JPH0897148A - 集積回路のアルミニウム含有層の平滑化スパッタ析出方法 - Google Patents
集積回路のアルミニウム含有層の平滑化スパッタ析出方法Info
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- JPH0897148A JPH0897148A JP7264748A JP26474895A JPH0897148A JP H0897148 A JPH0897148 A JP H0897148A JP 7264748 A JP7264748 A JP 7264748A JP 26474895 A JP26474895 A JP 26474895A JP H0897148 A JPH0897148 A JP H0897148A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
- C23C14/18—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates
- C23C14/185—Metallic material, boron or silicon on other inorganic substrates by cathodic sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
-
- 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
- H10P14/412—Deposition of metallic or metal-silicide materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集積回路の製造時においてアルミニウム含有
層のリフローのために十分高い基板温度を使用してこの
層の品質を改良する。 【解決手段】 基板温度を室温からリフロー温度にまで
高める基板の加熱期間中に平滑化スパッタ析出を行う。
層のリフローのために十分高い基板温度を使用してこの
層の品質を改良する。 【解決手段】 基板温度を室温からリフロー温度にまで
高める基板の加熱期間中に平滑化スパッタ析出を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路の製造時
にアルミニウム含有層のリフローのために十分に高い基
板温度の使用下にこの層を平滑化スパッタ析出する方法
に関する。
にアルミニウム含有層のリフローのために十分に高い基
板温度の使用下にこの層を平滑化スパッタ析出する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路を金属化するためマイクロエレ
クトロニクス技術分野においては通常アルミニウム又は
アルミニウム合金の薄層の析出にスパッタ析出が使用さ
れる。しかしこの方法は、パターンの微細化につれて金
属化物のコンタクトが互いに又はシリコン基板に接触す
る箇所及びスパッタにより被覆されなければならないよ
うな箇所では限界がある。これらのコンタクトホール又
はバイアホールのアスペクト比（深さ／幅）はパターン
の微細化につれて益々大きくなる。スパッタ析出の際の
陰影作用の結果深くて小さな孔はもはや材料で満たされ
ないか又は不十分に満たされるに過ぎない。そのため電
気接続が不十分にになるか又は電流負荷の際これらの箇
所に層厚が薄いことから極めて高い局部的電流密度を生
じ、これが電気的な故障を生じ信頼性を失わせることに
なる。
クトロニクス技術分野においては通常アルミニウム又は
アルミニウム合金の薄層の析出にスパッタ析出が使用さ
れる。しかしこの方法は、パターンの微細化につれて金
属化物のコンタクトが互いに又はシリコン基板に接触す
る箇所及びスパッタにより被覆されなければならないよ
うな箇所では限界がある。これらのコンタクトホール又
はバイアホールのアスペクト比（深さ／幅）はパターン
の微細化につれて益々大きくなる。スパッタ析出の際の
陰影作用の結果深くて小さな孔はもはや材料で満たされ
ないか又は不十分に満たされるに過ぎない。そのため電
気接続が不十分にになるか又は電流負荷の際これらの箇
所に層厚が薄いことから極めて高い局部的電流密度を生
じ、これが電気的な故障を生じ信頼性を失わせることに
なる。
【０００３】これらの問題に対して既に２つの解決手段
が知られている。即ち ａ）コンタクトホール又はバイアホールを化学蒸着（Ｃ
ＶＤ）（例えばタングステンＣＶＤ）法により満たすも
の ｂ）アルミニウム及びアルミニウム合金の平滑化（高い
基板温度の使用及び／又はスパッタの際のバイアス電圧
の印加及びスパッタプロセス後のスパッタされたアルミ
ニウム層のリフロー）である。
が知られている。即ち ａ）コンタクトホール又はバイアホールを化学蒸着（Ｃ
ＶＤ）（例えばタングステンＣＶＤ）法により満たすも
の ｂ）アルミニウム及びアルミニウム合金の平滑化（高い
基板温度の使用及び／又はスパッタの際のバイアス電圧
の印加及びスパッタプロセス後のスパッタされたアルミ
ニウム層のリフロー）である。
【０００４】ａ）の方法は付加的なプロセス及び補助装
置を必要とする。従って不所望の付加的経費がかかるこ
とになる。ｂ）の方法は原理的には極めて簡単なもので
あり、従って経費を要さないものであるが、しかし通常
次に記載するような特殊な問題をもたらす。
置を必要とする。従って不所望の付加的経費がかかるこ
とになる。ｂ）の方法は原理的には極めて簡単なもので
あり、従って経費を要さないものであるが、しかし通常
次に記載するような特殊な問題をもたらす。
【０００５】１つにはバイアス電圧の印加がスパッタさ
れた層に粗悪な組織をつくりまたその結果としてエレク
トロマイグレーション耐性が低下し、従って信頼性を損
なう恐れがある。更に高温でのスパッタ又はリフローは
以下のような種々の欠点をもたらす。 −スパイキング、即ちアルミニウム（合金）とシリコン
基板との間の拡散障壁の破壊、 −脱湿、即ちアルミニウム（合金）層は高温でコンタク
トホールから引き出される（表面張力の減少）。この欠
点を回避するためしばしば補助的芽晶層、例えば冷間ス
パッタされたアルミニウム、チタン、チタン／窒化チタ
ン又はポリシリコン層を使用しなければならなくなる。
れた層に粗悪な組織をつくりまたその結果としてエレク
トロマイグレーション耐性が低下し、従って信頼性を損
なう恐れがある。更に高温でのスパッタ又はリフローは
以下のような種々の欠点をもたらす。 −スパイキング、即ちアルミニウム（合金）とシリコン
基板との間の拡散障壁の破壊、 −脱湿、即ちアルミニウム（合金）層は高温でコンタク
トホールから引き出される（表面張力の減少）。この欠
点を回避するためしばしば補助的芽晶層、例えば冷間ス
パッタされたアルミニウム、チタン、チタン／窒化チタ
ン又はポリシリコン層を使用しなければならなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、冒頭に記載した形式の方法を改良して層の品質を向
上することにある。
は、冒頭に記載した形式の方法を改良して層の品質を向
上することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、基板温度を室温からリフロー温度にまで高める基板
の加熱期間中にスパッタ析出を行うことにより解決され
る。
り、基板温度を室温からリフロー温度にまで高める基板
の加熱期間中にスパッタ析出を行うことにより解決され
る。
【０００８】
【実施例】本発明を実施例に基づき以下に詳述する。
【０００９】本発明方法は上記のような種々の欠点の回
避に関して極めて有効である。本発明により開発された
プロセスに対しては装置に関してはスパッタ析出中基板
温度を制御できるようにすることが必要である。本発明
方法では加熱期間中にスパッタ析出が行われる。析出は
室温で始めるか又はそのときの基板温度で始め、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金のリフロー作用を生じさせ
るのに十分高い温度で終了する。従って温度上昇中にス
パッタが行われる。加熱率とスパッタ率はアルミニウム
の設定層厚が温度上昇中に析出されるように相互に調整
する必要がある。この方法により上述の欠点（スパイキ
ング、脱湿）は回避される。
避に関して極めて有効である。本発明により開発された
プロセスに対しては装置に関してはスパッタ析出中基板
温度を制御できるようにすることが必要である。本発明
方法では加熱期間中にスパッタ析出が行われる。析出は
室温で始めるか又はそのときの基板温度で始め、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金のリフロー作用を生じさせ
るのに十分高い温度で終了する。従って温度上昇中にス
パッタが行われる。加熱率とスパッタ率はアルミニウム
の設定層厚が温度上昇中に析出されるように相互に調整
する必要がある。この方法により上述の欠点（スパイキ
ング、脱湿）は回避される。
【００１０】第１にこの析出での全温度負荷は、まず予
め加熱し次いで熱スパッタを行うプロセスに比べて少な
い。温度負荷が少ないことによりスパイキングは阻止さ
れる。第２にスパッタ工程の初めに室温で、即ちアルミ
ニウムの比較的に僅かな表面移動で析出することであ
る。このようにしてコンタクトホール／バイアホールの
表面の安定した芽晶及び湿潤が達成され、また脱湿作用
が阻止される。
め加熱し次いで熱スパッタを行うプロセスに比べて少な
い。温度負荷が少ないことによりスパイキングは阻止さ
れる。第２にスパッタ工程の初めに室温で、即ちアルミ
ニウムの比較的に僅かな表面移動で析出することであ
る。このようにしてコンタクトホール／バイアホールの
表面の安定した芽晶及び湿潤が達成され、また脱湿作用
が阻止される。
【００１１】テストとしてコンタクトホールが基板上に
まで達している酸化物被覆を有するシリコンウェハ（６
インチ）が使用された。また特別な芽晶層を必要とせ
ず、スパッタ析出を直接酸化物表面上で行うことができ
るようにした。また平滑化アルミニウム析出の前にウェ
ハを特別に洗浄すること（例えばスパッタエッチング、
ＨＦ蒸気洗浄等）も行わなかった。テストはバルツェル
ス（Ｂａｌｚｅｒｓ）社のスパッタ装置ＣＬＣ９０００
で５０ｓｃｃｍの流量の背面ガス（アルゴン）による基
板の加熱及び円盤状のターゲットでのマグネトロン・カ
ソードスパッタのもとで行われた。
まで達している酸化物被覆を有するシリコンウェハ（６
インチ）が使用された。また特別な芽晶層を必要とせ
ず、スパッタ析出を直接酸化物表面上で行うことができ
るようにした。また平滑化アルミニウム析出の前にウェ
ハを特別に洗浄すること（例えばスパッタエッチング、
ＨＦ蒸気洗浄等）も行わなかった。テストはバルツェル
ス（Ｂａｌｚｅｒｓ）社のスパッタ装置ＣＬＣ９０００
で５０ｓｃｃｍの流量の背面ガス（アルゴン）による基
板の加熱及び円盤状のターゲットでのマグネトロン・カ
ソードスパッタのもとで行われた。
【００１２】典型的なプロセスパラメータを以下に例示
する。 スパッタ電力：２−１０ｋＷ スパッタ圧力：０．５〜５・１０-3ｍバール スパッタ工程の開始時の温度：室温 スパッタ工程の終了時のウェハ温度：４００〜５５０℃ 処理時間：４０〜２００秒
する。 スパッタ電力：２−１０ｋＷ スパッタ圧力：０．５〜５・１０-3ｍバール スパッタ工程の開始時の温度：室温 スパッタ工程の終了時のウェハ温度：４００〜５５０℃ 処理時間：４０〜２００秒
Claims (2)
- 【請求項１】 集積回路の製造時にアルミニウム含有層
のリフローのために十分高い基板温度を使用してこの層
を平滑化スパッタ析出する方法において、基板温度を室
温からリフロー温度にまで高める基板の加熱期間中にス
パッタ析出を行うことを特徴とする集積回路のアルミニ
ウム含有層の平滑化スパッタ析出方法。 - 【請求項２】 加熱期間中に設定層厚に達するように基
板の加熱率及びスパッタ率を相互に調整することを特徴
とする請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4433326A DE4433326A1 (de) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Verfahren zur planarisierenden Sputterabscheidung einer aluminiumhaltigen Schicht bei der Herstellung integrierter Schaltungen |
| DE4433326.9 | 1994-09-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897148A true JPH0897148A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=6528580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7264748A Pending JPH0897148A (ja) | 1994-09-19 | 1995-09-19 | 集積回路のアルミニウム含有層の平滑化スパッタ析出方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0706205A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0897148A (ja) |
| KR (1) | KR960012306A (ja) |
| DE (1) | DE4433326A1 (ja) |
| TW (1) | TW276351B (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5658828A (en) * | 1989-11-30 | 1997-08-19 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method for forming an aluminum contact through an insulating layer |
| KR920010620A (ko) * | 1990-11-30 | 1992-06-26 | 원본미기재 | 다층 상호접속선을 위한 알루미늄 적층 접점/통로 형성방법 |
| JPH04363024A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-12-15 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH07109030B2 (ja) * | 1991-02-12 | 1995-11-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体ウェーハ上にアルミニウム層をスパッタする方法 |
| EP0594300B1 (en) * | 1992-09-22 | 1998-07-29 | STMicroelectronics, Inc. | Method for forming a metal contact |
-
1994
- 1994-09-19 DE DE4433326A patent/DE4433326A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-08-11 TW TW084108373A patent/TW276351B/zh not_active IP Right Cessation
- 1995-09-18 EP EP95114656A patent/EP0706205A3/de not_active Withdrawn
- 1995-09-19 KR KR1019950030579A patent/KR960012306A/ko not_active Ceased
- 1995-09-19 JP JP7264748A patent/JPH0897148A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4433326A1 (de) | 1996-03-21 |
| EP0706205A2 (de) | 1996-04-10 |
| EP0706205A3 (de) | 1997-10-22 |
| KR960012306A (ko) | 1996-04-20 |
| TW276351B (ja) | 1996-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040819 |