JPS5932133A - 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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- JPS5932133A JPS5932133A JP14290182A JP14290182A JPS5932133A JP S5932133 A JPS5932133 A JP S5932133A JP 14290182 A JP14290182 A JP 14290182A JP 14290182 A JP14290182 A JP 14290182A JP S5932133 A JPS5932133 A JP S5932133A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体装置の製造方法に係シ、特にアルミニ
ウムによる配線層の形成方法に関する。
ウムによる配線層の形成方法に関する。
半導体装置の製造工程において、半導体基板たとえばシ
リコン半導体基板（以下Ｓ１ウエハと称する）上にアル
ミニウムからなる配線層を形成する工程は極めて重要な
工程である。そしてこのアルミニウム配線層は、従来で
は次のような方法によりて形成されている。
リコン半導体基板（以下Ｓ１ウエハと称する）上にアル
ミニウムからなる配線層を形成する工程は極めて重要な
工程である。そしてこのアルミニウム配線層は、従来で
は次のような方法によりて形成されている。
第１図（ａ）〜（ｄ）は上記配線層を形成するだめの、
従来の各工程を示す断面図である。まず第１図（、）に
示すように８１ウエハ１上に所定の厚みのシリコン酸化
膜２を形成する。次に第１図（ｂ）に示すように上記シ
リコン酸化膜２上に、スパッタリング法または蒸着法に
よってアルミニウムを被着させてアルミニウム層３を全
面に形成する。次に上記アルミニウム層３に存在してい
るダメージを除去する目的で、窒素雰囲気中で４５０℃
、３０分程度の熱処理を行なって再結晶化し、この後、
アルミニウム層３の全面に感光性樹脂を塗布し、これを
パターニングして第１図（ｃ）に示すように選択エッチ
ング用のマスク層４を形成する。しかる後、このマスク
層４を用いて上記アルミニウム層３に選択エツチングを
施こすことにょシ、第１図（ｄ）に示すように所定の形
状にノやターニングされたアルミニウム配線層５を得る
。
従来の各工程を示す断面図である。まず第１図（、）に
示すように８１ウエハ１上に所定の厚みのシリコン酸化
膜２を形成する。次に第１図（ｂ）に示すように上記シ
リコン酸化膜２上に、スパッタリング法または蒸着法に
よってアルミニウムを被着させてアルミニウム層３を全
面に形成する。次に上記アルミニウム層３に存在してい
るダメージを除去する目的で、窒素雰囲気中で４５０℃
、３０分程度の熱処理を行なって再結晶化し、この後、
アルミニウム層３の全面に感光性樹脂を塗布し、これを
パターニングして第１図（ｃ）に示すように選択エッチ
ング用のマスク層４を形成する。しかる後、このマスク
層４を用いて上記アルミニウム層３に選択エツチングを
施こすことにょシ、第１図（ｄ）に示すように所定の形
状にノやターニングされたアルミニウム配線層５を得る
。
ところで上記従来のアルミニウム配線層形成工程におい
て、アルミニウム層３の表面には、再結晶化の熱処理工
程時に凹凸が生じる（以下この凹凸をＡＩ！ヒロックと
称する）。このため、この後、このアルミニウム層３上
に感光性樹脂を塗布すると、部分的に樹脂層の薄い部分
や樹脂が被着せずにアルミニウム層３が露出した部分が
発生する。このような状態で前記マスク層４を形成し、
さらにこのマスク層４を用いてアルミニウム層３を選択
エツチングすると、必要部分のアルミニウム層３もエツ
チング除去されてしまい、所定の配線ツヤターンが得ら
れなくなってしまう欠点がある。
て、アルミニウム層３の表面には、再結晶化の熱処理工
程時に凹凸が生じる（以下この凹凸をＡＩ！ヒロックと
称する）。このため、この後、このアルミニウム層３上
に感光性樹脂を塗布すると、部分的に樹脂層の薄い部分
や樹脂が被着せずにアルミニウム層３が露出した部分が
発生する。このような状態で前記マスク層４を形成し、
さらにこのマスク層４を用いてアルミニウム層３を選択
エツチングすると、必要部分のアルミニウム層３もエツ
チング除去されてしまい、所定の配線ツヤターンが得ら
れなくなってしまう欠点がある。
また半導体装置の高集積化に伴い、最近ではアルミニウ
ム配線層の多層構造が採用されつつある。この構造は層
間絶縁体層としてたとえばシリコン酸化膜を用いるもの
でおる。ところがこのような多層構造の各アルミニウム
配線層を上記従来方法で形成すると、 ｋｌヒロックの
存在によシ、第２図の断面図で示すように一層目のアル
ミニウム配線層１３にと二層目のアルミニウム配線層Ｊ
ＪＢとの短絡や、第３図の断面図で示すように−、二層
目のアルミニウム配線１３に、１３Ｂを絶縁分離してい
るシリコン酸化膜１２の厚みが極めて薄くなる部分が発
生し、両配線１３に、１３Ｂ間の耐圧の低下が発生し、
これらが製造不良率を増加させる原因となっている。製
造不良率を増加させるＡＪヒロックの発生を低下させる
ため、アルきニウム層の被着形成後の熱処理温度９時間
および雰囲気等の検討が行なわれているが、十分に低下
させることはできず、平坦でかつ安定したアルミニウム
配線層を得る方法が望まれている。
ム配線層の多層構造が採用されつつある。この構造は層
間絶縁体層としてたとえばシリコン酸化膜を用いるもの
でおる。ところがこのような多層構造の各アルミニウム
配線層を上記従来方法で形成すると、 ｋｌヒロックの
存在によシ、第２図の断面図で示すように一層目のアル
ミニウム配線層１３にと二層目のアルミニウム配線層Ｊ
ＪＢとの短絡や、第３図の断面図で示すように−、二層
目のアルミニウム配線１３に、１３Ｂを絶縁分離してい
るシリコン酸化膜１２の厚みが極めて薄くなる部分が発
生し、両配線１３に、１３Ｂ間の耐圧の低下が発生し、
これらが製造不良率を増加させる原因となっている。製
造不良率を増加させるＡＪヒロックの発生を低下させる
ため、アルきニウム層の被着形成後の熱処理温度９時間
および雰囲気等の検討が行なわれているが、十分に低下
させることはできず、平坦でかつ安定したアルミニウム
配線層を得る方法が望まれている。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あシ、その目的は平坦なアルミニウム配線層を形成する
ことができる半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
あシ、その目的は平坦なアルミニウム配線層を形成する
ことができる半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
上記目的を達成するためこの発明あっては、アルミニウ
ム層の被着形成後、熱処理を行なってＡｊヒロ、りを発
生させ、その後、感光性樹脂を塗布し、さらにこの感光
性樹脂とともにアルミニウム層の一部を反応性イオンエ
ツチング技術によって除去するようにしている。
ム層の被着形成後、熱処理を行なってＡｊヒロ、りを発
生させ、その後、感光性樹脂を塗布し、さらにこの感光
性樹脂とともにアルミニウム層の一部を反応性イオンエ
ツチング技術によって除去するようにしている。
以下図面を参照してこの発明の詳細な説明する。第４図
（、）〜（Ｘ）はこの発明の一実施例方法の各工程を示
す断面図である。
（、）〜（Ｘ）はこの発明の一実施例方法の各工程を示
す断面図である。
まず第４図（、）に示すように、たとえば直径１００■
のｓ１ウェハ２１上にシリコン酸化膜２２を形成し、さ
らにその上にスパッタリング法によυアルミニウム層２
３を全面に被着形成する。一般に配線として必要なアル
ミニウム層の厚みは０．８μｍ〜１．５μｍとされてい
るが、ここではこの後の工程によって一部がエツチング
除去されるため、上記アルミニウム層２３の厚みは２．
０μｍ程度にする。
のｓ１ウェハ２１上にシリコン酸化膜２２を形成し、さ
らにその上にスパッタリング法によυアルミニウム層２
３を全面に被着形成する。一般に配線として必要なアル
ミニウム層の厚みは０．８μｍ〜１．５μｍとされてい
るが、ここではこの後の工程によって一部がエツチング
除去されるため、上記アルミニウム層２３の厚みは２．
０μｍ程度にする。
次にアルミニウム層２３形成後、ｓｌウェハ２ノ全体を
窒素雰囲気中で４５０℃、５０分〜２時間の熱処理を行
カう。すなわち、この熱処理工程によってアルミニウム
層２３を再結晶化して層形成時におけるダメージを除去
する。またこのダメージを除去するには４５０℃で１５
〜３０分程度熱程度をすれば十分であるが、ここでは処
理時間を大幅に延長することによって積極的にＡＪヒロ
ックが発生するようにしている。
窒素雰囲気中で４５０℃、５０分〜２時間の熱処理を行
カう。すなわち、この熱処理工程によってアルミニウム
層２３を再結晶化して層形成時におけるダメージを除去
する。またこのダメージを除去するには４５０℃で１５
〜３０分程度熱程度をすれば十分であるが、ここでは処
理時間を大幅に延長することによって積極的にＡＪヒロ
ックが発生するようにしている。
そして第４図（ｂ）はこの工程において、アルミニウム
層２３０表面に多数のＡＩｌヒロックが発生した状態を
示している。また上記条件で発生したＡｎｎコロりの最
大径は１０μｍでおりその高さは０．３μｍであった。
層２３０表面に多数のＡＩｌヒロックが発生した状態を
示している。また上記条件で発生したＡｎｎコロりの最
大径は１０μｍでおりその高さは０．３μｍであった。
次に第４図（ｃ）に示すように上記アルミニウム層２３
上に感光性樹脂２４を０．２μｍの厚みに塗布する。図
示するように、上記熱処理後にアルミニウム層２３上に
塗布した感光性樹脂２４はその厚みが通常の１１５と薄
く（通常のマスクとして用いられるものの厚みは１μｍ
程度）、かつＡ７ヒロツクが最大限発生している状態な
ので、樹脂２４はアルミニウム層２３全面を覆うことな
く凹部のみに存在している。
上に感光性樹脂２４を０．２μｍの厚みに塗布する。図
示するように、上記熱処理後にアルミニウム層２３上に
塗布した感光性樹脂２４はその厚みが通常の１１５と薄
く（通常のマスクとして用いられるものの厚みは１μｍ
程度）、かつＡ７ヒロツクが最大限発生している状態な
ので、樹脂２４はアルミニウム層２３全面を覆うことな
く凹部のみに存在している。
次に平行平板型反応性イオンエツチング装置内に上記Ｓ
１ウエノ・２１を設置し、その表面に反応性イオンを照
射して上記樹脂２４およびアルミニウム層２３の一部を
エツチング除去する。
１ウエノ・２１を設置し、その表面に反応性イオンを照
射して上記樹脂２４およびアルミニウム層２３の一部を
エツチング除去する。
このとき、反応性イオンは、塩素、四塩化炭素等の塩素
系ガスを用いることによりて塩素、四塩化炭素で構成さ
れたものを使用し、かつ加速エネルギーは約ｉ ｏ ｏ
ｅｖに設定する。このような塩素系のガスを用いた反
応性イオンエツチング技術によってエツチングを施こす
と、アルミニウム層２３のエツチングは感光性樹脂２４
にくらべて２倍の速度でエツチングされていく。
系ガスを用いることによりて塩素、四塩化炭素で構成さ
れたものを使用し、かつ加速エネルギーは約ｉ ｏ ｏ
ｅｖに設定する。このような塩素系のガスを用いた反
応性イオンエツチング技術によってエツチングを施こす
と、アルミニウム層２３のエツチングは感光性樹脂２４
にくらべて２倍の速度でエツチングされていく。
したがってこの工程の途中では、第４図（ｄ）に示すよ
うにＡＪヒロ、りの凸部の除去が急速に進行し、樹脂２
４はわずかに除去されるものである。
うにＡＪヒロ、りの凸部の除去が急速に進行し、樹脂２
４はわずかに除去されるものである。
さらに続けて上記エツチングを施こすと、感光性樹脂２
４がすべて除去された時点でアルミニウム層２３の表面
は第４図（、）に示すように平坦となる。さらにこの後
も続けてアルミニウム層２３をエツチングし、その厚み
が０．８μｍ〜１．５μｍとなった時点で反応性イオン
の照射を停止する。これによって配線層としての通常の
厚みを持ちかつ表面が平坦なアルミニウム層が得られる
。
４がすべて除去された時点でアルミニウム層２３の表面
は第４図（、）に示すように平坦となる。さらにこの後
も続けてアルミニウム層２３をエツチングし、その厚み
が０．８μｍ〜１．５μｍとなった時点で反応性イオン
の照射を停止する。これによって配線層としての通常の
厚みを持ちかつ表面が平坦なアルミニウム層が得られる
。
この後は、従来と同様に表面の平坦性を有するアルミニ
ウム層２３′の全面に感光性樹脂を通常の厚み（たとえ
ば１μｍ）に塗布し、これを／’Ｐターニングして第４
図（ｆ）に示すように選択エツチング用のｉスフ層２５
を形成し、さらにこのマスク層２５を用いて上記アルミ
ニウム層２３′に選択エツチングを施こすことによシ第
４図優）に示すように所定の形状にツクターニングされ
たアルミニウム配線層２６を得る。
ウム層２３′の全面に感光性樹脂を通常の厚み（たとえ
ば１μｍ）に塗布し、これを／’Ｐターニングして第４
図（ｆ）に示すように選択エツチング用のｉスフ層２５
を形成し、さらにこのマスク層２５を用いて上記アルミ
ニウム層２３′に選択エツチングを施こすことによシ第
４図優）に示すように所定の形状にツクターニングされ
たアルミニウム配線層２６を得る。
第５図は上記方法によシ得られたアルミニウム配線層お
よび従来の方法により得られたアルミニウム配線層それ
ぞれを持つ半導体装置の、アルミニウム配線層に起因す
るたとえば配線切れ等の製造不良率の分布状態を示す特
性図である。すなわち第５図中の○印はこの発明の方法
によるものであり、ｘ印は従来方法によるものである。
よび従来の方法により得られたアルミニウム配線層それ
ぞれを持つ半導体装置の、アルミニウム配線層に起因す
るたとえば配線切れ等の製造不良率の分布状態を示す特
性図である。すなわち第５図中の○印はこの発明の方法
によるものであり、ｘ印は従来方法によるものである。
図から明らかなようにこの発明の方法によるものでは、
従来方法によるものに比較してその製造不良率を平均２
０チ程度低下させることができた。また、アルミニウム
配線層の表面を平坦にすることができるため、多層配線
構造において従来発生していたような配線層相互の短絡
、耐圧の低下も減少させることができた。
従来方法によるものに比較してその製造不良率を平均２
０チ程度低下させることができた。また、アルミニウム
配線層の表面を平坦にすることができるため、多層配線
構造において従来発生していたような配線層相互の短絡
、耐圧の低下も減少させることができた。
このように上記実施例による方法でアルミニウム配線層
を形成すればその表面を平坦にすることができるため、
この方法は高集積化、多層配線化が要求される半導体装
置を製造する際に極めて有意義なものである。
を形成すればその表面を平坦にすることができるため、
この方法は高集積化、多層配線化が要求される半導体装
置を製造する際に極めて有意義なものである。
以上説明したようにこの発明によれば、平坦なアルミニ
ウム配線層を形成することができる半導体装置の製造方
法を提供することができる。
ウム配線層を形成することができる半導体装置の製造方
法を提供することができる。
第１図（２Ｌ）〜（ｄ）はアルミニウム配線層を形成す
る場合の、従来の方法の各工程を示す断面図、第２図お
よび第３図はそれぞれ上記従来方法を説明するための断
面図、第４図（＆）〜０）はこの発明の一実施例方法の
各工程を示す断面図、第５図は上記実施例方法を説明す
るだめの特性図である。 ２１・・・シリコン半導体基板（Ｓｔウェハ）、２２…
シリコン酸化膜、２３．２３′・・・アルミニウム層、
２４・・・感光性樹脂、２５・・・マスク層、２６・・
・アルミニウム配線層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 ？ 第２図 第３図 第４図 ３
る場合の、従来の方法の各工程を示す断面図、第２図お
よび第３図はそれぞれ上記従来方法を説明するための断
面図、第４図（＆）〜０）はこの発明の一実施例方法の
各工程を示す断面図、第５図は上記実施例方法を説明す
るだめの特性図である。 ２１・・・シリコン半導体基板（Ｓｔウェハ）、２２…
シリコン酸化膜、２３．２３′・・・アルミニウム層、
２４・・・感光性樹脂、２５・・・マスク層、２６・・
・アルミニウム配線層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 ？ 第２図 第３図 第４図 ３
Claims (2)
- （１）所定の層上にアルミニウム層を被着形成する工程
と、上記アルミニウム層を熱処理する工程と、上記アル
ミニウム層上に感光性樹脂を塗布する工程と、上記塗布
された感光性樹脂および上記アルミニウム層の一部をエ
ツチング除去して表面が平坦なアルミニウム層を得る工
程とを具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法
。 - （２）前記エツチング除去を含む工程が塩素系ガスを用
いた反応性イオンエツチング技術によって行なわれる特
許請求の範囲第１項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14290182A JPS5932133A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14290182A JPS5932133A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5932133A true JPS5932133A (ja) | 1984-02-21 |
Family
ID=15326230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14290182A Pending JPS5932133A (ja) | 1982-08-18 | 1982-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932133A (ja) |
-
1982
- 1982-08-18 JP JP14290182A patent/JPS5932133A/ja active Pending
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