JPH06283442A - アルミニウム合金薄膜の形成方法及びその装置 - Google Patents

アルミニウム合金薄膜の形成方法及びその装置

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JPH06283442A
JPH06283442A JP7035393A JP7035393A JPH06283442A JP H06283442 A JPH06283442 A JP H06283442A JP 7035393 A JP7035393 A JP 7035393A JP 7035393 A JP7035393 A JP 7035393A JP H06283442 A JPH06283442 A JP H06283442A
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JP
Japan
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forming
thin film
aluminum alloy
aluminum
alloy thin
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JP7035393A
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English (en)
Inventor
Hidekazu Kondo
英一 近藤
Hiroshi Yamamoto
浩 山本
Tomohiro Oota
与洋 太田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 化学気相成長によって様々な成分でアルミニ
ウムの合金化が可能となるアルミニウム合金薄膜の形成
方法及びその装置を提供することにある。 【構成】 形成装置は、反応容器10の内部に、接地電
位が与えられたサセプタ11、及びサセプター11に対
向して設けた高周波電極12を配設している。高周波電
極12は、アルミニウムに添加すべき金属としてCuに
よって形成されており、RF電源14から高周波電圧が
印加される。この反応容器10内に気化したDMAHを
導入し、このDMAHガスをプラズマ解離させると共
に、この発生したプラズマによって、高周波電極12自
身にスパッタを施す。これによって、半導体基板15上
にAlとCuが堆積することとなり、Al−Cu合金薄
膜が成膜される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ化学気相成長
によって被成膜基板上に、アルミニウムの合金薄膜を形
成するアルミニウム合金薄膜の形成方法及びその装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】LSIの微細化に伴い、集積回路装置の
配線用に用いられるAl−Cu合金などのアルミニウム
合金薄膜を化学気相成長法(CVD:Chemical Vapor D
eposition )によって堆積させる技術が提案されている
(特開平2−170419号)。
【0003】この方法に使用される装置構成の一例を図
2に示す。一方のバブラー50内にはアルミニウム化合
物原料として、例えば、DMAH(ジメチルアルミニウ
ムハイドライド)51が封入され、他方のバブラー60
内には、アルミニウムに添加すべき金属を含む化合物原
料として、例えば、CpCuTEP(=Cu(C
5 5 )・P(C2 5 3 )61が封入されている。
それぞれ適当なキャリアガスによってバブリングし、各
バブラーから発生した各原料ガス及びキャリアを混合し
て反応容器70内に供給する。反応容器70内では、D
MAH及びCpCuTEPが熱分解され、基板71上に
Al及びCuが堆積し、これによってAlにCuが添加
されたアルミニウム合金が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この各原料の分解温度
は、DMAHでは200℃程度、CpCuTEPでは1
50℃程度であり、このように両者の分解温度が異なっ
ている。従って、両原料ガスを反応容器内において熱分
解させる際、与える温度が高ければCpCuTEPの熱
分解が過剰に進むために、C,Pなどの不純物が合金膜
中に混入してしまい、与える温度が低ければアルミニウ
ムが堆積しないという問題があった。
【0005】また、有機金属や金属水素化合物の熱分解
を利用する方法では、合金化に使用する各化合物原料の
組み合わせを特定する際に、このように各原料毎に熱分
解の開始温度が大きく異なるため、選択の自由度が低い
という欠点があった。
【0006】本発明はこのような課題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、合金化させる原料の組み
合わせに自由度を高めると共に、様々な成分で合金化が
可能となり、しかも、良質なアルミニウム合金薄膜を形
成できるアルミニウム合金薄膜の形成方法及びその装置
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
アルミニウム合金薄膜の形成方法は、プラズマ気相成長
をよるアルミニウム合金薄膜を形成する方法であって、
反応容器内にアルミニウムを含む原料ガスを導入して、
この原料ガスをプラズマ解離させると共に、この発生し
たプラズマによって、このアルミニウムに添加すべき金
属で形成した添加金属部材にスパッタを施す。これによ
って、被成膜基板上にアルミニウム合金を堆積させる方
法を採用した。
【0008】また、本発明にかかるアルミニウム合金薄
膜の形成装置は、プラズマ気相成長によって、被成膜基
板上にアルミニウム合金薄膜を成膜する装置であって、
反応容器内に配設され、被成膜基板を支持すると共に基
準電位が与えられた基板電極と、基板電極に対向して配
置され、高周波電源に接続された対向電極とを備えてお
り、この対向電極を、アルミニウムに添加すべき金属よ
りなる添加金属部材によって形成して構成する。
【0009】
【作用】アルミニウム合金薄膜の形成方法では、アルミ
ニウムを含む原料ガスにプラズマ放電エネルギーを与え
て解離させる。一方、この発生したプラズマに対して、
添加すべき金属で形成した添加金属部材をさらす。例え
ば、この添加金属部材がCu製の部材であれば、このC
uがスパッタされ、プラズマ解離されたAlと共に被成
膜基板上に堆積する。従って、この場合にはAl−Cu
合金薄膜が形成されることとなる。
【0010】また、アルミニウム合金薄膜の形成装置で
は、基板電極と対向電極によってプラズマを発生させ、
導入された原料ガスをプラズマ解離させる。このとき、
対向電極が添加すべき添加金属部材で形成されているの
で、この発生したプラズマによってこの対向電極にスパ
ッタが施され、被成膜基板上には、プラズマ解離された
Alとスパッタされた金属原子とが堆積し、これによっ
てAl合金薄膜が形成される。
【0011】
【実施例】以下、本実施例にかかるアルミニウム合金薄
膜の形成装置について添付図面を基に説明する。
【0012】図1に、本実施例に使用するRFプラズマ
CVD装置の構成を示す。このCVD装置は、化学気相
成長によって合金薄膜を形成する反応容器10を備えて
おり、この内部には、接地電位が与えられた導電性のサ
セプタ11、及びこのサセプター11に対向して設けた
対向電極としての高周波電極12を配設している。
【0013】サセプタ11の内部にはヒータ13を備え
ており、交流電圧を印加することにより発熱し、この上
にセットされた半導体基板15を所定の温度に加熱する
ものである。
【0014】高周波電極12は、アルミニウムに添加す
べき金属としてCuによって形成されており、RF電源
14から高周波電圧が印加される。このRF電源14
は、DC電源16を介して接地電位に接続されており、
このDC電源16の負バイアスレベルを変化させること
により、Cuのスパッタ量を調節することが可能であ
る。なお、この負バイアスは、−10〜−500V程度
が望ましい。
【0015】また、バブラー容器20には、アルミニウ
ム化合物原料としてDMAH(ジメチルアルミニウムハ
イドライド:AlH(CH3 2 )が封入されており、
温度コントロールされたオイルバス(図示せず)内に収
容されている。このバブラー容器20に封入されたDM
AHに対し、水素などの適当なキャリアガスを供給して
バブリングを施す。ここで気化されたDMAHは、キャ
リアガスと共に輸送配管21を輸送され、供給ノズル2
2を介して半導体基板15上に導入される。また、供給
ノズル22の対向側に配設した供給ノズル23からは、
Ar,N2 などのブラズマ発生のガスが導入される。こ
れらのガスを反応容器10内に導入することにより、プ
ラズマを効率的に発生させることができるが、DMAH
のみを導入した場合にもプラズマが発生し、このプラズ
マによって高周波電極12がスパッタされる。
【0016】以上のように構成するCVD装置を用い、
以下の条件で半導体基板15上にAl−Cu合金薄膜の
成膜を行った。キャリアガスとなる水素ガスは、流量調
節器(図示せず)により100sccmに制御して流し
た。このときのDMAH流量は1.7sccmであっ
た。また、バブラー容器20内の圧力は、500Tor
r一定に制御し、オイルバスによってDMAHのバブリ
ング温度を50℃に一定の制御した。反応容器10内
は、圧力を200mTorr、半導体基板15を200
℃に加熱した。
【0017】以上のような成膜条件において高周波電極
12に対してRF電源14から高周波電圧を印加した。
この結果、高周波電極12とサセプタ11の間にプラズ
マが発生し、高周波電極12の形成材料であるCuが発
生したプラズマによってスパッタされ、半導体基板15
上にはAl−Cu合金薄膜が形成された。これによっ
て、プラズマCVDによって半導体基板上に堆積するA
lに、高周波電極12の形成材料であるCuが添加され
ることが確認できた。
【0018】本実施例では、高周波電極12自体を添加
すべき金属で形成する例を示したが、この構造に限定す
るものではなく、添加金属部材をプラズマに接するよう
に設置すればよく、例えばプラズマ内に挿入したり、接
地を施すなどを行えばよい。
【0019】また、添加金属部材の材質も、Cuに限定
するものではなく、添加を希望する様々な金属を用いる
ことができる。しかも、異種の添加金属を反応容器内に
同時に配設するか、或いは、添加金属部材自体を所定の
合金材料で形成するなど、様々に応用することができ
る。
【0020】また、この添加金属部材の形状も、図示し
た例に限定するものではなく、用いられるCVD装置に
対応して、適宜、最適な形状、配設位置を決定すればよ
い。ここで、適用可能なアルミニウムの化合物原料を例
示しておく。アルミ化合物原料としては、例示したDM
AHのほか、AlH(C2 5 2, Al(CH3
3 ,Al(C4 9 3 ,AlH3 N(CH3 3 ,A
l(OC3 7 3 、(i−C3 7 )AlCl2
(n−C3 7 2 AlClなどが適用できる。
【0021】
【発明の効果】本発明にかかるアルミニウム合金薄膜の
形成方法は、アルミニウムを含む原料ガスをプラズマ解
離させると共に、この発生したプラズマによって、アル
ミニウムに添加すべき金属で形成した添加金属部材にス
パッタを施す方法を採用したので、1つの反応容器内に
おいてCVDとPVDを同時に実施でき、この2つの成
膜法を同時に進行させることにより、堆積するAlを合
金化させることが可能となる。また、この方法によれ
ば、従来のように、添加すべき原料を気化させてアルミ
の原料ガスと混合させる必要がないため、両者の分解温
度の差異によらず、添加すべき金属を広い範囲で選択す
ることが可能となる。また、プラズマを利用して成膜す
ることにより、開示された従来の成膜方法に比べ高速に
成膜することができる。さらに、様々な種類の金属をア
ルミニウムに添加することが可能となるなどの数多くの
優れた効果を奏するものである。
【0022】また、本発明にかかるアルミニウム合金薄
膜の形成装置によれば、反応容器内に基板電極と対向電
極を備え、この対向電極を、アルミニウムに添加すべき
金属によって形成したので、基板電極と対向電極との間
に発生するプラズマによって、アルミニウムを含む原料
ガスをプラズマ解離させると共に、このプラズマによっ
て対向電極にスパッタを施すことができる。これによっ
て、スパッタされた金属も、被成膜基板上に堆積するの
で、この部位に堆積するAlを合金化することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に使用するRFプラズマCVD装置を
示す概略構成図である。
【図2】従来のアルミニウム合金薄膜の形成装置を示す
概略構成図である。
【符号の説明】
10…反応容器、11…サセプタ(基板電極)、12…
高周波電極(対向電極)、15…半導体基板(被成膜基
板)。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラズマ気相成長によって、被成膜基板
    上にアルミニウム合金を成膜するアルミニウム合金薄膜
    の形成方法において、 反応容器内にアルミニウムを含む原料ガスを導入し、こ
    の原料ガスをプラズマ解離させると共に、この発生した
    プラズマによって、前記アルミニウムに添加すべき金属
    で形成した添加金属部材にスパッタを施すことにより、 前記被成膜基板上にアルミニウム合金を堆積させること
    を特徴とするアルミニウム合金薄膜の形成方法。
  2. 【請求項2】 プラズマ気相成長によって、被成膜基板
    上にアルミニウム合金薄膜を成膜するアルミニウム合金
    薄膜の形成装置において、 この形成装置は、 反応容器内に配設され、前記被成膜基板を支持すると共
    に基準電位が与えられた基板電極と、 前記基板電極に対向して配置され、高周波電源に接続さ
    れた対向電極と、 を備えており、 前記対向電極を、アルミニウムに添加すべき金属よりな
    る添加金属部材によって形成したものであることを特徴
    とするアルミニウム合金薄膜の形成装置。
JP7035393A 1993-03-29 1993-03-29 アルミニウム合金薄膜の形成方法及びその装置 Pending JPH06283442A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100388294B1 (ko) * 2000-08-30 2003-06-19 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 회로기판용 폴리이미드 위에 금속 박막을 증착하는 방법

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