JPH05129298A - 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
- JPH05129298A JPH05129298A JP10135992A JP10135992A JPH05129298A JP H05129298 A JPH05129298 A JP H05129298A JP 10135992 A JP10135992 A JP 10135992A JP 10135992 A JP10135992 A JP 10135992A JP H05129298 A JPH05129298 A JP H05129298A
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- Japan
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- wiring
- orientation
- semiconductor device
- film
- sputtering
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- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に
詳細には、半導体チップ上にアルミニウムの配線（Ａｌ
配線）を形成する際に用いられる。 【構成】 本発明によれば、Ａｌ（１１１）配向性が高
く、かつＡｌ（２００）配向性が略ゼロのＡｌ膜を形成
でき、従ってＡｌ配線のエレクトロマイグレーション耐
性を向上させることが可能となる。
詳細には、半導体チップ上にアルミニウムの配線（Ａｌ
配線）を形成する際に用いられる。 【構成】 本発明によれば、Ａｌ（１１１）配向性が高
く、かつＡｌ（２００）配向性が略ゼロのＡｌ膜を形成
でき、従ってＡｌ配線のエレクトロマイグレーション耐
性を向上させることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に詳細には、半導体チップ上にアルミニウムの
配線（Ａｌ配線）を形成する際に用いられる。
関し、特に詳細には、半導体チップ上にアルミニウムの
配線（Ａｌ配線）を形成する際に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】Ａｌ配線形成のためのＡｌ成膜として、
真空蒸着法のほかにスパッタリング法が知られている。
このような成膜法により形成されたＡｌ配線には、エレ
クトロマイグレーション耐性やストレスマイグレーショ
ン耐性の高いことが要求される。
真空蒸着法のほかにスパッタリング法が知られている。
このような成膜法により形成されたＡｌ配線には、エレ
クトロマイグレーション耐性やストレスマイグレーショ
ン耐性の高いことが要求される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来から種
々の改善がなされているが、集積回路の微細化に伴うＡ
ｌ配線の細線化の下では、いまだ十分とは言えず、半導
体装置の長寿命化の要請の下では、より優れた耐性を実
現することが課題となっている。ところで、Ａｌ配線の
エレクトロマイグレーション耐性は、Ａｌ膜の配向性に
依存することが、下記の文献『“ＥＦＦＥＣＴ ＯＦ
ＴＥＸＴＵＲＥ ＡＮＤ ＧＲＡｌＮ ＳＴＲＵＣＴＵ
ＲＥ〜”、７５（１９８１）Ｐ．Ｐ．２５３〜２５９、
ＴｈｉｎＳｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ．』に示されている。
本発明者は、これにもとづき、特にスパッタリング成膜
法によるＡｌ配線のエレクトロマイグレーション耐性の
向上について検討した結果、本発明を完成するに至っ
た。
々の改善がなされているが、集積回路の微細化に伴うＡ
ｌ配線の細線化の下では、いまだ十分とは言えず、半導
体装置の長寿命化の要請の下では、より優れた耐性を実
現することが課題となっている。ところで、Ａｌ配線の
エレクトロマイグレーション耐性は、Ａｌ膜の配向性に
依存することが、下記の文献『“ＥＦＦＥＣＴ ＯＦ
ＴＥＸＴＵＲＥ ＡＮＤ ＧＲＡｌＮ ＳＴＲＵＣＴＵ
ＲＥ〜”、７５（１９８１）Ｐ．Ｐ．２５３〜２５９、
ＴｈｉｎＳｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ．』に示されている。
本発明者は、これにもとづき、特にスパッタリング成膜
法によるＡｌ配線のエレクトロマイグレーション耐性の
向上について検討した結果、本発明を完成するに至っ
た。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、基板上にアルミニウム膜をスパッタリン
グにより成膜する方法において、基板を１５０℃以上で
あって２２０℃以下の温度に設定し、２．０％以下の重
量比のシリコンと１．０％以下の重量比の銅を含むアル
ミニウム成膜材を用いてスパッタリングすることを特徴
とする。
の製造方法は、基板上にアルミニウム膜をスパッタリン
グにより成膜する方法において、基板を１５０℃以上で
あって２２０℃以下の温度に設定し、２．０％以下の重
量比のシリコンと１．０％以下の重量比の銅を含むアル
ミニウム成膜材を用いてスパッタリングすることを特徴
とする。
【０００５】
【作用】本発明によれば、Ａｌ（１１１）配向性が高
く、かつＡｌ（２００）配向性が略ゼロのＡｌ膜を形成
でき、従ってＡｌ配線のエレクトロマイグレーション耐
性を向上させることが可能となる。
く、かつＡｌ（２００）配向性が略ゼロのＡｌ膜を形成
でき、従ってＡｌ配線のエレクトロマイグレーション耐
性を向上させることが可能となる。
【０００６】
【実施例】Ａｌ配線は、一般的には次のようにして形成
される。まず、シリコンウエハなどの基板を用意し、シ
リコン酸化膜を形成する。次に、この基板をスパッタリ
ング装置にセットし、Ａｌ配線材をスパッタリング成膜
する。そして、Ａｌ膜上にレジストパターンを形成し、
これをマスクとしてＡｌ膜をエッチングすることによ
り、所望パターンのＡｌ配線が得られる。
される。まず、シリコンウエハなどの基板を用意し、シ
リコン酸化膜を形成する。次に、この基板をスパッタリ
ング装置にセットし、Ａｌ配線材をスパッタリング成膜
する。そして、Ａｌ膜上にレジストパターンを形成し、
これをマスクとしてＡｌ膜をエッチングすることによ
り、所望パターンのＡｌ配線が得られる。
【０００７】本発明における配線材は、Ａｌを主成分と
し、微量のＳｉと微量のＣｕを含む。ここで、Ｓｉは重
量比で２．０％以下が望ましく、Ｃｕは重量比で１．０
％以下が望ましい。本発明におけるスパッタリング時の
基板温度は、１５０℃〜２２０℃であることが望まし
い。１５０℃未満ではＡｌ（１１１）配向度が高くなら
ず、またＡｌ（２００）配向度を低く抑えることができ
ないためである。一方、２２０℃をこえる場合は、Ａｌ
（２００）配向度は低くできるものの、Ａｌ（１１１）
配向度が高くできないからである。
し、微量のＳｉと微量のＣｕを含む。ここで、Ｓｉは重
量比で２．０％以下が望ましく、Ｃｕは重量比で１．０
％以下が望ましい。本発明におけるスパッタリング時の
基板温度は、１５０℃〜２２０℃であることが望まし
い。１５０℃未満ではＡｌ（１１１）配向度が高くなら
ず、またＡｌ（２００）配向度を低く抑えることができ
ないためである。一方、２２０℃をこえる場合は、Ａｌ
（２００）配向度は低くできるものの、Ａｌ（１１１）
配向度が高くできないからである。
【０００８】次に、本発明者による具体的実施例を説明
する。まず、サンプルとしては、表面に０．６μｍのＳ
ｉＯ2 膜を熱酸化で形成したシリコン基板を用意した。
そして、下記の要件で、１μｍのＡｌ膜をスパッタリン
グ成膜により形成した。まず、配線材には、１％のＳｉ
と、０．５％のＣｕを含むＡｌを用い、スパッタリング
成膜装置にはマグネトロンスパッタリング装置を用い
た。また、ＤＣスパッタパワーは６［ＫＷ］とし、Ａｒ
の流量は５０［ＳＣＣＭ］とし、スパッタ圧力は０．５
［Ｐａ］とした。そして、Ａｌ配向度はＸ線回折強度で
示した。その結果を第１図に示す。基板温度を１５０〜
２２０℃とすることで、Ａｌ（１１１）配向を高くしな
がら、Ａｌ（２００）配向を消滅させることが確認でき
た。
する。まず、サンプルとしては、表面に０．６μｍのＳ
ｉＯ2 膜を熱酸化で形成したシリコン基板を用意した。
そして、下記の要件で、１μｍのＡｌ膜をスパッタリン
グ成膜により形成した。まず、配線材には、１％のＳｉ
と、０．５％のＣｕを含むＡｌを用い、スパッタリング
成膜装置にはマグネトロンスパッタリング装置を用い
た。また、ＤＣスパッタパワーは６［ＫＷ］とし、Ａｒ
の流量は５０［ＳＣＣＭ］とし、スパッタ圧力は０．５
［Ｐａ］とした。そして、Ａｌ配向度はＸ線回折強度で
示した。その結果を第１図に示す。基板温度を１５０〜
２２０℃とすることで、Ａｌ（１１１）配向を高くしな
がら、Ａｌ（２００）配向を消滅させることが確認でき
た。
【０００９】次に、１２０℃、１８６℃、２４０℃のそ
れぞれの基板温度で成膜された１．０％のＳｉと０．５
％のＣｕを含むＡｌ膜を、通常のパターニング、エッチ
ング方法により配線に形成した後、常温ＣＶＤ法による
ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉａｔｅ Ｇｌａｓ
ｓ）を０．６μｍ成膜しエレクトロマイグレーション試
験を行った。このとき、配線幅は２．４μｍ、配線長は
１０００μｍ、試験条件１７５℃、電流密度１Ｅ６Ａ／
ｃｍ2 である。この結果を第２図に示す。Ａｌ（１１
１）配向強度の高い基板加熱温度１８６℃は長寿命であ
ることが確認された。また、５０％故障時間（ＭＴＦ）
で比較すると１２０℃で１３００Ｈｒ、２４０℃で２５
９０Ｈｒであるが、１８６℃では５０００Ｈｒであっ
た。
れぞれの基板温度で成膜された１．０％のＳｉと０．５
％のＣｕを含むＡｌ膜を、通常のパターニング、エッチ
ング方法により配線に形成した後、常温ＣＶＤ法による
ＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉａｔｅ Ｇｌａｓ
ｓ）を０．６μｍ成膜しエレクトロマイグレーション試
験を行った。このとき、配線幅は２．４μｍ、配線長は
１０００μｍ、試験条件１７５℃、電流密度１Ｅ６Ａ／
ｃｍ2 である。この結果を第２図に示す。Ａｌ（１１
１）配向強度の高い基板加熱温度１８６℃は長寿命であ
ることが確認された。また、５０％故障時間（ＭＴＦ）
で比較すると１２０℃で１３００Ｈｒ、２４０℃で２５
９０Ｈｒであるが、１８６℃では５０００Ｈｒであっ
た。
【００１０】従って、上記の結果より、基板温度を１５
０〜２２０℃とすることで、Ａｌ（１１１）配向を高く
しながら、Ａｌ（２００）配向を消滅させ、エレクトロ
マイグレーション耐性を向上できることが確認された。
０〜２２０℃とすることで、Ａｌ（１１１）配向を高く
しながら、Ａｌ（２００）配向を消滅させ、エレクトロ
マイグレーション耐性を向上できることが確認された。
【００１１】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り本発明では、
Ａｌ（１１１）配向性が高く、かつＡｌ（２００）配向
性が略ゼロのＡｌ膜を形成でき、従ってＡｌ配線のエレ
クトロマイグレーション耐性を向上させることが可能と
なる。このため、半導体装置の信頼性の向上や、長寿命
化に寄与することができる。
Ａｌ（１１１）配向性が高く、かつＡｌ（２００）配向
性が略ゼロのＡｌ膜を形成でき、従ってＡｌ配線のエレ
クトロマイグレーション耐性を向上させることが可能と
なる。このため、半導体装置の信頼性の向上や、長寿命
化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の結果を示す図である。
【図２】本発明の実施例のエレクトロマイグレーション
試験の結果を示す図である。
試験の結果を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上にアルミニウム膜をスパッタリン
グにより成膜する半導体装置の製造方法において、前記
基板を１５０℃以上であって２２０℃以下の温度に設定
し、２．０％以下の重量比のシリコンと１．０％以下の
重量比の銅を含むアルミニウム成膜材を用いてスパッタ
リング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 |
|---|---|---|---|
| JP10135992A JPH05129298A (ja) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9060191 | 1991-04-22 | ||
| JP3-90601 | 1991-04-22 | ||
| JP10135992A JPH05129298A (ja) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129298A true JPH05129298A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=26432064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10135992A Pending JPH05129298A (ja) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129298A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747360A (en) * | 1993-09-17 | 1998-05-05 | Applied Materials, Inc. | Method of metalizing a semiconductor wafer |
| WO2017010263A1 (ja) * | 2015-07-10 | 2017-01-19 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、製造方法、および電子機器 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP10135992A patent/JPH05129298A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5747360A (en) * | 1993-09-17 | 1998-05-05 | Applied Materials, Inc. | Method of metalizing a semiconductor wafer |
| US5904562A (en) * | 1993-09-17 | 1999-05-18 | Applied Materials, Inc. | Method of metallizing a semiconductor wafer |
| WO2017010263A1 (ja) * | 2015-07-10 | 2017-01-19 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、製造方法、および電子機器 |
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