JPH05211133A - 半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
半導体デバイスの製造方法Info
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- JPH05211133A JPH05211133A JP4246477A JP24647792A JPH05211133A JP H05211133 A JPH05211133 A JP H05211133A JP 4246477 A JP4246477 A JP 4246477A JP 24647792 A JP24647792 A JP 24647792A JP H05211133 A JPH05211133 A JP H05211133A
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- Japan
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- semiconductor body
- aluminum
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/40—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
- H10P14/42—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials using a gas or vapour
- H10P14/44—Physical vapour deposition [PVD]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/01—Manufacture or treatment
- H10W20/031—Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections
- H10W20/056—Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections by filling conductive material into holes, grooves or trenches
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/158—Sputtering
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウムを有し、良好なステップカバレ
ージを示す、平滑で平坦な層を蒸着させる。 【構成】 アルミニウムを有する層をスパッター蒸着処
理により、反応室（２０）中のホルダー（２１）上に載
置した半導体本体（２）の表面に蒸着させることにより
半導体デバイスを製造する方法。この半導体本体（２）
を蒸着処理中に１５０Ｋより低い温度に冷却する。
ージを示す、平滑で平坦な層を蒸着させる。 【構成】 アルミニウムを有する層をスパッター蒸着処
理により、反応室（２０）中のホルダー（２１）上に載
置した半導体本体（２）の表面に蒸着させることにより
半導体デバイスを製造する方法。この半導体本体（２）
を蒸着処理中に１５０Ｋより低い温度に冷却する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムを有する層
を反応室のホルダー上に配置した半導体本体の表面にス
パッター堆積処理によって堆積させる半導体デバイスの
製造方法に関する。
を反応室のホルダー上に配置した半導体本体の表面にス
パッター堆積処理によって堆積させる半導体デバイスの
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムを有する層は純粋アルミニ
ウムの層でよいが、またケイ素または銅のような、異種
元素を数％まで添加したアルミニウム層でもよい。更に
ケイ素および銅の両方のような、より多くの元素を添加
することも可能である。かかる添加物はアルミニウム層
の特性を改善するのに役立つ。
ウムの層でよいが、またケイ素または銅のような、異種
元素を数％まで添加したアルミニウム層でもよい。更に
ケイ素および銅の両方のような、より多くの元素を添加
することも可能である。かかる添加物はアルミニウム層
の特性を改善するのに役立つ。
【０００３】半導体本体の表面は一般に平坦ではなく、
例えば１μｍの段差高さおよび２μｍの段差幅を実際に
有する段差構造を含んでいる。従って、かかる構造は、
例えば、表面に設けられた厚さ１μｍの絶縁層に形成さ
れた直径２μｍを有す接点孔または、表面上の２μｍの
相互間隔を備える１μｍの高さおよび２μｍの幅を有す
絶縁された導体トラックである。実際に、これらの段差
構造は側面を有し、この側面はアルミニウムを有する層
で被覆することが比較的困難である。
例えば１μｍの段差高さおよび２μｍの段差幅を実際に
有する段差構造を含んでいる。従って、かかる構造は、
例えば、表面に設けられた厚さ１μｍの絶縁層に形成さ
れた直径２μｍを有す接点孔または、表面上の２μｍの
相互間隔を備える１μｍの高さおよび２μｍの幅を有す
絶縁された導体トラックである。実際に、これらの段差
構造は側面を有し、この側面はアルミニウムを有する層
で被覆することが比較的困難である。
【０００４】冒頭で述べた種類の方法はエス．ウォルフ
（Ｓ．Ｗｏｌｆ）およびアール．エヌ．タウバー（Ｒ．
Ｎ．Ｔａｕｂｅｒ）、「Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ」、ラテ
ィス プレス（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ）、Ｉ巻、
プロセス テクノロジー（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ）、ｐｐ．３６８〜３７２から知られてお
り、この方法により半導体本体を加熱し、より適したス
テップカバレージを得る。
（Ｓ．Ｗｏｌｆ）およびアール．エヌ．タウバー（Ｒ．
Ｎ．Ｔａｕｂｅｒ）、「Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ」、ラテ
ィス プレス（Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐｒｅｓｓ）、Ｉ巻、
プロセス テクノロジー（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ）、ｐｐ．３６８〜３７２から知られてお
り、この方法により半導体本体を加熱し、より適したス
テップカバレージを得る。
【０００５】アルミニウムを有する層の堆積において、
側面上で層が形成され、この部分の厚さは層の他の部分
より著しく薄くなることが見出される。約０．５μｍの
厚さを有する層が例として前記寸法を有する構造に堆積
される場合、層が段差構造の側面に形成され、この厚さ
はこの値の４分の１よりも低い。従って、この処理はス
テップカバレージ（＝層の側面上の最小厚さ対、層の他
の部分の厚さの比）が２５％よりも低くなる。厚さにお
けるこれらの違いは、より小さな寸法を有する構造にお
いてより顕著になり、このため、このようにステップカ
バレージはより小さくなる。従って、より適したステッ
プカバレージを提供する方法の開発が望まれる。
側面上で層が形成され、この部分の厚さは層の他の部分
より著しく薄くなることが見出される。約０．５μｍの
厚さを有する層が例として前記寸法を有する構造に堆積
される場合、層が段差構造の側面に形成され、この厚さ
はこの値の４分の１よりも低い。従って、この処理はス
テップカバレージ（＝層の側面上の最小厚さ対、層の他
の部分の厚さの比）が２５％よりも低くなる。厚さにお
けるこれらの違いは、より小さな寸法を有する構造にお
いてより顕著になり、このため、このようにステップカ
バレージはより小さくなる。従って、より適したステッ
プカバレージを提供する方法の開発が望まれる。
【０００６】実際にステップカバレージは上記半導体本
体の加熱によって改善されない。更に、この方法で堆積
した層は比較的粗い面で、比較的粗粒子状の構造を示
す。
体の加熱によって改善されない。更に、この方法で堆積
した層は比較的粗い面で、比較的粗粒子状の構造を示
す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は特に、
アルミニウムを有する比較的平坦な層を前記２５％より
高いステップカバレージで堆積させることができる方法
を提供することにある。
アルミニウムを有する比較的平坦な層を前記２５％より
高いステップカバレージで堆積させることができる方法
を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、冒頭で
述べた方法はこの目的のために、半導体本体を堆積処理
中に１５０Ｋよりも低い温度に冷却することを特徴とす
る。アルミニウムを有する層をかかる処理により上記例
に示す同一の寸法の構造に堆積させる際、この構造は平
坦な面および約７０％のステップカバレージを示す。
述べた方法はこの目的のために、半導体本体を堆積処理
中に１５０Ｋよりも低い温度に冷却することを特徴とす
る。アルミニウムを有する層をかかる処理により上記例
に示す同一の寸法の構造に堆積させる際、この構造は平
坦な面および約７０％のステップカバレージを示す。
【０００９】アルミニウムの層を半導体本体の表面に既
知のスパッター堆積処理により堆積させる場合、堆積し
た原子はそれらの大きな移動度のために付着し、このた
めクラスターが形成される。これらのクラスターはその
後密集した層が形成されるまで成長される。従って、形
成されたこの層は比較的粗粒子状の構造を有する。例え
ば、直径約０．５μｍの粒子を有する層が形成される。
知のスパッター堆積処理により堆積させる場合、堆積し
た原子はそれらの大きな移動度のために付着し、このた
めクラスターが形成される。これらのクラスターはその
後密集した層が形成されるまで成長される。従って、形
成されたこの層は比較的粗粒子状の構造を有する。例え
ば、直径約０．５μｍの粒子を有する層が形成される。
【００１０】前記クラスターは堆積処理中表面を均質に
被覆しない。比較的少ない原子が堆積された位置では、
比較的少ないクラスターが形成される。特に、これは段
差の側面に対してそうであり、実際にそこではクラスタ
ーは形成されない。その他で形成されたクラスターの成
長の結果として、最終的にこれら段差の側面もアルミニ
ウムで被覆される。従って、これら側面上の層の密集は
この密集がその他の場所で起こった後行われる。この処
理のステップカバレージは２５％よりも低い。
被覆しない。比較的少ない原子が堆積された位置では、
比較的少ないクラスターが形成される。特に、これは段
差の側面に対してそうであり、実際にそこではクラスタ
ーは形成されない。その他で形成されたクラスターの成
長の結果として、最終的にこれら段差の側面もアルミニ
ウムで被覆される。従って、これら側面上の層の密集は
この密集がその他の場所で起こった後行われる。この処
理のステップカバレージは２５％よりも低い。
【００１１】アルミニウムの層が、本発明のスパッター
堆積処理により堆積されると（半導体本体は１５０Ｋの
温度に冷却されている）、直径約０．０２μｍを有する
アルミニウムのカラムよりなる密集した層が形成され
る。この層は比較的平滑な表面を有する。クラスターは
形成されない。
堆積処理により堆積されると（半導体本体は１５０Ｋの
温度に冷却されている）、直径約０．０２μｍを有する
アルミニウムのカラムよりなる密集した層が形成され
る。この層は比較的平滑な表面を有する。クラスターは
形成されない。
【００１２】堆積処理中、半導体本体の表面はアルミニ
ウム原子だけでなく他の粒子、例えばガス放電からのイ
オンにより攻撃される。これらの粒子は数ｅＶのエネル
ギーを既に堆積されているアルミニウム原子に与える。
この比較的小さな付加的エネルギーは上述した既知方法
においては全く役割を果たさないが、本発明の方法では
役割を果たす。この付加的エネルギーは既に堆積した原
子をその表面上で移動させる。段差の側面はこれらの粒
子により十分に攻撃されないため、ここに堆積された原
子の移動性は増加しない。このようにして、段差の側面
に向かう原子の流れを発生することができ、これにより
ステップカバレージが付加的に改善される。
ウム原子だけでなく他の粒子、例えばガス放電からのイ
オンにより攻撃される。これらの粒子は数ｅＶのエネル
ギーを既に堆積されているアルミニウム原子に与える。
この比較的小さな付加的エネルギーは上述した既知方法
においては全く役割を果たさないが、本発明の方法では
役割を果たす。この付加的エネルギーは既に堆積した原
子をその表面上で移動させる。段差の側面はこれらの粒
子により十分に攻撃されないため、ここに堆積された原
子の移動性は増加しない。このようにして、段差の側面
に向かう原子の流れを発生することができ、これにより
ステップカバレージが付加的に改善される。
【００１３】本発明に従って、１００〜２０００Ｐａの
圧力を有するガスクッションをホルダーと半導体本体と
の間で維持して、半導体本体を配置したホルダーを１５
０Ｋよりも低い温度に冷却し、半導体本体を冷却する場
合、半導体本体の効果的なしかも均質な冷却が得られ
る。特に、半導体本体を配置したホルダーは液体窒素に
より冷却される。
圧力を有するガスクッションをホルダーと半導体本体と
の間で維持して、半導体本体を配置したホルダーを１５
０Ｋよりも低い温度に冷却し、半導体本体を冷却する場
合、半導体本体の効果的なしかも均質な冷却が得られ
る。特に、半導体本体を配置したホルダーは液体窒素に
より冷却される。
【００１４】スパッター堆積処理は２工程で実施し、半
導体本体を第２工程中まで冷却せず、第１工程の間は０
℃以上の温度に維持するのが好ましい。この方法によ
り、実際に常に反応室の壁やその他の部分から発する水
分が半導体本体上に結露するのを防止し得る。水はホル
ダー周辺部に堆積するアルミニウム原子により捕らえら
れる。半導体本体を最初に１５０Ｋよりも低い前記温度
に冷却し、その後堆積を開始させる必要がある場合に
は、水は堆積の開始前に半導体本体の表面に凝縮するで
あろう。これにより、この堆積は著しく妨げられるであ
ろう。
導体本体を第２工程中まで冷却せず、第１工程の間は０
℃以上の温度に維持するのが好ましい。この方法によ
り、実際に常に反応室の壁やその他の部分から発する水
分が半導体本体上に結露するのを防止し得る。水はホル
ダー周辺部に堆積するアルミニウム原子により捕らえら
れる。半導体本体を最初に１５０Ｋよりも低い前記温度
に冷却し、その後堆積を開始させる必要がある場合に
は、水は堆積の開始前に半導体本体の表面に凝縮するで
あろう。これにより、この堆積は著しく妨げられるであ
ろう。
【００１５】第２工程を実施するエネルギーより小さな
エネルギーで第１工程を実施すると、水を吸収するのに
十分なアルミニウムが前記部分に堆積されると共に、成
長させるべき層全体と比べて、半導体本体の表面上に
は、実際上アルミニウムが堆積されない。例えば、第１
工程を２００Ｗのエネルギーで実施し、一方、第２工程
を６ｋＷのエネルギーで実施する。
エネルギーで第１工程を実施すると、水を吸収するのに
十分なアルミニウムが前記部分に堆積されると共に、成
長させるべき層全体と比べて、半導体本体の表面上に
は、実際上アルミニウムが堆積されない。例えば、第１
工程を２００Ｗのエネルギーで実施し、一方、第２工程
を６ｋＷのエネルギーで実施する。
【００１６】図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１７】図１〜３は半導体デバイスを製造するため
の既知の方法で作成した半導体デバイスの、製造工程を
線図的断面図で示したものであり、これらによって、ア
ルミニウムを有する層３がスパッター堆積処理により半
導体本体２の表面１上に堆積する。この目的のため、半
導体本体２（ここではシリコンスライス）を反応室２０
中のホルダー２１上に配置する（図５）。アルミニウム
を有するスパッターターゲット２２は半導体本体２の反
対側の反応室２０中に配置する。このターゲット２２の
回りにはアースした金属リング２３があり、一方、アー
スしたスクリーン２４はホルダー２１の回りに配置す
る。通常の直流電圧源２６でリング２３、スクリーン２
４、およびターゲット２２間を連結し、これにより、プ
ラズマ２７を、ガス入口２８を介して反応室２０に導入
しうるガス中で３００〜６００Ｖの電圧により発生せし
め得る。マグネット２９の通常の回転可能なシステムを
ターゲット２２の後ろに配置する。このシステム２９は
軸３０を中心にして回転できる。実際には、マグネット
２９のこのシステムは堆積処理中に毎秒数回、軸３０を
中心にして回転するため、ガス放電がこの同一軸３０を
中心にして回転する。これにより、原子を均質にターゲ
ット２２の全表面からスパッターすることができ、これ
により均質な堆積処理ができる。
の既知の方法で作成した半導体デバイスの、製造工程を
線図的断面図で示したものであり、これらによって、ア
ルミニウムを有する層３がスパッター堆積処理により半
導体本体２の表面１上に堆積する。この目的のため、半
導体本体２（ここではシリコンスライス）を反応室２０
中のホルダー２１上に配置する（図５）。アルミニウム
を有するスパッターターゲット２２は半導体本体２の反
対側の反応室２０中に配置する。このターゲット２２の
回りにはアースした金属リング２３があり、一方、アー
スしたスクリーン２４はホルダー２１の回りに配置す
る。通常の直流電圧源２６でリング２３、スクリーン２
４、およびターゲット２２間を連結し、これにより、プ
ラズマ２７を、ガス入口２８を介して反応室２０に導入
しうるガス中で３００〜６００Ｖの電圧により発生せし
め得る。マグネット２９の通常の回転可能なシステムを
ターゲット２２の後ろに配置する。このシステム２９は
軸３０を中心にして回転できる。実際には、マグネット
２９のこのシステムは堆積処理中に毎秒数回、軸３０を
中心にして回転するため、ガス放電がこの同一軸３０を
中心にして回転する。これにより、原子を均質にターゲ
ット２２の全表面からスパッターすることができ、これ
により均質な堆積処理ができる。
【００１８】更に、反応室２０はポンプ（図示していな
い）に連通するガス出口３１を備え、このポンプにより
ガスは排気され、反応室は所望の圧力に維持できる。プ
ラズマ２７は、例えば、アルゴン中で発生する。
い）に連通するガス出口３１を備え、このポンプにより
ガスは排気され、反応室は所望の圧力に維持できる。プ
ラズマ２７は、例えば、アルゴン中で発生する。
【００１９】アルミニウムを有する層３は純粋アルミニ
ウムの層でよいが、またケイ素または銅のような、異種
元素を数％まで添加したアルミニウム層でもよい。更に
ケイ素および銅の両方のような、より多くの元素を添加
することも可能である。これらの場合、ターゲット２２
はこれら添加物を含んでいる。かかる添加物はアルミニ
ウム層の特性を改善するのに役立つ。
ウムの層でよいが、またケイ素または銅のような、異種
元素を数％まで添加したアルミニウム層でもよい。更に
ケイ素および銅の両方のような、より多くの元素を添加
することも可能である。これらの場合、ターゲット２２
はこれら添加物を含んでいる。かかる添加物はアルミニ
ウム層の特性を改善するのに役立つ。
【００２０】半導体本体２の表面１は平坦でなく、例え
ば１μｍの段差高さ４および例えば２μｍの段差幅５を
示す段差構造を含んでいる。実際には例えば、これらは
平底(flat bottom) ７および２μｍの直径を有する接点
孔６であり、半導体本体２上に設けられた１μｍの厚さ
の絶縁層８に形成される。実際に、この前記段差構造は
平底７と８０°〜８５°の角度１０をなす側面９を有す
る。
ば１μｍの段差高さ４および例えば２μｍの段差幅５を
示す段差構造を含んでいる。実際には例えば、これらは
平底(flat bottom) ７および２μｍの直径を有する接点
孔６であり、半導体本体２上に設けられた１μｍの厚さ
の絶縁層８に形成される。実際に、この前記段差構造は
平底７と８０°〜８５°の角度１０をなす側面９を有す
る。
【００２１】アルミニウムを有する層３の堆積中、側面
９上に層が形成され、この部分の厚さは層３の他の部分
より薄くなる。この処理により、１よりも小さいステッ
プカバレージ（＝層の側面上の最小厚さ対、層の他の部
分の厚さの比）が得られる。
９上に層が形成され、この部分の厚さは層３の他の部分
より薄くなる。この処理により、１よりも小さいステッ
プカバレージ（＝層の側面上の最小厚さ対、層の他の部
分の厚さの比）が得られる。
【００２２】アルミニウムの層３を通常の、既知のスパ
ッター堆積処理により半導体本体２の表面１に堆積する
場合、半導体本体はこの間に加熱され、この高められた
温度での原子の大きな移動度のために堆積した原子が付
着され、これによりクラスター１１が形成される。次い
で、これらクラスターは密集（密に被覆）した層３が形
成されるまで成長される。従って、このようにして形成
した層は比較的粗粒子状の構造を呈する。例えば、約
０．５μｍの厚さを有する層が堆積される場合、直径約
０．５μｍの粒子１２が形成される（図２および３）。
ッター堆積処理により半導体本体２の表面１に堆積する
場合、半導体本体はこの間に加熱され、この高められた
温度での原子の大きな移動度のために堆積した原子が付
着され、これによりクラスター１１が形成される。次い
で、これらクラスターは密集（密に被覆）した層３が形
成されるまで成長される。従って、このようにして形成
した層は比較的粗粒子状の構造を呈する。例えば、約
０．５μｍの厚さを有する層が堆積される場合、直径約
０．５μｍの粒子１２が形成される（図２および３）。
【００２３】前記クラスター１１は堆積処理中に均質に
表面１を被覆しない。比較的少ない原子が堆積される位
置では、比較的少なく、小さなクラスターが形成され
る。このことは特に、段差の側面９に対してそうであ
る。最終的に、段差の側面９も、主としてその他に形成
するクラスターの成長によってアルミニウムで被覆され
る。
表面１を被覆しない。比較的少ない原子が堆積される位
置では、比較的少なく、小さなクラスターが形成され
る。このことは特に、段差の側面９に対してそうであ
る。最終的に、段差の側面９も、主としてその他に形成
するクラスターの成長によってアルミニウムで被覆され
る。
【００２４】半導体本体を約１５０℃の温度に加熱する
場合には、側面９上に堆積される層３（図２）の厚さは
矢印１３で示す下側縁部付近で最小となるも、半導体本
体を約３５０℃の温度に加熱する場合には、層３の厚さ
は堆積処理中のアルミニウム原子の移動度が大きくなる
ために上述したのとは異なる厚さ分布を呈するであろ
う。後者の場合、層３（図３）の厚さは矢印１４で示す
上側縁部付近で最小となる。いずれの場合でも、この最
小厚さは絶縁層８の底部７および頂部上に形成される厚
さの約１／４となる。従って、ステップカバレージはこ
れらの双方の場合にも２５％となる。
場合には、側面９上に堆積される層３（図２）の厚さは
矢印１３で示す下側縁部付近で最小となるも、半導体本
体を約３５０℃の温度に加熱する場合には、層３の厚さ
は堆積処理中のアルミニウム原子の移動度が大きくなる
ために上述したのとは異なる厚さ分布を呈するであろ
う。後者の場合、層３（図３）の厚さは矢印１４で示す
上側縁部付近で最小となる。いずれの場合でも、この最
小厚さは絶縁層８の底部７および頂部上に形成される厚
さの約１／４となる。従って、ステップカバレージはこ
れらの双方の場合にも２５％となる。
【００２５】
【実施例】本発明の方法では、半導体本体を堆積処理中
に１５０Ｋよりも低い温度に冷却する。アルミニウムを
有する層を前記場合と同一の構造体に堆積させると（図
４）、側面９をも被覆する密集した層が形成され、この
層は直径が約０．０２μｍのアルミニウムカラム１５よ
りなっている。この堆積された層３は比較的平滑な表面
を有する。クラスターは形成されない。
に１５０Ｋよりも低い温度に冷却する。アルミニウムを
有する層を前記場合と同一の構造体に堆積させると（図
４）、側面９をも被覆する密集した層が形成され、この
層は直径が約０．０２μｍのアルミニウムカラム１５よ
りなっている。この堆積された層３は比較的平滑な表面
を有する。クラスターは形成されない。
【００２６】堆積処理の間、半導体本体２の表面１はア
ルミニウム原子だけでなく他の粒子、例えばガス放電２
７からのアルミニウムおよびアルゴンイオンによっても
攻撃される。これらの粒子は数ｅＶのエネルギーを既に
堆積されているアルミニウム原子に与える。上述した既
知の方法では、この付加的エネルギーは全く役割を果た
さない。その理由はこのエネルギーが、アルミニウム原
子が高温で有するエネルギーよりも著しく小さいからで
ある。しかし、この付加的エネルギーは本発明の方法に
おいては役割を果たす。既に堆積されている原子はこの
付加的エネルギーのために表面上を移動することができ
る。実際に段差の側面９は前記イオンにより攻撃されな
いため、ここに堆積された原子の移動度は小さい。その
結果、段差の側面に向かう原子の流れが発生し、これに
よりステップカバレージが更に改善される。本発明の方
法により堆積した層は平坦な表面および約７０％のステ
ップカバレージを有する。
ルミニウム原子だけでなく他の粒子、例えばガス放電２
７からのアルミニウムおよびアルゴンイオンによっても
攻撃される。これらの粒子は数ｅＶのエネルギーを既に
堆積されているアルミニウム原子に与える。上述した既
知の方法では、この付加的エネルギーは全く役割を果た
さない。その理由はこのエネルギーが、アルミニウム原
子が高温で有するエネルギーよりも著しく小さいからで
ある。しかし、この付加的エネルギーは本発明の方法に
おいては役割を果たす。既に堆積されている原子はこの
付加的エネルギーのために表面上を移動することができ
る。実際に段差の側面９は前記イオンにより攻撃されな
いため、ここに堆積された原子の移動度は小さい。その
結果、段差の側面に向かう原子の流れが発生し、これに
よりステップカバレージが更に改善される。本発明の方
法により堆積した層は平坦な表面および約７０％のステ
ップカバレージを有する。
【００２７】半導体本体２を反応室２０中のホルダー２
１上に配置した後、反応室２０をまず最初にガス出口３
１を介して排気して、アルミニウム層３の堆積を準備し
て、その際、アルゴンガスをガス入口ラインを介して導
入する。ガスの排気および供給を相互に調節し、堆積中
の反応室２０を約０．５Ｐａのガス圧力に維持する。
１上に配置した後、反応室２０をまず最初にガス出口３
１を介して排気して、アルミニウム層３の堆積を準備し
て、その際、アルゴンガスをガス入口ラインを介して導
入する。ガスの排気および供給を相互に調節し、堆積中
の反応室２０を約０．５Ｐａのガス圧力に維持する。
【００２８】本発明によれば、１００〜２０００Ｐａの
圧力を有するガスクッション３２をホルダー２１と半導
体本体２との間で維持し、ホルダー２１を１５０Ｋより
も低い温度にまで冷却する。アルゴンガスをガスライン
３３を介してホルダー２１と半導体本体２との間に導入
する。ホルダー２１は半導体本体２がクランプ（図示し
ていない）により押圧されるリム３４を備える。ガスク
ッション３２から反応室２０へのアルゴンガスの漏れは
これにより制限される。アルゴンガスをライン３３を介
して導入し、ホルダー２１を冷却状態にすると、半導体
本体２はガスクッション３２を介してその熱が除去され
るため、数秒内に所望の温度に達する。
圧力を有するガスクッション３２をホルダー２１と半導
体本体２との間で維持し、ホルダー２１を１５０Ｋより
も低い温度にまで冷却する。アルゴンガスをガスライン
３３を介してホルダー２１と半導体本体２との間に導入
する。ホルダー２１は半導体本体２がクランプ（図示し
ていない）により押圧されるリム３４を備える。ガスク
ッション３２から反応室２０へのアルゴンガスの漏れは
これにより制限される。アルゴンガスをライン３３を介
して導入し、ホルダー２１を冷却状態にすると、半導体
本体２はガスクッション３２を介してその熱が除去され
るため、数秒内に所望の温度に達する。
【００２９】液体窒素をライン３６を介して導くチャン
ネル３５をホルダー２１に備けることによって、このホ
ルダー２１を実際上簡単に冷却し得る。この場合、ホル
ダーは約８０Ｋの温度にする。
ネル３５をホルダー２１に備けることによって、このホ
ルダー２１を実際上簡単に冷却し得る。この場合、ホル
ダーは約８０Ｋの温度にする。
【００３０】次に、ガス放電２７は直流電圧源２６によ
り発生させる。ターゲット２２は例えば、２６ｃｍの直
径を有する。半導体本体２は、例えば、ターゲット２２
から５ｃｍの距離に置かれ、約１５ｃｍの直径を有す
る。
り発生させる。ターゲット２２は例えば、２６ｃｍの直
径を有する。半導体本体２は、例えば、ターゲット２２
から５ｃｍの距離に置かれ、約１５ｃｍの直径を有す
る。
【００３１】スパッター堆積処理は２工程で実施し、半
導体本体は第２工程中でのみ冷却され、第１工程の間は
０℃より高い温度に維持されるのが好ましい。この方法
により、実際に常に反応室２０の壁やその他の部分から
発する水分が半導体本体２上に結露するのを防止し得
る。水分子はリング２３およびスクリーン２４上に堆積
するアルミニウム層により捕らえられる。半導体本体２
を最初に１５０Ｋよりも低い前記温度に冷却し、その後
堆積を開始させる必要がある場合には、水は堆積の開始
前にその表面上に凝縮し得るであろう。これにより、こ
の堆積は著しく妨げられるであろう。
導体本体は第２工程中でのみ冷却され、第１工程の間は
０℃より高い温度に維持されるのが好ましい。この方法
により、実際に常に反応室２０の壁やその他の部分から
発する水分が半導体本体２上に結露するのを防止し得
る。水分子はリング２３およびスクリーン２４上に堆積
するアルミニウム層により捕らえられる。半導体本体２
を最初に１５０Ｋよりも低い前記温度に冷却し、その後
堆積を開始させる必要がある場合には、水は堆積の開始
前にその表面上に凝縮し得るであろう。これにより、こ
の堆積は著しく妨げられるであろう。
【００３２】第２工程を実施するエネルギーより小さな
エネルギーで第１工程を実施すると、前記水を吸収する
のに十分なアルミニウムがリング２３およびスクリーン
２４上に堆積されるが、成長させるべき層全体に比べ
て、半導体本体２の表面１上には、実際上アルミニウム
がまだ堆積されない。例えば、第１工程を２００Ｗのエ
ネルギーで実施し、第２工程を６ｋＷのエネルギーで実
施する。次に、約０．５μｍの厚さを有する層を第２工
程中に５０秒間で堆積する。
エネルギーで第１工程を実施すると、前記水を吸収する
のに十分なアルミニウムがリング２３およびスクリーン
２４上に堆積されるが、成長させるべき層全体に比べ
て、半導体本体２の表面１上には、実際上アルミニウム
がまだ堆積されない。例えば、第１工程を２００Ｗのエ
ネルギーで実施し、第２工程を６ｋＷのエネルギーで実
施する。次に、約０．５μｍの厚さを有する層を第２工
程中に５０秒間で堆積する。
【図１】既知の方法で作成した半導体デバイスの製造工
程を線図的断面図で示したものである。
程を線図的断面図で示したものである。
【図２】既知の方法で作成した半導体デバイスの製造工
程を線図的断面図で示したものである。
程を線図的断面図で示したものである。
【図３】既知の方法で作成した半導体デバイスの製造工
程を線図的断面図で示したものである。
程を線図的断面図で示したものである。
【図４】本発明の方法により作成した半導体デバイスの
製造工程を線図的断面図で示したものである。
製造工程を線図的断面図で示したものである。
【図５】本発明の方法を実施するための装置を断面図で
示したものである。
示したものである。
【符号の説明】 １ 半導体本体の表面 ２ 半導体本体 ３ アルミニウムを有する層 ４ 段差高さ ５ 段差幅 ６ 接点孔 ７ 段差の平底（絶縁層の底部） ８ 絶縁層 ９ 段差の側面 １０ 側面と平底のなす角度 １１ クラスター １２ 粒子 １３ 下側縁部付近の最小厚さの層 １４ 上側縁部付近の最小厚さの層 １５ アルミニウムカラム ２０ 反応室 ２１ ホルダー ２２ スパッターターゲット ２３ 金属リング ２４ スクリーン ２６ 直流電圧源 ２７ プラズマ（ガス放電） ２８ ガス入口 ２９ マグネット（システム） ３０ 軸 ３１ ガス出口 ３２ ガスクッション ３３ ガスライン ３４ リム ３５ チャンネル ３６ ライン
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3205 // Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｓ 8422−4Ｍ
Claims (5)
- 【請求項１】 アルミニウムを有する層を、反応室中の
ホルダー上に配置した半導体本体の表面にスパッター堆
積処理により堆積させる半導体デバイスの製造方法にお
いて、半導体本体を堆積処理中に１５０Ｋよりも低い温
度に冷却することを特徴とする半導体デバイスの製造方
法。 - 【請求項２】 １００〜２０００Ｐａの圧力を有するガ
スクッションを、半導体本体を配置したホルダーと半導
体本体との間に保ち、ホルダーを１５０Ｋよりも低い温
度に冷却することにより、半導体本体を冷却することを
特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 半導体本体を配置したホルダーを液体窒
素により冷却することを特徴とする請求項２記載の方
法。 - 【請求項４】 スパッター堆積処理を２工程で実施し、
半導体本体を第２工程まで冷却せずに、第１工程中、半
導体本体を０℃以上の温度に保つことを特徴とする請求
項１、２または３記載の方法。 - 【請求項５】 スパッター堆積処理の第１工程を、第２
工程を実施するエネルギーより小さいエネルギーで実施
することを特徴とする請求項４記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL91202415:5 | 1991-09-19 | ||
| EP91202415 | 1991-09-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211133A true JPH05211133A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=8207886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4246477A Pending JPH05211133A (ja) | 1991-09-19 | 1992-09-16 | 半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5266524A (ja) |
| EP (1) | EP0533254A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05211133A (ja) |
| KR (1) | KR930006823A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333259B1 (en) | 1998-08-25 | 2001-12-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and apparatus and method for manufacturing the same |
| KR20120094425A (ko) * | 2011-02-16 | 2012-08-24 | 에스피티에스 테크놀러지스 리미티드 | 알루미늄 층 증착 방법 |
| US9670574B2 (en) | 2011-02-16 | 2017-06-06 | Spts Technologies Limited | Methods of depositing aluminium layers |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW520072U (en) * | 1991-07-08 | 2003-02-01 | Samsung Electronics Co Ltd | A semiconductor device having a multi-layer metal contact |
| JP3277098B2 (ja) * | 1994-07-26 | 2002-04-22 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| US5783282A (en) * | 1996-10-07 | 1998-07-21 | Micron Technology, Inc. | Resputtering to achieve better step coverage of contact holes |
| US6149778A (en) * | 1998-03-12 | 2000-11-21 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising fluorinated amorphous carbon and method for fabricating article |
| CA2266502A1 (en) | 1999-03-22 | 2000-09-22 | Langen Packaging Inc. | Loader |
| US6720261B1 (en) * | 1999-06-02 | 2004-04-13 | Agere Systems Inc. | Method and system for eliminating extrusions in semiconductor vias |
| US6607640B2 (en) * | 2000-03-29 | 2003-08-19 | Applied Materials, Inc. | Temperature control of a substrate |
| KR100407249B1 (ko) * | 2000-12-29 | 2003-11-28 | 한국조폐공사 | 위조방지용 자성은선 및 이를 포함하는 제품 |
| CN113308676B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-02-24 | 西安微电子技术研究所 | 一种铝硅铜厚金属薄膜物理气相淀积的腔体处理方法 |
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| JPH03129727A (ja) * | 1989-10-16 | 1991-06-03 | Hitachi Ltd | 薄膜形成方法及びその装置 |
| JPH03156920A (ja) * | 1989-11-14 | 1991-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成方法とその装置 |
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| US4325776A (en) * | 1977-06-20 | 1982-04-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for preparing coarse-crystal or single-crystal metal films |
| DE3140669A1 (de) * | 1981-10-13 | 1983-04-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von halbleitervorrichtungen |
| JPS61208848A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-17 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
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| US4911812A (en) * | 1987-10-21 | 1990-03-27 | Hitachi, Ltd. | Plasma treating method and apparatus therefor |
| JPH01302726A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-12-06 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 反応性イオンエッチング装置 |
| JP2512783B2 (ja) * | 1988-04-20 | 1996-07-03 | 株式会社日立製作所 | プラズマエッチング方法及び装置 |
| JPH04116930A (ja) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-11 EP EP19920202777 patent/EP0533254A3/en not_active Withdrawn
- 1992-09-16 JP JP4246477A patent/JPH05211133A/ja active Pending
- 1992-09-16 KR KR1019920016831A patent/KR930006823A/ko not_active Withdrawn
- 1992-09-17 US US07/947,031 patent/US5266524A/en not_active Expired - Fee Related
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| US9670574B2 (en) | 2011-02-16 | 2017-06-06 | Spts Technologies Limited | Methods of depositing aluminium layers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930006823A (ko) | 1993-04-22 |
| EP0533254A2 (en) | 1993-03-24 |
| EP0533254A3 (en) | 1993-06-23 |
| US5266524A (en) | 1993-11-30 |
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