JPH0584063B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0584063B2 JPH0584063B2 JP59037069A JP3706984A JPH0584063B2 JP H0584063 B2 JPH0584063 B2 JP H0584063B2 JP 59037069 A JP59037069 A JP 59037069A JP 3706984 A JP3706984 A JP 3706984A JP H0584063 B2 JPH0584063 B2 JP H0584063B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- abrasive grains
- wiring metal
- inorganic insulating
- semiconductor substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
イ 産業上の利用分野
この発明はトランジスタやICなどの半導体素
子の製造方法に関し、特に、半導体素子形成基板
表面にアルミニウム蒸着等で形成する配線パター
ンの下地加工技術に関する。
子の製造方法に関し、特に、半導体素子形成基板
表面にアルミニウム蒸着等で形成する配線パター
ンの下地加工技術に関する。
ロ 従来技術
トランジスタやICなどの半導体素子の表面に
形成される配線パターンは一般にSiO2やSi3N4の
絶縁膜を下地に形成され、そのパターンの形状は
益々複雑化、高密度化される傾向にあつて、下地
との密着強度が最近益々重要視されている。
形成される配線パターンは一般にSiO2やSi3N4の
絶縁膜を下地に形成され、そのパターンの形状は
益々複雑化、高密度化される傾向にあつて、下地
との密着強度が最近益々重要視されている。
上記パターン化された配線金属の形態例を第１
図に示すと、１はシリコンの半導体基板、２は半
導体基板１上に形成されたSiO2又はSi3N4の無機
絶縁膜（以下、単に絶縁膜という）、３は絶縁膜
２にPR法にて窓開けして形成した窓孔、４は窓
孔３から露出する半導体基板１のシリコン素地ｍ
と絶縁膜２の表面ｎ上に所望パターンで被着形成
した薄膜状の配線金属（パターン）で、通常Al
の蒸着かスパツタ（リング）にて形成される。こ
の配線金属４までの製造工程を第２図乃至第６図
を参照して述べると、先ず第２図に示すように半
導体基板１上の全面に形成された絶縁膜２上にレ
ジスト５を塗布する。次にレジスト５を選択露光
してから、現像して第３図に示すようにレジスト
５の所望部分に窓孔６を形成する。次に窓孔６か
ら露出する絶縁膜２をエツチング除去して絶縁膜
２に窓孔６を形成してから第５図に示すようにレ
ジスト５を除去する。この第２図乃至第５図の
PR工程が完了した後、必要時に半導体基板１の
露出素地ｍと絶縁膜２上の全面に例えばAl蒸着
にて第６図に示すAl蒸着膜４′を形成し、而る後
Al蒸着膜４′を上述と同様なPR法にて所定パタ
ーンを選択除去して第１図の配線金属４を得る。
図に示すと、１はシリコンの半導体基板、２は半
導体基板１上に形成されたSiO2又はSi3N4の無機
絶縁膜（以下、単に絶縁膜という）、３は絶縁膜
２にPR法にて窓開けして形成した窓孔、４は窓
孔３から露出する半導体基板１のシリコン素地ｍ
と絶縁膜２の表面ｎ上に所望パターンで被着形成
した薄膜状の配線金属（パターン）で、通常Al
の蒸着かスパツタ（リング）にて形成される。こ
の配線金属４までの製造工程を第２図乃至第６図
を参照して述べると、先ず第２図に示すように半
導体基板１上の全面に形成された絶縁膜２上にレ
ジスト５を塗布する。次にレジスト５を選択露光
してから、現像して第３図に示すようにレジスト
５の所望部分に窓孔６を形成する。次に窓孔６か
ら露出する絶縁膜２をエツチング除去して絶縁膜
２に窓孔６を形成してから第５図に示すようにレ
ジスト５を除去する。この第２図乃至第５図の
PR工程が完了した後、必要時に半導体基板１の
露出素地ｍと絶縁膜２上の全面に例えばAl蒸着
にて第６図に示すAl蒸着膜４′を形成し、而る後
Al蒸着膜４′を上述と同様なPR法にて所定パタ
ーンを選択除去して第１図の配線金属４を得る。
ハ 発明が解決しようとする問題点
このように配線金属４の下地の大部分はSiO2
やSi3N4の絶縁膜２であり、残りの下地は半導体
素子の各種電極面として形成されたシリコン素地
ｍであつて、シリコン素地ｍにはAl蒸着後のア
ニール処理（熱処理）にて合金化されて密着性良
く形成される。ところが絶縁膜２上の配線金属４
は絶縁膜２の表面ｎの汚れ等の影響で密着性が悪
く、PCT（高温高圧下での通電テスト）やHBT
（高温下でバイアスをかけるテスト）などの各種
信頼性試験時や通常の動作時に配線金属４が下地
の絶縁膜２から部分的に剥がれて浮き上がり、後
断線事故や隣接するものとシヨートする事故を招
き、半導体装置の信頼性を悪くする１つの要因に
なつていた。このような配線金属剥がれは下地の
絶縁膜２がSi3N4で配線金属４がAlの場合に特に
多く、また配線パターンの高密度化に伴つて益々
増加する傾向にあつて、早急な改善策が要望され
ていた。
やSi3N4の絶縁膜２であり、残りの下地は半導体
素子の各種電極面として形成されたシリコン素地
ｍであつて、シリコン素地ｍにはAl蒸着後のア
ニール処理（熱処理）にて合金化されて密着性良
く形成される。ところが絶縁膜２上の配線金属４
は絶縁膜２の表面ｎの汚れ等の影響で密着性が悪
く、PCT（高温高圧下での通電テスト）やHBT
（高温下でバイアスをかけるテスト）などの各種
信頼性試験時や通常の動作時に配線金属４が下地
の絶縁膜２から部分的に剥がれて浮き上がり、後
断線事故や隣接するものとシヨートする事故を招
き、半導体装置の信頼性を悪くする１つの要因に
なつていた。このような配線金属剥がれは下地の
絶縁膜２がSi3N4で配線金属４がAlの場合に特に
多く、また配線パターンの高密度化に伴つて益々
増加する傾向にあつて、早急な改善策が要望され
ていた。
尚、絶縁膜２と配線金属４の密着性を良くする
手段として、絶縁膜２の表面ｎをプラズマエツチ
ングにより活性化してからAl蒸着する方法があ
るが、この方法は、高価な設備を必要とし、また
表面ｎの活性化だけは効果が不十分で実用的でな
かつた。
手段として、絶縁膜２の表面ｎをプラズマエツチ
ングにより活性化してからAl蒸着する方法があ
るが、この方法は、高価な設備を必要とし、また
表面ｎの活性化だけは効果が不十分で実用的でな
かつた。
ニ 発明の構成
本発明は上記問題点を解決するために、半導体
基板上の絶縁膜をPR法で窓開けする前に絶縁膜
表面を絶縁膜とは被エツチング特性の異なる砥粒
によるホーニング加工によつて粗面化する工程
と、絶縁膜上に付着した前記砥粒を薬液にて溶か
し除去する工程を加えた製造方法を提供する。前
記砥粒は粒径が1μm以下の超微細なものが適して
いて、また前記薬液は砥粒を溶かすが、絶縁膜は
溶かさないものが選択される。
基板上の絶縁膜をPR法で窓開けする前に絶縁膜
表面を絶縁膜とは被エツチング特性の異なる砥粒
によるホーニング加工によつて粗面化する工程
と、絶縁膜上に付着した前記砥粒を薬液にて溶か
し除去する工程を加えた製造方法を提供する。前
記砥粒は粒径が1μm以下の超微細なものが適して
いて、また前記薬液は砥粒を溶かすが、絶縁膜は
溶かさないものが選択される。
ホ 発明の実施例
本発明の具体的実施例を第７図乃至第１３図を
参照して順次説明する。
参照して順次説明する。
本発明のホーニング加工工程は、先ず第７図に
示すように、半導体基板１上全面に形成された絶
縁膜２の表面ｎに相対移動するノズル７から噴射
される金属微粉体の砥粒８を吹き付けて表面ｎを
順次に粗面化する。砥粒８はFeやCuなどの金属
蒸気を急速冷却で粒径が1μm以下の粉体に凝固さ
せる等の製法で製造された市販品を使用すればよ
い。この砥粒８が吹き付けで絶縁膜２は表層部が
凹凸に削られて粗面n′となる。この粗面n′の粗度
は砥粒８の量、吹き付け速度、吹き付け時間にて
様々にコントロールされる。粗面処理が完了する
と、絶縁膜２上には砥粒８が付着して残つている
ので、これを除去する。この除去は単なるエアー
ブローでは不十分であるので、砥粒８が金属であ
ることを利用して第８図に示すように半導体基板
１の全体を次の薬液９内に浸漬して付着した砥粒
８を溶解させる。薬液９は砥粒８のみを溶解させ
るもので、例えば絶縁膜２がSiO2で砥粒８がAl
の場合はリン酸溶液が、絶縁膜２がSi3N4で砥粒
８がCuの場合は弗酸溶液が有効である。この薬
液９による砥粒洗浄が完了すると半導体基板全体
を水洗して乾燥させ、後は従来同様にPR工程、
配線パターン作成工程を行う。
示すように、半導体基板１上全面に形成された絶
縁膜２の表面ｎに相対移動するノズル７から噴射
される金属微粉体の砥粒８を吹き付けて表面ｎを
順次に粗面化する。砥粒８はFeやCuなどの金属
蒸気を急速冷却で粒径が1μm以下の粉体に凝固さ
せる等の製法で製造された市販品を使用すればよ
い。この砥粒８が吹き付けで絶縁膜２は表層部が
凹凸に削られて粗面n′となる。この粗面n′の粗度
は砥粒８の量、吹き付け速度、吹き付け時間にて
様々にコントロールされる。粗面処理が完了する
と、絶縁膜２上には砥粒８が付着して残つている
ので、これを除去する。この除去は単なるエアー
ブローでは不十分であるので、砥粒８が金属であ
ることを利用して第８図に示すように半導体基板
１の全体を次の薬液９内に浸漬して付着した砥粒
８を溶解させる。薬液９は砥粒８のみを溶解させ
るもので、例えば絶縁膜２がSiO2で砥粒８がAl
の場合はリン酸溶液が、絶縁膜２がSi3N4で砥粒
８がCuの場合は弗酸溶液が有効である。この薬
液９による砥粒洗浄が完了すると半導体基板全体
を水洗して乾燥させ、後は従来同様にPR工程、
配線パターン作成工程を行う。
即ち、先ず第９図に示すように絶縁膜２上全面
にレジスト５を塗布してから、レジスト５に選択
露光、現像を行つて第１０図に示すように窓孔６
を形成し、その後窓孔６から絶縁膜２をエツチン
グして第１１図に示すように絶縁膜２に窓孔３を
形成する。このPR工程において、レジスト５は
絶縁膜２の粗面n′上に形成されるので両者の密着
性は粗面処理をしない従来品よりも強固となり、
従つて第１１図のエツチング時にエツチング液が
絶縁膜２とレジスト５の間に侵入する確率が低く
なり、窓孔３の寸法精度がより高精度となる。
にレジスト５を塗布してから、レジスト５に選択
露光、現像を行つて第１０図に示すように窓孔６
を形成し、その後窓孔６から絶縁膜２をエツチン
グして第１１図に示すように絶縁膜２に窓孔３を
形成する。このPR工程において、レジスト５は
絶縁膜２の粗面n′上に形成されるので両者の密着
性は粗面処理をしない従来品よりも強固となり、
従つて第１１図のエツチング時にエツチング液が
絶縁膜２とレジスト５の間に侵入する確率が低く
なり、窓孔３の寸法精度がより高精度となる。
PR工程が完了すると絶縁膜２上からレジスト
５を除去し、次に第１２図に示すように絶縁膜２
上と窓孔３から露出する半導体基板１上の全面に
例えばAl蒸着膜４′を形成する。そしてAl蒸着膜
４′をPR法で選択除去して第１３図に示すように
所望の配線金属４を形成する。この配線金属４の
絶縁膜２上の密着性は粗面n′上に形成されるため
従来品より強固となる。特に配線金属４をAl蒸
着で形成すれば蒸着時のAl粒子がその高エネル
ギーでもつて粗面n′に食い入る如く付着してより
強固な密着性が得られる。実際、このように粗面
化した絶縁膜２上に配線金属４を形成すると、信
頼性試験等で配線金属４が剥がれて浮き上がるト
ラブルはほとんど皆無に近くなり、本発明の有効
性が実証された。
５を除去し、次に第１２図に示すように絶縁膜２
上と窓孔３から露出する半導体基板１上の全面に
例えばAl蒸着膜４′を形成する。そしてAl蒸着膜
４′をPR法で選択除去して第１３図に示すように
所望の配線金属４を形成する。この配線金属４の
絶縁膜２上の密着性は粗面n′上に形成されるため
従来品より強固となる。特に配線金属４をAl蒸
着で形成すれば蒸着時のAl粒子がその高エネル
ギーでもつて粗面n′に食い入る如く付着してより
強固な密着性が得られる。実際、このように粗面
化した絶縁膜２上に配線金属４を形成すると、信
頼性試験等で配線金属４が剥がれて浮き上がるト
ラブルはほとんど皆無に近くなり、本発明の有効
性が実証された。
尚、本発明と同目的で蒸気金属微粉体の砥粒８
の代わりに、物の粗面化に通常用いられているア
ルミナなどの粒径が10μm程度の無機質砥粒を用
いることも考えられられる。しかし、この後者砥
粒では粒径が大き過ぎて絶縁膜２が破れる可能性
が大となり、また後の除去作業が大変で且つ完全
な除去が難しくて好ましくない。
の代わりに、物の粗面化に通常用いられているア
ルミナなどの粒径が10μm程度の無機質砥粒を用
いることも考えられられる。しかし、この後者砥
粒では粒径が大き過ぎて絶縁膜２が破れる可能性
が大となり、また後の除去作業が大変で且つ完全
な除去が難しくて好ましくない。
ニ 発明の効果
以上のように、本発明によれば配線金属の下地
との密着性が一段と向上するので、配線金属の浮
き上がりによる断線、シヨート等のトラブルが減
少し、半導体製造の歩留まり向上、品質改善が図
れる。
との密着性が一段と向上するので、配線金属の浮
き上がりによる断線、シヨート等のトラブルが減
少し、半導体製造の歩留まり向上、品質改善が図
れる。
第１図は半導体素子の部分断面斜視図、第２図
乃至第６図は第１図の半導体素子の従来製法を説
明するための各工程での部分拡大断面図、第７図
乃至第１３図は第１図の半導体素子の本発明方法
による各製造工程での部分拡大断面図である。 １……半導体基板、２……絶縁膜、４……配線
金属、８……砥粒、n′……粗面。
乃至第６図は第１図の半導体素子の従来製法を説
明するための各工程での部分拡大断面図、第７図
乃至第１３図は第１図の半導体素子の本発明方法
による各製造工程での部分拡大断面図である。 １……半導体基板、２……絶縁膜、４……配線
金属、８……砥粒、n′……粗面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上に無機絶縁膜表面をそれとは被
エツチング特性の異なる砥粒によるホーニング加
工で粗面化する工程、前記無機絶縁膜上に付着し
た砥粒を薬液にて溶かし除去する工程と、前記無
機絶縁膜上に配線金属を所定のパターンで選択的
に形成する工程を含むことを特徴とする半導体素
子製造方法。 ２ 前記砥粒が金属微粉体である特許請求の範囲
第１項記載の半導体素子製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3706984A JPS60180144A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 半導体素子製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3706984A JPS60180144A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 半導体素子製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180144A JPS60180144A (ja) | 1985-09-13 |
| JPH0584063B2 true JPH0584063B2 (ja) | 1993-11-30 |
Family
ID=12487257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3706984A Granted JPS60180144A (ja) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | 半導体素子製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180144A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0789551B2 (ja) * | 1986-02-13 | 1995-09-27 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5139836B2 (ja) * | 1971-12-13 | 1976-10-29 | ||
| JPS5187578A (ja) * | 1975-01-30 | 1976-07-31 | Matsushita Electric Works Ltd | Kagakumetsukyokibanno seiho |
-
1984
- 1984-02-27 JP JP3706984A patent/JPS60180144A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60180144A (ja) | 1985-09-13 |
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