JPH06283531A - Al薄膜形成方法 - Google Patents
Al薄膜形成方法Info
- Publication number
- JPH06283531A JPH06283531A JP7191193A JP7191193A JPH06283531A JP H06283531 A JPH06283531 A JP H06283531A JP 7191193 A JP7191193 A JP 7191193A JP 7191193 A JP7191193 A JP 7191193A JP H06283531 A JPH06283531 A JP H06283531A
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- JP
- Japan
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- film
- thin film
- mtorr
- substrate
- forming
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- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ジメチルアルミニウムハイドライ
ドを原料ガスとしたCVD法において、Al薄膜を選択
性よく形成する方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明に係るAl薄膜形成方法、ジメチルア
ルミニウムハイドライド(Al(CH3 )2 H)を含む
原料ガスを反応容器内に供給し、基板上の所望の領域に
化学気相成長法によってAlまたはAl合金を堆積させ
て純Al膜又はAl合金膜を形成するAl薄膜形成方法
において、基板の温度は180℃〜220℃であるとと
もに、ジメチルアルミニウムハイドライドのガスの分圧
は1mTorr〜100mTorrであることを特徴と
する。
ドを原料ガスとしたCVD法において、Al薄膜を選択
性よく形成する方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明に係るAl薄膜形成方法、ジメチルア
ルミニウムハイドライド(Al(CH3 )2 H)を含む
原料ガスを反応容器内に供給し、基板上の所望の領域に
化学気相成長法によってAlまたはAl合金を堆積させ
て純Al膜又はAl合金膜を形成するAl薄膜形成方法
において、基板の温度は180℃〜220℃であるとと
もに、ジメチルアルミニウムハイドライドのガスの分圧
は1mTorr〜100mTorrであることを特徴と
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化学気相成長法(CV
D法)を用いた純Al膜又はAl合金膜の形成方法に関
するものであり、特に半導体装置に用いる配線に関する
ものである。
D法)を用いた純Al膜又はAl合金膜の形成方法に関
するものであり、特に半導体装置に用いる配線に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、基板上に金属薄膜を形成する技術
として、有機金属ガスを原料としたCVD法を用いる技
術が提案されている。
として、有機金属ガスを原料としたCVD法を用いる技
術が提案されている。
【0003】特に半導体装置の製造分野では、半導体素
子の高密度化、高集積化にともない多層配線技術及び金
属配線の微細化に関する技術が要求されていることか
ら、従来のスパッタ法を用いた技術では対応できなくな
りつつあり、これに代わるものとしてCVD法を用いる
技術が注目されている。
子の高密度化、高集積化にともない多層配線技術及び金
属配線の微細化に関する技術が要求されていることか
ら、従来のスパッタ法を用いた技術では対応できなくな
りつつあり、これに代わるものとしてCVD法を用いる
技術が注目されている。
【0004】そこで、提案されているのが、原料ガスと
してジメチルアルミニウムハイドライド(DMAH)を
用いてAl薄膜を形成するCVD法(例えば、特開平3
−291920等)である。このCVD法は、配線の微
細化のみならず、微細孔に対して十分な埋め込みを行う
技術としても有効なものである。
してジメチルアルミニウムハイドライド(DMAH)を
用いてAl薄膜を形成するCVD法(例えば、特開平3
−291920等)である。このCVD法は、配線の微
細化のみならず、微細孔に対して十分な埋め込みを行う
技術としても有効なものである。
【0005】ここで、従来技術で開示されているCVD
法によれば、DMAHを原料としてAlを堆積させると
きの条件は、基板温度は230℃〜300℃の間、ま
た、DMAHのガスの分圧も100mTorr〜500
mTorrの間で行われているか、あるいは0.1mT
orr〜1mTorrの間で行われていた。より具体的
には、基板温度については、260℃で行われているも
の(特開平3−291920、特開平03−15513
3等)がある。また、DMAHのガスの分圧について
も、具体的には0.15mTorrで行われているもの
(特開平03−37121、特開平03−110838
等)や、500mTorrで行われているもの(特開平
04−291920等)がある。
法によれば、DMAHを原料としてAlを堆積させると
きの条件は、基板温度は230℃〜300℃の間、ま
た、DMAHのガスの分圧も100mTorr〜500
mTorrの間で行われているか、あるいは0.1mT
orr〜1mTorrの間で行われていた。より具体的
には、基板温度については、260℃で行われているも
の(特開平3−291920、特開平03−15513
3等)がある。また、DMAHのガスの分圧について
も、具体的には0.15mTorrで行われているもの
(特開平03−37121、特開平03−110838
等)や、500mTorrで行われているもの(特開平
04−291920等)がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、DMAHを原
料としてCVD法を用いてAlを堆積する際に、基板温
度を230℃〜300℃の間に設定すると、基板上に付
着したDMAH分子が直ちに反応して基板上に析出して
しまい、その結果、核が生成されてCVD法の利点とさ
れる選択性が損なわれることになった。また、選択成長
が起きる際の核が生成されるかどうかは気相中のガス濃
度によって決定されることから、DMAHの分圧によっ
て選択性の良否が決まることになる。DMAHの分圧が
低い場合、即ち、ガス濃度が低い場合には核生成が不十
分になったり十分な成膜速度を得られない一方、ガス濃
度が高い場合には必要以上に核生成が生じて選択性が阻
害されてしまうことになる。
料としてCVD法を用いてAlを堆積する際に、基板温
度を230℃〜300℃の間に設定すると、基板上に付
着したDMAH分子が直ちに反応して基板上に析出して
しまい、その結果、核が生成されてCVD法の利点とさ
れる選択性が損なわれることになった。また、選択成長
が起きる際の核が生成されるかどうかは気相中のガス濃
度によって決定されることから、DMAHの分圧によっ
て選択性の良否が決まることになる。DMAHの分圧が
低い場合、即ち、ガス濃度が低い場合には核生成が不十
分になったり十分な成膜速度を得られない一方、ガス濃
度が高い場合には必要以上に核生成が生じて選択性が阻
害されてしまうことになる。
【0007】そこで、本発明は、このような問題点を解
決するAl薄膜形成方法を提供することを目的とする。
決するAl薄膜形成方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明に係るAl薄膜形成方法、ジメチルアルミ
ニウムハイドライド(Al(CH3 )2 H)を含む原料
ガスを反応容器内に供給し、基板上の所望の領域に化学
気相成長法によってAlまたはAl合金を堆積させて純
Al膜又はAl合金膜を形成するAl薄膜形成方法にお
いて、基板の温度は180℃〜220℃であるととも
に、ジメチルアルミニウムハイドライドのガスの分圧は
1mTorr〜100mTorrであることを特徴とす
る。
めに、本発明に係るAl薄膜形成方法、ジメチルアルミ
ニウムハイドライド(Al(CH3 )2 H)を含む原料
ガスを反応容器内に供給し、基板上の所望の領域に化学
気相成長法によってAlまたはAl合金を堆積させて純
Al膜又はAl合金膜を形成するAl薄膜形成方法にお
いて、基板の温度は180℃〜220℃であるととも
に、ジメチルアルミニウムハイドライドのガスの分圧は
1mTorr〜100mTorrであることを特徴とす
る。
【0009】
【作用】上記の方法によれば、DMAHを原料としたC
VD法を用いてAlを堆積する際のDMAHのガスの分
圧は1mTorr〜100mTorrの範囲であるとと
もに、基板の温度の範囲は180℃〜220℃なので、
選択性が損なわれずに核生成が成されてAl膜を形成す
ることができる。
VD法を用いてAlを堆積する際のDMAHのガスの分
圧は1mTorr〜100mTorrの範囲であるとと
もに、基板の温度の範囲は180℃〜220℃なので、
選択性が損なわれずに核生成が成されてAl膜を形成す
ることができる。
【0010】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0011】なお、本発明に係るAl薄膜を形成するに
あたっては、基本的には次の工程によって行う。各工程
については図1及び図2に基づいて説明する。
あたっては、基本的には次の工程によって行う。各工程
については図1及び図2に基づいて説明する。
【0012】まず、図1(a)に示すように、Si基板
10の表面に下地絶縁膜20を形成し、この下地絶縁膜
20上にスパッタ法でAl合金を300ないし800n
mの膜厚に堆積させ、Al合金膜31を形成する。次
に、Al合金膜31を所定の配線パターンに加工して下
層金属配線30を形成する。配線パターンの形成は、露
光装置を用いてレジストパターンを形成した後、塩素系
のガスを用いたRIE(リアクティブ・イオン・エッチ
ング)によってなされる。次に、図1(b)に示すよう
に、下層金属配線30の形成された下地絶縁膜20上に
厚さ8000オングストロームの絶縁膜40を形成す
る。この絶縁膜40は、プラズマCVD法によってSi
O2 を堆積させてSiO2膜を形成し、SOG(Spi
n on Glass)を塗布してSOG膜を形成し、
必要な温度で加熱処理を行うことによって形成される。
その後、再びプラズマCVD法によってSiO2 を堆積
させてSiO2 膜を形成する。
10の表面に下地絶縁膜20を形成し、この下地絶縁膜
20上にスパッタ法でAl合金を300ないし800n
mの膜厚に堆積させ、Al合金膜31を形成する。次
に、Al合金膜31を所定の配線パターンに加工して下
層金属配線30を形成する。配線パターンの形成は、露
光装置を用いてレジストパターンを形成した後、塩素系
のガスを用いたRIE(リアクティブ・イオン・エッチ
ング)によってなされる。次に、図1(b)に示すよう
に、下層金属配線30の形成された下地絶縁膜20上に
厚さ8000オングストロームの絶縁膜40を形成す
る。この絶縁膜40は、プラズマCVD法によってSi
O2 を堆積させてSiO2膜を形成し、SOG(Spi
n on Glass)を塗布してSOG膜を形成し、
必要な温度で加熱処理を行うことによって形成される。
その後、再びプラズマCVD法によってSiO2 を堆積
させてSiO2 膜を形成する。
【0013】次に、絶縁膜40の上にフォトマスクをセ
ットし、露光装置を用いてレジストパターンを形成した
後、RIE室でフッ素系のガスを用いたRIEによって
図2(a)に示すように、絶縁膜40に、内径が0.5
μmのヴィア孔50を形成する。次に、塩素系ガスを用
いたプラズマエッチングによりヴィア孔50底部に露出
した下層金属配線30(Al合金膜)の清浄化処理を行
う。この清浄化処理を行うのは、ヴィア孔50底部に露
出した下層金属配線30の表面には、RIEを行った際
及びRIEの後に大気に曝した際に堆積物やアルミナ膜
等が付着し、これらの堆積物やアルミナ膜はCVD法に
おけるAl堆積を阻害するため除去する必要があるから
である。
ットし、露光装置を用いてレジストパターンを形成した
後、RIE室でフッ素系のガスを用いたRIEによって
図2(a)に示すように、絶縁膜40に、内径が0.5
μmのヴィア孔50を形成する。次に、塩素系ガスを用
いたプラズマエッチングによりヴィア孔50底部に露出
した下層金属配線30(Al合金膜)の清浄化処理を行
う。この清浄化処理を行うのは、ヴィア孔50底部に露
出した下層金属配線30の表面には、RIEを行った際
及びRIEの後に大気に曝した際に堆積物やアルミナ膜
等が付着し、これらの堆積物やアルミナ膜はCVD法に
おけるAl堆積を阻害するため除去する必要があるから
である。
【0014】次に、Al原料であるDMAHのガスと、
水素とを原料とする熱CVD法でヴィア孔50内にのみ
底面から選択的にAlを堆積させることによって図2
(b)に示すように、ヴィア孔50内にヴィアプラグ5
2を形成する。
水素とを原料とする熱CVD法でヴィア孔50内にのみ
底面から選択的にAlを堆積させることによって図2
(b)に示すように、ヴィア孔50内にヴィアプラグ5
2を形成する。
【0015】このときのCVDを行う条件は、水素ガス
流量100sccm、バブリング温度25℃で行う。な
お、この成膜を行うCVD反応容器内の全圧は2Tor
rである。そして、このときのDMAHの分圧及び基板
温度は、後述するように変化させる。
流量100sccm、バブリング温度25℃で行う。な
お、この成膜を行うCVD反応容器内の全圧は2Tor
rである。そして、このときのDMAHの分圧及び基板
温度は、後述するように変化させる。
【0016】以上の工程によって得られるヴィアプラグ
52の形成に関するCVD条件を次のように変えたとこ
ろ、そのときの成膜速度及び成膜後の選択性について以
下のような結果が得られた。なお、ここで、堆積時間に
ついては、それぞれ行うCVD条件によって異なるので
特定することはできないが、予め行う予備調査によって
ヴィア孔が丁度埋まる程度の時間体積を行った。また、
選択性に関する評価は、成膜後のSEM(走査型電子顕
微鏡:Scanning ElectronMicro
scopy)観察によって100μm四方の絶縁膜上の
析出物を観察し、ヴィア孔以外の絶縁膜上に1箇所でも
0.5μm径以上の寸法のAlの析出があるものは不合
格と判断することとした。
52の形成に関するCVD条件を次のように変えたとこ
ろ、そのときの成膜速度及び成膜後の選択性について以
下のような結果が得られた。なお、ここで、堆積時間に
ついては、それぞれ行うCVD条件によって異なるので
特定することはできないが、予め行う予備調査によって
ヴィア孔が丁度埋まる程度の時間体積を行った。また、
選択性に関する評価は、成膜後のSEM(走査型電子顕
微鏡:Scanning ElectronMicro
scopy)観察によって100μm四方の絶縁膜上の
析出物を観察し、ヴィア孔以外の絶縁膜上に1箇所でも
0.5μm径以上の寸法のAlの析出があるものは不合
格と判断することとした。
【0017】まず、DMAHの分圧を33mTorrに
固定して、基板温度を変化させたところ表1に示すよう
な結果が得られた。
固定して、基板温度を変化させたところ表1に示すよう
な結果が得られた。
【0018】
【表1】
【0019】次に、基板温度を220℃に固定して、D
MAHの分圧を変化させたところ表2に示すような結果
が得られた。
MAHの分圧を変化させたところ表2に示すような結果
が得られた。
【0020】
【表2】
【0021】そして、基板温度及びDMAHの分圧をそ
れぞれ変化させてCVD法で成膜したところ表3に示す
ような結果が得られた。
れぞれ変化させてCVD法で成膜したところ表3に示す
ような結果が得られた。
【0022】
【表3】
【0023】そこで、DMAHを原料としたCVD法を
用いてAlを堆積する際に、基板の温度の範囲は180
℃〜220℃であるとともに、DMAHのガスの分圧は
1mTorr〜100mTorrの範囲とすれば、選択
性が損なわれずに核生成が成される。これは、本発明の
発明者らの鋭意努力によって見出だされたものである。
用いてAlを堆積する際に、基板の温度の範囲は180
℃〜220℃であるとともに、DMAHのガスの分圧は
1mTorr〜100mTorrの範囲とすれば、選択
性が損なわれずに核生成が成される。これは、本発明の
発明者らの鋭意努力によって見出だされたものである。
【0024】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、DMAHを原料としたCVD法を用いてAlを
堆積する際のDMAHのガスの分圧は1mTorr〜1
00mTorrの範囲であるとともに、基板の温度の範
囲は180℃〜220℃なので、選択性が損なわれずに
核生成が成される。このため選択性を阻害することなく
所望の領域にAl膜を形成することができる。なお、こ
のときのCVD条件である基板の温度及びDMAHのガ
スの分圧の範囲は、本発明の発明者らの鋭意努力によっ
て見出だされた。
よれば、DMAHを原料としたCVD法を用いてAlを
堆積する際のDMAHのガスの分圧は1mTorr〜1
00mTorrの範囲であるとともに、基板の温度の範
囲は180℃〜220℃なので、選択性が損なわれずに
核生成が成される。このため選択性を阻害することなく
所望の領域にAl膜を形成することができる。なお、こ
のときのCVD条件である基板の温度及びDMAHのガ
スの分圧の範囲は、本発明の発明者らの鋭意努力によっ
て見出だされた。
【図1】本発明の実施例に係るAl薄膜の各形成工程を
示す図である。
示す図である。
【図2】本発明の実施例に係るAl薄膜の各形成工程を
示す図である。
示す図である。
10…Si基板、20…下地絶縁膜、30…下層金属配
線、40…絶縁膜、50…ヴィア孔、51…Al膜
線、40…絶縁膜、50…ヴィア孔、51…Al膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 浩 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 太田 与洋 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内
Claims (1)
- 【請求項1】 ジメチルアルミニウムハイドライド(A
l(CH3 )2 H)を含む原料ガスを反応容器内に供給
し、基板上の所望の領域に化学気相成長法によってAl
またはAl合金を堆積させて純Al膜又はAl合金膜を
形成するAl薄膜形成方法において、 前記基板の温度は180℃〜220℃であるとともに、
前記ジメチルアルミニウムハイドライドのガスの分圧は
1mTorr〜100mTorrであることを特徴とす
るAl薄膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191193A JPH06283531A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Al薄膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191193A JPH06283531A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Al薄膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06283531A true JPH06283531A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=13474198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7191193A Pending JPH06283531A (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Al薄膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06283531A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298128B1 (ko) * | 1998-04-16 | 2001-08-07 | 정명식 | 알루미늄 박막의 제조에 전구체로 유용한 디메틸알루미늄 하이드라이드의 점도 저하 방법 |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP7191193A patent/JPH06283531A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100298128B1 (ko) * | 1998-04-16 | 2001-08-07 | 정명식 | 알루미늄 박막의 제조에 전구체로 유용한 디메틸알루미늄 하이드라이드의 점도 저하 방법 |
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