JPH09139385A - 半導体装置の配線膜形成方法 - Google Patents

半導体装置の配線膜形成方法

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JPH09139385A
JPH09139385A JP8216348A JP21634896A JPH09139385A JP H09139385 A JPH09139385 A JP H09139385A JP 8216348 A JP8216348 A JP 8216348A JP 21634896 A JP21634896 A JP 21634896A JP H09139385 A JPH09139385 A JP H09139385A
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JP
Japan
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wiring film
temperature
semiconductor device
semiconductor substrate
forming
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Pending
Application number
JP8216348A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichikan Zen
一 煥 全
Taiso Ri
泰 相 李
Eishaku Tei
暎 錫 鄭
Hoen Cho
豊 衍 趙
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.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空蒸着機を使用して配線膜を半導体基板上
に形成する場合に、コンタクトホール部分で配線膜の陥
没を少なくし得る半導体装置の配線膜形成方法を提供す
ること。 【解決手段】 真空蒸着機の水分除去用チャンバ内で約
150〜600℃の温度、好ましくは約200℃で半導
体基板の水分除去工程(ガス除去工程、ステップS2
1)を実施したのち、水分除去用チャンバのヒータを調
節して半導体基板の冷却工程(ステップS22)を実行
し、半導体基板の温度を0〜30℃の範囲に下げた上で
半導体基板を真空蒸着機の蒸着用チャンバ内に移し、配
線膜の蒸着(ステップS23)を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空蒸着機を使用
して配線膜を半導体基板上に形成する半導体装置の配線
膜形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置において、金属配線膜の材質
として主に使用されるのはアルミニウムである。アルミ
ニウムは、良好な電気伝導度、SiO2 への優れた付着
力、パターン形成の容易性、高い純度およびシリコン基
板との優れた電気接触性の条件をすべて満足する。ま
た、半導体装置において、金属膜形成技術としては、主
に真空蒸着法が使用される。この真空蒸着法を使用して
配線膜を形成する場合には、真空蒸着機内でガス除去工
程が実行された後、アルミニウムの蒸着が実行される。
【0003】図6は、アルミニウムおよび真空蒸着法を
使用して半導体基板上に配線膜を形成する従来の方法を
具体的に示す。この従来の方法では、まず図6(a)に
示すように半導体基板11上に絶縁膜12を形成する。
次に、図6(b)に示すように、絶縁膜12上に感光膜
パターン13を形成する。そして、この感光膜パターン
13をマスクとして絶縁膜12をエッチングすることに
より、図6(c)に示すようにコンタクトホール14を
形成する。
【0004】しかる後、図6(d)に示すように、コン
タクトホール14を埋めて絶縁膜12上にアルミニウム
からなる配線膜15を真空蒸着法で形成するが、この
際、まず図7の工程図のステップS1で示すように、真
空蒸着機の水分除去用チャンバ内で半導体基板11の水
分除去工程(ガス除去工程)を約200℃で実行する。
その後、図7のステップS2で示すように、約25℃の
室温に調節されている真空蒸着機の蒸着用チャンバ内で
物理的蒸着法(PVD:Physical Vapor Deposition)で
配線膜15(アルミニウム)を蒸着する。しかる後、図
7のステップS3で示すように、約560℃の温度で熱
処理するリフロー工程を実施する。
【0005】図8は、従来の他の例を示す工程図であ
る。この図8の場合は、配線膜を蒸着する場合に、まず
ステップS11で示すように真空蒸着機の水分除去用チ
ャンバ内で約350℃の温度で半導体基板の水分除去工
程(ガス除去工程)を実行する。次に、ステップS12
で示すように、コンタクトホール内の基板面自然酸化膜
を除去するためにRF(Radio Frequency)エッチバック
を実行する。その後、ステップS13で示すように、約
25℃の室温に調節されている真空蒸着機の蒸着用チャ
ンバ内で物理的蒸着法で配線膜(アルミニウム)を蒸着
する。
【0006】
【発明が解決しようする課題】しかるに、上記のような
従来の配線膜形成方法では、図7の方法により製造され
た半導体装置の構造を図9に示すように、また図8の方
法により製造された半導体装置の構造を図10に示すよ
うに、配線膜15(アルミニウム)がコンタクトホール
14部分で大きく陥没したり(図9)、極端に陥没して
コンタクトホール14部分で配線膜15の厚さTp と幅
Wp が薄くなってしまう(図10)という問題点があっ
た。これは、配線膜15を蒸着する際の真空蒸着機の蒸
着用チャンバ内の温度に原因する。以下この点を詳述す
る。
【0007】配線膜の蒸着工程が実行される際、真空蒸
着機の蒸着用チャンバ内に置かれる初めの3〜4枚の半
導体基板については、蒸着用チャンバに設定した約25
℃程度の室温のもとで蒸着が実行されるが、それ以降
は、半導体基板自体の温度によりチャンバ内の温度が約
100℃以上(図7の方法の場合)、あるいは約180
℃以上(図8の方法の場合)にも上昇してその温度の下
に蒸着工程が行われる。
【0008】すなわち、半導体基板に対しては、配線膜
の蒸着の前に約200℃(図7の場合)、あるいは約3
50℃(図8の場合)でガス除去工程が行われる。さら
に、図8の場合は、続いて約350℃でRFエッチバッ
ク工程も行われている。そして、これら工程で半導体基
板は高温となり、この後直ちに半導体基板が蒸着用チャ
ンバ内へ移送されるから、半導体基板の温度により蒸着
用チャンバ内の温度が次第に上昇するようになり、その
ため約100℃以上の温度(図7の場合)、あるいは約
180℃以上の温度(図8の場合)のもとで配線膜の蒸
着工程が実施されることになる。そして、このように高
温下で蒸着工程が実施される結果、図7の場合は図9に
示すように配線膜15がコンタクトホール14部分で大
きく陥没するようになり、次のリフロー工程を実行して
も充分なリフロー効果が得られなくなり、図8の場合は
より高温下ゆえ図10に示すように極端に配線膜15が
陥没し、コンタクトホール14部分で配線膜15の厚さ
Tp と幅Wp が薄くなり、ステップカバレージが悪化す
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、水分除去用チャンバを具備した真空蒸着
機を使用して配線膜を半導体基板上に形成する半導体装
置の配線膜形成方法において、前記水分除去用チャンバ
内で前記半導体基板のガス除去を所定の温度で実行する
工程と、前記水分除去用チャンバの設定温度を常温に下
げて前記半導体基板の温度を低下させる工程と、室温状
態となった前記半導体基板上に配線膜を蒸着する工程と
を具備することを特徴とする半導体装置の配線膜形成方
法とする。
【0010】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる半導体装置の配線膜形成方法の実施の形態を詳細に
説明する。図2は実施の形態を工程順に示す断面図、図
1は配線膜蒸着工程を詳細に示す工程図である。本発明
の実施の形態では、まず図2(a)に示すように、半導
体基板21上に絶縁膜22を形成する。次に、図2
(b)に示すように、絶縁膜22上にフォトリソ工程に
より所定の感光膜パターン23を形成する。そして、こ
の感光膜パターン23をマスクとして絶縁膜22をエッ
チングすることにより、図2(c)に示すように、絶縁
膜22にコンタクトホール24を形成する。
【0011】しかる後、このコンタクトホール24を埋
めて絶縁膜22上に図2(d)に示すようにアルミニウ
ムからなる配線膜25を真空蒸着法で形成するが、この
際、まず図1の工程図のステップS21で示すように、
真空蒸着機の水分除去用チャンバ内で半導体基板21の
水分除去工程(ガス除去工程)を150〜600℃の温
度範囲内、好ましくは約200℃の温度で実行する。そ
の後、水分除去用チャンバのヒータを調節して水分除去
用チャンバ内の温度を約0〜30℃の常温に設定するこ
とにより、図1のステップS22で示すように半導体基
板21の冷却工程を実施し、半導体基板21の温度を約
0〜30℃の範囲内に下げる。しかる後、室温状態に温
度が下がった半導体基板21を約25℃の室温に調節さ
れている真空蒸着機の蒸着用チャンバ内に移して、図1
のステップS23で示すように物理的蒸着法で配線膜2
5(アルミニウム)の蒸着を実行する。最後に、図1の
ステップS24で示すように、500〜650℃の範囲
内、好ましくは約560℃の温度で前記蒸着された配線
膜25のリフローを実施する。
【0012】このような方法によれば、配線膜25の蒸
着工程が実行される際、蒸着用チャンバ内に移送される
半導体基板21は、上述の冷却工程により一定温度に下
げられた状態なので、蒸着用チャンバ内へ半導体基板2
1が続いて移送されても、そのチャンバ内の温度は設定
された室温を続いて維持するようになる。すなわち、配
線膜25の蒸着工程は常に室温の下に行われるようにな
り、したがって、上記方法により製造された半導体装置
の構造を図3に示すように、配線膜25はコンタクトホ
ール24部分で殆ど陥没しなくなり、次のリフロー工程
でリフロー効果を大きく得ることができる。なお、上記
の製造方法において、図2(c)の段階で絶縁膜22を
マスクとしてイオン注入を行って、コンタクトホール2
4部分の半導体基板21に、配線膜25と電気的に接続
されることになる活性領域としての不純物注入領域を形
成することもできる。
【0013】図4は本発明の他の実施の形態を示す工程
図である。この他の実施の形態では、真空蒸着機を使用
して図2(d)に示すように配線膜25を半導体基板2
1上に蒸着形成する際、まず、図4のステップS31で
示すように、真空蒸着機の水分除去用チャンバ内で約3
50℃の温度で半導体基板21の水分除去工程(ガス除
去工程)を実行する。次に、ステップS32で示すよう
に、コンタクトホール24内の基板21表面の自然酸化
膜を除去するためにRFエッチバックを実行する。その
後、ステップS33で示すように、チャンバのヒータを
低温に設定して前記ガス除去工程およびRFエッチバッ
ク工程で加熱された半導体基板21の温度を約0〜30
℃の範囲内に下げる冷却工程を実施する。そして、この
後に、ステップS34で示すように、約25℃の室温に
調節されている真空蒸着機の蒸着用チャンバ内で物理的
蒸着法で配線膜25(アルミニウム)をコンタクトホー
ル24を埋めて半導体基板21上、詳しくは絶縁膜22
上に形成する。
【0014】このような方法においても、配線膜25の
蒸着工程が実行される際、蒸着用チャンバ内へ移送され
る半導体基板21は、上述の冷却工程によって一定温度
に下げられた状態なので、蒸着用チャンバ内へ半導体基
板21が続いて移送されても、そのチャンバ内の温度は
設定された室温を続いて維持するようになる。すなわ
ち、配線膜25の蒸着工程は常に室温状態で実行される
ことになり、したがってこの方法による半導体装置の構
造を図5に示すように配線膜25はコンタクトホール2
4部分で厚さTp と幅Wp が従来の方法より厚くなり、
ステップカバレージが良好となる。
【0015】
【発明の効果】このように本発明の半導体装置の配線膜
形成方法によれば、コンタクトホール部分での配線膜の
陥没を少なくしてリフロー効果を大きくとることができ
るとともに、ステップカバレージを良好とすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の配線膜形成方法の実
施の形態で行われる配線膜蒸着工程を詳細に示す工程
図。
【図2】本発明による半導体装置の配線膜形成方法の実
施の形態を工程順に示す断面図。
【図3】上記実施の形態で製造された半導体装置の構造
を示す断面図。
【図4】本発明の他の実施の形態を示す工程図。
【図5】上記他の実施の形態で製造された半導体装置の
断面図。
【図6】従来の配線膜形成方法を示す断面図。
【図7】上記従来の方法で実施される配線膜蒸着工程を
示す工程図。
【図8】従来の他の配線膜形成方法を示す工程図。
【図9】図7の従来の方法で製造された半導体装置の構
造を示す断面図。
【図10】図8の従来の方法で製造された半導体装置の
構造を示す断面図。
【符号の説明】
21 半導体基板 25 配線膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 趙 豊 衍 大韓民国京畿道城南市盆唐区書▲ヒュン▼ 洞 現代アパートメント411棟102号

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水分除去用チャンバを具備した真空蒸着
    機を使用して配線膜を半導体基板上に形成する半導体装
    置の配線膜形成方法において、 前記水分除去用チャンバ内で前記半導体基板のガス除去
    を所定の温度で実行する工程と、 前記水分除去用チャンバの設定温度を常温に下げて前記
    半導体基板の温度を低下させる工程と、 室温状態となった前記半導体基板上に配線膜を蒸着する
    工程とを具備することを特徴とする半導体装置の配線膜
    形成方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の配線膜形成
    方法において、前記蒸着工程後、500〜650℃の範
    囲内、好ましくは約560℃の温度で熱処理するリフロ
    ー工程を加えることを特徴とする半導体装置の配線膜形
    成方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置の配線膜形成
    方法において、前記ガス除去工程は、150〜600℃
    の範囲内、好ましくは約200℃の温度で実行されるこ
    とを特徴とする半導体装置の配線膜形成方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体装置の配線膜形成
    方法において、前記ガス除去工程後、半導体基板上の自
    然酸化膜を除去するためにエッチバックを実行するエッ
    チバック工程を加えることを特徴とする半導体装置の配
    線膜形成方法。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の半導体装置の配線膜形成
    方法において、前記半導体基板の温度を低下させる冷却
    工程は、ヒータを調節して前記水分除去用チャンバ内の
    温度を約0〜30℃の範囲内に設定することを特徴とす
    る半導体装置の配線膜形成方法。
JP8216348A 1995-11-06 1996-08-16 半導体装置の配線膜形成方法 Pending JPH09139385A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950039891A KR0163550B1 (ko) 1995-11-06 1995-11-06 반도체장치의 배선막 형성방법
KR1995P-39891 1995-11-06

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JPH09139385A true JPH09139385A (ja) 1997-05-27

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KR0163550B1 (ko) 1999-02-01
TW297152B (en) 1997-02-01
KR970030655A (ko) 1997-06-26

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