JPH0521428A - 導電性薄膜の形成方法 - Google Patents
導電性薄膜の形成方法Info
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- JPH0521428A JPH0521428A JP17514991A JP17514991A JPH0521428A JP H0521428 A JPH0521428 A JP H0521428A JP 17514991 A JP17514991 A JP 17514991A JP 17514991 A JP17514991 A JP 17514991A JP H0521428 A JPH0521428 A JP H0521428A
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- thin film
- film
- conductive thin
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アモルファス膜または多結晶膜上で配線に用
いる導電性薄膜の配向性を向上させ、信頼性の高い導電
性薄膜の形成方法を提供する。 【構成】 基板上にアモルファス膜または多結晶膜を介
し、導電性材料を蒸着して導電性薄膜を形成する工程に
おいて、前記半導体基板の温度を50℃以下、前記導電性
材料の蒸着粒子の堆積速度を 1.5×1016atoms/cm2 ・se
c 以上、 1.0×1018atoms/cm2 ・sec 以下とする。
いる導電性薄膜の配向性を向上させ、信頼性の高い導電
性薄膜の形成方法を提供する。 【構成】 基板上にアモルファス膜または多結晶膜を介
し、導電性材料を蒸着して導電性薄膜を形成する工程に
おいて、前記半導体基板の温度を50℃以下、前記導電性
材料の蒸着粒子の堆積速度を 1.5×1016atoms/cm2 ・se
c 以上、 1.0×1018atoms/cm2 ・sec 以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、結晶性の良好な導電性
薄膜の形成方法に関する。
薄膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上のアモルファス絶縁膜また
は多結晶絶縁膜上に導電性薄膜を形成する方法として、
これまで、スパッタリング法等の物理蒸着法やＣＶＤ法
等の化学蒸着法が多く用いられている。
は多結晶絶縁膜上に導電性薄膜を形成する方法として、
これまで、スパッタリング法等の物理蒸着法やＣＶＤ法
等の化学蒸着法が多く用いられている。
【０００３】しかし、従来の方法によってアモルファス
絶縁膜または多結晶絶縁膜上に形成された導電性薄膜
は、薄膜を形成した後の熱処理により配向性の低い多結
晶体となるため、たとえばこのような薄膜を半導体装置
の配線に適用した場合、この配線内に粒界が多数存在し
ていた。
絶縁膜または多結晶絶縁膜上に形成された導電性薄膜
は、薄膜を形成した後の熱処理により配向性の低い多結
晶体となるため、たとえばこのような薄膜を半導体装置
の配線に適用した場合、この配線内に粒界が多数存在し
ていた。
【０００４】ところで近年、半導体装置の集積度の向上
とともに配線加工幅が狭くなるに従い、薄膜の応力に起
因するストレスマイグレーションや高い電流密度に起因
するエレクトロマイグレーションによる配線の断線が半
導体装置の信頼性を低下させる要因となっている。この
配線の断線は、前記薄膜の配線内に多数存在している粒
界との関係で大きな問題となっている。たとえば、配線
用のアルミニウム薄膜についてストレスマイグレーショ
ンやエレクトロマイグレーションの現象を解析した次の
報告がある。
とともに配線加工幅が狭くなるに従い、薄膜の応力に起
因するストレスマイグレーションや高い電流密度に起因
するエレクトロマイグレーションによる配線の断線が半
導体装置の信頼性を低下させる要因となっている。この
配線の断線は、前記薄膜の配線内に多数存在している粒
界との関係で大きな問題となっている。たとえば、配線
用のアルミニウム薄膜についてストレスマイグレーショ
ンやエレクトロマイグレーションの現象を解析した次の
報告がある。
【０００５】H.KANEKOらは27th Annual Proc.IRPS, pp1
94-199 の中でストレスマイグレーションでは（１１
１）面が対向する粒界においてスリット状の欠損を生じ
ることを報告し、（１１１）配向膜ではこのような粒界
を排除できるため断線に至らないことを明らかにしてい
る。またエレクトロマイグレーションについては、S.VA
IDYAらはThin Solid Films, VOL.75 pp253-259の中で
（１１１）面の配向性が強く、粒径の大きな配線ほど寿
命の長いことを報告している。
94-199 の中でストレスマイグレーションでは（１１
１）面が対向する粒界においてスリット状の欠損を生じ
ることを報告し、（１１１）配向膜ではこのような粒界
を排除できるため断線に至らないことを明らかにしてい
る。またエレクトロマイグレーションについては、S.VA
IDYAらはThin Solid Films, VOL.75 pp253-259の中で
（１１１）面の配向性が強く、粒径の大きな配線ほど寿
命の長いことを報告している。
【０００６】以上の報告は、アモルファス絶縁膜または
多結晶絶縁膜上で、たとえば、アルミニウムの場合（１
１１）配向性の高い導電性薄膜を形成することができれ
ば、ストレスマイグレーションやエレクトロマイグレー
ションに対する耐性を高めることができることを示して
いる。
多結晶絶縁膜上で、たとえば、アルミニウムの場合（１
１１）配向性の高い導電性薄膜を形成することができれ
ば、ストレスマイグレーションやエレクトロマイグレー
ションに対する耐性を高めることができることを示して
いる。
【０００７】しかしながら、アモルファス絶縁膜または
多結晶絶縁膜上に配向性の高い導電性薄膜を形成するこ
とは、従来、困難であった。特に、単結晶膜上にエピタ
キシャルに配向膜を形成するときに一般的な基板温度が
高く、蒸着粒子の堆積速度が遅い条件では配向性の低い
薄膜となり易かった。
多結晶絶縁膜上に配向性の高い導電性薄膜を形成するこ
とは、従来、困難であった。特に、単結晶膜上にエピタ
キシャルに配向膜を形成するときに一般的な基板温度が
高く、蒸着粒子の堆積速度が遅い条件では配向性の低い
薄膜となり易かった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来の
問題点を解決するために成されたもので、アモルファス
または多結晶膜上で配線等に用いる導電性薄膜の配向性
を向上させ、信頼性の高い導電性薄膜の形成方法を提供
することを目的とする。
問題点を解決するために成されたもので、アモルファス
または多結晶膜上で配線等に用いる導電性薄膜の配向性
を向上させ、信頼性の高い導電性薄膜の形成方法を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の導電性薄膜の形
成方法は、基板上にアモルファス膜または多結晶膜を介
し、導電性材料を蒸着する導電性薄膜の形成方法におい
て、前記基板の温度が50℃以下であり、前記導電性材料
の蒸着粒子の堆積速度が 1.5×1016atoms/cm2 ・sec 以
上、 1.0×1018atoms/cm2 ・sec 以下であることを特徴
とする。
成方法は、基板上にアモルファス膜または多結晶膜を介
し、導電性材料を蒸着する導電性薄膜の形成方法におい
て、前記基板の温度が50℃以下であり、前記導電性材料
の蒸着粒子の堆積速度が 1.5×1016atoms/cm2 ・sec 以
上、 1.0×1018atoms/cm2 ・sec 以下であることを特徴
とする。
【００１０】前記導電性材料としては、導電性が高いと
共に配向性の強い金属または合金を挙げることができ
る。特に、アルミニウム若しくはアルミニウムを主成分
とする合金または銅若しくは銅を主成分とする合金であ
ることが好ましい。アルミニウムおよび銅とも（１１
１）面を最稠密面とする面心立方構造を有している。
共に配向性の強い金属または合金を挙げることができ
る。特に、アルミニウム若しくはアルミニウムを主成分
とする合金または銅若しくは銅を主成分とする合金であ
ることが好ましい。アルミニウムおよび銅とも（１１
１）面を最稠密面とする面心立方構造を有している。
【００１１】本発明に係わる導電性薄膜の蒸着方法とし
ては、真空蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着
法などの物理蒸着法およびＣＶＤ法などの化学蒸着法を
挙げることができる。これらの中でもスパッタリング法
は、蒸気圧が低く真空蒸着が困難な物質でも薄膜化可能
であることや膜堆積速度が大きいなどの利点があること
から、特に好ましい方法である。
ては、真空蒸着法、スパッタリング法、電子ビーム蒸着
法などの物理蒸着法およびＣＶＤ法などの化学蒸着法を
挙げることができる。これらの中でもスパッタリング法
は、蒸気圧が低く真空蒸着が困難な物質でも薄膜化可能
であることや膜堆積速度が大きいなどの利点があること
から、特に好ましい方法である。
【００１２】本発明の導電性薄膜の形成方法に使用する
のに特に好ましいスパッタリング装置を図１に示す。
のに特に好ましいスパッタリング装置を図１に示す。
【００１３】真空チャンバ１内に基板温度調節器３を備
えた基板２とＲＦ電源５、ローパスフィルタ６およびＤ
Ｃ電源７を備えたターゲット４とが設置されている。ス
パッタガスは、マスフローコントローラ１０およびガス
温度制御装置９を経てスパッタガス導入口８より真空チ
ャンバ１内に導入され、排気口１１より排出される。ス
パッタリング時の真空チャンバ１内のガス圧を高く保つ
ことができるように排気口１１のコンダクタンスは低く
設定する。この理由は、プラズマ中に存在するガス原子
の密度を向上させることによりスパッタ粒子の平均自由
行程を小さくするためである。平均自由行程が小さくな
ることにより、スパッタ粒子とガス原子との衝突回数が
多くなるため、スパッタ粒子はエネルギーを失うことに
なる。また、スパッタ粒子とガス原子との衝突回数を多
くするために、基板２とターゲット４との距離も大きく
できるようになっている。スパッタガスの温度はガス温
度制御装置９により基板温度とは独立に設定できる。ガ
ス温度制御装置９の内部を図２に示す。ガスパイプ１２
が恒温槽内部１３でループ状になっており、スパッタガ
スはこの中を通過する間に設定温度となる。
えた基板２とＲＦ電源５、ローパスフィルタ６およびＤ
Ｃ電源７を備えたターゲット４とが設置されている。ス
パッタガスは、マスフローコントローラ１０およびガス
温度制御装置９を経てスパッタガス導入口８より真空チ
ャンバ１内に導入され、排気口１１より排出される。ス
パッタリング時の真空チャンバ１内のガス圧を高く保つ
ことができるように排気口１１のコンダクタンスは低く
設定する。この理由は、プラズマ中に存在するガス原子
の密度を向上させることによりスパッタ粒子の平均自由
行程を小さくするためである。平均自由行程が小さくな
ることにより、スパッタ粒子とガス原子との衝突回数が
多くなるため、スパッタ粒子はエネルギーを失うことに
なる。また、スパッタ粒子とガス原子との衝突回数を多
くするために、基板２とターゲット４との距離も大きく
できるようになっている。スパッタガスの温度はガス温
度制御装置９により基板温度とは独立に設定できる。ガ
ス温度制御装置９の内部を図２に示す。ガスパイプ１２
が恒温槽内部１３でループ状になっており、スパッタガ
スはこの中を通過する間に設定温度となる。
【００１４】図１の装置においては、スパッタ粒子は基
板２に到達するまでにほぼスパッタガス温度と同じ程度
のエネルギーしか持っておらず、基板の温度上昇や損傷
といった現象を起こさない上、エネルギーが非常に均一
に揃っている。このためのスパッタガス圧力としては、
1×10-2 Torr 以上が望ましい。また基板２とターゲッ
ト４との距離は100mm 以上が望ましい。スパッタ粒子の
エネルギーは、スパッタガスの温度を制御することによ
り変化させることができる。
板２に到達するまでにほぼスパッタガス温度と同じ程度
のエネルギーしか持っておらず、基板の温度上昇や損傷
といった現象を起こさない上、エネルギーが非常に均一
に揃っている。このためのスパッタガス圧力としては、
1×10-2 Torr 以上が望ましい。また基板２とターゲッ
ト４との距離は100mm 以上が望ましい。スパッタ粒子の
エネルギーは、スパッタガスの温度を制御することによ
り変化させることができる。
【００１５】前記導電性薄膜を蒸着するときの基板温度
は、50℃以下である。この理由は、50℃を越えると、た
とえば導電性材料がアルミニウムの場合、（２００）面
等の（１１１）面以外の面が出現するようになるため配
向性が低下するからである。なお、基板温度の下限は、
通常のスパッタリング法で行われている最低の温度で、
たとえば-196℃である。
は、50℃以下である。この理由は、50℃を越えると、た
とえば導電性材料がアルミニウムの場合、（２００）面
等の（１１１）面以外の面が出現するようになるため配
向性が低下するからである。なお、基板温度の下限は、
通常のスパッタリング法で行われている最低の温度で、
たとえば-196℃である。
【００１６】前記導電性材料の蒸着粒子の堆積速度は
1.5×1016atoms/cm2 ・sec 以上、1.0×1018atoms/cm2
・sec 以下である。 1.5×1016atoms/cm2 ・sec 未満で
は（１１１）面が優先配向するものの、結晶性が十分で
なく、また 1.0×1018atoms/cm2 ・ secを越えると蒸着
粒子の持っているエネルギーによるアモルファスまたは
多結晶絶縁膜の温度上昇が顕著となり、好ましくない。
より好ましい堆積速度の範囲は 1.0×1017atoms/cm2 ・
sec 〜 8.0×1017atoms/cm2 ・sec である。このため、
前記スパッタリング装置は蒸着粒子を 1.0×1016atoms/
cm2 ・sec 以上の速度で堆積できるものであることが必
要である。
1.5×1016atoms/cm2 ・sec 以上、1.0×1018atoms/cm2
・sec 以下である。 1.5×1016atoms/cm2 ・sec 未満で
は（１１１）面が優先配向するものの、結晶性が十分で
なく、また 1.0×1018atoms/cm2 ・ secを越えると蒸着
粒子の持っているエネルギーによるアモルファスまたは
多結晶絶縁膜の温度上昇が顕著となり、好ましくない。
より好ましい堆積速度の範囲は 1.0×1017atoms/cm2 ・
sec 〜 8.0×1017atoms/cm2 ・sec である。このため、
前記スパッタリング装置は蒸着粒子を 1.0×1016atoms/
cm2 ・sec 以上の速度で堆積できるものであることが必
要である。
【００１７】なお、蒸着粒子の堆積速度はターゲット印
加電力を変化させることにより、調節する。たとえば、
前記の 1.5×1016atoms/cm2 ・sec 以上、 1.0×1018at
oms/cm2 ・sec 以下の範囲の堆積速度を得るためには、
0.1 〜 10 Ｗ／cm2 のターゲット印加電力が必要とな
る。
加電力を変化させることにより、調節する。たとえば、
前記の 1.5×1016atoms/cm2 ・sec 以上、 1.0×1018at
oms/cm2 ・sec 以下の範囲の堆積速度を得るためには、
0.1 〜 10 Ｗ／cm2 のターゲット印加電力が必要とな
る。
【００１８】
【作用】基板が単結晶の場合には基板温度をある程度高
くすることにより、基板表面と蒸着粒子の相互作用を活
性化し、基板と類似の配向性を得ることは広く行われて
いる。しかし基板がアモルファスの場合には、自由な運
動を行なう蒸着粒子と基板との面方位に関する相互作用
がないため、蒸着粒子は基板との界面エネルギーの低い
状態に落ち着こうとする。このためアルミニウム、銅等
の面心立方構造では最も安定な面である（１１１）面が
優先的に配向するが、基板温度を高くするとかえって面
による界面エネルギーの差が小さくなり、他の面（たと
えば（２００）面）が出現する。
くすることにより、基板表面と蒸着粒子の相互作用を活
性化し、基板と類似の配向性を得ることは広く行われて
いる。しかし基板がアモルファスの場合には、自由な運
動を行なう蒸着粒子と基板との面方位に関する相互作用
がないため、蒸着粒子は基板との界面エネルギーの低い
状態に落ち着こうとする。このためアルミニウム、銅等
の面心立方構造では最も安定な面である（１１１）面が
優先的に配向するが、基板温度を高くするとかえって面
による界面エネルギーの差が小さくなり、他の面（たと
えば（２００）面）が出現する。
【００１９】図１の装置を用いて、熱酸化膜のついたシ
リコン基板上にアルミニウムをスパッタリングしたとき
の基板温度とアルミニウム薄膜のＸ線回折による（１１
１）ピークと（２００）ピークの強度の変化を図３に示
す。このように基板温度が50℃以下では（１１１）ピー
ク以外は見られないのに対し、50℃を越えると（２０
０）ピークが次第に現れてくる。
リコン基板上にアルミニウムをスパッタリングしたとき
の基板温度とアルミニウム薄膜のＸ線回折による（１１
１）ピークと（２００）ピークの強度の変化を図３に示
す。このように基板温度が50℃以下では（１１１）ピー
ク以外は見られないのに対し、50℃を越えると（２０
０）ピークが次第に現れてくる。
【００２０】膜堆積速度は、基板が単結晶の場合には基
板上で蒸着粒子が十分運動し、基板との相互作用で安定
点に堆積するように比較的堆積速度を小さくするのが普
通である。たとえば、従来の真空蒸着法では膜堆積速度
が1012atoms/cm2 ・sec 程度、スパッタリング法におい
ても1014atoms/cm2 ・sec 程度である。
板上で蒸着粒子が十分運動し、基板との相互作用で安定
点に堆積するように比較的堆積速度を小さくするのが普
通である。たとえば、従来の真空蒸着法では膜堆積速度
が1012atoms/cm2 ・sec 程度、スパッタリング法におい
ても1014atoms/cm2 ・sec 程度である。
【００２１】これに比べて本発明の方法によれば、膜堆
積速度は数桁大きい値で薄膜の配向性、結晶性が著しく
向上することを見いだした。
積速度は数桁大きい値で薄膜の配向性、結晶性が著しく
向上することを見いだした。
【００２２】図４は室温における膜堆積速度と導電性薄
膜のＸ線回折による（１１１）ピークの強度を示した図
である。膜堆積速度が 1.5×1016atoms/cm2 ・sec より
小さい領域では（１１１）ピークは優先配向するが、結
晶性が悪いためピーク強度が小さい。膜堆積速度が 1.5
×1016atoms/cm2 ・ secより大きい条件ではピーク強度
も大きくなり、薄膜の配向性および結晶性が著しく向上
していることがわかる。 この理由は次のように考えら
れる。
膜のＸ線回折による（１１１）ピークの強度を示した図
である。膜堆積速度が 1.5×1016atoms/cm2 ・sec より
小さい領域では（１１１）ピークは優先配向するが、結
晶性が悪いためピーク強度が小さい。膜堆積速度が 1.5
×1016atoms/cm2 ・ secより大きい条件ではピーク強度
も大きくなり、薄膜の配向性および結晶性が著しく向上
していることがわかる。 この理由は次のように考えら
れる。
【００２３】薄膜の配向性は薄膜形成時、すなわち核が
発生した後成長して島となり、その島が繋がって連続膜
が形成された時点で決定される。
発生した後成長して島となり、その島が繋がって連続膜
が形成された時点で決定される。
【００２４】膜の堆積する下地がアモルファスの場合に
は、核の発生するサイトといったものは存在せず、粒子
同士の衝突によって核が形成される。膜堆積速度を増大
させると単位時間あたりに基板表面に到達する粒子の数
が増えて衝突頻度が向上するため、核発生密度が高くな
る。これらの核は粒子を捕獲して島を形成するが、島は
数十原子からなり、内部には結晶が存在して界面エネル
ギーの低い状態に落ち着く傾向を示すようになる。本発
明の導電性薄膜の形成方法のように膜堆積速度が数桁大
きいと、核発生密度の向上とともに島の密度も高くな
り、膜形成段階の早い時期から結晶性の島が高密度に形
成される。
は、核の発生するサイトといったものは存在せず、粒子
同士の衝突によって核が形成される。膜堆積速度を増大
させると単位時間あたりに基板表面に到達する粒子の数
が増えて衝突頻度が向上するため、核発生密度が高くな
る。これらの核は粒子を捕獲して島を形成するが、島は
数十原子からなり、内部には結晶が存在して界面エネル
ギーの低い状態に落ち着く傾向を示すようになる。本発
明の導電性薄膜の形成方法のように膜堆積速度が数桁大
きいと、核発生密度の向上とともに島の密度も高くな
り、膜形成段階の早い時期から結晶性の島が高密度に形
成される。
【００２５】さらに本発明の方法によれば、島が高密度
に形成されることにより島と島の間隔が小さくなるた
め、表面の凹凸の少ない平滑性に優れた薄膜となる。
に形成されることにより島と島の間隔が小さくなるた
め、表面の凹凸の少ない平滑性に優れた薄膜となる。
【００２６】しかし膜堆積速度が 1.0×1018atoms/cm2
・sec を越えると蒸着粒子の持つエネルギーにより下地
の温度上昇が顕著となり、好ましくない。
・sec を越えると蒸着粒子の持つエネルギーにより下地
の温度上昇が顕著となり、好ましくない。
【００２７】また基板が多結晶の場合でも、前記のよう
に基板温度が十分に低く設定されていれば、膜堆積速度
を大きくしてアモルファスと同様に扱うことができる。
に基板温度が十分に低く設定されていれば、膜堆積速度
を大きくしてアモルファスと同様に扱うことができる。
【００２８】
【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２９】図１の装置を用いスパッタリング法により
導電性薄膜を形成した。基板は表面に1000オングストロ
ームの厚さの熱酸化膜のついた 6インチのシリコン基板
を用いた。表面の不純物を取り除くため十分な洗浄処理
を行った後、導電性材料としてアルミニウムを以下の条
件でスパッタした。
導電性薄膜を形成した。基板は表面に1000オングストロ
ームの厚さの熱酸化膜のついた 6インチのシリコン基板
を用いた。表面の不純物を取り除くため十分な洗浄処理
を行った後、導電性材料としてアルミニウムを以下の条
件でスパッタした。
【００３０】 スパッタ方式：ＲＦマグネトロン方式 ターゲット： 140mmφのアルミニウム（Ａｌ）板 基板温度：室温（25℃） 基板−ターゲット間距離：150mm スパッタガス：アルゴン（Ａｒ） ガス圧力： 1×10-2Torr ターゲットバイアス： 200Ｖ ターゲット印加電力： 5Ｗ／cm2 膜厚： 4000 オングストローム ターゲットバイアスを一定にしてターゲットに印加する
ＲＦ電力を変化させることにより膜堆積速度を制御し
た。ターゲット印加電力 5Ｗ／cm2で膜堆積速度は、 1.
0×1017atoms/cm2・sec であった。スパッタ時間は膜厚
が4000オングストロームとなるように選んだ。こうして
作成した導電性薄膜は、Ｘ線回折により配向性および結
晶性を評価したところ（１１１）面のみが配向してい
た。
ＲＦ電力を変化させることにより膜堆積速度を制御し
た。ターゲット印加電力 5Ｗ／cm2で膜堆積速度は、 1.
0×1017atoms/cm2・sec であった。スパッタ時間は膜厚
が4000オングストロームとなるように選んだ。こうして
作成した導電性薄膜は、Ｘ線回折により配向性および結
晶性を評価したところ（１１１）面のみが配向してい
た。
【００３１】この導電性薄膜を実際に配線に加工し、エ
レクトロマイグレーション試験を行った。試験片は以下
の工程で作成した。前記酸化膜上に形成したアルミニウ
ム薄膜に対し、所定部分へのレジスト塗布、マスクを用
いた露光、現像、エッチング等の一連の操作により図５
に示すように陽極１４、陰極１５、およびこれらの各電
極間を接続し 0.8μm の配線幅を有する配線部１６を具
備した試験基板１７を作成した。この試験基板１７の配
線部１６に対し、試験温度を 200℃とし、電流密度が 2
×106 Ａ／cm2 に相当する電流を流し、その平均故障時
間を測定した。その結果を図６に、薄膜作成時の膜堆積
速度を変化させた比較例と共に示す。この図より膜堆積
速度が 1.5×1016atoms/cm2 ・sec より大きい条件で平
均故障時間が長くなり、配向性および結晶性が向上した
効果が現れていることがわかる。
レクトロマイグレーション試験を行った。試験片は以下
の工程で作成した。前記酸化膜上に形成したアルミニウ
ム薄膜に対し、所定部分へのレジスト塗布、マスクを用
いた露光、現像、エッチング等の一連の操作により図５
に示すように陽極１４、陰極１５、およびこれらの各電
極間を接続し 0.8μm の配線幅を有する配線部１６を具
備した試験基板１７を作成した。この試験基板１７の配
線部１６に対し、試験温度を 200℃とし、電流密度が 2
×106 Ａ／cm2 に相当する電流を流し、その平均故障時
間を測定した。その結果を図６に、薄膜作成時の膜堆積
速度を変化させた比較例と共に示す。この図より膜堆積
速度が 1.5×1016atoms/cm2 ・sec より大きい条件で平
均故障時間が長くなり、配向性および結晶性が向上した
効果が現れていることがわかる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
アモルファス膜や多結晶膜の上に、良好な配向性および
結晶性を有する導電性薄膜を形成することができ、この
ような導電性薄膜は、ストレスマイグレーションやエレ
クトロマイグレーションといった劣化現象に対する耐性
に優れ、サブミクロン配線においても信頼性の高い配線
に適用できる。さらに本発明の方法により形成された導
電性薄膜は、表面平滑性も改善される。
アモルファス膜や多結晶膜の上に、良好な配向性および
結晶性を有する導電性薄膜を形成することができ、この
ような導電性薄膜は、ストレスマイグレーションやエレ
クトロマイグレーションといった劣化現象に対する耐性
に優れ、サブミクロン配線においても信頼性の高い配線
に適用できる。さらに本発明の方法により形成された導
電性薄膜は、表面平滑性も改善される。
【図１】本発明に使用するスパッタリング装置を示す図
である。
である。
【図２】ガス温度制御装置９の内部を示す図である。
【図３】薄膜作成時の基板温度と薄膜のＸ線回折による
（１１１）ピークと（２００）ピークの強度を示した図
である。
（１１１）ピークと（２００）ピークの強度を示した図
である。
【図４】室温における膜堆積速度と薄膜のＸ線回折によ
る（１１１）ピークの強度を示した図である。
る（１１１）ピークの強度を示した図である。
【図５】本発明の方法によって配線部を形成した試験基
板を示した図である。
板を示した図である。
【図６】薄膜作成時の膜堆積速度と平均故障時間との関
係を示した図である。
係を示した図である。
１………真空チャンバ、２………基板、３………基板温
度調節器、４………ターゲット、５………ＲＦ電源、６
………ローパスフィルタ、７………ＤＣ電源、８………
スパッタガス導入口、９………ガス温度制御装置、１０
………マスフローコントローラ、１１………排気口、１
２………ガスパイプ、１３………恒温槽内部、１４……
…陽極、１５………陰極、１６………配線部、１７……
…試験基板
度調節器、４………ターゲット、５………ＲＦ電源、６
………ローパスフィルタ、７………ＤＣ電源、８………
スパッタガス導入口、９………ガス温度制御装置、１０
………マスフローコントローラ、１１………排気口、１
２………ガスパイプ、１３………恒温槽内部、１４……
…陽極、１５………陰極、１６………配線部、１７……
…試験基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川ノ上 孝 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 金子 尚史 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板上にアモルファス膜または多結晶膜
を介し、導電性材料を蒸着する導電性薄膜の形成方法に
おいて、前記基板の温度が50℃以下であり、前記導電性
材料の蒸着粒子の堆積速度が 1.5×1016atoms/cm2 ・se
c 以上、 1.0×1018atoms/cm2 ・sec 以下であることを
特徴とする導電性薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17514991A JPH0521428A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 導電性薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17514991A JPH0521428A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 導電性薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521428A true JPH0521428A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15991133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17514991A Withdrawn JPH0521428A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 導電性薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521428A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6117784A (en) * | 1997-11-12 | 2000-09-12 | International Business Machines Corporation | Process for integrated circuit wiring |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP17514991A patent/JPH0521428A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6117784A (en) * | 1997-11-12 | 2000-09-12 | International Business Machines Corporation | Process for integrated circuit wiring |
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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: 19981008 |