JPH0936112A - Al配線の形成方法 - Google Patents
Al配線の形成方法Info
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- JPH0936112A JPH0936112A JP18742395A JP18742395A JPH0936112A JP H0936112 A JPH0936112 A JP H0936112A JP 18742395 A JP18742395 A JP 18742395A JP 18742395 A JP18742395 A JP 18742395A JP H0936112 A JPH0936112 A JP H0936112A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 貫通孔の埋め込みを良好にすることができか
つAl配線層の表面に生じる凹凸の大きさを従来より小
さくできるAl配線の形成方法を提供する。 【構成】 まず、下地11上の絶縁膜13に、貫通孔13a が
形成済みの試料を用意する。次に、貫通孔13a を含む絶
縁膜13上に、Ti膜15を形成する。次に、試料の下側か
ら、200 ℃程度に加熱したArガスを吹きつけながら、
貫通孔13a を含む、Ti膜15が設けられた絶縁膜13上
に、目的とする膜厚に対して20%〜40%程度の膜厚とな
るまでAlを堆積し、低温Al膜17a を形成する。次
に、低温Al膜17a 上に、400 ℃程度に加熱したArガ
スを試料の下側から吹きつけながら、目的とする膜厚の
20%〜40%程度の膜厚になるまで、Al膜を堆積してい
き、中温Al膜17b を形成する。次に、中温Al膜17b
上に、500 ℃程度に加熱したArガスを試料の下側から
吹きつけながら、目的とする膜厚に達するまで、30〜50
秒間でAlを堆積し、高温Al膜17c を形成する。そし
て、低温Al膜17a 、中温Al膜17b 、高温Al膜17c
を合わせた膜をAl配線17とする。
つAl配線層の表面に生じる凹凸の大きさを従来より小
さくできるAl配線の形成方法を提供する。 【構成】 まず、下地11上の絶縁膜13に、貫通孔13a が
形成済みの試料を用意する。次に、貫通孔13a を含む絶
縁膜13上に、Ti膜15を形成する。次に、試料の下側か
ら、200 ℃程度に加熱したArガスを吹きつけながら、
貫通孔13a を含む、Ti膜15が設けられた絶縁膜13上
に、目的とする膜厚に対して20%〜40%程度の膜厚とな
るまでAlを堆積し、低温Al膜17a を形成する。次
に、低温Al膜17a 上に、400 ℃程度に加熱したArガ
スを試料の下側から吹きつけながら、目的とする膜厚の
20%〜40%程度の膜厚になるまで、Al膜を堆積してい
き、中温Al膜17b を形成する。次に、中温Al膜17b
上に、500 ℃程度に加熱したArガスを試料の下側から
吹きつけながら、目的とする膜厚に達するまで、30〜50
秒間でAlを堆積し、高温Al膜17c を形成する。そし
て、低温Al膜17a 、中温Al膜17b 、高温Al膜17c
を合わせた膜をAl配線17とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、多層配線構造を有し
た半導体素子の製造等に用いるAl配線の形成方法に関
するものである。
た半導体素子の製造等に用いるAl配線の形成方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子では、多層配線が多用され
る。そのため、半導体素子の製造に当たっては、上層配
線を形成する予定の下地上に該下地との接続に用いられ
る貫通孔を有した絶縁膜を形成し、次にこの貫通孔内お
よびこの絶縁膜の所定部分上にAl配線を形成するとい
う工程が多々実施される。その場合の一方法として以下
に説明する方法がある。貫通孔を有した絶縁膜までの形
成が済んだ試料上に高融点金属の薄膜を形成する。次に
試料の温度を200℃程度に保持しながらスパッタ法に
より目的とする膜厚(Al配線の最終的な膜厚)の30
〜40%の膜厚までAl膜を形成する。次に、試料の温
度を500℃程度に保持しながらスパッタ法により累積
膜厚が目的とする膜厚になるまでAl膜を形成し、Al
配線を得る。ここで、高融点金属膜はAlの絶縁膜に対
するぬれ性を確保するため使用される。また、試料温度
を当初200℃程度と低温にしているのは、試料温度が
高いと試料に付着しようとするAlが粒状にはじかれて
しまって貫通孔内のAlの被覆性が悪化するので、これ
を防止するためである。また、試料温度を途中から50
0℃程度と高温にしているのは、こうするとAlが成膜
中流動して貫通孔内を埋めるようになるので、貫通孔内
でも十分な膜厚をもつAl配線が形成できるからであっ
た。
る。そのため、半導体素子の製造に当たっては、上層配
線を形成する予定の下地上に該下地との接続に用いられ
る貫通孔を有した絶縁膜を形成し、次にこの貫通孔内お
よびこの絶縁膜の所定部分上にAl配線を形成するとい
う工程が多々実施される。その場合の一方法として以下
に説明する方法がある。貫通孔を有した絶縁膜までの形
成が済んだ試料上に高融点金属の薄膜を形成する。次に
試料の温度を200℃程度に保持しながらスパッタ法に
より目的とする膜厚(Al配線の最終的な膜厚)の30
〜40%の膜厚までAl膜を形成する。次に、試料の温
度を500℃程度に保持しながらスパッタ法により累積
膜厚が目的とする膜厚になるまでAl膜を形成し、Al
配線を得る。ここで、高融点金属膜はAlの絶縁膜に対
するぬれ性を確保するため使用される。また、試料温度
を当初200℃程度と低温にしているのは、試料温度が
高いと試料に付着しようとするAlが粒状にはじかれて
しまって貫通孔内のAlの被覆性が悪化するので、これ
を防止するためである。また、試料温度を途中から50
0℃程度と高温にしているのは、こうするとAlが成膜
中流動して貫通孔内を埋めるようになるので、貫通孔内
でも十分な膜厚をもつAl配線が形成できるからであっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スパッ
タ法を用いかつ成膜中の温度条件を2段階に変えてAl
膜(Alを主とする材料の膜の場合も含む)を形成する
従来のAl配線の形成方法では、以下に説明するような
問題点があった。すなわち、低温の温度条件によりAl
膜の形成が済んだ試料(中間体)においては、確かに貫
通孔内でのAl膜の被覆性は確保されるのであるが、貫
通孔の入口付近に形成されたAl膜部分の膜厚の方が貫
通孔の底部に形成されたAl膜部分の膜厚よりも厚くな
るため、貫通孔の入口付近の孔径が底部に比べ狭められ
てしまう。すなわち、貫通孔の入口付近にAl膜がひさ
し状に形成されてしまう。したがって、その後に高温の
温度条件でなされる第2段階のAl膜の形成工程では、
貫通孔の入口付近にひさし状のAl膜部分を貫通孔内に
流動させ得る点を考慮して成膜を行う必要があることか
ら、高温に保持される時間がどうしても長くなってしま
う。高温の温度条件での成膜時間が長くなると、Alの
グレイン成長が過度に進行してしまうので、形成された
Al配線は表面凹凸が大きなものとなってしまう。形成
されたAl配線が表面凹凸の大きなものであると、例え
ば、後にリソグラフィ工程において、マスク合わせ用の
位置決めマークの識別が困難になる等の不具合が生じ
る。貫通孔内を所望通りに埋め込みでき、かつ、表面の
平坦性が良好なAl配線を形成できる方法が望まれる。
タ法を用いかつ成膜中の温度条件を2段階に変えてAl
膜(Alを主とする材料の膜の場合も含む)を形成する
従来のAl配線の形成方法では、以下に説明するような
問題点があった。すなわち、低温の温度条件によりAl
膜の形成が済んだ試料(中間体)においては、確かに貫
通孔内でのAl膜の被覆性は確保されるのであるが、貫
通孔の入口付近に形成されたAl膜部分の膜厚の方が貫
通孔の底部に形成されたAl膜部分の膜厚よりも厚くな
るため、貫通孔の入口付近の孔径が底部に比べ狭められ
てしまう。すなわち、貫通孔の入口付近にAl膜がひさ
し状に形成されてしまう。したがって、その後に高温の
温度条件でなされる第2段階のAl膜の形成工程では、
貫通孔の入口付近にひさし状のAl膜部分を貫通孔内に
流動させ得る点を考慮して成膜を行う必要があることか
ら、高温に保持される時間がどうしても長くなってしま
う。高温の温度条件での成膜時間が長くなると、Alの
グレイン成長が過度に進行してしまうので、形成された
Al配線は表面凹凸が大きなものとなってしまう。形成
されたAl配線が表面凹凸の大きなものであると、例え
ば、後にリソグラフィ工程において、マスク合わせ用の
位置決めマークの識別が困難になる等の不具合が生じ
る。貫通孔内を所望通りに埋め込みでき、かつ、表面の
平坦性が良好なAl配線を形成できる方法が望まれる。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明によれ
ば、下地との接続に用いられる貫通孔を有した絶縁膜の
貫通孔内および絶縁膜上に、AlまたはAlを主とする
材料からなる配線(以下、これらを総括してAl配線と
称することがある。)を形成するにあたり、以下の第1
〜第3の各方法を主張する。
ば、下地との接続に用いられる貫通孔を有した絶縁膜の
貫通孔内および絶縁膜上に、AlまたはAlを主とする
材料からなる配線(以下、これらを総括してAl配線と
称することがある。)を形成するにあたり、以下の第1
〜第3の各方法を主張する。
【0005】1.第1のAl配線の形成方法 貫通孔内での材料の被覆性が確保される低温の温度条
件でかつ目的とする膜厚より薄い膜厚に、Alまたは上
述した材料の膜を形成する。ここでいう低温の温度条件
における温度範囲は、貫通孔の部分で、段切れを起こさ
ずに被覆性が確保される程度に膜形成が行えるような温
度条件とする。この条件は、形成する膜が直接触れる下
層膜(例えば絶縁膜や、Alのぬれ性を良好にするため
に絶縁膜上に設けた例えば高融点金属の膜)の材料にも
左右されるが、例えばTi(チタン)膜で覆われた貫通
孔内および絶縁膜上にAl膜を形成する場合は、200
℃程度とできる。
件でかつ目的とする膜厚より薄い膜厚に、Alまたは上
述した材料の膜を形成する。ここでいう低温の温度条件
における温度範囲は、貫通孔の部分で、段切れを起こさ
ずに被覆性が確保される程度に膜形成が行えるような温
度条件とする。この条件は、形成する膜が直接触れる下
層膜(例えば絶縁膜や、Alのぬれ性を良好にするため
に絶縁膜上に設けた例えば高融点金属の膜)の材料にも
左右されるが、例えばTi(チタン)膜で覆われた貫通
孔内および絶縁膜上にAl膜を形成する場合は、200
℃程度とできる。
【0006】低温の温度条件による膜形成後に、この
形成した膜上に、低温の温度条件よりは高い温度条件で
あって、上述の材料の粒子の流動が生じ得る程度の中温
の温度条件でかつ累積膜厚が目的とする膜厚に達しない
膜厚に上述の材料の膜を形成する。ここでいう中温は、
膜形成後の貫通孔の上部の開口部分が広がる程度に、配
線材料の粒子の流動が生じ得るくらいの温度にすれば良
い。また、Alのグレイン成長が生じないように、Al
の融点よりも十分に低い温度である必要がある。このた
め、中温の温度条件は、400〜450℃程度の温度範
囲に設定すれば良い。また、ここでいう累積膜厚は、低
温で形成した膜と中温で形成した膜とを合わせた膜厚で
ある。
形成した膜上に、低温の温度条件よりは高い温度条件で
あって、上述の材料の粒子の流動が生じ得る程度の中温
の温度条件でかつ累積膜厚が目的とする膜厚に達しない
膜厚に上述の材料の膜を形成する。ここでいう中温は、
膜形成後の貫通孔の上部の開口部分が広がる程度に、配
線材料の粒子の流動が生じ得るくらいの温度にすれば良
い。また、Alのグレイン成長が生じないように、Al
の融点よりも十分に低い温度である必要がある。このた
め、中温の温度条件は、400〜450℃程度の温度範
囲に設定すれば良い。また、ここでいう累積膜厚は、低
温で形成した膜と中温で形成した膜とを合わせた膜厚で
ある。
【0007】中温の温度条件による膜形成後に、この
膜上に、中温の温度条件よりは高い温度条件であってA
l配線材料の融点よりは低い高温の温度条件でかつ累積
膜厚が目的とする膜厚に達するまで配線材料の膜を形成
して配線を得る。ここでいう高温の温度条件は、Alを
液状に近い状態になるようにして貫通孔の埋め込みを可
能にする温度である。よって、中温より高い温度が必要
であるが、融点に達してしまうとAlのグレイン成長が
進行するため、融点よりは低い温度にする。このため、
500℃程度とするのが良い。
膜上に、中温の温度条件よりは高い温度条件であってA
l配線材料の融点よりは低い高温の温度条件でかつ累積
膜厚が目的とする膜厚に達するまで配線材料の膜を形成
して配線を得る。ここでいう高温の温度条件は、Alを
液状に近い状態になるようにして貫通孔の埋め込みを可
能にする温度である。よって、中温より高い温度が必要
であるが、融点に達してしまうとAlのグレイン成長が
進行するため、融点よりは低い温度にする。このため、
500℃程度とするのが良い。
【0008】2.第2のAl配線の形成方法 第1の方法と同様に、低温の温度条件でかつ目的とす
る膜厚より薄い膜厚に配線材料の膜を形成する。
る膜厚より薄い膜厚に配線材料の膜を形成する。
【0009】低温の温度条件により膜を形成した試料
に対し、上述の中温の温度条件で加熱処理をする。この
場合、スパッタリング法による膜を形成するのではな
く、低温で形成した膜の配線材料の粒子を流動させて貫
通孔の上部の開口部分を被覆する膜が流動して開口部分
が大きく広がるようにする。このため、このときの温度
設定は、上述した第1方法における中温の温度設定条件
よりも多少温度を高めにしなければいけない場合も考慮
に入れ、好適な温度は400〜480℃程度であると考
えられる。
に対し、上述の中温の温度条件で加熱処理をする。この
場合、スパッタリング法による膜を形成するのではな
く、低温で形成した膜の配線材料の粒子を流動させて貫
通孔の上部の開口部分を被覆する膜が流動して開口部分
が大きく広がるようにする。このため、このときの温度
設定は、上述した第1方法における中温の温度設定条件
よりも多少温度を高めにしなければいけない場合も考慮
に入れ、好適な温度は400〜480℃程度であると考
えられる。
【0010】加熱処理の済んだ試料の、形成した配線
材料の膜上に、高温の温度条件で、累積膜厚が目的とす
る膜厚(Al配線として最終的に得たい膜厚)に達する
まで配線材料の膜を形成する。このときの温度条件は上
記第1の方法と同様とできる。
材料の膜上に、高温の温度条件で、累積膜厚が目的とす
る膜厚(Al配線として最終的に得たい膜厚)に達する
まで配線材料の膜を形成する。このときの温度条件は上
記第1の方法と同様とできる。
【0011】3.第3のAl配線の形成方法 第1および第2の方法と同様に低温の温度条件でかつ
目的とする膜厚より薄い膜厚に配線材料の膜を形成す
る。
目的とする膜厚より薄い膜厚に配線材料の膜を形成す
る。
【0012】低温の温度条件による膜形成後に形成し
た膜上に、中温の温度条件でかつ累積膜厚が目的とする
膜厚に達するまで配線材料の膜を形成する。このときの
温度条件の範囲は第1の方法と同様に400〜450℃
程度とするのがよい。
た膜上に、中温の温度条件でかつ累積膜厚が目的とする
膜厚に達するまで配線材料の膜を形成する。このときの
温度条件の範囲は第1の方法と同様に400〜450℃
程度とするのがよい。
【0013】中温の温度条件により膜を形成した試料
に対し、高温の温度条件で加熱処理をして配線を得る。
に対し、高温の温度条件で加熱処理をして配線を得る。
【0014】なお、上述の第1〜第3の各方法におい
て、各温度条件で膜形成および加熱処理を行うにあた
り、加熱の手段は種々のものとすることができる。例え
ば加熱したAr(アルゴン)ガスを試料に当てて試料を
加熱するガス加熱法、あるいはランプにより試料を加熱
する方法は温度制御が容易であり、好適な例である。
て、各温度条件で膜形成および加熱処理を行うにあた
り、加熱の手段は種々のものとすることができる。例え
ば加熱したAr(アルゴン)ガスを試料に当てて試料を
加熱するガス加熱法、あるいはランプにより試料を加熱
する方法は温度制御が容易であり、好適な例である。
【0015】ここで、下地とは、Alの配線を形成した
い種々のものとできる。例えば半導体基板や下層配線の
形成が済んだ半導体基板は下地の典型例として挙げられ
る。また、Alを主とする材料とは、CuやSi等を数
%含んだAl合金等、例えばAl−Si0.01、Al−S
i0.01−Cu0.005 等が挙げられる。
い種々のものとできる。例えば半導体基板や下層配線の
形成が済んだ半導体基板は下地の典型例として挙げられ
る。また、Alを主とする材料とは、CuやSi等を数
%含んだAl合金等、例えばAl−Si0.01、Al−S
i0.01−Cu0.005 等が挙げられる。
【0016】
【作用】上述したこの発明の第1および第2のAl配線
の形成方法によれば、下地との接続に用いられる貫通孔
を有した絶縁膜の貫通孔内および絶縁膜上に、Al配線
を、スパッタ法により形成するAl配線の形成方法にお
いて、まず、貫通孔内での配線材料の被覆性が確保され
る低温の温度条件で目的の膜厚よりも薄い膜厚に、この
配線材料の膜を形成している。低温の温度条件で膜を形
成すると、貫通孔の底部や側面を覆う膜の膜厚は薄い
が、それに対して上部の開口部付近を覆う膜厚は厚く、
開口部が狭くなっている。このため、この後に、それぞ
れ次のような処理をする。第1の方法では低温で形成し
た膜上に、低温の温度条件よりは高い温度条件であっ
て、上述の材料の粒子の流動が生じ得る程度の中温の温
度条件で、累積膜厚が目的とする膜厚に達しない膜厚に
配線材料の膜を形成する。そして、第2の方法では、低
温で配線材料の膜を形成した後の試料に前述の中温で加
熱処理をして、低温で形成した膜の粒子の流動を生じさ
せる。この結果、貫通孔を被覆するAl膜の貫通孔の開
口部付近は大きく広がるような形になる。このため、そ
の後の高温の温度条件で膜を形成する時間を従来よりも
短く、すなわちAlグレインの過度な成長が生じてしま
うよりも短い時間でAl膜の形成を終了することができ
る。
の形成方法によれば、下地との接続に用いられる貫通孔
を有した絶縁膜の貫通孔内および絶縁膜上に、Al配線
を、スパッタ法により形成するAl配線の形成方法にお
いて、まず、貫通孔内での配線材料の被覆性が確保され
る低温の温度条件で目的の膜厚よりも薄い膜厚に、この
配線材料の膜を形成している。低温の温度条件で膜を形
成すると、貫通孔の底部や側面を覆う膜の膜厚は薄い
が、それに対して上部の開口部付近を覆う膜厚は厚く、
開口部が狭くなっている。このため、この後に、それぞ
れ次のような処理をする。第1の方法では低温で形成し
た膜上に、低温の温度条件よりは高い温度条件であっ
て、上述の材料の粒子の流動が生じ得る程度の中温の温
度条件で、累積膜厚が目的とする膜厚に達しない膜厚に
配線材料の膜を形成する。そして、第2の方法では、低
温で配線材料の膜を形成した後の試料に前述の中温で加
熱処理をして、低温で形成した膜の粒子の流動を生じさ
せる。この結果、貫通孔を被覆するAl膜の貫通孔の開
口部付近は大きく広がるような形になる。このため、そ
の後の高温の温度条件で膜を形成する時間を従来よりも
短く、すなわちAlグレインの過度な成長が生じてしま
うよりも短い時間でAl膜の形成を終了することができ
る。
【0017】また、第3の方法では低温の温度条件であ
って目的とする膜厚より薄い膜厚に配線材料の膜を形成
した後、中温の温度条件でかつ累積膜厚が目的とする膜
厚に達するまで配線材料の膜を形成しておく。その後、
高温の温度条件で加熱処理をして、中温で形成した膜を
液状に近い状態にさせることにより貫通孔の埋め込みを
完全に行い、Al配線を形成する。このように、中温で
目的の膜厚まで配線膜の形成をしてしまうため、高温で
膜形成をする従来の方法に比べて過度なグレイン成長が
進行することがほとんどなくなる。
って目的とする膜厚より薄い膜厚に配線材料の膜を形成
した後、中温の温度条件でかつ累積膜厚が目的とする膜
厚に達するまで配線材料の膜を形成しておく。その後、
高温の温度条件で加熱処理をして、中温で形成した膜を
液状に近い状態にさせることにより貫通孔の埋め込みを
完全に行い、Al配線を形成する。このように、中温で
目的の膜厚まで配線膜の形成をしてしまうため、高温で
膜形成をする従来の方法に比べて過度なグレイン成長が
進行することがほとんどなくなる。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例に
つき説明をする。各図は、発明が理解できる程度に各構
成成分の大きさ、形状および配置関係等を概略的に示し
てあるにすぎず、したがって図示例にのみ限るものでは
ないことは明らかである。また、各図において同一の構
成成分には同じの符号を付して示してあり、断面を表す
ハッチング等は一部分を除き省略してある。なお、第一
〜第三実施例はすべて、Al配線の材料としてAlを用
いた例であり、実施例において、低温で形成したAl膜
を低温Al膜、中温で形成したAl膜を中温Al膜、高
温で形成したAl膜を高温Al膜と称している。
つき説明をする。各図は、発明が理解できる程度に各構
成成分の大きさ、形状および配置関係等を概略的に示し
てあるにすぎず、したがって図示例にのみ限るものでは
ないことは明らかである。また、各図において同一の構
成成分には同じの符号を付して示してあり、断面を表す
ハッチング等は一部分を除き省略してある。なお、第一
〜第三実施例はすべて、Al配線の材料としてAlを用
いた例であり、実施例において、低温で形成したAl膜
を低温Al膜、中温で形成したAl膜を中温Al膜、高
温で形成したAl膜を高温Al膜と称している。
【0019】<第一実施例>図1の(A)〜(D)は、
この発明のAl配線の形成方法の第一実施例の説明に供
する概略的な工程図であり、実施例の形成工程中の主な
工程での試料の様子を、貫通孔を含む部分の断面図で示
している。第一実施例では、第1のAl配線の形成方法
について工程順に説明する。
この発明のAl配線の形成方法の第一実施例の説明に供
する概略的な工程図であり、実施例の形成工程中の主な
工程での試料の様子を、貫通孔を含む部分の断面図で示
している。第一実施例では、第1のAl配線の形成方法
について工程順に説明する。
【0020】まず、下地11上に、SiO2 等からなる
絶縁膜13を形成し、次いでこの絶縁膜の所望位置に下
地との接続に用いられる貫通孔13aを形成する。この
ようにして下地11と、貫通孔13aを有した絶縁膜1
3とで形成された試料を用意する。そして、この試料
の、貫通孔13aを含む絶縁膜13上にTi膜15を設
ける(図1の(A))。このTi膜15は、後工程で設
けるAl配線のぬれ性(密着性)を良好にするために設
けるものであり、TiN膜等とすることもできる。
絶縁膜13を形成し、次いでこの絶縁膜の所望位置に下
地との接続に用いられる貫通孔13aを形成する。この
ようにして下地11と、貫通孔13aを有した絶縁膜1
3とで形成された試料を用意する。そして、この試料
の、貫通孔13aを含む絶縁膜13上にTi膜15を設
ける(図1の(A))。このTi膜15は、後工程で設
けるAl配線のぬれ性(密着性)を良好にするために設
けるものであり、TiN膜等とすることもできる。
【0021】次に、試料の下側から、Alの被覆性が確
保される程度の低温として、200℃程度に加熱したA
rガスを吹きつけながら、目的とする膜厚(Al配線と
して最終的に得たい膜厚)に対して20%〜40%程度
の膜厚となるまでAlを堆積していき、低温Al膜17
aを形成する(図1の(B))。このとき、貫通孔13
aを覆う低温Al膜17aは、貫通孔13aの開口部付
近で厚く覆われるために、開口部が狭くなっている。以
下、この貫通孔13aを覆う低温Al膜17aの断面形
状をオーバーハング状と称する。
保される程度の低温として、200℃程度に加熱したA
rガスを吹きつけながら、目的とする膜厚(Al配線と
して最終的に得たい膜厚)に対して20%〜40%程度
の膜厚となるまでAlを堆積していき、低温Al膜17
aを形成する(図1の(B))。このとき、貫通孔13
aを覆う低温Al膜17aは、貫通孔13aの開口部付
近で厚く覆われるために、開口部が狭くなっている。以
下、この貫通孔13aを覆う低温Al膜17aの断面形
状をオーバーハング状と称する。
【0022】次に、低温Al膜17a上に、低温の温度
条件よりは高い温度条件であってAlの粒子の流動が生
じ得る程度の中温の温度として400℃程度に加熱した
Arガスを試料の下側から吹きつけながら、目的とする
膜厚の20〜40%程度の膜厚になるまで、さらにAl
を堆積していき、中温Al膜17bを形成する。このと
き、低温Al膜17aの膜厚と中温Al膜17bの膜厚
とを合わせた膜厚である累積膜厚が、目的とする膜厚に
達しない膜厚となるようにする。この実施例では、累積
膜厚は、目的とする膜厚(Al配線として最終的に得た
い膜厚)の40〜80%となる。中温Al膜17b形成
後の、貫通孔13aを覆う中温Al膜17bは、Al粒
子の流動が起こるために貫通孔13aの開口部が広がっ
ている(図1の(C))。以下、貫通孔13aを覆う中
温Al膜17bのような断面形状をフロー形状という。
条件よりは高い温度条件であってAlの粒子の流動が生
じ得る程度の中温の温度として400℃程度に加熱した
Arガスを試料の下側から吹きつけながら、目的とする
膜厚の20〜40%程度の膜厚になるまで、さらにAl
を堆積していき、中温Al膜17bを形成する。このと
き、低温Al膜17aの膜厚と中温Al膜17bの膜厚
とを合わせた膜厚である累積膜厚が、目的とする膜厚に
達しない膜厚となるようにする。この実施例では、累積
膜厚は、目的とする膜厚(Al配線として最終的に得た
い膜厚)の40〜80%となる。中温Al膜17b形成
後の、貫通孔13aを覆う中温Al膜17bは、Al粒
子の流動が起こるために貫通孔13aの開口部が広がっ
ている(図1の(C))。以下、貫通孔13aを覆う中
温Al膜17bのような断面形状をフロー形状という。
【0023】次に、中温Al膜17b上に、500℃程
度に加熱したArガスを試料の下側から吹きつけなが
ら、目的とする膜厚に達するまで、30〜50秒間でA
lを堆積していくき、高温Al膜17cを形成する。そ
して、低温Al膜17a、中温Al膜17b、および高
温Al膜17cを合わせてAl配線17とする(図1の
(D))。このように、貫通孔13aを覆う中温Al膜
17bの断面形状がフロー形状であるために、高温Al
膜17cを形成する時間が従来よりも少ない30〜50
秒間で済む。このため、Alグレインの過度な成長を抑
え、表面に凹凸の少ないAl配線17を形成することが
できる。
度に加熱したArガスを試料の下側から吹きつけなが
ら、目的とする膜厚に達するまで、30〜50秒間でA
lを堆積していくき、高温Al膜17cを形成する。そ
して、低温Al膜17a、中温Al膜17b、および高
温Al膜17cを合わせてAl配線17とする(図1の
(D))。このように、貫通孔13aを覆う中温Al膜
17bの断面形状がフロー形状であるために、高温Al
膜17cを形成する時間が従来よりも少ない30〜50
秒間で済む。このため、Alグレインの過度な成長を抑
え、表面に凹凸の少ないAl配線17を形成することが
できる。
【0024】なお、Ti膜15の形成とその後のAl配
線の形成は、酸化防止のため、真空中で連続して行うこ
とが望ましい。例えば、すべて同じ装置で連続して形成
できるマルチチャンバー等の装置を用いると、形成が容
易である。
線の形成は、酸化防止のため、真空中で連続して行うこ
とが望ましい。例えば、すべて同じ装置で連続して形成
できるマルチチャンバー等の装置を用いると、形成が容
易である。
【0025】<第二実施例>図2の(A)〜(D)は、
この発明のAl配線の形成方法の第二実施例の説明に供
する概略的な工程図であり、図1に倣って示している。
第二実施例では、第2のAl配線の形成方法について工
程順に説明する。
この発明のAl配線の形成方法の第二実施例の説明に供
する概略的な工程図であり、図1に倣って示している。
第二実施例では、第2のAl配線の形成方法について工
程順に説明する。
【0026】まず、第一実施例と同様の手順で形成され
た、下地11と、貫通孔13aを有した絶縁膜13とで
構成された試料を用意する。そして、この試料の、貫通
孔13aを含む絶縁膜13上にTi膜15を設ける(図
2の(A))。
た、下地11と、貫通孔13aを有した絶縁膜13とで
構成された試料を用意する。そして、この試料の、貫通
孔13aを含む絶縁膜13上にTi膜15を設ける(図
2の(A))。
【0027】次に、試料の下側から、200℃程度に加
熱したArガスを吹きつけながら、目的とする膜厚(A
l配線として最終的に得たい膜厚)に対して20%〜6
0%程度の膜厚となるまで、Alを堆積していき、低温
Al膜27aを形成する(図2の(B))。このとき、
貫通孔13aを覆う低温Al膜27aの断面形状はオー
バーハング状となっている。
熱したArガスを吹きつけながら、目的とする膜厚(A
l配線として最終的に得たい膜厚)に対して20%〜6
0%程度の膜厚となるまで、Alを堆積していき、低温
Al膜27aを形成する(図2の(B))。このとき、
貫通孔13aを覆う低温Al膜27aの断面形状はオー
バーハング状となっている。
【0028】次に、低温Al膜27a形成後に、460
℃程度に加熱したArガスを試料の下側から30〜90
秒間吹きつけることにより、Alの粒子の流動を生じさ
せて貫通孔13aを覆う断面形状をフロー形状にし、こ
れを中温Al膜27bとする。(図2の(C))。
℃程度に加熱したArガスを試料の下側から30〜90
秒間吹きつけることにより、Alの粒子の流動を生じさ
せて貫通孔13aを覆う断面形状をフロー形状にし、こ
れを中温Al膜27bとする。(図2の(C))。
【0029】次に、中温Al膜27b上に、500℃程
度に加熱したArガスを試料の下側から吹きつけなが
ら、目的とする膜厚に達するまで、30〜50秒間でA
lを堆積し、高温Al膜27cを形成する。そして、中
温Al膜27bと高温Al膜27cとを合わせてAl配
線27とする(図2の(D))。
度に加熱したArガスを試料の下側から吹きつけなが
ら、目的とする膜厚に達するまで、30〜50秒間でA
lを堆積し、高温Al膜27cを形成する。そして、中
温Al膜27bと高温Al膜27cとを合わせてAl配
線27とする(図2の(D))。
【0030】その他については第一実施例と同様である
ため、詳細な説明を省略する。
ため、詳細な説明を省略する。
【0031】<第三実施例>図3の(A)〜(D)は、
この発明のAl配線の形成方法の第三実施例の説明に供
する概略的な工程図であり、図1および図2に倣って示
している。第三実施例では、第3のAl配線の形成方法
について工程順に説明する。
この発明のAl配線の形成方法の第三実施例の説明に供
する概略的な工程図であり、図1および図2に倣って示
している。第三実施例では、第3のAl配線の形成方法
について工程順に説明する。
【0032】まず、第一および第二実施例と同様の手順
で形成された、下地11と、貫通孔13aを有した絶縁
膜13とで構成された試料を用意する。そして、この試
料の、貫通孔13aを含む絶縁膜13上にTi膜15を
設ける(図3の(A))。
で形成された、下地11と、貫通孔13aを有した絶縁
膜13とで構成された試料を用意する。そして、この試
料の、貫通孔13aを含む絶縁膜13上にTi膜15を
設ける(図3の(A))。
【0033】次に、試料の下側から、200℃程度に加
熱したArガスを吹きつけながら、目的とする膜厚に対
して20%〜40%程度の膜厚に達するまで、Alを堆
積していき、低温Al膜37aを設ける(図3の
(B))。このとき、貫通孔13aを覆う低温Al膜3
7aの断面形状はオーバーハング状となっている。
熱したArガスを吹きつけながら、目的とする膜厚に対
して20%〜40%程度の膜厚に達するまで、Alを堆
積していき、低温Al膜37aを設ける(図3の
(B))。このとき、貫通孔13aを覆う低温Al膜3
7aの断面形状はオーバーハング状となっている。
【0034】次に、低温Al膜37a上に、400℃程
度に加熱したArガスを試料の下側から吹きつけなが
ら、目的とする膜厚に達するまで、30〜90秒間でA
lを堆積していき、中温Al膜37bを形成する。この
とき、貫通孔13aを覆う中温Al膜37bの断面形状
はフロー状であり、開口部が広くなっている(図3の
(C))。
度に加熱したArガスを試料の下側から吹きつけなが
ら、目的とする膜厚に達するまで、30〜90秒間でA
lを堆積していき、中温Al膜37bを形成する。この
とき、貫通孔13aを覆う中温Al膜37bの断面形状
はフロー状であり、開口部が広くなっている(図3の
(C))。
【0035】次に、中温Al膜37b形成後に、500
〜550℃程度に加熱したArガスを試料の下側から6
0〜120秒間吹きつけることにより、中温Al膜37
bを液状に近い状態にし、貫通孔13a内を埋め込みか
つ表面が平坦な高温Al膜37bを形成する。そして、
低温Al膜37aと高温Al膜37cとを合わせてAl
配線37とする(図3の(D))。
〜550℃程度に加熱したArガスを試料の下側から6
0〜120秒間吹きつけることにより、中温Al膜37
bを液状に近い状態にし、貫通孔13a内を埋め込みか
つ表面が平坦な高温Al膜37bを形成する。そして、
低温Al膜37aと高温Al膜37cとを合わせてAl
配線37とする(図3の(D))。
【0036】第三の方法の場合は中温Al膜を形成した
時点で目的とする膜厚に達しているため、その後高温で
加熱処理をしてもAlグレインの過度な成長はほとんど
生じることがない。したがって、Al配線の表面に凹凸
が生じる心配がない。
時点で目的とする膜厚に達しているため、その後高温で
加熱処理をしてもAlグレインの過度な成長はほとんど
生じることがない。したがって、Al配線の表面に凹凸
が生じる心配がない。
【0037】その他については第一および第二実施例と
同様であるため、詳細な説明を省略する。
同様であるため、詳細な説明を省略する。
【0038】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のAl配線の形成方法によれば、従来の低温−高
温の2段階に分けてAl配線膜の形成をする方法に対
し、間に中温で処理する工程を入れたために、Alグレ
インの過度な成長を抑えることが可能になり、したがっ
てAl配線の表面に生じる凹凸の大きさを従来に比べ小
さくできる。このため、Al配線上にさらに形成する絶
縁膜等のパターン形成が正確になり、高集積化や微細化
に対応したデバイスの製造をすることができる。
の発明のAl配線の形成方法によれば、従来の低温−高
温の2段階に分けてAl配線膜の形成をする方法に対
し、間に中温で処理する工程を入れたために、Alグレ
インの過度な成長を抑えることが可能になり、したがっ
てAl配線の表面に生じる凹凸の大きさを従来に比べ小
さくできる。このため、Al配線上にさらに形成する絶
縁膜等のパターン形成が正確になり、高集積化や微細化
に対応したデバイスの製造をすることができる。
【図1】(A)〜(D)は、第1の方法における実施例
の説明に供する、概略的な断面工程図である。
の説明に供する、概略的な断面工程図である。
【図2】(A)〜(D)は、第2の方法における実施例
の説明に供する、概略的な断面工程図である。
の説明に供する、概略的な断面工程図である。
【図3】(A)〜(D)は、第3の方法における実施例
の説明に供する、概略的な断面工程図である。
の説明に供する、概略的な断面工程図である。
11:下地 13:絶縁膜 13a:貫通孔 15:Ti膜 17、27、37:Al配線 17a、27a、37a:低温Al膜 17b、27b、37b:中温Al膜 17c、27c、37c:高温Al膜
Claims (3)
- 【請求項1】 下地との接続に用いられる貫通孔を有し
た絶縁膜の該貫通孔内および該絶縁膜上に、Alまたは
Alを主とする材料からなる配線を、スパッタ法により
形成するAl配線の形成方法において、 貫通孔内でのAlまたは前記材料の被覆性が確保される
低温の温度条件でかつ目的とする膜厚より薄い膜厚にA
lまたは前記材料の膜を形成し、 前記低温の温度条件による膜形成後に該形成した膜上
に、前記低温の温度条件よりは高い温度条件であってA
l粒子の流動が生じ得る程度の中温の温度条件でかつ累
積膜厚が前記目的とする膜厚に達しない膜厚にAlまた
は前記材料の膜を形成し、 該中温の温度条件による膜形成後に該形成した膜上に、
前記中温の温度条件よりは高い温度条件であってAlの
融点よりは低い高温の温度条件でかつ累積膜厚が前記目
的とする膜厚に達するまでAlまたは前記材料の膜を形
成して当該配線を得ることを特徴とするAl配線の形成
方法。 - 【請求項2】 下地との接続に用いられる貫通孔を有し
た絶縁膜の該貫通孔内および該絶縁膜上に、Alまたは
Alを主とする材料からなる配線を、スパッタ法により
形成するAl配線の形成方法において、 貫通孔内でのAlまたは前記材料の被覆性が確保される
低温の温度条件でかつ目的とする膜厚より薄い膜厚にA
lまたは前記材料の膜を形成し、 前記低温の温度条件により膜を形成した試料に対し、前
記低温の温度条件よりは高い温度条件であってAl粒子
の流動が生じ得る程度の中温の温度条件で加熱処理を
し、 該加熱処理の済んだ試料の前記形成した膜上に、前記中
温の温度条件よりは高い温度条件であってAlの融点よ
りは低い高温の温度条件でかつ累積膜厚が前記目的とす
る膜厚に達するまでAlまたは前記材料の膜を形成して
当該配線を得ることを特徴とするAl配線の形成方法。 - 【請求項3】 下地との接続に用いられる貫通孔を有し
た絶縁膜の該貫通孔内および該絶縁膜上に、Alまたは
Alを主とする材料からなる配線を、スパッタ法により
形成するAl配線の形成方法において、 貫通孔内でのAlまたは前記材料の被覆性が確保される
低温の温度条件でかつ目的とする膜厚より薄い膜厚にA
lまたは前記材料の膜を形成し、 前記低温の温度条件による膜形成後に該形成した膜上
に、前記低温の温度条件よりは高い温度条件であってA
l粒子の流動が生じ得る程度の中温の温度条件でかつ累
積膜厚が前記目的とする膜厚に達するまでAlまたは前
記材料の膜を形成し、 該中温の温度条件により膜を形成した試料に対し、前記
中温の温度条件よりは高い温度条件であってAlの融点
よりは低い高温の温度条件で加熱処理をして当該配線を
得ることを特徴とするAl配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18742395A JPH0936112A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Al配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18742395A JPH0936112A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Al配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936112A true JPH0936112A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16205796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18742395A Withdrawn JPH0936112A (ja) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Al配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936112A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347313A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2023531986A (ja) * | 2020-06-23 | 2023-07-26 | ディー-ウェイブ システムズ インコーポレイテッド | 超伝導集積回路を製造する方法 |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP18742395A patent/JPH0936112A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005347313A (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2023531986A (ja) * | 2020-06-23 | 2023-07-26 | ディー-ウェイブ システムズ インコーポレイテッド | 超伝導集積回路を製造する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |