JPH08269714A - 金属蒸着シリコン基板及びその熱処理方法 - Google Patents
金属蒸着シリコン基板及びその熱処理方法Info
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- JPH08269714A JPH08269714A JP10029495A JP10029495A JPH08269714A JP H08269714 A JPH08269714 A JP H08269714A JP 10029495 A JP10029495 A JP 10029495A JP 10029495 A JP10029495 A JP 10029495A JP H08269714 A JPH08269714 A JP H08269714A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム等の金属をシリコン基板に蒸着
した金属蒸着シリコン基板の蒸着金属中のヒロックやボ
イド等の欠陥の発生を抑制する。 【構成】 金属蒸着膜を表面に形成したシリコン基板
を、該金属蒸着膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理する
金属蒸着シリコン基板の熱処理方法である。
した金属蒸着シリコン基板の蒸着金属中のヒロックやボ
イド等の欠陥の発生を抑制する。 【構成】 金属蒸着膜を表面に形成したシリコン基板
を、該金属蒸着膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理する
金属蒸着シリコン基板の熱処理方法である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属蒸着膜をシリコン
基板の表面に形成した金属蒸着シリコン基板及びその熱
処理方法に関する。
基板の表面に形成した金属蒸着シリコン基板及びその熱
処理方法に関する。
【０００２】
【従来技術】集積回路は、通常、シリコン基板の表面
に、又は表面を酸化したシリコン基板の表面に、アルミ
ニウム等の金属を蒸着して金属蒸着膜を形成し、該金属
蒸着膜中に存在する格子欠陥を除去することを主目的と
した熱処理（焼鈍）をし、得られた金属蒸着シリコン基
板に集積回路を焼付けたのち腐食で不要部を除去して製
造する。
に、又は表面を酸化したシリコン基板の表面に、アルミ
ニウム等の金属を蒸着して金属蒸着膜を形成し、該金属
蒸着膜中に存在する格子欠陥を除去することを主目的と
した熱処理（焼鈍）をし、得られた金属蒸着シリコン基
板に集積回路を焼付けたのち腐食で不要部を除去して製
造する。
【０００３】集積回路の金属蒸着膜中の欠陥は極力少な
くしなければならない。従来は、シリコン基板を酸化雰
囲気で加熱し表面を酸化したシリコン基板上に、シリコ
ンや銅元素を添加したアルミニウム合金の蒸着膜を形成
することによって、金属蒸着膜中に発生するヒロックお
よびボイド等の微細な欠陥の発生を抑制してきた。ここ
に、ヒロックとは金属蒸着膜を加熱したとき、金属蒸着
膜の結晶が金属蒸着膜表面で生長することをいう。ヒロ
ックは集積回路の短絡等の原因となり、ボイドは断線、
電気抵抗の増加等の原因となる。従って、ヒロックやボ
イドの発生は極力防止しなければならない。特に、最近
は集積回路の集積度が高くなったため微細なヒロックや
ボイドが集積回路の致命的な欠陥につながりやすい。
くしなければならない。従来は、シリコン基板を酸化雰
囲気で加熱し表面を酸化したシリコン基板上に、シリコ
ンや銅元素を添加したアルミニウム合金の蒸着膜を形成
することによって、金属蒸着膜中に発生するヒロックお
よびボイド等の微細な欠陥の発生を抑制してきた。ここ
に、ヒロックとは金属蒸着膜を加熱したとき、金属蒸着
膜の結晶が金属蒸着膜表面で生長することをいう。ヒロ
ックは集積回路の短絡等の原因となり、ボイドは断線、
電気抵抗の増加等の原因となる。従って、ヒロックやボ
イドの発生は極力防止しなければならない。特に、最近
は集積回路の集積度が高くなったため微細なヒロックや
ボイドが集積回路の致命的な欠陥につながりやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シリコンや銅
等をアルミニウム等に添加した金属で金属蒸着膜を作る
従来法はヒロックおよびボイドの抑制が十分でなかった
し、集積回路の配線の電気抵抗が増加し、そのため通電
時に温度が上昇するという欠点もあった。本発明は、ヒ
ロックおよびボイドの少ない金属蒸着シリコン基板及び
金属蒸着シリコン基板の熱処理方法を提供することを目
的とする。
等をアルミニウム等に添加した金属で金属蒸着膜を作る
従来法はヒロックおよびボイドの抑制が十分でなかった
し、集積回路の配線の電気抵抗が増加し、そのため通電
時に温度が上昇するという欠点もあった。本発明は、ヒ
ロックおよびボイドの少ない金属蒸着シリコン基板及び
金属蒸着シリコン基板の熱処理方法を提供することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】発明者はヒロックおよび
ボイドの少ない金属蒸着シリコン基板及びその製造方法
を鋭意研究し、本発明をするに至った。本発明の金属蒸
着シリコン基板は、面積比で表したヒロックの割合が２
％以下である金属蒸着膜が表面に形成されている金属蒸
着シリコン基板であり、このような金属蒸着シリコン基
板は、 １．金属蒸着膜を表面に形成したシリコン基板を、該金
属蒸着膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理する金属蒸着
シリコン基板の熱処理方法、 ２．金属蒸着膜がアルミニウムである前記１記載の金属
蒸着シリコン基板の熱処理方法、 ３．金属蒸着膜を表面に形成した少なくとも２枚のシリ
コン基板の金属蒸着膜面を対面させて該金属蒸着膜面に
垂直方向に圧縮しつつ熱処理する前記１又は２記載の金
属蒸着シリコン基板の熱処理方法、及び ４．金属蒸着膜面を垂直方向に圧縮する圧縮圧力が１Ｍ
Ｐａ以上である前記１、２又は３記載の金属蒸着シリコ
ン基板の熱処理方法、で作成できる。
ボイドの少ない金属蒸着シリコン基板及びその製造方法
を鋭意研究し、本発明をするに至った。本発明の金属蒸
着シリコン基板は、面積比で表したヒロックの割合が２
％以下である金属蒸着膜が表面に形成されている金属蒸
着シリコン基板であり、このような金属蒸着シリコン基
板は、 １．金属蒸着膜を表面に形成したシリコン基板を、該金
属蒸着膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理する金属蒸着
シリコン基板の熱処理方法、 ２．金属蒸着膜がアルミニウムである前記１記載の金属
蒸着シリコン基板の熱処理方法、 ３．金属蒸着膜を表面に形成した少なくとも２枚のシリ
コン基板の金属蒸着膜面を対面させて該金属蒸着膜面に
垂直方向に圧縮しつつ熱処理する前記１又は２記載の金
属蒸着シリコン基板の熱処理方法、及び ４．金属蒸着膜面を垂直方向に圧縮する圧縮圧力が１Ｍ
Ｐａ以上である前記１、２又は３記載の金属蒸着シリコ
ン基板の熱処理方法、で作成できる。
【０００６】金属蒸着シリコン基板は、 (1)シリコン基
板上に、又は (2)表面を酸化して表面に酸化膜を形成し
たシリコン基板上に、金属蒸着膜を形成したものであ
る。いずれの場合も単にシリコン基板に金属蒸着膜を形
成すると称呼されることがあるため、本明細書では特段
に区別しない限り、 (1)シリコン基板上に金属蒸着膜を
形成する場合、及び (2)表面を酸化し表面に酸化膜を形
成したシリコン基板上に金属蒸着膜を形成する場合の両
者を単にシリコン基板に金属蒸着膜を形成するという。
板上に、又は (2)表面を酸化して表面に酸化膜を形成し
たシリコン基板上に、金属蒸着膜を形成したものであ
る。いずれの場合も単にシリコン基板に金属蒸着膜を形
成すると称呼されることがあるため、本明細書では特段
に区別しない限り、 (1)シリコン基板上に金属蒸着膜を
形成する場合、及び (2)表面を酸化し表面に酸化膜を形
成したシリコン基板上に金属蒸着膜を形成する場合の両
者を単にシリコン基板に金属蒸着膜を形成するという。
【０００７】表面酸化膜の形成されたシリコン基板は、
シリコン基板を酸化性雰囲気（例．空気中）で加熱する
ことによって作成できる。シリコン基板に直接金属
（例．アルミニウム）を蒸着すると、蒸着膜は蒸着金属
と基板成分であるシリコンの合金（例．アルミニウムと
シリコンの合金）になるが、表面を酸化したシリコン基
板に蒸着すると高純度の蒸着金属（例．アルミニウム）
の蒸着膜になる。金属蒸着に供されるシリコン基板の厚
さは、特に制限されないが、０．３〜１ｍｍ、通常０．
４ｍｍ程度のものが使用される。
シリコン基板を酸化性雰囲気（例．空気中）で加熱する
ことによって作成できる。シリコン基板に直接金属
（例．アルミニウム）を蒸着すると、蒸着膜は蒸着金属
と基板成分であるシリコンの合金（例．アルミニウムと
シリコンの合金）になるが、表面を酸化したシリコン基
板に蒸着すると高純度の蒸着金属（例．アルミニウム）
の蒸着膜になる。金属蒸着に供されるシリコン基板の厚
さは、特に制限されないが、０．３〜１ｍｍ、通常０．
４ｍｍ程度のものが使用される。
【０００８】金属蒸着膜の形成に用いられる金属として
は、アルミニウム、銅、モリブデン、タングステン又は
少なくともこれらの金属を含む合金が例示される。熱伝
導性がよいこと、電気抵抗が小さいこと、製造の容易
性、安価なことから、特にアルミニウム又はアルミニウ
ムに若干の銅、シリコン等を加えたものが好ましい。シ
リコン基板への金属蒸着膜の形成には真空蒸着、スパッ
タ等の公知の方法が適応できる。例えば、アルミニウム
の場合、１０-4Ｐａ程度の真空中で、基板温度４７３゜
Ｋ（２００℃）程度の条件で真空蒸着することにより金
属蒸着膜が作成できる。
は、アルミニウム、銅、モリブデン、タングステン又は
少なくともこれらの金属を含む合金が例示される。熱伝
導性がよいこと、電気抵抗が小さいこと、製造の容易
性、安価なことから、特にアルミニウム又はアルミニウ
ムに若干の銅、シリコン等を加えたものが好ましい。シ
リコン基板への金属蒸着膜の形成には真空蒸着、スパッ
タ等の公知の方法が適応できる。例えば、アルミニウム
の場合、１０-4Ｐａ程度の真空中で、基板温度４７３゜
Ｋ（２００℃）程度の条件で真空蒸着することにより金
属蒸着膜が作成できる。
【０００９】金属蒸着膜の厚さは、特に限定されない
が、０．３〜１．５μｍ、通常０．５〜１．０μｍ程度
である。熱処理（焼鈍ともいう）は、形成した蒸着金属
膜中に存在する転位等の格子欠陥を消失させ、金属蒸着
膜を組織的に安定させるに十分な温度まで徐々に加熱す
ることによって行う。熱処理の加熱工程、加熱最高温度
または徐冷工程で必要に応じて当該温度に所定時間維持
することが好ましい。金属を蒸着したままでは格子欠陥
（転位等）が多数存在するが本発明の熱処理によりほと
んどの格子欠陥は消失する。
が、０．３〜１．５μｍ、通常０．５〜１．０μｍ程度
である。熱処理（焼鈍ともいう）は、形成した蒸着金属
膜中に存在する転位等の格子欠陥を消失させ、金属蒸着
膜を組織的に安定させるに十分な温度まで徐々に加熱す
ることによって行う。熱処理の加熱工程、加熱最高温度
または徐冷工程で必要に応じて当該温度に所定時間維持
することが好ましい。金属を蒸着したままでは格子欠陥
（転位等）が多数存在するが本発明の熱処理によりほと
んどの格子欠陥は消失する。
【００１０】熱処理温度は、蒸着金属の種類によって異
なるが、通常、絶対温度で表記した融点の４０〜９０％
程度、好ましくは５０〜８０％の温度で行われる。アル
ミニウム及び若干の他元素を含むアルミニウム合金の場
合、熱処理は加熱炉で室温から５７３゜Ｋ（３００℃）
〜７７３゜Ｋ（５００℃）、好ましくは６２３゜Ｋ（３
５０℃）〜７２３゜Ｋ（４５０℃）まで６℃／分程度で
加熱し、６０分程度保持したのち１〜２℃／分程度で徐
冷するのがよい。他の金属の熱処理温度を例示すれば、
タングステンは２０００゜Ｋ程度、モリブデンは１５０
０゜Ｋ程度である。
なるが、通常、絶対温度で表記した融点の４０〜９０％
程度、好ましくは５０〜８０％の温度で行われる。アル
ミニウム及び若干の他元素を含むアルミニウム合金の場
合、熱処理は加熱炉で室温から５７３゜Ｋ（３００℃）
〜７７３゜Ｋ（５００℃）、好ましくは６２３゜Ｋ（３
５０℃）〜７２３゜Ｋ（４５０℃）まで６℃／分程度で
加熱し、６０分程度保持したのち１〜２℃／分程度で徐
冷するのがよい。他の金属の熱処理温度を例示すれば、
タングステンは２０００゜Ｋ程度、モリブデンは１５０
０゜Ｋ程度である。
【００１１】本発明では、その金属蒸着面に垂直方向に
圧縮しつつ、つまり圧縮応力を加えつつ熱処理する。圧
縮応力は熱処理中継続的に加えても、または間欠的に加
えてもよいが、前者の方が好ましい。圧縮応力が小さす
ぎるとヒロックおよびボイドの発生を抑制できないの
で、加える圧縮応力は、１ＭＰａ以上、好ましくは５Ｍ
Ｐａ以上、より好ましくは１０ＭＰａ以上、更に好まし
くは２０ＭＰａ以上である。加える圧縮応力が大きすぎ
ると金属蒸着膜又はシリコン基板を損傷するし、ヒロッ
ク及びボイドの発生の抑制に必要な最小限の圧縮応力で
よいから、加える圧縮応力は１２０ＭＰａ以下、好まし
くは１００ＭＰａ以下、より好ましくは８０ＭＰａ以下
でよい。実務的には１０〜１２０ＭＰａ、好ましくは２
０〜１００ＭＰａ、より好ましくは２０〜８０ＭＰａの
圧縮応力を加えるのがよい。
圧縮しつつ、つまり圧縮応力を加えつつ熱処理する。圧
縮応力は熱処理中継続的に加えても、または間欠的に加
えてもよいが、前者の方が好ましい。圧縮応力が小さす
ぎるとヒロックおよびボイドの発生を抑制できないの
で、加える圧縮応力は、１ＭＰａ以上、好ましくは５Ｍ
Ｐａ以上、より好ましくは１０ＭＰａ以上、更に好まし
くは２０ＭＰａ以上である。加える圧縮応力が大きすぎ
ると金属蒸着膜又はシリコン基板を損傷するし、ヒロッ
ク及びボイドの発生の抑制に必要な最小限の圧縮応力で
よいから、加える圧縮応力は１２０ＭＰａ以下、好まし
くは１００ＭＰａ以下、より好ましくは８０ＭＰａ以下
でよい。実務的には１０〜１２０ＭＰａ、好ましくは２
０〜１００ＭＰａ、より好ましくは２０〜８０ＭＰａの
圧縮応力を加えるのがよい。
【００１２】熱処理は１又は２枚以上の金属蒸着シリコ
ン基板を直接又は表面が滑らかなステンレス製等の板ま
たはシートを間に挟んで圧縮部材で膜面に垂直方向に圧
縮しつつ行う。圧縮部材としては、ステンレスや耐熱鋼
等を加工した金属棒、セラミックス棒が使用できる。２
枚以上の金属蒸着シリコン基板を圧縮しつつ熱処理する
場合、蒸着金属面は滑らかであるため蒸着金属面同士を
合わせて処理することが好ましい。また、カーボンをア
ルミニウム等の金属蒸着膜に蒸着してから圧縮しつつ熱
処理してもよい。
ン基板を直接又は表面が滑らかなステンレス製等の板ま
たはシートを間に挟んで圧縮部材で膜面に垂直方向に圧
縮しつつ行う。圧縮部材としては、ステンレスや耐熱鋼
等を加工した金属棒、セラミックス棒が使用できる。２
枚以上の金属蒸着シリコン基板を圧縮しつつ熱処理する
場合、蒸着金属面は滑らかであるため蒸着金属面同士を
合わせて処理することが好ましい。また、カーボンをア
ルミニウム等の金属蒸着膜に蒸着してから圧縮しつつ熱
処理してもよい。
【００１３】集積回路の製造は極めて清浄な環境下で製
造しなければ欠陥が生じるため、上記の熱処理は清浄に
保たれた環境中、例えば、真空中、クリーンルーム内、
あるいは窒素等の不活性ガス雰囲気で、その中でも特に
真空中で行うことが望ましい。真空中で熱処理を行う場
合、処理チャンバーを真空ポンプで程１０-3〜１０-5Ｐ
ａ程度、より好ましくは１０-4Ｐａ程度の真空にした雰
囲気で圧縮応力を加えて熱処理することが好ましい。本
発明の金属蒸着シリコン基板の金属蒸着膜のヒロックの
割合は、面積比で表して２％以下、好ましくは１．５％
以下、より好ましくは０．５％以下、更に好ましくは
０．２％以下、更に好ましくは０．１％以下である。ま
た、金属蒸着膜のボイドの割合も少なく、面積比で表し
て０．７５％以下、好ましくは０．４％以下、より好ま
しくは０．２％以下、更に好ましくは０．１％以下であ
る。これらの面積比は金属蒸着膜の表面を電子顕微鏡で
観察することにより、ヒロックは凸にボイドは凹になっ
ているため色で区別でき測定できる。特に深いボイドの
底はシリコン基板面に達している。
造しなければ欠陥が生じるため、上記の熱処理は清浄に
保たれた環境中、例えば、真空中、クリーンルーム内、
あるいは窒素等の不活性ガス雰囲気で、その中でも特に
真空中で行うことが望ましい。真空中で熱処理を行う場
合、処理チャンバーを真空ポンプで程１０-3〜１０-5Ｐ
ａ程度、より好ましくは１０-4Ｐａ程度の真空にした雰
囲気で圧縮応力を加えて熱処理することが好ましい。本
発明の金属蒸着シリコン基板の金属蒸着膜のヒロックの
割合は、面積比で表して２％以下、好ましくは１．５％
以下、より好ましくは０．５％以下、更に好ましくは
０．２％以下、更に好ましくは０．１％以下である。ま
た、金属蒸着膜のボイドの割合も少なく、面積比で表し
て０．７５％以下、好ましくは０．４％以下、より好ま
しくは０．２％以下、更に好ましくは０．１％以下であ
る。これらの面積比は金属蒸着膜の表面を電子顕微鏡で
観察することにより、ヒロックは凸にボイドは凹になっ
ているため色で区別でき測定できる。特に深いボイドの
底はシリコン基板面に達している。
【００１４】
【作用】蒸着金属の熱膨張係数はシリコン基板のそれよ
りも通常大きいため、加熱するとシリコン基盤より金属
蒸着膜がよく伸びようとする。このため金属蒸着膜の面
内に圧縮応力が発生し、生成されていた又は生成される
ヒロックはこの圧縮応力により蒸着膜面から盛り上が
り、また冷却時には逆にシリコン基盤より金属蒸着膜が
よく収縮するため金属蒸着膜の面内には逆に引張応力が
発生し金属蒸着膜にボイド等の欠陥を作りやすかった。
即ち、格子欠陥除去のための熱処理によって新たな欠陥
が作られるのである。
りも通常大きいため、加熱するとシリコン基盤より金属
蒸着膜がよく伸びようとする。このため金属蒸着膜の面
内に圧縮応力が発生し、生成されていた又は生成される
ヒロックはこの圧縮応力により蒸着膜面から盛り上が
り、また冷却時には逆にシリコン基盤より金属蒸着膜が
よく収縮するため金属蒸着膜の面内には逆に引張応力が
発生し金属蒸着膜にボイド等の欠陥を作りやすかった。
即ち、格子欠陥除去のための熱処理によって新たな欠陥
が作られるのである。
【００１５】しかし、本発明の方法によると、シリコン
基板と金属蒸着膜を圧縮棒等の圧縮部材で圧縮しつつ熱
処理するため、ヒロックの発生を抑制でき、また発生し
たヒロックが膜面より盛り上がるのを抑制できる。ヒロ
ックの抑制はヒロック発生に誘引されて発生するボイド
の発生をも抑制できる。金属蒸着膜に１軸圧縮応力を加
えた状態で熱処理するため、熱処理中における金属蒸着
膜内の質量移動が抑制されるので、ヒロックおよびボイ
ドの形成が抑制されるものと推察される。
基板と金属蒸着膜を圧縮棒等の圧縮部材で圧縮しつつ熱
処理するため、ヒロックの発生を抑制でき、また発生し
たヒロックが膜面より盛り上がるのを抑制できる。ヒロ
ックの抑制はヒロック発生に誘引されて発生するボイド
の発生をも抑制できる。金属蒸着膜に１軸圧縮応力を加
えた状態で熱処理するため、熱処理中における金属蒸着
膜内の質量移動が抑制されるので、ヒロックおよびボイ
ドの形成が抑制されるものと推察される。
【００１６】
【実施例】実験例を用いて本発明を詳述するが、本発明
の技術的範囲は該実施例に拘束されるものではない。表
面を酸化した直径４インチ、厚さ約０．４ｍｍの単結晶
シリコン基板上に、公知の真空蒸着法で純度９９．９９
９９％のアルミニウムを蒸着して、１０枚のアルミニウ
ム蒸着シリコン基板を作った。蒸着膜の厚さを走査電子
顕微鏡で測定すると約１μｍであった。この円盤状の金
属蒸着シリコン基板から、大きさ５ｍｍ×５ｍｍと１０
ｍｍ×１０ｍｍの試料をガラス切りで切りだした。
の技術的範囲は該実施例に拘束されるものではない。表
面を酸化した直径４インチ、厚さ約０．４ｍｍの単結晶
シリコン基板上に、公知の真空蒸着法で純度９９．９９
９９％のアルミニウムを蒸着して、１０枚のアルミニウ
ム蒸着シリコン基板を作った。蒸着膜の厚さを走査電子
顕微鏡で測定すると約１μｍであった。この円盤状の金
属蒸着シリコン基板から、大きさ５ｍｍ×５ｍｍと１０
ｍｍ×１０ｍｍの試料をガラス切りで切りだした。
【００１７】図ｌは熱処理に使用した実験装置である。
図２に示すようにアルミニウムを蒸着した２枚の金属蒸
着シリコン基板の蒸着膜の膜面同士を合わせて、図１の
圧縮台１の上に置き、先端が平面のステンレス製の圧縮
棒２で圧縮できるようにした。試料を格納したチャンバ
ー６を密閉し真空ポンプで１０-4 Ｐａまで排気し、該
圧縮棒２で試料を加圧しつつ、試料部を外部から電気加
熱炉３で加熱して熱処理を行った。
図２に示すようにアルミニウムを蒸着した２枚の金属蒸
着シリコン基板の蒸着膜の膜面同士を合わせて、図１の
圧縮台１の上に置き、先端が平面のステンレス製の圧縮
棒２で圧縮できるようにした。試料を格納したチャンバ
ー６を密閉し真空ポンプで１０-4 Ｐａまで排気し、該
圧縮棒２で試料を加圧しつつ、試料部を外部から電気加
熱炉３で加熱して熱処理を行った。
【００１８】均一に圧縮応力を加えるため、図１に示す
ように市販の圧縮試験機でばね台１０を降下させて圧縮
ばねＡ、Ｂを介して圧縮棒２で試料を圧縮した。圧縮圧
力は０．１ＭＰａ、１ＭＰａ、１０ＭＰａ、４０ＭＰａ
および８０ＭＰａと変化させ、７７３゜Ｋ（５００℃）
で、１時間、２時間、及び４時間保持する熱処理をし
た。昇温は６℃／分、徐冷は１〜２℃／分で徐冷して焼
鈍を行った。比較例として圧縮圧力を加えないで上記と
同じ条件で熱処理をした。
ように市販の圧縮試験機でばね台１０を降下させて圧縮
ばねＡ、Ｂを介して圧縮棒２で試料を圧縮した。圧縮圧
力は０．１ＭＰａ、１ＭＰａ、１０ＭＰａ、４０ＭＰａ
および８０ＭＰａと変化させ、７７３゜Ｋ（５００℃）
で、１時間、２時間、及び４時間保持する熱処理をし
た。昇温は６℃／分、徐冷は１〜２℃／分で徐冷して焼
鈍を行った。比較例として圧縮圧力を加えないで上記と
同じ条件で熱処理をした。
【００１９】熱処理した試料のアルミニウム蒸着膜を走
査型電子顕微鏡で１０００倍に拡大して観察撮影し、ヒ
ロックおよびボイドの形成状態（数、大きさおよび分
布）を調べた。圧縮応力とヒロックの面積割合の関係を
図３に、および圧縮応力とボイドの面積割合の関係を図
４に示す。図３および図４より、ヒロックおよびボイド
の形成は圧縮応力が０．１ＭＰａのときは無負荷の時よ
り逆に増加しているが、圧縮応力が１ＭＰａ以上になる
と抑制され、特に１０ＭＰａ以上ではほとんど抑制され
ることがわかる。１０ＭＰａの場合は非圧縮部との境界
の極近傍に若干のボイドの形成が見られる場合があるの
で、圧縮応力は２０ＭＰａ以上が好ましい。また、熱処
理後の試料の蒸着膜は圧縮しつつ熱処理した方が滑らか
であり、明らかに結晶粒界を介しての結晶同士の密着性
が良かった。
査型電子顕微鏡で１０００倍に拡大して観察撮影し、ヒ
ロックおよびボイドの形成状態（数、大きさおよび分
布）を調べた。圧縮応力とヒロックの面積割合の関係を
図３に、および圧縮応力とボイドの面積割合の関係を図
４に示す。図３および図４より、ヒロックおよびボイド
の形成は圧縮応力が０．１ＭＰａのときは無負荷の時よ
り逆に増加しているが、圧縮応力が１ＭＰａ以上になる
と抑制され、特に１０ＭＰａ以上ではほとんど抑制され
ることがわかる。１０ＭＰａの場合は非圧縮部との境界
の極近傍に若干のボイドの形成が見られる場合があるの
で、圧縮応力は２０ＭＰａ以上が好ましい。また、熱処
理後の試料の蒸着膜は圧縮しつつ熱処理した方が滑らか
であり、明らかに結晶粒界を介しての結晶同士の密着性
が良かった。
【００２０】
【発明の効果】本発明の金属蒸着シリコン基板の蒸着金
属膜のヒロック及びボイドは極めて少なく、かつその表
面は滑らかである。このような金属蒸着シリコン基板
は、該金属蒸着の膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理す
ることによって作れる。蒸着膜の金属は歪がかかると粒
界が移動して集積回路の配線を損傷することがあるが、
本発明の熱処理をするとこの粒界移動は軽減され、いわ
ゆる耐ストレスマイグレーション性の強い膜が作れる。
蒸着金属がアルミニウムの場合にその効果が顕著であ
る。
属膜のヒロック及びボイドは極めて少なく、かつその表
面は滑らかである。このような金属蒸着シリコン基板
は、該金属蒸着の膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理す
ることによって作れる。蒸着膜の金属は歪がかかると粒
界が移動して集積回路の配線を損傷することがあるが、
本発明の熱処理をするとこの粒界移動は軽減され、いわ
ゆる耐ストレスマイグレーション性の強い膜が作れる。
蒸着金属がアルミニウムの場合にその効果が顕著であ
る。
【００２１】金属蒸着膜を表面に形成した少なくとも２
枚のシリコン基板の金属蒸着膜面を対面させて該金属蒸
着膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理すると、金属蒸着
面が滑らかとなり、結晶粒界において結晶同士の密着性
が良好となるため好ましい。その結果、電気抵抗が小さ
く、通電時の昇温も低く、断線、短絡の少ない集積回路
が得られる。金属蒸着膜面を垂直方向に圧縮する圧縮圧
力を１ＭＰａ以上にすると、ヒロック及びボイドの発生
の抑止効果は大きくなる。
枚のシリコン基板の金属蒸着膜面を対面させて該金属蒸
着膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理すると、金属蒸着
面が滑らかとなり、結晶粒界において結晶同士の密着性
が良好となるため好ましい。その結果、電気抵抗が小さ
く、通電時の昇温も低く、断線、短絡の少ない集積回路
が得られる。金属蒸着膜面を垂直方向に圧縮する圧縮圧
力を１ＭＰａ以上にすると、ヒロック及びボイドの発生
の抑止効果は大きくなる。
【００２２】
【図１】加熱炉付き圧縮装置
【図２】試料の配置状態の詳細（図１のＡ部）
【図３】圧縮応力とヒロックの面積割合の関係
【図４】圧縮応力とボイドの面積割合の関係
１ 圧縮台 ２ 圧縮棒 ３ 加熱炉 ４ 保温絶縁部 ５ ステージ ６ チャンバー ７ 上蓋 ８ ばねＡ ９ 真空用成形ベローズ １０ ばね台 １１ ばねＢ
Claims (5)
- 【請求項１】 金属蒸着膜を表面に形成したシリコン基
板を、該金属蒸着膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理す
る金属蒸着シリコン基板の熱処理方法 - 【請求項２】 金属蒸着膜がアルミニウムである請求項
１記載の金属蒸着シリコン基板の熱処理方法 - 【請求項３】 金属蒸着膜を表面に形成した少なくとも
２枚のシリコン基板の金属蒸着膜面を対面させて該金属
蒸着膜面に垂直方向に圧縮しつつ熱処理する請求項１又
は２記載の金属蒸着シリコン基板の熱処理方法 - 【請求項４】 金属蒸着膜面を垂直方向に圧縮する圧縮
圧力が１ＭＰａ以上である請求項１、２又は３記載の金
属蒸着シリコン基板の熱処理方法 - 【請求項５】 面積比で表したヒロックの割合が２％以
下である金属蒸着膜が表面に形成されている金属蒸着シ
リコン基板
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10029495A JPH08269714A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 金属蒸着シリコン基板及びその熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10029495A JPH08269714A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 金属蒸着シリコン基板及びその熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08269714A true JPH08269714A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=14270164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10029495A Pending JPH08269714A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 金属蒸着シリコン基板及びその熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08269714A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010240898A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 積層体の製造方法 |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP10029495A patent/JPH08269714A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010240898A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 積層体の製造方法 |
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