JPH097950A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH097950A JPH097950A JP18095695A JP18095695A JPH097950A JP H097950 A JPH097950 A JP H097950A JP 18095695 A JP18095695 A JP 18095695A JP 18095695 A JP18095695 A JP 18095695A JP H097950 A JPH097950 A JP H097950A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応性スパッタ法においてターゲット自体や
反応室の内壁等から化合物膜が剥離するのを防止して、
高品質の半導体装置を高い歩留りで製造する。 【構成】 半導体ウェハ１１上にＴｉＮ膜を堆積させた
後、半導体ウェハ１１とＴｉターゲット１２との間に遮
蔽体１３で配置した状態で、Ａｒのみから成る雰囲気中
でスパッタリングを行う。これによって、ＴｉＮ膜以外
の膜を半導体ウェハ１１上に堆積させることなく、Ｔｉ
ターゲット１２に付着しているＴｉＮ膜１４を除去する
と共に、反応室の内壁等に付着していて密着性の劣るＴ
ｉＮ膜１４を密着性の優れたＴｉ膜で覆う。
反応室の内壁等から化合物膜が剥離するのを防止して、
高品質の半導体装置を高い歩留りで製造する。 【構成】 半導体ウェハ１１上にＴｉＮ膜を堆積させた
後、半導体ウェハ１１とＴｉターゲット１２との間に遮
蔽体１３で配置した状態で、Ａｒのみから成る雰囲気中
でスパッタリングを行う。これによって、ＴｉＮ膜以外
の膜を半導体ウェハ１１上に堆積させることなく、Ｔｉ
ターゲット１２に付着しているＴｉＮ膜１４を除去する
と共に、反応室の内壁等に付着していて密着性の劣るＴ
ｉＮ膜１４を密着性の優れたＴｉ膜で覆う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応性スパッタ法によ
って半導体ウェハ上に化合物膜を堆積させる半導体装置
の製造方法に関するものである。
って半導体ウェハ上に化合物膜を堆積させる半導体装置
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置では、ＳｉとＡｌ配線との間
の反応防止バリア膜や、Ａｌ配線をパターニングする際
のリソグラフィ工程における反射防止膜等として、Ｔｉ
Ｎ膜が用いられている。ＴｉＮ膜は反応性スパッタ法で
形成されることが多く、この反応性スパッタ法では、Ｎ
2 雰囲気またはＮ2 ＋Ａｒ雰囲気中でＴｉターゲットを
スパッタリングする。
の反応防止バリア膜や、Ａｌ配線をパターニングする際
のリソグラフィ工程における反射防止膜等として、Ｔｉ
Ｎ膜が用いられている。ＴｉＮ膜は反応性スパッタ法で
形成されることが多く、この反応性スパッタ法では、Ｎ
2 雰囲気またはＮ2 ＋Ａｒ雰囲気中でＴｉターゲットを
スパッタリングする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、反応性スパ
ッタ法によるＴｉＮ膜は、半導体ウェハ上に堆積するの
みならず、Ｔｉターゲット自体や反応室の内壁等にも付
着する。ところが、ＴｉＮ膜はＴｉ膜に比べて密着性が
劣っているので、ＴｉＮ膜はＴｉターゲットや反応室の
内壁等から剥離し易い。このため、従来は、剥離したＴ
ｉＮ膜が塵埃として半導体ウェハに付着して、半導体装
置の品質や歩留りを低下させていた。
ッタ法によるＴｉＮ膜は、半導体ウェハ上に堆積するの
みならず、Ｔｉターゲット自体や反応室の内壁等にも付
着する。ところが、ＴｉＮ膜はＴｉ膜に比べて密着性が
劣っているので、ＴｉＮ膜はＴｉターゲットや反応室の
内壁等から剥離し易い。このため、従来は、剥離したＴ
ｉＮ膜が塵埃として半導体ウェハに付着して、半導体装
置の品質や歩留りを低下させていた。
【０００４】これに対しては、反応室の内壁等を覆う遮
蔽体に凹凸を付して、ＴｉＮ膜の密着性を改善する試み
が行われてきた。しかし、この試みによっても、剥離に
至るまでのＴｉＮ膜の積算膜厚がある程度まで厚くなる
だけであり、根本的な解決にはならなかった。
蔽体に凹凸を付して、ＴｉＮ膜の密着性を改善する試み
が行われてきた。しかし、この試みによっても、剥離に
至るまでのＴｉＮ膜の積算膜厚がある程度まで厚くなる
だけであり、根本的な解決にはならなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の半導体装置の
製造方法は、反応性ガスを含む雰囲気中でターゲットを
スパッタリングして、前記ターゲットを形成している物
質と前記反応性ガスとの化合物膜を半導体ウェハ上に堆
積させる半導体装置の製造方法において、前記半導体ウ
ェハと前記ターゲットとの間に遮蔽体を配置した状態
で、不活性ガスのみから成る雰囲気中で前記ターゲット
をスパッタリングする工程を具備することを特徴として
いる。
製造方法は、反応性ガスを含む雰囲気中でターゲットを
スパッタリングして、前記ターゲットを形成している物
質と前記反応性ガスとの化合物膜を半導体ウェハ上に堆
積させる半導体装置の製造方法において、前記半導体ウ
ェハと前記ターゲットとの間に遮蔽体を配置した状態
で、不活性ガスのみから成る雰囲気中で前記ターゲット
をスパッタリングする工程を具備することを特徴として
いる。
【０００６】請求項２の半導体装置の製造方法は、請求
項１の半導体装置の製造方法において、前記遮蔽体を配
置した状態における前記スパッタリングを各枚葉の前記
半導体ウェハ毎に行うことを特徴としている。
項１の半導体装置の製造方法において、前記遮蔽体を配
置した状態における前記スパッタリングを各枚葉の前記
半導体ウェハ毎に行うことを特徴としている。
【０００７】請求項３の半導体装置の製造方法は、請求
項１の半導体装置の製造方法において、前記ターゲット
に付着した前記化合物膜が除去されるまで、前記遮蔽体
を配置した状態における前記スパッタリングを行うこと
を特徴としている。
項１の半導体装置の製造方法において、前記ターゲット
に付着した前記化合物膜が除去されるまで、前記遮蔽体
を配置した状態における前記スパッタリングを行うこと
を特徴としている。
【０００８】請求項４の半導体装置の製造方法は、請求
項１の半導体装置の製造方法において、前記ターゲット
を形成している物質がＴｉであり、前記反応性ガスがＮ
2 であり、前記不活性ガスがＡｒであることを特徴とし
ている。
項１の半導体装置の製造方法において、前記ターゲット
を形成している物質がＴｉであり、前記反応性ガスがＮ
2 であり、前記不活性ガスがＡｒであることを特徴とし
ている。
【０００９】
【作用】本発明による半導体装置の製造方法では、半導
体ウェハとターゲットとの間に遮蔽体を配置した状態
で、不活性ガスのみから成る雰囲気中でターゲットをス
パッタリングする工程を具備しているので、所望の化合
物膜以外の膜を半導体ウェハ上に堆積させることなく、
ターゲット自体に付着している化合物膜を除去し、且
つ、反応室の内壁等に付着していて密着性の劣る化合物
膜を、ターゲットを形成している物質のみから成ってい
て密着性の優れた膜で覆うことができる。
体ウェハとターゲットとの間に遮蔽体を配置した状態
で、不活性ガスのみから成る雰囲気中でターゲットをス
パッタリングする工程を具備しているので、所望の化合
物膜以外の膜を半導体ウェハ上に堆積させることなく、
ターゲット自体に付着している化合物膜を除去し、且
つ、反応室の内壁等に付着していて密着性の劣る化合物
膜を、ターゲットを形成している物質のみから成ってい
て密着性の優れた膜で覆うことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の第１及び第２実施例を、図１
を参照しながら説明する。第１実施例は、半導体ウェハ
上にＴｉＮ膜を堆積させる方法である。この第１実施例
では、図１に示す様に、半導体ウェハ１１及びＴｉター
ゲット１２を収容可能であるのみならず、開閉操作によ
って半導体ウェハ１１とＴｉターゲット１２とを対向さ
せること半導体ウェハ１１とＴｉターゲット１２との間
に遮蔽体１３を配置することとができる反応室を用い
る。
を参照しながら説明する。第１実施例は、半導体ウェハ
上にＴｉＮ膜を堆積させる方法である。この第１実施例
では、図１に示す様に、半導体ウェハ１１及びＴｉター
ゲット１２を収容可能であるのみならず、開閉操作によ
って半導体ウェハ１１とＴｉターゲット１２とを対向さ
せること半導体ウェハ１１とＴｉターゲット１２との間
に遮蔽体１３を配置することとができる反応室を用い
る。
【００１１】そして、図１（ａ）に示す様に、まず、下
記の条件の第１段階のスパッタリングで、１枚の半導体
ウェハ１１上にＴｉＮ膜（図示せず）を堆積させる。
記の条件の第１段階のスパッタリングで、１枚の半導体
ウェハ１１上にＴｉＮ膜（図示せず）を堆積させる。
【００１２】ＴｉＮ膜の堆積条件 遮蔽体 ： 開 ガス種 ： Ｎ2 １００％ ガス圧力 ： ８ｍｔｏｒｒ 直流電力 ： ６ｋＷ 加熱温度 ： １５０℃ 膜厚 ： １００ｎｍ
【００１３】次に、図１（ｂ）に示す様に、半導体ウェ
ハ１１及びＴｉターゲット１２を反応室内に残したま
ま、続けて下記の条件の第２段階のスパッタリングを行
う。なお、この第２段階のスパッタリングでは、半導体
ウェハ１１とＴｉターゲット１２との間に遮蔽体１３を
配置しているので半導体ウェハ１１上には新たな膜は堆
積せず、３００ｎｍという膜厚は、半導体ウェハ１１と
Ｔｉターゲット１２とを対向させておけば堆積するであ
ろう膜厚を示している。
ハ１１及びＴｉターゲット１２を反応室内に残したま
ま、続けて下記の条件の第２段階のスパッタリングを行
う。なお、この第２段階のスパッタリングでは、半導体
ウェハ１１とＴｉターゲット１２との間に遮蔽体１３を
配置しているので半導体ウェハ１１上には新たな膜は堆
積せず、３００ｎｍという膜厚は、半導体ウェハ１１と
Ｔｉターゲット１２とを対向させておけば堆積するであ
ろう膜厚を示している。
【００１４】Ｔｉターゲットのクリーニング等の条件 遮蔽体 ： 閉 ガス種 ： Ａｒ１００％ ガス圧力 ： ２ｍｔｏｒｒ 直流電力 ： ６ｋＷ 加熱温度 ： １５０℃ 膜厚 ： ３００ｎｍ
【００１５】上述の第１段階及び第２段階のスパッタリ
ングを１枚の半導体ウェハ１１に対して行った後、この
半導体ウェハ１１を反応室内から取り出す。そして、次
の半導体ウェハ１１を反応室内に装填して、再び上述の
第１段階及び第２段階のスパッタリングをこの次の半導
体ウェハ１１に対して行う。つまり、上述の第１段階及
び第２段階のスパッタリングを各枚葉の半導体ウェハ１
１毎に行う。
ングを１枚の半導体ウェハ１１に対して行った後、この
半導体ウェハ１１を反応室内から取り出す。そして、次
の半導体ウェハ１１を反応室内に装填して、再び上述の
第１段階及び第２段階のスパッタリングをこの次の半導
体ウェハ１１に対して行う。つまり、上述の第１段階及
び第２段階のスパッタリングを各枚葉の半導体ウェハ１
１毎に行う。
【００１６】以上の様な第１実施例でも、第１段階のス
パッタリングでは、図１（ａ）に示した様に、既述の従
来例と同様に、半導体ウェハ１１上にＴｉＮ膜が堆積す
るのみならず、Ｔｉターゲット１２自体や反応室の内壁
（図示せず）等の少なくとも一部の領域にもＴｉＮ膜１
４が付着する。
パッタリングでは、図１（ａ）に示した様に、既述の従
来例と同様に、半導体ウェハ１１上にＴｉＮ膜が堆積す
るのみならず、Ｔｉターゲット１２自体や反応室の内壁
（図示せず）等の少なくとも一部の領域にもＴｉＮ膜１
４が付着する。
【００１７】しかし、この第１実施例では、第２段階の
スパッタリングによって、図１（ｂ）に示した様に、Ｔ
ｉターゲット１２に付着していたＴｉＮ膜１４が除去さ
れて表面がＴｉのみになると共に、反応室の内壁等に付
着していたＴｉＮ膜１４がＴｉ膜（図示せず）で覆われ
る。そして、Ｔｉ膜はＴｉＮ膜１４よりも密着性が優れ
ている。
スパッタリングによって、図１（ｂ）に示した様に、Ｔ
ｉターゲット１２に付着していたＴｉＮ膜１４が除去さ
れて表面がＴｉのみになると共に、反応室の内壁等に付
着していたＴｉＮ膜１４がＴｉ膜（図示せず）で覆われ
る。そして、Ｔｉ膜はＴｉＮ膜１４よりも密着性が優れ
ている。
【００１８】このため、Ｔｉターゲット１２自体や反応
室の内壁等に付着していたＴｉＮ膜１４が剥離し、剥離
したＴｉＮ膜１４が塵埃として半導体ウェハ１１に付着
することが防止される。つまり、第２段階のスパッタリ
ングは、Ｔｉターゲット１２に対するクリーニング等を
行っていることになる。
室の内壁等に付着していたＴｉＮ膜１４が剥離し、剥離
したＴｉＮ膜１４が塵埃として半導体ウェハ１１に付着
することが防止される。つまり、第２段階のスパッタリ
ングは、Ｔｉターゲット１２に対するクリーニング等を
行っていることになる。
【００１９】なお、Ｔｉターゲット１２自体に付着した
ＴｉＮ膜１４の膜厚には不均一性があるので、このＴｉ
Ｎ膜１４を完全に剥離するためには、半導体ウェハ１１
上に堆積したＴｉＮ膜１４の膜厚の少なくとも２倍以上
の膜厚分だけ第２段階のスパッタリングを行う必要があ
り、この第１実施例では、３倍にしている。
ＴｉＮ膜１４の膜厚には不均一性があるので、このＴｉ
Ｎ膜１４を完全に剥離するためには、半導体ウェハ１１
上に堆積したＴｉＮ膜１４の膜厚の少なくとも２倍以上
の膜厚分だけ第２段階のスパッタリングを行う必要があ
り、この第１実施例では、３倍にしている。
【００２０】次に、半導体ウェハ上にＴｉ膜とＴｉＮ膜
とを連続的に形成する第２実施例を説明する。この第２
実施例でも、上述の第１実施例で用いた反応室と同様の
反応室を用いる。そして、まず、下記の条件の第１段階
のスパッタリングで、１枚の半導体ウェハ１１上にＴｉ
膜（図示せず）を堆積させる。
とを連続的に形成する第２実施例を説明する。この第２
実施例でも、上述の第１実施例で用いた反応室と同様の
反応室を用いる。そして、まず、下記の条件の第１段階
のスパッタリングで、１枚の半導体ウェハ１１上にＴｉ
膜（図示せず）を堆積させる。
【００２１】Ｔｉ膜の堆積条件 遮蔽体 ： 開 ガス種 ： Ａｒ１００％ ガス圧力 ： ２ｍｔｏｒｒ 直流電力 ： ６ｋＷ 加熱温度 ： １５０℃ 膜厚 ： ３０ｎｍ
【００２２】次に、図１（ａ）に示す様に、半導体ウェ
ハ１１及びＴｉターゲット１２を反応室内に残したま
ま、続けて下記の条件の第２段階のスパッタリングを行
って、Ｔｉ膜上に更にＴｉＮ膜（図示せず）を堆積させ
る。
ハ１１及びＴｉターゲット１２を反応室内に残したま
ま、続けて下記の条件の第２段階のスパッタリングを行
って、Ｔｉ膜上に更にＴｉＮ膜（図示せず）を堆積させ
る。
【００２３】ＴｉＮ膜の堆積条件 遮蔽体 ： 開 ガス種 ： Ｎ2 １００％ ガス圧力 ： ８ｍｔｏｒｒ 直流電力 ： ６ｋＷ 加熱温度 ： １５０℃ 膜厚 ： ７０ｎｍ
【００２４】次に、図１（ｂ）に示す様に、半導体ウェ
ハ１１及びＴｉターゲット１２を反応室内に残したま
ま、更に続けて下記の条件の第３段階のスパッタリング
を行う。
ハ１１及びＴｉターゲット１２を反応室内に残したま
ま、更に続けて下記の条件の第３段階のスパッタリング
を行う。
【００２５】Ｔｉターゲットのクリーニング等の条件 遮蔽体 ： 閉 ガス種 ： Ａｒ１００％ ガス圧力 ： ２ｍｔｏｒｒ 直流電力 ： ６ｋＷ 加熱温度 ： １５０℃ 膜厚 ： ３００ｎｍ
【００２６】上述の第１段階〜第３段階のスパッタリン
グを１枚の半導体ウェハ１１に対して行った後、この半
導体ウェハ１１を反応室内から取り出す。そして、次の
半導体ウェハ１１を反応室内に装填して、再び上述の第
１段階〜第３段階のスパッタリングをこの次の半導体ウ
ェハ１１に対して行う。つまり、上述の第１段階〜第３
段階のスパッタリングを各枚葉の半導体ウェハ１１毎に
行う。
グを１枚の半導体ウェハ１１に対して行った後、この半
導体ウェハ１１を反応室内から取り出す。そして、次の
半導体ウェハ１１を反応室内に装填して、再び上述の第
１段階〜第３段階のスパッタリングをこの次の半導体ウ
ェハ１１に対して行う。つまり、上述の第１段階〜第３
段階のスパッタリングを各枚葉の半導体ウェハ１１毎に
行う。
【００２７】Ｔｉ膜とＴｉＮ膜とを連続的に形成するこ
の第２実施例でも、上述の第１実施例と同様の効果を奏
することができる。
の第２実施例でも、上述の第１実施例と同様の効果を奏
することができる。
【００２８】なお、以上の第１及び第２実施例では、Ｔ
ｉターゲット１２と反応性ガスとしてのＮ2 とを用いて
化合物膜としてＴｉＮ膜１４を形成したが、反応性ガス
としてＯ2 等を用いてもよく、化合物膜としてＷＮ膜や
ＴｉＷＮ膜等を形成してもよい。
ｉターゲット１２と反応性ガスとしてのＮ2 とを用いて
化合物膜としてＴｉＮ膜１４を形成したが、反応性ガス
としてＯ2 等を用いてもよく、化合物膜としてＷＮ膜や
ＴｉＷＮ膜等を形成してもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明による半導体装置の製造方法で
は、ターゲット自体に付着している化合物膜を除去し、
且つ、反応室の内壁等に付着していて密着性の劣る化合
物膜を、ターゲットを形成している物質のみから成って
いて密着性の優れた膜で覆うことができる。このため、
ターゲット自体や反応室の内壁等から化合物膜が剥離
し、剥離した化合物膜が塵埃として半導体ウェハに付着
することを防止することができて、高品質の半導体装置
を高い歩留りで製造することができる。
は、ターゲット自体に付着している化合物膜を除去し、
且つ、反応室の内壁等に付着していて密着性の劣る化合
物膜を、ターゲットを形成している物質のみから成って
いて密着性の優れた膜で覆うことができる。このため、
ターゲット自体や反応室の内壁等から化合物膜が剥離
し、剥離した化合物膜が塵埃として半導体ウェハに付着
することを防止することができて、高品質の半導体装置
を高い歩留りで製造することができる。
【図１】本発明の第１実施例と第２実施例の一部とを工
程順に示す模式図である。
程順に示す模式図である。
１１ 半導体ウェハ １２ Ｔｉターゲット １３ 遮蔽体 １４ ＴｉＮ膜
Claims (4)
- 【請求項１】 反応性ガスを含む雰囲気中でターゲット
をスパッタリングして、前記ターゲットを形成している
物質と前記反応性ガスとの化合物膜を半導体ウェハ上に
堆積させる半導体装置の製造方法において、 前記半導体ウェハと前記ターゲットとの間に遮蔽体を配
置した状態で、不活性ガスのみから成る雰囲気中で前記
ターゲットをスパッタリングする工程を具備することを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記遮蔽体を配置した状態における前記
スパッタリングを各枚葉の前記半導体ウェハ毎に行うこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記ターゲットに付着した前記化合物膜
が除去されるまで、前記遮蔽体を配置した状態における
前記スパッタリングを行うことを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記ターゲットを形成している物質がＴ
ｉであり、 前記反応性ガスがＮ2 であり、 前記不活性ガスがＡｒであることを特徴とする請求項１
記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18095695A JPH097950A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18095695A JPH097950A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097950A true JPH097950A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=16092222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18095695A Pending JPH097950A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH097950A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100425729C (zh) * | 2006-05-10 | 2008-10-15 | 友达光电股份有限公司 | 清洁溅镀机的方法 |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP18095695A patent/JPH097950A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100425729C (zh) * | 2006-05-10 | 2008-10-15 | 友达光电股份有限公司 | 清洁溅镀机的方法 |
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