JP3130207B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JP3130207B2
JP3130207B2 JP06157196A JP15719694A JP3130207B2 JP 3130207 B2 JP3130207 B2 JP 3130207B2 JP 06157196 A JP06157196 A JP 06157196A JP 15719694 A JP15719694 A JP 15719694A JP 3130207 B2 JP3130207 B2 JP 3130207B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium nitride
nitride film
film
semiconductor device
crystal orientation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP06157196A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0822967A (ja
Inventor
徹 西脇
剛信 岸田
Original Assignee
松下電子工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 松下電子工業株式会社 filed Critical 松下電子工業株式会社
Priority to JP06157196A priority Critical patent/JP3130207B2/ja
Publication of JPH0822967A publication Critical patent/JPH0822967A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3130207B2 publication Critical patent/JP3130207B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金配線
上のヒロックの発生を抑制し、信頼性の高い半導体装置
を提供する、半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化に伴ってア
ルミニウム合金配線の微細化、薄膜化が進んでいる。こ
れに従って第1層目のアルミニウム合金配線と第2層目
のアルミニウム合金配線との間の層間絶縁膜も薄膜化さ
れている。しかし、第1層目のアルミニウム合金配線に
ヒロックが発生すると、第2層目のアルミニウム合金配
線と短絡してしまい、半導体装置の不良が誘発された
り、その信頼性を低下させたりする。
【0003】以上、従来の半導体装置の製造方法の一例
を図6〜図8を用いて説明する。図6はこの方法の主要
工程断面図である。図示を簡略化するためにトランジス
タ工程については省略してある。図7はスパッタリング
装置の構造を示す概略図である。図8は窒化チタン膜を
形成するときのチタンターゲットに印加する直流電力、
電圧、電流のシーケンス図である。
【0004】図6(a)において、半導体基板1上に常
圧CVD法によりBPSG膜2を300nmの厚さに成
長させ、さらにその上に、チタン膜3と窒化チタン膜4
とを順次形成する。その後、半導体基板1をいったん大
気中に出す。図6(b)において、再び真空容器内に半
導体基板1を導入する。その後、窒化チタン膜4上にア
ルミニウム合金膜5と窒化チタン膜6とを順次形成す
る。
【0005】窒化チタン膜6の形成には、図7に示すス
パッタリング装置を使用する。半導体基板1をホットプ
レート13上にクランプリング11で密着させる。次に
装置内にアルゴンガス9と窒素ガス10とを導入する。
次に、チタンターゲット8に直流電源12より直流電力
を印加して窒化チタン膜6を30nmの厚さに形成す
る。そして、周知のフォトリソグラフィ技術とドライエ
ッチング技術によりアルミニウム合金配線を形成する。
【0006】その後、熱処理を施すと、図6(b)に示
すようにアルミニウム合金のヒロック7が発生する。
【0007】また、図8において、窒化チタン膜6の形
成時、直流電力が印加されても放電が発生せず、チタン
ターゲットに大きな電力が印加される。その後放電が発
生して窒化チタン膜が形成される。このように放電の発
生が遅れると、形成された窒化チタン膜はヒロックの発
生しやすい膜が形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
技術では、窒化チタン膜6の形成時に放電の発生の遅れ
で、チタンターゲットに高い直流電力が印加され、それ
によって窒化チタン膜6にヒロックが発生し、半導体装
置の信頼性を低下させる。
【0009】上記課題を解決するために、本発明の半導
体装置の製造方法は、半導体基板上に、アルミニウム合
金ターゲットをスパッタリングしてアルミニウム合金膜
を形成する工程と、前記アルミニウム合金膜上に、窒素
ガスを含む混合ガス中で,チタンターゲットをスパッタ
リングして,窒化チタン膜を形成する際に、最初の一定
時間を低い電力で被膜形成する第1段階及び連続して前
記第1段階での電力より高い電力で被膜形成する第2段
階で、前記窒化チタン膜の結晶方位(111)成分に対
する結晶方位(200)成分の割合を0.1以下にする
工程とをそなえたものである。
【0010】
【0011】また、窒化チタン膜形成時、半導体基板の
温度を150℃以上にする。また、窒化チタン膜形成
時、混合ガスの圧力を4mTorr以上にする。
【0012】また、窒化チタン膜形成時にアルゴンガス
と窒素ガスとの混合ガスを用い、その窒素の分圧が55
%を越えない。
【0013】
【作用】上記構成により、窒化チタン膜を形成するとき
に、印加する直流電力を、低電力を印加した後、高電力
を印加する方法を用いること、また、窒化チタン膜形成
時の半導体基板の温度を150℃以上を用いること。ま
た、窒化チタン膜形成時、アルゴンガスと窒素ガスの混
合ガスの圧力を4mTorr以上を用いること。また、
窒化チタン膜形成時、アルゴンガスと窒素ガスの混合ガ
スにおける窒素の分圧が55%を越えない値とすること
により、窒化チタン膜の結晶方位(111)成分に対す
る結晶方位(200)成分の割合が0.1以下に抑えら
れ、ヒロックの発生のない、高い信頼性をもった半導体
装置を製造できる。
【0014】
【実施例】本発明の半導体装置の製造方法の一実施例に
ついて、図1および図2を用いて説明する。
【0015】図1はチタンターゲットに印加する直流電
力の電力、電圧、および電流シーケンスを示す図であ
る。図2はこの実施例の主要工程断面図ある。なお、図
2においては、図示を簡略化するためトランジスタ工程
については省略してある。
【0016】図2(a)において、半導体基板21上に
常圧CVD法によりBPSG膜22を300nm成長す
る。その後、チタンターゲットとアルゴンガスおよび窒
素ガスとを用いたスパッタリング法により、チタン膜2
3と窒化チタン膜24とを順次形成する。まず、真空容
器内にアルゴンガスを3mTorrの圧力まで導入し、
チタンターゲットに直流電力を1kW印加してチタン膜
23を20nmの厚さに形成する。次に真空容器内にア
ルゴンガスと窒素ガスとを50対50の容量混合比で4
mTorrの圧力まで導入し、チタンターゲットに直流
電力5kWを印加して窒化チタン膜24を100nmの
厚さに形成する。その後、半導体基板21をいったん大
気中に出す。図2(b)において、再び真空容器内に半
導体基板21を導入する。その後、アルミニウム合金タ
ーゲットとアルゴンガスとを用いたスパッタリング法に
よりアルミニウム合金膜25を形成し、連続的にチタン
ターゲットとアルゴンガスおよび窒素ガスとを用いたス
パッタリング法により窒化チタン膜26を形成する。ま
ず、真空容器内にアルゴンガスを2mTorrの圧力ま
で導入し、アルミニウム合金ターゲットに直流電力9k
Wを印加し、アルミニウム合金膜25を500nmの厚
さに形成する。次に、図7に示したものと同じ構造のス
パッタリング装置により窒化チタン膜26を形成する。
半導体基板21は100℃に設定されたホットプレート
上にクランプリングで密着させてから、アルゴンガス2
9と窒素ガス30とを50対50の容量混合比で4mT
orrの圧力まで導入する。次に、図1に示すように、
チタンターゲットに直流電源より直流電力を1kW印加
し、3秒間放電を安定させる。その後、直流電源より直
流電力を5kW印加し、窒化チタン膜26を30nmの
厚さに形成する。その後、図2(b)において、周知の
フォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術により
アルミニウム合金配線を形成する。
【0017】これにより、窒化チタン膜26の結晶方位
(111)成分に対する結晶方位(200)成分の割合
が0.1以下に抑えられ、ヒロックの発生のない、高い
信頼性をもった半導体装置を製造できる。
【0018】図3は窒化チタン膜形成時の半導体基板温
度と窒化チタン膜の結晶方位(111)成分に対する結
晶方位(200)成分の割合との関係を示す図である。
【0019】これは、上述の実施例の製造工程におい
て、半導体基板21の温度を種々変えてそれぞれの温度
で作製した窒化チタン膜26の結晶方位を調べて得た結
果である。なお、基板温度以外の条件については、上記
実施例の条件と同じとした。
【0020】これから、窒化チタン膜形成時の半導体基
板温度が150℃以上であるとき、窒化チタン膜26の
結晶方位(111)成分に対する結晶方位(200)成
分の割合が0.1以下に抑えられることがわかる。すな
わち、半導体基板温度を150℃以上に保持すること
で、ヒロックの発生のない、高い信頼性をもった半導体
装置を製造することができる。
【0021】図4は窒化チタン膜形成時のアルゴンガス
・窒素ガスの混合ガスの圧力と窒化チタン膜の結晶方位
(111)成分に対する結晶方位(200)成分の割合
との関係を示す図である。
【0022】これは、上述の実施例の製造工程におい
て、アルゴンガス・窒素ガスの混合ガスの圧力を種々変
えてそれぞれの圧力で作製した窒化チタン膜26の結晶
方位を調べて得た結果である。なお、混合ガス圧力以外
の条件については、上記実施例の条件と同じとした。
【0023】これから、混合ガス圧力が4mTorr以
上であるとき、窒化チタン膜の結晶方位(111)成分
に対する結晶方位(200)成分の割合がほぼ0.1以
下に抑えられていることがわかる。すなわち、混合ガス
圧力を4mTorr以上とすることでヒロックの発生の
ない、高い信頼性をもった半導体装置を製造することが
できる。
【0024】図5は窒化チタン膜形成時のアルゴンガス
・窒素ガスの混合ガスの窒素の割合と窒化チタン膜の結
晶方位(111)成分に対する結晶方位(200)成分
の割合との関係を示す。
【0025】これは、上述の実施例の製造工程におい
て、アルゴンガスと窒素ガスとの混合比を種々変えてそ
れぞれの混合比で作製した窒化チタン膜26の結晶方位
を調べて得た結果である。なお、混合比以外の条件につ
いては、上記実施例の条件と同じとした。
【0026】これから、アルゴンガスと窒素ガスとの混
合ガスにおいて窒素の分圧比の値が55%を越えないと
き、窒化チタン膜の結晶方位(111)成分に対する結
晶方位(200)成分の割合がほぼ0.1以下に抑えら
れていることがわかる。すなわち、窒素ガスの分圧比率
を55%を越えない値とすることでヒロックの発生のな
い、高い信頼性をもった半導体装置を製造することがで
きる。なお、窒素ガスの分圧比率の下限値は窒化チタン
膜の成膜速度を考慮して決めればよい。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、窒化チタン膜を形成す
るときに、印加する直流電力を、低電力を印加した後、
高電力を印加する方法を用いること、また、窒化チタン
膜形成時の半導体基板の温度を150℃以上を用いるこ
と。また、窒化チタン膜形成時、アルゴンガスと窒素ガ
スの混合ガスの圧力を4mTorr以上を用いること。
また、窒化チタン膜形成時、アルゴンガスと窒素ガスの
混合ガスにおける窒素ガスの割合比率を55%を越えな
い値に保持することで、窒化チタン膜の結晶方位(11
1)成分に対する結晶方位(200)成分の割合が0.
1以下に抑えられ、ヒロックの発生のない、高い信頼性
をもった半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のチタンターゲットに印加する直流電力
の電力、電圧、および電流シーケンスを示す図
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の一実施例の主
要工程断面図
【図3】本発明の方法において、窒化チタン膜形成時の
半導体基板温度と窒化チタン膜の結晶方位(111)成
分に対する結晶方位(200)成分の割合との関係を示
す図
【図4】本発明の方法において、窒化チタン膜形成時の
アルゴンガス・窒素ガスの混合ガスの圧力と窒化チタン
膜の結晶方位(111)成分に対する結晶方位(20
0)成分の割合との関係を示す図
【図5】本発明の方法において、窒化チタン膜形成時の
アルゴンガス・窒素ガスの混合ガスの窒素分圧と窒化チ
タン膜の結晶方位(111)成分に対する結晶方位(2
00)成分の割合との関係を示す図
【図6】従来の半導体装置の製造方法の主要工程断面図
【図7】窒化チタン膜形成に使用されるスパッタリング
装置の構造の概略を示す図
【図8】従来の半導体装置の製造方法でのチタンターゲ
ットに印加する直流電力の電力、電圧、および電流シー
ケンスを示す図
【符号の説明】
21 半導体基板 22 BPSG膜 23 チタン膜 24 窒化チタン膜 25 アルミニウム合金膜 26 窒化チタン膜 28 ターゲット 29 アルゴンガス 30 窒素ガス 31 クランプリング 32 直流電源 33 ホットプレート
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−315334(JP,A) 特開 昭64−64255(JP,A) 特開 平1−235334(JP,A) 特開 昭61−187232(JP,A) 特開 平4−2122(JP,A) 特開 平2−205666(JP,A) 特開 平5−121358(JP,A) 特開 平5−36693(JP,A) 特開 平4−102331(JP,A) 特開 平3−185722(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/285 C23C 14/34 H01L 21/31 H01L 21/318 H01L 21/3205

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、アルミニウム合金ター
    ゲットをスパッタリングしてアルミニウム合金膜を形成
    する工程と、 前記 アルミニウム合金膜上に、窒素ガスを含む混合ガス
    中で,チタンターゲットをスパッタリングして,窒化チ
    タン膜を形成する際に、最初の一定時間を低い電力で被
    膜形成する第1段階及び連続して前記第1段階での電力
    より高い電力で被膜形成する第2段階で、前記窒化チタ
    ン膜の結晶方位(111)成分に対する結晶方位(20
    0)成分の割合を0.1以下にする工程と、 をそなえた 半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記窒化チタン膜形成時の前記半導体基
    板の温度が150℃以上に設定された請求項1に記載の
    半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記窒化チタン膜形成時の前記窒素ガス
    を含む混合ガスに、アルゴンガスを含み、前記窒素ガス
    の分圧比が55%を超えない範囲に設定された請求項1
    に記載の半導体装置の製造方法。
JP06157196A 1994-07-08 1994-07-08 半導体装置の製造方法 Expired - Fee Related JP3130207B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06157196A JP3130207B2 (ja) 1994-07-08 1994-07-08 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP06157196A JP3130207B2 (ja) 1994-07-08 1994-07-08 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0822967A JPH0822967A (ja) 1996-01-23
JP3130207B2 true JP3130207B2 (ja) 2001-01-31

Family

ID=15644309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP06157196A Expired - Fee Related JP3130207B2 (ja) 1994-07-08 1994-07-08 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3130207B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011037328A3 (ko) * 2009-09-28 2011-11-03 Kim Joo Sik 상어 퇴치기

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100248026B1 (ko) * 1996-09-18 2000-03-15 윤종용 스퍼터링법을이용한티타늄나이트라이드증착방법
JPH10125627A (ja) 1996-10-24 1998-05-15 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法および高融点金属ナイトライド膜の形成方法
US6080665A (en) * 1997-04-11 2000-06-27 Applied Materials, Inc. Integrated nitrogen-treated titanium layer to prevent interaction of titanium and aluminum
US20050095809A1 (en) * 2001-07-18 2005-05-05 Yuji Nakayama Method of film-forming transparent electrode layer and device therefor
KR100587599B1 (ko) * 2002-12-03 2006-06-08 매그나칩 반도체 유한회사 반도체 소자의 금속라인 형성방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011037328A3 (ko) * 2009-09-28 2011-11-03 Kim Joo Sik 상어 퇴치기

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0822967A (ja) 1996-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3216345B2 (ja) 半導体装置及びその作製方法
US5173449A (en) Metallization process
JPS63301548A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3329128B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS62259469A (ja) 半導体装置
US5494860A (en) Two step annealing process for decreasing contact resistance
JPH09186102A (ja) 半導体装置の製造方法
US6136691A (en) In situ plasma clean for tungsten etching back
EP0402061B1 (en) Metallization process
US6103639A (en) Method of reducing pin holes in a nitride passivation layer
JPH0822967A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3028519B2 (ja) 半導体集積回路の製造方法
JPH0361346B2 (ja)
JP3040177B2 (ja) 半導体素子の配線形成方法
JPH08250452A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3206527B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6004877A (en) Method of forming a tungsten layer with N2 plasma treatment
JPH01218054A (ja) 半導体装置
JP3104688B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2000164705A (ja) 配線形成方法及び半導体集積回路装置
JPH06112203A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS60251663A (ja) 半導体装置
JPH07230991A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000100815A (ja) アルミニウム配線を有する半導体装置及びその製造方法
JP3149169B2 (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071117

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081117

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101117

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111117

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees