有機金属用弱励起プラズマによるAl CVDの表面反応制御の研究

弱激发有机金属等离子体Al CVD表面反应控制研究

• 批准号: 63632503
• 负责人: 御子柴 宣夫
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63632503/
• 关键词: 超LSI; 配線; CVD; 有機金属; プラズマ; トリメチルアルミニウム

将来のディープサブミクロンルール超LSIでは、微細化とともに表面の凹凸が激しくなる。粒子運動をともなう物理的堆積法であるスパッタ法やバイアススパッタ法では、配線金属Alの段差被覆性を維持できなくなり、且つサブミクロンのコンタクト穴への穴埋め成膜が非常に困難になることが判明している。現在、これらの欠点を克服する技術として原子や分子の基板表面への吸着と表面反応による化学的堆積法であるCVD技術の開発が必要となっている。しかし、現在の技術のレベルでは、表面モルフォロジーや密着性等の膜質がスパッタ法よりも劣っている点もあり、早急にCVD Al膜の膜質改善を行なうことが最重要課題となっている。我々は、原料ガス分子の均一な吸着と表面反応による高品質薄膜形成を実現するため、気相励起と表面反応を分離し、独立に制御するHybrid-Excitation CVD技術を開発し、Al成膜を行ってきた。原料ガスには、有機金属トリメチルアルミニウム(TMA)と水素を用いて、気相励起にはウェハ位置から離れたプラズマを用いている。本研究では、以下2点について研究を行い、CVD Al薄膜の表面モルフォルジー、抵抗率、結晶性等の膜質を超LSI配線金属としての実用化レベルまで引き上げる。(1)プラズマパラメータと有機金属の励起・分解状態の関係を明らかにし、有機金属の励起・分解の制御法を確立して、表面モルフォロジーの改善を行なう。(2)励起・分解状態の異なる分子を用いて、基板の種類や表面処理の違いによる選択成長の制御を行う。昭和63年度では、有機金属の励起・分解制御に関して、電子密度を制御することにより、H_2/RF放電プラズマにおいてTMAをAl(CH_3)_2やAl(CH_3)の励起種へ選択的に励起・分解する技術を開発した。また、選択的に励起された有機金属を用いるとAl薄膜の表面モルフォロジーが改善された。更に、基板の種類によって成膜の選択性のでる励起種が明らかになりつつある。以上述べたように研究は研究計画に沿って進んでおり、次年度以降の研究の見通しは立っている。

In the future, there will be <s:1> ディ プサブ プサブ プサブ プサブ <s:1> ロ ロ ロ <s:1> ロ ロ <s:1> <s:1> <s:1> で and fine-grained とと とと に and に surfaces with <s:1> and concave and convex が and <s:1> and くなる. The accumulation of particles movement を と も な う physical method で あ る ス パ ッ タ method や バ イ ア ス ス パ ッ タ method で は, wiring metal Al の period of poor coating を maintain で き な く な り and つ サ ブ ミ ク ロ ン の コ ン タ ク ト den へ の hole buried め film-forming が very difficult に に な る こ と が.at し て い る. Now, こ れ ら の points less を overcome す る technology と し て atomic や molecular の substrate surface へ の sorption と surface anti 応 に よ る accumulation of chemical method で あ る CVD technique の open 発 が necessary と な っ て い る. し か し, now の の レ ベ ル で は, surface モ ル フ ォ ロ ジ ー や indiscrete sex etc. の membranous が ス パ ッ タ method よ り も substandard っ て い る point も あ り, early urgent に CVD Al film line の membranous improve を な う こ と が is the most important topic と な っ て い る. I 々 は, raw material ガ ス molecular の uniform な sorption と surface anti 応 に よ る high quality film formation を be presently す る た め, wound up と 気 phase surface anti 応 し を separation, independent に suppression す る Hybrid - Excitation CVD technique を open 発 し, Al film-forming を っ て き た. Raw material ガ ス に は, organic metal ト リ メ チ ル ア ル ミ ニ ウ ム (TMA) と water element を い て, 気 phase excitation に は ウ ェ ハ position か ら from れ た プ ラ ズ マ を with い て い る. This study で は, the following 2 points に つ い て を line い, CVD の Al film surface モ ル フ ォ ル ジ ー, resistance rate, crystalline の membranous を super LSI wiring metal と し て の be in turn レ ベ ル ま で lead on き げ る. (1) プ ラ ズ マ パ ラ メ ー タ と organometallic の excitation, the decomposition, state の masato を and Ming ら か に し, organic metal の wound up, decomposition の を suppression method to establish し て, surface モ ル フ ォ ロ ジ ー の improve line を な う. (2) The excited and decomposed state <s:1> abnormal なる molecules を are treated with て て, and the substrate type や is used for surface treatment. The abnormal <s:1> による is selected from 択 growth <s:1> to control を rows う. Showa 63 で は, organic metal の wound up, decomposition suppression に masato し て, electron density を suppression す る こ と に よ り, H_2 / RF discharge プ ラ ズ マ に お い て TMA を Al (CH_3) _2 や Al (CH_3) の wound up kinds of へ sentaku に excitation, the decomposition, す る technology を open 発 し た. ま た, sentaku に wound up さ れ た organometallic を with い る と Al thin film surface モ の ル フ ォ ロ ジ ー が improve さ れ た. More に, substrate type によって film formation 択 selection 択 property でる encourage seeding が bright ら ら にな にな ある ある ある ある ある ある ある. Based on the above-mentioned べたように research <e:1> research plan に, proceed from って to んでお べたように, and the subsequent <s:1> research <e:1> in the following year can be seen in the general <s:1> standing って って る る る.

项目成果

K. Masu; J. Sakurai; N. Shigeeda; K. Tsubouchi; N. Mikoshiba: Extended Abstract of the 20th(8th International)Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo, 1988. 573-576 (1988)

K.马苏；

益一哉,重枝伸之,坪内和夫,御子柴宣夫: 昭和63年 秋季応用物理学会学術講演会 講演予稿集. 6-ZK-7 (1988)

Kazuya Masu、Nobuyuki Shigeeda、Kazuo Tsubouchi、Nobuo Mikoshiba：日本应用物理学会 1988 年秋季学术会议记录 6-ZK-7 (1988)。

桜井淳,重枝伸之,益一哉,坪内和夫,御子柴宣夫,竹内義尚: 昭和63年 春季応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 29-F-15 (1988)

Jun Sakurai、Nobuyuki Shigeta、Kazuya Masu、Kazuo Tsubouchi、Nobuo Mikoshiba、Yoshihisa Takeuchi：1988 年春季应用物理协会讲座论文集 29-F-15 (1988)。

重枝伸之,俣野達哉,益一哉,坪内和夫,御子柴宣夫: 平成元年春季応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 3-W-11 (1989)

Nobuyuki Shigeeda、Tatsuya Matano、Kazuya Masu、Kazuo Tsubouchi、Nobuo Mikoshiba：1989 年春季应用物理协会讲座论文集 3-W-11 (1989)。

益一哉,桜井淳,重枝伸之,坪内和夫,御子柴宣夫,竹内義尚: 昭和63年 春季応用物理学関係連合講演会 講演予稿集. 29-F-14 (1988)

Kazuya Masu、Jun Sakurai、Nobuyuki Shigeta、Kazuo Tsubouchi、Nobuo Mikoshiba、Yoshihisa Takeuchi：1988 年春季应用物理协会讲座论文集 29-F-14 (1988)。