Способ формирования металлизации межсоединений для интегральных схем

видетель У 2 тся СОгОЗ СОВЕТСКИХсОциАлистически х РесттувликГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕведомство сссР ГОСПАтент сссог) ОПИСАНИк авторскому с(71) Научно-исследовательский институт молекулярной электроники(56) 3. Арр Рпуь 59(6), 15 МагФ 1986. Аф - Т апб Ю - Т - Ъ ТИп а 5 щ Г 1 птв. АВейв О, р 2010-201 4.Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок - М Электроатомиздат, 1989, с 236-241.(54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ МЕЖСОЕДИНЕНИИ ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ(57) Изобретенитехнике и м е относится к попупроводниковоиьщзоэпектронике и может быть испру ЯС Ор 170799(51) 3 14 БРЕТЕНИЯ попьзо ри производстве гепеграпьн,и схем Цепь и бре ния - повьшеете выхода годных еттегральных схем за счет иааеРтемя допоемтеаного роста р пленок АП 1 и ААСПБ, а таоке увеличения стойкости к электромиграции и ципообразованию. Указанная цеъ досттгае тем, что в еттегральных схемах метаемзация межсоединений на основе атвоминия и его овтавов с добавками Т 0,1 - 1,0 ат.% наносится в установках с вакуумной блокировкой при давлении в рабочей камере 10 -9,6 10 ) Па и давлении в общей камере -1,33 10 Па и содержании активных газовых примесей в среде плазменного разряда не превьиеощю дпя О10 Па 3 Ч 10 ПаС Н 15 10 Па 1 2 2 п етабл.1 Уож 5 50 55 л,".р,тение относится к полупроводников.и технике и микроэлектронике и мо,кет бы использовано при производстве иГпгплльннх схем,Цель изобретения - повышение выхода годгых интегральных схем эа счет исключения дополнительного роста пленок АТ и АТ 5. а также увеличения стойкости к элект ромиграции и шипообраэованию.Поскольку достижение эффекта от добавокП оказалось не всегда возможным из-за значительного влияния на свойства пленок неконтролируемых включений в пленку, а именно газовых примесей, имеющихся в определенных условиях в объеме плазмообразующего газа, поскольку устойчивость к электромиграции и шипованию зависит от состава плазмообразующего газа, авторы вводят в состав цели изобретения увеличе"на стойкости к электромиграции и шипова- НИЮ.Перепад давлений в установках с вакуумной блокировкой оказывает влияние на состав примесных газов в рабочей камере. Однако состав примесных газов в рабочей камере определяется и другими факторами: натеканием, состоянием поверхностей внутри камерной оснастки.Таким образом. задаваемый перепад давлений является необходимым, но не всегда достаточным средством получения необходимого качества пленок, Для контроля качества работы установки в данный момент измеряют парциальные давления остаточных газов,Если при заданном перепаде давлений примеси ый состав рабочего газа не удовлетиорчет предлагаемым требованиям, то неоЬходимо сделать стандартный ремонт ваку; мной камеры откачкой системы или системы напуска рабочего газа. За критерий качества ремонта при этом принимается соо гветствие сос зава примесей в плазмообразующем азе требованием изобретения, 3 еобкодимый перепад давлений между рабочей и общей каглерами достигается голко совокупносгью подбора щели и величинм давления в рабочей камере,Размеры цели-зазора и отверстия подбираю 1 си эмпирически, в два этапа:- пег,вая регулировка, когда в стенке рабочей камеры с помощью диафрагмы выставляется отверстие;- вторая регулировка осуществляется путем поджатия уплотнительного фланца с силъфоном к рабочей камере.Первая регулировка осуществляется при отключенной установке и в скрытой камере, вторая - во время откачки,Состав газовой среды в рабочей камере должен контролироваться постоянно после каждой профилактической чистки и ремонта установки,П р и м е р 1. Пленки на основе сплава алюминий - титан (АТО 0,5 ф,) можно получить на установке непрерывного действия и вакуумной блокировки "Оратория" с помощью магнетронного распыления сплавной мишени. Для этого пластины и 5 диаметром 100 мм после химической обработки с помощью пинцета загружают в планетарный механизм, который затем устанавливают в шлюзовую камеру установки, закрывают крышку и качают с помощью вакуумного насоса до давления 1 102 мм рт,ст. После этого через обводной клапан с помощью высоковакуумной откачки доводят давление остаточных газов до 1 10-4 5 10 мм рт.ст, После снятия уплотнения шлюза смешиванием выравнивают давление в шлюзе, общей и рабочей камерах с помощью механизма карусели, рабочую камеру с планетарным механизмом переводят на позицию нагрева с помощью нагрева пластин, очищают их поверхность от отсорбированных газовых включений, далее рабочую камеру с планетарной системой переводят на позицию магнетрона и уплотняют рабочую камеру, отсекая ее объем от общей камеры. Причем необходимым условием являются при этом оставляемые щели, чтобы одновременно в рабочей камере держать относитезльно высокое рабочее давление (7 10 - 1 10) мм рт.ст, и обеспечивать откачку диссорбированных атомов гаэоотделения со стенок рабочей камеры при значительном их нагреве во время процесса распыления сплавной мишени АТ 0,5, для стабильности режимов распыления подбирают размер щели между рабочей и общей камерами или в камере делают калибровочное отверстие, чтобы одновре 10 15 20 25 30 35 40 менно обеспечить сопротивление газовому потоку откачки и выдержать необходимый перепад давлений. При этом необходимо отрегулировать подачу плазмообраэующего Аг и откачку потока газоотделений, при этом необходимым условием является Ррвб.квмерыРдегвзвции+ Р дг где РдгРдегазвций активных примесей, в составе Рдегвзвции пик М 2 должен быть сколько угодно малым, так как масс-спектрометрический анализ состава остаточных газов показывает, что при значительно больших значениях пика Й 2 резко уменьшается коэффициент ионизвции и снижается скорость распыления. Обеспечив(7 10 -1 10 )ммг. крт.ст. и г, ,. к1 10м; рт ст. получитьпленки из Л 1 Т 0,5 с р, =: 4,2 мкОм см,которые отлил:.отея от пленок А и А 1 Р(2,62,8 лкйтл г.;л) более высокой стойкостью кэлектрсмиграции и шипообразованию. П р и м е р 2. Пленки на основе сплава ололиний - тган (АИ 0,5) можно наносить на установке непрерывного действия с конвейерной системой протяжки пластин и вакуумной блокировки "Оратория" с помощью магнетронного распыления сплавной мишени После тренировки мишеей и очистки ее поверхности от примесей в шлюз загрузки устанавливают кассету с кретлиеоыми пластпами дналетром 100 мм. После форвакуумной откачки объема шгюза до 1 10 мм р.ст, открьоэстсл з- тс:;, .;2стины поочередно выезжают из кассеты и укладываются с определенным шагом на транспортер. При этом в общей камсре происходит бросок в сторону увеличения тавленил, но через несколько секунд о сбцей камере устанавливается даолениег1 д = 1 10 "мл рт.ст. Важно отметить,что после тренировки мишеней они постолно распыляются, температура нагрева пластин задается током нагрева и Ч скоростью конвейера. При этом мощность распыленил трех магнетроо Г 4 (2,5-4) кВт, Г,5-45) кВт, 1 з = (2,5-4,5) кВт выбирзот в зависимости от необходимой толщины наносимой пленки. Пластины, находящиеся на треке конвейера, поочередно проходят позицию нагрооэ и через щель конвейера входят о рабочую калеру, г 1 е давление должно быть в пределах 1 10 - 1 10 з мм рт.ст, Л ол, пройдя тозицию рабочей камеры нанесения, пластины через щель выходят в общую камеру , после этого попадают в шлюз выгрузки. П р и м е р 3. Пленки на основе сплав.=.алюминий - кремний - титан 1 А 151 Т 0,5 тможно наносить по примерам 1 и 2. Дллуточнения значений составы остаточной ат 5 мосферы активных газовых примесей в процессе нанесения сплавов А 1-Т и А 1-Т 1-Я поциклограмме, описанной в примерах 1 и 2,приводятся в таблице.Из таблицы видно, что после оптимиза 10 ции и выставления зазора парциальное давление составляющих М 2 и Н 20 значительноуменьшается за счет увеличения протока Аг(при фиксированном давлении в рабочей камере),15 Составляющая органических соединений уменьшилась, но не настолько, насколько хотелось бы, по-видимому, это предел остановки "Оратория", использующеймасляную систему откачки,20 Масс-спектрометрический анализ остаточной среды показал, что скорость распыления А 1-Т мишени падает в 2-3 раза пристандартном процессе с малыми зазорами,когда составляющая пика азота в относи 25 тельных единица приближается к Аг. Поэтолу авторы полагают, что основной вклад вуменьшение скорости распыления А 1-Т исоответственно увеличение сопротивленияр, пленки связан с составляющей азота т 230 и возможно 02.Иэ таблицы видно, что на установке"Оратория" с беэмасляной системой откачки удается органическую составляющуюзначительно снизить. Здесь важно отме 35 тить, что при больших значениях парциального давления активных газовых примесейв установке "Оратория" по сравнению сустановкой "Оратория" наносимые пленки имеют скорость осаждения выше, а сопро 40 тиоление ниже, чем в случае, когда пленкинанесены на установке "Оратория".Причиной этому являются геометрические параметры конструкции рабочей камеры: на установке "Оратория" расстояние45 от источника до подложки 130-150 мм нэустановке "Оратория" 45-50 мм.1707995 Влияние подбираемого зазора на компонентный состав остаточной атмосферы при нанесении пленок на установках "Оратория" и "Оратория"Составитель А.ИвановТехред М,Моргентал Корректор М Куль Редактор О.Юркова Тираж ПодписноеНПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 496 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Формула изобретенияСПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ МЕЖСОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ, включающий нанесение слоя металла иэ алюминия или его сплавов с добавками примеси титана в атмосфере плаэмообраэующего аргона в установках магнетронного распыления, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных интегральных схем эа счет исключения дополнительного роста рч пленок А - Т и АТ 5 и увеличениц втойкости к электромиграции и шипообразованию, нанесение проводят в установках с вакуумной блокировкой при давлении в рабочей камере (10 - 9,610 )Па и давлении в общей камере 5 1,3310 Па и содержании активных газовых примесей в рабочей камере с давлением, не превышаютим для кислорода 210 Па, воды 210 Па, азота 10 Па, углеводородных масс 1,510 Па.