JPH0521385A - アルミニウム合金薄膜の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金薄膜の製造方法Info
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- JPH0521385A JPH0521385A JP3170142A JP17014291A JPH0521385A JP H0521385 A JPH0521385 A JP H0521385A JP 3170142 A JP3170142 A JP 3170142A JP 17014291 A JP17014291 A JP 17014291A JP H0521385 A JPH0521385 A JP H0521385A
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/18—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metallo-organic compounds
-
- 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
- H10P14/43—Chemical deposition, e.g. chemical vapour deposition [CVD]
-
- 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
-
- 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
- H10W20/40—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
- H10W20/41—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes characterised by their conductive parts
- H10W20/44—Conductive materials thereof
- H10W20/4403—Conductive materials thereof based on metals, e.g. alloys, metal silicides
- H10W20/4405—Conductive materials thereof based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being aluminium
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体集積回路の配線技術として応用した際
に、高アスペクト比のコンタクトホールを完全平坦化し
得る金属薄膜の形成が可能なアルミニウム合金薄膜の製
造方法を得る。 【構成】 トリアルキルアルミニウムおよびジアルキル
ヒドリロアルミニウムのうち少なくとも１つを含む有機
アルミニウム化合物と、銅キレート化合物および珪素原
子数１〜３のシラン化合物のうち少なくともいずれか
を、２５０〜４００℃に加熱された基板を収納してなる
反応容器内に、ガス状で導入して、基板上にアルミニウ
ム合金薄膜を形成し、上記薄膜が形成された基板に対
し、不活性ガスまたは水素雰囲気下４００〜４５０℃で
熱処理を行なう。
に、高アスペクト比のコンタクトホールを完全平坦化し
得る金属薄膜の形成が可能なアルミニウム合金薄膜の製
造方法を得る。 【構成】 トリアルキルアルミニウムおよびジアルキル
ヒドリロアルミニウムのうち少なくとも１つを含む有機
アルミニウム化合物と、銅キレート化合物および珪素原
子数１〜３のシラン化合物のうち少なくともいずれか
を、２５０〜４００℃に加熱された基板を収納してなる
反応容器内に、ガス状で導入して、基板上にアルミニウ
ム合金薄膜を形成し、上記薄膜が形成された基板に対
し、不活性ガスまたは水素雰囲気下４００〜４５０℃で
熱処理を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金薄膜
の製造方法に関するものであり、半導体集積回路の配線
において適用可能な化学気相成長法（ＣＶＤ法）を利用
したアルミニウム合金薄膜の製造方法に関するものであ
る。
の製造方法に関するものであり、半導体集積回路の配線
において適用可能な化学気相成長法（ＣＶＤ法）を利用
したアルミニウム合金薄膜の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上に多くの回路素子を回路と
して集積させた半導体集積回路の分野においては、近
年、ますます高集積化が要求されており、それに伴ない
配線幅の微細化が必要となってきている。
して集積させた半導体集積回路の分野においては、近
年、ますます高集積化が要求されており、それに伴ない
配線幅の微細化が必要となってきている。
【０００３】従来、半導体集積回路における配線金属と
しては、Ａｌが主として用いられてきたが、上記したよ
うな配線幅の微細化に伴なうエレクトロマイグレーショ
ンあるいはストレスマイグレーションの問題から配線金
属の品質の向上が求められ、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｓ
ｉ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金などのアルミニウム合金
が用いられるようになってきている。
しては、Ａｌが主として用いられてきたが、上記したよ
うな配線幅の微細化に伴なうエレクトロマイグレーショ
ンあるいはストレスマイグレーションの問題から配線金
属の品質の向上が求められ、Ａｌ−Ｃｕ合金、Ａｌ−Ｓ
ｉ合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金などのアルミニウム合金
が用いられるようになってきている。
【０００４】ところで、このような半導体集積回路の配
線パターニングに際して、上記のごときアルミニウム合
金薄膜の形成は、従来、スパッタ法ないしはバイアスス
パッタ法によって行なわれている。しかしながら、配線
幅の微細化によってコンタクトホールの高アスペクト比
（深さ／径）化が進み、このようなスパッタ法ないしは
バイアススパッタ法によってはコンタクトホールの完全
平坦化が困難となってきており、またチャンバー中に存
在する電子やイオンの衝撃によりウェハに対し損傷を与
える虞れがあるといった問題が生じてきている。
線パターニングに際して、上記のごときアルミニウム合
金薄膜の形成は、従来、スパッタ法ないしはバイアスス
パッタ法によって行なわれている。しかしながら、配線
幅の微細化によってコンタクトホールの高アスペクト比
（深さ／径）化が進み、このようなスパッタ法ないしは
バイアススパッタ法によってはコンタクトホールの完全
平坦化が困難となってきており、またチャンバー中に存
在する電子やイオンの衝撃によりウェハに対し損傷を与
える虞れがあるといった問題が生じてきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は新規
なアルミニウム合金薄膜の製造方法を提供することを目
的とするものである。本発明はまたイオンなどによる基
板への衝撃がないアルミニウム合金薄膜の製造方法を提
供することを目的とするものである。本発明はさらにま
た、半導体集積回路の高集積化に伴なう配線幅の微細化
においても十分対応できる配線技術として有用なアルミ
ニウム合金薄膜の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
なアルミニウム合金薄膜の製造方法を提供することを目
的とするものである。本発明はまたイオンなどによる基
板への衝撃がないアルミニウム合金薄膜の製造方法を提
供することを目的とするものである。本発明はさらにま
た、半導体集積回路の高集積化に伴なう配線幅の微細化
においても十分対応できる配線技術として有用なアルミ
ニウム合金薄膜の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決しようとするための手段】上記目的を達成
するために本発明は、トリアルキルアルミニウムおよび
ジアルキルヒドリロアルミニウムのうち少なくとも１つ
を含む有機アルミニウム化合物と、銅キレート化合物お
よび珪素原子数１〜３のシラン化合物とを２５０〜４０
０℃に加熱された基板を収納してなる反応容器内に、ガ
ス状で導入して、基板上にＣｕ ０〜５％、Ｓｉ ０〜
２％（ただし、ＣｕおよびＳｉがいずれも０となること
はない。）を含むアルミニウム合金薄膜を形成し、上記
薄膜が形成された基板に対し、不活性ガスまたは水素雰
囲気下４００〜４５０℃で熱処理を行なうようにしたも
のである。
するために本発明は、トリアルキルアルミニウムおよび
ジアルキルヒドリロアルミニウムのうち少なくとも１つ
を含む有機アルミニウム化合物と、銅キレート化合物お
よび珪素原子数１〜３のシラン化合物とを２５０〜４０
０℃に加熱された基板を収納してなる反応容器内に、ガ
ス状で導入して、基板上にＣｕ ０〜５％、Ｓｉ ０〜
２％（ただし、ＣｕおよびＳｉがいずれも０となること
はない。）を含むアルミニウム合金薄膜を形成し、上記
薄膜が形成された基板に対し、不活性ガスまたは水素雰
囲気下４００〜４５０℃で熱処理を行なうようにしたも
のである。
【０００７】上記目的を達成するために本発明はまた、
トリアルキルアルミニウムおよびジアルキルヒドリロア
ルミニウムのうち少なくとも１つを含む有機アルミニウ
ム化合物と、銅キレート化合物または珪素原子数１〜３
のシラン化合物とを２５０〜４００℃に加熱された基板
を収納してなる反応容器内に、ガス状で導入して、基板
上にＣｕ ０〜５％、Ｓｉ ０〜２％（ただし、Ｃｕお
よびＳｉがいずれも０となることはない。）を含むアル
ミニウム合金薄膜を形成し、上記薄膜が形成された基板
に対し、不活性ガスまたは水素雰囲気下４００〜４５０
℃で熱処理を行なうようにしたものである。
トリアルキルアルミニウムおよびジアルキルヒドリロア
ルミニウムのうち少なくとも１つを含む有機アルミニウ
ム化合物と、銅キレート化合物または珪素原子数１〜３
のシラン化合物とを２５０〜４００℃に加熱された基板
を収納してなる反応容器内に、ガス状で導入して、基板
上にＣｕ ０〜５％、Ｓｉ ０〜２％（ただし、Ｃｕお
よびＳｉがいずれも０となることはない。）を含むアル
ミニウム合金薄膜を形成し、上記薄膜が形成された基板
に対し、不活性ガスまたは水素雰囲気下４００〜４５０
℃で熱処理を行なうようにしたものである。
【０００８】
【作用】このように本発明においては、熱ＣＶＤ法によ
り基板表面にＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ系合金薄膜を形成する。熱ＣＶＤ法において
は、析出化学種の基板表面への付着確率が低いので凹凸
の激しいところあるいは深い孔の中の表面でも均一な薄
膜の形成ができる、すなわちステップカバレージが良好
であり、例えば本発明の製造方法が、高アスペクト比の
コンタクトホールを有する半導体集積回路の配線パター
ニングにおける配線金属薄膜形成に応用されても、該コ
ンタクトホールの完全平坦化が可能である。またこの熱
ＣＶＤ法においては、中性ラジカルが析出化学種となる
ため、前記のごとく半導体集積回路の配線に応用されて
も、ウェハに対する損傷を与える可能性も少ない。
り基板表面にＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ系合金薄膜を形成する。熱ＣＶＤ法において
は、析出化学種の基板表面への付着確率が低いので凹凸
の激しいところあるいは深い孔の中の表面でも均一な薄
膜の形成ができる、すなわちステップカバレージが良好
であり、例えば本発明の製造方法が、高アスペクト比の
コンタクトホールを有する半導体集積回路の配線パター
ニングにおける配線金属薄膜形成に応用されても、該コ
ンタクトホールの完全平坦化が可能である。またこの熱
ＣＶＤ法においては、中性ラジカルが析出化学種となる
ため、前記のごとく半導体集積回路の配線に応用されて
も、ウェハに対する損傷を与える可能性も少ない。
【０００９】従来、熱ＣＶＤ法は、例えばＳｉ、単金
属、窒化物、酸化物などの薄膜成長などにおいて広く用
いられている方法であるが、本発明におけるようなＡｌ
−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金
薄膜の形成において適用された例はなく、しかも基板温
度（反応温度）を２５０〜４００℃という比較的低い温
度で良好な薄膜形成を行なえる為、多層配線で下層にア
ルミニウム系薄膜合金があっても成膜することができ
る。
属、窒化物、酸化物などの薄膜成長などにおいて広く用
いられている方法であるが、本発明におけるようなＡｌ
−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ系またはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金
薄膜の形成において適用された例はなく、しかも基板温
度（反応温度）を２５０〜４００℃という比較的低い温
度で良好な薄膜形成を行なえる為、多層配線で下層にア
ルミニウム系薄膜合金があっても成膜することができ
る。
【００１０】さらに本発明においては、このように熱Ｃ
ＶＤ法によってＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ系合金薄膜を基板表面に形成させた後、さらに
不活性ガスまたは水素雰囲気下４００〜４５０℃で熱処
理を行なう。上記熱ＣＶＤ法で形成されたアルミニウム
系合金薄膜において、元素は偏析しているためにこのよ
うな熱処理を行なうことで均一な組成分布の薄膜を得る
ことができるものである。
ＶＤ法によってＡｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ系合金薄膜を基板表面に形成させた後、さらに
不活性ガスまたは水素雰囲気下４００〜４５０℃で熱処
理を行なう。上記熱ＣＶＤ法で形成されたアルミニウム
系合金薄膜において、元素は偏析しているためにこのよ
うな熱処理を行なうことで均一な組成分布の薄膜を得る
ことができるものである。
【００１１】以下、本発明を実施態様に基づきより詳細
に説明する。図１は、本発明のアルミニウム合金薄膜の
製造方法において用いられるＣＶＤ装置の一例の構成を
示す模式図である。
に説明する。図１は、本発明のアルミニウム合金薄膜の
製造方法において用いられるＣＶＤ装置の一例の構成を
示す模式図である。
【００１２】図１に示されるＣＶＤ装置において、Ａｌ
源となるジメチルヒドリロアルミニウムおよびＣｕ源と
なるビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナト）銅は、
それぞれステンレス製バブラー１，２内に収められてお
り、さらにＳｉ源としてはトリシランが水素との混合ガ
スとしてステンレス製ボンベ３内に収めてある。なお、
Ｃｕ源となるビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト）銅は常温で固体であるため、バブラー２の周囲に設
けたヒーター４により加熱、例えば４０〜１５０℃程度
に加熱して溶融し、バブラー２内で適当な蒸気圧で飽和
状態にあるようにする。またＡｌ源となるジメチルヒド
リロアルミニウムについても、バブラー１内において適
当な蒸気圧で飽和状態となるように、バブラー１を恒温
槽（図示せず）などで囲繞し、例えば１５〜５０℃程度
の温度に保持することは可能である。
源となるジメチルヒドリロアルミニウムおよびＣｕ源と
なるビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナト）銅は、
それぞれステンレス製バブラー１，２内に収められてお
り、さらにＳｉ源としてはトリシランが水素との混合ガ
スとしてステンレス製ボンベ３内に収めてある。なお、
Ｃｕ源となるビス（ヘキサフルオロアセチルアセトナ
ト）銅は常温で固体であるため、バブラー２の周囲に設
けたヒーター４により加熱、例えば４０〜１５０℃程度
に加熱して溶融し、バブラー２内で適当な蒸気圧で飽和
状態にあるようにする。またＡｌ源となるジメチルヒド
リロアルミニウムについても、バブラー１内において適
当な蒸気圧で飽和状態となるように、バブラー１を恒温
槽（図示せず）などで囲繞し、例えば１５〜５０℃程度
の温度に保持することは可能である。
【００１３】なお、Ａｌ源としては、ジメチルアルミニ
ウムに代えて、例えば、トリメチルアルミニウム、トリ
エチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジ
イソブチルヒドリロアルミニウムなどのような２００〜
４００℃で分解可能なその他のトリアルキルアルミニウ
ムないしジアルキルヒドリロアルミニウムを用いること
も、またＣｕ源としてはビス（ヘキサフルオロアセチル
アセトナト）銅に代えて、例えば、ビス（アセチルアセ
トナト）銅、ビス（テトラフルオロアセチルアセトナ
ト）銅、ビスエチレンジアミン銅、ビスヘキサメチレン
ジアミン銅、ビスグリシン銅、ビス（ベンゾイルアセト
ナト）銅、ビス（Ｃ−メチルベンゾイルアセトナト）
銅、ビス（サルチルアルデヒダト）銅、ビス（５−メチ
ル−サリチルアルデヒダト）銅、ビス（３−フルオロ−
サリチルアルデヒダト）銅などのような１７０〜３５０
℃で分解可能なその他の銅キレート化合物を用いること
も、さらにＳｉ源としては、トリシランに代えて、モノ
シラン、ジシランを用いることも可能である。
ウムに代えて、例えば、トリメチルアルミニウム、トリ
エチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジ
イソブチルヒドリロアルミニウムなどのような２００〜
４００℃で分解可能なその他のトリアルキルアルミニウ
ムないしジアルキルヒドリロアルミニウムを用いること
も、またＣｕ源としてはビス（ヘキサフルオロアセチル
アセトナト）銅に代えて、例えば、ビス（アセチルアセ
トナト）銅、ビス（テトラフルオロアセチルアセトナ
ト）銅、ビスエチレンジアミン銅、ビスヘキサメチレン
ジアミン銅、ビスグリシン銅、ビス（ベンゾイルアセト
ナト）銅、ビス（Ｃ−メチルベンゾイルアセトナト）
銅、ビス（サルチルアルデヒダト）銅、ビス（５−メチ
ル−サリチルアルデヒダト）銅、ビス（３−フルオロ−
サリチルアルデヒダト）銅などのような１７０〜３５０
℃で分解可能なその他の銅キレート化合物を用いること
も、さらにＳｉ源としては、トリシランに代えて、モノ
シラン、ジシランを用いることも可能である。
【００１４】バブラー１，２へは、水素ガスボンベ５よ
りそれぞれマスフローコントロラー６，７を介してガス
供給ラインが設けられており、マスフローコントローラ
ー６，７によって流量調整されたバブラー１，２に送り
込まれるようになっている。前記Ａｌ源、およびＣｕ源
はこの水素ガスに搬送されてバブラー１，２より導出さ
れる。バブラー１，２からそれぞれ導出されたＡｌ源ガ
スおよびＣｕ源ガスの流れるラインは、水素ガスボンベ
５よりマスフローコントローラ８を介して別途延長され
た希釈ガスラインに合流し、さらにこのラインは、途中
で、前記Ｓｉ源供給ボンベ３よりマスフローコントロー
ラー９を介して延長されたラインと合流して反応器１０
と接続されている。
りそれぞれマスフローコントロラー６，７を介してガス
供給ラインが設けられており、マスフローコントローラ
ー６，７によって流量調整されたバブラー１，２に送り
込まれるようになっている。前記Ａｌ源、およびＣｕ源
はこの水素ガスに搬送されてバブラー１，２より導出さ
れる。バブラー１，２からそれぞれ導出されたＡｌ源ガ
スおよびＣｕ源ガスの流れるラインは、水素ガスボンベ
５よりマスフローコントローラ８を介して別途延長され
た希釈ガスラインに合流し、さらにこのラインは、途中
で、前記Ｓｉ源供給ボンベ３よりマスフローコントロー
ラー９を介して延長されたラインと合流して反応器１０
と接続されている。
【００１５】反応器１０としては、バルブ１１によって
区画された主室１２と側室１３とを有するコールドウォ
ール型枚葉式ＣＶＤ装置が用いられているが、もちろん
反応器１０の形状としては何ら限定されるものではな
い。この反応器１０の主室１２および側室１３はそれぞ
れ排気ポンプ１４，１５が接続されており、また主室１
２に接続された排気ポンプ１４の排気系はさらに排ガス
処理装置（図示せず）に接続されている。また、反応器
１０の主室１２内には基板載置台１６が配置されてお
り、この基板載置台１６の下部には抵抗加熱ヒーター１
７が取付られている。
区画された主室１２と側室１３とを有するコールドウォ
ール型枚葉式ＣＶＤ装置が用いられているが、もちろん
反応器１０の形状としては何ら限定されるものではな
い。この反応器１０の主室１２および側室１３はそれぞ
れ排気ポンプ１４，１５が接続されており、また主室１
２に接続された排気ポンプ１４の排気系はさらに排ガス
処理装置（図示せず）に接続されている。また、反応器
１０の主室１２内には基板載置台１６が配置されてお
り、この基板載置台１６の下部には抵抗加熱ヒーター１
７が取付られている。
【００１６】このような構成を有する装置を用いて、基
板１８表面にアルミニウム合金薄膜を形成するには、例
えば以下のようにして行なわれる。すなわち、まず排気
ポンプ１４を作動させ、主室１２内を高真空（例えば、
１０-9Ｔｏｒｒ）排気し、次に希釈ガスラインを介して
水素ガスボンベ５より主室１２内に水素ガスを送り込
み、主室内を０．１〜７６０Ｔｏｒｒ、好ましくは０．
１〜１０Ｔｏｒｒの所望圧力の水素ガス雰囲気とする。
なお、このように成長次に、基板１８（例えば、回路素
子を形成されコンタクト・パターニングされたウェハ）
が側室１３内に入れられ、排気ポンプ１５を作動して側
室１３内を高真空とした後、バルブ１１を開き、基板１
８を主室１８内の基板載置台１６上へ移動する。
板１８表面にアルミニウム合金薄膜を形成するには、例
えば以下のようにして行なわれる。すなわち、まず排気
ポンプ１４を作動させ、主室１２内を高真空（例えば、
１０-9Ｔｏｒｒ）排気し、次に希釈ガスラインを介して
水素ガスボンベ５より主室１２内に水素ガスを送り込
み、主室内を０．１〜７６０Ｔｏｒｒ、好ましくは０．
１〜１０Ｔｏｒｒの所望圧力の水素ガス雰囲気とする。
なお、このように成長次に、基板１８（例えば、回路素
子を形成されコンタクト・パターニングされたウェハ）
が側室１３内に入れられ、排気ポンプ１５を作動して側
室１３内を高真空とした後、バルブ１１を開き、基板１
８を主室１８内の基板載置台１６上へ移動する。
【００１７】次に水素ガスボンベ５よりＡｌ源を収納し
てなるバブラー１へと延長されたライン上のバルブ、お
よび水素ガスボンベ５よりＣｕ源を収納してなるバブラ
ー２へと延長されたライン上のバルブを開き、バブラー
１，２へと水素ガスを送り込んで、バブラー１，２より
それぞれＡｌ源ガスおよびＣｕ源ガスを導出し、同時に
Ｓｉ源供給ボンベ３からのライン上のバルブを開いてＳ
ｉ源ガスを導出し、これらを希釈ガスラインを通じて流
れてきた水素ガスで希釈して反応器１０内へ送り込む。
反応器１０内へ送り込まれる原料ガス量は、バブラー
１，２に送り込まれるそれぞれマスフローコントローラ
ー６，７で制御される水素ガス流量、マスフローコント
ローラー９で制御されるＳｉ源ガス流量、およびマスフ
ローコントローラー８で制御される希釈ガスとしての水
素ガス流量によって決定される。そしてこれらの各ガス
の流量比を制御することによって、所望の組成のアルミ
ニウム合金薄膜が得られる。なお、Ａｌ−Ｃｕ系合金を
得ようとする場合はＳｉ源ガスの供給ラインを、またＡ
ｌ−Ｓｉ系合金を得ようとする場合はＳｉ源ガスの供給
ラインを、それぞれ当然に閉鎖しておく必要がある。
てなるバブラー１へと延長されたライン上のバルブ、お
よび水素ガスボンベ５よりＣｕ源を収納してなるバブラ
ー２へと延長されたライン上のバルブを開き、バブラー
１，２へと水素ガスを送り込んで、バブラー１，２より
それぞれＡｌ源ガスおよびＣｕ源ガスを導出し、同時に
Ｓｉ源供給ボンベ３からのライン上のバルブを開いてＳ
ｉ源ガスを導出し、これらを希釈ガスラインを通じて流
れてきた水素ガスで希釈して反応器１０内へ送り込む。
反応器１０内へ送り込まれる原料ガス量は、バブラー
１，２に送り込まれるそれぞれマスフローコントローラ
ー６，７で制御される水素ガス流量、マスフローコント
ローラー９で制御されるＳｉ源ガス流量、およびマスフ
ローコントローラー８で制御される希釈ガスとしての水
素ガス流量によって決定される。そしてこれらの各ガス
の流量比を制御することによって、所望の組成のアルミ
ニウム合金薄膜が得られる。なお、Ａｌ−Ｃｕ系合金を
得ようとする場合はＳｉ源ガスの供給ラインを、またＡ
ｌ−Ｓｉ系合金を得ようとする場合はＳｉ源ガスの供給
ラインを、それぞれ当然に閉鎖しておく必要がある。
【００１８】このようにして反応器１０内へ送り込む原
料ガスにおける各成分ガスの流量比が安定したら、抵抗
加熱ヒーター１７により基板１８を２５０〜４００℃、
より好ましくは３００〜４００℃に加熱し、基板１８表
面部において原料ガス中に含まれるＡｌ源、Ｃｕ源およ
びＳｉ源をそれぞれ熱分解させ、アルミニウム合金薄膜
を基板１８表面上に堆積させる。なお、Ｓｉ源として用
いられるトリシランなどのシラン化合物は、このような
温度条件においては通常分解しないが、おそらくは基板
１８表面に堆積存在するＡｌおよびＣｕによると考えら
れる触媒効果によって、分解を生じる。この際のアルミ
ニウム合金薄膜の堆積速度としては、反応器内の圧力、
基板温度、および原料ガス流量によっても左右される
が、概ね２００〜２０００オングストローム／分程度で
ある。
料ガスにおける各成分ガスの流量比が安定したら、抵抗
加熱ヒーター１７により基板１８を２５０〜４００℃、
より好ましくは３００〜４００℃に加熱し、基板１８表
面部において原料ガス中に含まれるＡｌ源、Ｃｕ源およ
びＳｉ源をそれぞれ熱分解させ、アルミニウム合金薄膜
を基板１８表面上に堆積させる。なお、Ｓｉ源として用
いられるトリシランなどのシラン化合物は、このような
温度条件においては通常分解しないが、おそらくは基板
１８表面に堆積存在するＡｌおよびＣｕによると考えら
れる触媒効果によって、分解を生じる。この際のアルミ
ニウム合金薄膜の堆積速度としては、反応器内の圧力、
基板温度、および原料ガス流量によっても左右される
が、概ね２００〜２０００オングストローム／分程度で
ある。
【００１９】堆積するアルミニウム合金薄膜が所定の膜
厚に達したら、水素ガスボンベ５よりバブラー１，２へ
と延長されたそれぞれのライン上のバルブ、Ｓｉ源供給
ボンベ３からのライン上のバルブを閉じ、抵抗加熱ヒー
ター１７による基板１８の加熱を止めて反応を停止させ
る。その後、基板１８を主室１２より側室１３へ移しバ
ルブ１１を閉じて主室１２と側室１３とを区画し、側室
１３を開いて基板１８を取出す。なお、側室１３には続
いて、別の基板が入れられ、上記と同様にしてアルミニ
ウム合金薄膜の形成処理が繰返される。
厚に達したら、水素ガスボンベ５よりバブラー１，２へ
と延長されたそれぞれのライン上のバルブ、Ｓｉ源供給
ボンベ３からのライン上のバルブを閉じ、抵抗加熱ヒー
ター１７による基板１８の加熱を止めて反応を停止させ
る。その後、基板１８を主室１２より側室１３へ移しバ
ルブ１１を閉じて主室１２と側室１３とを区画し、側室
１３を開いて基板１８を取出す。なお、側室１３には続
いて、別の基板が入れられ、上記と同様にしてアルミニ
ウム合金薄膜の形成処理が繰返される。
【００２０】本発明においては、このようにＣＶＤ法に
よって基板上にアルミニウム合金薄膜を形成した後、さ
らにこの基板を例えばオーブンなどの熱処理器におい
て、窒素、アルゴンなどの不活性ガスまたは水素雰囲気
下で４００〜４５０℃で３０〜６０分程度熱処理を行な
う。この熱処理温度を上記温度にて行なうのは、４００
℃未満では形成されたアルミニウム合金薄膜に対する十
分なアニール効果が期待できず、一方４５０℃を越える
とＡｌとＳｉとの共晶温度に近づいて逆に拡散が生じる
虞れがあるためである。なおこの実施態様においては、
薄膜形成処理後一旦ＣＶＤ反応器１０より基板１８を系
外に取出し、これを熱処理器に搬送して熱処理を行なっ
ているが、例えば上記ＣＶＤ反応器１０の主室１２にバ
ルブによって区画された熱処理室を別途設ければ、薄膜
形成から熱処理までを閉鎖系において行なうことができ
る。
よって基板上にアルミニウム合金薄膜を形成した後、さ
らにこの基板を例えばオーブンなどの熱処理器におい
て、窒素、アルゴンなどの不活性ガスまたは水素雰囲気
下で４００〜４５０℃で３０〜６０分程度熱処理を行な
う。この熱処理温度を上記温度にて行なうのは、４００
℃未満では形成されたアルミニウム合金薄膜に対する十
分なアニール効果が期待できず、一方４５０℃を越える
とＡｌとＳｉとの共晶温度に近づいて逆に拡散が生じる
虞れがあるためである。なおこの実施態様においては、
薄膜形成処理後一旦ＣＶＤ反応器１０より基板１８を系
外に取出し、これを熱処理器に搬送して熱処理を行なっ
ているが、例えば上記ＣＶＤ反応器１０の主室１２にバ
ルブによって区画された熱処理室を別途設ければ、薄膜
形成から熱処理までを閉鎖系において行なうことができ
る。
【００２１】以上のような処理工程を踏むことにより、
本発明においては、原料ガス中のＡｌ源ガス、Ｃｕ源ガ
スおよびＳｉ源ガスの流量比を制御することで、Ａｌ−
０〜５％Ｃｕ−０〜２％Ｓｉ（ただし、ＣｕおよびＳｉ
がいずれも０となることはない。）の合金範囲内の任意
の組成を有し、かつ面内における組成分布が均一である
アルミニウム合金薄膜を効率よく形成することができる
ものである。
本発明においては、原料ガス中のＡｌ源ガス、Ｃｕ源ガ
スおよびＳｉ源ガスの流量比を制御することで、Ａｌ−
０〜５％Ｃｕ−０〜２％Ｓｉ（ただし、ＣｕおよびＳｉ
がいずれも０となることはない。）の合金範囲内の任意
の組成を有し、かつ面内における組成分布が均一である
アルミニウム合金薄膜を効率よく形成することができる
ものである。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。まず図１に示すような構成の装置を用い、回
路素子を形成し回路素子を形成されコンタクト・パター
ニングされたシリコンウェハ（コンタクトホールのアス
ペクト比２．０）上にアルミニウム合金薄膜の形成を行
なった。Ａｌ源としてはジメチルヒドリロアルミニウム
を、Ｃｕ源としてはビス（ヘキサフルオロアセチルアセ
テナト）銅を、またＳｉ源としてはトリシランと水素の
混合ガス（容量比１：１０００）を用いた。ビス（ヘキ
サフルオロアセチルアセトナト）銅を収容したバブラー
は１００℃に加熱し、またジメチルヒドリロアルミニウ
ムを収容したバブラーおよびトリシラン／水素混合ガス
を収容したボンベは室温（２５±１℃）に保持された。
Ａｌ源バブラーおよびＣｕ源バブラーに水素ガスを送り
込んで、それぞれＡｌ源ガスおよびＣｕ源ガスを発生さ
せ、これを上記Ｓｉ源ガスと混合し、さらに水素ガスで
希釈して原料ガスとし反応器へ送り込んだ。なお、原料
ガス総流量は５００ＳＣＣＭとしたが、この流量内にお
いてＡｌ源ガス、Ｃｕ源ガスおよびＳｉ源ガスの流量比
は各回において種々変化させた。そして基板温度３００
℃、反応器内圧力１．２Ｔｏｒｒで薄膜堆積を行なった
ところ、いずれの流量比の場合においてもほぼ８００オ
ングストローム／分の堆積速度で薄膜が堆積された。所
定時間経過後処理を終了して反応器よりシリコンウェハ
を取出し、その後このシリコンウェハをオーブン内にて
水素雰囲気下４００℃で３０分間熱処理した。熱処理
後、シリコンウェハ上に形成された薄膜の組成分析を行
なったところ、各回の流量比に応じてＡｌ−０〜５％Ｃ
ｕ−０〜２％Ｓｉ（ただし、ＣｕおよびＳｉがいずれも
０となることはない。）の合金範囲内の種々の組成のア
ルミニウム合金薄膜が形成されたことが、また各薄膜に
おいてその組成が均一な分布を示していることが確認さ
れた。さらに、これらのシリコンウェハにおける該薄膜
によるコンタクトホールの完全平坦化が確認できた。
説明する。まず図１に示すような構成の装置を用い、回
路素子を形成し回路素子を形成されコンタクト・パター
ニングされたシリコンウェハ（コンタクトホールのアス
ペクト比２．０）上にアルミニウム合金薄膜の形成を行
なった。Ａｌ源としてはジメチルヒドリロアルミニウム
を、Ｃｕ源としてはビス（ヘキサフルオロアセチルアセ
テナト）銅を、またＳｉ源としてはトリシランと水素の
混合ガス（容量比１：１０００）を用いた。ビス（ヘキ
サフルオロアセチルアセトナト）銅を収容したバブラー
は１００℃に加熱し、またジメチルヒドリロアルミニウ
ムを収容したバブラーおよびトリシラン／水素混合ガス
を収容したボンベは室温（２５±１℃）に保持された。
Ａｌ源バブラーおよびＣｕ源バブラーに水素ガスを送り
込んで、それぞれＡｌ源ガスおよびＣｕ源ガスを発生さ
せ、これを上記Ｓｉ源ガスと混合し、さらに水素ガスで
希釈して原料ガスとし反応器へ送り込んだ。なお、原料
ガス総流量は５００ＳＣＣＭとしたが、この流量内にお
いてＡｌ源ガス、Ｃｕ源ガスおよびＳｉ源ガスの流量比
は各回において種々変化させた。そして基板温度３００
℃、反応器内圧力１．２Ｔｏｒｒで薄膜堆積を行なった
ところ、いずれの流量比の場合においてもほぼ８００オ
ングストローム／分の堆積速度で薄膜が堆積された。所
定時間経過後処理を終了して反応器よりシリコンウェハ
を取出し、その後このシリコンウェハをオーブン内にて
水素雰囲気下４００℃で３０分間熱処理した。熱処理
後、シリコンウェハ上に形成された薄膜の組成分析を行
なったところ、各回の流量比に応じてＡｌ−０〜５％Ｃ
ｕ−０〜２％Ｓｉ（ただし、ＣｕおよびＳｉがいずれも
０となることはない。）の合金範囲内の種々の組成のア
ルミニウム合金薄膜が形成されたことが、また各薄膜に
おいてその組成が均一な分布を示していることが確認さ
れた。さらに、これらのシリコンウェハにおける該薄膜
によるコンタクトホールの完全平坦化が確認できた。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、トリ
アルキルアルミニウムおよびジアルキルヒドリロアルミ
ニウムのうち少なくとも１つを含む有機アルミニウム化
合物と、銅キレート化合物および珪素原子数１〜３のシ
ラン化合物の少なくともいずれかを２５０〜４００℃に
加熱された基板を収納してなる反応容器内に、ガス状で
導入して、基板上にＣｕ ０〜５％、Ｓｉ ０〜２％
（ただし、ＣｕおよびＳｉがいずれも０となることはな
い。）を含むアルミニウム合金薄膜を形成し、上記薄膜
が形成された基板に対し、不活性ガスまたは水素雰囲気
下４００〜４５０℃で熱処理を行なうので、例えば半導
体集積回路の配線パターニングに応用された場合に、高
アスペクト比のコンタクトホールであっても完全平坦化
が可能であって配線の信頼性向上が図れるものである。
また装置形状を工夫すれば一度に多量のバッチ処理も可
能であり生産性も向上する。
アルキルアルミニウムおよびジアルキルヒドリロアルミ
ニウムのうち少なくとも１つを含む有機アルミニウム化
合物と、銅キレート化合物および珪素原子数１〜３のシ
ラン化合物の少なくともいずれかを２５０〜４００℃に
加熱された基板を収納してなる反応容器内に、ガス状で
導入して、基板上にＣｕ ０〜５％、Ｓｉ ０〜２％
（ただし、ＣｕおよびＳｉがいずれも０となることはな
い。）を含むアルミニウム合金薄膜を形成し、上記薄膜
が形成された基板に対し、不活性ガスまたは水素雰囲気
下４００〜４５０℃で熱処理を行なうので、例えば半導
体集積回路の配線パターニングに応用された場合に、高
アスペクト比のコンタクトホールであっても完全平坦化
が可能であって配線の信頼性向上が図れるものである。
また装置形状を工夫すれば一度に多量のバッチ処理も可
能であり生産性も向上する。
【図１】は、本発明のアルミニウム合金薄膜の製造方法
において用いられるＣＶＤ装置の一例の構成を示す模式
図である。
において用いられるＣＶＤ装置の一例の構成を示す模式
図である。
１…Ａｌ源バブラー、２…Ｃｕ源バブラー、３…Ｓｉ源
ボンベ、４…ヒーター、５…水素ボンベ、６，７，８，
９…マスフローコントローラー、１０…反応器、１１…
バルブ、１２…主室、１３…側室、１４，１５…排気ポ
ンプ、１６…基板載置台、１７…抵抗加熱ヒーター、１
８…基板。
ボンベ、４…ヒーター、５…水素ボンベ、６，７，８，
９…マスフローコントローラー、１０…反応器、１１…
バルブ、１２…主室、１３…側室、１４，１５…排気ポ
ンプ、１６…基板載置台、１７…抵抗加熱ヒーター、１
８…基板。
Claims (2)
- 【請求項１】 トリアルキルアルミニウムおよびジアル
キルヒドリロアルミニウムのうち少なくとも１つを含む
有機アルミニウム化合物と、銅キレート化合物および珪
素原子数１〜３のシラン化合物とを２５０〜４００℃に
加熱された基板を収納してなる反応容器内に、ガス状で
導入して、基板上にＣｕ ０〜５％、Ｓｉ０〜２％（た
だし、ＣｕおよびＳｉがいずれも０となることはな
い。）を含むアルミニウム合金薄膜を形成し、上記薄膜
が形成された基板に対し、不活性ガスまたは水素雰囲気
下４００〜４５０℃で熱処理を行なうことを特徴とする
アルミニウム合金薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 トリアルキルアルミニウムおよびジアル
キルヒドリロアルミニウムのうち少なくとも１つを含む
有機アルミニウム化合物と、銅キレート化合物または珪
素原子数１〜３のシラン化合物とを２５０〜４００℃に
加熱された基板を収納してなる反応容器内に、ガス状で
導入して、基板上にＣｕ ０〜５％、Ｓｉ０〜２％（た
だし、ＣｕおよびＳｉがいずれも０となることはな
い。）を含むアルミニウム合金薄膜を形成し、上記薄膜
が形成された基板に対し、不活性ガスまたは水素雰囲気
下４００〜４５０℃で熱処理を行なうことを特徴とする
アルミニウム合金薄膜の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170142A JPH0521385A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | アルミニウム合金薄膜の製造方法 |
| US07/910,876 US5512515A (en) | 1991-07-10 | 1992-07-09 | Process for forming aluminum alloy thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170142A JPH0521385A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | アルミニウム合金薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521385A true JPH0521385A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15899451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3170142A Withdrawn JPH0521385A (ja) | 1991-07-10 | 1991-07-10 | アルミニウム合金薄膜の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5512515A (ja) |
| JP (1) | JPH0521385A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5729360A (en) * | 1994-01-14 | 1998-03-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Color image processing method and system |
| JP2014043604A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Ulvac Japan Ltd | 金属膜の成膜方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07331460A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-12-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ドライエッチング方法 |
| JP3695606B2 (ja) * | 1996-04-01 | 2005-09-14 | 忠弘 大見 | 半導体装置及びその製造方法 |
| KR101050377B1 (ko) * | 2001-02-12 | 2011-07-20 | 에이에스엠 아메리카, 인코포레이티드 | 반도체 박막 증착을 위한 개선된 공정 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4502207A (en) * | 1982-12-21 | 1985-03-05 | Toshiba Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Wiring material for semiconductor device and method for forming wiring pattern therewith |
| EP0420594B1 (en) * | 1989-09-26 | 1996-04-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming metal deposited film containing aluminium as main component by use of alkyl aluminium hydride |
| JP2670152B2 (ja) * | 1989-09-26 | 1997-10-29 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成法 |
| US5238874A (en) * | 1989-11-09 | 1993-08-24 | Nec Corporation | Fabrication method for laminated films comprising Al-Si-Co alloy film and refractory metal silioide copper film |
| DE69130595T2 (de) * | 1990-07-06 | 1999-05-27 | Tsubouchi, Kazuo, Sendai, Miyagi | Verfahren zur Herstellung einer Metallschicht |
-
1991
- 1991-07-10 JP JP3170142A patent/JPH0521385A/ja not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-07-09 US US07/910,876 patent/US5512515A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5729360A (en) * | 1994-01-14 | 1998-03-17 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Color image processing method and system |
| JP2014043604A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Ulvac Japan Ltd | 金属膜の成膜方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5512515A (en) | 1996-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |