JPS6390153A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

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方法に係わり、特に有機アル
ミニウム化合物を原料とする減圧化学気相成長法によっ
て配線となるアルミニウム膜を形成するのに好適な方法
に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の微細化、高密度化に伴いコンタクト・ホー
ル、ヴイア・ホールの開口部寸法は１μｍ角以下となり
つつある。このような微小なコンタクト・ホール、ヴイ
ア・ホール部において低抵抗で高信頼の電気的接続を得
るためにカバレッジが優れた減圧化学気相成長法によっ
て配線となるアルミニウム膜を形成する製造方法の開発
が進められている。従来、有機アルミニウム化合物のト
リイソブチルアルミニウムを原料とする減圧化学気相成
長法によって配線となるアルミニウム膜を形成する半導
体装置の製造方法については、例えばジャーナル・オブ
・エレクトロケミカル・ソサエティー、ソリッドステー
ト・サイエンス・アンド・テクノロジー１　ｓ　１　（
９）（１９８４年）第２１７５頁から第２１８２頁（Ｊ
　、ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅＩｌ、Ｓｏｃ、ＳＯＬＩＤ−
５ＴＡＴＥ　５ＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬ
ＯＧＹ、　１３１　（９）（１９８４）ｐｐ２１７５　
２１８２）において論じられている。〔発明が解決しよ
うとする問題点〕上記従来技術は形成した配線となるア
ルミニウム膜表面に発生する微視的な凹凸が激しくこの
ような膜表面の凹凸が原因で十分に膜の反射率が得られ
ず、該膜形成後のフォト・リソグラフィー工程において
合せマークの検出が困難であったり、微視的に見た局所
的な膜厚のばらつきが大きいために該膜のパターニング
によって形成した微細配線の信頼性が低下する等の問題
があった。

本発明の目的は上記従来の問題点を解決し、有機アルミ
ニウム化合物を原料とする減圧化学気相成長法によって
表面が略平滑な配線となるアルミニウム膜を形成するこ
とを可能とする半導体装置の製造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〕

上記目的は、半導体基板上に有機アルミニウム化合物を
原料とする減圧化学気相成長法によってアルミニウム薄
膜を形成した後、該アルミニウム薄膜上に減圧化学気相
成長法、プラズマ化学気相成長法、バイアススパッタ法
等によって金属、金属硅化物、金属窒化物、金屑硼化物
、金属炭化物。

半導体のいずれかよりなる薄膜もしくはこれらの薄膜の
重ね膜を形成し、必要に応じてアルゴンイオン等による
スパッタ・エッチング処理等を施した後、該薄膜上に有
機アルミニウム化合物を原料とする減圧化学気相成長法
によってアルミニウム薄膜を形成することにより達成さ
れる。上記の中間層を構成する材料としては、アルミニ
ウムであっても良いが、その場合の中間層の形成法は下
層のアルミニウム薄膜の形成法と異なる方がよい。

〔作用〕

有機アルミニウム化合物としてトリイソブチルアルミニ
ウムを原料とする減圧化学気相成長法によって形成した
アルミニウム膜表面の微視的な凹凸は膜厚の増加と共に
激しくなることが知られている０発明者らが得た測定結
果の一例を示すと、平均的な膜厚が３００ｎｍのとき、
微視的に見た局所的な膜厚分布は±３０ｎｍであり、膜
厚が３５０ｎｍのとき分布は±５０ｎｍ、５００ｎｍの
とき±１１００ｎ、６００ｎｍのとき±１２５ｎｍ、７
００ｎｍのとき±２００ｎｍであった。

また、膜表面の凹凸を反映する膜表面の反射率を波長４
３６ｎｍの光を用いて測定した結果は、膜厚３００ｎｍ
のとき８０％、３５０ｎｍのとき７０％ｔ　５００ｎｍ
のとき４３％−６００ｎｍのとき２０％、７００ｎｍの
とき１４％であった。

ここで反射率の基準は熱酸化シリコン基板上に電子ビー
ム蒸着した厚さ３５ｎｍのアルミニウム膜である。膜厚
が５００ｎｍ以上となると反射率は急速に減少する。し
かるに半導体装置の配線となるアルミニウム膜の厚さと
しては通常６００ｎｍ以上が必要であり、上記製造法に
よって半導体装置の配線となるアルミニウム膜を形成す
ると先に述べたような問題が発生していた０本発明の製
造方法の一例を述べるとまず配線をなすために必要な厚
さの約１／２に相当する膜厚のアルミニウム膜を基板上
に有機アルキル化合物を原料とする減圧化学気相成長法
によって形成し、しかる後、減圧化学気相成長法、プラ
ズマ化学気相成長法、バイアススパッタ法等の薄膜形成
法によって該アルルミニウム膜上に金属、金属硅化物、
金属硼化物。

金属炭化物、半導体のいずれかよりなる薄膜もし。

くはこれらの重ね膜（以下中間層と記す。）を形成する
。該中間層形成後必要に応じて熱処理、プラズマ処理等
を施したり、該薄膜をさらに形成してもよい。しかる後
該中間層上に配線をなすために必要な厚さの約１／２に
相当する膜厚のアルミニウム膜を形成する。この方法に
よるアルミニウム膜の形成を行ったところ従来の製造方
法すなわち配線をなすために必要な厚さのアルミニウム
膜を連続的に形成した場合と比較して膜表面の平滑性は
大幅に向上する。また所定の厚さの約１／２ずつの膜厚
のアルミニウム膜を２度にわたって形成し、しかもその
間に上記中間層をはさまない場合と比べても平滑性が向
上することがわかった。

このように本発明の製造方法によって形成したアルミニ
ウム膜は表面の平滑性が優れているので該アルミニウム
膜を用いて信頼性の高い配線の形成が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例１乃至５を第１図乃至第６図によ
り説明する。

実施例１ 第１図（ａ）は表面に二酸化シリコン膜１０２を形成し
パターニングを施したシリコン基板１０１を示す、二酸
化シリコン膜１０２はプラズマ化学気相成長法により形
成され、厚さは１μｍである。該シリコン基板１０１上
に反応性スパッタ法により窒化チタン膜１０３を形成す
ると第１図（ｂ）に示すようになる。窒化チタン膜１０
３の厚さは１５０ｎｍである。かかるシリコン基板１０
１をスパッタ・エッチング機構を備えた減圧化学気相成
長装置に装着した。

第２図に該装置の一例として本発明の製造方法を実施す
るのに用いた減圧化学気相成長装置を示す０反応容器２
０１内に平行平板電極をなすサセプタ２０２と上部電極
２０４とが具備されていてサセプタ２０２には高周波型
！２０７から周波数１３．５６ＭＨｚ　　の高周波電力
を印加可能である。

上部電極２０４及び反応容器２０１は接地されている。

基板２０３はサセプタ２０２上に設置さ九ヒーター２０
８により表面温度４５０℃まで昇温可能である。第１図
（ｂ）に示したシリコン基板１０１をサセプタ２０２上
に設置し、ヒーター２０８によりシリコン基板２０３の
表面温度を２６０’Ｃまで昇温した後反応容器２０１内
を排気系２０６によりＩ　Ｘ　１０−ＢＴｏｒｒまで排
気した。しかる後ガス系２０５からアルゴンを反応容器
２０１内の圧力がＩ　Ｘ　１０−”Ｔｏｒｒとなる流量
１０　ｍ　Ｑ　７分で反応容器２０１に導入し、次に排
気系２０６に備えられたコンダクタンスバルブ（図示せ
ず）の調整により反応容器２０１内の圧力を５Ｘ１０−
ａＴｏｒｒとした。しかる後サセプタ２０２に高周波電
源２０７から周波数１３．５６ＭＨｚ　　の高周波電力
を印加してアルゴンのプラズマ放電を発生させた。サセ
プタ２０２上の電力密度は０．１　Ｗ／ａｄである。２
０分間の放電により第１図（ｂ）に示した窒化チタン膜
１０３の厚さは１２０ｎｍとなつた。窒化チタン［１０
３のスパッタ・エッチング速度は１．５　　ｎｍ／分で
あった。次にアルゴンの導入を停止し反応容器２０１内
を再び排気系２０６によりＩ　Ｘ　Ｉ　０−ＢＴｏｒｒ
まで排気した後、ガス系２０５から気化したトリイソブ
チルアルミニウムを流量１００ｍＱ／分で反応容器２０
１に導入した。排気系２０６に備えられたコンダクタン
スバルブの調整により反応容器２０１内の圧力を０　、
３　Ｔｏｒｒとしてシリコン基板２０３上にアルミニウ
ムを堆積した、基板２０３の表面温度は２６０℃でアル
ミニウムの堆積速度は３０ｎｍ／分である。第１図（ｃ
）に１０分間アルミニウムを堆積した該シリコン基板１
０１を示す。アルミニウム膜１０４の厚さは３００ｎｍ
である。第１図（ｇ）はかかるアルミニウム膜１０４の
断面の拡大図である。平均的な膜厚３００ｎｍのアルミ
ニウム膜１０４表面には微視的に見ると±３０ｎｍの局
所的な膜厚分布がある。上記アルミニウムの堆積後、該
シリコン基板２０３を収めた反応容器２０１内を排気系
２０６によりＩ　Ｘ　１０−ＢＴｏｒｒまで排気し、次
にガス系２０５から流量１０ｍＱ／分の気化した六弗化
タングステンと流量１００　ｍ　Ｑ　７分の水素を反応
容器２０１に同時に導入した１反応容器２０１内の圧力
を０．１５Ｔｏｒｒとした後、サセプタ２０２に周波数
１３．５６ＭＨｚ、電力密度０．３Ｗ／ｃｄの高周波電
力を印加してプラズマ放電を発生させて、プラズマ化学
気相成長法によってシリコン基板２０３上にタングステ
ンを堆積した。堆積速度は２０　ｎ　ｍ　７分である。

第１図（ｄ）に１０分間の堆積で厚さ２００ｎｍのタン
グステン膜１０５が形成された該シリコン基板１０１を
示す。第１図（ｈ）はかかるタングステン膜１０５の断
面の拡大図である。

該タングステン膜１０５の形成後、先に述べたのと同じ
方法と同一条件でシリコン基板１０１にスパッタ・エッ
チング処理を施す、２０分間の放電により第１図（ｄ）
に示したタングステン膜１０５の厚さは１５０ｎｍとな
った。タングステン膜１０５のスパッタ・エッチング速
度は２．５ｎｍ／分であった。

第１図（ｉ）はかかる処理を施した後のタングステン膜
１０５の断面の拡大図である。タングステン膜１０５表
面の平滑性はアルミニウム膜１０４表面よりも大幅に優
れている。しかる後、アルミニウム膜１０４の形成と同
方法、同条件でシリコン基板１０１上にアルミニウムを
堆積したところ第１図（ｅ）に示すようになった。形成
されたアルミニウム膜１０６の厚さは、アルミニウム膜
１０４と同じ＜３００ｎｍである。平均的な膜厚３０’
Ｏｎｍのアルミニウム膜１０６表面の微視的に見た局所
的な膜厚分布は±３５ｎｍである。第１図（ｊ）はタン
グステン膜を挿入することなくアルミニウム膜１０４，
１０６と同じ方法でシリコン基板上に連続的に形成した
ときのアルミニウム膜１０７の断面の拡大図を参考例と
して示したものである。アルミニウム膜１０７の厚さ６
００ｎｍはアルミニウム膜１０４，１０６の厚さの合計
に相当する。平均的な膜厚が６００ｎｍのアルミニウム
膜１０７の表面の局所的な膜厚分布は±１２５ｎｍであ
る。すなわち、プラズマ化学気相成長法によって形成し
たタングステン膜１０５を挿入することにより配線とな
るアルミニウム膜１０６表面の局所的な膜厚分布は約１
／４に減少した。アルミニウム膜表面の凹凸を反映する
反射率はタングステン膜１０５を挿入しない従来の製造
法による膜の反射率２０％から７５％に増加した。なお
、反射率の測定に用いた光の波長は４３６ｎｍであり、
熱酸化シリコン基板上に電子ビーム蒸着法で形成した厚
さ３５ｎｍのアルミニウム膜の反射率を１００％として
測定した。

第１図（ｆ）はタングステン膜１０５を挿入したアルミ
ニウム膜１０４，１０６をバターニングして配線を形成
したシリコン基板１０１を示す。

アルミニウム膜１０４，１０６は共に厚さ３００ｎｍで
あり幅１μｍの配線の抵抗は４５Ω／膿と厚さ６００ｎ
ｍの従来のアルミニウム膜からなる配線の抵抗４７Ω／
ｒｍとほぼ等しかった。形成した配線１００個に通電し
て耐エレクトロマイグレーション寿命を測定した。幅２
μｍの配線の平均寿命は電流密度２　Ｘ　１０６Ａ／ａ
ｌ　、周囲温度５００にの場合約３０時間であり発明者
らが従来の製造方法によって形成した配線の約２０時間
と比べると約１．５倍となった。また、従来の配線では
配線幅が１μｍ以下の場合配線寿命には大きなばらつき
が見られたが本発明の製造方法による配線では配線毎の
寿命の分布の標準偏差は従来の約１／３となった。

上記実施例中ではプラズマ化学気相成長法によりタング
ステン膜１０５を形成したが第２図に示した同一装置を
用いて減圧化学気相成長法により形成することも可能で
ある。その場合タングステン膜１０５の形成前に基板１
０１表面の温度を昇温し、タングステン膜１０５形成後
に２６０℃まで冷却する工程が追加される。減圧化学気
相成長法によるタングステン膜１０５の形成条件を六弗
化タングステンの流量が１０　ｍ　Ｑ　／分、水素の流
量がＩＱＺ分、基板１０１の表面温度が３５０℃、反応
容器内のガス圧力が０　、５　Ｔｏｒｒとしたときタン
グステンの堆積速度は１０ｎｍ／分であった。

上記減圧化学気相成長法によるタングステン膜１０５を
挿入したアルミニウム膜によって形成した配線の特性は
プラズマ化学気相成長法によるタングステン膜１０５を
用いた配線の特性とほぼ同等であった。上記実施例中で
用いたタングステンの代りに減圧化学気相成長法または
プラズマ化学気相成長法で形成したモリブデン、タンタ
ル、チタン等の金属、硅化タングステン、硅化モリブデ
ン、硅化タンタル、硅化チタン等の金属硅化物。

窒化タングステン、窒化モリブデン、窒化タンタル、窒
化チタン等の金属窒化物、硼化チタン等の金属硼化物、
炭化タングステン等の金属炭化物。

シリコンのいずれかよりなる膜を用いても同等の効果が
得られることは言うまでもない。またこれらの膜を減圧
化学気相成長法、プラズマ化学気相成長法以外の薄膜形
成法によって形成しても同等の効果が得られる。

実施例２ 第３図を用いて説明する。第３図（ａ）はスパッタ・エ
ッチング処理を含め実施例１と同様の方法９条件で表面
に厚さ２００ｎｍのチタンタングステン膜を形成したシ
リコン基板上に形成した厚さ３００ｎｍのアルミニウム
膜３０１の断面の拡大図である。平均的な膜厚が３００
ｎｍのアルミニウム膜３０１の表面には微視的に見ると
±３０ｎｍの局所的な膜厚分布がある。該アルミニウム
膜３０１を形成したシリコン基板上にバイアススパッタ
法によりチタンを堆積した。アルゴンを流量１０ｍ１１
／分で反応容器に導入し、反応容器内のガス圧力を０　
、２　Ｔｏｒｒとした後１周波数１３．５６Ｍ　Ｈｚ電
力密度０　、３　Ｗ　／　ａｌの高周波電力をチタンタ
ーゲットに印加してプラズマ放電を発生させた。一方基
板を設置したチタン製のサセプタにはバイアス電圧マイ
ナス１００■を印加した。第３＠（Ｃ）に１０分間の堆
積により形成された膜の断面の拡大図を示す。アルミニ
ウム膜３０１上には厚さ約５０ｎｍのアルミニウム、チ
タン混合層３０２が形成され該層上のチタン膜３０３の
厚さは２００ｎｍであった。アルゴンイオンによるアル
ミニウムのスパッタ率はチタンよりも大であるためアル
ミニウム膜３０１表面はほぼ完全に平滑化され従ってチ
タン膜３０３表面は平滑である。

さらに、第３図（Ｑ）に示す如く、チタン膜３０３表面
表面 厚さ３００ｎｍのアルミニウム膜３０４を形成した。平
均的な膜厚が３００ｎｍのアルミニウム膜３０４の表面
には微視的に見ると±３０ｎｍの局所的な膜厚分布があ
るが、アルミニウム膜３０４表面の反射率は８０％であ
った。かかる処理の後、必要に応じてアルミニウム３０
４上にバイアススパッタ法によりチタンを堆積すること
もできる。

チタン１１１３３０３を形成したのと同じ方法、同じ条
件で形成した膜の断面の拡大図を第３図（ｄ）に示す。

アルミニウム、チタン混合層３０５上の厚さ２００ｎｍ
のチタン膜３０６表面は平滑であり反射率は８５％であ
った。

上記実施例中で用いたチタンの代りにバイアススパッタ
法で形成したタングステン、モリブデン。

タンタル等の金属を用いても同等の効果が得られる。

実施例３ 第１図を用いて説明する。第１図（ａ）は表面にリンシ
リケートガラス膜１０２を形成しパターニングを施した
シリコン基板１０１を示す。リンシリケートガラス膜１
０２は常圧化学気相成長法により形成され厚さは４００
ｎｍである。該シリコン基板１０１上に反応性スパッタ
法により窒化チタン膜１０３を形成すると第１図（ｂ）
に示すようになる。窒化チタン膜１０３の厚さは２００
ｎｍである。かかるシリコン基板１０１上にスパッタ・
エッチング処理を含め実施例１で示したのと同様の方法
９条件でトリイソブチルアルミニウムを原料とする減圧
化学気相成長法によって厚さ３５０ｎｍのアルミニウム
膜１０４を形成すると第１図（Ｃ）のようになる。平均
的な膜厚が３５０ｎｍのアルミニウム膜１０４表面には
微視的に見ると第１図（ｇ）に示す如く±５０ｎｍの局
所的な膜厚分布がある。次にアルミニウム膜１０４上に
六弗化モリブデンを原料とする減圧化学気相成長法によ
りモリブデンを堆積した。六弗化モリブデンを流量２０
ｍＱ１分、水素を流量ＩＱ／分で反応容器に導入しガス
圧力をＱ　、　３　Ｔｏｒｒとして表面温度３５０℃の
シリコン基板１０１上に第１図（ｄ）に示す如く厚さ１
５０ｎｍのモリブデン膜１０５を堆積した。モリブデン
の堆積速度は１０ｎｍ／分であった。モリブデン膜１０
５表面には±３０ｎｍの局所的な膜厚分布が存在する。

しかる後１表面温度を４５０℃まで昇温したシリコン基
板１０１をシランのプラズマに晒した。シランの流量を
２００ｍＡ／分、ガス圧力を０　、５　Ｔｏｒｒとし１
周波数１３．５６ＭＨｚ　、電力密度０．５Ｗ／ｄの条
件でプラズマ放電を発生させたところモリブデン膜１０
５はモリブデン硅化物膜１０５に変質した。かかる処理
を施したモリブデン硅化物膜１０５表面は第１図（ｈ）
に示した如く略平坦化された。次にシリコン基板１０１
上に実施例１と同様の方法２条件により厚さ３５０ｎｍ
のアルミニウムを堆積すると第１図（ｅ）の如くなる。

第１図（ｉ）に示すようにアルミニウム膜１０６表面に
は微視的に見ると±５０ｎｍの局所的な膜厚分布があり
、この膜表゛面の凹凸を反映するアルミニラム膜１０６
表面の反射率は７ｏ％である。

第１図（ｊ）に図示したような連続的に形成した厚さ７
００ｎｍのアルミニウム膜１０７の表面の反射率１４％
と比べ反射率は大幅に増加した。第１図（ｆ）に示すよ
うに硅化モリブデン膜１０５を挿入したアルミニウム膜
１０４，１０６をパターニングして配線を形成したとこ
ろ、アルミニウム膜１０７からなる配線に比べて信頼性
が大幅に向上した。上記実施例中で用いた硅化モリブデ
ンの代りにタングステン、チタン、タンタル等の硅化物
を用いても同等の効果が得られる。またこれらの金属硅
化物膜の形成方法としては、上記実施例中に示したよう
な減圧化学気相成長法による金属膜の形成後シランのプ
ラズマに晒す方法の他。

金属膜の形成後該金属膜上に減圧化学気相成長法。

プラズマ化学気相成長法によってシリコン膜を形成し熱
処理によって硅化物化する方法等を用いてもよいことは
言うまでもなく、金属膜の形成方法としてプラズマ化学
気相成長法等の薄膜形成法を用いても同等の効果が得ら
れることは明らかである。さらに減圧化学気相成長法、
プラズマ化学気相成長法等を用いて金属硅化物膜を堆積
してもよい。

実施例４ 第４図乃至第５図を用いて説明する。第４図（、）は表
面にリンシリケートガラス膜４０２を形成したシリコン
基板４０１を示す。第５図は本実施例を実施するのに用
いた薄膜形成装置である。

基板５０１はヒーターを内蔵したサセプタ５１０上に設
置され基板５０１を含む反応容器５０２は排気系５０８
により５　Ｘ　１０−７Ｔｏｒｒまで排気可能である。

チタン・ターゲット５０３は冷却治具５０４に固定され
ていて冷却水循環系５０６により循環される冷却水によ
って冷却治具５０４が冷却されるためチタン・ターゲッ
ト５０３も冷却される。ターゲット５０３には接地され
たサセプタ５１０、反応容器５０２との間に高周波型′
ｇ５０７より高周波電力を印加可能である。基板４０１
をサセプタ５１０上に設置して排気系５０８により反応
容器５０２内をＩ　Ｘ　１０−６Ｔｏｒｒまで排気した
後ガス系５０９より窒素を１０　ｍ　Ｑ　／分、アルゴ
ンを１０ｍＡ／分、反応容器５０２内に導入した０、反
応容器５０２内のガス圧力は、排気系５０８に備えられ
たコンダクタンスバルブの調整により５Ｘ　１０−８Ｔ
ｏｒｒとした。しかる後、高周波電源５０７より周波数
１３．５６ＭＨｚ　　、電力密度０．ＩＷ／Ｊの高周波
電力を印加してプラズマ放電を発生させ、基板５０１上
に反応性スパッタ法により窒化チタンを堆積した。１０
分間の堆積で第４図（ｂ）に示すように厚さ１５０ｎｍ
の窒化チタン１ｉ１４０３が形成された。反応容器５０
２内を再びＩ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒまで排気した後、
サセプタ５１０に組込まれたヒーターにより基板５０１
表面の温度を２６０℃まで昇温し、しかる後、ガス系５
０９よりトリイソブチルアルミニウムを導入して実施例
１で示したのと同様の方法１条件でトリイソブチルアル
ミニウムを原料とする減圧化学気相成長法によって厚さ
２００ｎｍのアルミニウム膜４０４を形成すると第４図
（Ｑ）のようになる、平均的な膜厚が２５０ｎｍのアル
ミニウム膜４０４表面には微視的に見ると±２０ｎｍの
局所的な膜厚分布がある。なお、アルミニウム膜４０４
形成中もチタン・ターゲット５０３は冷却治具５０４に
より冷却されているため、チタン・ターゲット５０３表
面にはアルミニウムは析出しない。チタン・ターゲット
５０３とサセプタ５１０との間にシャッター機構を具備
し、さらに該シャッターとチタン・ターゲット５０３と
の間で、プラズマ放電を発生させてチタン・ターゲット
５０３表面のクリーニングを可能とすれば、チタン・タ
ーゲット５０３表面の汚染によってもたらされる窒化チ
タン膜の純度低下を完全に防止できる。

かかるアルミニウム膜４０４を形成した基板５０１上に
再び窒化チタンを堆積する。窒化チタン膜４０３の形成
と同様の形成方法２条件で厚さ１５０ｎｍの窒化チタン
膜４０５を形成すると第４図（ｄ）のごとくなる。第４
図（ｅ）は該窒化チタン膜４０５上に厚さ３５０ｎｍの
アルミニウム膜４０６を形成したシリコン基板４０１を
示す。

アルミニウム膜４０６はアルミニウム膜４０４と同様の
方法９条件で形成した。アルミニウム膜４０６表面の微
視的に見た局所的な膜厚分布は±７０ｎｍである。アル
ミニウム膜４０４，４０６の膜厚を合計した厚さ６００
ｎｍのアルミニウム膜を連続的に形成すると局所的な膜
厚分布は±１２５ｎｍとなる。窒化チタン膜４０５を中
間層として挿入することによりアルミニウム膜４０６表
面の平滑性は大幅に向上した。

実施例５ 第６図を用いて説明する。第６図（ａ）は表面に厚さ０
．３μｍの熱酸化膜６０２を形成したシリコン基板６０
１を示す。該熱酸化膜６０２上に厚さ３００ｎｍのアル
ミニウム膜６０３を形成すると第６図（ｂ）のようにな
る。アルミニウム膜６０３の形成方法９条件は実施例１
と同様である。

しかる後該アルミニウム膜６０３上にモリブデン膜６０
４をプラズマ化学気相成長法により形成したところ第６
図（０）のごとくなった、六弗化タングステンの流だを
１０ｍＱ／分、水素の流量を１００ｍＱ／分とし、ガス
圧力を０．１５Ｔｏｒｒに調整した後、周波数１３．５
６ＭＨｚ　　、電力密度０．２　Ｗ／ｆｆｌの高周波電
力を印加してプラズマ放電を発生させた。基板温度が３
００’Ｃのとき１０分間の堆積で厚さ１１００ｎのモリ
ブデン膜６０４が形成された。

第６図（ｄ）は該モリブデン膜６０４上にシリコン膜６
０５を重ねて形成したシリコン基板６０１を示す。シリ
コン膜６０５をシランと水素を用いてプラズマ化学気相
成長法により形成され厚さは１１００ｎである。しかる
後、該シリコン膜６０５上に厚さ２００ｎｍのアルミニ
ウム膜６０６を形成すると第６図（ｅ）のようになった
、アルミニウム膜６０６はアルミニウム膜６０３と同様
の方法１条件で形成した。かかる処理を施したシリコン
基板６０１に４５０℃、３０分の水素熱処理を実施した
ところ第６図（ｆ）に示すようにモリブデン、シリコン
混合層６０７が形成された。アルミニウム膜６０６表面
の反射率は８０％であり、連続的に形成した厚さ５００
ｎｍのアルミニウム膜表面の反射率４３％の約２倍に改
善された。

上記実施例１乃至５では基板としてシリコン基板を用い
たが、ガリウム砒素基板、インジウムリン基板等を用い
ても同様の効果がもたらされる。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法によれば、有機アルミニウム化合物を
原料とする減圧化学気相成長法によって表面が略平滑な
配線となるアルミラム膜を形成することが可能となる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第４図および第６図は本発明の実施例
における加工工程毎の基板および形成膜の断面図、第２
図および第５図は本発明の実施に好適な処理装置の断面
図である。 １０１・・・シリコン基板、１０４，１０６・・・アル
ミニウム膜、２０３・・・基板、２０７・・・高周波電
源、３０１．３０４・・・アルミニウム膜、３０２，３
０５・・・アルミニウム・チタン混合層、３０３，３０
６・・・チタン膜、４０３，４０５・・・窒化チタン膜
、４０４．４０６・・・アルミニウム膜、５０１・・・
基板。 ５０３・・・チタン・ターゲット、５０４・・・冷却治
具、５０７・・・高周波電源、６０３，６０６・・・ア
ルミニウム膜、６０４・・・モリブデン膜、６０５・・
・シリコン膜、６０７・・・モリブデン・シリコン混合
層。 代理人　弁理士　小川勝馬・　　＼ ゛　５ノ 窮１　図 （久う 罵　１　　図 （ｑ〕 Ｙ　ｚ　図 ２ρＪ基板 ２０２１ニークー 冨　３　図 （ａ−） （Ｃ） ３１１　アルミニラ４．Ｌ！更 ３θ２　アルミニク４チアン！、ｉ ３θ３　チアン月穴 員　４　図 ４θ１　シリフン４匁木凝 ４θＺ　１ルシリγ−１゛之ス康 ４ρ３窒化す７ン斤建 第　５　図 ５θｑ　　ｉ”ス系 第　６　図 （ａ−９ ρｌ ｔρ３　アルニニク４匹え

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体基板上に有機アルミニウム化合物を原料とす
   る減圧化学気相成長法によつてアルミニウム薄膜を形成
   する工程、該アルミニウム薄膜上に減圧化学気相成長法
   、プラズマ化学気相成長法、バイアススパッタ法等の薄
   膜形成法によつて金属、金属硅化物、金属窒化物、金属
   硼化物、金属炭化物、半導体のいずれかよりなる薄膜も
   しくはこれらの薄膜の重ね膜を形成する工程、必要に応
   じてアルゴンイオン等によるスパッタ・エッチング処理
   等を施した後該薄膜もしくは該重ね膜上に有機アルミニ
   ウム化合物を原料とする減圧化学気相成長法によつてア
   ルミニウム薄膜を形成する工程を含むことを特徴とする
   半導体装置の製造方法。