JPS58216442A - アルミニウム配線の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）　　発明の技術分野 本発明はアルミニウム（Ａ４）配線の形成方法、例えば
半導体集積回路素子表面に形成するアルミニウムからな
る導電配線層の形成方法に関する。

（ｂ）　　従来技術と問題点 半導体集積回路（ＩＣ）は、多数の能動素子や受動素子
が半導体基板に設けられて、これら素子相互間は導電配
線層で接続される。その導電配線層としてけアｌレミニ
ウム＜Ａｌ）膜が良く用いられており、それはアｌレミ
ニウムが非常に電気伝導度が良くて安価な材料であるか
らである。

このようなアルミニウム配線層は、通常ヌ／＜ツタ法又
は蒸着法で被着させた後、通常のフォト・エツチング法
によシ配線パターンを形成し、次いでその導電性を回復
させるための高温熱処理を４００〜６００℃でおこなっ
て、結晶原子の再配列を起させている。その場合に、ア
ルミニウム結晶は縦方向に再配列して、例えば膜厚ｌ　
７１　ｍのアルミ　・ニウム膜に対し、高さ１１１ｍ近
い再配列突起が成長し、その状態を電子顕微鏡により明
瞭に確認することができる。

他方、ＩＣは高集積化に伴い、配線層も二層・三層と多
層に積層する必要が生じ、上下の配線層間には絶縁膜（
例えば燐シリケートガヲス（、ＰＳＧ）膜）を介在させ
ている。しかし、上記のよう罠アルミニウムの再配列突
起が成長すれば上下配線層間を短絡する恐れを生じる、
また、アルミニウムを被着した後、その上面に化学気相
成′長（ＣＶＤ）法でＰ’Ｓ　Ｇ膜を成長するなどして
、半導体基板を４００〜４５０℃に加熱す牙１ば、同様
のアルミニウム突起が成長し、短絡を生ずる。

（Ｑ）　　発明の目的 本発明の目的は、このようなアルミニウム突起による短
絡を解消させるために、アルミニウム表面を酸化し、そ
の酸化アルミニウムを利用するアルミニウム配線の形成
方法を提案することにある。

側）発明の構成 その目的は、基板上に被着したアルミニウム膜の表面を
選択的に酸化して酸化アルミニウム膜を形成し、その酸
化アルシミニウム膜含マヌクとしてエツチングしてアル
ミニウム配線層を形成し、次いで再度酸化してアルミニ
ウム膜配線層の側面にも酸化アルミニウム膜を形成す″
る形成方法によって達成することができる。

（ｅ）　　発明の実施例 以下、実施例を参照して詳細に説明する。第１図ないし
第６図は本発明にか＼る形成方法の工程順断面図を示し
ている。先づ、第１図に示すように半導体基板ｌ上に二
酸化シリコン（Ｓｉｎ２）膜２を介して１例えば膜厚５
０００人のアルミニウム（ＡＩ）膜３をスパッタ法で被
着する。

次いで、第２図に示すようにその上に同じくスパッタ法
で低温度にて膜厚１０００ＡのＳｉ、０２膜４を被着し
、その上面にレジスト膜を塗布して、フォトプロセスに
より所要のレジスト膜パターン５を形成し、それをマス
クとしてＣＦ４等を用いたドライエツチング法で露出し
たＳｉＯ２膜を除去して、Ａｌ膜を露出させる。

次いで、第３図に示すようにレジスト膜パターン６含除
去した後、８０℃の温水に数分間浸漬して膜厚１０００
〜２０００人の酸化アルミニウム（ＡｌｘＯｙ）膜６を
生成する。尚、この工程でレジヌζ膜パターンｔｏ存さ
せたｔ覧、Ａｌ膜を温水酸化し、しかる後レジスト膜を
除去してもよい。

次いで、第４図に示すように、再びレジスト膜） パターン７を形成し、配線層の接続％８とＡｌｚＯｙ膜
６とをマスクした後、露出した５１０２膜４をドライエ
ツチング法で除去し、次に露出したＡｌ１膜をエツチン
グ除去してＡｌｌｌｌ膜配線形成する。

Ａ４膜のエツチングには四塩化炭素（ｃｃａ４）ガスに
よるリアクティブイオンエツチング法、まタハ燐硝酸に
よるウェットエツチング法を用いる。

次いで、第５図に示すようにレシヌトｎφパターン７を
除去した後、上記と同様にして８０℃の温水に浸漬し、
Ａｌ膜配線層の側面にもＡＪ）（Ｏｙ膜９を生成する。

尚、本工程においても、レジスト膜パターン除去ｆ：Ａ
Ｉ膜の温水処理後としてもよい。

次いで、第６図に示すようにドライエツチング法で配線
層の接続部８の５ｉｎ２［４１エツチング除去する。同
時に、基板面上のＳｉ０２膜２もエツチングされるが、
５ｉＯＪＪ４は数１００ＯＡの膜厚があるため、基板ｌ
が露出されることはない。

・上記は５１０２膜４をマスクとした実施例であるが、
その他の低温被着膜を用いてもよく、またＡｌ膜の酸化
処理が１００℃以下でなされるから、レジスト膜パター
ンのみをマスクとして酸化処理することも可能である。

このようにして、接続部８以外のＡｌ膜配線層の表面に
酸化アルミニウム膜を低温で生成した後、高温熱処理あ
るいはＰＳＧ膜の被着を行えば、原子再配列に伴なうア
ルミニウム突起の成長を防止することができる。

（ｆ′）発明の効果 したがって、本発明によれば多層配線の短絡事故を防い
で、■Ｃなどの電子回路の信頼性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明にか＼る形成工程順断面図
で、図中１は半導体基板、２は５ｉ０２膜。 ３はＡｌ膜、４は低温被着したＳｉＯ２膜マスク、５．
７はレジスト膜パターン、６．９は酸化アルミニウム膜
、８は配線層の接続部を示す。 第１図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に被着したアルミニウム膜の表面を選択的に酸化
   して酸化アルミニウム膜を形成し、該酸化７Ａ／ミニウ
   ム膜をマスクとしてエツチングしてアルミニウム配線層
   をパターニング形成し１次いで再度酸化して該アルミニ
   ウム配線層の側面にも酸化アルミニウム膜を形成するこ
   とを特徴とするアルミニウム配線層の形成方法。