JPH1068073A - スパッタ装置及び配線形成方法 - Google Patents
スパッタ装置及び配線形成方法Info
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- JPH1068073A JPH1068073A JP22627296A JP22627296A JPH1068073A JP H1068073 A JPH1068073 A JP H1068073A JP 22627296 A JP22627296 A JP 22627296A JP 22627296 A JP22627296 A JP 22627296A JP H1068073 A JPH1068073 A JP H1068073A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポイズンドビアの発生を防止して良好な金属
配線層を成膜するスパッタ装置及び配線形成方法を提供
する。 【解決手段】 基板を保持するホルダ２６は、基板２９
の裏面にＡｒガスを吹き付けて基板を冷却する手段と、
内部に形成された冷却室２７にＨｅガスを通す冷却パイ
プ３４を備え、輻射冷熱により基板を間接的に冷却する
手段とを有する。ビアホールの形成された層間絶縁膜を
有する基板２９をホルダ２６によりチャンバ内に保持
し、Ａｒガス圧力０．４Pa、直流放電電力５ｋＷでスパ
ッタリングによりＡｌ膜を成膜した。その際、冷却パイ
プ３４に温度−５℃のＨｅガスを流し、かつ温度−５
℃、流量１００sccmのＡｒガスをホルダ２６から基板２
９に吹き付けてチャンバ内にＡｒガスを導入し、基板２
９を３０℃の一定温度に維持した。この結果、成膜時に
層間絶縁膜からのガス放出量を抑えることができ、良好
なＡｌ膜を得ることができた。
配線層を成膜するスパッタ装置及び配線形成方法を提供
する。 【解決手段】 基板を保持するホルダ２６は、基板２９
の裏面にＡｒガスを吹き付けて基板を冷却する手段と、
内部に形成された冷却室２７にＨｅガスを通す冷却パイ
プ３４を備え、輻射冷熱により基板を間接的に冷却する
手段とを有する。ビアホールの形成された層間絶縁膜を
有する基板２９をホルダ２６によりチャンバ内に保持
し、Ａｒガス圧力０．４Pa、直流放電電力５ｋＷでスパ
ッタリングによりＡｌ膜を成膜した。その際、冷却パイ
プ３４に温度−５℃のＨｅガスを流し、かつ温度−５
℃、流量１００sccmのＡｒガスをホルダ２６から基板２
９に吹き付けてチャンバ内にＡｒガスを導入し、基板２
９を３０℃の一定温度に維持した。この結果、成膜時に
層間絶縁膜からのガス放出量を抑えることができ、良好
なＡｌ膜を得ることができた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタ装置及び
配線形成方法に関し、更に詳しくは、ポイズンドビア
（Poisoned Via）の発生を防止して良好な金属配線層を
成膜する配線形成方法及びそれに使用するスパッタ装置
に関するものである。
配線形成方法に関し、更に詳しくは、ポイズンドビア
（Poisoned Via）の発生を防止して良好な金属配線層を
成膜する配線形成方法及びそれに使用するスパッタ装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの配線形成では、一般
に、ビアホールの形成された層間絶縁膜上にスパッタ装
置で金属配線層を成膜し、エッチングを行い金属配線を
形成している。図４は、従来のスパッタ装置の概念を示
す側面断面図である。従来の直流放電型のスパッタ装置
１０は、チャンバ１２と、高電圧を供給する直流電源１
３とを備えている。チャンバ１２は、成膜時に高電圧の
陰電圧が印加される放電電極である金属ターゲット１４
と、ターゲット１４に対向し、基板の加熱機構及び水冷
による基板の間接冷却機構を有し、基板を載せて保持す
るホルダ１５とを備えている。更に、放電に使用するＡ
ｒ等の不活性ガスを導入するガス導入管１６と、チャン
バ１２内を真空排気する排気管１８とを備えている。
に、ビアホールの形成された層間絶縁膜上にスパッタ装
置で金属配線層を成膜し、エッチングを行い金属配線を
形成している。図４は、従来のスパッタ装置の概念を示
す側面断面図である。従来の直流放電型のスパッタ装置
１０は、チャンバ１２と、高電圧を供給する直流電源１
３とを備えている。チャンバ１２は、成膜時に高電圧の
陰電圧が印加される放電電極である金属ターゲット１４
と、ターゲット１４に対向し、基板の加熱機構及び水冷
による基板の間接冷却機構を有し、基板を載せて保持す
るホルダ１５とを備えている。更に、放電に使用するＡ
ｒ等の不活性ガスを導入するガス導入管１６と、チャン
バ１２内を真空排気する排気管１８とを備えている。
【０００３】スパッタ装置１０を用いて基板に金属配線
層を成膜するには、成膜する組成物質からなるターゲッ
ト１４を装着し、基板２０をホルダ１５に載せ、チャン
バ１２内を真空排気後、不活性ガスを導入し、高電圧を
印加して放電し、スパッタリングにより成膜する。従
来、成膜する際、金属配線層の膜質を安定させステップ
カバレジを良くするために、基板を加熱しながらスパッ
タリングしている。具体的には、基板は、予備加熱では
１５０℃、金属配線層の成膜時では２５０℃に加熱、保
持されている。
層を成膜するには、成膜する組成物質からなるターゲッ
ト１４を装着し、基板２０をホルダ１５に載せ、チャン
バ１２内を真空排気後、不活性ガスを導入し、高電圧を
印加して放電し、スパッタリングにより成膜する。従
来、成膜する際、金属配線層の膜質を安定させステップ
カバレジを良くするために、基板を加熱しながらスパッ
タリングしている。具体的には、基板は、予備加熱では
１５０℃、金属配線層の成膜時では２５０℃に加熱、保
持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、ポイズンドビアがビアホールに発生し、配線材料が
ポイズンドビア内に異常成長し、導通不良が発生し易い
という問題があった。層間絶縁膜として塗布ガラス膜で
あるＳＯＧ（Spin On Glass ）膜を成膜する際、ＳＯＧ
膜がビアホール側壁に露出していると、ポイズンドビア
が発生して配線材料がポイズンドビア内に異常成長する
傾向が、更に強くなる。図３は、スパッタ装置１０を用
い、ＳＯＧ膜がビアホール内に露出している基板に、基
板温度２２０℃にしてＡｌ膜をスパッタリングにより成
膜し、エッチングしてＡｌ配線２２を形成した一例の平
面図である。ポイズンドビアを有するビアホール２４内
には、Ａｌが異常成長している。
は、ポイズンドビアがビアホールに発生し、配線材料が
ポイズンドビア内に異常成長し、導通不良が発生し易い
という問題があった。層間絶縁膜として塗布ガラス膜で
あるＳＯＧ（Spin On Glass ）膜を成膜する際、ＳＯＧ
膜がビアホール側壁に露出していると、ポイズンドビア
が発生して配線材料がポイズンドビア内に異常成長する
傾向が、更に強くなる。図３は、スパッタ装置１０を用
い、ＳＯＧ膜がビアホール内に露出している基板に、基
板温度２２０℃にしてＡｌ膜をスパッタリングにより成
膜し、エッチングしてＡｌ配線２２を形成した一例の平
面図である。ポイズンドビアを有するビアホール２４内
には、Ａｌが異常成長している。
【０００５】以上のような事情に照らして、本発明の目
的は、ポイズンドビアの発生を防止して良好な金属配線
層を成膜する配線形成方法及びそれに使用するスパッタ
装置を提供することである。
的は、ポイズンドビアの発生を防止して良好な金属配線
層を成膜する配線形成方法及びそれに使用するスパッタ
装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、基板が加熱
されると、層間絶縁膜からビアホール内にガスが放出さ
れ易いことに着目した。そして、スパッタリングにより
金属配線層を成膜する際、基板が加熱されて層間絶縁膜
からガスが放出され、この結果、ポイズンドビアが発生
して配線材料が異常成長することを突き止めた。層間絶
縁膜がＳＯＧ膜であると、ビアホールの壁面から水蒸気
が発生し易く、ポイズンドビアが発生する傾向が特に強
くなることも突き止めた。そこで、本発明者は、ポイズ
ンドビアの発生を防止する対策として、ビアホール側壁
にＳＯＧ膜を露出させないことを検討した。しかし、エ
ッチバック等の工程を追加する必要があることや、ＳＯ
Ｇ膜の平坦性が悪化するという別の問題が発生した。ま
た、別の対策として、加熱されても水蒸気の放出量の少
ない材質のＳＯＧ膜を成膜することも検討した。しか
し、加熱されても水蒸気の放出量が十分に少ないＳＯＧ
膜の成膜材料は、現状では存在せず、このため、水蒸気
放出量を十分に抑えることができない。そこで、本発明
者は、鋭意検討の結果、層間絶縁膜の温度が低いと、層
間絶縁膜から放出されるガス量が少ないことに着眼し、
スパッタリングにより金属配線層を成膜する際、基板温
度を一定温度以下に下げることを見い出し、本発明を完
成するに至った。
されると、層間絶縁膜からビアホール内にガスが放出さ
れ易いことに着目した。そして、スパッタリングにより
金属配線層を成膜する際、基板が加熱されて層間絶縁膜
からガスが放出され、この結果、ポイズンドビアが発生
して配線材料が異常成長することを突き止めた。層間絶
縁膜がＳＯＧ膜であると、ビアホールの壁面から水蒸気
が発生し易く、ポイズンドビアが発生する傾向が特に強
くなることも突き止めた。そこで、本発明者は、ポイズ
ンドビアの発生を防止する対策として、ビアホール側壁
にＳＯＧ膜を露出させないことを検討した。しかし、エ
ッチバック等の工程を追加する必要があることや、ＳＯ
Ｇ膜の平坦性が悪化するという別の問題が発生した。ま
た、別の対策として、加熱されても水蒸気の放出量の少
ない材質のＳＯＧ膜を成膜することも検討した。しか
し、加熱されても水蒸気の放出量が十分に少ないＳＯＧ
膜の成膜材料は、現状では存在せず、このため、水蒸気
放出量を十分に抑えることができない。そこで、本発明
者は、鋭意検討の結果、層間絶縁膜の温度が低いと、層
間絶縁膜から放出されるガス量が少ないことに着眼し、
スパッタリングにより金属配線層を成膜する際、基板温
度を一定温度以下に下げることを見い出し、本発明を完
成するに至った。
【０００７】上記目的を達成するために、本発明に係る
スパッタ装置は、チャンバとチャンバ内に基板の裏面を
保持するホルダとを備えたスパッタ装置において、ホル
ダは、基板の裏面に０℃以下の温度の不活性ガスを吹き
付けて基板を直接的に冷却する手段と、冷媒を通す管群
を備え、冷媒からの輻射冷熱により基板を間接的に冷却
する手段とを有することを特徴としている。本発明に係
るスパッタ装置は、成膜時に冷却される必要のある全て
の基板に適用できる。基板に吹き付けた不活性ガスを、
基板とホルダの基板保持面との間からチャンバ内に導入
するようにした構造のスパッタ装置であると、吹き付け
る不活性ガスを放電用の不活性ガスと同じ種類にするこ
とにより、ガスを有効に利用することができる。不活性
ガスは一般的にはＡｒガスである。
スパッタ装置は、チャンバとチャンバ内に基板の裏面を
保持するホルダとを備えたスパッタ装置において、ホル
ダは、基板の裏面に０℃以下の温度の不活性ガスを吹き
付けて基板を直接的に冷却する手段と、冷媒を通す管群
を備え、冷媒からの輻射冷熱により基板を間接的に冷却
する手段とを有することを特徴としている。本発明に係
るスパッタ装置は、成膜時に冷却される必要のある全て
の基板に適用できる。基板に吹き付けた不活性ガスを、
基板とホルダの基板保持面との間からチャンバ内に導入
するようにした構造のスパッタ装置であると、吹き付け
る不活性ガスを放電用の不活性ガスと同じ種類にするこ
とにより、ガスを有効に利用することができる。不活性
ガスは一般的にはＡｒガスである。
【０００８】また、本発明に係る配線形成方法は、下層
配線層又は拡散領域上に層間絶縁膜を有する基板の層間
絶縁膜にビアホールを開口し、次いで、スパッタリング
により金属配線層を層間絶縁膜上に成膜しながらビアホ
ールを埋め込み、エッチングして上層配線を形成する配
線形成方法において、金属配線層を成膜する際、基板の
温度を１００℃以下に維持してスパッタリングにより金
属配線層を成膜することを特徴としている。これによ
り、スパッタリングにより金属配線層を成膜する際、層
間絶縁膜の壁面からビアホール内に放出されるガス量を
抑えることができるので、ポイズンドビアの発生を防止
でき、良好な金属配線層を成膜することができる。金属
配線層を成膜する際、本発明に係るスパッタ装置を用い
て基板の温度を１００℃以下に維持すると、不活性ガス
が有効利用されるので、経済的に成膜することができ
る。
配線層又は拡散領域上に層間絶縁膜を有する基板の層間
絶縁膜にビアホールを開口し、次いで、スパッタリング
により金属配線層を層間絶縁膜上に成膜しながらビアホ
ールを埋め込み、エッチングして上層配線を形成する配
線形成方法において、金属配線層を成膜する際、基板の
温度を１００℃以下に維持してスパッタリングにより金
属配線層を成膜することを特徴としている。これによ
り、スパッタリングにより金属配線層を成膜する際、層
間絶縁膜の壁面からビアホール内に放出されるガス量を
抑えることができるので、ポイズンドビアの発生を防止
でき、良好な金属配線層を成膜することができる。金属
配線層を成膜する際、本発明に係るスパッタ装置を用い
て基板の温度を１００℃以下に維持すると、不活性ガス
が有効利用されるので、経済的に成膜することができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態をより具体的に説明す
る。スパッタ装置の実施例 本実施例は、本発明に係るスパッタ装置の実施例であ
る。図１は、本実施例の直流放電型スパッタ装置の基板
冷却機構の側面断面図である。本実施例のスパッタ装置
２５は、スパッタ装置１０で、基板を保持する天井壁を
有し、輻射冷却による冷却手段と、冷温のＡｒガスを基
板に吹き付ける冷却手段とをするホルダ２６をホルダ１
５に代えて備えているスパッタ装置である。よって、図
４に示したスパッタ装置１０と同じ部品には同じ符号を
付してその説明を省略する。
を参照して、本発明の実施の形態をより具体的に説明す
る。スパッタ装置の実施例 本実施例は、本発明に係るスパッタ装置の実施例であ
る。図１は、本実施例の直流放電型スパッタ装置の基板
冷却機構の側面断面図である。本実施例のスパッタ装置
２５は、スパッタ装置１０で、基板を保持する天井壁を
有し、輻射冷却による冷却手段と、冷温のＡｒガスを基
板に吹き付ける冷却手段とをするホルダ２６をホルダ１
５に代えて備えているスパッタ装置である。よって、図
４に示したスパッタ装置１０と同じ部品には同じ符号を
付してその説明を省略する。
【００１０】ホルダ２６は、短い円筒状で、内部に冷却
室２７を有し、室の天井壁上に基板を保持する短円柱状
のホルダ本体２８と、ホルダ本体２８に摺動自在に着脱
され、基板２９の上面周縁を上から押さえる押さえチャ
ック３０とを備えている。押さえチャック３０は、短円
筒状で中空の縁部と、縁部上端から中心軸に向けて突き
出たリング状円板の押さえ部とから構成される。押さえ
部の代わりに中心軸に向いた爪が数本形成されていても
よい。縁部下端とホルダ本体２８との間には、基板保持
時に押さえチャック３０に引張力を加えるバネ３２が、
数カ所にわたり取り付けられている。ホルダ本体２８の
天井壁には、冷却室２７とチャンバ内の空間とを連通す
るようにした細長い短冊状の開口部３３が、互いに均等
な間隔で数本形成されている。ホルダ本体２８の天井壁
周縁には、基板２９が保持されても冷却室２８とチャン
バ内の空間とが連通するように、凹凸形状（図示せず）
が形成されている。
室２７を有し、室の天井壁上に基板を保持する短円柱状
のホルダ本体２８と、ホルダ本体２８に摺動自在に着脱
され、基板２９の上面周縁を上から押さえる押さえチャ
ック３０とを備えている。押さえチャック３０は、短円
筒状で中空の縁部と、縁部上端から中心軸に向けて突き
出たリング状円板の押さえ部とから構成される。押さえ
部の代わりに中心軸に向いた爪が数本形成されていても
よい。縁部下端とホルダ本体２８との間には、基板保持
時に押さえチャック３０に引張力を加えるバネ３２が、
数カ所にわたり取り付けられている。ホルダ本体２８の
天井壁には、冷却室２７とチャンバ内の空間とを連通す
るようにした細長い短冊状の開口部３３が、互いに均等
な間隔で数本形成されている。ホルダ本体２８の天井壁
周縁には、基板２９が保持されても冷却室２８とチャン
バ内の空間とが連通するように、凹凸形状（図示せず）
が形成されている。
【００１１】また、ホルダ２６は、Ｈｅガスを流し輻射
冷熱により基板２９を冷却する蛇管状の冷却パイプ３４
を冷却室２７に備えている。冷却パイプ３４は、輻射冷
熱により基板２９を冷却できる限り、井桁状でもヘッダ
状でも何でもよい。更に、ホルダ本体２８の下部中央に
は、冷却室２７にＡｒガスを導入する不活性ガス供給パ
イプ３６が挿入されている。
冷熱により基板２９を冷却する蛇管状の冷却パイプ３４
を冷却室２７に備えている。冷却パイプ３４は、輻射冷
熱により基板２９を冷却できる限り、井桁状でもヘッダ
状でも何でもよい。更に、ホルダ本体２８の下部中央に
は、冷却室２７にＡｒガスを導入する不活性ガス供給パ
イプ３６が挿入されている。
【００１２】スパッタ装置２５を用いて基板２９に成膜
するには、基板２９をホルダ２６に保持し、チャンバ内
を真空引きした後、冷却パイプ３４に冷温のＨｅガスを
流し、輻射冷熱により基板２９を冷却する。更に、不活
性ガス供給パイプ３６から冷温のＡｒガスを、基板２９
に吹き付けながら冷却室２７に導入する。これにより、
基板２９は所定温度に冷却され、かつ、Ａｒガスは基板
２９とホルダ本体２８の天井壁の凹凸形状との隙間から
チャンバ内に導入される。次いで、ターゲット１４とホ
ルダ２６との間に高電圧を印加し、導入されたＡｒガス
を放電用ガスとして使用してスパッタリングを行い、基
板２９に成膜する。
するには、基板２９をホルダ２６に保持し、チャンバ内
を真空引きした後、冷却パイプ３４に冷温のＨｅガスを
流し、輻射冷熱により基板２９を冷却する。更に、不活
性ガス供給パイプ３６から冷温のＡｒガスを、基板２９
に吹き付けながら冷却室２７に導入する。これにより、
基板２９は所定温度に冷却され、かつ、Ａｒガスは基板
２９とホルダ本体２８の天井壁の凹凸形状との隙間から
チャンバ内に導入される。次いで、ターゲット１４とホ
ルダ２６との間に高電圧を印加し、導入されたＡｒガス
を放電用ガスとして使用してスパッタリングを行い、基
板２９に成膜する。
【００１３】本実施例では、基板２９の冷却は、冷温の
Ｈｅガスからの輻射冷熱による間接的な冷却と、冷温の
Ａｒガスを吹き付ける直接的な冷却とにより行われてい
るので、基板を低温度に維持することができる。また、
基板２９に吹き付けたＡｒガスは、スパッタリング時の
放電用ガスとして使用されるので、ガスを無駄なく利用
することができ、よって、経済的に基板に成膜すること
ができる。
Ｈｅガスからの輻射冷熱による間接的な冷却と、冷温の
Ａｒガスを吹き付ける直接的な冷却とにより行われてい
るので、基板を低温度に維持することができる。また、
基板２９に吹き付けたＡｒガスは、スパッタリング時の
放電用ガスとして使用されるので、ガスを無駄なく利用
することができ、よって、経済的に基板に成膜すること
ができる。
【００１４】配線形成方法の実施例 本実施例は、スパッタ装置２５を用い、本発明方法に係
る配線形成方法を実施する例である。図２（ａ）から
（ｄ）は、本実施例の工程毎の基板断面図である。本実
施例では、トランジスタや抵抗等の素子（図示せず）が
形成された基板４０に層間絶縁膜４２を成膜し、次い
で、Ａｌ配線４４を形成した（図２（ａ）参照）。次い
で、ＴＥＯＳガスを流し、プラズマエンハンスドＣＶＤ
法により膜厚３００nmの第１層間絶縁膜４６を以下の条
件の下で成膜した。 ＴＥＯＳガス流量 ：８００sccm Ｏ2 ガス流量 ：６００sccm ＴＥＯＳガス及びＯ2 ガスの混合ガス圧力：１１３３Pa 基板温度 ：４００℃ 高周波放電出力 ：７００Ｗ
る配線形成方法を実施する例である。図２（ａ）から
（ｄ）は、本実施例の工程毎の基板断面図である。本実
施例では、トランジスタや抵抗等の素子（図示せず）が
形成された基板４０に層間絶縁膜４２を成膜し、次い
で、Ａｌ配線４４を形成した（図２（ａ）参照）。次い
で、ＴＥＯＳガスを流し、プラズマエンハンスドＣＶＤ
法により膜厚３００nmの第１層間絶縁膜４６を以下の条
件の下で成膜した。 ＴＥＯＳガス流量 ：８００sccm Ｏ2 ガス流量 ：６００sccm ＴＥＯＳガス及びＯ2 ガスの混合ガス圧力：１１３３Pa 基板温度 ：４００℃ 高周波放電出力 ：７００Ｗ
【００１５】次いで、膜厚５００nmのＳＯＧ膜である第
２層間絶縁膜４８を以下の条件の下で成膜した。 ＳＯＧ膜の成膜材料：東京応化製ＯＣＤ−１４０００Ｔ 熱処理温度 ：４００℃ 熱処理時間 ：３０ｍｉｎ 次いで、第３層間絶縁膜５０を、第１層間絶縁膜４６と
同じ条件で同じ膜厚になるように成膜した（図２（ｂ）
参照）。
２層間絶縁膜４８を以下の条件の下で成膜した。 ＳＯＧ膜の成膜材料：東京応化製ＯＣＤ−１４０００Ｔ 熱処理温度 ：４００℃ 熱処理時間 ：３０ｍｉｎ 次いで、第３層間絶縁膜５０を、第１層間絶縁膜４６と
同じ条件で同じ膜厚になるように成膜した（図２（ｂ）
参照）。
【００１６】次いで、従来と同じように、レジスト膜の
成膜、レジスト膜のパターンニング、層間絶縁膜のドラ
イエッチング及びレジスト膜除去を行い、図２（ｃ）に
示すように、第１層間絶縁膜４６、第２層間絶縁膜４
８、及び第３層間絶縁膜５０を貫通してＡｌ配線４４を
露出するビアホール５２を形成した。
成膜、レジスト膜のパターンニング、層間絶縁膜のドラ
イエッチング及びレジスト膜除去を行い、図２（ｃ）に
示すように、第１層間絶縁膜４６、第２層間絶縁膜４
８、及び第３層間絶縁膜５０を貫通してＡｌ配線４４を
露出するビアホール５２を形成した。
【００１７】次いで、スパッタ装置２５のホルダ２６に
より基板４０をチャンバ内に保持し、チャンバ内を真空
引きした後、以下の条件の下でスパッタリングによりＡ
ｌ膜５４を成膜した。 Ａｒガス圧力：０．４Pa 直流放電電力：５ｋＷ Ｈｅガス温度：−５℃ Ａｒガス流量：１００sccm Ａｒガス温度：−５℃ これにより、Ａｌ膜５４の成膜中では、Ａｌ粒子の入射
作用及び放電プラズマの加熱作用により加熱される基板
４０を、３０℃の一定温度に維持した。次いで、Ａｌ膜
５４をパターンニングし、Ａｌ配線５６を形成した（図
２（ｄ）参照）。
より基板４０をチャンバ内に保持し、チャンバ内を真空
引きした後、以下の条件の下でスパッタリングによりＡ
ｌ膜５４を成膜した。 Ａｒガス圧力：０．４Pa 直流放電電力：５ｋＷ Ｈｅガス温度：−５℃ Ａｒガス流量：１００sccm Ａｒガス温度：−５℃ これにより、Ａｌ膜５４の成膜中では、Ａｌ粒子の入射
作用及び放電プラズマの加熱作用により加熱される基板
４０を、３０℃の一定温度に維持した。次いで、Ａｌ膜
５４をパターンニングし、Ａｌ配線５６を形成した（図
２（ｄ）参照）。
【００１８】本実施例では、Ａｌ膜５４をスパッタリン
グにより成膜する際、基板温度が３０℃なので、ＳＯＧ
膜である第２層間絶縁膜４８からのビアホール５２内へ
の放出ガス量を抑えることができ、ポイズンドビアが発
生しないので、ビアホール５２内にＡｌが異常成長しな
かった。そして、その後のパターンニングにより良好な
Ａｌ配線５６を形成することができた。尚、本実施例で
は、スパッタリングによるＡｌ膜の成膜時での基板温度
が１００℃以下である限り、スパッタ装置２５を用いず
に成膜しても同様の結果が得られる。
グにより成膜する際、基板温度が３０℃なので、ＳＯＧ
膜である第２層間絶縁膜４８からのビアホール５２内へ
の放出ガス量を抑えることができ、ポイズンドビアが発
生しないので、ビアホール５２内にＡｌが異常成長しな
かった。そして、その後のパターンニングにより良好な
Ａｌ配線５６を形成することができた。尚、本実施例で
は、スパッタリングによるＡｌ膜の成膜時での基板温度
が１００℃以下である限り、スパッタ装置２５を用いず
に成膜しても同様の結果が得られる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、スパッタ装置のホルダ
は、基板の裏面にガスを吹き付けて基板を直接的に冷却
する手段と、冷媒を通す管群を備え、冷媒からの輻射冷
熱により基板を間接的に冷却する手段とを有している。
これにより、基板温度を低温度に維持することができ
る。また、ガス流量を調整することにより、基板を任意
の冷却温度に維持することができる。また、本発明によ
れば、ビアホールが形成された層間絶縁膜上にスパッタ
リングにより金属配線層を成膜する際、基板温度を１０
０℃以下にしてスパッタリングしている。これにより、
成膜する際、露出している層間絶縁膜からのガス放出量
を抑えることができるので、ポイズンドビアの発生を防
止でき、良好な金属配線層を成膜することができる。よ
って、信頼性の高い半導体デバイスを高歩留まりで製造
することができる。
は、基板の裏面にガスを吹き付けて基板を直接的に冷却
する手段と、冷媒を通す管群を備え、冷媒からの輻射冷
熱により基板を間接的に冷却する手段とを有している。
これにより、基板温度を低温度に維持することができ
る。また、ガス流量を調整することにより、基板を任意
の冷却温度に維持することができる。また、本発明によ
れば、ビアホールが形成された層間絶縁膜上にスパッタ
リングにより金属配線層を成膜する際、基板温度を１０
０℃以下にしてスパッタリングしている。これにより、
成膜する際、露出している層間絶縁膜からのガス放出量
を抑えることができるので、ポイズンドビアの発生を防
止でき、良好な金属配線層を成膜することができる。よ
って、信頼性の高い半導体デバイスを高歩留まりで製造
することができる。
【図１】スパッタ装置の実施例のスパッタ装置の基板冷
却機構の側面断面図である。
却機構の側面断面図である。
【図２】図２（ａ）から（ｄ）は、配線形成方法の実施
例の工程毎の基板断面図である。
例の工程毎の基板断面図である。
【図３】ビアホール内にＡｌが異常成長した基板の平面
図である。
図である。
【図４】従来のスパッタ装置の概念を示す側面断面図で
ある。
ある。
１０……スパッタ装置、１２……チャンバ、１３……直
流電源、１４……ターゲット、１５……ホルダ、１６…
…ガス導入管、１８……排気管、２０……基板、２２…
…Ａｌ配線、２４……ポイズンドビア、２５……スパッ
タ装置、２６……ホルダ、２７……冷却室、２８……ホ
ルダ本体、２９……基板、３０……押さえチャック、３
２……バネ、３３……開口部、３４……冷却パイプ、３
６……不活性ガス供給パイプ、４０……基板、４２……
層間絶縁膜、４４……Ａｌ配線、４６……第１層間絶縁
膜、４８……第２層間絶縁膜、５０……第３層間絶縁
膜、５２……ビアホール、５４……Ａｌ膜、５６……Ａ
ｌ配線。
流電源、１４……ターゲット、１５……ホルダ、１６…
…ガス導入管、１８……排気管、２０……基板、２２…
…Ａｌ配線、２４……ポイズンドビア、２５……スパッ
タ装置、２６……ホルダ、２７……冷却室、２８……ホ
ルダ本体、２９……基板、３０……押さえチャック、３
２……バネ、３３……開口部、３４……冷却パイプ、３
６……不活性ガス供給パイプ、４０……基板、４２……
層間絶縁膜、４４……Ａｌ配線、４６……第１層間絶縁
膜、４８……第２層間絶縁膜、５０……第３層間絶縁
膜、５２……ビアホール、５４……Ａｌ膜、５６……Ａ
ｌ配線。
Claims (4)
- 【請求項１】 チャンバとチャンバ内に基板の裏面を保
持するホルダとを備えたスパッタ装置において、 ホルダは、基板の裏面に０℃以下の温度の不活性ガスを
吹き付けて基板を直接的に冷却する手段と、冷媒を通す
管群を備え、冷媒からの輻射冷熱により基板を間接的に
冷却する手段とを有することを特徴とするスパッタ装
置。 - 【請求項２】 基板に吹き付けた不活性ガスを、基板と
ホルダの基板保持面との間からチャンバ内に導入するよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装
置。 - 【請求項３】 下層配線層又は拡散領域上に層間絶縁膜
を有する基板の層間絶縁膜にビアホールを開口し、次い
で、スパッタリングにより金属配線層を層間絶縁膜上に
成膜しながらビアホールを埋め込み、エッチングして上
層配線を形成する配線形成方法において、 金属配線層を成膜する際、基板の温度を１００℃以下に
維持してスパッタリングにより金属配線層を成膜するこ
とを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項４】 金属配線層を成膜する際、請求項１又は
２に記載のスパッタ装置を用いて基板の温度を１００℃
以下に維持することを特徴とする請求項３に記載の配線
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22627296A JP3956406B2 (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22627296A JP3956406B2 (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | スパッタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068073A true JPH1068073A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3956406B2 JP3956406B2 (ja) | 2007-08-08 |
Family
ID=16842614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22627296A Expired - Fee Related JP3956406B2 (ja) | 1996-08-28 | 1996-08-28 | スパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3956406B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113249692A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-13 | 林梅琴 | 一种大功率半导体元器件的冷却板 |
-
1996
- 1996-08-28 JP JP22627296A patent/JP3956406B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113249692A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-13 | 林梅琴 | 一种大功率半导体元器件的冷却板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3956406B2 (ja) | 2007-08-08 |
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