JPH06163458A - Semiconductor manufacturing device - Google Patents
Semiconductor manufacturing deviceInfo
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- JPH06163458A JPH06163458A JP30546792A JP30546792A JPH06163458A JP H06163458 A JPH06163458 A JP H06163458A JP 30546792 A JP30546792 A JP 30546792A JP 30546792 A JP30546792 A JP 30546792A JP H06163458 A JPH06163458 A JP H06163458A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に係
り、特に、水素アロイ、アニール、及びスパッタを、同
一装置内で行うことが可能な半導体製造装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus, and more particularly to a semiconductor manufacturing apparatus capable of performing hydrogen alloying, annealing and sputtering in the same apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、ＭＯＳ（Metal Oxide Semico
nductor ）トランジスタのゲート部（チャネル部）にお
けるシリコンの界面準位を低減し、しきい値の収束性を
向上させることは、ＭＯＳトランジスタの性能を向上す
る上で有効であることが知られている。そして、前記シ
リコンの界面準位を低減する目的で、水素アロイが行わ
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, MOS (Metal Oxide Semico)
It is known that it is effective to improve the performance of a MOS transistor by reducing the interface level of silicon in the gate part (channel part) of the nductor) transistor and improving the convergence of the threshold value. . Then, hydrogen alloying is performed for the purpose of reducing the interface state of the silicon.
【０００３】また、シリコンウェハー上に形成されたト
ランジスタ等を金属配線によって相互接続する工程で
は、シリコンと金属との接合（コンタクト）特性がデバ
イス性能や信頼性に重要な要素となっている。即ち、半
導体と金属とを接触させると、当該金属の種類や半導体
の表面状態によって定まるバリアハイトを持つショット
キーコンタクトが形成される。ここで、前記半導体の表
面層が、ｎ+ 層あるいはｐ+ 層（不純物濃度が、１０19
〜１０20ｃｍ-3以上）であると、バリア層が数ｎｍと薄
くなり、そこをトンネル電流が流れてオーミック性コン
タクトを形成し、良好なコンタクトを行うことができ
る。Also, in the process of interconnecting transistors and the like formed on a silicon wafer with metal wiring, the junction (contact) characteristics of silicon and metal are important factors for device performance and reliability. That is, when a semiconductor and a metal are brought into contact with each other, a Schottky contact having a barrier height determined by the type of the metal and the surface state of the semiconductor is formed. Here, the surface layer of the semiconductor is an n + layer or a p + layer (impurity concentration is 10 19
If it is 10 20 cm −3 or more), the barrier layer becomes as thin as several nm, and a tunnel current flows therethrough to form an ohmic contact, and good contact can be made.
【０００４】良好なオーミック性を得るためには、半導
体の表面濃度を高くすると共に、バリアハイトの低い金
属を用いることが望ましいが、当該バリアハイトは、表
面状態に依存し、常に同じ値になるとは限らないという
問題があった。また、自然酸化膜層が存在すると、コン
タクト抵抗の増大を招いてしまう。このように、良好な
オーミックコンタクトを形成するには、半導体の表面状
態や金属と半導体、金属と酸化膜との反応性が関与する
ことが知られている。In order to obtain a good ohmic property, it is desirable to increase the surface concentration of the semiconductor and use a metal having a low barrier height. However, the barrier height depends on the surface state and does not always have the same value. There was a problem of not having. Further, the presence of the natural oxide film layer causes an increase in contact resistance. As described above, it is known that the surface condition of the semiconductor, the reactivity between the metal and the semiconductor, and the reactivity between the metal and the oxide film are involved in forming a good ohmic contact.
【０００５】そこで、良好なオーミック性を得たり、半
導体表面の界面順位を低下させる種々の方法が紹介され
ている。例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integrated Cir
cuit）の配線材料として、最も広く使用されているアル
ミニウムは、加熱された半導体上に付着すると、表面自
然酸化膜層を還元し、且つ、半導体と合金層を形成す
る。このため、半導体との密着性が良く、該半導体の表
面不純物濃度が高い場合には良好なオーミックコンタク
トを形成する。従って、この効果を得るために、ウェハ
ー上にアルミニウムを堆積する前に、熱処理（アニー
ル）を行い、アルミニウムを堆積した後、水素アロイが
行われている。Therefore, various methods for obtaining good ohmic properties and lowering the interface order on the semiconductor surface have been introduced. For example, LSI (Large Scale Integrated Circuit)
Aluminum, which is the most widely used wiring material for cuit), reduces the surface natural oxide film layer and forms an alloy layer with the semiconductor when attached to a heated semiconductor. Therefore, the adhesiveness with the semiconductor is good, and a good ohmic contact is formed when the surface impurity concentration of the semiconductor is high. Therefore, in order to obtain this effect, heat treatment (annealing) is performed before depositing aluminum on the wafer, and hydrogen alloying is performed after depositing aluminum.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では、熱処理（アニール）や水素アロイは、炉内で
行い、ウェハー上に金属配線を堆積する際には、当該ウ
ェハーを別の装置に移して、所望の配線金属を堆積する
方法をとっているため、手間がかかるという問題があっ
た。However, in the above-mentioned conventional example, heat treatment (annealing) and hydrogen alloying are performed in a furnace, and when metal wiring is deposited on the wafer, the wafer is transferred to another device. Then, since a method of depositing a desired wiring metal is adopted, there is a problem that it takes time.
【０００７】また、特に、前記水素アロイは、炉内の水
素濃度が高いほど効率良く行うことができるが、通常使
用されている大気暴露型の炉を用いて水素アロイを行う
場合、炉内の水素濃度を上げると、爆発性が伴い非常に
危険であるという問題があった。このため、前記水素ア
ロイを、ＬＰＣＶＤ（Low Pressure Chemical VaporDe
position ）タイプの真空引きが可能な炉で行うことも
考えられているが、装置のコストが高くなるという問題
があった。[0007] In particular, the higher the hydrogen concentration in the furnace, the more efficiently the hydrogen alloy can be carried out. However, when the hydrogen alloy is carried out using a commonly used atmospheric exposure type furnace, When the hydrogen concentration is increased, there is a problem that it is extremely dangerous due to explosiveness. For this reason, the hydrogen alloy is used for LPCVD (Low Pressure Chemical VaporDe
It is also considered to use a position) type furnace capable of evacuating, but there was a problem that the cost of the device becomes high.
【０００８】本発明は、このような問題を解決すること
を課題とするものであり、水素アロイ、アニール、及び
スパッタを、同一装置で行うことが可能な半導体製造装
置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor manufacturing apparatus capable of performing hydrogen alloying, annealing and sputtering in the same apparatus. To do.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、真空中でイオンを加速してターゲットに
衝突させ、その衝撃ではじき出されたターゲットの原子
や分子をウェハー上に堆積するスパッタ室を少なくとも
一つ備えた半導体製造装置において、前記スパッタ室の
少なくとも一つに、水素を供給する水素供給手段と、加
熱手段と、を設置したことを特徴とする半導体製造装置
を提供するものである。To achieve this object, the present invention is directed to accelerating ions in a vacuum to collide with a target and depositing the atoms and molecules of the target, which are ejected by the impact, onto a wafer. In a semiconductor manufacturing apparatus having at least one sputtering chamber, a hydrogen supplying unit for supplying hydrogen and a heating unit are installed in at least one of the sputtering chambers. It is a thing.
【００１０】[0010]
【作用】本発明によれば、スパッタ室の少なくとも一つ
に、水素を供給する水素供給手段と、加熱手段と、を設
置したことで、当該スパッタ室内で水素アロイ及びアニ
ールを行うことができる。従って、同一半導体製造装置
内で、スパッタの直前、直後に水素アロイ及びアニール
を連続して行うことができるため、ウェハーを各工程毎
に各々の装置から出し入れする必要がない。このため、
工程時間を短縮することができ、生産性が向上すると共
に、アニール装置、アロイ装置を備える必要がないた
め、設備投資を削減することもできる。According to the present invention, the hydrogen supply means for supplying hydrogen and the heating means are installed in at least one of the sputtering chambers, so that hydrogen alloying and annealing can be performed in the sputtering chamber. Therefore, since hydrogen alloying and annealing can be continuously performed immediately before and after sputtering in the same semiconductor manufacturing apparatus, it is not necessary to take the wafer in and out of each apparatus in each step. For this reason,
The process time can be shortened, the productivity is improved, and since it is not necessary to provide an annealing device and an alloy device, capital investment can be reduced.
【００１１】また、特に、前記水素アロイをスパッタ室
内で行うことができるため、当該水素アロイを減圧下で
行うことができる。従って、通常使用していた炉内より
水素濃度を上げることができ、効率の良い水素アロイを
行うことができる。In particular, since the hydrogen alloy can be performed in the sputtering chamber, the hydrogen alloy can be performed under reduced pressure. Therefore, the hydrogen concentration can be increased more than in the furnace that is normally used, and efficient hydrogen alloying can be performed.
【００１２】[0012]
【実施例】次に、本発明に係る一実施例について、図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施例に係る半
導体製造装置を示す構成図である。図１に示す半導体製
造装置１０は、その中央に五角形のロードロック室４を
備えている。そして、前記ロードロック室４には、各々
独立した４つのスパッタ室１Ａ〜１Ｄ、カセットロード
室２、アンロード室３が周設されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. The semiconductor manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a pentagonal load lock chamber 4 in the center thereof. The load lock chamber 4 is provided with four sputter chambers 1A to 1D, a cassette load chamber 2 and an unload chamber 3 which are independent of each other.
【００１３】前記スパッタ室１Ｄには、当該スパッタ室
１Ｄ内に水素を供給する水素ガス供給手段５及び、当該
スパッタ室１Ｄ内に収容されたウェハーを加熱する加熱
手段６が設置されている。前記水素供給手段５として
は、例えば、前記スパッタ室１Ｄに、図示しない水素ボ
ンベから水素を引き込む配管を接続し、当該配管に水素
の供給量を制御する供給量制御装置を設置するなど、所
望により種々の水素供給手段を使用することができる。The sputtering chamber 1D is provided with a hydrogen gas supply means 5 for supplying hydrogen into the sputtering chamber 1D and a heating means 6 for heating a wafer housed in the sputtering chamber 1D. As the hydrogen supply means 5, for example, a pipe for drawing hydrogen from a hydrogen cylinder (not shown) is connected to the sputtering chamber 1D, and a supply amount control device for controlling the supply amount of hydrogen is installed in the pipe, if desired. Various hydrogen supply means can be used.
【００１４】また、前記加熱手段６としては、ランプや
ヒータ等、所望により選択することができる。次に、本
実施例に係る半導体製造装置１０の具体的動作として、
熱処理（アニール）、アルミニウム膜の堆積、水素アロ
イを同一装置内で行う方法について説明する。As the heating means 6, a lamp, a heater or the like can be selected as desired. Next, as a specific operation of the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment,
A method of performing heat treatment (annealing), deposition of an aluminum film, and hydrogen alloy in the same apparatus will be described.
【００１５】先ず、所望の工程を終えたウェハーをスパ
ッタ室１Ｄの所定位置に装入する。この時、スパッタ室
１Ｄ内の気圧を、１００〜２００Ｔｏｒｒとした。次
に、前記スパッタ室１Ｄ内に、水素供給手段５から水素
を供給すると共に、加熱手段６によりウェハーを４００
℃程度に加熱して、アニールを行う。この時、スパッタ
室１Ｄ内は、減圧状態にあるため、通常使用していた炉
内より水素濃度を上げることができ、効率の良いアニー
ルを行うことができる。First, a wafer which has undergone a desired process is loaded into a predetermined position of the sputtering chamber 1D. At this time, the atmospheric pressure in the sputtering chamber 1D was set to 100 to 200 Torr. Next, hydrogen is supplied from the hydrogen supply means 5 into the sputtering chamber 1D, and the wafer is heated to 400 by the heating means 6.
Annealing is performed by heating to about ℃. At this time, since the inside of the sputtering chamber 1D is in a depressurized state, the hydrogen concentration can be increased more than in the normally used furnace, and efficient annealing can be performed.
【００１６】次いで、前記アニールが終了した後、スパ
ッタ室１Ｄ内への水素ガスの供給を停止し、通常の不活
性ガス供給手段からアルゴンガスを供給し、前記ウェハ
ーに、ターゲットとしてアルミニウムを用いたスパッタ
リングを行い、アルミニウム膜を堆積する。次に、アル
ミニウム膜の堆積が終了したら、水素供給手段５から再
び前記スパッタ室１Ｄ内に水素を供給し、加熱手段６に
よりアルミニウムが堆積されたウェハーを４００℃に加
熱して水素アロイを行う。Then, after the annealing is completed, the supply of hydrogen gas into the sputtering chamber 1D is stopped, and an argon gas is supplied from a usual inert gas supply means, and aluminum is used as a target for the wafer. Sputtering is performed to deposit an aluminum film. Next, when the deposition of the aluminum film is completed, hydrogen is supplied again from the hydrogen supply means 5 into the sputtering chamber 1D, and the wafer on which the aluminum is deposited is heated to 400 ° C. by the heating means 6 to perform hydrogen alloying.
【００１７】このようにして、同一半導体製造装置内
で、アニール、アルミニウム膜のスパッタリングによる
堆積及び水素アロイを行った。なお、本実施例では、ア
ニールも水素雰囲気中で行ったが、これに限らず、前記
アニールは、窒素雰囲気中で行ってもよい。この場合
は、スパッタ室１Ｄに予め設置されているスパッタ時に
不活性ガスの供給を行う供給手段から窒素を供給しても
よい。In this way, annealing, deposition of an aluminum film by sputtering and hydrogen alloying were performed in the same semiconductor manufacturing apparatus. In this embodiment, the annealing is also performed in the hydrogen atmosphere, but the present invention is not limited to this, and the annealing may be performed in the nitrogen atmosphere. In this case, nitrogen may be supplied from a supply unit that is previously installed in the sputtering chamber 1D and that supplies an inert gas during sputtering.
【００１８】また、多層配線構造を有する場合は、下層
配線のアニールを行った後、連続して上層配線をスッパ
タリングにより堆積することも可能である。そして、本
実施例では、スパッタ室を４つ備えた半導体製造装置に
ついて説明したが、これに限らず、スパッタ室の設置数
は、所望により決定してよい。また、本実施例では、複
数のスパッタ室のうちの一つに、水素供給手段５及び加
熱手段６を設置したが、これに限らず、水素供給手段５
及び加熱手段６を設置したスパッタ室を複数備えていて
もよい。In the case of having a multilayer wiring structure, it is also possible to anneal the lower layer wiring and then successively deposit the upper layer wiring by sputtering. Then, in the present embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus provided with four sputtering chambers has been described, but the present invention is not limited to this, and the number of sputtering chambers to be installed may be determined as desired. Further, in the present embodiment, the hydrogen supply means 5 and the heating means 6 are installed in one of the plurality of sputtering chambers, but the present invention is not limited to this, and the hydrogen supply means 5 is not limited thereto.
Also, a plurality of sputtering chambers in which the heating means 6 is installed may be provided.
【００１９】そして、本発明に係る加熱手段６は、スパ
ッタ室に予め設置されており、スパッタ工程の際に使用
する加熱手段を代用してもよい。さらに、本実施例で
は、同一スパッタ室１Ｄ内で、アニール、スパッタリン
グ及び水素アロイを行ったが、これに限らず、同一半導
体製造装置内であれば、各々の工程を別のスパッタ室内
で行ってもよい。The heating means 6 according to the present invention may be installed in advance in the sputtering chamber, and the heating means used during the sputtering process may be used instead. Further, in the present embodiment, annealing, sputtering and hydrogen alloying were performed in the same sputtering chamber 1D, but the present invention is not limited to this, and each step may be performed in a different sputtering chamber within the same semiconductor manufacturing apparatus. Good.
【００２０】また、本実施例に係る半導体製造装置１０
は、前記実施例で説明した他、例えば、ＭＯＳトランジ
スタのゲートを製造する際に、チャネル部の界面準位を
低下させ、しきい値の変動を抑制する目的で行う水素ア
ロイにも使用することができる。さらに、本実施例に係
る半導体製造装置１０は、例えば、下層配線材料を堆積
し、これをパターニングした後に行う水素アロイにも使
用することができる。そして、前記下層配線上に層間絶
縁膜を堆積した後に行う水素アロイに使用することもで
きる。Further, the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment.
In addition to the ones described in the above embodiments, the present invention can also be used for a hydrogen alloy for the purpose of lowering the interface state of the channel portion and suppressing the fluctuation of the threshold value when manufacturing the gate of a MOS transistor. You can Furthermore, the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment can also be used, for example, for a hydrogen alloy performed after depositing a lower layer wiring material and patterning this. It can also be used for hydrogen alloying performed after depositing an interlayer insulating film on the lower wiring.
【００２１】また、本実施例に係る半導体製造装置１０
は、例えば、上層配線上にＰＳＧ（Phosho-Silicate Gl
ass ）膜を堆積した後に行う水素アロイにも使用するこ
とができる。Further, the semiconductor manufacturing apparatus 10 according to the present embodiment.
Is, for example, PSG (Phosho-Silicate Gl
It can also be used for hydrogen alloying after deposition of the ass) film.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スパッタ室の少なくとも一つに、水素を供給する水素供
給手段と、加熱手段と、を設置したことで、当該スパッ
タ室内で水素アロイ及びアニールを行うことができる。
従って、同一半導体製造装置内で、スパッタの直前、直
後に水素アロイ及びアニールを連続して行うことができ
る。このため、ウェハーを各工程毎に各装置から出し入
れする必要がなく、工程時間を短縮することができる。
この結果、生産性を向上することができる。また、アニ
ール装置、アロイ装置を備える必要がないため、設備投
資を削減することもできる。As described above, according to the present invention,
By providing a hydrogen supply means for supplying hydrogen and a heating means in at least one of the sputtering chambers, hydrogen alloying and annealing can be performed in the sputtering chamber.
Therefore, in the same semiconductor manufacturing apparatus, hydrogen alloying and annealing can be continuously performed immediately before and after sputtering. Therefore, it is not necessary to take the wafer in and out of each device for each process, and the process time can be shortened.
As a result, productivity can be improved. Further, since it is not necessary to provide an annealing device and an alloy device, it is possible to reduce equipment investment.
【００２３】そして、特に、前記水素アロイをスパッタ
室内で行うことができるため、当該水素アロイを減圧下
で行うことができる。従って、通常使用していた炉内よ
り水素濃度を上げることができ、効率の良い水素アロイ
を行うことができる。In particular, since the hydrogen alloy can be performed in the sputtering chamber, the hydrogen alloy can be performed under reduced pressure. Therefore, the hydrogen concentration can be increased more than in the furnace that is normally used, and efficient hydrogen alloying can be performed.
【図１】本発明の実施例に係る半導体製造装置を示す構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
１Ａ スパッタ室 １Ｂ スパッタ室 １Ｃ スパッタ室 １Ｄ スパッタ室 ２ カセットロード室 ３ アンロード室 ４ ロードロック室 ５ 水素ガス供給手段 ６ 加熱手段 １０ 半導体製造装置 1A Sputtering chamber 1B Sputtering chamber 1C Sputtering chamber 1D Sputtering chamber 2 Cassette loading chamber 3 Unloading chamber 4 Loadlock chamber 5 Hydrogen gas supply means 6 Heating means 10 Semiconductor manufacturing equipment
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/28 Ｂ 9055−4Ｍ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 21/28 B 9055-4M
Claims (1)
衝突させ、その衝撃ではじき出されたターゲットの原子
や分子をウェハー上に堆積するスパッタ室を少なくとも
一つ備えた半導体製造装置において、 前記スパッタ室の少なくとも一つに、水素を供給する水
素供給手段と、加熱手段と、を設置したことを特徴とす
る半導体製造装置。1. A semiconductor manufacturing apparatus comprising at least one sputtering chamber for accelerating ions in a vacuum to collide with a target and deposit atoms or molecules of the target, which are ejected by the impact, on a wafer. A semiconductor manufacturing apparatus, wherein a hydrogen supply means for supplying hydrogen and a heating means are installed in at least one of the chambers.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30546792A JPH06163458A (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Semiconductor manufacturing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30546792A JPH06163458A (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Semiconductor manufacturing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163458A true JPH06163458A (en) | 1994-06-10 |
Family
ID=17945503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30546792A Pending JPH06163458A (en) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | Semiconductor manufacturing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06163458A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003151917A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP30546792A patent/JPH06163458A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003151917A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Manufacturing method of semiconductor device |
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