半导体装置的制造方法制造方法及图纸

一种半导体装置的制造方法，具有在３００℃以下溅射铝材料（铝或者以铝为主要成分的合金）的低温溅射工序和在３００℃以上溅射的高温溅射工序，从低温溅射工序得到的膜厚度（Ａ）比从高温溅射工序得到的膜厚度（Ｂ）大，并且，设置成在高温溅射时的淀积速度在不损坏对位精度测定标记的形状的速度下，最好在２００ｎｍ／分以下形成铝材料布线的方法。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其涉及铝或以铝为主要成分的合金(以下，称为「铝材料」)的布线的形成方法。一般，作为半导体装置布线的形成方法，使用在30℃以下淀积铝材料的溅射(低温溅射)法。近年来，随着半导体装置微细化的进展，如果在布线连接孔内不充分填充铝材料就有可能发生断线的故障。作为解决这种问题的方法，已知有在保持半导体装置于室温下用溅射淀积铝材料后，接着加热到500℃以上的回流法，和在400℃以上保持半导体装置用溅射淀积铝材料的高温溅射法，可以在微细的布线连接孔和布线槽中填充铝材料。在以往的回流法和高温溅射法中，各自存在问题。首先，回流法，在100℃以下淀积为了填充布线连接孔或者布线槽所需要的铝材料后，在停止淀积的状态下加热至500℃以上，通过在半导体装置上停止淀积的状态下加热到500℃，用再融化使淀积在半导体装置上的铝材料移动从而充填布线连接孔或者布线槽。但是，此方法，当在下层埋设了由铝材料构成的布线的情况下，有发生采用500℃以上的加热导致该布线塑性变形故障的危险性。另一方面，高温溅射法是在预先通过在100℃以下的溅射(低温溅射)淀积铝材料形成低温溅射层后，接着在400℃以上通过溅射(高温溅射)淀积铝材料从而充填布线连接孔或者布线槽。但是，为了在400℃以上进行溅射时填充布线连接孔，高温溅射的膜厚度(B)比低温溅射的膜厚度(A)大。可是，在上述条件下，存在由于高温溅射时的热处理引起对位精度测定标记的形状毁坏的情况。所谓对位精度测定标记是用于测定在各光刻工序中使用的参数的对位精度的标记(形状)，在用铝材料形成布线之际，在形成布线连接孔(或者布线槽)时，同时也对精度测定标记淀积铝材料。这时，因为在上述情况下由高温溅射的热处理导致形状毁坏，所以产生不能正确掌握对位精度的问题。反之，在A＞B中，由于高温溅射时的热处理不充分产生微细的布线连接孔不能完全填充的空隙，因而还存在可靠性的问题。另外，即使在通过设置标记将连接孔的深度设置得浅的情况下，在将连接孔设置成2段重叠的叠加构造等中，也存在容易产生凹陷的问题，如果采用不产生这种凹陷的高温条件或者进行高温溅射，则和上述情况相同，对位精度测定标记的形状毁坏，不能正确掌握对位精度。本专利技术的目的在于，提供一种涉及高温溅射的，其可以在不破坏对位精度测定标记形状的情况下用铝材料填充微细的布线连接孔或者布线槽。本专利技术者们为了解决上述的问题找到了高温溅射的最适宜的条件实现了本专利技术。即，是具有以下特征的在使用溅射淀积铝或者以铝为主要成分的合金(铝材料)填充布线连接孔的中，具有，首先，在300℃以下淀积铝或者以铝为主要成分的合金的工序，和接着在300℃以上淀积铝或者以铝作为主要成分的合金的工序，在上述300℃以下淀积的铝或者以铝为主要成分的合金的膜厚度A，和在上述300℃以上淀积的铝或者以铝作为主要成分的合金的膜厚度B的关系是A＞B，将在上述300℃以上淀积的铝或者以铝作为主要成分的合金的淀积速度设置成不破坏对位精度测定标记形状的速度，最好设置在200nm/分以下。在此，在上述300℃以上淀积的铝或者以铝作为主要成分的合金的淀积速度最好是在200nm/分以下。进而，上述淀积速度最好在40nm/分以上200nm/分以下。可以在从室温到100℃温度下进行上述低温溅射。可以在300℃以上500℃以下的温度下进行上述高温溅射。也可以在350℃以上400℃以下的温度下进行上述高温溅射。上述铝材料可以是铝。上述铝材料也可以是铝合金。上述铝合金可以是铝硅1.0重量％-铜0.5重量％。可以在形成基底层后形成铝材料层。上述基底层可以从钛膜、氮化钛膜、钛钨合金膜、氮化钨膜中选择。上述基底层可以由钛膜、氮化钛膜以及钛膜的叠层体组成。可以在上述布线连接孔的一部分上埋设钨。附图说明图1是根据本专利技术的制造方法展示形成铝材料前的状态的半导体装置的断面图。图2是根据本专利技术的制造方法展示形成了铝材料的半导体装置的布线连接孔和对位精度测定标记的断面构造的断面图。图3是根据本专利技术的制造方法展示形成了铝材料的半导体装置的布线连接孔和对位精度测定标记的断面构造的断面图。以下，详细说明本专利技术的。在本专利技术中，由首先在300℃以下淀积铝材料(铝或者以铝为主要成分的合金)的工序(低温溅射)，和接着在300℃以上淀积铝材料的工序(高温溅射)组成，低温溅射在从室温到300℃以下进行，最好在从室温到100℃的温度范围进行。高温溅射在300℃以上500℃以下进行，最好在350℃以上400℃以下的温度范围进行。低温溅射、高温溅射都可以使用通常所使用的DC溅射等，但并不限定于特定的溅射方式。另外，在溅射铝材料之前事先形成基底层也没关系。作为基底层，可以使用钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钛钨合金(TiW)、氮化钨(WN)等。作为铝材料使用的铝合金可以使用通常被用于布线的铝合金，但并没有特定限定。作为这样的铝合金，例如，也可以使用将通常的铝硅铜合金的硅置换为锗或者锡的合金(Al-Ge-Cu，Al-Sn-Cu)，或者消除硅的合金(Al-Cu)。本专利技术的低温溅射的膜厚度A和高温溅射的膜厚度B的关系是A＞B，这意味着如果低温溅射和高温溅射的淀积速度相等，则低温溅射的时间比高温溅射的时间还长，可以实现使高温溅射的热处理影响小的加工。总之，意味着高温溅射时不损害对位精度测定标记的形状。但是，在A＞B的条件下高温溅射的热处理不充分，有时会因布线连接孔未被完全填充而产生空隙的情况。在此，在A＞B的条件下，通过将高温溅射的淀积速度从为了提高生产性的高速淀积速度降低到不损坏对位精度测定标记的形状的淀积速度，就可以实现作为本专利技术目的的布线连接孔的完整填充，和维持对位精度测定标记的形状。总之，在高温溅射时通过将淀积速度降低到不损坏对位精度测定标记形状的淀积速度，最好在200nm/分以下，由于作为被溅射材料的铝材料被缓缓地淀积，布线连接孔也被缓缓填充，因此成为没有空隙的完全填充。另外，由于不产生凹陷等，因此可以得到平坦的淀积膜。淀积速度最好在40nm/分以上，100nm/分以下的范围内。以下，用实施例进一步详细说明本专利技术。(实施例1)在图1中展示本实施例的。对于具有布线连接孔以及对位精度测定标记的绝缘膜10a，和作为被埋设的主要成分由铝硅1.0重量％-铜0.5重量％构成的布线10b的半导体装置，最初形成基底层。即，在保持50℃的状态下用DC溅射淀积膜厚度30nm的钛膜11，接着通过使用氮气和氩气的反应性DC溅射淀积膜厚度50nm的氮化钛膜12，进而通过DC溅射淀积膜厚度30nm的钛膜13。将以上的状态用作形成铝材料之前的标准样品(图1)。在该标准样品中，首先，作为追加基底层，在保持于50℃的状态下用DC溅射淀积膜厚度30nm的钛膜13。接着，作为低温溅射用DC溅射淀积由铝硅1.0重量％-铜0.5重量％组成的膜厚度260nm的铝合金14。对于这时的淀积条件，作为加工用气体使用氩气，该加工用气体的压力控制在3mTorr，淀积温度控制在100℃，淀积速度控制在1μm/分。下面，作为高温溅射，使用DC溅射淀积由铝硅1.0重量％-铜0.5重量％组成的膜厚度240nm的铝合金15。对于此时的淀积条件，作为加工用气体使用氩气，该加工气体的压力控制在3mTorr，淀积温度控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置的制造方法，在用溅射淀积铝或者以铝为主要成分的合金从而填充设置有布线连接孔和对位精度测定标记的半导体装置的布线连接孔的半导体装置的制造方法中，其特征在于：具有首先在３００℃以下淀积（低温溅射）铝或者以铝为主要成分的合金的工序，和接着在３００℃以下淀积（高温溅射）铝或者以铝为主要成分的合金的工序，在上述３００℃以下淀积的铝或者以铝为主要成分的合金的膜厚度Ａ，和在上述３００℃以上淀积的铝或以铝为主要成分的合金的膜厚度Ｂ是Ａ＞Ｂ，将在上述３００℃以上淀积的铝或以铝为主要成分的合金的淀积速度设置成不损坏上述对位精度测定标记的形状的速度。

【技术特征摘要】
JP 1996-12-12 331931/961.一种半导体装置的制造方法，在用溅射淀积铝或者以铝为主要成分的合金从而填充设置有布线连接孔和对位精度测定标记的半导体装置的布线连接孔的半导体装置的制造方法中，其特征在于具有首先在300℃以下淀积(低温溅射)铝或者以铝为主要成分的合金的工序，和接着在300℃以上淀积(高温溅射)铝或者以铝为主要成分的合金的工序，在上述300℃以下淀积的铝或者以铝为主要成分的合金的膜厚度A，和在上述300℃以上淀积的铝或以铝为主要成分的合金的膜厚度B是A＞B，将在上述300℃以上淀积的铝或以铝为主要成分的合金的淀积速度设置成不损坏上述对位精度测定标记的形状的速度。2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于在上述300℃以上淀积的铝或以铝为主要成分的合金的淀积速度在200nm/分以下。3.如权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于上述淀积速度在40nm/分以上100nm/分以下。4.如权利要求1～3的任意项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：久野丰彦，喜多村谦一，田中健，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]