JPS63300532A - アルミニウム系配線薄膜の形成方法 - Google Patents
アルミニウム系配線薄膜の形成方法Info
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- JPS63300532A JPS63300532A JP13727787A JP13727787A JPS63300532A JP S63300532 A JPS63300532 A JP S63300532A JP 13727787 A JP13727787 A JP 13727787A JP 13727787 A JP13727787 A JP 13727787A JP S63300532 A JPS63300532 A JP S63300532A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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、集積回路等で用いるアルミニウム系配線薄膜
の形成方法に関する。
の形成方法に関する。
（従来の技術）
集積回路等におけるアルミニウム系配線用薄膜形成法と
してスパッタリングが用いられている。
してスパッタリングが用いられている。
（例えば、前田和夫著［最新ＬＳＩプロセス技術」、■
工業調査会、１９８３年、２３１〜２４７頁）。
工業調査会、１９８３年、２３１〜２４７頁）。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、従来のスパッタリング法によって形成し
たアルミニウム系薄膜を用いて形成した配線に窒化シリ
コン膜等のカバー膜を堆積すると、配線にボイドが発生
し、配線抵抗の増加あるいは断線を引起したり、配線の
信頼性を低下させるという問題が生じることが最近明ら
かとなった（特に、カバー膜堆積後加熱処理を施すとボ
イドの発生は著しくなる。）（例えば、Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ１９８５１ＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ
ｏｎａｌ Ｒｅ１ｉａｂｉｌｉｔｙ ＰｈｙｓｉｃｓＳ
ｙｒｎｐｏｓｉｕｍ、 Ｔｈｅ Ｉｎ５ｔｉｔｕｔ
ｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄＥｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、Ｉｎｃ、社１
９８５年発行、１２６〜１３７頁所載のＪ、Ｔ、Ｙｕｅ
ほか著の論文）。
たアルミニウム系薄膜を用いて形成した配線に窒化シリ
コン膜等のカバー膜を堆積すると、配線にボイドが発生
し、配線抵抗の増加あるいは断線を引起したり、配線の
信頼性を低下させるという問題が生じることが最近明ら
かとなった（特に、カバー膜堆積後加熱処理を施すとボ
イドの発生は著しくなる。）（例えば、Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ１９８５１ＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉ
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ｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ、Ｉｎｃ、社１
９８５年発行、１２６〜１３７頁所載のＪ、Ｔ、Ｙｕｅ
ほか著の論文）。
本発明の目的は、上述の従来のスパッタリング法によっ
て形成したアルミニウム系薄膜配線における問題点を解
決した新規なアルミニウム系薄膜のスパッタリング方法
を提供することにある。
て形成したアルミニウム系薄膜配線における問題点を解
決した新規なアルミニウム系薄膜のスパッタリング方法
を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明のアルミニウム系配線薄膜の形成方法は、基板温
度を約３００℃以上に保ちかつ基板に−１０〜−３００
ｖのバイアス電圧を印加しながらバーイアススパッタリ
ングすることによりアルミニウム系配線薄膜を形成する
ことを特徴とするものである。
度を約３００℃以上に保ちかつ基板に−１０〜−３００
ｖのバイアス電圧を印加しながらバーイアススパッタリ
ングすることによりアルミニウム系配線薄膜を形成する
ことを特徴とするものである。
（作用）
本発明による方法で形成したアルミニウム系薄膜を用い
て形成した配線は、カバー膜堆積後加熱処理を行っても
ボイドが発生しないことを見出した。ボイド発生機構そ
のものがまだ解明されていないので、本発明による方法
が何故ボイド発生抑制に有効なのかの断定はできないが
、堆積膜表面の走査型電子顕微鏡観察によると、本発明
の方法で形成した膜と従来の方法で形成した膜の表面状
態には著しい違いが見出され、この違いがボイド発生状
況の違いに対応しているものと考えられる。すなわち、
従来の方法で形成したアルミニウム系薄膜では、結晶粒
径は数μｍ〜２０μｍと大きく、かつ結晶粒界に所々隙
間が観察されるが、本発明による方法で形成した膜では
結晶粒は小さく（数μｍ）、かつ結晶粒界に隙間は観察
されず、粒界がより密である。従って、粒界での原子の
移動が生じ難いものと思われる。
て形成した配線は、カバー膜堆積後加熱処理を行っても
ボイドが発生しないことを見出した。ボイド発生機構そ
のものがまだ解明されていないので、本発明による方法
が何故ボイド発生抑制に有効なのかの断定はできないが
、堆積膜表面の走査型電子顕微鏡観察によると、本発明
の方法で形成した膜と従来の方法で形成した膜の表面状
態には著しい違いが見出され、この違いがボイド発生状
況の違いに対応しているものと考えられる。すなわち、
従来の方法で形成したアルミニウム系薄膜では、結晶粒
径は数μｍ〜２０μｍと大きく、かつ結晶粒界に所々隙
間が観察されるが、本発明による方法で形成した膜では
結晶粒は小さく（数μｍ）、かつ結晶粒界に隙間は観察
されず、粒界がより密である。従って、粒界での原子の
移動が生じ難いものと思われる。
（実施例）
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の実施例において用いた高周波バイア
ススパッタ装置電気系主要部の模式図である。真空槽１
１を真空排気系（図示せず）によって１Ｏ−６Ｐａ程度
の真空度に排気した後、ヒータ１５に通電し、基板１６
を約４５０℃に加熱する。次に真空槽１１内にスパッタ
ガスとしてアルゴンガスを導入した後、高周波電源（イ
ンピーダンス整合回路を含む）１３によりターゲット１
２に、高周波電源１７により基板支持台（インピーダン
ス整合回路を含む）１４にそれぞれ高周波電力を供給し
、バイアススパッタリングを行う。基板支持台１４に発
生する直流の自己バイアス電圧は、バイアス電圧測定系
１８によって測定した。この例では一５０Ｖであった。
ススパッタ装置電気系主要部の模式図である。真空槽１
１を真空排気系（図示せず）によって１Ｏ−６Ｐａ程度
の真空度に排気した後、ヒータ１５に通電し、基板１６
を約４５０℃に加熱する。次に真空槽１１内にスパッタ
ガスとしてアルゴンガスを導入した後、高周波電源（イ
ンピーダンス整合回路を含む）１３によりターゲット１
２に、高周波電源１７により基板支持台（インピーダン
ス整合回路を含む）１４にそれぞれ高周波電力を供給し
、バイアススパッタリングを行う。基板支持台１４に発
生する直流の自己バイアス電圧は、バイアス電圧測定系
１８によって測定した。この例では一５０Ｖであった。
ターゲットとしてアルミニウム又はアルミニウム合金を
用い、約２０１１１／ｃｍ”の高周波電力を供給した。
用い、約２０１１１／ｃｍ”の高周波電力を供給した。
基板１６としては、第２図に断面略図を示したようにシ
リコン基板２１にシリコン酸化膜２２を熱酸化によって
形成したものを用いた。アルミニウム系薄膜を約１μｍ
の厚さに堆積した後、標準的なフォトエツチング技術を
用いてアルミニウム系薄膜を薄膜配線２３のようにパタ
ーン化し、次いで４５０℃、３０分間水素と窒素との混
合ガス雰囲気中でアニールした。次にリンシリク−トガ
ラス（ＰＳＧ）膜２４及び窒化シリコン膜２５をそれぞ
れＣＶＤ及びプラズマＣＶＤ法により堆積した後、再び
４５０℃、３０分間水素と窒素との混合ガス雰囲気中で
アニールし、顕微鏡観察によりボイドの発生状況を調べ
た。本発明の方法で形成した薄膜配線の場合には、ター
ゲットとして集積回路用配線材料としてよく知られてい
る純アルミニウム、シリコン添加アルミニウム、銅及び
シリコン添加アルミニウム、及びチタン及びシリコン添
加アルミニウムのいずれをターゲットに用いてもボイド
の発生が生じないか、もしくは、本発明において限定し
た基板加熱温度とバイアス電圧以外の条件で堆積した薄
膜を用いた場合に比してボイドの発生は著しく減少した
。
リコン基板２１にシリコン酸化膜２２を熱酸化によって
形成したものを用いた。アルミニウム系薄膜を約１μｍ
の厚さに堆積した後、標準的なフォトエツチング技術を
用いてアルミニウム系薄膜を薄膜配線２３のようにパタ
ーン化し、次いで４５０℃、３０分間水素と窒素との混
合ガス雰囲気中でアニールした。次にリンシリク−トガ
ラス（ＰＳＧ）膜２４及び窒化シリコン膜２５をそれぞ
れＣＶＤ及びプラズマＣＶＤ法により堆積した後、再び
４５０℃、３０分間水素と窒素との混合ガス雰囲気中で
アニールし、顕微鏡観察によりボイドの発生状況を調べ
た。本発明の方法で形成した薄膜配線の場合には、ター
ゲットとして集積回路用配線材料としてよく知られてい
る純アルミニウム、シリコン添加アルミニウム、銅及び
シリコン添加アルミニウム、及びチタン及びシリコン添
加アルミニウムのいずれをターゲットに用いてもボイド
の発生が生じないか、もしくは、本発明において限定し
た基板加熱温度とバイアス電圧以外の条件で堆積した薄
膜を用いた場合に比してボイドの発生は著しく減少した
。
なお、上記実施例においては、ターゲット及び基板支持
台いずれにも高周波電力を印加したが、そのどちらか一
方、あるいは両方を直流電力に変えても同じ効果が得ら
れることは、明らかである。
台いずれにも高周波電力を印加したが、そのどちらか一
方、あるいは両方を直流電力に変えても同じ効果が得ら
れることは、明らかである。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の方法を用いることにより
、集積回路装置等に用いられるボイド発生のない高品質
のアルミニウム系配線薄膜を実現することができる。
、集積回路装置等に用いられるボイド発生のない高品質
のアルミニウム系配線薄膜を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例において用いた高周波バイア
ススパッタ装置の電気系模式図である。 第２図は、本発明の実施例における薄膜配線構造の断面
略図である。 １１・・・真空槽 １２・・・ターゲット１３
・・・高周波電源 １４・・・基板支持台１５・・
・ヒータ １６・・・基板１７・・・高周波電
源 １８・・・バイアス電圧測定系２１・・・シリ
コン基板 ２２・・・シリコン酸化膜第１図 第２図
ススパッタ装置の電気系模式図である。 第２図は、本発明の実施例における薄膜配線構造の断面
略図である。 １１・・・真空槽 １２・・・ターゲット１３
・・・高周波電源 １４・・・基板支持台１５・・
・ヒータ １６・・・基板１７・・・高周波電
源 １８・・・バイアス電圧測定系２１・・・シリ
コン基板 ２２・・・シリコン酸化膜第１図 第２図
Claims (1)
- 基板温度が約３００℃以上でかつ基板バイアス電圧が約
−１０〜−３００Ｖの条件でアルミニウム合金薄膜をバ
イアススパッタリングによって堆積することを特徴とす
るアルミニウム系配線薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13727787A JPS63300532A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | アルミニウム系配線薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13727787A JPS63300532A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | アルミニウム系配線薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300532A true JPS63300532A (ja) | 1988-12-07 |
Family
ID=15194914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13727787A Pending JPS63300532A (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | アルミニウム系配線薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63300532A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06333872A (ja) * | 1993-05-25 | 1994-12-02 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP13727787A patent/JPS63300532A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06333872A (ja) * | 1993-05-25 | 1994-12-02 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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