JPH06196441A - 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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- JPH06196441A JPH06196441A JP24245292A JP24245292A JPH06196441A JP H06196441 A JPH06196441 A JP H06196441A JP 24245292 A JP24245292 A JP 24245292A JP 24245292 A JP24245292 A JP 24245292A JP H06196441 A JPH06196441 A JP H06196441A
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Abstract
を半溶融状態にして埋め込む際、500℃より低い温度
でも良好に埋め込みを行うことができるようにして信頼
性を向上させる。 【構成】 径0.15〜0.8μm、深さ約1.1μm
下地にポリシリコン膜を敷いたコンタクトホールを形成
した基板をスパッタ装置内に入れ、10- 1 0 Torr
まで真空排気し、プロセスガスであるArを精製装置を
通して水、炭化水素等の不純物ガスの濃度をppm以下
にする。ターゲットである純Alも酸素濃度をppm以
下にし、スパッタを行う。Al膜中へ水や酸素などの不
純物ガスが取り込まれないので、基板温度を500℃よ
り低い470℃にしてもAlは酸化されず充分な流動性
を持ち、コンタクトホールを良好に埋め込むことができ
る。
Description
関するものである。
スパッタによる埋め込みは、ベースプレッシャーが10
- 8 Torrの装置で、成膜中の不純物ガス圧を制御す
ることなく、基板温度を500℃以上にあげて、Al−
SiまたはAl−Si−Cuの合金をスパッタ法で成膜
し、埋め込みを行っていた。しかしこの方法では、成膜
中に表面が酸化されるため、Al合金を半溶融状態にし
てホールを埋め込むことの妨げとなる。不純物ガス濃度
が高い状態で埋め込みを行うためには、成膜中のAl合
金の流動性を上げる必要があるため、基板温度を500
℃以上の温度にする必要があった。
に用いた場合、基板加熱温度が500℃を越えると、微
細な配線中にSiの塊が析出しその部分が非常に高抵抗
になってしまう。特に0.2μm程度の幅の微細配線で
は、基板加熱温度が500℃を越えると大きく析出した
Siが信頼性を低下させる。
際、チャンバ中に存在する水蒸気はじゃまになるのでこ
れを制御するために、水素を感知して水蒸気量を定量化
し、水蒸気量が増加した場合それに応じて反応性ガス
(N2 )の分圧を増加させるという方法がある(特開昭
63−60277号公報)。しかしこの方法では、水蒸
気量の絶対値を減少させてはおらず、コンタクトホール
の埋め込みに応用した場合成膜中にAl表面が酸化され
てしまい、流動性が悪くなってしまうので、やはり基板
温度を500℃以上にする必要があった。
物ガスはAl合金と反応して膜中に取り込まれるか、ま
たはそのまま膜中に取り込まれる。特に水の分圧や、酸
素分圧が高いと、成膜中にAl合金は酸化されて、融点
の非常に高い酸化被膜を作るため、Al合金が半溶融状
態になりにくく、ホールの埋め込みが困難になるという
問題がある。たとえ、水蒸気量を感知してプロセスガス
量を調整しても、プロセスガス中の不純物ガスの絶対量
を減少させなければ、不純物の膜中取り込みや、表面酸
化が起こって埋め込みは困難である。埋め込みを確実に
するために、従来のように基板温度を500℃以上の高
温にすると、Al合金が水、酸素などの不純物ガスと反
応し表面荒れを起こす上に、特に多層配線構造の場合に
は下層配線に影響を与え、電気特性が不安定になる問題
があった。
した半導体装置上にAlまたはAl合金を半溶融状態に
してホールを埋め込む方法において、不純物濃度をpp
m以下にしたプロセスガス及びAl合金を使用し、成膜
雰囲気の不純物濃度をppm以下に設定することを特徴
とする半導体装置の製造方法である。
り、スパッタ中に膜への不純物取り込みがなくなり、ま
た表面酸化を抑えることができる。これにより高温スパ
ッタによる埋め込みでAlの流動性を阻害するものがな
くなるために、従来よりも基板温度を低くしてホールを
埋め込むことが可能となり、デバイスの信頼性が向上す
る。
する。
ーが1×10- 1 0 Torrまで排気できる超真空スパ
ッタ装置である。この装置には主たる排気用クライオポ
ンプの他にクライオポンプの設定温度を70K程度にし
て、スパッタ中にプロセスガスであるArは排気しない
が、他の水などの沸点の高い不純物ガスは排気できるク
ライオポンプが設置してあり、スパッタ中の不純物ガス
の分圧をさげられるようになっている。
し、その出口では水、炭化水素類、窒素などがppm以
下になるように設定してある。使用したターゲットは純
Alで、従来の物に比べターゲット中の酸素濃度が低い
ものを用いた。
り、水、窒素、酸化炭素類、炭化水素類をppbレベル
まで同時にモニターした。
記条件のもとで行った。基板温度は400〜500℃で
あり、スパッタパワーは10kwである。埋め込むホー
ルは深さが約1.1μm、ホール径は0.15〜0.8
μmで、下地膜としてポリシリコンが500A敷いてあ
るものを検討した。このポリシリコンは高温スパッタ中
に純Al中にとけ込んでAl−Si合金となる。また、
不純物ガス濃度をppm以下まで低くした場合と、そう
でない場合を比べるために、不純物ガスを多く含む実験
はボンベから直接供給されたArガスを使用した。図1
に精製装置を通したときのArガス中の不純物である水
蒸気の分圧図1(a)と、直接ボンベから供給されたA
rガス中の同じく水蒸気の分圧図1(b)を測定した結
果を示す。(a)と(b)で水の分圧は約2桁の差があ
ることがわかる。Arの中に水が含まれているため
(b)ではArの分圧の変化に追随して水の分圧も変化
している。また他に炭化水素類もボンベからの直接供給
では、精製装置を通したガスに比べ高くなっている。こ
の2種のガスを用いて埋め込み実験を行った。図2にそ
れぞれのガスで基板温度470℃で埋め込みを行った結
果を示す。Si基板20上に酸化膜21を形成しそこに
前述のコンタクトホールを開口し、ポリシリコンをうす
く敷き(図示せず)純アルミ22をスパッタ形成した。
不純物ガス圧をppm以下まで抑えた精製装置を通した
Arガスを用いた場合、スパッタ中に不純物ガスの膜中
への取り込みや酸化が行われないため、Alは半溶融状
態になりホールは埋め込まれる(図2(a))が不純物
ガスを多く含むと、同じ基板温度でもAlの流動性は阻
害され、ボイド23が生じ良好な埋め込みは行われない
(図2(b))。
iなど他のAl合金を使用しても、また、シリサイド、
ナイトライド等種々のバリアメタルなどの下地膜を利用
した場合でも同じである。
性のよいスパッタによるメタル埋め込みを、従来よりも
低い温度で行うことができ信頼性の向上につながる上、
コストの低減もできる効果がある。
に行ったガス分析の測定結果である。(a)はガス精製
装置を通した場合、(b)はボンベから直接供給した場
合である。
製ガスを使用したときのホールの埋め込み結果、(b)
はボンベからの直接供給ガスによる埋め込み結果を示す
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 ホールを形成した半導体装置の上にAl
またはAl合金を半溶融状態にしてホールを埋め込む方
法において、不純物濃度をppm以下にしたプロセスガ
ス及びAl合金を使用し、成膜雰囲気の不純物濃度もp
pm以下に設定する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 |
---|---|---|---|
JP4242452A JP2757705B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4242452A JP2757705B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06196441A true JPH06196441A (ja) | 1994-07-15 |
JP2757705B2 JP2757705B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=17089313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4242452A Expired - Lifetime JP2757705B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2757705B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0853136A4 (en) * | 1996-07-05 | 1999-04-21 | Japan Energy Corp | CATHODE SPRAYING TARGET IN ALUMINUM OR ALUMINUM ALLOY |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5957423A (ja) * | 1982-09-27 | 1984-04-03 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 金属導体層の形成方法 |
JPS60180117A (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-13 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体製造装置 |
JPS6351918A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-05 | Tadahiro Omi | 半導体製造装置用ガス精製器 |
JPH034923A (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-10 | Daikin Ind Ltd | 液体分離装置 |
JPH0314227A (ja) * | 1989-06-13 | 1991-01-22 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH03271367A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-12-03 | Fujitsu Ltd | スパッタリング装置 |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP4242452A patent/JP2757705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2757705B2 (ja) | 1998-05-25 |
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