JPH1064851A - アルミニウムフィルムの化学蒸着法 - Google Patents
アルミニウムフィルムの化学蒸着法Info
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- JPH1064851A JPH1064851A JP9086795A JP8679597A JPH1064851A JP H1064851 A JPH1064851 A JP H1064851A JP 9086795 A JP9086795 A JP 9086795A JP 8679597 A JP8679597 A JP 8679597A JP H1064851 A JPH1064851 A JP H1064851A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 半導体デバイスの製造および加工。
【解決手段】 先駆物質を通してガスを５〜３０トルの
間の処理圧力で通過させること、および前記の通過され
るガスは前記の先駆物質を通して毎分２００〜４００標
準立方センチメートルの流速を有することから成る、電
子デバイス用の半導体基板上に接点（プラグ経由）およ
び相互接続を同時に形成する方法。
間の処理圧力で通過させること、および前記の通過され
るガスは前記の先駆物質を通して毎分２００〜４００標
準立方センチメートルの流速を有することから成る、電
子デバイス用の半導体基板上に接点（プラグ経由）およ
び相互接続を同時に形成する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイスの製
造および加工に、そしてさらに具体的にはアルミニウム
フィルムの蒸着に関する。
造および加工に、そしてさらに具体的にはアルミニウム
フィルムの蒸着に関する。
【０００２】
【従来の技術】進歩したＶＬＳＩデバイスは精巧な多水
準金属被覆法を利用して性能を向上させかつ高度の機能
集積化を達成している。障壁、接点（プラグ経由）、お
よび相互接続の形成のための金属蒸着法は多水準金属被
覆を可能にする重要な手段である。接点（充填材経由）
のための従来慣用のスパッタリングしたアルミニウムの
使用は、劣悪な階段被覆範囲および劣悪な平面化のため
に制限されていた。しかし、スパッタリングしたアルミ
ニウムは相互接続を形成するために一般に使用されてい
る。
準金属被覆法を利用して性能を向上させかつ高度の機能
集積化を達成している。障壁、接点（プラグ経由）、お
よび相互接続の形成のための金属蒸着法は多水準金属被
覆を可能にする重要な手段である。接点（充填材経由）
のための従来慣用のスパッタリングしたアルミニウムの
使用は、劣悪な階段被覆範囲および劣悪な平面化のため
に制限されていた。しかし、スパッタリングしたアルミ
ニウムは相互接続を形成するために一般に使用されてい
る。
【０００３】タングステンの化学蒸着（ＣＶＤ）は、そ
の高い共形性および耐火性のために、通例として接点
（プラグ経由）として使用されているが、スパッタリン
グしたアルミニウムは相互接続の形成のために使用され
ている。
の高い共形性および耐火性のために、通例として接点
（プラグ経由）として使用されているが、スパッタリン
グしたアルミニウムは相互接続の形成のために使用され
ている。
【０００４】タングステンプラグを形成するためのブラ
ンケットエッチバック（または化学−機械的平面化）と
それに続く相互接続形成のためのアルミニウムスパッタ
リング蒸着（物理蒸着−ＰＶＤ）の工程の複雑さに加え
て（アルミニウムに比較して）より高いタングステンの
固有抵抗はタングステンプラグおよびアルミニウム相互
接続の形成を必要としない方法を所有することを望まし
くする。
ンケットエッチバック（または化学−機械的平面化）と
それに続く相互接続形成のためのアルミニウムスパッタ
リング蒸着（物理蒸着−ＰＶＤ）の工程の複雑さに加え
て（アルミニウムに比較して）より高いタングステンの
固有抵抗はタングステンプラグおよびアルミニウム相互
接続の形成を必要としない方法を所有することを望まし
くする。
【０００５】相互接続の形成のために許容できる方法
は、小丘の形成およびストレス−ボイド化を受けること
のないかつ良好な電気移動抵抗を示す円滑な、低い固有
抵抗のフィルムを提供するものでなければならない。そ
の上、プラグ充填工程は空隙を作らないものでなければ
ならないし、かつ接合漏れを増してはならない。ＣＶＤ
アルミニウムはプラグおよび相互接続の形成において使
用されることもできよう。しかし、慣用の加工技術は使
用されることができない、なぜならばそれらは接点（プ
ラグ経由）および相互接続の許容できる形成のための前
記の規準の全てを達成できないからである。例えば、慣
用のＣＶＤ技術を使用して形成されたアルミニウムフィ
ルムは多量の炭素含有物（それらはアルミニウムフィル
ムの固有抵抗を増加させる）を有する。その上、慣用の
ＣＶＤ技術を使用して形成されたアルミニウムフィルム
は、これらのフィルムの階段被覆範囲が非常に劣悪であ
るので、微細な表面起伏を適当に充填しない。またこれ
らのフィルムは非常にきめが粗くなる傾向があるので、
それは結果として粒子の間に空隙をもつ部分的プラグ充
填をもたらす。その上、厚いフィルムが要求され、そし
てそれらのフィルムが余りにきめの粗いものであると
き、それらのフィルムはパターンをつけることが難し
い。慣用のＣＶＤアルミニウム技術に伴う他の一つの問
題は、それらが低い蒸着速度を有することである。
は、小丘の形成およびストレス−ボイド化を受けること
のないかつ良好な電気移動抵抗を示す円滑な、低い固有
抵抗のフィルムを提供するものでなければならない。そ
の上、プラグ充填工程は空隙を作らないものでなければ
ならないし、かつ接合漏れを増してはならない。ＣＶＤ
アルミニウムはプラグおよび相互接続の形成において使
用されることもできよう。しかし、慣用の加工技術は使
用されることができない、なぜならばそれらは接点（プ
ラグ経由）および相互接続の許容できる形成のための前
記の規準の全てを達成できないからである。例えば、慣
用のＣＶＤ技術を使用して形成されたアルミニウムフィ
ルムは多量の炭素含有物（それらはアルミニウムフィル
ムの固有抵抗を増加させる）を有する。その上、慣用の
ＣＶＤ技術を使用して形成されたアルミニウムフィルム
は、これらのフィルムの階段被覆範囲が非常に劣悪であ
るので、微細な表面起伏を適当に充填しない。またこれ
らのフィルムは非常にきめが粗くなる傾向があるので、
それは結果として粒子の間に空隙をもつ部分的プラグ充
填をもたらす。その上、厚いフィルムが要求され、そし
てそれらのフィルムが余りにきめの粗いものであると
き、それらのフィルムはパターンをつけることが難し
い。慣用のＣＶＤアルミニウム技術に伴う他の一つの問
題は、それらが低い蒸着速度を有することである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】それ故、許容し得る蒸
着速度を有しかつ適当に接点（プラグ経由）を充填する
滑らかなフィルムを提供しながら、接点（プラグ経由）
および相互接続を形成する方法を提供することが本発明
の目的である。さらに、許容し得る固有抵抗を有しかつ
電気移動に対する許容し得る抵抗を有するプラグおよび
相互接続を提供することが本発明の目的である。
着速度を有しかつ適当に接点（プラグ経由）を充填する
滑らかなフィルムを提供しながら、接点（プラグ経由）
および相互接続を形成する方法を提供することが本発明
の目的である。さらに、許容し得る固有抵抗を有しかつ
電気移動に対する許容し得る抵抗を有するプラグおよび
相互接続を提供することが本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ポリマー誘電体との進歩
した高性能の半ミクロン以下の相互接続は４００℃以下
のプラグ充填および相互接続加工の開発および実施を不
可欠にした。ＣＶＤアルミニウムに伴う伝統的な問題
は、低い蒸着速度、厚いフィルムについての劣悪な表面
構造、不適当な電気移動抵抗、および加工室内でのアル
ミニウム先駆物質と残留ガスとの間の反応を含む。本発
明の方法は、接点（プラグ経由）および相互接続両者の
形成を容易ならしめることによりこれらの問題を克服す
るものである。さらに、同時に接点および相互接続を形
成するためのアルミニウムのＣＶＤは、本発明の方法に
より低い熱経費を用いて有効に達成されることができ
る。
した高性能の半ミクロン以下の相互接続は４００℃以下
のプラグ充填および相互接続加工の開発および実施を不
可欠にした。ＣＶＤアルミニウムに伴う伝統的な問題
は、低い蒸着速度、厚いフィルムについての劣悪な表面
構造、不適当な電気移動抵抗、および加工室内でのアル
ミニウム先駆物質と残留ガスとの間の反応を含む。本発
明の方法は、接点（プラグ経由）および相互接続両者の
形成を容易ならしめることによりこれらの問題を克服す
るものである。さらに、同時に接点および相互接続を形
成するためのアルミニウムのＣＶＤは、本発明の方法に
より低い熱経費を用いて有効に達成されることができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施態様は電子デバイ
ス用の半導体基板上に接点（プラグ経由）および相互接
続を同時に形成する方法であって、その方法は先駆物質
を通してガスを５トルと３０トルの間の処理圧力で通過
させること、および前記の通過されるガスは前記の先駆
物質を通して毎分２００〜４００標準立方センチメート
ルの流速を有することから成る。好ましくは、該ガスは
不活性ガスおよび水素から成る群より選択されるガスか
ら成る。さらに好ましくは、該ガスはＨ2 、Ｈｅおよび
Ａｒから成る群より選択される。好ましくは、該先駆物
質はＤＭＡＨ、ＴＩＢＡ、ＴＭＡＡ、ＴＥＡＡ、ＴＭ
Ａ、およびＤＥＡＣl から成る群より選択される。好ま
しくは、該処理圧力は約２５トルである。好ましくは、
該接点（プラグ経由）および相互接続はアルミニウム、
銅、およびそれらの組み合わせから成る群より選択され
る材料から成る。
ス用の半導体基板上に接点（プラグ経由）および相互接
続を同時に形成する方法であって、その方法は先駆物質
を通してガスを５トルと３０トルの間の処理圧力で通過
させること、および前記の通過されるガスは前記の先駆
物質を通して毎分２００〜４００標準立方センチメート
ルの流速を有することから成る。好ましくは、該ガスは
不活性ガスおよび水素から成る群より選択されるガスか
ら成る。さらに好ましくは、該ガスはＨ2 、Ｈｅおよび
Ａｒから成る群より選択される。好ましくは、該先駆物
質はＤＭＡＨ、ＴＩＢＡ、ＴＭＡＡ、ＴＥＡＡ、ＴＭ
Ａ、およびＤＥＡＣl から成る群より選択される。好ま
しくは、該処理圧力は約２５トルである。好ましくは、
該接点（プラグ経由）および相互接続はアルミニウム、
銅、およびそれらの組み合わせから成る群より選択され
る材料から成る。
【０００９】他の一つの実施態様において、該基板と該
接点（プラグ経由）および該相互接続の間に接着剤／ラ
イナー／障壁層が形成される。好ましくは、該接着剤／
ライナー／障壁層はＴｉＮ、Ｔｉおよびそれらのすべて
の組み合わせから成る群より選択される材料から成る。
接点（プラグ経由）および該相互接続の間に接着剤／ラ
イナー／障壁層が形成される。好ましくは、該接着剤／
ライナー／障壁層はＴｉＮ、Ｔｉおよびそれらのすべて
の組み合わせから成る群より選択される材料から成る。
【００１０】本発明の他の一つの実施態様は、半導体ウ
ェーハ上および電子デバイス用の半導体基板上に接点
（プラグ経由）および相互接続を単一工程で形成する方
法であって、前記の方法は、前記の基板を金属−有機先
駆物質にさらすことにより該基板上に接着剤／ライナー
／障壁層を形成する段階、前記の半導体ウェーハを加工
室の中に挿入し、前記加工室がある処理圧力を有する段
階、および前記の接点（プラグ経由）および相互接続を
Ａl の化学蒸着により形成し、前記のアルミニウムの化
学蒸着はキャリヤガスを２００〜４００ｓｃｃｍの流速
で第２の先駆物質を通して１０〜４０トルの前記処理圧
力で気泡通過させることにより達成される段階からな
る。好ましくは、該キャリヤガスは不活性ガスおよび水
素から成る群より選択されるガスから成る。さらに好ま
しくは、該キャリヤガスはＨ2 、ＨｅおよびＡｒから成
る群より選択される。好ましくは、該第２の先駆物質は
ＤＭＡＨ、ＴＩＢＡ、ＴＭＡＡ、ＴＥＡＡ、ＴＭＡ、お
よびＤＥＡＣl から成る群より選択される。好ましく
は、該処理圧力は約２５トルである。好ましくは、該接
着剤／ライナー／障壁層はＴｉＮ、Ｔｉおよびそれらの
すべての組み合わせから成る群より選択される材料から
成る。
ェーハ上および電子デバイス用の半導体基板上に接点
（プラグ経由）および相互接続を単一工程で形成する方
法であって、前記の方法は、前記の基板を金属−有機先
駆物質にさらすことにより該基板上に接着剤／ライナー
／障壁層を形成する段階、前記の半導体ウェーハを加工
室の中に挿入し、前記加工室がある処理圧力を有する段
階、および前記の接点（プラグ経由）および相互接続を
Ａl の化学蒸着により形成し、前記のアルミニウムの化
学蒸着はキャリヤガスを２００〜４００ｓｃｃｍの流速
で第２の先駆物質を通して１０〜４０トルの前記処理圧
力で気泡通過させることにより達成される段階からな
る。好ましくは、該キャリヤガスは不活性ガスおよび水
素から成る群より選択されるガスから成る。さらに好ま
しくは、該キャリヤガスはＨ2 、ＨｅおよびＡｒから成
る群より選択される。好ましくは、該第２の先駆物質は
ＤＭＡＨ、ＴＩＢＡ、ＴＭＡＡ、ＴＥＡＡ、ＴＭＡ、お
よびＤＥＡＣl から成る群より選択される。好ましく
は、該処理圧力は約２５トルである。好ましくは、該接
着剤／ライナー／障壁層はＴｉＮ、Ｔｉおよびそれらの
すべての組み合わせから成る群より選択される材料から
成る。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施態様を使用して形成さ
れることができる型の接点（プラグ経由）および相互接
続を例示する。図１は接点プラグを例示するが、本明細
書に関して、この種の方法がプラグ経由で形成するため
に利用されることができることは当業者には明らかであ
ろう。この点を考慮して、以下の議論は図１および接点
の形成を中心として回転するであろう。好ましくは、あ
る形のレベル間誘電体１６（好ましくは酸化物層、ガラ
ス、ＢＰＳＧ、ＰＳＧまたはその他なんらかのレベル間
誘電体）が形成されてから基板１２の上にパターンづけ
される。レベル間誘電体１６の形成とパターンづけの後
に、接着剤／ライナー／障壁層１４が任意に形成される
ことがある。該接着剤／ライナー／障壁層はＴｉＮ／Ｔ
ｉのような多層フィルムであることができる。本発明の
一実施態様を用いると、接着剤／ライナー／障壁層１４
の最上層は好ましくはウェーハを金属−有機先駆物質に
さらすことにより（好ましくは現場で）形成される。好
ましくは、接着剤／ライナー／障壁層１４の最上層はＴ
ｉＮからなり、そして３０〜１００Å程度の厚さである
ことが好ましい。そのような場合に、これは本発明の一
実施態様を用いて、ウェーハを（好ましくは窒素ガスを
金属−有機先駆物質を通して気泡通過させることによ
り）次の金属−有機先駆物質のいずれかにさらすことに
より形成される。すなわち、ＴＤＭＡＴ（テトラキス
（ジメチルアミノ）チタン）、ＴＤＥＡＴ、ＴｉＣl
4 、またはＴｉＩ4 である。実際に、これは同じ室内
でまたは同じクラスタツールの上に載せられている第２
の室の中で達成されることもできよう。もし接着剤層１
４の最上層がＣＶＤのＴｉＮから形成されているなら
ば、それは多くのぶら下がる結合を有する非常に反応性
の表面を提供し、そしてそれによりその後のアルミニウ
ム蒸着のための核形成層として働く。その結果ＣＶＤア
ルミニウムフィルムが核形成するために多くの場所（核
形成部位）が接着剤層１４の上に存在するであろう。そ
れぞれのアルミニウム粒子はこれらの核形成部位から出
発するとき、それはその方向におけるその成長をそれに
より停止させる他の一つの粒子に隣接するであろう。ア
ルミニウム粒子の大きさは核形成部位の密度の増加と共
に減少する。粒子がより小さいほどより滑らかなフィル
ムを結果としてもたらし、そしてフィルムは空隙を有す
る傾向がより少ない。しかし、もしそれらの粒子が余り
に小さいと、フィルムの電気移動抵抗は劣化する。した
がって、核形成部位の数は本発明の実施態様を用いるこ
とにより最適の滑らかさを達成しかつ空隙を減少させな
がら最適の電気移動抵抗を達成するように最適化され
る。
れることができる型の接点（プラグ経由）および相互接
続を例示する。図１は接点プラグを例示するが、本明細
書に関して、この種の方法がプラグ経由で形成するため
に利用されることができることは当業者には明らかであ
ろう。この点を考慮して、以下の議論は図１および接点
の形成を中心として回転するであろう。好ましくは、あ
る形のレベル間誘電体１６（好ましくは酸化物層、ガラ
ス、ＢＰＳＧ、ＰＳＧまたはその他なんらかのレベル間
誘電体）が形成されてから基板１２の上にパターンづけ
される。レベル間誘電体１６の形成とパターンづけの後
に、接着剤／ライナー／障壁層１４が任意に形成される
ことがある。該接着剤／ライナー／障壁層はＴｉＮ／Ｔ
ｉのような多層フィルムであることができる。本発明の
一実施態様を用いると、接着剤／ライナー／障壁層１４
の最上層は好ましくはウェーハを金属−有機先駆物質に
さらすことにより（好ましくは現場で）形成される。好
ましくは、接着剤／ライナー／障壁層１４の最上層はＴ
ｉＮからなり、そして３０〜１００Å程度の厚さである
ことが好ましい。そのような場合に、これは本発明の一
実施態様を用いて、ウェーハを（好ましくは窒素ガスを
金属−有機先駆物質を通して気泡通過させることによ
り）次の金属−有機先駆物質のいずれかにさらすことに
より形成される。すなわち、ＴＤＭＡＴ（テトラキス
（ジメチルアミノ）チタン）、ＴＤＥＡＴ、ＴｉＣl
4 、またはＴｉＩ4 である。実際に、これは同じ室内
でまたは同じクラスタツールの上に載せられている第２
の室の中で達成されることもできよう。もし接着剤層１
４の最上層がＣＶＤのＴｉＮから形成されているなら
ば、それは多くのぶら下がる結合を有する非常に反応性
の表面を提供し、そしてそれによりその後のアルミニウ
ム蒸着のための核形成層として働く。その結果ＣＶＤア
ルミニウムフィルムが核形成するために多くの場所（核
形成部位）が接着剤層１４の上に存在するであろう。そ
れぞれのアルミニウム粒子はこれらの核形成部位から出
発するとき、それはその方向におけるその成長をそれに
より停止させる他の一つの粒子に隣接するであろう。ア
ルミニウム粒子の大きさは核形成部位の密度の増加と共
に減少する。粒子がより小さいほどより滑らかなフィル
ムを結果としてもたらし、そしてフィルムは空隙を有す
る傾向がより少ない。しかし、もしそれらの粒子が余り
に小さいと、フィルムの電気移動抵抗は劣化する。した
がって、核形成部位の数は本発明の実施態様を用いるこ
とにより最適の滑らかさを達成しかつ空隙を減少させな
がら最適の電気移動抵抗を達成するように最適化され
る。
【００１２】接着剤層１４が形成された後、もしそれが
形成されるべきならば、接点（プラグ経由）１８および
相互接続２Ｏはレベル間誘電体１６に隣接して形成され
る。本発明の一実施態様において、接点（プラグ経由）
１８および相互接続２ＯはＣＶＤアルミニウムにより形
成される。この実施態様において、アルミニウムのＣＶ
Ｄはキャリヤガス（好ましくは窒素以外のいずれかの不
活性ガス、好ましくはＨ2 、Ｈｅ、またはＡｒ）を先駆
物質（好ましくはジメチルアルミニウムヒドリド‐‐Ｄ
ＭＡＨ、または次の先駆物質のいずれかを使用すること
ができる、すなわちＴＩＢＡ，ＴＭＡＡ、ＴＥＡＡ、Ｔ
ＭＡ、またはＤＥＡＣl である）を通して気泡通過させ
ることにより達成される。好ましくはこれは１５０ｍｍ
のウェーハにつき１０〜４０トル（好ましくは約２５ト
ル）の圧力で先駆物質（好ましくはＤＭＡＨ）を通るキ
ャリヤガス（好ましくはＨ2 ガス）の約２００〜４００
ｓｃｃｍの流速で達成される。より大きな基板および室
のサイズについては比例してより高い流速が必要なこと
もある。
形成されるべきならば、接点（プラグ経由）１８および
相互接続２Ｏはレベル間誘電体１６に隣接して形成され
る。本発明の一実施態様において、接点（プラグ経由）
１８および相互接続２ＯはＣＶＤアルミニウムにより形
成される。この実施態様において、アルミニウムのＣＶ
Ｄはキャリヤガス（好ましくは窒素以外のいずれかの不
活性ガス、好ましくはＨ2 、Ｈｅ、またはＡｒ）を先駆
物質（好ましくはジメチルアルミニウムヒドリド‐‐Ｄ
ＭＡＨ、または次の先駆物質のいずれかを使用すること
ができる、すなわちＴＩＢＡ，ＴＭＡＡ、ＴＥＡＡ、Ｔ
ＭＡ、またはＤＥＡＣl である）を通して気泡通過させ
ることにより達成される。好ましくはこれは１５０ｍｍ
のウェーハにつき１０〜４０トル（好ましくは約２５ト
ル）の圧力で先駆物質（好ましくはＤＭＡＨ）を通るキ
ャリヤガス（好ましくはＨ2 ガス）の約２００〜４００
ｓｃｃｍの流速で達成される。より大きな基板および室
のサイズについては比例してより高い流速が必要なこと
もある。
【００１３】図２に関して、加工室２００は本発明の金
属層を形成するために利用されることができよう。ＣＶ
Ｄ加工室２００は温度調節されたシャワーヘッド２１
２、温度調節されたサセプター２０８、および温度調節
された器壁（好ましくは低温に調節される）、ＲＦ（ラ
ジオ波）源２０２、ポンピングプレート２１０、サセプ
ター２０８を加熱するように光２０４をサセプター２０
８に到達させる石英窓２１４、および真空チャネル２１
６を含む。シャワーヘッド２１２は、もし必要ならば蒸
着の間に加工室の内表面を清掃するためにプラズマが発
生されることができるようにＲＦ動力を与えられている
（図示されていない）。さらに、プラズマ表面清掃およ
び非選択的なプラズマに援助されたアルミニウム蒸着が
フィルムの構造を改良するように熱的ＣＶＤ工程に先立
って行われることもある。
属層を形成するために利用されることができよう。ＣＶ
Ｄ加工室２００は温度調節されたシャワーヘッド２１
２、温度調節されたサセプター２０８、および温度調節
された器壁（好ましくは低温に調節される）、ＲＦ（ラ
ジオ波）源２０２、ポンピングプレート２１０、サセプ
ター２０８を加熱するように光２０４をサセプター２０
８に到達させる石英窓２１４、および真空チャネル２１
６を含む。シャワーヘッド２１２は、もし必要ならば蒸
着の間に加工室の内表面を清掃するためにプラズマが発
生されることができるようにＲＦ動力を与えられている
（図示されていない）。さらに、プラズマ表面清掃およ
び非選択的なプラズマに援助されたアルミニウム蒸着が
フィルムの構造を改良するように熱的ＣＶＤ工程に先立
って行われることもある。
【００１４】好ましくは、ウェーハはランプで加熱され
たサセプターに固定されていないので、それは末端の除
外なしに全体被覆蒸着を可能にする。しかし、ウェーハ
はサセプター２０８に固定されていないので、ウエーハ
とサセプター２０８の間に温度差がある。この温度差は
加工室の圧力の関数であり、そして約２５トルの圧力に
おいて約２０℃である。
たサセプターに固定されていないので、それは末端の除
外なしに全体被覆蒸着を可能にする。しかし、ウェーハ
はサセプター２０８に固定されていないので、ウエーハ
とサセプター２０８の間に温度差がある。この温度差は
加工室の圧力の関数であり、そして約２５トルの圧力に
おいて約２０℃である。
【００１５】好ましくは、ウェーハはチャックの上に設
置される。次に、加工ガスがシャワーヘッド２１２を通
過して送られ、そして加工室２００内の圧力は設定値の
圧力に安定化される（好ましくは２２０〜２８０℃の加
工温度において）。上述のように、加工ガスを室内へ通
す結果はウェーハの望みのフィルムの形成である。フィ
ルムが望みの厚さに形成された後、シャワーヘッド２１
２を通って室内へ入る加工ガスの流れは停止され、そし
て室内の圧力は段階的に下げられる。圧力が殆ど周囲圧
力に等しくなるまで低下された後、ウェーハは加工室２
００から除去される。
置される。次に、加工ガスがシャワーヘッド２１２を通
過して送られ、そして加工室２００内の圧力は設定値の
圧力に安定化される（好ましくは２２０〜２８０℃の加
工温度において）。上述のように、加工ガスを室内へ通
す結果はウェーハの望みのフィルムの形成である。フィ
ルムが望みの厚さに形成された後、シャワーヘッド２１
２を通って室内へ入る加工ガスの流れは停止され、そし
て室内の圧力は段階的に下げられる。圧力が殆ど周囲圧
力に等しくなるまで低下された後、ウェーハは加工室２
００から除去される。
【００１６】先駆物質（好ましくはＤＭＡＨ）の実際の
流速は調節されないこともあるが、しかし気泡放出管を
通るキャリヤーガス（好ましくはＨ2 ）の流速は調節さ
れるべきである。先駆物質の流速は気泡放出管内の全圧
から推定され、そしてキャリヤーガスの流速および先駆
物質の分圧は次の式により求めることができる。
流速は調節されないこともあるが、しかし気泡放出管を
通るキャリヤーガス（好ましくはＨ2 ）の流速は調節さ
れるべきである。先駆物質の流速は気泡放出管内の全圧
から推定され、そしてキャリヤーガスの流速および先駆
物質の分圧は次の式により求めることができる。
【００１７】
【数１】 式中Ｑprecursor は先駆物質の流速であり、Ｐ
precursor は気泡放出管の温度における先駆物質の蒸気
圧であり、ＰAMP は気泡放出管の全圧でありそしてＱ
CARR IER は気泡放出管を通るキャリヤガスの流速であ
る。これは、先駆物質の分圧がその蒸気圧に等しい（そ
れは良い設計の気泡放出管について一般に真実である）
と仮定している。気泡放出管内の先駆物質の蒸気圧（ト
ル）は次の式により求めることができる。
precursor は気泡放出管の温度における先駆物質の蒸気
圧であり、ＰAMP は気泡放出管の全圧でありそしてＱ
CARR IER は気泡放出管を通るキャリヤガスの流速であ
る。これは、先駆物質の分圧がその蒸気圧に等しい（そ
れは良い設計の気泡放出管について一般に真実である）
と仮定している。気泡放出管内の先駆物質の蒸気圧（ト
ル）は次の式により求めることができる。
【００１８】
【数２】 ｌｏｇＰprecursor ＝ −２５７５／（Ｔ＋８．９２） 式中Ｔは絶対温度である。
【００１９】ＣＶＤアルミニウムの蒸着速度は増加する
キャリヤガスの流速と共に増加する。その蒸着速度の希
釈剤Ｈ2 の流速への依存関係は、蒸着速度がＨ2 の濃度
に零次依存関係を有することを示唆する。さらに、圧力
の増加と共に蒸着速度の減少することは多段階表面反応
を示唆する。蒸着の不均一度はキャリヤガスの流速の増
加と共に減少し、そしてそれは１０〜３０トルの加工圧
力について最小になる。
キャリヤガスの流速と共に増加する。その蒸着速度の希
釈剤Ｈ2 の流速への依存関係は、蒸着速度がＨ2 の濃度
に零次依存関係を有することを示唆する。さらに、圧力
の増加と共に蒸着速度の減少することは多段階表面反応
を示唆する。蒸着の不均一度はキャリヤガスの流速の増
加と共に減少し、そしてそれは１０〜３０トルの加工圧
力について最小になる。
【００２０】フィルム反射率（それは粒子の大きさ、表
面の粗さ、および核形成密度の指標である）は増加する
キャリヤガスの流速および減少する希釈剤Ｈ2 の流速と
共に向上する。それは約１０〜３０トルの加工圧力につ
いて最大になる。
面の粗さ、および核形成密度の指標である）は増加する
キャリヤガスの流速および減少する希釈剤Ｈ2 の流速と
共に向上する。それは約１０〜３０トルの加工圧力につ
いて最大になる。
【００２１】本発明の接点（プラグ経由）および相互接
続を形成する方法は、０．３μｍ４：１横縦比の接点
（プラグ経由）の空隙のない充填を伴う４５００Å／分
を超える蒸着速度において３μΩｃｍ以下のバルク固有
抵抗を有する９９％純度の滑らかなアルミニウムフィル
ムを生産する。
続を形成する方法は、０．３μｍ４：１横縦比の接点
（プラグ経由）の空隙のない充填を伴う４５００Å／分
を超える蒸着速度において３μΩｃｍ以下のバルク固有
抵抗を有する９９％純度の滑らかなアルミニウムフィル
ムを生産する。
【００２２】図３ａ−３ｅに関して、固有抵抗はキャリ
ヤの流速を増すと共に減少し、そして約１０〜３０トル
の加工圧力につき最小になる。しかし、希釈剤の流速は
フィルムの固有抵抗に殆ど影響を与えない。さらに、蒸
着速度は、増加するキャリヤ流速および減少する圧力と
共に増加する。不均一度および反射率は約２０〜３０ト
ルの加工圧力において好ましい水準にある。
ヤの流速を増すと共に減少し、そして約１０〜３０トル
の加工圧力につき最小になる。しかし、希釈剤の流速は
フィルムの固有抵抗に殆ど影響を与えない。さらに、蒸
着速度は、増加するキャリヤ流速および減少する圧力と
共に増加する。不均一度および反射率は約２０〜３０ト
ルの加工圧力において好ましい水準にある。
【００２３】本発明の特定の実施態様がここに記述され
たが、それらは本発明の範囲を限定するものと解釈され
るべきではない。本発明の多くの実施態様は明細書の手
順に徴して当業者に明らかとなるであろう。本発明の範
囲は添付された請求の範囲によってのみ限定される。
たが、それらは本発明の範囲を限定するものと解釈され
るべきではない。本発明の多くの実施態様は明細書の手
順に徴して当業者に明らかとなるであろう。本発明の範
囲は添付された請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】本発明の一実施態様を使用して形成された構造
の断面図。
の断面図。
【図２】本発明の金属層を形成するために利用されるこ
とができる金属層の蒸着用の枚葉式加工室の略図であ
る。
とができる金属層の蒸着用の枚葉式加工室の略図であ
る。
【図３】本発明の一実施態様を使用して形成された金属
層の特徴の等高線グラフである。ａは固有抵抗を、μΩ
ｃｍで、キャリヤガスの流速および圧力の関数として示
している。ｂは蒸着速度を、Å／ｓで、キャリヤガスの
流速および圧力の関数として示している。ｃは蒸着不均
一度を、％で、キャリヤガスの流速および圧力の関数と
して示している。ｄは反射率を、４８０ｎｍにおける％
Ｓｉで、キャリヤガスの流速および圧力の関数として示
している。ｅはガス利用率を、％で、キャリヤガスの流
速および圧力の関数として示している。
層の特徴の等高線グラフである。ａは固有抵抗を、μΩ
ｃｍで、キャリヤガスの流速および圧力の関数として示
している。ｂは蒸着速度を、Å／ｓで、キャリヤガスの
流速および圧力の関数として示している。ｃは蒸着不均
一度を、％で、キャリヤガスの流速および圧力の関数と
して示している。ｄは反射率を、４８０ｎｍにおける％
Ｓｉで、キャリヤガスの流速および圧力の関数として示
している。ｅはガス利用率を、％で、キャリヤガスの流
速および圧力の関数として示している。
Claims (14)
- 【請求項１】 電子デバイス用の半導体基板上に接点
（プラグ経由）および相互接続を同時に形成する方法に
おいて、先駆物質を通してガスを５トルと３０トルの間
の処理圧力で通過させること、および前記の通過される
ガスは前記の先駆物質を通して毎分２００〜４００標準
立方センチメートルの流速を有することから成る前記の
電子デバイス用の半導体基板上に接点（プラグ経由）お
よび相互接続を同時に形成する方法。 - 【請求項２】 該ガスは不活性ガスおよび水素から成る
群より選択されるガスから成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 該ガスはＨ2 、ＨｅおよびＡｒから成る
群より選択される請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 該先駆物質はＤＭＡＨ、ＴＩＢＡ、ＴＭ
ＡＡ、ＴＥＡＡ、ＴＭＡ、およびＤＥＡＣl から成る群
より選択される請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 該処理圧力は約２５トルである請求項１
に記載の方法。 - 【請求項６】 該基板と該接点（プラグ経由）および該
相互接続の間に接着剤／ライナー／障壁層が形成される
請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 該接着剤／ライナー／障壁層はＴｉＮ、
Ｔｉおよびそれらのすべての組み合わせから成る群より
選択される材料から成る請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 該接点（プラグ経由）および相互接続は
アルミニウム、銅、およびそれらの組み合わせから成る
群より選択される材料から成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 半導体ウエーハ上および電子デバイス用
の半導体基板上に接点（プラグ経由）および相互接続を
単一工程で形成する方法において、前記の方法は、 前記の基板を金属−有機先駆物質にさらすことにより該
基板上に接着剤／ライナー／障壁層を形成する段階、 前記の半導体ウェーハを加工室の中に挿入し、前記加工
室がある処理圧力を有する段階、および前記の接点（プ
ラグ経由）および相互接続をアルミニウムの化学蒸着に
より形成し、前記のアルミニウムの化学蒸着はキャリヤ
ガスを２００〜４００ｓｃｃｍの流速で第２の先駆物質
を通して１０〜４０トルの前記処理圧力で気泡通過させ
ることにより達成される段階、からなる半導体ウェーハ
および電子デバイス用の半導体基板上に接点（プラグ経
由）および相互接続を単一工程で形成する方法。 - 【請求項１０】 該キャリヤガスは不活性ガスおよび水
素から成る群より選択されるガスから成る請求項９に記
載の方法。 - 【請求項１１】 該キャリヤガスはＨ2 、ＨｅおよびＡ
ｒから成る群より選択される請求項９に記載の方法。 - 【請求項１２】 該第２の先駆物質はＤＭＡＨ、ＴＩＢ
Ａ、ＴＭＡＡ、ＴＥＡＡ、ＴＭＡ、およびＤＥＡＣl か
ら成る群より選択される請求項９に記載の方法。 - 【請求項１３】 該処理圧力は約２５トルである請求項
９に記載の方法。 - 【請求項１４】 該接着剤／ライナー／障壁層はＴｉ
Ｎ、Ｔｉおよびそれらのすべての組み合わせから成る群
より選択される材料から成る請求項９に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1466596P | 1996-04-04 | 1996-04-04 | |
| US014665 | 1996-04-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064851A true JPH1064851A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=21766929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9086795A Pending JPH1064851A (ja) | 1996-04-04 | 1997-04-04 | アルミニウムフィルムの化学蒸着法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0800206A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1064851A (ja) |
| KR (1) | KR970072058A (ja) |
| TW (1) | TW353800B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100354436B1 (ko) * | 1998-09-29 | 2002-09-28 | 삼성전자 주식회사 | 알루미늄 화학 기상 증착을 이용한 집적 회로의 금속 배선 제조 방법 |
| JP2005248231A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5312774A (en) * | 1991-12-05 | 1994-05-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing a semiconductor device comprising titanium |
| JPH06200376A (ja) * | 1992-05-25 | 1994-07-19 | Fujitsu Ltd | 金薄膜気相成長方法 |
| US5877087A (en) * | 1995-11-21 | 1999-03-02 | Applied Materials, Inc. | Low temperature integrated metallization process and apparatus |
-
1997
- 1997-04-02 KR KR1019970012186A patent/KR970072058A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-04-03 EP EP97302303A patent/EP0800206A3/en not_active Withdrawn
- 1997-04-04 JP JP9086795A patent/JPH1064851A/ja active Pending
- 1997-10-03 TW TW086114409A patent/TW353800B/zh active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100354436B1 (ko) * | 1998-09-29 | 2002-09-28 | 삼성전자 주식회사 | 알루미늄 화학 기상 증착을 이용한 집적 회로의 금속 배선 제조 방법 |
| JP2005248231A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法 |
| JP4651955B2 (ja) * | 2004-03-03 | 2011-03-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970072058A (ko) | 1997-11-07 |
| TW353800B (en) | 1999-03-01 |
| EP0800206A3 (en) | 1999-07-14 |
| EP0800206A2 (en) | 1997-10-08 |
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