JPS61135125A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS61135125A JPS61135125A JP25799484A JP25799484A JPS61135125A JP S61135125 A JPS61135125 A JP S61135125A JP 25799484 A JP25799484 A JP 25799484A JP 25799484 A JP25799484 A JP 25799484A JP S61135125 A JPS61135125 A JP S61135125A
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造に当たって、集積度の向上
に伴ってイオンビームを用いたプロセスが多く用いられ
るようになってきているが、このようなイオンビームを
用いたプロセスの改良に関する。
に伴ってイオンビームを用いたプロセスが多く用いられ
るようになってきているが、このようなイオンビームを
用いたプロセスの改良に関する。
イオンビームを用いるプロセスとしては、ドライプロセ
スとして、微細加工の可能なイオンビームエツチング、
あるいは、イオンビームをターゲット電極に照射してタ
ーゲット材料をウェハー上にスパツクさせ、薄膜を形成
するイオンビームデポジション等が集積回路の製造に用
いられてきている。
スとして、微細加工の可能なイオンビームエツチング、
あるいは、イオンビームをターゲット電極に照射してタ
ーゲット材料をウェハー上にスパツクさせ、薄膜を形成
するイオンビームデポジション等が集積回路の製造に用
いられてきている。
これらのイオンビームを用いた各プロセスは、各工程毎
に最適条件を設定する必要があるため、それぞれが独立
した工程として適用されているので、これの効果的な活
用をはかるための改善が要望される。
に最適条件を設定する必要があるため、それぞれが独立
した工程として適用されているので、これの効果的な活
用をはかるための改善が要望される。
先ず、エツチング、あるいはスパッタリングを目的とす
るイオンビーム装置の構造と、その機能を図面により以
下説明する。
るイオンビーム装置の構造と、その機能を図面により以
下説明する。
第２図はイオンビーム装置の概念を理解するための基本
的構成の断面図を示す。工はイオンビームソース部であ
って、真空容器２に取りつけられている。３は排気口、
４はガス導入口を示す。通常不活性のアルゴンガスを１
０−３〜１０−’Ｔｏｒｒ 導入する。
的構成の断面図を示す。工はイオンビームソース部であ
って、真空容器２に取りつけられている。３は排気口、
４はガス導入口を示す。通常不活性のアルゴンガスを１
０−３〜１０−’Ｔｏｒｒ 導入する。
イオンを発生させる方法としては種々の構造が使用され
ているが、その−例としては、熱陰極より放出された電
子と、印加された電磁界との相互作用による放電を利用
してプラズマを発生させる方法、あるいは、冷陰極を用
いて、マイクロ波電力を導入してプラズマ放電を起こさ
せる方法等が用いられている。
ているが、その−例としては、熱陰極より放出された電
子と、印加された電磁界との相互作用による放電を利用
してプラズマを発生させる方法、あるいは、冷陰極を用
いて、マイクロ波電力を導入してプラズマ放電を起こさ
せる方法等が用いられている。
イオンソース部の加速グリッドにより、５００ｖ〜数Ｋ
Ｖで加速されて射出されたイオンビームは、対向する支
持台５に保持されたウェハー６に照射され、これによっ
てエツチング作用がおこなわれる。
Ｖで加速されて射出されたイオンビームは、対向する支
持台５に保持されたウェハー６に照射され、これによっ
てエツチング作用がおこなわれる。
イオンビームを用いて薄膜を形成するイオンビームデポ
ジションは、第３図に示す方法で行われる。イオンビー
ムは支持台７に保持された、薄膜材質よりなるターゲ・
ノド８に斜めに照射される。
ジションは、第３図に示す方法で行われる。イオンビー
ムは支持台７に保持された、薄膜材質よりなるターゲ・
ノド８に斜めに照射される。
イオンにより叩き出された、ターゲットの原子、あるい
は分子は斜め下に配置されたウェハー６の上に積層され
る。
は分子は斜め下に配置されたウェハー６の上に積層され
る。
上記に説明せるごとく、イオンビーム装置は薄膜の形成
とエツチングの両方のプロセスに使用可能な機能を持っ
ている。然し現時点では、その設定条件が難しいので、
それぞれ別個の装置で単独の工程として使用されている
。
とエツチングの両方のプロセスに使用可能な機能を持っ
ている。然し現時点では、その設定条件が難しいので、
それぞれ別個の装置で単独の工程として使用されている
。
次に、実際のｒｃ製造工程に当てはめて以下説明する。
半導体の集積度の向上に伴って、アルミニウム配線層の
形成も一層から多層配線構造が増加している。多層配線
の形成においては、各配線層は出来るだけ段差を少ない
ことが要求されている。
形成も一層から多層配線構造が増加している。多層配線
の形成においては、各配線層は出来るだけ段差を少ない
ことが要求されている。
−例としてイオンビームデポジションによるアルミニウ
ム配線層の形成工程を考えると、その前工程としてコン
タクト面の表面処理を行うことが必要である。
ム配線層の形成工程を考えると、その前工程としてコン
タクト面の表面処理を行うことが必要である。
これは、ＭＯ３型ＩＣを例にとると、アルミニウム配線
層形成の前には、ゲート領域にゲート酸化膜を形成し、
その後、ソース、およびドレイン部のコンタクトを形成
するため、その前工程で出来ているＳ ｉ Ｏ２膜の除
去を行うことが必要である。通常このＳ ｉ Ｏを膜の
除去はウェットエツチング法、即ち、弗化水素酸の水溶
液によりエツチング除去している。
層形成の前には、ゲート領域にゲート酸化膜を形成し、
その後、ソース、およびドレイン部のコンタクトを形成
するため、その前工程で出来ているＳ ｉ Ｏ２膜の除
去を行うことが必要である。通常このＳ ｉ Ｏを膜の
除去はウェットエツチング法、即ち、弗化水素酸の水溶
液によりエツチング除去している。
次いで、基板上にアルミニウム配線層を形成するため、
イオンビームデポジションによりアルミニウム層の成長
を行うゆこのあと多層配線するためには、積層したアル
ミニウム配線層の平坦化のプロセスが必要である。
イオンビームデポジションによりアルミニウム層の成長
を行うゆこのあと多層配線するためには、積層したアル
ミニウム配線層の平坦化のプロセスが必要である。
これらのプロセスにイオンビームを使用する場合、設定
条件が相違するので、通常、別の装置を使用している。
条件が相違するので、通常、別の装置を使用している。
上記に述べたごとく、従来の技術による方法では、アル
ミニウム配線層形成の前後の工程、即ちＳｉＯ□膜のエ
ツチング、アルミニウムターゲットのスパッタリングと
ウェハー上へのデポジション、アルミニウム配線層の平
坦化等のプロセスは、それぞれ別個の工程として実施し
ている。
ミニウム配線層形成の前後の工程、即ちＳｉＯ□膜のエ
ツチング、アルミニウムターゲットのスパッタリングと
ウェハー上へのデポジション、アルミニウム配線層の平
坦化等のプロセスは、それぞれ別個の工程として実施し
ている。
そのため工程毎にウェハーを真空チャンバーより取り出
す必要があり、装置の増加、あるいは工数の増加は避け
られない。
す必要があり、装置の増加、あるいは工数の増加は避け
られない。
配線の平坦化プロセスに関しては、イオンビームデポジ
ション法において、バイアススパッタ法が提案されてい
る。この方法は基板を搭載した電極に、ある負のバイア
ス電圧（例えばＯ〜−１００Ｖ）を加えることにより、
平坦化プロセスもデポジションと同一の装置で実施する
方法であるが、エツチングおよびデポジションのそれぞ
れの条件の独立性に乏しく、望みの形状を傅るには条件
の設定が難しく、長時間を要する。
ション法において、バイアススパッタ法が提案されてい
る。この方法は基板を搭載した電極に、ある負のバイア
ス電圧（例えばＯ〜−１００Ｖ）を加えることにより、
平坦化プロセスもデポジションと同一の装置で実施する
方法であるが、エツチングおよびデポジションのそれぞ
れの条件の独立性に乏しく、望みの形状を傅るには条件
の設定が難しく、長時間を要する。
上記問題点は、イオンビームをデポジション時にはター
ゲットに照射して、対向して置かれたつエバー上にター
ゲツト材質を積層する。
ゲットに照射して、対向して置かれたつエバー上にター
ゲツト材質を積層する。
次いで、平坦化プロセス時には、直接ウェハー基板をイ
オンビームで照射出来るごとく、イオンビーム、ウェハ
ー支持台、あるいはターゲット支持台を動かす方法よっ
て解決される。
オンビームで照射出来るごとく、イオンビーム、ウェハ
ー支持台、あるいはターゲット支持台を動かす方法よっ
て解決される。
上記に説明せるごとく、イオンビーム装置のイオンソー
ス部、あるいはウェハー、ターゲット支持台を可動とす
ることにより、アルミニウム配線工程前のＳ ｉ Ｏｚ
膜エツチング除去、アルミニウム配線層の積層、および
これの平坦化プロセスがすべて同一のチャンバー内で作
業が可能となり、装置の効率的使用、工数の削減、良好
なる配線形状の実現が可能となる。
ス部、あるいはウェハー、ターゲット支持台を可動とす
ることにより、アルミニウム配線工程前のＳ ｉ Ｏｚ
膜エツチング除去、アルミニウム配線層の積層、および
これの平坦化プロセスがすべて同一のチャンバー内で作
業が可能となり、装置の効率的使用、工数の削減、良好
なる配線形状の実現が可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第１図（ａ）、および（ｂ）は本発明の実施するための
イオンビーム装置の主要部の断面図である。図では機能
の説明に必要のない機構、あるいは部品は省略しである
。
イオンビーム装置の主要部の断面図である。図では機能
の説明に必要のない機構、あるいは部品は省略しである
。
１はイオンソース（イオンガンとも呼ばれる）、２は作
業を実施するための真空容器、３は排気口で真空ポンプ
部と連なっている。４はイオン源となるガスを導入する
ための導入口、５はウェハー等のエツチングあるいは薄
膜を形成すべき基板を保持する台で外部より機械的に位
置を変えることが可能なるごと（構成されている。
業を実施するための真空容器、３は排気口で真空ポンプ
部と連なっている。４はイオン源となるガスを導入する
ための導入口、５はウェハー等のエツチングあるいは薄
膜を形成すべき基板を保持する台で外部より機械的に位
置を変えることが可能なるごと（構成されている。
ウェハー６は通常のエツチング作業の時は、イオンビー
ムの方向、即ち、点ｖＡＡ−Ａに垂直な位置に保持され
ている。
ムの方向、即ち、点ｖＡＡ−Ａに垂直な位置に保持され
ている。
デポジション工程の時は、第１図（ｂ）に示すごとくイ
オンガンは点線の方向に中心軸を動かして、ターゲット
支持台７に保持された、スパッタ物質よりなるターゲッ
ト８を、イオンが斜めに叩くごとく構成されている。ま
たこの時ウェハーはスパッタされたターゲットの原子あ
るいは、あるいは分子を容易に補足出来るよう、その位
置を回転、あるいは移動出来るように設計されている。
オンガンは点線の方向に中心軸を動かして、ターゲット
支持台７に保持された、スパッタ物質よりなるターゲッ
ト８を、イオンが斜めに叩くごとく構成されている。ま
たこの時ウェハーはスパッタされたターゲットの原子あ
るいは、あるいは分子を容易に補足出来るよう、その位
置を回転、あるいは移動出来るように設計されている。
以上のような装置を使用して、今−例として、ＭＯＳ
ＩＣのアルミニウム配線工程の前まで来た状態を考え
る。通常、アルミニウム層が直接シリコン基板に接する
コンタクトホール部は、この状態ではそれ以前の工程で
のプロセスによって、表面の汚染、あるいはＳｉＯ□膜
等が残っている。
ＩＣのアルミニウム配線工程の前まで来た状態を考え
る。通常、アルミニウム層が直接シリコン基板に接する
コンタクトホール部は、この状態ではそれ以前の工程で
のプロセスによって、表面の汚染、あるいはＳｉＯ□膜
等が残っている。
従って、これらを除去するため通常ウエトプロセスによ
るエツチングを行う。しかる後アルミニウムの蒸着工程
に移る。
るエツチングを行う。しかる後アルミニウムの蒸着工程
に移る。
本発明による方法では、この前処理のエツチングも第１
図（ａｌの位置で、イオンビームエツチング法によって
行うものである。
図（ａｌの位置で、イオンビームエツチング法によって
行うものである。
即ち、この場合のシリコンの酸化膜の除去は、不活性の
アルゴンガスのイオンのみでなく、４弗化炭素（ＣＦ４
）を混入することによって容易に除去出来る。
アルゴンガスのイオンのみでなく、４弗化炭素（ＣＦ４
）を混入することによって容易に除去出来る。
次いで、外部よりウェハー支持台、およびイオンガンを
動かして、装置を第１図（ｂ）で示すデポジションの位
置に設定する。ターゲット支持台７にはアルミニウム板
を設置し、イオンビームをアルミニウムターゲット８に
照射する。
動かして、装置を第１図（ｂ）で示すデポジションの位
置に設定する。ターゲット支持台７にはアルミニウム板
を設置し、イオンビームをアルミニウムターゲット８に
照射する。
一般にイオンによるスパッタリングは、イオンの入射角
がターゲツト面に対して約４５度のとき最も効率が高い
。このまま必要なるアルミニウム膜厚を得るまでスパッ
タリングを続けるとコンタクト部での段差が大きく、カ
バレージ率が低下することを避けることが出来ない。
がターゲツト面に対して約４５度のとき最も効率が高い
。このまま必要なるアルミニウム膜厚を得るまでスパッ
タリングを続けるとコンタクト部での段差が大きく、カ
バレージ率が低下することを避けることが出来ない。
本発明のでは、スパッタリングの工程を数回（例えば４
回）に分け、１回約１５〜２０秒のスパッタリング行っ
た後、ウェハー支持台、およびイオンガンの位置を−（
ａ）図で示す元のエツチング位置にもどす。しかる後、
全面を平坦化のためのエツチングを行う。
回）に分け、１回約１５〜２０秒のスパッタリング行っ
た後、ウェハー支持台、およびイオンガンの位置を−（
ａ）図で示す元のエツチング位置にもどす。しかる後、
全面を平坦化のためのエツチングを行う。
この場合、段差部の肩の部分はイオンが斜めに照射され
るので、最もエツチング作用を受けやすい。第４図にお
いて、９はシリコン基板、１０は酸化膜を示し、１１は
第１回のデポジションでの積層アルミニウムを示してい
る。平坦化エツチングプロセスでは段差の肩の部分が大
きくエツチングされ、平坦部は大きな影響を受けない。
るので、最もエツチング作用を受けやすい。第４図にお
いて、９はシリコン基板、１０は酸化膜を示し、１１は
第１回のデポジションでの積層アルミニウムを示してい
る。平坦化エツチングプロセスでは段差の肩の部分が大
きくエツチングされ、平坦部は大きな影響を受けない。
平坦化エツチングを同じ＜１５〜２０秒間行い、次いで
、再び装置を（ｂｌ図のデポジションの位置に戻す。第
２回目のデポジションの後には、第４図、１２の点線で
示すごとく平坦化の進んだアルミニウム層を得る。
、再び装置を（ｂｌ図のデポジションの位置に戻す。第
２回目のデポジションの後には、第４図、１２の点線で
示すごとく平坦化の進んだアルミニウム層を得る。
以後の工程は、前と同じくデポジション、および平坦化
エツチングを同様の工程で数回繰り返す。
エツチングを同様の工程で数回繰り返す。
以上の工程の結果として、極めて平坦なるアルミニウム
配線層を得ることが出来る。
配線層を得ることが出来る。
イオンビーム装置の構造は第１図に示すものに限らない
。別の方法としてイオンビームソースを固定して、ウェ
ハーおよびターゲット支持台を動かして、第２図、第３
図で示す位置関係を得るごとき構造でも良い。
。別の方法としてイオンビームソースを固定して、ウェ
ハーおよびターゲット支持台を動かして、第２図、第３
図で示す位置関係を得るごとき構造でも良い。
以上に説明せるごとく、本発明の方法を適用することに
より、アルミニウム配線工程の前工程でのＳｉＯ□膜の
除去、アルミニウム層の積層工程、および平坦化工程を
総て同一のイオンビーム装置のチャンバー内で効率良〈
実施出来、従って、設備の効率的使用、工数の節減、お
よびアルミニウム配線の品質の改善等の効果が大きい。
より、アルミニウム配線工程の前工程でのＳｉＯ□膜の
除去、アルミニウム層の積層工程、および平坦化工程を
総て同一のイオンビーム装置のチャンバー内で効率良〈
実施出来、従って、設備の効率的使用、工数の節減、お
よびアルミニウム配線の品質の改善等の効果が大きい。
第１図（ａｌおよび（ｂｌは本発明にかかわる製造方法
を用いるイオンビーム装置の主要部の断面図を示す。 第２図は、従来から一般に用いられているイオンビーム
装置の断面図を示す。 第３図は、イオンビーム装置をデポジション装置として
使用する場合の断面図を示す。 第４図は、アルミニウム配線層の平坦化のプロセスの説
明図を示す。 図面において、１はイオンソース、２は真空容器、３は
排気口、４はガス導入口、５はウェハー支持台、６はウ
ェハー、７はターゲット支持台、８はターゲット、９は
シリコン基板、１０は酸化膜、１１．１２はアルミニウ
ム配線層をそれぞれしめす。 第１図 （ｂ） 第２図
を用いるイオンビーム装置の主要部の断面図を示す。 第２図は、従来から一般に用いられているイオンビーム
装置の断面図を示す。 第３図は、イオンビーム装置をデポジション装置として
使用する場合の断面図を示す。 第４図は、アルミニウム配線層の平坦化のプロセスの説
明図を示す。 図面において、１はイオンソース、２は真空容器、３は
排気口、４はガス導入口、５はウェハー支持台、６はウ
ェハー、７はターゲット支持台、８はターゲット、９は
シリコン基板、１０は酸化膜、１１．１２はアルミニウ
ム配線層をそれぞれしめす。 第１図 （ｂ） 第２図
Claims (3)
- （１）イオンビームによる金属層形成工程を含む半導体
装置の製造において、第１の照射位置においてはイオン
ビームを金属ターゲットに照射し、該金属のスパッタリ
ングによりウェハー上に金属層を成層する工程と、引き
続き同一の装置内の第２の照射位置で、該ウェハーに直
接イオンビームを照射して、金属層の平坦化エッチング
を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）上記特許請求範囲第（１）項記載の工程を引き続
き複数回繰り返すことによって、配線層を形成すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。 - （３）上記特許請求範囲第（１）項、または第（２）項
記載の工程を含み絶縁膜除去のエッチングを第２の照射
位置で配線層形成の前に行うことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25799484A JPS61135125A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25799484A JPS61135125A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61135125A true JPS61135125A (ja) | 1986-06-23 |
Family
ID=17314058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25799484A Pending JPS61135125A (ja) | 1984-12-05 | 1984-12-05 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61135125A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281530A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | Rikagaku Kenkyusho | ドライエツチング成膜複合装置 |
| JPS62177925A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | Hitachi Ltd | 表面処理方法 |
-
1984
- 1984-12-05 JP JP25799484A patent/JPS61135125A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61281530A (ja) * | 1985-06-07 | 1986-12-11 | Rikagaku Kenkyusho | ドライエツチング成膜複合装置 |
| JPS62177925A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-04 | Hitachi Ltd | 表面処理方法 |
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