JPH03261135A - アルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置 - Google Patents
アルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置Info
- Publication number
- JPH03261135A JPH03261135A JP5787690A JP5787690A JPH03261135A JP H03261135 A JPH03261135 A JP H03261135A JP 5787690 A JP5787690 A JP 5787690A JP 5787690 A JP5787690 A JP 5787690A JP H03261135 A JPH03261135 A JP H03261135A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- sputtering
- thin film
- semiconductor substrate
- cooling
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要］
半導体装置の製造に関し、より詳しくは、電極配線用ア
ルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置に関し、 従来よりもストレスマイグレーションを抑制した、即ち
、ストレス（応力）に強いアルミニウム系薄膜を形成す
る方法およびそのための形成装置を提供することを目的
とし、 半導体装置の電極配線のためのアルミニウム系薄膜をス
パッタリング法によって半導体基板の絶縁膜上に堆積形
成し、スパッタリング後すくに８０°Ｃ／秒以上の冷却
速度で急冷するように構成する。
ルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置に関し、 従来よりもストレスマイグレーションを抑制した、即ち
、ストレス（応力）に強いアルミニウム系薄膜を形成す
る方法およびそのための形成装置を提供することを目的
とし、 半導体装置の電極配線のためのアルミニウム系薄膜をス
パッタリング法によって半導体基板の絶縁膜上に堆積形
成し、スパッタリング後すくに８０°Ｃ／秒以上の冷却
速度で急冷するように構成する。
本発明は、半導体装置の製造に関し、より詳しくは、電
極配線用アルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置
に関する。
極配線用アルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置
に関する。
近年、ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体装置の高集積化に伴って
、構成要素である個々のトランジースタの微小化、さら
には、電極配線の微細化が進んできている。
、構成要素である個々のトランジースタの微小化、さら
には、電極配線の微細化が進んできている。
電極配線のサイズ（厚さ、幅）を小さくすることは、特
に、アルミニウム（ＡＩ）およびその合金（ＡＩ−Ｃｕ
、 Ａｌ−５ｉ＋ Ａｌ−５ｉ−Ｃｕなと）のアルミニ
ウム系材料での電極配線の場合には、ストレスマイグレ
ーションやエレクトロマイグレーシランによる信頼性低
下（断線）という問題がある。
に、アルミニウム（ＡＩ）およびその合金（ＡＩ−Ｃｕ
、 Ａｌ−５ｉ＋ Ａｌ−５ｉ−Ｃｕなと）のアルミニ
ウム系材料での電極配線の場合には、ストレスマイグレ
ーションやエレクトロマイグレーシランによる信頼性低
下（断線）という問題がある。
従来のアルミニウム系配線用薄膜はスパッタリング法に
よって半導体基板の絶縁膜上全面に形成れさるのが、−
１的である。このスパッタリングによる形成では、半導
体基板を１５０〜３００°Ｃに余熱しておいてスパッタ
リング処理し、スパッタリング時のアルミニウム系材料
の飛着による付加加熱（約５０°Ｃ程度）されて２００
〜３５０ ’Ｃの温度になっている。そして、スパッタ
リング後に搬送されている間に半導体基板は自然と冷め
る（徐冷される）。スパッタリングは真空下で行われる
ものであり、スパッタリング装置から取り出すまでの真
空下での搬送では半導体基板冷却は徐冷となるわけであ
る。
よって半導体基板の絶縁膜上全面に形成れさるのが、−
１的である。このスパッタリングによる形成では、半導
体基板を１５０〜３００°Ｃに余熱しておいてスパッタ
リング処理し、スパッタリング時のアルミニウム系材料
の飛着による付加加熱（約５０°Ｃ程度）されて２００
〜３５０ ’Ｃの温度になっている。そして、スパッタ
リング後に搬送されている間に半導体基板は自然と冷め
る（徐冷される）。スパッタリングは真空下で行われる
ものであり、スパッタリング装置から取り出すまでの真
空下での搬送では半導体基板冷却は徐冷となるわけであ
る。
（発明が解決しようとする課題）
このような徐冷では、形成したアルミニウム系薄膜のグ
レイン（結晶）が成長して、グレインバンダリーが際立
つ＆Ｉｌ織になる。このために、アルミニウム系薄膜を
バターニングして配線としたときには、グレインバンダ
リーに沿って配線のエッヂが欠けたり、ボイドが生じ易
くなり、ストレスマイグレーションに弱い配線になりや
すい。なお、ストレスマイグレーションでの断線に至る
アルミニウム系配線に生しる応力としては、配線幅が細
いほどアルミニウム系配線とその上下の絶縁膜との熱膨
張係数の差によって生じる熱応力が主なものである。
レイン（結晶）が成長して、グレインバンダリーが際立
つ＆Ｉｌ織になる。このために、アルミニウム系薄膜を
バターニングして配線としたときには、グレインバンダ
リーに沿って配線のエッヂが欠けたり、ボイドが生じ易
くなり、ストレスマイグレーションに弱い配線になりや
すい。なお、ストレスマイグレーションでの断線に至る
アルミニウム系配線に生しる応力としては、配線幅が細
いほどアルミニウム系配線とその上下の絶縁膜との熱膨
張係数の差によって生じる熱応力が主なものである。
本発明の目的は、従来よりもストレスマイグレーション
を抑制した、即ち、ストレス（応力）に強いアルミニウ
ム系薄膜を形成する方法およびそのための形成装置を提
供することである。
を抑制した、即ち、ストレス（応力）に強いアルミニウ
ム系薄膜を形成する方法およびそのための形成装置を提
供することである。
上述の目的が、半導体装置の電極配線のためのアルミニ
ウム系薄膜をスパッタリング法によって半導体基板の絶
縁膜上に堆積形成し、スパッタリング後すぐに８０°Ｃ
／秒以上の冷却速度で急冷することを特徴とするアルミ
ニウム系薄膜の形成方法によって達成される。
ウム系薄膜をスパッタリング法によって半導体基板の絶
縁膜上に堆積形成し、スパッタリング後すぐに８０°Ｃ
／秒以上の冷却速度で急冷することを特徴とするアルミ
ニウム系薄膜の形成方法によって達成される。
スパッタリング後すぐの急冷を行うためには、スパッタ
リング装置の半導体基板搭載用担持台の近くに、■冷媒
（冷却水、液体窒素など）で冷却されている強制冷却担
持台、および／または、■冷却用不活性ガスを吹き付け
るガス噴出器を付設しである形成装置を用いる。
リング装置の半導体基板搭載用担持台の近くに、■冷媒
（冷却水、液体窒素など）で冷却されている強制冷却担
持台、および／または、■冷却用不活性ガスを吹き付け
るガス噴出器を付設しである形成装置を用いる。
〔作用］
本発明では、スパッタリングでアルごニウム系薄膜を形
成下稜すぐに急冷しているので、グレインサイズは徐冷
の場合よりも小さく、グレインハンダリーの際立ちが小
さくなって、ボイドが発生しにくくなり、さらに、剪断
応力も高められている。冷却速度が８０”Ｃ／秒以上で
あれば、上述した効果があり、これ以下では改善効果が
小さい。
成下稜すぐに急冷しているので、グレインサイズは徐冷
の場合よりも小さく、グレインハンダリーの際立ちが小
さくなって、ボイドが発生しにくくなり、さらに、剪断
応力も高められている。冷却速度が８０”Ｃ／秒以上で
あれば、上述した効果があり、これ以下では改善効果が
小さい。
スパッタリングのために形成している真空状態下で急冷
しているので、従来と同様に形成したアルミニウム系’
ｆｉｉＭの表面が酸化されることは無い。
しているので、従来と同様に形成したアルミニウム系’
ｆｉｉＭの表面が酸化されることは無い。
［実施例］
以下、添付図面を参照して、本発明の実施態様例によっ
て本発明の詳細な説明する。
て本発明の詳細な説明する。
第１図は、公知のスパッタリング装置に付設する強制冷
却担持台１の概略断面図であり、該強制冷却担持台はス
パッタリング装置の加熱担持台の近くに設置されかつ熱
伝導率の大きな金属（例えば、銅）で造られた担持台（
ステージ）であって、その内部に冷媒（冷却水または液
体窒素）２が流されるようになっている。
却担持台１の概略断面図であり、該強制冷却担持台はス
パッタリング装置の加熱担持台の近くに設置されかつ熱
伝導率の大きな金属（例えば、銅）で造られた担持台（
ステージ）であって、その内部に冷媒（冷却水または液
体窒素）２が流されるようになっている。
本発明の形成方法に従って、アルミニウム系薄膜を次の
ようにして形成する。
ようにして形成する。
先ず、絶縁膜を形成した半導体基板を公知のスパッタリ
ング装置の加熱担持台の上に載せて、例えは、２５０″
Ｃに予熱し、スパッタリング装置内を排気して真空状態
にする。減圧状態を保ちながらアルゴンガスを流し、純
アルミニウムのターゲットと加熱担持台との間に電圧を
印加して、アルゴンイオンをターゲットに衝突させてタ
ーゲットをスパッタし、スパッタされたアルミニウム原
子が絶縁膜上に飛着堆積される。このように堆積して形
成下アルミニウム系薄膜はその厚さが、例えば、０．５
〜１．５μｍとなる。スパッタリング時の飛着て半導体
基板はその温度が３００″Ｃになる。
ング装置の加熱担持台の上に載せて、例えは、２５０″
Ｃに予熱し、スパッタリング装置内を排気して真空状態
にする。減圧状態を保ちながらアルゴンガスを流し、純
アルミニウムのターゲットと加熱担持台との間に電圧を
印加して、アルゴンイオンをターゲットに衝突させてタ
ーゲットをスパッタし、スパッタされたアルミニウム原
子が絶縁膜上に飛着堆積される。このように堆積して形
成下アルミニウム系薄膜はその厚さが、例えば、０．５
〜１．５μｍとなる。スパッタリング時の飛着て半導体
基板はその温度が３００″Ｃになる。
スパッタリング処理終了後直ちに、半導体基板冷めない
うちに、第１図に示すように、アルミニウム系薄膜５の
付いた半導体基板４を冷却水２で水冷されている銅製担
持台１の上に搬送して載せて、半導体基板４、即ち、ア
ルミニウム系薄膜５を急冷する。この急冷の冷却速度は
８０″Ｃ／秒以上である。そして、冷却後に、半導体基
板４を強制冷却担持台１から持ち上げ、ロードロックを
経由してスパッタリング装置から取り出す。このように
して、アルミニウム系薄膜を形成するわけである。
うちに、第１図に示すように、アルミニウム系薄膜５の
付いた半導体基板４を冷却水２で水冷されている銅製担
持台１の上に搬送して載せて、半導体基板４、即ち、ア
ルミニウム系薄膜５を急冷する。この急冷の冷却速度は
８０″Ｃ／秒以上である。そして、冷却後に、半導体基
板４を強制冷却担持台１から持ち上げ、ロードロックを
経由してスパッタリング装置から取り出す。このように
して、アルミニウム系薄膜を形成するわけである。
上述の強制冷却担持台１（第１図）の代わりに、第２図
に示すようなガス噴出器６をスパッタリング装置の加熱
担持台の近くに設置してもよい。ガス噴出器６はその底
面が多孔板７であって、スパッタリング後の搬送途中で
空中保持されている半導体基板４の上方に位置し、形成
したアルミニウム系薄膜５全体に不活性ガス（アルゴン
ガス）８を吹き付けるようになっている。この吹き付け
る不活性ガスで未だ冷めていないアルミニウム系ＥＮ膜
を急冷することができ、冷却速度を８０°Ｃ／秒以上に
して行う。なお、この場合に、不活性ガス噴出量が多く
なると、スパッタリング装置の真空度が低下するので、
あまり多くしては連続スパッタリング処理にとって好ま
しくない。
に示すようなガス噴出器６をスパッタリング装置の加熱
担持台の近くに設置してもよい。ガス噴出器６はその底
面が多孔板７であって、スパッタリング後の搬送途中で
空中保持されている半導体基板４の上方に位置し、形成
したアルミニウム系薄膜５全体に不活性ガス（アルゴン
ガス）８を吹き付けるようになっている。この吹き付け
る不活性ガスで未だ冷めていないアルミニウム系ＥＮ膜
を急冷することができ、冷却速度を８０°Ｃ／秒以上に
して行う。なお、この場合に、不活性ガス噴出量が多く
なると、スパッタリング装置の真空度が低下するので、
あまり多くしては連続スパッタリング処理にとって好ま
しくない。
また、強制冷却担持台１ （第１図）とガス噴出器６（
第２図）とを組み合わせてもよい。
第２図）とを組み合わせてもよい。
本発明の形成方法に従って形成したアルミニウム系薄膜
を、−船釣な半導体装置の製造工程でのりソグラフィ法
でバターニングして所定の電極配線に微細加工し、その
上全面に絶縁膜を形成する。
を、−船釣な半導体装置の製造工程でのりソグラフィ法
でバターニングして所定の電極配線に微細加工し、その
上全面に絶縁膜を形成する。
そして、ストレスマイグレーションを調べるために半導
体基板を加熱・冷却したところ、急冷処理しないで従来
どおりに形成したアルミニウム系薄膜配線の場合と比べ
て、グレインハンダリー〇際立ちが小さく、ボイドの発
生数が少なくなるため断線不良が少なくなる。
体基板を加熱・冷却したところ、急冷処理しないで従来
どおりに形成したアルミニウム系薄膜配線の場合と比べ
て、グレインハンダリー〇際立ちが小さく、ボイドの発
生数が少なくなるため断線不良が少なくなる。
る。
第１図は、半導体基板を急冷するための強制象、冷担持
台の概略断面図であり、 第２図は、半導体基板を急冷するための冷却用不活性ガ
スの噴出器である。 １・・・ 強制冷却担持台 ２・・・ 冷媒 ４・・・ 半導体基板 ５・・・ アルミニウム系薄膜 ６・・・ ガス噴出器 ７・・・ 多孔板 ８・・・ 不活性ガス 〔発明の効果］
台の概略断面図であり、 第２図は、半導体基板を急冷するための冷却用不活性ガ
スの噴出器である。 １・・・ 強制冷却担持台 ２・・・ 冷媒 ４・・・ 半導体基板 ５・・・ アルミニウム系薄膜 ６・・・ ガス噴出器 ７・・・ 多孔板 ８・・・ 不活性ガス 〔発明の効果］
Claims (3)
- １．半導体装置の電極配線のためのアルミニウム系薄膜
（５）をスパッタリング法によって半導体基板（４）の
絶縁膜上に堆積形成し、スパッタリング後すぐに８０℃
／秒以上の冷却速度で急冷することを特徴とするアルミ
ニウム系薄膜の形成方法。 - ２．半導体基板を搭載する担持台を備えたスパッタリン
グ装置を含んでなり、該担持台の近くに、スパッタリン
グ後の該半導体基板（４）が載せられる強制冷却担持台
（１）を付設してあることを特徴とするアルミニウム系
薄膜の形成装置。 - ３．半導体基板を搭載する担持台を備えたスパッタリン
グ装置を含んでなり、該担持台の近くに、スパッタリン
グ後の該半導体基板に冷却用不活性ガス（８）を吹き付
けるガス噴出器（６）を付設してあることを特徴とする
アルミニウム系薄膜の形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5787690A JPH03261135A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | アルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5787690A JPH03261135A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | アルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261135A true JPH03261135A (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=13068187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5787690A Pending JPH03261135A (ja) | 1990-03-12 | 1990-03-12 | アルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03261135A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015010280A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 深▲セン▼富泰宏精密工業有限公司 | ワーク及びその製造方法 |
| JP2020027864A (ja) * | 2018-08-10 | 2020-02-20 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
-
1990
- 1990-03-12 JP JP5787690A patent/JPH03261135A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015010280A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 深▲セン▼富泰宏精密工業有限公司 | ワーク及びその製造方法 |
| JP2020027864A (ja) * | 2018-08-10 | 2020-02-20 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5044509B2 (ja) | Ａｌ配線膜の製造方法 | |
| JP3096699B2 (ja) | アルミニウム合金配線層およびその製法、ならびにアルミニウム合金スパッタリングターゲット | |
| US5071791A (en) | Method for forming metal layer | |
| KR100610533B1 (ko) | 배선막의 형성 방법 | |
| JP3224793B2 (ja) | 電子回路製造方法 | |
| JP2862727B2 (ja) | 金属薄膜形成用スパッタリング・ターゲット並びにその製造方法 | |
| JP5787647B2 (ja) | スパッタリングターゲット用銅材料の製造方法 | |
| JP4237742B2 (ja) | スパッタリングターゲットの製造方法 | |
| JP2002220659A (ja) | 銅スパッターターゲットの加工及び結合 | |
| KR100231766B1 (ko) | 반도체집적회로의 배선용 금속층의 제조방법 | |
| JPH03261135A (ja) | アルミニウム系薄膜の形成方法および形成装置 | |
| KR0183729B1 (ko) | 극 박막의 금속층 형성방법 및 이를 이용한 배선 형성방법 | |
| JPH05102147A (ja) | アモルフアス金属の形成方法及びアモルフアス金属膜を有する半導体装置 | |
| JPH11343570A (ja) | 物質堆積方法及び物質堆積装置 | |
| EP0573002A1 (en) | Sputtering target, wiring method for electronic devices and electronic device | |
| JPH05186868A (ja) | アモルファス金属の形成方法、アモルファス金属膜を有す る半導体装置及びアモルファス金属の形成装置 | |
| CN105304510A (zh) | 铝薄膜制备方法 | |
| JPH0254658B2 (ja) | ||
| US9909196B2 (en) | High-purity copper-cobalt alloy sputtering target | |
| JPS63161161A (ja) | Ａｌ−Ｓｉ系合金製タ−ゲツトとその製造方法 | |
| JPH1060645A (ja) | アルミニウム層の製造方法 | |
| JPH10172923A (ja) | 半導体素子の金属配線形成方法 | |
| KR19980081058A (ko) | 초기 웨이퍼의 불량을 방지하는 방법 및 장치 | |
| JPH04234124A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH077753B2 (ja) | アルミニウム合金配線の形成方法 |