JPH0468533A - Ａｌ系配線の形成方法 - Google Patents
Ａｌ系配線の形成方法Info
- Publication number
- JPH0468533A JPH0468533A JP18201690A JP18201690A JPH0468533A JP H0468533 A JPH0468533 A JP H0468533A JP 18201690 A JP18201690 A JP 18201690A JP 18201690 A JP18201690 A JP 18201690A JP H0468533 A JPH0468533 A JP H0468533A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- based wiring
- film
- aluminum
- wiring film
- Prior art date
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- Pending
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は集積回路等で用いるＡｌ系配線の形成方法に関
するものである。
するものである。
（従来の技術）
従来のＡｌ系配線膜は、半導体素子を形成した基板を加
熱し、電子ビームでＡＩ系固体ソースを溶融し、蒸発し
たＡＩ原子を基板上に堆積する真空蒸着法や、Ａｒイオ
ンをＡ１のターゲットの表面に衝突させ、Ａ１のターゲ
ットよりＡＩ原子を叩き出して、基板上にＡＩ原子を堆
積させるスパッタリング法により形成される。堆積する
時の基板の温度は、Ａｌ系配線膜の被覆性を向上させる
ため３５０℃と比較的高温で堆積されていた。最近では
Ａｌ系配線膜の平坦性を向上させるため２００℃前後で
堆積されている〇（発明が解決しようとする課題） しかし従来の方法で形成されたＡｌ系配線膜においては
、ストレスマイグレーション耐性が十分でないという問
題がある。本発明の目的はこの従来のＡｌ系配線におけ
る問題点を解決したＡｌ系配線膜の製造方法を提供する
ことにある。
熱し、電子ビームでＡＩ系固体ソースを溶融し、蒸発し
たＡＩ原子を基板上に堆積する真空蒸着法や、Ａｒイオ
ンをＡ１のターゲットの表面に衝突させ、Ａ１のターゲ
ットよりＡＩ原子を叩き出して、基板上にＡＩ原子を堆
積させるスパッタリング法により形成される。堆積する
時の基板の温度は、Ａｌ系配線膜の被覆性を向上させる
ため３５０℃と比較的高温で堆積されていた。最近では
Ａｌ系配線膜の平坦性を向上させるため２００℃前後で
堆積されている〇（発明が解決しようとする課題） しかし従来の方法で形成されたＡｌ系配線膜においては
、ストレスマイグレーション耐性が十分でないという問
題がある。本発明の目的はこの従来のＡｌ系配線におけ
る問題点を解決したＡｌ系配線膜の製造方法を提供する
ことにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は、基板温度１８０℃以下でＡｌ系配線膜を形成
することを特徴とするＡｌ系配線の製造方法である。
することを特徴とするＡｌ系配線の製造方法である。
（作用）
ストレスマイグレーションには４００℃以上で起こる高
温モードと２００℃位の温度で起こる低温モードがある
が、低温モードの故障原因であるスリット形ボイドの形
成を防ぐ事が重要となっている。スリット形ボイドによ
る故障とは配線がナイフで切ったような形で断線するこ
とである。このスリット形ボイドをＴＥＭで観察した結
果、ボイドを構成する面がＡＩ（１１１）で構成されて
いる場合が多かった。酸化膜上ではＡＩは強い４１１＞
配向をすることが知られているが、断線部でＡＩが４１
１＞に配向すると、法線方向のＡｌ＜１１１＞は基板法
線方向から傾くことになる。また高温モードによって発
生したボイドの基板法線方向のＡ１配向を同じ＜ＴＥＭ
により観察した結果においても、法線方向にはＡＩ＜１
１１＞から１０〜１５度傾いた（２３３）、 （１２２
）が観測されている。この様にＡＩ配線にボイドが発生
する場合、ＡＩ＜１１１＞が基板法線方向からずれるこ
とが伴っている。この事からストレスマイグレーション
におけるボイドの発生を防ぐためには、Ａ１＜１１１＞
を基板法線方向から傾けないようにすることが必要とな
る。また本発明者はＡｌ系配線膜の配向性が堆積する時
の基板温度によって変化することを初めて見い出した。
温モードと２００℃位の温度で起こる低温モードがある
が、低温モードの故障原因であるスリット形ボイドの形
成を防ぐ事が重要となっている。スリット形ボイドによ
る故障とは配線がナイフで切ったような形で断線するこ
とである。このスリット形ボイドをＴＥＭで観察した結
果、ボイドを構成する面がＡＩ（１１１）で構成されて
いる場合が多かった。酸化膜上ではＡＩは強い４１１＞
配向をすることが知られているが、断線部でＡＩが４１
１＞に配向すると、法線方向のＡｌ＜１１１＞は基板法
線方向から傾くことになる。また高温モードによって発
生したボイドの基板法線方向のＡ１配向を同じ＜ＴＥＭ
により観察した結果においても、法線方向にはＡＩ＜１
１１＞から１０〜１５度傾いた（２３３）、 （１２２
）が観測されている。この様にＡＩ配線にボイドが発生
する場合、ＡＩ＜１１１＞が基板法線方向からずれるこ
とが伴っている。この事からストレスマイグレーション
におけるボイドの発生を防ぐためには、Ａ１＜１１１＞
を基板法線方向から傾けないようにすることが必要とな
る。また本発明者はＡｌ系配線膜の配向性が堆積する時
の基板温度によって変化することを初めて見い出した。
基板温度を１８０℃以上でＡｌ系配線膜を形成すると、
ＡＩ＜１１１＞が基板法線方向から傾いて堆積される。
ＡＩ＜１１１＞が基板法線方向から傾いて堆積される。
これに対し基板温度が１８０’Ｃ以下ではＡＩ＜１１１
＞は基板法線方向に配向し、その後の配線形成のための
熱処理工程を行なっても配向性は変化しない。この結果
、基板温度１８０℃以下で形成されたＡｌ系配線膜を用
いたＡ１系配線はストレスマイグレーション耐性が高ま
る。
＞は基板法線方向に配向し、その後の配線形成のための
熱処理工程を行なっても配向性は変化しない。この結果
、基板温度１８０℃以下で形成されたＡｌ系配線膜を用
いたＡ１系配線はストレスマイグレーション耐性が高ま
る。
（実施例）
以下に本発明の一実施例を第１〜３図を用いて説明する
。第１図に示すようにＳｉＯ等の絶縁膜１１を上面に有
するＳｉ基板１２上にＡｌ系配線膜１３を電子ビーム蒸
着する。電子ビームでＡｌ系配線膜の固体蒸発源を溶融
し、蒸発した原子１４が８１基板１２上に３ｎｍ／ｓｅ
ｃの速度で堆積する。Ａｌ系配線膜の厚さが、０．６ｐ
ｍになったところで堆積を終了する。蒸着するときの基
板温度として１２０℃，１５０℃，１８０℃の三種類を
用いた。蒸着したＡＩ膜の配向性をＸ線ロッキングカー
ブ法により測定した。ＡＩ（１１１）に対するＸ線ロッ
キングカーブを第３図（ａ）〜（Ｃ）に示す。比較のた
め第３図（ｄ）に従来の基板温度である２２０℃で蒸着
したＡ１膜の、ＡＩ（１１１）に対するＸ線ロッキング
カーブもあわせて示す。第３図中の矢印は基板法線方向
を示す。横軸のθはＸ線の入射方向と基板面のなす角度
である。２２０℃で蒸着したＡ１膜はＡＩ（１１１）が
基板法線方向よりほぼ±４度傾いた方向に配向している
のに対し、１２０℃，１５０℃で蒸着したＡＩ膜ではＡ
Ｉ（１１１）は基板法線方向に配向していることが判る
。１８０’Ｃの場合は基板法線方向から傾いた成分が存
在するためカーブにやや［肩Ｊが見えているがほぼ基板
法線方向に配向している。
。第１図に示すようにＳｉＯ等の絶縁膜１１を上面に有
するＳｉ基板１２上にＡｌ系配線膜１３を電子ビーム蒸
着する。電子ビームでＡｌ系配線膜の固体蒸発源を溶融
し、蒸発した原子１４が８１基板１２上に３ｎｍ／ｓｅ
ｃの速度で堆積する。Ａｌ系配線膜の厚さが、０．６ｐ
ｍになったところで堆積を終了する。蒸着するときの基
板温度として１２０℃，１５０℃，１８０℃の三種類を
用いた。蒸着したＡＩ膜の配向性をＸ線ロッキングカー
ブ法により測定した。ＡＩ（１１１）に対するＸ線ロッ
キングカーブを第３図（ａ）〜（Ｃ）に示す。比較のた
め第３図（ｄ）に従来の基板温度である２２０℃で蒸着
したＡ１膜の、ＡＩ（１１１）に対するＸ線ロッキング
カーブもあわせて示す。第３図中の矢印は基板法線方向
を示す。横軸のθはＸ線の入射方向と基板面のなす角度
である。２２０℃で蒸着したＡ１膜はＡＩ（１１１）が
基板法線方向よりほぼ±４度傾いた方向に配向している
のに対し、１２０℃，１５０℃で蒸着したＡＩ膜ではＡ
Ｉ（１１１）は基板法線方向に配向していることが判る
。１８０’Ｃの場合は基板法線方向から傾いた成分が存
在するためカーブにやや［肩Ｊが見えているがほぼ基板
法線方向に配向している。
基板温度１２０’Ｃ−１８０’Ｃで蒸着したＡｌ系配線
膜をフォトレジスト工程とドライエツチング工程によっ
てＡＩ系配線２１とする。その後ＣＶＤ法によって燐ガ
ラス２２を１．ｕｍを堆積し、さらにその上にプラズマ
ＣＶＤで窒化珪素膜２３を０．３μｍ堆積する（第２図
）。この様に形成されたＡＩ系配線を２００℃の温度で
１０００時間の保管試験を行なったところ、従来法だと
スリット形ボイドが多数発生したのに本実施例のいずれ
でもスリット形ボイドの発生は観測されず、かつ断線が
発生する平均時間も従来より１０倍以上向上した。
膜をフォトレジスト工程とドライエツチング工程によっ
てＡＩ系配線２１とする。その後ＣＶＤ法によって燐ガ
ラス２２を１．ｕｍを堆積し、さらにその上にプラズマ
ＣＶＤで窒化珪素膜２３を０．３μｍ堆積する（第２図
）。この様に形成されたＡＩ系配線を２００℃の温度で
１０００時間の保管試験を行なったところ、従来法だと
スリット形ボイドが多数発生したのに本実施例のいずれ
でもスリット形ボイドの発生は観測されず、かつ断線が
発生する平均時間も従来より１０倍以上向上した。
Ａｌ系配線膜をスパッタリング法により堆私した場合に
ついても同様の効果があった。またＡｉ合金系配線膜、
例えばＡｌ−８ｉ、 Ａｌ−８ｉ−Ｃｕ、 Ａｌ−８ｉ
−Ｐｄ等についても同様の効果があった。
ついても同様の効果があった。またＡｉ合金系配線膜、
例えばＡｌ−８ｉ、 Ａｌ−８ｉ−Ｃｕ、 Ａｌ−８ｉ
−Ｐｄ等についても同様の効果があった。
（発明の効果）
本発明によればＡ１系配線のストレスマイグレーション
耐性を向上させることができる。
耐性を向上させることができる。
第１，２図は本発明を説明するＡｌ系配線膜及びＡＩ系
配線の断面図である。第３図は電子ビーム蒸着法により
作成したＡＩ系配線膜ＡＩ（１１１）に対するＸＮ＆ロ
ッキングカーブの図で、（ａ）〜（Ｃ）が本発明、（ｄ
）が従来の方法で得られたものである。 図において、１１・・・絶縁膜、１２・・・Ｓｉ基板、
１３・・・Ａｌ系配線膜、１４・・・Ａｌ系配線膜の構
成原子、２１・・・Ａ１系配線、２２・・・燐ガラス、
２３・・・窒化珪素。
配線の断面図である。第３図は電子ビーム蒸着法により
作成したＡＩ系配線膜ＡＩ（１１１）に対するＸＮ＆ロ
ッキングカーブの図で、（ａ）〜（Ｃ）が本発明、（ｄ
）が従来の方法で得られたものである。 図において、１１・・・絶縁膜、１２・・・Ｓｉ基板、
１３・・・Ａｌ系配線膜、１４・・・Ａｌ系配線膜の構
成原子、２１・・・Ａ１系配線、２２・・・燐ガラス、
２３・・・窒化珪素。
Claims (1)
- 基板温度１８０℃以下でＡｌ系配線膜を形成すること
を特徴とするＡｌ系配線の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18201690A JPH0468533A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Ａｌ系配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18201690A JPH0468533A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Ａｌ系配線の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0468533A true JPH0468533A (ja) | 1992-03-04 |
Family
ID=16110864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18201690A Pending JPH0468533A (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Ａｌ系配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0468533A (ja) |
-
1990
- 1990-07-10 JP JP18201690A patent/JPH0468533A/ja active Pending
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