JP2946590B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2946590B2 JP2946590B2 JP969890A JP969890A JP2946590B2 JP 2946590 B2 JP2946590 B2 JP 2946590B2 JP 969890 A JP969890 A JP 969890A JP 969890 A JP969890 A JP 969890A JP 2946590 B2 JP2946590 B2 JP 2946590B2
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- inter
- semiconductor device
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置に形成する配線の平坦化の一つの方法とし
て絶縁膜上に形成されたアルミニウム膜の配線形成領域
以外を陽極酸化してアルミニウム配線をパターニング
し、表面を平坦化する方法が知られている。
て絶縁膜上に形成されたアルミニウム膜の配線形成領域
以外を陽極酸化してアルミニウム配線をパターニング
し、表面を平坦化する方法が知られている。
第３図（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体装置の製造方法
を説明するための工程順に示した半導体チップの断面図
である。
を説明するための工程順に示した半導体チップの断面図
である。
まず、第３図（ａ）に示すように、シリコン基板１の
一主面に拡散層３を選択的に設け、拡散層３を含む表面
に酸化シリコン膜２を形成し、拡散層３の上の酸化シリ
コン膜２を選択的に開孔してコンタクト用の開孔部を設
ける。次に、開孔部を含む表面にアルミニウム膜４を1.
2μｍの厚さに堆積して設ける。
一主面に拡散層３を選択的に設け、拡散層３を含む表面
に酸化シリコン膜２を形成し、拡散層３の上の酸化シリ
コン膜２を選択的に開孔してコンタクト用の開孔部を設
ける。次に、開孔部を含む表面にアルミニウム膜４を1.
2μｍの厚さに堆積して設ける。
次に、第３図（ｂ）に示すように、ネガ型フォトレン
ジスト膜との密着性を良くするため、アルミニウム膜４
の表面を2.5％希硫酸溶液中で40V,10分間の陽極酸化し
て厚さ0.16μｍのポーラスアルミナ膜10を形成し、更に
ネガ型フォトレジスト膜の耐電圧性を高めるためにポー
ラスアルミナ膜10の下に25％のホウ酸アンモニウムを含
むエチレングリコール溶液中で50V,10mA,10分間の陽極
酸化を行い、厚さ40nmのノンポーラスアルミナ膜12を形
成する。次に、ポーラスアルミナ膜20の上にネガ型フォ
トレジスト膜24を塗布してパターニングする。
ジスト膜との密着性を良くするため、アルミニウム膜４
の表面を2.5％希硫酸溶液中で40V,10分間の陽極酸化し
て厚さ0.16μｍのポーラスアルミナ膜10を形成し、更に
ネガ型フォトレジスト膜の耐電圧性を高めるためにポー
ラスアルミナ膜10の下に25％のホウ酸アンモニウムを含
むエチレングリコール溶液中で50V,10mA,10分間の陽極
酸化を行い、厚さ40nmのノンポーラスアルミナ膜12を形
成する。次に、ポーラスアルミナ膜20の上にネガ型フォ
トレジスト膜24を塗布してパターニングする。
次に、第３図（ｃ）に示すように外部電極13を陰極と
し、シリコン基板１を陽極とし、ネガ型フォトレジスト
膜14をマスクとしてアルミニウム膜４を2.5％の希硫酸
溶液中で60V,100mA,120分間の陽極酸化を行いポーラス
アルミナ膜10により区画されたアルミニウム配線4aを形
成する。
し、シリコン基板１を陽極とし、ネガ型フォトレジスト
膜14をマスクとしてアルミニウム膜４を2.5％の希硫酸
溶液中で60V,100mA,120分間の陽極酸化を行いポーラス
アルミナ膜10により区画されたアルミニウム配線4aを形
成する。
上述した従来の半導体装置の製造方法は、金属配線の
側面が金属酸化膜で囲まれ、且つ上面が平坦化された配
線が得られ、多層配線の平坦化が可能になる効果がある
が、マスクを用いた陽極酸化では酸化が等方性に進むた
め形成された配線の側面は曲面を有しており、従って５
μｍ以下の幅の微細な配線を形成することが困難で高集
積化を妨げていた。
側面が金属酸化膜で囲まれ、且つ上面が平坦化された配
線が得られ、多層配線の平坦化が可能になる効果がある
が、マスクを用いた陽極酸化では酸化が等方性に進むた
め形成された配線の側面は曲面を有しており、従って５
μｍ以下の幅の微細な配線を形成することが困難で高集
積化を妨げていた。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に設
けた絶縁膜の上にアルミニウム膜を形成しこのアルミニ
ウム膜を選択的にエッチングして幅の狭い溝を設けて前
記アルミニウム膜をアルミニウム配線と配線間アルミニ
ウム膜とに分割する工程と、陽極酸化法により前記アル
ミニウム配線の表面を酸化して薄いノンポーラス型アル
ミニウム酸化膜を形成する工程と、陽極酸化法により前
記配線間アルミニウム膜を酸化して前記アルミニウム配
線上の前記ノンポーラス型アルミニウム酸化膜の側面に
密着するアルミニウム酸化膜を形成する工程とを含んで
構成される。
けた絶縁膜の上にアルミニウム膜を形成しこのアルミニ
ウム膜を選択的にエッチングして幅の狭い溝を設けて前
記アルミニウム膜をアルミニウム配線と配線間アルミニ
ウム膜とに分割する工程と、陽極酸化法により前記アル
ミニウム配線の表面を酸化して薄いノンポーラス型アル
ミニウム酸化膜を形成する工程と、陽極酸化法により前
記配線間アルミニウム膜を酸化して前記アルミニウム配
線上の前記ノンポーラス型アルミニウム酸化膜の側面に
密着するアルミニウム酸化膜を形成する工程とを含んで
構成される。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明に関連する技術を説明
するための工程順に示した半導体チップの断面図であ
る。
するための工程順に示した半導体チップの断面図であ
る。
まず、第１図（ａ）に示すように、シリコン基板１の
一主面に拡散層３を選択的に設けた後拡散層３を含む表
面に酸化シリコン膜２を堆積してコンタクト用の開孔部
を設ける。次に、開孔部を含む表面に１μｍの厚さのア
ルミニウム膜４を堆積し、アルミニウム膜４の上に厚さ
2.0μｍのポジ型フォトレジスト膜５を塗布してパター
ニングし、配線形成用の幅2.5μｍの溝を形成する。
一主面に拡散層３を選択的に設けた後拡散層３を含む表
面に酸化シリコン膜２を堆積してコンタクト用の開孔部
を設ける。次に、開孔部を含む表面に１μｍの厚さのア
ルミニウム膜４を堆積し、アルミニウム膜４の上に厚さ
2.0μｍのポジ型フォトレジスト膜５を塗布してパター
ニングし、配線形成用の幅2.5μｍの溝を形成する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、ポジ型フォトレジ
スト膜５の表面層を0.5μｍの深さまで露光して露光レ
ジスト層６を形成した後、溝を含む表面にポジ型フォト
レジスト膜７をポジ型フォトレジスト膜５の上で１μｍ
の厚さになるように形成する。
スト膜５の表面層を0.5μｍの深さまで露光して露光レ
ジスト層６を形成した後、溝を含む表面にポジ型フォト
レジスト膜７をポジ型フォトレジスト膜５の上で１μｍ
の厚さになるように形成する。
次に、第１図（ｃ）に示すように、ポジ型フォトレジ
スト膜７を表面から１μｍの深さまで露光した後、現像
して幅0.5μｍの溝８を形成する。
スト膜７を表面から１μｍの深さまで露光した後、現像
して幅0.5μｍの溝８を形成する。
次に、第１図（ｄ）に示すように、RIE（reactive io
n etching）法により、ポジ型フォトレジスト膜5,7をマ
スクとして溝８のアルミニウム膜４を異方性ドライエッ
チングして溝8aを設けアルミニウム膜４をアルミニウム
配線4aと配線間アルミニウム膜4bとに分離し、ポジ型フ
ォトレジスト膜５とポジ型フォトレジスト膜７を除去す
る。
n etching）法により、ポジ型フォトレジスト膜5,7をマ
スクとして溝８のアルミニウム膜４を異方性ドライエッ
チングして溝8aを設けアルミニウム膜４をアルミニウム
配線4aと配線間アルミニウム膜4bとに分離し、ポジ型フ
ォトレジスト膜５とポジ型フォトレジスト膜７を除去す
る。
ここで、アルミニウム配線4aを島にたとえると、配線
間アルミニウム膜4bは海にたとえられる。配線間アルミ
ニウム膜4bは、酸化シリコン膜２の上どこでも物理的電
気的に接続している。アルミニウム配線4aは、シリコン
基板１と拡散層３を介して電気的に接続されており、配
線間アルミニウム膜4bの海とは、一律に0.5μｍの間隔
を有して、電気的に分離されている。
間アルミニウム膜4bは海にたとえられる。配線間アルミ
ニウム膜4bは、酸化シリコン膜２の上どこでも物理的電
気的に接続している。アルミニウム配線4aは、シリコン
基板１と拡散層３を介して電気的に接続されており、配
線間アルミニウム膜4bの海とは、一律に0.5μｍの間隔
を有して、電気的に分離されている。
次に、第１図（ｅ）に示すように、配線間アルミニウ
ム膜4bを陽極とし、シリコン基板１の裏面を陰極に、つ
まりアルミニウム配線4aを陰極として、2.5％の希硫酸
溶液中で40Vの電圧を印加して100mAの電流を流し120分
間陽極酸化を行うことにより、第１図（ｆ）に示す様に
配線間アルミニウム4bはポーラスアルミナ層10に変化す
る。アルミニウムは陽極酸化によってポーラスアルミナ
に変った場合、体積は約1.2倍に膨張するため溝8aは塞
がりアルミニウム配線4aの垂直な側面とポーラスアルミ
ナ膜10の側面が密接し、且つアルミニウム配線4a及びポ
ーラスアルミナ膜10の上面が平坦化された配線層が形成
される。同様にして上記工程をくり返すことにより多層
の配線を形成することが可能である。
ム膜4bを陽極とし、シリコン基板１の裏面を陰極に、つ
まりアルミニウム配線4aを陰極として、2.5％の希硫酸
溶液中で40Vの電圧を印加して100mAの電流を流し120分
間陽極酸化を行うことにより、第１図（ｆ）に示す様に
配線間アルミニウム4bはポーラスアルミナ層10に変化す
る。アルミニウムは陽極酸化によってポーラスアルミナ
に変った場合、体積は約1.2倍に膨張するため溝8aは塞
がりアルミニウム配線4aの垂直な側面とポーラスアルミ
ナ膜10の側面が密接し、且つアルミニウム配線4a及びポ
ーラスアルミナ膜10の上面が平坦化された配線層が形成
される。同様にして上記工程をくり返すことにより多層
の配線を形成することが可能である。
第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
めの工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず、第２図（ａ）に示すように、第１図（ａ）〜
（ｄ）により説明した第１の実施例と同じ工程でアルミ
ニウム配線4aと配線間アルミニム膜4bとを形成した後、
配線間アルミニウム膜4bを陰極とし、シリコン基板１を
陽極に、つまり、アルミ配線4aを陽極として25％のホウ
酸アンモニウムを含むエチレングリコール溶液中で60V,
10mA,10分間の陽極酸化を行うことにより、第２図
（ｂ）に示すように、アルミニウム配線14aの表面に厚
さ約50nmのノンポーラスアルミナ膜12が形成される。
（ｄ）により説明した第１の実施例と同じ工程でアルミ
ニウム配線4aと配線間アルミニム膜4bとを形成した後、
配線間アルミニウム膜4bを陰極とし、シリコン基板１を
陽極に、つまり、アルミ配線4aを陽極として25％のホウ
酸アンモニウムを含むエチレングリコール溶液中で60V,
10mA,10分間の陽極酸化を行うことにより、第２図
（ｂ）に示すように、アルミニウム配線14aの表面に厚
さ約50nmのノンポーラスアルミナ膜12が形成される。
次に、第２図（ｃ）に示すように外部電極13を陰極と
し、配線間アルミニウム膜14bを陽極として、2.5％の希
硫酸溶液中で40V,100mA,120分間の陽極酸化を行うこと
により、第２図（ｄ）に示すように、配線間アルミニウ
ム膜14bを酸化させてポーラスアルミナ膜10を形成す
る。
し、配線間アルミニウム膜14bを陽極として、2.5％の希
硫酸溶液中で40V,100mA,120分間の陽極酸化を行うこと
により、第２図（ｄ）に示すように、配線間アルミニウ
ム膜14bを酸化させてポーラスアルミナ膜10を形成す
る。
本実施例では、アルミニウム配線4aの表面にノンポー
ラスアルミナ膜12を形成しているため、エレクトロマイ
グレーションや、ストレスマイグレーションに有利な構
造となり、また、ノンポーラスアルミナ膜12がヒーロッ
クの発生を防止するので信頼性的にも優れた構造とな
る。
ラスアルミナ膜12を形成しているため、エレクトロマイ
グレーションや、ストレスマイグレーションに有利な構
造となり、また、ノンポーラスアルミナ膜12がヒーロッ
クの発生を防止するので信頼性的にも優れた構造とな
る。
以上説明したように本発明は、金属膜に設けた狭い溝
により金属膜を金属配線と配線間金属膜に分割し、配線
間金属膜を陽極酸化することにより、金属配線の垂直な
側面に密接した金属酸化膜で絶縁され、且つ上面が平坦
な配線層を得ることができ、高集積化された多層配線を
有する半導体装置を実現できるという効果を有する。
により金属膜を金属配線と配線間金属膜に分割し、配線
間金属膜を陽極酸化することにより、金属配線の垂直な
側面に密接した金属酸化膜で絶縁され、且つ上面が平坦
な配線層を得ることができ、高集積化された多層配線を
有する半導体装置を実現できるという効果を有する。
第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明の関連技術を説明する半
導体チップの断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の
実施例を説明するための工程順に示した半導体チップの
断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体装置の製
造方法を説明するための工程順に示した半導体チップの
断面図である。 １……シリコン基板、２……酸化シリコン膜、３……拡
散層、４……アルミニウム膜、4a……アルミニウム配
線、4b……配線間アルミニウム膜、５……ポジ型フォト
レジスト膜、６……露光レジスト層、７……ポジ型フォ
トレジスト膜、8,8a……溝、10……ポーラスアルミナ
膜、12……ノンポーラスアルミナ膜、13……外部電極。
導体チップの断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の
実施例を説明するための工程順に示した半導体チップの
断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体装置の製
造方法を説明するための工程順に示した半導体チップの
断面図である。 １……シリコン基板、２……酸化シリコン膜、３……拡
散層、４……アルミニウム膜、4a……アルミニウム配
線、4b……配線間アルミニウム膜、５……ポジ型フォト
レジスト膜、６……露光レジスト層、７……ポジ型フォ
トレジスト膜、8,8a……溝、10……ポーラスアルミナ
膜、12……ノンポーラスアルミナ膜、13……外部電極。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に設けた絶縁膜の上にアルミ
ニウム膜を形成しこのアルミニウム膜を選択的にエッチ
ングして幅の狭い溝を設けて前記アルミニウム膜をアル
ミニウム配線と配線間アルミニウム膜とに分割する工程
と、陽極酸化法により前記アルミニウム配線の表面を酸
化してノンポーラス型アルミニウム酸化膜を形成する工
程と、陽極酸化法により前記配線間アルミニウム膜を酸
化して前記アルミニウム配線上の前記ノンポーラス型ア
ルミニウム酸化膜の側面に密着するアルミニウム酸化膜
を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP969890A JP2946590B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP969890A JP2946590B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214733A JPH03214733A (ja) | 1991-09-19 |
| JP2946590B2 true JP2946590B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=11727451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP969890A Expired - Lifetime JP2946590B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2946590B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP969890A patent/JP2946590B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03214733A (ja) | 1991-09-19 |
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