JPH1074710A - 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置 - Google Patents

半導体装置の製造方法及びスパッタ装置

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JPH1074710A
JPH1074710A JP24890196A JP24890196A JPH1074710A JP H1074710 A JPH1074710 A JP H1074710A JP 24890196 A JP24890196 A JP 24890196A JP 24890196 A JP24890196 A JP 24890196A JP H1074710 A JPH1074710 A JP H1074710A
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JP
Japan
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target
sputtering
film
semiconductor substrate
hole
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JP24890196A
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English (en)
Inventor
Fumihiro Fuchino
史裕 渕野
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高アスペクト比の接続孔に対しても良好な膜
質で十分な膜厚の高融点金属膜を成膜する。 【解決手段】 コンタクトホールを開口したウエハをタ
ーゲットと平行に配置した通常のコリメートスパッタ法
により、Ti膜3を堆積する。次に、ウエハを、そのウ
エハ内のコンタクトホールの最大のアスペクト比に合わ
せて傾斜させ、面内で回転させながらTiのスパッタリ
ングを行なう。次に、ターゲットにアルミニウムを設
け、ウエハの表面をターゲットと平行になるように設置
し、コリメータを用いないでアルミニウムの高温スパッ
タリングを行ない、コンタクトホールを埋め込み、かつ
層間絶縁膜の表面上にもアルミニウム膜4を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造工
程において、コンタクトホールやスルーホール(以下、
これらを総称する場合は接続孔という)を介して下層と
接続される上層配線となる導電層を形成する方法、特に
アルミニウム系配線材料の形成工程に特徴をもつ半導体
装置の製造方法と、その工程で用いるのに適するスパッ
タ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴なって素子が
微細化され、接続孔は狭くて深い、すなわちアスペクト
比の大きなものが用いられるようになってきている。配
線材料としてアルミニウム系導電膜を使用する場合、コ
ンタクトホールにおいては基板とのバリア膜となり、ま
たアルミニウムが接続孔を埋め込むのに好都合なウェッ
ティングメタルとなるチタン等の高融点金属膜を、接続
孔の内面に被着することが行なわれている。
【0003】その高融点金属膜の被着はスパッタリング
法により行なわれるが、接続孔の形成された基板表面を
ターゲットと平行に対向させて配置する通常のスパッタ
リング法では、アスペクト比の大きい接続孔の場合、ス
パッタされた高融点金属による膜が接続孔の開口部付近
に厚く被着され、それがオーバーハング状になって接続
孔の内面に高融点金属膜が被着されにくくなる問題が生
じる。
【0004】そこで、接続孔の内面にも高融点金属膜を
被着しやすくするために、ターゲットと基板の間に、基
板表面に対しほぼ垂直方向に入射する原子のみを選択す
るコリメータを配置したコリメータスパッタリング法が
提案されている(特開平1ー116070号公報、特開
平5ー152248号公報、特開平6ー128739号
公報、特開平6ー275555号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】半導体基板の表面にほ
ぼ垂直に入射する原子のみを選択するコリメートスパッ
タリング法の場合、その原理上、垂直成分の原子のみを
取り込むためにアスペクト比の高い接続孔であってもそ
の底面には高融点金属膜が十分被着するが、接続孔側壁
での膜質が悪くなる欠点が生じる。概略的に示すと、図
1(A)に示されるように基板1上の絶縁膜2に設けら
れた接続孔の底面の高融点金属膜3aは厚く被着し、側
壁の高融点金属膜3bは薄くて膜質が悪くなる。
【0006】その結果、接続孔を埋め込むとともに絶縁
膜上に伸びて配線となる高温アルミニウムスパッタ膜を
形成したときに、図1(B)のように、高温アルミニウ
ムスパッタ膜4の埋込みの下地としては十分な機能を果
たすことができなくなったり、バリアー膜としての機能
が低下する問題が生じる。なお、図1(B)ではアルミ
ニウム膜に対する濡れ性が十分でないために接続孔内に
空洞部が発生することを示している。
【0007】コリメートスパッタ法を提案している引例
のうち、例えば特開平6ー128739号公報に記載の
方法では、コリメータが回転させられるため、このよう
な不具合のほかに、異物が発生する恐れもある。そこ
で、本発明は高アスペクト比の接続孔に対しても良好な
膜質で十分な膜厚を得ることのできる高融点金属膜のス
パッタリング法とそれに用いるのに適するスパッタ装置
を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、半
導体基板上に形成した絶縁膜に配線用接続孔をあけた
後、その接続孔を埋め込むとともに接続孔から絶縁膜上
に至る配線用導電膜をスパッタ法により形成する工程の
前に、接続孔内面にその配線用導電膜と密着性のよい高
融点金属膜をスパッタリング法により被着する工程を含
んでいる。そして、その高融点金属膜のスパッタリング
工程は、半導体基板とターゲットとの間にターゲットの
表面に対して垂直方向の通過孔を持つコリメータを配置
し、半導体基板の表面をターゲット表面に対して傾け、
かつ半導体基板をその面内で回転させながらスパッタリ
ングを行なう。
【0009】また、その高融点金属膜のスパッタリング
工程は、半導体基板とターゲットとの間にターゲットの
表面に対して垂直方向の通過孔を持つコリメータを配置
し、半導体基板表面をターゲットの表面に平行に配置し
てスパッタリングを行なう第1のスパッタリング工程
と、半導体基板とターゲットとの間にターゲットの表面
に対して垂直方向の通過孔を持つコリメータを配置し、
半導体基板の表面をターゲット表面に対して傾け、かつ
半導体基板をその面内で回転させながらスパッタリング
を行なう第2のスパッタリング工程と、を備えたものと
することもできる。
【0010】半導体基板表面をターゲット表面に対して
傾けて配置して行なうスパッタリング工程は、ターゲッ
トの表面に垂直な方向から半導体基板を見て、その半導
体基板上の絶縁膜に形成されている接続孔のうちの最大
のアスペクト比をもつ接続孔の側面の下端まで見ること
ができ、底面を見ることができない角度まで傾斜させる
のが好ましい。
【0011】基板上に薄膜を形成するスパッタ装置に関
する本発明は、そのスパッタ装置で基板を保持するテー
ブルが、その基板保持面をターゲットの表面に平行な角
度から傾けることができ、かつその基板保持面内で回転
できるものであり、ターゲットとテーブルとの間にはタ
ーゲットの表面に対して垂直方向の通過孔を持つコリメ
ータを備えている。
【0012】
【実施例】図2(A)はスパッタ装置内の要部を概略的
に表わしたものである。シリコン基板1を保持するテー
ブル10は、ターゲット7の表面に対し平行な角度から
任意の角度に傾けることができ、かつテーブル10の面
内で回転できるように支持されている。テーブル10上
に載置されたシリコン基板1上には層間絶縁膜2が形成
され、層間絶縁膜2にはコンタクトホールが形成されて
いる。
【0013】テーブル10の傾斜角は、コンタクトホー
ルのうち最大のアスペクト比をもつものが、ターゲット
7の表面に垂直な方向から見てそのコンタクトホールの
側面の下端まで見ることができ、かつ底面を見ることが
できない角度に傾斜させられている。ターゲット7は、
例えばチタン(Ti)である。
【0014】ターゲット7とテーブル10の間には、タ
ーゲット7の表面に対して垂直方向の通過孔をもつコリ
メータ5が備えられている。コリメータ5はターゲット
7から放出されるスパッタ原子6のうち、ターゲット7
の表面にほぼ垂直な方向から入射するものだけを通過さ
せてテーブル10上のシリコン基板1上に入射させるよ
うに制御するものである。コリメータ5の通過孔の方向
に対し斜め方向から入射するスパッタ原子は、コリメー
タ5の通過孔の壁面で捕捉されて通過できない。
【0015】いま、コンタクトホールのアスペクト比
(b/a)が2であるとすれば、シリコン基板1の表面
がターゲット7の表面に対して約25度の傾斜をもつよ
うに傾ける。基板1を傾けた状態でコリメートスパッタ
リングを行なうと、成膜される高融点金属膜3はコンタ
クトホール内では片側のみに形成されるが、テーブル1
0をその面内で回転させることにより、図2(B)に示
されるように、コンタクトホールの側面全面に形成され
る。
【0016】次に、一実施例として高温アルミニウムス
パッタ法によりアルミニウム配線のための導電層を形成
する方法を図3を参照して説明する。 (A)シリコン基板1上の層間絶縁膜2にコンタクトホ
ールを開口したウエハを、500〜550℃で60〜1
50秒間加熱処理する。次に、コンタクトホール底の界
面を清浄にするためにRFスパッタエッチを行なう。次
に、基板表面をターゲットと平行に配置した通常のコリ
メートスパッタ法により、チタンをターゲットとしてT
i膜3を200〜700Åの厚さに堆積する。
【0017】(B)次に、ウエハを、そのウエハ内のコ
ンタクトホールの最大のアスペクト比に合わせて傾斜さ
せる。例えば、コンタクトホールの最大のアスペクト比
が2の場合に、ウエハの表面がターゲットの表面に対し
25°傾くように傾斜させ、ウエハをその面内で回転さ
せながらTiのスパッタリングを行なう。堆積したTi
膜のトータル膜厚が700〜1500Åになるまでスパ
ッタリングを行なう。
【0018】(C)次に、ターゲットにアルミニウムを
設け、ウエハの表面をターゲットと平行になるように設
置し、コリメータを用いないで480〜550℃にウエ
ハを加熱しながらアルミニウムの高温スパッタリングを
行ない、コンタクトホールを埋め込み、かつ層間絶縁膜
の表面上にもアルミニウム膜4を形成する。
【0019】図3の方法で、Ti膜をスパッタリング法
により形成する工程として、基板を傾斜させないで行な
うスパッタリング工程と、基板を傾斜させ、かつ面内で
回転させながら行なうスパッタリング工程との2つのス
パッタリング工程を備えているので、コンタクトホール
の底部に形成されるTi膜の膜厚とコンタクトホールの
側面に形成されるTi膜の膜厚とを任意の比に設定する
ことができ、コンタクトホール内に形成するTi膜の膜
質をよくすることができる。しかし、工程を簡略化する
ためには、図3(A)に示される、基板を傾けないで行
なうスパッタリング工程を省略することもできる。
【0020】Ti膜3のスパッタリング条件の一例は、
プロセスガスとしてアルゴン(Ar)を用い、流量10
0sccmで供給しながら、スパッタ圧力を0.4Pa
に維持する。成膜パワーは4kWで、基板温度は150
℃である。図2、図3で、コンタクトホールに代えてス
ルーホールを導電膜で埋め込む場合も同じである。
【0021】
【発明の効果】本発明の製造方法では、高融点金属膜の
スパッタリング工程を、半導体基板とターゲットとの間
にターゲットの表面に対して垂直方向の通過孔を持つコ
リメータを配置し、半導体基板の表面をターゲット表面
に対して傾け、かつ半導体基板をその面内で回転させな
がら行なうので、接続孔の側壁にも膜質の良好な高融点
金属膜を均一性よく成膜することができる。その高融点
金属膜のスパッタリング工程を、基板を傾斜させないで
行なうスパッタリング工程と、基板を傾斜させ、かつ面
内で回転させながら行なうスパッタリング工程との2つ
の工程とすれば、接続孔の底部に形成される高融点金属
膜の膜厚と接続孔の側壁に形成される高融点金属膜の膜
厚とを任意の比に設定することができる利点が生じる。
半導体基板表面をターゲット表面に対して傾けて配置し
て行なう高融点金属膜のスパッタリング工程を、最大の
アスペクト比をもつ接続孔にあわせて傾斜角を設定すれ
ば、すべての接続孔に膜質の良好な高融点金属膜を成膜
することができる。このように、本発明の製造方法によ
れば、接続孔に膜質の良好な高融点金属膜を成膜するこ
とができて、その後に配線用の導電膜で接続孔を埋め込
んだ際、すが発生するなどの不具合が生じにくくなる。
本発明のスパッタ装置は、基板を保持するテーブルがそ
の基板保持面をターゲットの表面に平行な角度から傾け
ることができ、かつその基板保持面内で回転できるもの
であり、ターゲットとテーブルとの間にはターゲットの
表面に対して垂直方向の通過孔を持つコリメータを備え
たので、本発明の製造方法の実施に適したものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の導電膜製造方法を示す工程端面図であ
る。
【図2】本発明を概略的に示す図であり、(A)はスパ
ッタ装置内の要部を表わす概略図、(B)は成膜された
高融点金属膜を表わす端面図である。
【図3】本発明の製造方法の一実施例を示す工程端面図
である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 層間絶縁膜 3 高融点金属膜 5 コリメータ 6 スパッタ原子 7 ターゲット 10 テーブル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成した絶縁膜に配線用
    接続孔をあけた後、その接続孔を埋め込むとともに接続
    孔から絶縁膜上に至る配線用導電膜をスパッタ法により
    形成する工程の前に、接続孔内面にその配線用導電膜と
    密着性のよい高融点金属膜をスパッタ法により被着する
    工程を含む半導体装置の製造方法において、 前記高融点金属膜のスパッタリング工程では、半導体基
    板とターゲットとの間にターゲットの表面に対して垂直
    方向の通過孔を持つコリメータを配置し、半導体基板の
    表面をターゲット表面に対して傾け、かつ半導体基板を
    その面内で回転させながらスパッタリングを行なうこと
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に形成した絶縁膜に配線用
    接続孔をあけた後、その接続孔を埋め込むとともに接続
    孔から絶縁膜上に至る配線用導電膜をスパッタ法により
    形成する工程の前に、接続孔内面にその配線用導電膜と
    密着性のよい高融点金属膜をスパッタリング法により被
    着する工程を含む半導体装置の製造方法において、 前記高融点金属膜のスパッタリング工程は、半導体基板
    とターゲットとの間にターゲットの表面に対して垂直方
    向の通過孔を持つコリメータを配置し、半導体基板表面
    をターゲットの表面に平行に配置してスパッタリングを
    行なう第1のスパッタリング工程と、 半導体基板とターゲットとの間にターゲットの表面に対
    して垂直方向の通過孔を持つコリメータを配置し、半導
    体基板の表面をターゲット表面に対して傾け、かつ半導
    体基板をその面内で回転させながらスパッタリングを行
    なう第2のスパッタリング工程と、を備えていることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 半導体基板表面をターゲット表面に対し
    て傾けて配置して行なうスパッタリング工程は、ターゲ
    ットの表面に垂直な方向から半導体基板を見て、その半
    導体基板上の絶縁膜に形成されている接続孔のうちの最
    大のアスペクト比をもつ接続孔の側面の下端まで見るこ
    とができ、底面を見ることができない角度まで傾斜させ
    る請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 基板上に薄膜を形成するスパッタ装置に
    おいて、 基板を保持するテーブルはその基板保持面をターゲット
    の表面に平行な角度から傾けることができ、かつその基
    板保持面内で回転できるものであり、 ターゲットと前記テーブルとの間にはターゲットの表面
    に対して垂直方向の通過孔を持つコリメータを備えてい
    ることを特徴とするスパッタ装置。
JP24890196A 1996-08-30 1996-08-30 半導体装置の製造方法及びスパッタ装置 Pending JPH1074710A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311545A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法及び高融点金属膜の堆積装置
WO2010073323A1 (ja) * 2008-12-24 2010-07-01 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置および成膜方法
US7897418B2 (en) 2007-12-28 2011-03-01 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor light emitting device
JP2016508289A (ja) * 2012-12-13 2016-03-17 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 三次元高表面領域電極の製造
US10368788B2 (en) 2015-07-23 2019-08-06 California Institute Of Technology System and methods for wireless drug delivery on command
US10376146B2 (en) 2013-02-06 2019-08-13 California Institute Of Technology Miniaturized implantable electrochemical sensor devices
CN114990503A (zh) * 2022-06-30 2022-09-02 业成科技(成都)有限公司 镀膜方法、镀膜设备和电子设备

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311545A (ja) * 2003-04-03 2004-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法及び高融点金属膜の堆積装置
US7897418B2 (en) 2007-12-28 2011-03-01 Mitsubishi Electric Corporation Method for manufacturing semiconductor light emitting device
WO2010073323A1 (ja) * 2008-12-24 2010-07-01 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置および成膜方法
JP2016508289A (ja) * 2012-12-13 2016-03-17 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 三次元高表面領域電極の製造
US10376146B2 (en) 2013-02-06 2019-08-13 California Institute Of Technology Miniaturized implantable electrochemical sensor devices
US10368788B2 (en) 2015-07-23 2019-08-06 California Institute Of Technology System and methods for wireless drug delivery on command
US10820844B2 (en) 2015-07-23 2020-11-03 California Institute Of Technology Canary on a chip: embedded sensors with bio-chemical interfaces
CN114990503A (zh) * 2022-06-30 2022-09-02 业成科技(成都)有限公司 镀膜方法、镀膜设备和电子设备

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