光の切り替えによって、熱CVD抑制膜兼保護膜とし
て作用するAlC膜と熱CVD誘起Al膜とを直接パタ
ーニングできる。その後、全面に熱CVDを行うことに
よってAl膜21を成長でき、図6(c)のようにMO
S型FETのAl配線を形成できる。
【0022】次に、熱CVDの最後に内殻電子励起光を
全面に照射すると、図6(d)のように、配線保護膜と
してのAlC膜17を全面に形成できるので、層間絶縁
膜やパシベーション膜をプラズマCVDで成長させる場
合でも、荷電粒子による損傷を防止できる。これは実施
例1と同様である。
【0023】以上述べてきた実施例ではSi、SiO
2、水素終端されたSiがパターニングされている基板
について述べたが、これ以外にもTiNやTiをはじ
め、Tiシリサイド、Wシリサイド等の表面上でも同様
のことが生じる。
【0024】また、Alの原料ガスとしてAl(C
3 2 Hを用いたが、Al(C2 52 Hを用いて
も同じ現象が生じるので、本実施例で述べたことをこの
ガスを用いても実現できる。
【0025】
【発明の効果】本発明によって、Si、水素終端された
Si、SiO2 、及びこれらがパターニングされている
基板上で、配線用Alをレジストレスで直接パターニン
グするCVD方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用の根拠になる実験結果を示す図で
ある。
【図2】本発明の作用の根拠になる他の実験結果を示す
図である。
【図3】本発明の作用の根拠になる他の実験結果を示す
図である。
【図4】本発明の作用の根拠になる他の実験結果を示す
図である。
【図5】本発明の熱CVD方法を配線形成を例にして説
明するための図である。
【図6】本発明の熱CVD方法を配線形成を例にして説
明するための図である。
【符号の説明】
11 マスク 12 Be窓 13 SR 14 ソース部 15 ドレイン部 16 ゲート酸化膜 17 AlC膜 18 MgF2 窓 19 フィールド酸化膜 20 熱CVD誘起膜 21 Al膜 22 水素終端されたソース部 23 水素終端されたドレイン部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水素化ジメチル金属、または水素化ジエチ
    ル金属を原料とする熱CVD方法において、基板または
    原料分子の構成元素の内殻電子を励起できるエネルギー
    領域の光を照射する工程と、価電子だけを励起できるエ
    ネルギー領域の光を照射する工程とを有し、これらの波
    長の異なる光を照射する工程を連続して行うことによっ
    て、前記基板上の所望の部分に直接熱CVDでパターン
    化された膜を成長させることを特徴とする熱CVD方
    法。
JP15318794A 1993-07-14 1994-07-05 熱cvd方法 Pending JPH0778776A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15318794A JPH0778776A (ja) 1993-07-14 1994-07-05 熱cvd方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17452393 1993-07-14
JP5-174523 1993-07-14
JP15318794A JPH0778776A (ja) 1993-07-14 1994-07-05 熱cvd方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0778776A true JPH0778776A (ja) 1995-03-20

Family

ID=26481900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15318794A Pending JPH0778776A (ja) 1993-07-14 1994-07-05 熱cvd方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0778776A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012156429A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Seoul Opto Devices Co Ltd 炭化アルミニウム薄膜、炭化アルミニウム薄膜を形成した半導体基板及びそれらの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04273434A (ja) * 1991-02-28 1992-09-29 Nec Corp 光cvd方法
JPH04355926A (ja) * 1991-01-10 1992-12-09 Nec Corp 熱cvd方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04355926A (ja) * 1991-01-10 1992-12-09 Nec Corp 熱cvd方法
JPH04273434A (ja) * 1991-02-28 1992-09-29 Nec Corp 光cvd方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012156429A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Seoul Opto Devices Co Ltd 炭化アルミニウム薄膜、炭化アルミニウム薄膜を形成した半導体基板及びそれらの製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63275114A (ja) 基板上に低応力耐火金属層を形成する方法
JP3318801B2 (ja) ドライエッチング方法
US6799907B2 (en) Plasma enhanced method for increasing silicon-containing photoresist selectivity
US5759745A (en) Method of using amorphous silicon as a photoresist
US5827436A (en) Method for etching aluminum metal films
JPH0778776A (ja) 熱cvd方法
JP3235549B2 (ja) 導電層形成法
EP1207550B1 (en) Method of etching and method of plasma treatment
JP3326718B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07114203B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3331787B2 (ja) シリコン量子ドットの製造方法
JP3771841B2 (ja) チタンハードマスクを用いて金の金属層をエッチングするための方法および装置
US6599841B2 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
KR100203896B1 (ko) 게이트 전극 형성방법
JP3616724B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH08274099A (ja) 配線形成法
KR100826964B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
JP2821613B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100329745B1 (ko) 알루미나를 사용한 게이트 절연막 형성방법
JPH0722417A (ja) アルミニウム配線の形成方法
JPH0661198A (ja) 薄膜素子の製造方法
JP2699950B2 (ja) 化合物半導体装置の製造方法
JP2968657B2 (ja) 熱cvd方法
JP2772416B2 (ja) 成膜方法
JPH11204410A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970826