KR930017166A - 고밀도 집적회로 및 그 제조방법과 박막형성 장치 - Google Patents

고밀도 집적회로 및 그 제조방법과 박막형성 장치 Download PDF

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KR930017166A
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Abstract

집적회로에 배선도체층의 하부층으로 장벽층을 구성한다.
그 장벽층은 티타늄옥사이드-티타늄니트리드 또는 티타늄니트리드로 구성시키거나 티타늄, 2-티타늄니트리드와 티타늄니트리드로된 복합층으로 구성되어 있다.
그 장벽층은 산소 또는 탄소를 포함시킬 수 있다.
집적회로의 제조방법에는 진공체임버내에 설정시킨 기판부근에 가스를 도입시켜, 클러스퍼타입 이온원을 사용하여 기판을 질소이온으로 조사시킴으로써 티타늄증착을 하여 티타늄옥사이드-티타늄리드박막 또는 티타늄티트리드 필름 또는 그 복합필름을 형성시키는 공정을 포함한다.
박막형성장치는 클러스터타입 이온원과 가스이온원을 구성한다.
그 클러스터형 이온원에는 소정의 진공레벨에서 유지된 진공체임버와, 그 진공체임버내에 설정된 기판과, 이 기판부근에 가스를 도입하는 가스도입관과, 그 기판쪽으로 증착재증기를 분산시켜 그 증착재의 증기또는 클러스터를 발생하는 증기발생원과, 그 증기의 일부 또는 클러스터를 이온화하는 이온화전극과, 이온화증기 또는 이온화클러스터를 조절하여 가속시켜 그 기판으로 이온화되지 아니한 증착재의 클러스터 또는 증기와 함께 이동시키는 가속전극을 구성한다.
그 가스 이온원에는 진공체임버내에 설정된 질소가스도입관과, 질소가스를 이온화하는 가스이온화전극과, 가스이온화전극에 의해 이온화하여 얻어진 질소이온을 조절하여 가속하는 가속전극을 구성한다.
종횡비(aspect ratio)가 높은 미세한 접촉공을 배선필름으로 만족스럽게 코팅시킬수 있다.

Description

고밀도 집적회로 및 그 제조방법과 박막형성 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 이 발명의 제1실시예에 의하여 제조된 접촉공과 관통공이 있는 고밀도 집적(LSI)회로의 부분단면도, 제2도는 이 발명의 다른 실시예에 의한 장벽층이 일체로된 고밀도 집적회로(LSI)의 단면도, 제3도는 이 발명에 의하여 형성된 질화티타늄층내의 질소, 티타늄비의 변동 표시도, 제4도는 이 발명의 실시예에 의하여 형성된 질화티타늄의 결정구조가 X선 회절 분석 결과 표시도, 제6도는 이 발명의 다른 실시예에 의한 장치를 형성하는 박막의 일반적인 개략 배치도.

Claims (34)

  1. 배선도체층을 위한 하부층으로 장벽층을 구비하고 ,상기 장벽층은 산화티타늄-질화티타늄(TiON)박막으로 형성함을 특징으로 하는 집적회로.
  2. 산소가스를 진공체임버내에 설치된 기판부근에 도입하는 공정과, 클러스터형 이온원(cluster-type ion source)을 사용하여 기판을 질소이온으로 조사시킴으로써 티타늄증착에 의해 산화티타늄-질화티타늄(TiON)박막을 형성하는 공정으로 구성된 것을 특징으로하는 집적회로의 제조방법.
  3. 산소가스와 질소가스를 포함하는 혼합가스를 진공체임버내에 설치된 기판부근에 도입시키는 공정과, 클러스터형 이온원을 사용하여 그 기판을 알곤이온으로 조사시킴으로써 티타늄(Ti)을 증착시켜 산화티타늄-질화티타늄(TiON)박막을 형성하는 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  4. 산소와 질소를 포함하는 혼합가스를 진공체임버내에 설치된 기판부근에 도입시키는 공정과, 클러스터형 이온원을 사용하여 그 기판을 알곤이온으로 조사시켜 티타늄(Ti)증착을 함으로서 산화티타늄-질화티타늄(TiON)박막을 형성하는 공정으로 구성된 것을 특징으로 하는 집적회로의 제조방법.
  5. 클러스터형 이온과 가스 이온원을 구성하고, 상기 클러스터형 이온원은 소정진공레벨로 유지되는 진공체임버와, 이 진공체임버내에 설치된기판과, 이 기판부근에 산소가스를 도입하는 가스도관과, 증착제를 상기 기판쪽으로 분출하여 상기 증착재의 증기 또는 클러스터를 생성하는 증기발생원과, 증착재의 증기 또는 클러스터의 일부를 이온화하는 이온화수단과, 이온화 증기 또는 이온화클러스터를 제어할수 있게 가속하여서 상기 이온화증기 또는 이온화클러스터를 이온화안된 증착재의 증기 또는 클러스터와 함께 상기 기판으로 이동시키는 가속수단을 포함하며; 상기 가스이온원은 상기 진공체임버내에 설치된 질소가스도관과, 질소가스를 이온화하며, 질소가스를 도입하는 위치에 설치된 전자빔인출전극과 전자빔방사수단을 포함하는 가스이온화수단과, 상기 가스이온화수단에 의하여 이온화된 질소이온을 제어가능하게 가속하는 가속수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 박막형성장치.
  6. 클러스터형 이온과 가스이온원을 구성하고, 상기 클러스터형 이온원은 소정진공레벨로 유지되는 진공체임버와, 이 진공체임버내에 설치된 기판과, 산소가스와 질소가스를 포함하는 혼합가스 또는 산소원소와 질소원소를 포함하는 혼합가스를 그 기판부근에 도입시키는 가스도관과, 그 기판쪽으로 증착재증기를 분사시켜 그 증착재의 증기 또는 클러스터를 발생하는 증기발생원과, 증착재의 클러스터 또는 증기일부를 이온화하는 이온화수단과, 이온화증기 또는 이온화클러스터를 조절할수 있게 가속화시켜 그 이온화증기 또는 이온화클러스터를 이온화하지 않은 증착재의 증기 또는 클러스터와 함께 그 기판으로 이동시키는 가속수단을 포함하며, 그 가스이온원에는 진공체임버내에 설치된 알곤가스도관과, 그 알곤가스를 이온화시키며, 그 알곤가스를 도입시키는 위치에서 설치된 전자빔방사수단과 전자빔인출전극을 포함하는 가스이온화수단과, 그 가스이온화수단에 의해 이온화된 알곤이온을 조절할수 있게 가속시키는 가속수단을 포함함을 특징으로 하는 집적회로의 박막형성장치.
  7. 기판상에 장벽층을 개재시켜서 형성한 배선도체층을 구성하며, 그 배선도체층은그 기판에서 배선도체층쪽 방향으로 조성을 변화시킨 질화티타늄(TiOx)의 박막에 의해 구성됨을 특징으로 하는 집적회로.
  8. 기판상에 장벽층을 개재시켜서 형성한 배선도체층을 구성시키며, 그 장벽층은 그 기판에서 배선도체층쪽 방향으로 티타늄서브층(sub-layer),2질화 티타늄서브층 및 질화서브층을 이 순서로 적층시켜 구성한 것을 특징으로 하는 집적회로.
  9. 기판상에 장벽층을 개재시켜 형성된 배선도체층을 구성하며, 그 장벽층은 티타늄서브층(sub-layer)과, 질소함량이 티타늄함량에 대하여 점진적으로 증가하는 기층에서 배선도체층쪽 방향으로 적층된 질화티타늄(TiNx)서브층에 의해 구성됨을 특징으로하는 집적회로.
  10. 기판상에 장벽층을 개재시켜 형성한 배선도체층을 가진 집적회로의 제조방법에 있어서, 질소가스를 진공체임버내에 설치된 기판부근에 도입시키는공정과, 클러스터형 티타늄 이온원에서 발생한 티타늄 이온으로 그 기판을 조사시켜서 그 기판상에 티타늄을 증착시키는 공정과, 그 진공체임버내의 기판부근에 도입한 질소가스량을 대응조절시킴으로써 조성(X)이 점진적으로 변화하는 질화티타늄(TiNx)박막의 장벽층을 형성시킴을 특징으로 하는 상기방법.
  11. 기판상에 장벽층을 개재시켜 형성한 배선도체층을 가진 집적회로의 제조방법에 있어서, 질소원소를 포함하는 가스혼합물 또는 질소가스를 포함하는 가스혼합물을 진공체임버내에 설치시킨 기판부근에 도입시키는 공정과, 클러스터형 이온원에서 발생한 티타늄이온으로 그 기판을 조사시키며 동시에 그 기판을 불활성가스이온으로 조사시킴으로써 그 기판상에 티타늄을 증착시키는 공정과, 그 진공체임버내의 기판부근에 도입된 가스혼합물량을 대응조절함으로써 조성(X)이 변화되는 질화티타늄(TiNx)박막에 의해 장벽층을 형성함을 특징으로하는 상기방법.
  12. 소정의 진공레벨로 유지되는 진공체임버와, 그 진공체임버내에 설치된 기판과, 그 기판의 부근으로의 질소 가스유량을 조절하여 도입하는 가스도관과, 그 기판쪽으로 증착재클러스터 또는 증기를 분사시켜 그 증착재의 증기 또는 클러스터를 발생하는 증기발생원과, 증착재의 클러스터 또는 증기의 일부를 이온화하는 이온화수단과, 그 이온화증기 또는 이온화클러스터를 조절가능하게 가속화시킴으로써 그 이온화 증기 또는 이온화클러스터를 그 기판으로 이온화하지 아니한 증착재의 증가 또는 클러스터와 함께 이동시키도록하는 가속수단을 구성함을 특징으로하는 집적회로의 박막형성장치.
  13. 클러스터형 이온원과 가스이온원을 구성시켜 그 클러스터형 이온원에는 소정의 진공 레벨로 유지된 진공체임버와, 진공체임버내에 설치된기판과, 그 기판부근에 질소가스 또는 질소원소를 포함하는 가스혼합물의 흐름을 조절하여 도입하는 가스도관과, 그 기판쪽으로 증착재의 증기를 분사시켜 그 증착재의 증기 또는 클러스터를 발생시키는 증기발생원과, 그 증착재의 클러스터 또는 증기의 일부를 이온화하는 이온화수단과, 이온화증기 또는 클러스터이온을 조절가능하게 가속화시킴으로써 그 이온화 증기 또는 클러스터이온을 그 기판으로 이온화되지 아니한 증착재의 증기 또는 클러스터와 함께 이동시키도록하는 가속수단을 포함하며, 그 가스이온원에는 그 진공체임버내에 설치한 전자빔방사수단을 포함하는 가스이온화수단과, 그 가스이온화수단에의해 이온화한 불활성이온을 조절가능하게 가속하는 가속수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 집적회로의 박막형성장치.
  14. 기판상에 장벽층을 개재시켜서 형성한 배선도체층 또는 배선도체층을 구비한 집적회로이며, 그 장벽층은 산소와 탄소를 포함하는 질화티타늄으로 구성함을 특징으로 하는 상기 집적회로.
  15. 기판상에 장벽층을 개재시켜서 형성시킨 배선도체 또는 배선층을 가진 집적회로이며, 그 장벽층은 탄소를 포함하는 질화티타늄으로 구성함을 특징으로 하는 상기 집적회로.
  16. 제14항에 있어서, 상기 장벽층의 하부층으로서 산소와 탄소를 포함하는 티타늄으로 구성된 접착층을 설치함을 특징으로 하는 반도체회로장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 장벽층의 하부층으로서 산소와 탄소를 포함하는 티타늄으로 구성된 접착층을 설치함을 특징으로 하는 반도체회로장치.
  18. 제16항에 있어서, 그 접착층은 티타늄으로 형성되고 탄소 또는 산소를 포함함을 특징으로 하는 반도체회로장치.
  19. 접촉공 및/또는 관통공내에 형성된 배선도체층과, 그 배선도체층의 하부층으로 형성된 장벽층과, 그 장벽층과 배선도체층사이에 형성된 금속제버퍼층(buffer layer)을 구성하며, 그 금속은 배선도체층재로 합금을 용이하게 형성함을 특징으로 하는 집적회로.
  20. 접촉공 및/또는 관통공내에 형성된 알루미늄 또는 알루미늄합금으로된 배선도체층과, 그 배선도체층의 하부층으로 형성되는 질화타티늄으로된 장벽층과, 알루미늄과의 합금이 용이한 티타늄, 실리콘, 게르마늄의 금속제버퍼층을 구성하며 그 버퍼층은 배선도체층과 장벽층 사이에 개재시킴을 특징으로 하는 집적회로.
  21. 접촉공 및/또는 관통공내에 형성된 알루미늄 또는 알루미늄합금으로된 배선도체층과, 그 배선도체층의 하부층으로 형성되는 질화타티늄으로된 장벽층과, 티타늄, 실리콘, 게르마늄의 금속과 알루미늄과의 합금으로 버퍼층을 구성하며, 그 버퍼층은 배선도체층과 장벽층 사이에 개재함을 특징으로 하는 집적회로.
  22. 접촉공 및/또는 관통공내에 형성된 알루미늄 또는 알루미늄합금으로된 배선도체층과, 그 배선도체층하부에 있는 층으로 형성된는 질화타티늄으로된 장벽층과, 티타늄, 실리콘, 게르마늄의 금속과 알루미늄과의 합금으로 버퍼층을 구성하며, 그 버퍼층은 배선도체층과 장벽층 사이에 개재되고 그 배선도체층쪽 방향으로 알루미늄 함량에 대하여 그 금속함량감소적으로 감소하도록하는 조성물을가짐을 특징으로 하는 집적회로.
  23. 기판상에 장벽층을 개재시켜서 형성한 배선도체층 또는 다른 구성성분층에 접착시킨 접착층을 구비하며, 그 장벽층 또는 접착층은 산소와 탄소를 포함하는 질화티타늄으로 구성함을 특징으로 하는 집적회로.
  24. 기판상에 장벽층을 개재시켜서 형성되는 배선도체층 또는 다른 구성성분층에 접착한 접착층을 구성하며, 그 장벽층 또는 접착층은 탄소를 포함하는 질화티타늄으로 구성됨을 특징으로 하는 집적회로.
  25. 높은 진공레벨의 진공체임버내에 설치된 기판상에 하나의 층(layer)으로 전도재를 증착시키는 증발장치를 사용하여 반도체장치용배선도체막을 형성하는 방법에 있어서, 필요로하는 압력에서 그 진공체임버내에 희유원소가스를 도입시킴을 특징으로 하는 상기방법.
  26. 제25항에 있어서, 그 희유원소가스의 가스압력은 10-6Torr∼약 2×10-4Torr의 범위임을 특징으로 하는 상기방법.
  27. 높은 진공레벨의 진공체임버내에 설치시킨 기판상에 하나의 층으로 도전재를 증착하는 증발장치를 사용하여 반도체장치용 배선도체막을 형성하는 방법에 있어서, 그 전도층의 증착은 10-6Torr보다 더 높은 필요로하는 진공레벨에서 실시함을 특징으로 하는 상기방법.
  28. 반도체장치상에서, 배선도체막을 형성하는 장치에 있어서, 그 내부에 기판을 설치하는 진공체임버(vacceum chamber)와, 그 기판에 대향하여 설치한 증기발생원과, 그 증기발생원에 의해 발생한 증기를 이온화 하기 위하여 기판과 증기발생원사이에 설치된 이온화수단과, 그 이온화수단에의해 이온화한 증기내 운동에너지를 부여하여서 그 기판쪽으로 증기빔형상의 이온화증기를 가속시키는 가속수단과, 그 진공체임버로 희유원소가스를 도입하는 수단과, 그 희유원소가스의 가스압력을 조절하는 가스압력조절수단을 구성함을 특징으로 하는 상기장치.
  29. 제28항에 있어서, 그 증기빔과 기판을 서로에 대하여 이동시키는 위치이동수단을 더 구성함을 특징으로 하는 상기장치.
  30. 반도체장치상에 배선도체막을 형성하는 장치에 있어서, 그 내부에 기판을 설치하는 진공체임버와, 그 기판에 대향하여 설치한 증기발생원과, 그 증기발생원에의해 발생한 증기를 이온화하기위하여 그 증기발생원과 기판사이에 설치된 이온화수단과, 그 이온화수단에 의해 이온화한 증기에 운동에너지를 부여하여 그 기판쪽으로 증기빔 형상으로 이온화증기를 가속시키는 가속수단과, 그 진공체임버내의 진공레벨을 조절하여 10-6Torr보다 더 높도록 하는 진공레벨조절 수단과, 그 증기빔과 기판을 서로에 대하여 이동시키는 위치이동수단을 구성함을 특징으로 하는 상기 장치.
  31. 박막형성재의 증기 또는 이온을 분산시키는 포인트(point)형상영역을가진 스폿증발원(spot vaporization source)과, 기판상에 그 분사재를 증착시켜 막을 형성하는 수단을 구성하며, 그 스폿증발원은 기판의 외주부직하 또는 그 외주부의 반경방향 바깥쪽위치에 설치하며, 그 기판을 회전시키는 수단을 구성함을 특징으로 하는 박막형성장치.
  32. 박막형성재의 이온 또는 증기을 분산시키는 포인트형상영역을가진 스폿증발원과, 그 기판상에 그 분사재를 증착시켜 막을 형성하는 수단을 구성하며, 그 스폿증발원은 기판의 외주부직하 또는 그 외주부의 반경방향 바깥쪽 위치에 설치하며, 그 기판의 중심을 통하는 축을 중심으로하는 원형행정을 따라 그 스폿증발원을 회전시키는 수단을 구성함을 특징으로 하는 박막형성장치.
  33. 제1항에 있어서, 그기판과 스폿증발원을 소정의 거리보다 더 짧은 거리로 설치시킬때 스폿증발원은 그 기판의 외주부에 대하여 내측반경방향에 있는 위치에서 그 기판아래에 추가로 구성됨을 특징으로 하는 박막형성장치.
  34. ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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