JPH0590267A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0590267A JPH0590267A JP24867091A JP24867091A JPH0590267A JP H0590267 A JPH0590267 A JP H0590267A JP 24867091 A JP24867091 A JP 24867091A JP 24867091 A JP24867091 A JP 24867091A JP H0590267 A JPH0590267 A JP H0590267A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal film
- semiconductor device
- aluminum
- wiring
- sputtering
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- Pending
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体装置上に形成された配線用金属膜のグレ
インの凹凸によるパターン形成工程のアライメント異
常、エッチング残り等を防止する。 【構成】本発明の半導体装置は、配線用金属膜が２層構
成となっており、図２に示すシーケンスでスパッターす
る。まず、前膜厚の７５％程度を通常条件でスパッター
し、残りをウェーハ温度を下げると共に、スパッター速
度を下げた条件でスパッターする。
インの凹凸によるパターン形成工程のアライメント異
常、エッチング残り等を防止する。 【構成】本発明の半導体装置は、配線用金属膜が２層構
成となっており、図２に示すシーケンスでスパッターす
る。まず、前膜厚の７５％程度を通常条件でスパッター
し、残りをウェーハ温度を下げると共に、スパッター速
度を下げた条件でスパッターする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に関し、特に配線用金属膜の構造及びその形成方法
に関する。
方法に関し、特に配線用金属膜の構造及びその形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の配線用金属膜の形成
工程において、金属膜として単一金属を使用する場合、
単一条件で成長をおこなっていた。
工程において、金属膜として単一金属を使用する場合、
単一条件で成長をおこなっていた。
【０００３】たとえば、金属膜としてアルミニウムやＣ
ｕやＳｉを含むアルミニウム合金を使用する場合、通常
は、スパッター法が用いられる。図３にアルミニウムを
使用した場合の一般的な膜成長時におけるウェーハ温度
とスパッタ速度の推移を示す。まず、ウェーハを、実線
Ａに示すように、２００〜３００℃まで加熱する。これ
は、絶縁膜等の下層段差部でのステップカバレッジを良
くするためである。ウェーハ温度が前記温度まで上昇し
たら一定のスパッター速度、たとえば実線Ｂに示すよう
に、１．０μｍ／ｍｉｎで所定膜厚になるまで膜成長を
行う。続いてウェーハ温度を室温まで下げ、装置から搬
出する。
ｕやＳｉを含むアルミニウム合金を使用する場合、通常
は、スパッター法が用いられる。図３にアルミニウムを
使用した場合の一般的な膜成長時におけるウェーハ温度
とスパッタ速度の推移を示す。まず、ウェーハを、実線
Ａに示すように、２００〜３００℃まで加熱する。これ
は、絶縁膜等の下層段差部でのステップカバレッジを良
くするためである。ウェーハ温度が前記温度まで上昇し
たら一定のスパッター速度、たとえば実線Ｂに示すよう
に、１．０μｍ／ｍｉｎで所定膜厚になるまで膜成長を
行う。続いてウェーハ温度を室温まで下げ、装置から搬
出する。
【０００４】図３は、基本的なアルミスパッタ膜成長の
シーケンスを示しているが、これに対し、最近は、複数
のチャンバーを持つスパッター装置が主流となってきた
ため、図４に示すように、スパッターを２回以上に分
け、第１のチャンバー、第２のチャンバー等で膜成長す
ることにより、処理能力の向上を図っている場合もあ
る。この場合にも、スパッター温度、スパッター速度等
の条件は各チャンバー共通に維持されている。
シーケンスを示しているが、これに対し、最近は、複数
のチャンバーを持つスパッター装置が主流となってきた
ため、図４に示すように、スパッターを２回以上に分
け、第１のチャンバー、第２のチャンバー等で膜成長す
ることにより、処理能力の向上を図っている場合もあ
る。この場合にも、スパッター温度、スパッター速度等
の条件は各チャンバー共通に維持されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体装置
の製造方法では、膜成長時に、アルミニウムのグレイン
による表面の凹凸が形成される。特に、最近のバイポー
ラ型高速論理ＩＣのような半導体装置においては、大電
流を流すので、配線用金属膜を厚くする必要があり、グ
レインの凹凸はますます顕著になってくる。このため、
縮小投影露光装置等でアライメントをおこなう場合、前
工程のアライメントマークからの信号と、グレインの凹
凸からのノイズの識別が困難になる。また、パターン形
成時に、この凹凸内に入り込んだフォトレジストが除去
されず、ドライプロセスでエッチングした時、エッチン
グ残りが発生するという問題があった。
の製造方法では、膜成長時に、アルミニウムのグレイン
による表面の凹凸が形成される。特に、最近のバイポー
ラ型高速論理ＩＣのような半導体装置においては、大電
流を流すので、配線用金属膜を厚くする必要があり、グ
レインの凹凸はますます顕著になってくる。このため、
縮小投影露光装置等でアライメントをおこなう場合、前
工程のアライメントマークからの信号と、グレインの凹
凸からのノイズの識別が困難になる。また、パターン形
成時に、この凹凸内に入り込んだフォトレジストが除去
されず、ドライプロセスでエッチングした時、エッチン
グ残りが発生するという問題があった。
【０００６】上記対策として、スパッター速度を下げる
と効果があるが、処理能力が大幅に低下する。また、ス
パッター温度を下げても効果があるが、下層段差部での
ステップカバレッジが悪化するという問題が生ずる。
と効果があるが、処理能力が大幅に低下する。また、ス
パッター温度を下げても効果があるが、下層段差部での
ステップカバレッジが悪化するという問題が生ずる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明の半導体装置
は、素子が形成された半導体基板上にアルミニウムまた
はアルミニウムを含む配線用金属膜からなる配線を有す
る半導体装置において、前記配線は２層の配線用金属膜
から構成されているものである。
は、素子が形成された半導体基板上にアルミニウムまた
はアルミニウムを含む配線用金属膜からなる配線を有す
る半導体装置において、前記配線は２層の配線用金属膜
から構成されているものである。
【０００８】第２の発明の半導体装置の製造方法は、素
子が形成された半導体基板上にアルミニウムまたはアル
ミニウムを含む配線用金属膜をスパッター法により形成
したのちパターニングし配線を形成する半導体装置の製
造方法において、第１の条件により下層の配線用金属膜
を形成したのち少なくとも前記半導体基板の温度を下げ
る第２の条件により上層の配線用金属膜を形成するもの
である。
子が形成された半導体基板上にアルミニウムまたはアル
ミニウムを含む配線用金属膜をスパッター法により形成
したのちパターニングし配線を形成する半導体装置の製
造方法において、第１の条件により下層の配線用金属膜
を形成したのち少なくとも前記半導体基板の温度を下げ
る第２の条件により上層の配線用金属膜を形成するもの
である。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例を説明するためのアル
ミニウムのスパッター時のウェーハ温度及びスパッター
速度の推移を示す図である。
る。図１は本発明の第１の実施例を説明するためのアル
ミニウムのスパッター時のウェーハ温度及びスパッター
速度の推移を示す図である。
【００１０】まず、従来と同様に、ウェーハ温度を約２
５０℃まで上昇させ、スパッター速度１．０μｍ／ｍｉ
ｎ程度の条件で、必要膜厚の７５％くらいの膜厚まで下
層のアルミニウムを成長させる。次に、ウェーハ温度
を、約１００℃まで下げ、残りの膜厚分の上層のアルミ
ニウムの成長をおこなう。ウェーハ温度を約１００℃以
下まで下げると、アルミニウムのグレインの成長は大幅
に低減されるため、上層にグレインによる凹凸の少ない
アルミニウム膜が形成される。
５０℃まで上昇させ、スパッター速度１．０μｍ／ｍｉ
ｎ程度の条件で、必要膜厚の７５％くらいの膜厚まで下
層のアルミニウムを成長させる。次に、ウェーハ温度
を、約１００℃まで下げ、残りの膜厚分の上層のアルミ
ニウムの成長をおこなう。ウェーハ温度を約１００℃以
下まで下げると、アルミニウムのグレインの成長は大幅
に低減されるため、上層にグレインによる凹凸の少ない
アルミニウム膜が形成される。
【００１１】第１の実施例では、スパッターを２回に分
けることになるが、複数のチャンバーを持つスパッター
装置では、第１のチャンバーで２５０℃のスパッターを
おこない、第２のチャンバーで１００℃以下のスパッタ
ーをおこなうことにより、図１と図４を比較してわかる
ように、処理能力を低下させることなしにアルミニウム
膜を形成することができる。
けることになるが、複数のチャンバーを持つスパッター
装置では、第１のチャンバーで２５０℃のスパッターを
おこない、第２のチャンバーで１００℃以下のスパッタ
ーをおこなうことにより、図１と図４を比較してわかる
ように、処理能力を低下させることなしにアルミニウム
膜を形成することができる。
【００１２】図２は本発明の第２の実施例を説明するた
めのアルミニウムのスパッター時のウェーハ温度及びス
パッター速度の推移を示す図である。まず、第１の実施
例と同様に、ウェーハ温度約２５０℃で必要膜厚の７５
％くらいの膜厚まで下層のアルミニウム膜を成長し、次
いでウェーハ温度を約１００℃まで下げる。次に、残り
の膜厚分の下層のアルミニウムの成長をおこなうが、こ
の時、アルミニウムのスパッター速度を約０．５μｍ／
ｍｉｎまで下げる。アルミニウムのスパッター速度を下
げることにより、グレインは、第１の実施例に比べ、更
に低減されるので、ウェーハアライメント時のグレイン
の凹凸からのノイズやドライエッチング時のエッチング
残りをより完全になくすることができる。これらの効果
は配線用金属膜の膜厚が厚いほど顕著である。
めのアルミニウムのスパッター時のウェーハ温度及びス
パッター速度の推移を示す図である。まず、第１の実施
例と同様に、ウェーハ温度約２５０℃で必要膜厚の７５
％くらいの膜厚まで下層のアルミニウム膜を成長し、次
いでウェーハ温度を約１００℃まで下げる。次に、残り
の膜厚分の下層のアルミニウムの成長をおこなうが、こ
の時、アルミニウムのスパッター速度を約０．５μｍ／
ｍｉｎまで下げる。アルミニウムのスパッター速度を下
げることにより、グレインは、第１の実施例に比べ、更
に低減されるので、ウェーハアライメント時のグレイン
の凹凸からのノイズやドライエッチング時のエッチング
残りをより完全になくすることができる。これらの効果
は配線用金属膜の膜厚が厚いほど顕著である。
【００１３】また、複数のチャンバーを持つスパッター
装置においては、第１のチャンバーで前膜厚の７５％く
らいを成長するため、第２のチャンバーでのスパッター
時間は、もともと短かくなっており、スパッター速度を
下げても、処理能力に与える影響は小さい。
装置においては、第１のチャンバーで前膜厚の７５％く
らいを成長するため、第２のチャンバーでのスパッター
時間は、もともと短かくなっており、スパッター速度を
下げても、処理能力に与える影響は小さい。
【００１４】尚、上記実施例においては配線用金属膜と
してアルミニウムを用いた場合について説明したがＣｕ
やＳｉを含むアルミニウム合金を用いてもよい。
してアルミニウムを用いた場合について説明したがＣｕ
やＳｉを含むアルミニウム合金を用いてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体基
板上に形成されたアルミニウム又はアルミニウムを含む
配線用金属膜を２層構造とし、下層は基板温度を高く設
定するための、ステップカバレッジの問題ない導電膜を
形成することができ、上層はグレインによる凹凸の少な
い膜を形成できる。この結果、電気的信頼性が高く、ま
た後工程のアライメント異常やエッチングのこりの発生
しない良質な配線用金属膜を形成できるという効果を有
する。また、本発明は、上述の効果の他にストレスマイ
グレションによる断線不良を改善できるという効果もあ
る。
板上に形成されたアルミニウム又はアルミニウムを含む
配線用金属膜を２層構造とし、下層は基板温度を高く設
定するための、ステップカバレッジの問題ない導電膜を
形成することができ、上層はグレインによる凹凸の少な
い膜を形成できる。この結果、電気的信頼性が高く、ま
た後工程のアライメント異常やエッチングのこりの発生
しない良質な配線用金属膜を形成できるという効果を有
する。また、本発明は、上述の効果の他にストレスマイ
グレションによる断線不良を改善できるという効果もあ
る。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するためのウェー
ハ温度及びスパッター速度の推移を示す図。
ハ温度及びスパッター速度の推移を示す図。
【図２】本発明の第２の実施例を説明するためのウェー
ハ温度及びスパッター速度の推移を示す図。
ハ温度及びスパッター速度の推移を示す図。
【図３】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
ウェーハ温度及びスパッター速度の推移を示す図。
ウェーハ温度及びスパッター速度の推移を示す図。
【図４】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
ウェーハ温度及びスパッター速度の推移を示す図。
ウェーハ温度及びスパッター速度の推移を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 素子が形成された半導体基板上にアルミ
ニウムまたはアルミニウムを含む配線用金属膜からなる
配線を有する半導体装置において、前記配線は２層の配
線用金属膜から構成されていることを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項２】 素子が形成された半導体基板上にアルミ
ニウムまたはアルミニウムを含む配線用金属膜をスパッ
ター法により形成したのちパターニングし配線を形成す
る半導体装置の製造方法において、第１の条件により下
層の配線用金属膜を形成したのち少なくとも前記半導体
基板の温度を下げる第２の条件により上層の配線用金属
膜を形成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 |
|---|---|---|---|
| JP24867091A JPH0590267A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24867091A JPH0590267A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590267A true JPH0590267A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17181592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24867091A Pending JPH0590267A (ja) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0590267A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6571575B1 (en) | 1997-12-16 | 2003-06-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Air conditioner using inflammable refrigerant |
| JP2017152486A (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | 株式会社デンソー | 半導体装置およびその製造方法 |
| US10254019B2 (en) | 2014-04-14 | 2019-04-09 | Hyundai Motor Company | Heat pump system in vehicle |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP24867091A patent/JPH0590267A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6571575B1 (en) | 1997-12-16 | 2003-06-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Air conditioner using inflammable refrigerant |
| US10254019B2 (en) | 2014-04-14 | 2019-04-09 | Hyundai Motor Company | Heat pump system in vehicle |
| JP2017152486A (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | 株式会社デンソー | 半導体装置およびその製造方法 |
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