JPH06240449A - 高融点金属膜の形成方法 - Google Patents
高融点金属膜の形成方法Info
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- JPH06240449A JPH06240449A JP2532393A JP2532393A JPH06240449A JP H06240449 A JPH06240449 A JP H06240449A JP 2532393 A JP2532393 A JP 2532393A JP 2532393 A JP2532393 A JP 2532393A JP H06240449 A JPH06240449 A JP H06240449A
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Landscapes
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基板上に、コンタクトホールやバイヤ
ホールの接続不良を防止して、信頼性の高い高融点金属
膜を形成する。 【構成】 まず、シャッターを持たないスパッタリング
装置内に、アルゴンガスを導入し、チタンターゲットに
直流電力を供給し、スパッタリング法によって半導体基
板上にチタン膜を形成する。つぎに、チタンターゲット
に供給した直流電力を切り、アルゴンガスと窒素ガスと
を導入する。つぎに、チタンターゲットに直流電力を供
給し、スパッタリング法によって、チタン膜の上に窒化
チタン膜を形成する。
ホールの接続不良を防止して、信頼性の高い高融点金属
膜を形成する。 【構成】 まず、シャッターを持たないスパッタリング
装置内に、アルゴンガスを導入し、チタンターゲットに
直流電力を供給し、スパッタリング法によって半導体基
板上にチタン膜を形成する。つぎに、チタンターゲット
に供給した直流電力を切り、アルゴンガスと窒素ガスと
を導入する。つぎに、チタンターゲットに直流電力を供
給し、スパッタリング法によって、チタン膜の上に窒化
チタン膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体基板上に、高
融点金属膜を形成する方法に関するものである。
融点金属膜を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化に伴い、コ
ンタクトホールの微細化が進んでいる。これに伴い、コ
ンタクト抵抗の低抵抗化、高信頼性を確保するためにア
ルミニウム配線の下層に薄い高融点金属膜を堆積させた
バリアメタル配線が広く用いられている。この高融点金
属膜は、チタン（Ｔｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜の
２層構造が広く用いられている。また、シャッターを持
たないスパッタリング装置が開発され、Ｔｉ膜とＴｉＮ
膜とを連続的に成膜できなくなり、応力の高いＴｉＮ膜
だけが成膜され、パーティクルの発生源となり、配線の
信頼性を低下させるという問題が発生した。
ンタクトホールの微細化が進んでいる。これに伴い、コ
ンタクト抵抗の低抵抗化、高信頼性を確保するためにア
ルミニウム配線の下層に薄い高融点金属膜を堆積させた
バリアメタル配線が広く用いられている。この高融点金
属膜は、チタン（Ｔｉ）膜と窒化チタン（ＴｉＮ）膜の
２層構造が広く用いられている。また、シャッターを持
たないスパッタリング装置が開発され、Ｔｉ膜とＴｉＮ
膜とを連続的に成膜できなくなり、応力の高いＴｉＮ膜
だけが成膜され、パーティクルの発生源となり、配線の
信頼性を低下させるという問題が発生した。
【０００３】従来の高融点金属膜の形成方法の一例を図
４を用いて説明する。図４は高融点金属膜を成膜するス
パッタリング装置の概略図を示す。半導体基板はロード
ロック室１にセットされ、真空に引かれる。つぎに、半
導体基板はトランスファーチャンバー２を介してプロセ
スチャンバー３に搬入される。つぎに、アルゴンガスを
７５ｓｃｃｍを導入し、プロセスチャンバー３におい
て、チタンターゲット５に直流電力を１ｋＷ供給し、ス
パッタリングしてチタン膜を２０ｎｍ被着する。つぎ
に、半導体基板はトランスファーチャンバー２を介して
プロセスチャンバー４に搬入される。つぎに、アルゴン
ガス２５ｓｃｃｍと窒素ガス７５ｓｃｃｍとを導入し、
プロセスチャンバー４において、チタンターゲット６に
直流電力を５ｋＷ供給し、スパッタリングして窒化チタ
ン膜１００ｎｍを被着する。つぎに、チタン膜と窒化チ
タンの２層が被着された半導体基板はトランスファーチ
ャンバー２を介してロードロック室１に搬入され、高融
点金属膜の形成を完了する。
４を用いて説明する。図４は高融点金属膜を成膜するス
パッタリング装置の概略図を示す。半導体基板はロード
ロック室１にセットされ、真空に引かれる。つぎに、半
導体基板はトランスファーチャンバー２を介してプロセ
スチャンバー３に搬入される。つぎに、アルゴンガスを
７５ｓｃｃｍを導入し、プロセスチャンバー３におい
て、チタンターゲット５に直流電力を１ｋＷ供給し、ス
パッタリングしてチタン膜を２０ｎｍ被着する。つぎ
に、半導体基板はトランスファーチャンバー２を介して
プロセスチャンバー４に搬入される。つぎに、アルゴン
ガス２５ｓｃｃｍと窒素ガス７５ｓｃｃｍとを導入し、
プロセスチャンバー４において、チタンターゲット６に
直流電力を５ｋＷ供給し、スパッタリングして窒化チタ
ン膜１００ｎｍを被着する。つぎに、チタン膜と窒化チ
タンの２層が被着された半導体基板はトランスファーチ
ャンバー２を介してロードロック室１に搬入され、高融
点金属膜の形成を完了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
技術では、プロセスチャンバー４においては応力が高い
窒化チタン膜のみが成膜されるため、プロセスチャンバ
ー４内の防着シールドより窒化チタン膜がはがれおちや
すく、これが半導体基板上に付着して配線の信頼性を低
下させるという問題が生じた。また、高融点金属膜を成
膜するのに、２つのプロセスチャンバーを移動するため
にダストが付着し配線の信頼性を低下させる。また、高
融点金属膜を成膜するのに、２つのプロセスチャンバー
が必要になり、半導体製造装置の価格、半導体装置の価
格を上昇させる。
技術では、プロセスチャンバー４においては応力が高い
窒化チタン膜のみが成膜されるため、プロセスチャンバ
ー４内の防着シールドより窒化チタン膜がはがれおちや
すく、これが半導体基板上に付着して配線の信頼性を低
下させるという問題が生じた。また、高融点金属膜を成
膜するのに、２つのプロセスチャンバーを移動するため
にダストが付着し配線の信頼性を低下させる。また、高
融点金属膜を成膜するのに、２つのプロセスチャンバー
が必要になり、半導体製造装置の価格、半導体装置の価
格を上昇させる。
【０００５】この発明は、以上述べた問題を解決するも
ので、窒化チタン膜のみが成膜されるプロセスチャンバ
ーを無くして、１つのプロセスチャンバーで、ダストが
少なく高い信頼性を持った高融点金属膜の形成方法を提
供することを目的とするものである。
ので、窒化チタン膜のみが成膜されるプロセスチャンバ
ーを無くして、１つのプロセスチャンバーで、ダストが
少なく高い信頼性を持った高融点金属膜の形成方法を提
供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の高融点金
属膜の形成方法は、まず、シャッターを持たないスパッ
タリング装置内に、アルゴンガスを導入し、チタンター
ゲットに直流電力を供給し、スパッタリング法によって
半導体基板上にチタン膜を形成する。つぎに、チタンタ
ーゲットに供給した直流電力を切り、アルゴンガスと窒
素ガスとを導入する。つぎに、チタンターゲットに直流
電力を供給し、スパッタリング法によって、チタン膜の
上に窒化チタン膜を形成する。
属膜の形成方法は、まず、シャッターを持たないスパッ
タリング装置内に、アルゴンガスを導入し、チタンター
ゲットに直流電力を供給し、スパッタリング法によって
半導体基板上にチタン膜を形成する。つぎに、チタンタ
ーゲットに供給した直流電力を切り、アルゴンガスと窒
素ガスとを導入する。つぎに、チタンターゲットに直流
電力を供給し、スパッタリング法によって、チタン膜の
上に窒化チタン膜を形成する。
【０００７】請求項２記載の高融点金属膜の形成方法
は、まず、シャッターを持たないスパッタリング装置内
に、アルゴンガスを導入し、チタンターゲットに直流電
力を供給し、スパッタリング法によって半導体基板上に
チタン膜を形成する。つぎに、アルゴンガスと窒素ガス
とを導入し、連続的にチタンターゲットに直流電力を供
給し、スパッタリング法によって、チタン膜の上に窒化
チタン膜を形成する。
は、まず、シャッターを持たないスパッタリング装置内
に、アルゴンガスを導入し、チタンターゲットに直流電
力を供給し、スパッタリング法によって半導体基板上に
チタン膜を形成する。つぎに、アルゴンガスと窒素ガス
とを導入し、連続的にチタンターゲットに直流電力を供
給し、スパッタリング法によって、チタン膜の上に窒化
チタン膜を形成する。
【０００８】請求項３記載の高融点金属膜の形成方法
は、請求項１または２記載の高融点金属膜の形成方法に
おいて、窒化チタン膜形成後にチタンターゲット表面を
アルゴンガスによりスパッタリングしてチタンターゲッ
ト表面の窒化物を除去する。
は、請求項１または２記載の高融点金属膜の形成方法に
おいて、窒化チタン膜形成後にチタンターゲット表面を
アルゴンガスによりスパッタリングしてチタンターゲッ
ト表面の窒化物を除去する。
【０００９】
【作用】この発明の高融点金属膜の形成方法によれば、
単一のプロセスチャンバーを用いてチタン膜と窒化チタ
ン膜とを連続的に被着することにより、チタンが窒化チ
タン膜のはがれを抑制し、ダストの少ない高い信頼性を
持った高融点金属膜を形成できる。また、直流電力のオ
ン・オフを無くすることによりターゲットからのダスト
を抑制する。また、窒化チタン膜を成膜した後にチタン
ターゲットの表面の薄い酸化物や窒化物を除去すること
によりチタンターゲットからのダストを抑制し高い信頼
性を持った高融点金属膜を形成できる。
単一のプロセスチャンバーを用いてチタン膜と窒化チタ
ン膜とを連続的に被着することにより、チタンが窒化チ
タン膜のはがれを抑制し、ダストの少ない高い信頼性を
持った高融点金属膜を形成できる。また、直流電力のオ
ン・オフを無くすることによりターゲットからのダスト
を抑制する。また、窒化チタン膜を成膜した後にチタン
ターゲットの表面の薄い酸化物や窒化物を除去すること
によりチタンターゲットからのダストを抑制し高い信頼
性を持った高融点金属膜を形成できる。
【００１０】
【実施例】この発明の高融点金属膜の形成方法の一実施
例を図１を用いて説明する。図１は高融点金属膜を形成
するためのＡｒガスの流量と窒素ガスの流量とチタンタ
ーゲットに供給する直流電力のシーケンス図である。ま
ず、Ａｒガスを７５ｓｃｃｍ導入しチタンターゲットに
直流電力１ｋＷを１５秒間供給し、チタン膜を２０ｎｍ
被着する。
例を図１を用いて説明する。図１は高融点金属膜を形成
するためのＡｒガスの流量と窒素ガスの流量とチタンタ
ーゲットに供給する直流電力のシーケンス図である。ま
ず、Ａｒガスを７５ｓｃｃｍ導入しチタンターゲットに
直流電力１ｋＷを１５秒間供給し、チタン膜を２０ｎｍ
被着する。
【００１１】つぎに、チタンターゲットに供給する直流
電力を切り、Ａｒガスを２５ｓｃｃｍ、窒素ガスを７５
ｓｃｃｍを導入し１５秒間安定するまで待つ。つぎに、
チタンターゲットに直流電力５ｋＷを５５秒間供給しＴ
ｉＮ膜を１００ｎｍ被着する。このように同一真空装置
内で、連続的にチタン膜と窒化チタン膜を形成すること
により、高融点金属膜を成膜するプロセスチャンバーは
１つですみ、半導体基板に付着するダストが１枚あたり
１００個から数１０個に減少できた。
電力を切り、Ａｒガスを２５ｓｃｃｍ、窒素ガスを７５
ｓｃｃｍを導入し１５秒間安定するまで待つ。つぎに、
チタンターゲットに直流電力５ｋＷを５５秒間供給しＴ
ｉＮ膜を１００ｎｍ被着する。このように同一真空装置
内で、連続的にチタン膜と窒化チタン膜を形成すること
により、高融点金属膜を成膜するプロセスチャンバーは
１つですみ、半導体基板に付着するダストが１枚あたり
１００個から数１０個に減少できた。
【００１２】この発明の高融点金属膜の形成方法の他の
実施例を図２を用いて説明する。図２は高融点金属膜を
形成するためのＡｒガスの流量と窒素ガスの流量とチタ
ンターゲットに供給する直流電力のシーケンス図であ
る。まず、Ａｒガスを７５ｓｃｃｍ導入しチタンターゲ
ットに直流電力１ｋＷを１５秒間供給し、チタン膜を２
０ｎｍ被着する。
実施例を図２を用いて説明する。図２は高融点金属膜を
形成するためのＡｒガスの流量と窒素ガスの流量とチタ
ンターゲットに供給する直流電力のシーケンス図であ
る。まず、Ａｒガスを７５ｓｃｃｍ導入しチタンターゲ
ットに直流電力１ｋＷを１５秒間供給し、チタン膜を２
０ｎｍ被着する。
【００１３】つぎに、チタンターゲットに供給する直流
電力を１ｋＷのままＡｒガスを２５ｓｃｃｍ、窒素ガス
を７５ｓｃｃｍを導入し５秒間安定するまで待つ。つぎ
に、チタンターゲットに供給する直流電力５ｋＷに上昇
し、５５秒間供給しＴｉＮ膜を１００ｎｍ被着する。こ
のように同一真空装置内で、連続的にチタン膜と窒化チ
タン膜を被着するとともに、Ｔｉターゲットに供給する
直流電力をオフせず、放電を止めないために、放電の立
ち上がり時に発生するダストも防止でき、半導体基板に
付着するダストを２０個に減少できた。また、半導体基
板を一枚処理するのに必要な時間も、実施例１の８５秒
から７５秒に短縮できた。
電力を１ｋＷのままＡｒガスを２５ｓｃｃｍ、窒素ガス
を７５ｓｃｃｍを導入し５秒間安定するまで待つ。つぎ
に、チタンターゲットに供給する直流電力５ｋＷに上昇
し、５５秒間供給しＴｉＮ膜を１００ｎｍ被着する。こ
のように同一真空装置内で、連続的にチタン膜と窒化チ
タン膜を被着するとともに、Ｔｉターゲットに供給する
直流電力をオフせず、放電を止めないために、放電の立
ち上がり時に発生するダストも防止でき、半導体基板に
付着するダストを２０個に減少できた。また、半導体基
板を一枚処理するのに必要な時間も、実施例１の８５秒
から７５秒に短縮できた。
【００１４】この発明の高融点金属膜の形成方法のさら
に他の実施例を図３を用いて説明する。図３は高融点金
属膜を形成するためのＡｒガスの流量と窒素ガスの流量
とチタンターゲットに供給する直流電力のシーケンス図
である。まず、Ａｒガスを７５ｓｃｃｍ導入しチタンタ
ーゲットに直流電力１ｋＷを１５秒間供給し、チタン膜
を２０ｎｍ被着する。
に他の実施例を図３を用いて説明する。図３は高融点金
属膜を形成するためのＡｒガスの流量と窒素ガスの流量
とチタンターゲットに供給する直流電力のシーケンス図
である。まず、Ａｒガスを７５ｓｃｃｍ導入しチタンタ
ーゲットに直流電力１ｋＷを１５秒間供給し、チタン膜
を２０ｎｍ被着する。
【００１５】つぎに、チタンターゲットに供給する直流
電力を１ｋＷのままＡｒガスを２５ｓｃｃｍ、窒素ガス
を７５ｓｃｃｍを導入し５秒間安定するまで待つ。つぎ
に、チタンターゲットに供給する直流電力５ｋＷに上昇
し、５５秒間供給しＴｉＮ膜を１００ｎｍ被着する。つ
ぎに、窒素ガスを止め、Ａｒガスを７５ｓｃｃｍにする
と同時にＴｉターゲットに供給する直流電力を５ｋＷか
ら１ｋＷにし３秒間放電させＴｉターゲットの表面の窒
化物を除去する。
電力を１ｋＷのままＡｒガスを２５ｓｃｃｍ、窒素ガス
を７５ｓｃｃｍを導入し５秒間安定するまで待つ。つぎ
に、チタンターゲットに供給する直流電力５ｋＷに上昇
し、５５秒間供給しＴｉＮ膜を１００ｎｍ被着する。つ
ぎに、窒素ガスを止め、Ａｒガスを７５ｓｃｃｍにする
と同時にＴｉターゲットに供給する直流電力を５ｋＷか
ら１ｋＷにし３秒間放電させＴｉターゲットの表面の窒
化物を除去する。
【００１６】これによりつぎに処理される半導体基板に
は、純粋なＴｉが被着し、接触抵抗を２００Ωから１０
０Ωに低減できた。なお、前述のＴｉターゲットの表面
の窒化物を除去する工程は、図１の実施例にも適用する
ことができる。
は、純粋なＴｉが被着し、接触抵抗を２００Ωから１０
０Ωに低減できた。なお、前述のＴｉターゲットの表面
の窒化物を除去する工程は、図１の実施例にも適用する
ことができる。
【００１７】
【発明の効果】この発明の高融点金属膜の形成方法によ
れば、シャッターを持たないスパッタリング装置を用い
て、単一のプロセスチャンバーでチタン膜と窒化チタン
膜を連続的に被着することにより、設備および工程を簡
素化でき、ダストが少なく信頼性の高い高融点金属膜配
線を形成できる。また、チタン膜と窒化チタン膜を連続
的に被着する間にターゲットに供給する直流電力を切ら
ずに放電を停止しないことにより、ダストが少なく信頼
性の高い高融点金属膜配線を形成でき、さらに処理時間
も短縮することができる。また、ＴｉＮ膜被着後にター
ゲット表面の窒化物を除去することにより、接触抵抗の
低い高融点金属膜配線が形成できる。
れば、シャッターを持たないスパッタリング装置を用い
て、単一のプロセスチャンバーでチタン膜と窒化チタン
膜を連続的に被着することにより、設備および工程を簡
素化でき、ダストが少なく信頼性の高い高融点金属膜配
線を形成できる。また、チタン膜と窒化チタン膜を連続
的に被着する間にターゲットに供給する直流電力を切ら
ずに放電を停止しないことにより、ダストが少なく信頼
性の高い高融点金属膜配線を形成でき、さらに処理時間
も短縮することができる。また、ＴｉＮ膜被着後にター
ゲット表面の窒化物を除去することにより、接触抵抗の
低い高融点金属膜配線が形成できる。
【図１】この発明の高融点金属膜の形成方法の一実施例
のシーケンス図である。
のシーケンス図である。
【図２】この発明の高融点金属膜の形成方法の他の実施
例のシーケンス図である。
例のシーケンス図である。
【図３】この発明の高融点金属膜の形成方法のさらに他
の実施例のシーケンス図である。
の実施例のシーケンス図である。
【図４】従来の形成方法におけるスパッタリング装置の
概略図である。
概略図である。
1 ロードロック室 2 トランスファーチャンバー 3 プロセスチャンバー 4 プロセスチャンバー 5 チタンターゲット 6 チタンターゲット
Claims (3)
- 【請求項１】 シャッターを持たないスパッタリング装
置内に、アルゴンガスを導入し、チタンターゲットに直
流電力を供給し、スパッタリング法によって半導体基板
上にチタン膜を形成する工程と、 チタンターゲットに供給した直流電力を切り、アルゴン
ガスと窒素ガスとを導入する工程と、 チタンターゲットに直流電力を供給し、スパッタリング
法によって、前記チタン膜の上に窒化チタン膜を形成す
る工程とを含むことを特徴とする高融点金属膜の形成方
法。 - 【請求項２】 シャッターを持たないスパッタリング装
置内に、アルゴンガスを導入し、チタンターゲットに直
流電力を供給し、スパッタリング法によって半導体基板
上にチタン膜を形成する工程と、 アルゴンガスと窒素ガスとを導入し、連続的にチタンタ
ーゲットに直流電力を供給し、スパッタリング法によっ
て、前記チタン膜の上に窒化チタン膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする高融点金属膜の形成方法。 - 【請求項３】 窒化チタン膜形成後にチタンターゲット
表面をアルゴンガスによりスパッタリングしてチタンタ
ーゲット表面の窒化物を除去する工程をさらに含む請求
項１または２記載の高融点金属膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2532393A JPH06240449A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 高融点金属膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2532393A JPH06240449A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 高融点金属膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06240449A true JPH06240449A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12162771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2532393A Pending JPH06240449A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 高融点金属膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06240449A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09181018A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US7176134B2 (en) | 2001-12-28 | 2007-02-13 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Forming method of silicide film |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP2532393A patent/JPH06240449A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09181018A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US7176134B2 (en) | 2001-12-28 | 2007-02-13 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Forming method of silicide film |
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