JPH10125780A - 薄膜の形成方法および形成装置 - Google Patents

薄膜の形成方法および形成装置

Info

Publication number
JPH10125780A
JPH10125780A JP8276266A JP27626696A JPH10125780A JP H10125780 A JPH10125780 A JP H10125780A JP 8276266 A JP8276266 A JP 8276266A JP 27626696 A JP27626696 A JP 27626696A JP H10125780 A JPH10125780 A JP H10125780A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
thin film
forming
liquid
raw material
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.)
Granted
Application number
JP8276266A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2967734B2 (ja
Inventor
Kazumi Sugai
和己 菅井
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 JP8276266A priority Critical patent/JP2967734B2/ja
Priority to KR1019970052795A priority patent/KR100258540B1/ko
Priority to US08/951,486 priority patent/US5993546A/en
Publication of JPH10125780A publication Critical patent/JPH10125780A/ja
Priority to US09/265,692 priority patent/US6184131B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2967734B2 publication Critical patent/JP2967734B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture 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
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/288—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a liquid, e.g. electrolytic deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67115—Apparatus for thermal treatment mainly by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture 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
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • H01L21/76882—Reflowing or applying of pressure to better fill the contact hole
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/08—Spreading liquid or other fluent material by manipulating the work, e.g. tilting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • B05D1/005—Spin coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続孔を薄膜で埋め込むことによって微細な
接続孔を有する集積回路を実現し、半導体チップの面積
を縮小し、チップ単価を低減する。 【解決手段】 液体原料導入バルブ１１から液体原料供
給管４を通して液体原料を基板に塗布すると、接続孔の
上部に液体原料２４が入り込む。このとき、基板の温度
が薄膜形成室の壁の温度より低いので、液体原料は基板
上にのみ凝縮する。つづいて、加圧ガス導入バルブ１２
を開けて、水素ガスを導入し加圧すると、液体原料は接
続孔２３の底まで到達する。フラッシュランプ９および
その光を集光する反射板１０で基板に光を照射し加熱す
ると、液体原料が分解し気体の反応生成物２６が気相中
に脱離し、薄膜２７が基板上に形成され、接続孔が金属
で埋め込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置における
薄膜の形成方法および形成装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】ＬＳＩの高密度化、高速化はその設計ル
ールの微細化によって支えられてきた。ＬＳＩ製造の初
期に提案された微細化のためのルールでは、ＬＳＩの縦
方向、横方向ともに同じ縮小率で微細化することを基本
としていた。これに従うと配線を流れる電流密度が増加
し配線寿命の低下を招くなどの問題があるので、横方向
のみを縮小し、縦方向を一定にしたルールにしたがって
微細化されてきた。このようなＬＳＩの進展によって、
接続孔は孔の直径に対する深さの比（アスペクト比）が
大きくなり、これを稠密に金属で埋め込むことが必要に
なってきた。
【０００２】このような接続孔の埋め込みを目的とし
て、第１の方法として、特開平４−９９０３０号公報に
記載された配線用金属膜の形成方法がある。この方法に
よる金属膜の形成方法を図６を参照して説明する。ま
ず、図６（ａ）に示すように、シリコン基板１０１上に
絶縁膜１０２、第１の配線膜１０３、層間絶縁膜１０４
を形成する。層間絶縁膜１０４には接続孔１０５が開口
してある。つづいて、同図（ｂ）のように、金属膜１０
６を堆積する。この金属膜１０６の段差被覆性は悪いの
で、接続孔は完全に埋め込まれずに孔が開いた状態で残
る。つづいて、同図（ｃ）のようにクロムと錫の微粉末
を含むメチル系やイソプロピル系等の揮発性溶剤を主体
とする溶液を塗布して３００〜４００℃で熱処理する
と、溶剤は蒸発し低融点金属は連続した膜となり接続孔
が完全に埋め込まれる。さらに、同図（ｄ）のように全
面をエッチングして、接続孔内の低融点金属膜のみを残
して表面を平坦化し、金属膜１０６をパターニングする
ことにより、配線を形成している。
【０００３】また、同様の目的に対して、第２の方法と
して、Abstracts of Advanced Metallization for ULSI
Application 1991,p.43.に掲載された方法もある。ま
ず、図７（ａ）に示すように、絶縁膜上に接続孔が開口
されたシリコン基板１０１に、図７（ｂ）に示すように
コロイド１１０を滴下する。そして、真空下、水素雰囲
気下、またはＮＨ3 雰囲気下で４５０℃の熱処理をする
と、図７（ｃ）に示すように、ＴｉＮ膜１１１が堆積す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の二つの方法で
は、大気圧下で溶液を塗布あるいはコロイドの滴下を行
うので、微細な接続孔内に存在するガスによって接続孔
内に溶液を充填できず、結果として接続孔の埋め込みが
できないという問題があった。さらに、この方法で形成
できる金属膜は抵抗率が数１００μΩｃｍと、半導体集
積回路の配線材料であるアルミニウム膜に比べ二桁高い
値であり、配線としての機能を満たさないという問題も
あった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】接続孔が開口された絶縁
膜を有する基板を、基板設置部の温度が基板設置部以外
の温度に比べて低くなるように設定された薄膜形成室内
に設置する工程と、前記薄膜形成室を真空に排気する工
程と、液体原料を導入する工程と、前記基板表面を加圧
する工程と、基板を加熱する工程とを含む。
【０００６】本発明においては、前記基板表面を気体で
加圧することを特徴とする。この場合、前記気体が、不
活性ガス、水素、および窒素からなる群から選択された
少なくとも一または不活性ガス、水素、および窒素の混
合ガスを含むことを特徴とする。
【０００７】また、接続孔が開口された絶縁膜を有する
基板を、基板設置部の温度が基板設置部以外の温度に比
べて低くなるように設定された薄膜形成室内に設置する
工程と、前記薄膜形成室を真空に排気する工程と、液体
原料を導入する工程と、前記基板表面を所定の加圧部材
により押圧する工程と、基板を加熱する工程とを含む。
【０００８】さらに、本発明では、前記液体原料の希釈
液をスピンコーティング法により基板に接触させる。
【０００９】前記液体原料として、アルミニウム（Ａ
ｌ）とそれぞれ独立なアルキル基またはオレフィン炭化
水素（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ）と水素（Ｈ）で構成される、 Ｒ1nＡｌＨ3-n （ｎ≦３、ｎは正の整数） Ｒ1nＲ2mＡｌＨ3-n-m （ｎ，ｍ≦２、ｎ＋ｍ≦３、ｎ，
ｍは正の整数） Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 ＡｌＨ からなる群から選択された少なくとも一の構造を持つ分
子、またはこれらの分子の混合物を用いる。
【００１０】特に、アルミニウム（Ａｌ）とそれぞれ独
立なアルキル基またはオレフィン炭化水素（Ｒ1 ，Ｒ2
，Ｒ3 ）と水素（Ｈ）で構成される前記分子として、
Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ，Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ａｌ（ＣＨ3
）2 Ｈ，Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 ，Ａｌ（ｎ−Ｃ3 Ｈ7
）3 ，Ａｌ（ｎ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 ，Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）2
Ｈ，Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）2 Ｈからなる群から選択され
た少なくとも一を用いる。
【００１１】あるいは、前記液体原料として、水素化ア
ルミニウム（ＡｌＨ3 ）のアミンアダクトを用いる。
【００１２】特に、水素化アルミニウムのアミンアダク
トとして、Ｎ（ＣＨ3 ）2 （Ｃ2 Ｈ5 ）ＡｌＨ3 Ｎ（Ｃ
Ｈ3 ）2 （Ｃ2 Ｈ5 ）を用いる。
【００１３】前記液体原料の希釈液として、石油系炭化
水素の高沸点留分を用いる。特に、石油系炭化水素とし
て、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジフェニ
ルエーテル、パラフィン族、ナフテン族、芳香族からな
る群から選択された少なくとも一を用いる。
【００１４】加圧する気体が、Ｃｕ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｃ
ｏ，Ｗを含むガスである。そのガスとして、（Ｃ5 Ｈ5
）ＣｕＰ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，ＴｉＣｌ4 ，ＷＦ6 ，（Ｃ5
Ｈ5 ）ＣｕＰ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ｃｕ（ＨＦＡ）2 ，Ｃ
ｕ（ＡｃＡｃ）2 ，（ＨＦＡ）Ｃｕ（ＶＴＨＳ），Ｔｉ
［Ｎ（ＣＨ3 ）2 ］4 ，Ｔｉ［Ｎ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ］4 ，
ＴｉＣｌ4 を用いる。
【００１５】本発明の薄膜の形成装置は、基板設置部の
温度が基板設置部以外の温度に比べて低くなるような手
段と、金属を含む液体原料または該液体原料の希釈液を
基板に接触させる手段と、前記基板を気体で加圧する手
段と、基板の加熱手段と、真空排気手段とを備える。
【００１６】又は、基板設置部の温度が基板設置部以外
の温度に比べて低くなるような手段と、金属を含む液体
原料または該液体原料の希釈液を基板に接触させる手段
と、前記基板をピストンで加圧する手段と、基板の加熱
手段と、真空排気手段を備える。
【００１７】前記液体原料または前記液体原料の希釈液
を前記基板に接触させる際に前記基板を回動させる。
【００１８】本発明によれば、埋め込もうとする接続孔
を真空に排気した後、液体原料を塗布することによっ
て、微細な接続孔でもかなり底まで液体原料が到達す
る。また、基板を薄膜形成室より低い温度に設定するこ
とにより、基板上に液体原料を凝縮させ、液体の気化を
抑制しつつ、基板上で液体として存在させることが可能
となる。さらに、この液体原料を気体または加圧部材で
押し込むので、液体原料の蒸気で接続孔内に空隙ができ
たとしても、加圧によってこの空隙は消滅させることが
できる。つづいて、熱処理を行えば低抵抗の薄膜を形成
できることを新たに見いだした。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して以下に説明する。
【００２０】図１に本発明の薄膜形成装置の構成機能を
示す。本薄膜形成装置は、液体原料供給機能と、加圧機
能と、基板冷却機能と、基板加熱機能と、排気機能を有
している。
【００２１】図２に本発明の薄膜形成装置の一実施例の
断面図を示す。図において、１は薄膜形成室、２は基
板、３はＯリング、４は液体原料供給管、６はヒータ
ー、７は冷却用ガス導入口、８は冷却用ガス排気口、９
はフラッシュランプ、１０は反射板、１１は液体原料導
入バルブ、１２は加圧ガス導入バルブ、１３は排気バル
ブである。この装置の動作を、本発明の薄膜の形成方法
の第１の実施例の主要工程における半導体装置の断面を
製造工程順に模式的に示した図４とあわせて説明する。
【００２２】本実施例ではシリコン集積回路における配
線工程に適用した場合を例示する。図４（ａ）に標準的
な集積回路製作方法を用いて形成した、接続孔形成後の
構造を有する基板２を示す。図４（ａ）において、２１
は酸化シリコン膜、２２はシリコン基板、２３は接続孔
である。この基板２を薄膜形成室１の所定のＯリング３
上に設置した後、液体原料バルブ１１、加圧ガス導入バ
ルブ１２を閉じ、排気バルブ１３を開けて、薄膜形成室
内を真空排気した後、排気バルブ１３を閉じる。ヒータ
ー６で薄膜形成室の壁を加熱しながら、基板には冷却用
ガス導入口７から冷却用ガス排気口８へと窒素ガスを流
し、基板を室温に維持する。基板は、−７０℃以上室温
以下に設定し、薄膜形成室は基板より＋２０℃以上＋５
０℃以下で、液体原料の分解温度以下となるように設定
することが好ましい。尚、温度設定の仕方としては、I
基板のみを冷却する、J薄膜形成装置のみを加熱する、K
基板を冷却し、薄膜形成装置を加熱する、L 基板と薄膜
形成装置を加熱する、M 基板と薄膜形成装置を冷却す
る、の５通りが考えられるが、基板と薄膜形成装置内の
温度差を保つためにはKが最も好ましい。一般的には液
体Ｎ2による冷却、ヒータによる加熱、室温のガスフロ
ーによる室温の維持が簡単であるため、これらの組合せ
で温度差を作ることが好ましい。つづいて、液体原料導
入バルブ１１から液体原料供給管４を通して液体原料を
基板に塗布する。このとき、スピンコーティング法によ
り基板に液体原料をコーティングさせるとよい。ここで
は、液体原料としてジイソブチルアルミニウムハイドラ
イド（Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）2 Ｈ）を用いた場合を例示
する。すると、図４（ｂ）に示すように基板全面を液体
原料２４が覆い、接続孔の上部に液体原料２４が入り込
む。このとき、基板の温度が薄膜形成室の壁の温度より
低いので、ジイソブチルアルミニウムハイドライドは基
板上にのみ凝縮する。しかし、ジイソブチルアルミニウ
ムハイドライドは自己の粘性のために、接続孔の底部ま
で完全には到達しない。
【００２３】つづいて、図２の加圧ガス導入バルブ１２
を開けて、水素ガスを導入する。この時のガスの圧力は
１００ｋｇ／ｃｍ2 である。このときの集積回路の断面
を図４（ｃ）に示す。水素ガスの加圧によって、液体原
料は接続孔２３の底まで到達する。加圧ガス導入バルブ
１２と液体原料導入バルブ１１を閉め、フラッシュラン
プ９およびその光を集光する反射板１０で基板に光を照
射し加熱すると、瞬時に基板温度が４００℃まで上昇す
る。これによって、図４（ｄ）において、 式I ２（ＣＨ3 ）３Ａｌ＋３Ｈ2 →２Ａｌ＋６ＣＨ4 式J ４（ＣＨ3 ）２Ａｌ→２Ａｌ＋２（ＣＨ3 ）３Ａｌ＋２ＣＨ4 ＋Ｈ2 式K ２Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 ＋３Ｈ2 →２Ａｌ＋６（ｉ−Ｃ4 Ｈ10） で示されるように、液体原料が分解し気体の反応生成物
２６が気相中に脱離し、薄膜２７が基板上に形成され、
接続孔が金属で埋め込まれる。本実施例ではアルミニウ
ムで基板全面が覆われることになる。
【００２４】次に本発明の薄膜の形成装置の第２の実施
例について説明する。図３において、１は薄膜形成室、
２は基板、３はＯリング、４は液体原料供給管、６はヒ
ーター、７は冷却用ガス導入口、８は冷却用ガス排気
口、９はフラッシュランプ、１０は反射板、１１は液体
原料導入バルブ、１３は排気バルブ、３０はピストンで
ある。この装置の動作を、本発明の薄膜の形成方法の第
１の実施例の主要工程における半導体装置の断面を製造
工程順に模式的に示した図５とあわせて説明する。本実
施例ではシリコン集積回路における配線工程に適用した
場合を例示する。図５（ａ）に標準的な集積回路製作方
法を用いて形成した、接続孔形成後の構造を有する基板
２を示す。この基板２を薄膜形成室１の所定のＯリング
３上に設置した後、液体原料バルブ１１、加圧ガス導入
バルブ１２を閉じ、排気バルブ１３を開けて、薄膜形成
室内を真空排気した後、排気バルブ１３を閉じる。ヒー
ター６で薄膜形成室の壁を加熱しながら、基板には冷却
用ガス導入口７から冷却用ガス排気口８へと窒素ガスを
流し、基板を室温に維持する。つづいて、液体原料導入
バルブ１１から液体原料供給管４を通して液体原料を基
板に塗布する。ここでは、液体原料としてジイソブチル
アルミニウムハイドライド（Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）2
Ｈ）を用いた場合を例示する。すると、図５（ｂ）に示
すように基板全面を液体原料２４が覆い、接続孔の上部
に液体原料２４が入り込む。このとき、基板の温度が薄
膜形成室の壁の温度より低いので、ジイソブチルアルミ
ニウムハイドライドは基板上にのみ凝縮する。しかし、
ジイソブチルアルミニウムハイドライドは自己の粘性の
ために、接続孔の底部まで完全には到達しない、つづい
て、図３のピストンを基板表面に押しつけ、１００ｋｇ
／ｃｍ2 で加圧する。
【００２５】このときの集積回路の断面を図５（ｃ）に
示す。水素ガスの加圧によって、液体原料は接続孔２３
の底まで到達する。加圧ガス導入バルブ１２と液体原料
導入バルブ１１を閉め、フラッシュランプ９およびその
光を集光する反射板１０で基板に光を照射して加熱する
と、瞬時に基板温度が４００℃まで上昇する。これによ
って、図５（ｄ）に示すように、液体原料が分解し気体
の反応生成物２６が気相中に脱離し、薄膜２７が基板上
に形成され、接続孔が金属で埋め込まれる。本実施例で
はアルミニウムで基板全面が覆われることになる。
【００２６】さらに、液体原料を滴下するときに基板を
回転させると基板全面にわたって液体原料の厚さが均一
になるので、形成される薄膜の膜厚均一性を向上させる
ことができる。
【００２７】基板の加熱方法は、ここで述べた実施例で
はフラッシュランプを用いた場合を例示したが、電熱ヒ
ーター、レーザー光、赤外ランプなどを用いても同様の
効果を得ることができる。
【００２８】また、液体原料と形成できる薄膜の組み合
わせとして、ジイソブチルアルミニウムハイドライドと
アルミニウム膜の場合を示したが、前記液体原料とし
て、アルミニウム（Ａｌ）とそれぞれ独立なアルキル基
またはオレフィン炭化水素（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ）と水素
（Ｈ）で構成される、 Ｒ1nＡｌＨ3-n （ｎ≦３、ｎは正の整数） Ｒ1nＲ2mＡｌＨ3-n-m （ｎ，ｍ≦２、ｎ＋ｍ≦３、ｎ，
ｍは正の整数） Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 ＡｌＨ からなる群から選択された少なくとも一の構造を持つ分
子、またはこれらの分子の混合物を用いても同様の効果
が得られる。特に、Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ，Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5
）3 ，Ａｌ（ＣＨ3 ）2 Ｈ，Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3
，Ａｌ（ｎ−Ｃ3 Ｈ7 ）3 ，Ａｌ（ｎ−Ｃ4 Ｈ9 ）3
，Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｈ，Ａｌ（ｉ−Ｃ4 Ｈ9）2 Ｈか
らなる群から選択された少なくとも一を用いることがで
きる。
【００２９】あるいは、前記液体原料として、水素化ア
ルミニウム（ＡｌＨ3 ）のアミンアダクトを用いても同
様の効果が得られる。特に、Ｎ（ＣＨ3 ）2 （Ｃ2 Ｈ5
）ＡｌＨ3 Ｎ（ＣＨ3 ）2 （Ｃ2 Ｈ5 ）は粘性の低い
液体原料であり、液体原料に加える圧力を低下させても
同様の薄膜を形成することが可能である。
【００３０】さらに、上記のアルミニウム原料を石油系
炭化水素の高沸点留分で希釈した液体を原料として用い
ると、元のアルミニウム原料の粘性を低下させることが
できるので、より低圧力で液体原料を接続孔内に押し込
み、薄膜を形成することができる。特に、石油系炭化水
素として、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジ
フェニルエーテル、パラフィン族、ナフテン族、芳香族
からなる群から選択された少なくとも一を用いると効果
がある。
【００３１】また、形成しようとする薄膜がアルミニウ
ムである場合、加圧する気体にＣｕ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｃ
ｏ，Ｗを含むガスを用いると、形成される薄膜がアルミ
ニウムとこれらの金属の合金膜となるので、これらの薄
膜で形成される配線の寿命を大幅に改善することができ
る。特に、（Ｃ5 Ｈ5 ）ＣｕＰ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，ＴｉＣ
ｌ4 ，ＷＦ6 を用いると、Ａｌ−Ｃｕ，Ａｌ−Ｔｉ，Ａ
ｌ−Ｗ合金膜を形成することができる。
【００３２】さらに、実施例ではアルミニウム薄膜を形
成する場合を例示したが、Ｃｕ，Ａｕ，Ｔｉなどの薄膜
を形成することも可能である。
【００３３】又、Ｓｉ（ＯＨ）4 ，Ｓｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 などの材料をメタノール、アセトンなどの有機溶媒に
溶かしたものを用い、同様にして基板上に塗布した後、
４００℃まで加熱すると、ＳｉＯ2 薄膜を形成すること
ができる。
【００３４】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明の薄膜の
形成方法および形成装置を用いると、基板設置部の温度
を基板設置部以外の温度に比べて低くなるように設定す
るため、微細で高アスペクト比の接続孔内部に液体原料
が入りやすく、しかもつづく加圧工程で確実に接続孔の
底部まで液体原料を入れ込むことができ、その結果とし
て接続孔を薄膜で稠密に埋め込むことができる。これに
よって微細な接続孔を有する集積回路を実現できるの
で、半導体チップの面積を縮小し、チップ単価を低減で
きるという効果がある。さらに、元来熱処理で分解して
高純度の薄膜を形成することが可能な液体原料を用いれ
ば、低抵抗の薄膜を形成することが可能となり、半導体
集積回路の高速化を実現することが可能になるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による薄膜形成装置の実施例を示す、シ
ステムの構成図である。
【図２】図１のシステムを実現する、本発明の薄膜形成
装置の第１の実施例における、薄膜形成室と基板冷却機
能と基板加熱機能と加圧機能を含む装置の断面図であ
る。
【図３】図１のシステムを実現する、本発明の薄膜形成
装置の第１の実施例における、第２の薄膜形成室と基板
冷却機能と基板加熱機能と加圧機能を含む装置の断面図
である。
【図４】本発明の薄膜形成方法の第１の実施例におけ
る、薄膜の形成方法の主要工程における基板の断面図を
示す。
【図５】本発明の薄膜形成方法の第２の実施例におけ
る、薄膜の形成方法の主要工程における基板の断面図を
示す。
【図６】従来の第１の薄膜の形成方法の主要工程におけ
る、基板の断面を示す図である。
【図７】従来の第２の薄膜の形成方法の主要工程におけ
る、基板の断面を示す図である。
【符号の説明】
１ 薄膜形成室 ２ 基板 ３ Ｏリング ４ 液体原料供給管 ６ ヒーター ７ 冷却用ガス導入口 ８ 冷却用ガス排気口 ９ フラッシュランプ １０ 反射板 １１ 液体原料導入バルブ １２ 加圧ガス導入バルブ １３ 排気バルフ ２１ 酸化シリコン膜 ２２ シリコン基板 ２３ 接続孔 ２４ 液体原料 ２５ 加圧ガス ２６ 反応生成物 ２７ 薄膜 ３０ ピストン １０１ シリコン基板 １０２ 絶縁膜 １０３ 第１のアルミ配線 １０４ 層間絶縁膜 １０５ 接続孔 １０６ 金属膜 １０７ 低融点金属膜 １１０ コロイド １１１ ＴｉＮ膜

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板設置部の温度が前記基板設置部以外
    の温度に比べて低くなるように設定された薄膜形成室内
    に基板を設置する工程と、前記薄膜形成室を真空に排気
    する工程と、液体原料を導入する工程と、前記基板表面
    を加圧する工程と、前記基板を加熱する工程とを含む薄
    膜の形成方法。
  2. 【請求項２】 前記基板表面を気体で加圧することを特
    徴とする請求項１記載の薄膜の形成方法。
  3. 【請求項３】 前記気体が、不活性ガス、水素、および
    窒素からなる群から選択された少なくとも一または不活
    性ガス、水素、および窒素の混合ガスを含むことを特徴
    とする請求項２記載の薄膜の形成方法。
  4. 【請求項４】 前記基板表面を所定の加圧部材により加
    圧することを特徴とする請求項１記載の薄膜の形成方
    法。
  5. 【請求項５】 前記液体原料をスピンコーティング法に
    より基板に接触させることを特徴とする請求項１から４
    のいずれか一に記載の薄膜の形成方法。
  6. 【請求項６】 前記液体原料として、アルミニウム（Ａ
    ｌ）とそれぞれ独立なアルキル基またはオレフィン炭化
    水素（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ）と水素（Ｈ）で構成される、 Ｒ1nＡｌＨ3-n （ｎ≦３、ｎは正の整数） Ｒ1nＲ2mＡｌＨ3-n-m （ｎ，ｍ≦２、ｎ＋ｍ≦３、ｎ，
    ｍは正の整数） Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 ＡｌＨ からなる群から選択された少なくとも一の構造を持つ分
    子、またはこれらの分子の混合物を用いることを特徴と
    する請求項１から５記載のいずれか一に記載の薄膜の形
    成方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の薄膜の形成方法におい
    て、アルミニウム（Ａｌ）とそれぞれ独立なアルキル基
    またはオレフィン炭化水素（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3）と水素
    （Ｈ）で構成される前記分子として、Ａｌ（ＣＨ3 ）3
    ，Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）3 ，Ａｌ（ＣＨ3 ）2 Ｈ，Ａｌ
    （ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 ，Ａｌ（ｎ−Ｃ3 Ｈ7 ）3 ，Ａｌ
    （ｎ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 ，Ａｌ（Ｃ2 Ｈ5 ）2 Ｈ，Ａｌ（ｉ
    −Ｃ4 Ｈ9 ）2Ｈからなる群から選択された少なくとも
    一を用いること特徴とする薄膜の形成方法。
  8. 【請求項８】 前記液体原料として、水素化アルミニウ
    ム（ＡｌＨ3 ）のアミンアダクトを用いることを特徴と
    する請求項１から５のいずれか一に記載の薄膜の形成方
    法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の薄膜の形成方法におい
    て、水素化アルミニウムのアミンアダクトとして、Ｎ
    （ＣＨ3 ）2 （Ｃ2 Ｈ5 ）ＡｌＨ3 Ｎ（ＣＨ3 ）2 （Ｃ
    2 Ｈ5 ）を用いることを特徴とする薄膜の形成方法。
  10. 【請求項１０】 前記液体原料の希釈液として、石油系
    炭化水素の高沸点留分を用いることを特徴とする請求項
    ５から９のいずれか一に記載の薄膜の形成方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の薄膜の形成方法にお
    いて、石油系炭化水素として、アルキルベンゼン、アル
    キルナフタレン、ジフェニルエーテル、パラフィン族、
    ナフテン族、芳香族からなる群から選択された少なくと
    も一を用いることを特徴とする薄膜の形成方法。
  12. 【請求項１２】 加圧する気体が、Ｃｕ，Ｓｃ，Ｔｉ，
    Ｃｏ，Ｗを含むガスであることを特徴とする請求項６〜
    １１記載の薄膜の形成方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載のガスとして、（Ｃ5
    Ｈ5 ）ＣｕＰ（Ｃ2Ｈ5 ）3 ，ＴｉＣｌ4 ，ＷＦ6 を用
    いることを特徴とする請求項１２記載の薄膜の形成方
    法。
  14. 【請求項１４】 基板設置部の温度が基板設置部以外の
    温度に比べて低くなるような手段と、金属を含む液体原
    料または該液体原料の希釈液を基板に接触させる手段
    と、基板の加熱手段とを備えることを特徴とする薄膜の
    形成装置。
  15. 【請求項１５】 基板設置部の温度が基板設置部以外の
    温度に比べて低くなるような手段と、金属を含む液体原
    料または該液体原料の希釈液を基板に接触させる手段
    と、前記基板を加圧する手段と、前記基板の加熱手段
    と、真空排気手段を備えることを特徴とする薄膜の形成
    装置。
  16. 【請求項１６】 前記液体原料または前記液体原料の希
    釈液を前記基板に接触させる際に前記基板を回動させる
    ことを特徴とする請求項１４または１５記載の薄膜の形
    成装置。
  17. 【請求項１７】 薄膜形成室内に基板を設置する工程
    と、前記基板温度を前記薄膜形成室内よりも低くなるよ
    うに設定する工程と、前記基板上に液体原料を塗布する
    工程と、前記基板を加熱する工程とを含む薄膜の形成方
    法。
JP8276266A 1996-10-18 1996-10-18 薄膜の形成方法 Expired - Fee Related JP2967734B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8276266A JP2967734B2 (ja) 1996-10-18 1996-10-18 薄膜の形成方法
KR1019970052795A KR100258540B1 (ko) 1996-10-18 1997-10-15 공극이 없는 액체 원료층으로부터 고체 박막을형성하기 위한 방법 및 그를 이용한 박막 형성 장치
US08/951,486 US5993546A (en) 1996-10-18 1997-10-16 Apparatus for forming a solid thin film from a layer of liquid material without void
US09/265,692 US6184131B1 (en) 1996-10-18 1999-03-10 Process of forming solid thin film from layer of liquid material without void and film forming apparatus used therein

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8276266A JP2967734B2 (ja) 1996-10-18 1996-10-18 薄膜の形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10125780A true JPH10125780A (ja) 1998-05-15
JP2967734B2 JP2967734B2 (ja) 1999-10-25

Family

ID=17567050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8276266A Expired - Fee Related JP2967734B2 (ja) 1996-10-18 1996-10-18 薄膜の形成方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US5993546A (ja)
JP (1) JP2967734B2 (ja)
KR (1) KR100258540B1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1142417A (ja) * 1997-07-28 1999-02-16 Ngk Insulators Ltd 排ガス浄化システム
JP2002198372A (ja) * 2000-12-25 2002-07-12 Hitachi Ltd 半導体デバイスの製造方法および半導体デバイス
JP2004303783A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Jsr Corp 配線および電極の形成方法
WO2006077840A1 (ja) * 2005-01-19 2006-07-27 Jsr Corporation トレンチ埋め込み方法
JP2016000404A (ja) * 2006-03-28 2016-01-07 エリッヒ・タールナー マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板をコーティングするための方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9714531D0 (en) * 1997-07-11 1997-09-17 Trikon Equip Ltd Forming a layer
US6261365B1 (en) * 1998-03-20 2001-07-17 Tokyo Electron Limited Heat treatment method, heat treatment apparatus and treatment system
CA2270807A1 (en) * 1999-05-03 2000-11-03 Ibm Canada Limited-Ibm Canada Limitee Closed chamber method and apparatus for the coating of liquid films
WO2001027983A1 (fr) * 1999-10-15 2001-04-19 Ebara Corporation Procede et appareil destines a former une interconnexion
JP2001158966A (ja) * 1999-12-01 2001-06-12 Ebara Corp 金属ないし金属化合物薄膜の作製方法
TW476073B (en) * 1999-12-09 2002-02-11 Ebara Corp Solution containing metal component, method of and apparatus for forming thin metal film
TW511122B (en) * 1999-12-10 2002-11-21 Ebara Corp Method for mounting semiconductor device and structure thereof
US6743395B2 (en) 2000-03-22 2004-06-01 Ebara Corporation Composite metallic ultrafine particles and process for producing the same
US6894071B2 (en) * 2001-11-01 2005-05-17 Spectrum Pharmaceuticals, Inc. Medical compositions for intravesical treatment of bladder cancer
EP1840940B8 (de) * 2006-03-28 2014-11-26 Thallner, Erich, Dipl.-Ing. Vorrichtung und Verfahren zum Beschichten eines mikro- und/oder nanostrukturierten Struktursubstrats
WO2008097246A2 (en) * 2006-05-24 2008-08-14 Swce Extraction and detection system and method
NL2014598B1 (en) 2015-04-08 2017-01-20 Suss Microtec Lithography Gmbh Method for coating a substrate.

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6296325A (ja) * 1985-10-21 1987-05-02 Hoya Corp ゾルゲル法によるガラスの製造法
JPH01286435A (ja) * 1988-05-13 1989-11-17 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法および装置
JPH02297952A (ja) * 1989-05-12 1990-12-10 Hitachi Ltd 塗膜の形成方法および塗布装置
JPH0499030A (ja) * 1990-08-07 1992-03-31 Nec Corp 半導体装置
US5213999A (en) * 1990-09-04 1993-05-25 Delco Electronics Corporation Method of metal filled trench buried contacts
US5395649A (en) * 1992-02-04 1995-03-07 Sony Corporation Spin coating apparatus for film formation over substrate
JPH06310605A (ja) * 1993-04-21 1994-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置およびその製造方法および半導体製造装置
JP3724592B2 (ja) * 1993-07-26 2005-12-07 ハイニックス セミコンダクター アメリカ インコーポレイテッド 半導体基板の平坦化方法
US5679610A (en) * 1994-12-15 1997-10-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of planarizing a semiconductor workpiece surface
US5953629A (en) * 1995-06-09 1999-09-14 Vacuum Metallurgical Co., Ltd. Method of thin film forming on semiconductor substrate
JP2818557B2 (ja) * 1995-07-28 1998-10-30 日本電気株式会社 金属薄膜の形成方法および形成装置
US6063714A (en) * 1995-11-16 2000-05-16 Texas Instruments Incorporated Nanoporous dielectric thin film surface modification
US5885353A (en) * 1996-06-21 1999-03-23 Micron Technology, Inc. Thermal conditioning apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1142417A (ja) * 1997-07-28 1999-02-16 Ngk Insulators Ltd 排ガス浄化システム
JP2002198372A (ja) * 2000-12-25 2002-07-12 Hitachi Ltd 半導体デバイスの製造方法および半導体デバイス
JP2004303783A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Jsr Corp 配線および電極の形成方法
WO2006077840A1 (ja) * 2005-01-19 2006-07-27 Jsr Corporation トレンチ埋め込み方法
US7776766B2 (en) 2005-01-19 2010-08-17 Jsr Corporation Trench filling method
JP5093448B2 (ja) * 2005-01-19 2012-12-12 Ｊｓｒ株式会社 トレンチ埋め込み方法
JP2016000404A (ja) * 2006-03-28 2016-01-07 エリッヒ・タールナー マイクロ構造および／またはナノ構造の構造基板をコーティングするための方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6184131B1 (en) 2001-02-06
KR19980032856A (ko) 1998-07-25
JP2967734B2 (ja) 1999-10-25
US5993546A (en) 1999-11-30
KR100258540B1 (ko) 2000-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2967734B2 (ja) 薄膜の形成方法
KR100320364B1 (ko) 금속배선및그의형성방법
Doppelt Why is coordination chemistry stretching the limits of micro-electronics technology?
US4948623A (en) Method of chemical vapor deposition of copper, silver, and gold using a cyclopentadienyl/metal complex
TW434690B (en) Methods for preparing ruthenium oxide films
US6541398B2 (en) Ultralow dielectric constant material as an intralevel or interlevel dielectric in a semiconductor device and electronic device containing the same
US7074690B1 (en) Selective gap-fill process
JP5102618B2 (ja) ＳｉＣＯＨ誘電体膜を形成する方法
US5426076A (en) Dielectric deposition and cleaning process for improved gap filling and device planarization
CN100388477C (zh) 互连结构及其形成方法
US5399529A (en) Process for producing semiconductor devices
JP4812838B2 (ja) 多孔質絶縁膜の形成方法
US7999356B2 (en) Composition for film formation, insulating film, semiconductor device, and process for producing the semiconductor device
JPH09237785A (ja) 半導体装置およびその製造方法
EP0551306A1 (en) COMOS MULTILE LEVEL INTERCONNECTION DEVICES WITH THREADED GLASS (SOG).
US7101591B2 (en) Production method for copolymer film, copolymer film produced by the forming method and semiconductor device using copolymer film
JPH0982696A (ja) 半導体装置の製造方法および半導体製造装置
US6472333B2 (en) Silicon carbide cap layers for low dielectric constant silicon oxide layers
JP3574734B2 (ja) 半導体デバイスの製造方法
JPH1154504A (ja) 積層絶縁体膜の形成方法およびこれを用いた半導体装置
JP3173426B2 (ja) シリカ絶縁膜の製造方法及び半導体装置の製造方法
JP2818557B2 (ja) 金属薄膜の形成方法および形成装置
US7138333B2 (en) Process for sealing plasma-damaged, porous low-k materials
JP5074946B2 (ja) 低誘電率膜およびその成膜方法並びにその膜を用いた電子装置
JPH0453132A (ja) 金属薄膜の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990721

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070820

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080820

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090820

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees