JPH1197385A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH1197385A
JPH1197385A JP25859497A JP25859497A JPH1197385A JP H1197385 A JPH1197385 A JP H1197385A JP 25859497 A JP25859497 A JP 25859497A JP 25859497 A JP25859497 A JP 25859497A JP H1197385 A JPH1197385 A JP H1197385A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum
vapor deposition
depositing
chlorine
chemical vapor
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
JP25859497A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3031314B2 (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 JP9258594A priority Critical patent/JP3031314B2/ja
Publication of JPH1197385A publication Critical patent/JPH1197385A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3031314B2 publication Critical patent/JP3031314B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置のコンタクトホールやスルーホー
ルをアルミニウム膜で埋め込む方法において、簡単な装
置を用いて平坦性の高い同膜を堆積させる方法を提供す
る。 【解決手段】 基板上に絶縁膜を堆積する工程と、前記
絶縁膜にコンタクトホールまたはスルーホールを開口す
る工程と、物理気相成長法でアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金を堆積する工程と、塩素または塩素化合物ガ
スを吸着させる工程と、続いて真空を破らずに気相化学
成長法によりアルミニウムまたはアルミニウム合金を堆
積する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の配線
用アルミニウム膜の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】LSIの高集積化、高速化のために、L
SIの設計ルールは微細化している。これに従い、コン
タクトホールやスルーホールの径は微細化し、アスペク
ト比は高くなっている。このようなコンタクトホールや
スルーホールをアルミニウムで埋め込む方法として、19
96 Symposium on VLSI Technology, Digest of Technic
al Papers 42頁に記載の方法がある。この方法によるア
ルミニウム膜の形成方法を図2に示す。図2(a)にお
いて、1’はSi基板、2’は絶縁膜である。絶縁膜
2’に微細で高アスペクト比のコンタクトホールを開口
する。続いて、スパッタリングでTiを堆積(図示せ
ず)した後、真空を保ちながらスパッタリングで第1の
アルミニウム膜3’を堆積する(図2(b))。する
と、Tiの上のスパッタリングで形成したアルミニウム
は(111)に強く配向した膜となる。さらに、真空を
保ったまま気相化学成長法を用いて、第2のアルミニウ
ム膜6’を堆積する。スパッタリングで堆積した第1の
アルミニウム膜3’が(111)配向しているので、こ
の上に堆積する第2のアルミニウム膜の配向も揃う。一
般に気相化学成長では堆積速度は下地の配向に依存する
ので、配向の揃った下地を用いることにより、第2のア
ルミニウム膜の平坦性が向上し、微細なコンタクトホー
ルをボイドなく埋め込むことが可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した半導体装置の
製造方法では、下地の表面に自然酸化膜や汚染層が形成
されないようにしなければ平坦性に優れた、気相化学成
長で堆積されるアルミニウム膜を形成できない。すなわ
ち、スパッタリングでTiを堆積してからスパッタリン
グでアルミニウムを堆積するまでの間、およびスパッタ
リングでアルミニウムを堆積してから気相化学成長でア
ルミニウムを堆積するまでの間をいずれも高真空に保つ
必要がある。このためには高度に真空度の管理された複
数のチャンバを有する大型の成膜装置が必要となる。し
たがって半導体装置の製造設備の建設費が上昇し、それ
を用いて製造される半導体装置のコストも上昇するとい
う欠点がある。この発明の目的は、このような欠点のな
い半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は次のようである。 1.基板上に絶縁膜を堆積する工程と、前記絶縁膜にコ
ンタクトホールまたはスルーホールを開口する工程と、
物理気相成長法でアルミニウムまたはアルミニウム合金
を堆積する工程と、塩素または塩素化合物ガスを吸着さ
せる工程と、続いて真空を破らずに気相化学成長法によ
りアルミニウムまたはアルミニウム合金を堆積する工程
とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 2.塩素化合物がBCl3 ,CCl4 ,およびHClか
らなる群から選ばれたものである上記1に記載の製造方
法。 3.気相化学成長法により堆積するアルミニウムの原料
が、アルキルアルミニウム,アルキルアルミニウムハイ
ドライドおよびアルミニウムハイドライドアミンアダク
ツからなる群から選ばれたものである上記1に記載の製
造方法。 4.気相化学成長法により堆積するアルミニウム原料が
ジメチルアルミニウムハイドライドである前記3に記載
の製造方法。 5.気相化学成長法によるアルミニウムまたはアルミニ
ウム合金を堆積するときの真空度(Torr)と、塩素
または塩素化合物を吸着させてから前記アルミニウムま
たはアルミニウム合金を堆積するチャンバに搬送するま
での時間(sec)との積が1×10-3以下である前記
1ないし4に記載の製造方法。
【0005】
【発明の実施の形態】配向の揃ったアルミニウムを堆積
後大気に曝し自然酸化膜が形成された基板を、気相化学
成長装置に設置し、BCl3 ガスとArを用いたプラズ
マで処理し、続いて真空を破らずに気相化学成長を行う
と前記アルミニウムの上にエピタキシャル成長のように
配向の揃ったアルミニウム膜を形成できた。この成長過
程を分析すると、BCl3 ガスを用いたプラズマ処理に
より自然酸化膜が除去されるとともにアルミニウム膜上
には塩素が吸着され、これが自然酸化膜や汚染層の形成
を阻止し、かつ気相化学成長の初期において吸着された
塩素ガスはアルミニウムの原料ガスと反応して気相中に
脱離することが明らかとなった。このように、塩素の吸
着層が保護膜の役割を果たすことにより、膜形成工程間
の搬送時の真空度が1桁程度低下しても平坦性のよいア
ルミニウム膜が気相化学成長法で形成できる。しかも、
吸着された塩素は原料ガスとの反応によって脱離するの
で、腐食を起こすこともない。以上アルミニウムを用い
た場合を説明したが、公知のアルミニウム合金例えばア
ルミニウム−シリコン−銅合金、アルミニウム−シリコ
ン合金等の場合にも本発明の製造方法が適用できる。
【0006】
【実施例】
[実施例1]次に本発明の半導体装置の製造方法の実施
例について図面を参照して説明する。図1は本発明の半
導体装置の製造方法の主要工程の一例を半導体装置の一
連の断面図で示す。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1(a)は
標準的な集積回路製作方法を用いて形成した、コンタク
トホール形成後の半導体装置の断面構造を示す。図にお
いて、1はSi基板、2はSiO2膜である。次にTi
膜をスパッタリングで形成する。スパッタリングはTi
のターゲットを用い、Ar 5−20sccm、周波数
13.56MHz、電力0.3−2kW、圧力1−10
mTorrで行った。続いて、図1(b)に示すよう
に、アルミニウムのターゲットを用い、Ar 10−3
0sccm、周波数13.56MHz、電力2−20k
Wで第1のアルミニウム膜3を堆積させた。Ti堆積後
からアルミニウム堆積までの搬送中の真空度は1×10
-8Torr以下に保ち、搬送時間は30秒以下にした。
こうすることによって、Tiの表面には自然酸化膜や汚
染層は形成されなかった。次に、基板を大気中に取り出
し、気相化学成長装置に搬送した。この間、アルミニウ
ム膜上には自然酸化膜が形成された。次に、図1(c)
に示すようにBCl3 プラズマ4を用いてドライエッチ
ングを行った。エッチング条件は、BCl3 流量10−
50sccm、He流量100−500sccm、圧力
0.3−3Torr、電力0.1−1kWである。BC
3 プラズマ4を基板に照射することによって、第1の
アルミニウム膜3上に形成されていた自然酸化膜が除去
された。エッチング終了後には塩素の吸着層5ができ
た。次に、真空度1×10-5Torrの雰囲気下で1分
以内に気相化学成長チャンバに搬送した。ジメチルアル
ミニウムハイドライド(CH3)2 AlHを用いて気相
化学成長を行うと、平坦性に優れた第2のアルミニウム
膜6が堆積し、コンタクトホールがアルミニウムで埋め
込まれた。気相化学成長中の気相のガス成分を四重極質
量分析器で調べると、アルミニウムの堆積初期にだけH
Clが観測された。また、堆積したアルミニウム膜を2
次イオン質量分析で分析した結果、アルミニウム膜中に
塩素は検出されなかった。このことから、吸着層5の塩
素はジメチルアルミニウムハイドライド(CH3)2
lHと反応してHClとなり、気相中に脱離したものと
考えられ残留塩素によるアルミニウムの腐食は全く懸念
する必要がないことがわかった。
【0007】上述した実施例では、塩素化合物ガスとし
てBCl3 を用いた場合を例示したが、Cl2 単体およ
びCCl4 などの塩素を含む化合物を用いても同様の効
果が得られる。また、アルミニウムの原料ガスとしてジ
メチルアルミニウムハイドライドを用いた場合を示した
が、トリイソブチルアルミニウムのようなアルキルアル
ミニウムやアルミニウムハイドライドアミンアダクツを
用いても同様の効果が得られる。
【0008】Tiやアルミニウムのスパッタリング条
件、アルミニウムの気相化学成長条件は、上述した以外
にもこれらの膜が堆積する範囲内で任意に選べば、同様
の効果が得られることは言うまでもない。
【0009】プラズマ処理後に気相化学成長チャンバま
での搬送では、真空度(Torr)と搬送時間(se
c)の積を1×10-3Torr・sec以下好ましくは
1×10ー6Torr/sec以下とすると同様の効果が
得られる。上記積の値より大きい場合は、表面酸化が進
行する場合がある。なお、プラズマ処理と気相化学成長
を同一チャンバ内で行えば搬送時間を0とすることがで
き、積の値も0となることは言うまでもない。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、塩素の吸
着層を自然酸化膜や汚染層に対する保護膜として用いる
ことにより、簡単な装置を用いて平坦性の高いアルミニ
ウム膜を堆積させることが可能となり、半導体装置の製
造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の主要工程の一
例を示す断面図である。
【図2】従来の半導体装置の製造方法の主要工程を示す
断面図である。
【符号の説明】
1,1’ Si基板 2,2’ SiO2 膜(絶縁膜) 3,3’ 第1のアルミニウム膜 4 BCl3 プラズマ 5 塩素の吸着層 6,6’ 第2のアルミニウム膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に絶縁膜を堆積する工程と、前記
    絶縁膜にコンタクトホールまたはスルーホールを開口す
    る工程と、物理気相成長法でアルミニウムまたはアルミ
    ニウム合金を堆積する工程と、塩素または塩素化合物ガ
    スを吸着させる工程と、続いて真空を破らずに気相化学
    成長法によりアルミニウムまたはアルミニウム合金を堆
    積する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 塩素化合物がBCl3 ,CCl4 ,およ
    びHClからなる群から選ばれたものである請求項1記
    載の製造方法。
  3. 【請求項3】 気相化学成長法により堆積するアルミニ
    ウムの原料が、アルキルアルミニウム,アルキルアルミ
    ニウムハイドライドおよびアルミニウムハイドライドア
    ミンアダクツからなる群から選ばれたものである請求項
    1記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 気相化学成長法により堆積するアルミニ
    ウム原料がジメチルアルミニウムハイドライドである請
    求項3記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 気相化学成長法によるアルミニウムまた
    はアルミニウム合金を堆積するときの真空度(Tor
    r)と、塩素または塩素化合物を吸着させてから、前記
    アルミニウムまたはアルミニウム合金を堆積するチャン
    バに搬送するまでの時間(sec)との積が1×10-3
    以下である請求項1ないし4記載の製造方法。
JP9258594A 1997-09-24 1997-09-24 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JP3031314B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9258594A JP3031314B2 (ja) 1997-09-24 1997-09-24 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9258594A JP3031314B2 (ja) 1997-09-24 1997-09-24 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1197385A true JPH1197385A (ja) 1999-04-09
JP3031314B2 JP3031314B2 (ja) 2000-04-10

Family

ID=17322442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9258594A Expired - Lifetime JP3031314B2 (ja) 1997-09-24 1997-09-24 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3031314B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013143442A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Ulvac Japan Ltd デバイスの製造方法および製造装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013143442A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Ulvac Japan Ltd デバイスの製造方法および製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3031314B2 (ja) 2000-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6143377A (en) Process of forming a refractory metal thin film
EP0630990B1 (en) Method of limiting sticking of body to a susceptor in a deposition treatment
US20180102259A1 (en) Cobalt-containing material removal
US6313042B1 (en) Cleaning contact with successive fluorine and hydrogen plasmas
US8101521B1 (en) Methods for improving uniformity and resistivity of thin tungsten films
EP1081751A2 (en) Methods of pre-cleaning dielectric layers of substrates
EP0370775B1 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JPH04226025A (ja) シリコン半導体ウエーハ上にケイ化チタンの導電層を形成する方法
JPH0390572A (ja) 半導体ウェーハ上へのタングステン層のcvd蒸着方法
JPH08250497A (ja) 半導体装置の金属配線層の形成方法
WO1995002076A1 (fr) Procede de formation d'une couche mince
EP0732731A2 (en) Treatment of a titanium nitride layer to improve resistance to elevated temperatures
US7014887B1 (en) Sequential sputter and reactive precleans of vias and contacts
JP3208124B2 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法、および半導体装置の製造装置
US5956613A (en) Method for improvement of TiN CVD film quality
JP3031314B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100670618B1 (ko) 비아 및 컨택트의 순차적인 스퍼터 및 반응적 예비세정
TWI745559B (zh) 被加工物之處理方法
US6329294B1 (en) Method for removing photoresist mask used for etching of metal layer and other etching by-products
JPH0492423A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JP2002064067A (ja) 化学気相成長を向上させるよう調整されたチャンバ
JP2002060950A (ja) 化学的気相堆積処理を改善する方法
JPH02111867A (ja) シリコン基体への金属の堆積方法
JPH11265889A (ja) 配線の製造方法
JPH0480363A (ja) デポジション方法