JPS63308914A - アルミニウム合金配線の形成方法 - Google Patents
アルミニウム合金配線の形成方法Info
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Landscapes
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- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の第１」用分封」
本発明はアルミニウム合金配線の形成力法に係シ、特に
アルミニウム（，１）に不純物を姫加したＡＡ金合金て
配線を形成する方法に関する。
アルミニウム（，１）に不純物を姫加したＡＡ金合金て
配線を形成する方法に関する。
〔従来のｉ文術３
ψ米のＡＡ’合金配線の形成力法では、半導体基板にＡ
７合金膜を形成する際、半導体基板を２００℃乃至４０
０’ＯＫ加熱し、Ａ）合金膜を形成後、特に冷却するこ
と（まなく自然冷却していた。また、たとえ冷却すると
し℃も、水冷により基板ホルダーを冷却し、半導体基板
を冷却したり、冷却された不活性ガスを半導体基板にふ
きつけ冷却し℃いたが、室温に戻るまでには数４０秒が
必要であった。また、Ａ１合金膜を形成後、特別な熱処
理は行なわず、そのままりソグラフイ技術により、Ａ１
合金膜を必要な部分を残しエツチング除去し、Ａ１合金
配線を形成し℃いた。
７合金膜を形成する際、半導体基板を２００℃乃至４０
０’ＯＫ加熱し、Ａ）合金膜を形成後、特に冷却するこ
と（まなく自然冷却していた。また、たとえ冷却すると
し℃も、水冷により基板ホルダーを冷却し、半導体基板
を冷却したり、冷却された不活性ガスを半導体基板にふ
きつけ冷却し℃いたが、室温に戻るまでには数４０秒が
必要であった。また、Ａ１合金膜を形成後、特別な熱処
理は行なわず、そのままりソグラフイ技術により、Ａ１
合金膜を必要な部分を残しエツチング除去し、Ａ１合金
配線を形成し℃いた。
前述した従来のＡ１合金配線の形成力法では、Ａ４合金
膜を半導体基板に形成する際、室温で固溶限界以上のη
≧別物がＡ７１ＰＫ＠まれでいる場合、この固４限界以
上の硝加物が半導体基板が６却されるに促い、主に粒界
や基憔とＡ１合金膜の界面に析出してし廿う。
膜を半導体基板に形成する際、室温で固溶限界以上のη
≧別物がＡ７１ＰＫ＠まれでいる場合、この固４限界以
上の硝加物が半導体基板が６却されるに促い、主に粒界
や基憔とＡ１合金膜の界面に析出してし廿う。
その後、この添加物が析出したＡ１合金膜を、リングラ
フィ技術てより必要な部分を残しエツチング除去する際
、このど≦力ｌＪ物の析出が残さとして残り、Ａ１合金
配線を形成することが困難となる欠点を有していた。
フィ技術てより必要な部分を残しエツチング除去する際
、このど≦力ｌＪ物の析出が残さとして残り、Ａ１合金
配線を形成することが困難となる欠点を有していた。
たとえば、Ａｌ中に銅（Ｃｕ）を１％添加したＡ１−Ｃ
ｕ合金で、Ａ１合金配線を形成する場合を例にとると、
素子が形成された半導体基板を３５０°Ｃに加熱し、ス
パッタリング法によりＡＡ−Ｃｕ合金膜を半導体基板に
形成する。３５０ ’ＯではＣｕはＡｌ中に１％まで同
浴可能であり、半導体基板にＡ４−Ｃｕ合金膜が形成さ
れた直後は、ＣｕｋｔＡｌ中にほぼ均一に分布している
が半導体基板の温度が室温に近づくに従い、固溶限界以
上のＣｕがＡｌの粒界にそって析出してぐる。
ｕ合金で、Ａ１合金配線を形成する場合を例にとると、
素子が形成された半導体基板を３５０°Ｃに加熱し、ス
パッタリング法によりＡＡ−Ｃｕ合金膜を半導体基板に
形成する。３５０ ’ＯではＣｕはＡｌ中に１％まで同
浴可能であり、半導体基板にＡ４−Ｃｕ合金膜が形成さ
れた直後は、ＣｕｋｔＡｌ中にほぼ均一に分布している
が半導体基板の温度が室温に近づくに従い、固溶限界以
上のＣｕがＡｌの粒界にそって析出してぐる。
このＡ ｌ−ＣＩＪ金合金グラスマエッチング技術でエ
ツチングする際、粒界に析出したＣｕはエツチングされ
ず、半導体基板上に残さとして残り、この残さでＡ、ｌ
閂己線田］が７ヨートしてしまい、 Ａ７−Ｃｕ合金配
線の形成が困難となる欠点を有する。
ツチングする際、粒界に析出したＣｕはエツチングされ
ず、半導体基板上に残さとして残り、この残さでＡ、ｌ
閂己線田］が７ヨートしてしまい、 Ａ７−Ｃｕ合金配
線の形成が困難となる欠点を有する。
本発明の目的１才、前記欠点を解決し、均一なＡＪ合金
配線を半専体基機上に容易に形成し侍るようにするアル
ミニウム合金配線の形成力法を提供することにある。
配線を半専体基機上に容易に形成し侍るようにするアル
ミニウム合金配線の形成力法を提供することにある。
〔問題点を解決するための＋殴り
本発明のアルミニウム合金配線の形成力法の構成は、半
導体基板上にアルミニウム合金膜を形成する工程と、ｎ
ｉ前記半導体基板を高温から、急冷する工程と、フォト
リソグラフィ技術により前記合金膜をエツチング除去す
る工程とを含むことを特徴とする。
導体基板上にアルミニウム合金膜を形成する工程と、ｎ
ｉ前記半導体基板を高温から、急冷する工程と、フォト
リソグラフィ技術により前記合金膜をエツチング除去す
る工程とを含むことを特徴とする。
〔実砲１／ＩＪ Ｊ
次に図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。
第１図ｔａ）乃至第１図（Ｃ））’！本発明の第１の実
施例のＡｌ−００合金配線形成の主裟工＠？：順にした
断面図である。これらの図において、木簡】の実施例と
して、Ａ１１−ｐに１％のＣｕを添刀日し７たＡ、ｌ
−Ｃｕ合金で配線を形成する場合について説明する。
施例のＡｌ−００合金配線形成の主裟工＠？：順にした
断面図である。これらの図において、木簡】の実施例と
して、Ａ１１−ｐに１％のＣｕを添刀日し７たＡ、ｌ
−Ｃｕ合金で配線を形成する場合について説明する。
まず、第１図（ａ）において、所望の素子が形成され、
ノリコン酸化）漠２で覆われたノリコン基板１を４００
℃に加熱し、スパッタリング法によりＡｌ−Ｃｕ合金膜
３を形成する。この時、Ａｌ−Ｃｕ合金膜３申に、Ｃｕ
ｔ言はぼ均一に分布している。この基板を加熱する方法
としては、ヒータタラング等による加熱と（ま限らず、
基板に負の電圧を印加し、プラズマで加熱してもよい。
ノリコン酸化）漠２で覆われたノリコン基板１を４００
℃に加熱し、スパッタリング法によりＡｌ−Ｃｕ合金膜
３を形成する。この時、Ａｌ−Ｃｕ合金膜３申に、Ｃｕ
ｔ言はぼ均一に分布している。この基板を加熱する方法
としては、ヒータタラング等による加熱と（ま限らず、
基板に負の電圧を印加し、プラズマで加熱してもよい。
助望の膜厚のＡＡ−Ｃｕ合金＃Ａ３が形ｆｙ、された後
、ただちに刀日熱をやめ、基板ホルダに液体窒素を流し
、ンリコン基板１全体を急冷し、室温に戻す。この時、
第１図ｆｂ） ［示すようにＡ−ｌ−Ｃｕ合金膜３中の
Ｃｕは、急作（つため、４００’０での分布から変化す
るととな（、Ａｅ−Ｃｕ合金膜３１ＰにＩよぼ均一に分
ΔＦしている。その後、第１図（Ｃ）に示すように、通
常のリングラフィ技術を用い、Ａ、１ｌ−Ｃｕ合金膜３
を必要な部分を残してエツチング除去し、Ａ、！１−Ｃ
ｕ合金配線４を形成する。
、ただちに刀日熱をやめ、基板ホルダに液体窒素を流し
、ンリコン基板１全体を急冷し、室温に戻す。この時、
第１図ｆｂ） ［示すようにＡ−ｌ−Ｃｕ合金膜３中の
Ｃｕは、急作（つため、４００’０での分布から変化す
るととな（、Ａｅ−Ｃｕ合金膜３１ＰにＩよぼ均一に分
ΔＦしている。その後、第１図（Ｃ）に示すように、通
常のリングラフィ技術を用い、Ａ、１ｌ−Ｃｕ合金膜３
を必要な部分を残してエツチング除去し、Ａ、！１−Ｃ
ｕ合金配線４を形成する。
第２図（ａ）乃至第２図ｆｃ）は本発明の第２の実施例
のアルミニウム合金配線の形成力法を主安工程順に示す
Ｉｏｉ面図である。まず第２図ｔ２）において、所望の
素子が形成され、／リコン酸化膜１２で憶われたノリコ
ン基板１１を２００−０に刀ｎ熱し、スパッタ）ノング
法によりＡ、１３−Ｃｕ合金膜１３を所望の膜厚に形成
し、室温に戻す。この時、室温では固Ｒ１１０界以上の
Ｃｕ析出物１４は、Ａ７の粒界やシリコン水根ＩＪとＡ
７−Ｃｕ付金１漠１３の界面て析出される。その後、新
たにノリコン基板１１を炉心管や電気オープンなどによ
り４００°Ｃに〃口熱し、第２図（ｂｌに示すように、
水冷により基板を急冷する。この時、室温でも、Ｃｕは
Ａｌ−Ｃｕ合金膜１５に均一に分布している。その後、
通常のリングラフィ技術によりＡｌ−Ｃｕ合金を必要な
部分を残しエツチング除去し、第２図（ｃ）ｉｃ示すよ
うに、Ａｌ−Ｃｕ合金配線１６を形成する。
のアルミニウム合金配線の形成力法を主安工程順に示す
Ｉｏｉ面図である。まず第２図ｔ２）において、所望の
素子が形成され、／リコン酸化膜１２で憶われたノリコ
ン基板１１を２００−０に刀ｎ熱し、スパッタ）ノング
法によりＡ、１３−Ｃｕ合金膜１３を所望の膜厚に形成
し、室温に戻す。この時、室温では固Ｒ１１０界以上の
Ｃｕ析出物１４は、Ａ７の粒界やシリコン水根ＩＪとＡ
７−Ｃｕ付金１漠１３の界面て析出される。その後、新
たにノリコン基板１１を炉心管や電気オープンなどによ
り４００°Ｃに〃口熱し、第２図（ｂｌに示すように、
水冷により基板を急冷する。この時、室温でも、Ｃｕは
Ａｌ−Ｃｕ合金膜１５に均一に分布している。その後、
通常のリングラフィ技術によりＡｌ−Ｃｕ合金を必要な
部分を残しエツチング除去し、第２図（ｃ）ｉｃ示すよ
うに、Ａｌ−Ｃｕ合金配線１６を形成する。
向、Ｆ４１Ｔ ｒｔピ第１．第２の実施例では、Ａ１合
金膜ｉｔスパッタリング法により形成していたが、Ａ１
合金膜の形成力法はスパッタリング法に限られるもので
はなく、真空蒸眉法や（、’ＶＤ法などによるものでも
よいし、讐た半導体基板の加熱法や急冷法）ゴ、これら
２つの実施例に使われた以外の方法が用いられてよい。
金膜ｉｔスパッタリング法により形成していたが、Ａ１
合金膜の形成力法はスパッタリング法に限られるもので
はなく、真空蒸眉法や（、’ＶＤ法などによるものでも
よいし、讐た半導体基板の加熱法や急冷法）ゴ、これら
２つの実施例に使われた以外の方法が用いられてよい。
さらに、Ａｌ中にｉ／ｌは刀口する１勿質Ｊ′ＩＣｕに
限られるもので；すなく、Ａｌ中に室温では同高され難
い物質であれはよく、ＡＪ中に添加する物置は１柵類で
も複数でもよい。
限られるもので；すなく、Ａｌ中に室温では同高され難
い物質であれはよく、ＡＪ中に添加する物置は１柵類で
も複数でもよい。
また、前記実施例は、一層配線に限られるもので（丁な
く、ｋｌ多層配線の２層目以上の）形成にも適用される
。さらに、半導体基板は、アルミニウム合金膜を形成す
る工程の前または恢にあらかじめ高温にしておくことが
よシ好ましい。
く、ｋｌ多層配線の２層目以上の）形成にも適用される
。さらに、半導体基板は、アルミニウム合金膜を形成す
る工程の前または恢にあらかじめ高温にしておくことが
よシ好ましい。
〔発明の効果」
以上説明したように、本発明は、ＡＡ会余膜を半導体基
板に形成後、このＡ、Ｊ台金膜をフォ１． リングラフ
ィ技術により必要な部分を残しエツチング除去する前に
、半導体基数を高温から急冷する工程を含むことで、Ａ
１合♀申の会加物がＡＡ中にほぼ均一に分布し、析出ｔ
、−’ｃいる所がないため、通常のＡｌのエツチング技
術により冷７７１］物もＩ’＝Ｊ時にエツチング除去さ
れ、Ａ１合金配線を容易に形成できるという効果がある
。
板に形成後、このＡ、Ｊ台金膜をフォ１． リングラフ
ィ技術により必要な部分を残しエツチング除去する前に
、半導体基数を高温から急冷する工程を含むことで、Ａ
１合♀申の会加物がＡＡ中にほぼ均一に分布し、析出ｔ
、−’ｃいる所がないため、通常のＡｌのエツチング技
術により冷７７１］物もＩ’＝Ｊ時にエツチング除去さ
れ、Ａ１合金配線を容易に形成できるという効果がある
。
第１図（ａ）乃至第１図（Ｃ）は本発明の第１の実施例
のアルミニウム合金配線の形成力法の王女工程をＪＩＤ
に示すいりｔ面図である。 １．１１・・・・・・／リコン基敬、２．１２・・・・
・・ノリコン酸化膜、３．１３．１５・・・・・・ＡＡ
−（、：ｕ合金膜、４．１６・・・・・・Ａｌ−Ｃｕ合
金配線、１４・・・・・・Ｃｕ析出物。 一＼、 代理人 弁理士 内 原 昔、′°グア・、。 午２ 図
のアルミニウム合金配線の形成力法の王女工程をＪＩＤ
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・・ノリコン酸化膜、３．１３．１５・・・・・・ＡＡ
−（、：ｕ合金膜、４．１６・・・・・・Ａｌ−Ｃｕ合
金配線、１４・・・・・・Ｃｕ析出物。 一＼、 代理人 弁理士 内 原 昔、′°グア・、。 午２ 図
Claims (1)
- 半導体基板上にアルミニウム合金膜を形成する工程と、
前記半導体基板を高温から急冷する工程と、フォトリソ
グラフィ技術により前記合金膜をエッチング除去する工
程とを含むことを特徴とするアルミニウム合金配線の形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62146600A JPH077753B2 (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | アルミニウム合金配線の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62146600A JPH077753B2 (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | アルミニウム合金配線の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308914A true JPS63308914A (ja) | 1988-12-16 |
| JPH077753B2 JPH077753B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=15411392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62146600A Expired - Fee Related JPH077753B2 (ja) | 1987-06-11 | 1987-06-11 | アルミニウム合金配線の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077753B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07183298A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-21 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH08186110A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US6825100B2 (en) * | 2002-02-22 | 2004-11-30 | Winbond Electronics Corporation | Method for fabricating conductive line on a wafer |
| JP2009010380A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Dongbu Hitek Co Ltd | 金属絶縁体金属キャパシタの製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4951871A (ja) * | 1972-06-01 | 1974-05-20 | ||
| JPS54152984A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-01 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS5987833A (ja) * | 1982-11-12 | 1984-05-21 | Hitachi Ltd | アルミニウム合金配線 |
| JPS59172770A (ja) * | 1983-03-22 | 1984-09-29 | Nec Corp | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-06-11 JP JP62146600A patent/JPH077753B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4951871A (ja) * | 1972-06-01 | 1974-05-20 | ||
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| JP2009010380A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Dongbu Hitek Co Ltd | 金属絶縁体金属キャパシタの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH077753B2 (ja) | 1995-01-30 |
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