JPS61127149A - 薄膜アルミニウム配線基板の製造方法とその製造装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は薄膜アルミニウム配線基板の製造方法とその製
造装置に係り、特にアルミニウムウィスカーが発生しな
い薄膜アルミニウム配線基板の製造方法とその製造装置
に関する。

〔発明の背景〕

従来、薄膜回路は第１図に示すようにセラミック基板や
シリコンウェハなどの基体１上に、スパッタリングや蒸
着により薄膜アルミニウム配線２を形成するか、第２図
に示すようにセラミック基板やシリコンウェハなどの基
体１上に、スパッタリングや蒸着により薄膜アルミニウ
ム配線２を形成し、樹脂又は金属酸化物よりなる絶縁層
３を形成し、この絶縁Ｍ３上に上層配線４を形成して製
造していた。

しかし、薄膜アルミニウム配線２を、スパッタリングや
蒸着により形成すると、得られた配線は内部応力が大き
い。そして、内部応力が大きい薄膜アルミニウム配線２
は、成膜中、成膜後の加熱によって第１図、第２図に示
すようにアルミニウムウィスカー５が生長し、配線間で
短絡することがあった。

また、第２図に示すように、アルミニウムウィスカー５
で、薄膜アルミニウム配線２と上層配線４とが短絡し、
製品の歩留りが低下することがあった。なお、この技術
課題は、特開昭５９−４３５４９号公報にも述べられて
いる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、ウィ
スカーで配線が短絡しない薄膜配線基板の製造方法とそ
の製造装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記目的は、薄膜アルミニウム配線を、アルミニウムウ
ィスカーが発生し、生長する最低の温度からアルミニウ
ムの融点近くの温度範囲で加熱し、かつ薄膜アルミニウ
ム配線を内部応力が上記の加熱処理より小さくなるよう
に徐冷し、上記の加熱により生長したアルミニウムウィ
スカーを強制的に除去すること、および上記のように加
熱する手段、上記のように冷却する手段、上記のように
生長したアルミニウムウィスカーを強制的に除去する手
段よりなる装置で達成される。

次に処理条件、処理装置などについて説明する。

加熱温度は１００℃〜６００℃がよい。１００℃より低
い温度では強制的にアルミニウムウィスカーを生成させ
ることができず、６００℃より高いとアルミニウムの融
点が６００℃より少し高温にあるためとけてしまうル、
基板上にアルミニウムより融点の低いガラスがあれば、
これがとけてしまうし、抵抗体がある場合は、加熱によ
り特性変化を起こす。

冷却は徐冷する。徐冷することで加熱処理前より内部応
力が下がり、アルミニウムウィスカーが再び生成する要
因がなくなる。

なお、急冷すると内部応力は低下しないばかりか増大し
、アルミニウムウィスカーが再び生成する要因を作るこ
とになる。

徐冷は、加熱温度から室温まで通常３０〜５０分で行な
う。

加熱は通常連続加熱炉やバッチ式炉で行なう。

生長したアルミニウムウィスカーは、通常ブラシ洗浄で
除去する。

〔発明の実施例〕

以下１本発明を実施例によって更に詳細に説明する。

第３図はアルミニウムウィスカーの生長、除去方法を有
する薄膜装置の一実施例を示すもので、主な構成要素は
アルミニウムウィスカーを強制的に生長させる連続加熱
炉部６とアルミニウムウィスカーを強制的に生長させた
のちに、これを除去するウィスカー除去装置部７から成
っている。

アルミニウム配線を形成したシリコンウェハまたはセラ
ミック基板をカセット８に収め連続加熱炉部６のローダ
−９にセットする。

基板は自動搬送によって連続加熱炉ｌＯ内に搬送される
が、この連続加熱炉１０は温度制御部（図示せず）によ
り第４図に示すようにピーク温度ＩＩを１００℃〜６０
０°Ｃの範囲内とし、ピーク温度保持時間１２を１０分
〜５０分の範囲内として、３０分から５０分間徐冷１３
する温度プロフィールでアルミニウムウィスカーの強制
的生長および薄膜アルミニウムの内部応力を最大限に軽
減するものである。基板は第３図の連続炉１０を通過し
、アンローダ一部１４のカセット１５に収納される。

次にこのカセットをウィスカー除去装置部７のローダ−
１６にセットする。基板は自動搬送によってウィスカー
除去部１７に送られる。

ウィスカー除去部１７では、基板を回転させ純水を基板
に噴射しながらブラシによる洗浄でウィスカーを除去す
るものである。

基板はウィスカー除去を終了したのち自動搬送により低
温ベーク炉１８に入り乾燥されてアンローダ一部１９の
カセット２０に収納され本工程が完了する。

本工程が完了したのちの基板に各種処理工程による熱が
加えられてもアルミニウムウィスカーが生長することは
ない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、配線金属材料として
用いられるアルミニウム層より生長または生長が予測さ
れるアルミニウムウィスカーを連続加熱炉或いはバッチ
式炉において１００℃〜６００℃の温度範囲内で加熱処
理を行い、強制的に生長させ、徐冷によりアルミニウム
層の内部応力を軽減したのちに、ブラシ洗浄でアルミニ
ウムウィスカーを除去するので、その後加熱処理を行な
ってもアルミニウムウィスカーの発生、生長はなく、薄
膜アルミニウム配線基板の歩留りを向上させることがで
きる。

また、本発明の装置によれば、アルミニウムウィスカー
のない薄膜アルミニウム配線板が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は薄膜アルミニウム配線基板のアルミニウム配線
間に生長したアルミニウムウィスカーを示す図、第２図
はアルミニウム配線と絶縁膜とで隔てられた上層配線と
の間に生長したアルミニウムウィスカーを示す図、第３
図は本発明によるアルミニウムウィスカーの生長・除去
に用いた薄膜装置の一実施例を示す図、第４図はアルミ
ニウムウィスカーを強制的に生長させさらに薄膜アルミ
ニウムの内部応力を軽減する温度プロフィールを示す図
である。 １・・基体、２・・・薄膜アルミニウム配線、３・・・
絶縁層、４・・・上層配線、５・・・アルミニウムウィ
スカー、６・・・連続加熱炉部、７・・・ウィスカー除
去装置部、８，１５．２０・・・カセット、９，１６・
・・ローダ、１０・・・連続加熱炉、１１・・・ピーク
温度、１２・・・ピーク温度保持時間、１３・・・徐冷
、１４．１９・・・アンローブ部、１７・・・ウィスカ
ー除去部、１８・・・低温ベーク炉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体と、この上にスパッタリング又は蒸着により形
   成された薄膜アルミニウム配線とを備えてなる薄膜アル
   ミニウム配線基板を、１００℃〜６００℃で加熱して強
   制的にアルミニウムウィスカーを生長させ、これを徐冷
   し、アルミニウムウィスカーを除去することを特徴とす
   る薄膜アルミニウム配線基板の製造方法。 ２、徐冷を３０分〜５０分間行なうことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の薄膜アルミニウム配線基板の
   製造方法。 ３、基板加熱部と、この後に設けられたウィスカー除去
   部からなり、前記の基板加熱部には温度制御部が設けら
   れていることを特徴とする薄膜アルミニウム配線基板の
   製造装置。