JPH05340853A - Method for evaluating grain of aluminum - Google Patents

Method for evaluating grain of aluminum

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JPH05340853A
JPH05340853A JP14589492A JP14589492A JPH05340853A JP H05340853 A JPH05340853 A JP H05340853A JP 14589492 A JP14589492 A JP 14589492A JP 14589492 A JP14589492 A JP 14589492A JP H05340853 A JPH05340853 A JP H05340853A
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JP
Japan
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film
aluminum
silicon
grain
aluminum alloy
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JP14589492A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Takenaka
明 竹中
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To accurately observe the grain of aluminum which does not contain silicon using a metal microscope. CONSTITUTION:A silicon film 3 is grown on an insulation film 2 and then an aluminum alloy film 4 or an aluminum film is grown on the silicon film 3 without containing silicon. The aluminum alloy film 4 or an aluminum film and the silicon film 3 under it are subjected to crystalline growth by annealing, thus forming a silicon/aluminum-containing film 5. After the silicon/aluminum- containing film 5 is etched by an etching liquid and then the boundary of the grain is made clear, the grain is observed by a metal microscope.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウムのグレイ
ン評価方法に関し、より詳しくは、シリコンを含まない
アルミニウムのグレイン評価方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum grain evaluation method, and more particularly to a silicon-free aluminum grain evaluation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の配線材料としてア
ルミニウムが広く用いられている。そのアルミニウムの
グレインサイズは、走査型電子顕微鏡により観察でき
る。
2. Description of the Related Art Aluminum is widely used as a wiring material for semiconductor integrated circuit devices. The grain size of the aluminum can be observed by a scanning electron microscope.

【0003】一方、金属顕微鏡によれば、シリコンを含
むアルミニウム膜のグレインザイズを観察することは可
能であるが、シリコンを含まない場合には観察が難しく
なるために、図2に示すような手順を経ている。
On the other hand, although it is possible to observe the grain size of an aluminum film containing silicon with a metallurgical microscope, it becomes difficult to observe the grain size when silicon is not contained. Therefore, the procedure shown in FIG. 2 is used. Has been through.

【0004】図2(a),(b) は、その従来方法の一例を示
す断面図、同図(c),(d) はその平面図で、この図に基づ
いて観察方法を次に説明する。まず、図2(a) に示すよ
うに、基板21に成長したSiO2膜22の上に、シリコン
を含有しないアルミニウム膜23をスパッタ法により堆
積し、さらにその上に膜厚数nm程度のシリコン膜24を
同じ方法によって形成する。
2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views showing an example of the conventional method, and FIGS. 2 (c) and 2 (d) are plan views thereof. The observing method will be described below with reference to these figures. To do. First, as shown in FIG. 2A, an aluminum film 23 containing no silicon is deposited on the SiO 2 film 22 grown on the substrate 21 by a sputtering method, and a silicon film having a film thickness of about several nm is further deposited thereon. The film 24 is formed by the same method.

【0005】この後に、図2(b) に示すように、シリコ
ン基板21を加熱炉に入れて530℃前後の温度でアニ
ールし、アルミニウム膜23とその上のシリコン膜24
を結晶成長させてシリコン・アルミニウム含有膜25を
形成する。
After that, as shown in FIG. 2 (b), the silicon substrate 21 is put in a heating furnace and annealed at a temperature of about 530 ° C., so that the aluminum film 23 and the silicon film 24 on it are formed.
Is grown to form a silicon / aluminum containing film 25.

【0006】次に、グレインエッチング液を用いてシリ
コン・アルミニウム含有膜25のグレイン境界の部分に
ある結晶を僅かにエッチング除去してその境界を明確に
し(図2(c))、この後に、そのグレインを金属顕微鏡に
より観察することになる。
Next, a grain etching solution is used to slightly remove the crystal at the grain boundary portion of the silicon / aluminum-containing film 25 to clarify the boundary (FIG. 2 (c)). The grain will be observed with a metallurgical microscope.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法によれば、図2(d) に示すように、アニール後にシリ
コン膜24がシリコン・アルミニウム含有膜25の上に
残ることがあり、これにより正確なグレインの観察がで
きないといった問題がある。
However, according to such a method, as shown in FIG. 2 (d), the silicon film 24 may remain on the silicon / aluminum-containing film 25 after annealing. Therefore, there is a problem that it is not possible to observe the grain accurately.

【0008】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、金属顕微鏡によるアルミニウムのグレイ
ンを正確に観察することができるアルミニウムのグレイ
ン評価方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an aluminum grain evaluation method capable of accurately observing aluminum grains by a metallurgical microscope.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1に
例示するように、絶縁膜2の上にシリコン膜3を成長す
る工程と、前記シリコン膜3の上に、シリコンを含有さ
せずにアルミニウム合金膜4又はアルミニウム膜を成長
する工程と、前記アルミニウム合金膜4又は前記アルミ
ニウム膜とその下の前記シリコン膜3とをアニールによ
り結晶成長させてシリコン・アルミニウム含有膜5を形
成する工程と、前記シリコン.アルミニウム含有膜5を
エッチング液によりエッチングしてグレインの境界を明
確化させた後に、該グレインを金属顕微鏡により観察す
ることを特徴とするアルミニウムのグレイン評価方法に
よって達成する。
The above-mentioned problems are solved by the step of growing a silicon film 3 on an insulating film 2 as shown in FIG. 1, and by not containing silicon on the silicon film 3. A step of growing an aluminum alloy film 4 or an aluminum film, and a step of crystallizing the aluminum alloy film 4 or the aluminum film and the silicon film 3 thereunder by annealing to form a silicon / aluminum containing film 5. , The silicon. The aluminum-containing film 5 is etched with an etching solution to clarify the boundaries of the grains, and then the grains are observed by a metallurgical microscope.

【0010】[0010]

【作 用】本発明によれば、アルミニウム合金膜4又は
アルミニウム膜の下にシリコン膜3を形成し、これをア
ニールにより結晶成長してシリコン・アルミニウム含有
膜5を形成し、さらにシリコン・アルミニウム含有膜5
をエッチングしてそのグレインの境界を明確化するよう
にしている。
[Operation] According to the present invention, the silicon film 3 is formed under the aluminum alloy film 4 or the aluminum film, and the silicon / aluminum containing film 5 is formed by crystal growth of the silicon film 3 by annealing. Membrane 5
Are etched to clarify the boundaries of the grains.

【0011】このような方法によれば、結晶成長に関与
せずに残存したシリコン膜3の一部が、シリコン・アル
ミニウム含有膜5を覆い隠すことはないので、金属顕微
鏡による正確なグレインが観測される。
According to such a method, a part of the silicon film 3 remaining without being involved in the crystal growth does not cover the silicon / aluminum-containing film 5, so that an accurate grain can be observed by a metallographic microscope. To be done.

【0012】[0012]

【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。図1(a),(b) は、本発明の一実施例を示
す断面図、同図(c),(d) は、その平面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 (a) and 1 (b) are sectional views showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 1 (c) and 1 (d) are plan views thereof.

【0013】まず、図1(a) に例示するように、シリコ
ン基板1の表面に熱酸化法等により膜厚数百nm程度のSi
O2膜2を成長する。ついで、SiO2膜2の上に、スパッタ
法によりシリコン膜3を6nm堆積し、さらにその上にア
ルミニウム合金膜4を1μm の厚さに成長する。このア
ルミニウム合金膜4は、例えば0.1wt%Cu(銅)、0.1
5wt%Ti(チタン)をアルミニウムに混合したものであ
る。
First, as shown in FIG. 1 (a), a silicon substrate 1 having a thickness of several hundreds nm is formed on the surface of the silicon substrate 1 by a thermal oxidation method or the like.
The O 2 film 2 is grown. Then, a silicon film 3 is deposited to a thickness of 6 nm on the SiO 2 film 2 by a sputtering method, and an aluminum alloy film 4 is further grown thereon to a thickness of 1 μm. The aluminum alloy film 4 is, for example, 0.1 wt% Cu (copper), 0.1
5 wt% Ti (titanium) is mixed with aluminum.

【0014】この後に、シリコン基板1を図示しない加
熱炉に入れて温度525℃の下で30分間アニールし、
シリコン膜3とアルミニウム合金膜4との反応により結
晶成長させてシリコン・アルミニウム含有膜5を形成す
る(図1(b))。
Thereafter, the silicon substrate 1 is put in a heating furnace (not shown) and annealed at a temperature of 525 ° C. for 30 minutes,
Crystals are grown by the reaction between the silicon film 3 and the aluminum alloy film 4 to form a silicon / aluminum containing film 5 (FIG. 1 (b)).

【0015】この後に、沸酸、硝酸、塩酸及び水をそれ
ぞれ1、4、4及び20の割合で混合してなるグレイン
エッチング液を使用して、シリコン・アルミニウム含有
膜5をエッチングすると、その表面は図1(c) から図1
(d) に示す状態に移行してグレインの境界部分が除去さ
れ、その輪郭が明確になる。
After that, the silicon / aluminum-containing film 5 is etched by using a grain etching solution prepared by mixing hydrofluoric acid, nitric acid, hydrochloric acid and water in the proportions of 1, 4, 4 and 20, respectively. From Figure 1 (c) to Figure 1
The state moves to the state shown in (d) and the boundaries of the grains are removed, and the outline becomes clear.

【0016】次に、シリコンを含有したシリコン・アル
ミニウム含有膜5の表面を金属顕微鏡により観察して、
これによりアルミニウム合金膜5のグレインサイズを測
定することになる。
Next, the surface of the silicon-aluminum-containing film 5 containing silicon is observed by a metallographic microscope,
Thereby, the grain size of the aluminum alloy film 5 is measured.

【0017】このような方法によれば、シリコン膜3の
一部が結晶成長に関与せずに僅かに残ったとしても、シ
リコン膜3はシリコン・アルミニウム含有膜5を覆い隠
すことはないので、金属顕微鏡による正確な観測が可能
になる。
According to such a method, the silicon film 3 does not cover the silicon / aluminum-containing film 5 even if a part of the silicon film 3 remains without participating in crystal growth. It enables accurate observation with a metallurgical microscope.

【0018】なお、良好な膜質のグレインサイズのデー
タを予め複数測定してこれを規格化しておけば、グレイ
ンサイズの観察により膜質の良し悪しを評価することが
容易になる。
If a plurality of grain size data of good film quality are measured in advance and standardized, it becomes easy to evaluate the quality of the film by observing the grain size.

【0019】ところで、上述した実施例では、アルミニ
ウム合金膜膜4のグレインを観察する場合について説明
したが、アルミニウムに含まれる元素の種類、その割
合、或いは膜厚等によって最適なアニール温度、加熱時
間等の条件を選択すればよい。
By the way, in the above-mentioned embodiment, the case of observing the grains of the aluminum alloy film 4 has been described. Conditions may be selected.

【0020】また、上記した実施例では、アルミニウム
合金膜4のグレインサイズの観察について説明したが、
純粋なアルミニウムのグレインサイズを観察する場合に
も同様に適用することができる。即ち、シリコン膜の上
に高純度のアルミニウム膜を成長し、これらをアニール
して結晶成長させると、金属顕微鏡による観察が容易に
なる。
In the above embodiment, the observation of the grain size of the aluminum alloy film 4 has been described.
The same can be applied when observing the grain size of pure aluminum. That is, when a high-purity aluminum film is grown on a silicon film and these are annealed for crystal growth, observation with a metallurgical microscope becomes easy.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、アル
ミニウム合金膜又はアルミニウム膜の下にシリコン膜を
形成し、これをアニールにより結晶成長してシリコン・
アルミニウム含有膜を形成し、さらにシリコン・アルミ
ニウム含有膜をエッチングしてそのグレインの境界を明
確化するようにしているので、このような方法によれ
ば、結晶成長に関与せずに残存したシリコン膜の一部が
シリコン・アルミニウム含有膜を覆い隠すことはないの
で、金属顕微鏡によって正確なグレインを観測すること
が可能になる。
As described above, according to the present invention, a silicon film is formed under an aluminum alloy film or an aluminum film, and the silicon film is crystal-grown by annealing to form a silicon film.
Since the aluminum-containing film is formed and the silicon-aluminum-containing film is further etched to clarify the boundaries of the grains, the silicon film remaining without being involved in crystal growth is formed by such a method. Since a part of the film does not cover the silicon / aluminum-containing film, it is possible to observe an accurate grain with a metallurgical microscope.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す断面図及び平面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view and a plan view showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来方法の一例を示す断面図及び平面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view and a plan view showing an example of a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 SiO2膜(絶縁膜) 3 シリコン膜 4 アルミニウム合金膜 5 シリコン・アルミニウム含有膜1 Silicon substrate 2 SiO 2 film (insulating film) 3 Silicon film 4 Aluminum alloy film 5 Silicon / aluminum containing film

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁膜(2)の上にシリコン膜(3)を成
長する工程と、 前記シリコン膜(3)の上に、シリコンを含有させずに
アルミニウム合金膜(4)又はアルミニウム膜を成長す
る工程と、 前記アルミニウム合金膜(4)又は前記アルミニウム膜
とその下の前記シリコン膜(3)とをアニールにより結
晶成長させてシリコン・アルミニウム含有膜(5)を形
成する工程と、 前記シリコン・アルミニウム含有膜(5)をエッチング
液によりエッチングしてグレインの境界を明確化させた
後に、該グレインを金属顕微鏡により観察することを特
徴とするアルミニウムのグレイン評価方法。
1. A step of growing a silicon film (3) on an insulating film (2), and an aluminum alloy film (4) or an aluminum film containing no silicon on the silicon film (3). A step of growing, a step of crystallizing the aluminum alloy film (4) or the aluminum film and the silicon film (3) thereunder by crystal growth to form a silicon-aluminum containing film (5), An aluminum grain evaluation method characterized by observing the grain boundaries by etching the aluminum-containing film (5) with an etching solution to clarify the boundaries of the grains.
JP14589492A 1992-06-05 1992-06-05 Method for evaluating grain of aluminum Withdrawn JPH05340853A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103335956A (en) * 2013-06-21 2013-10-02 合肥通用机械研究院 Quality evaluation method of centrifugal casting alloy furnace tube
KR20130142794A (en) * 2012-06-20 2013-12-30 삼성전자주식회사 Apparatus and method for analyzing graphene

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