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JPS6056440B2 - Method of forming patterned aluminum layer - Google Patents
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JPS6056440B2 - Method of forming patterned aluminum layer - Google Patents

Method of forming patterned aluminum layer

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Publication number
JPS6056440B2
JPS6056440B2 JP11888782A JP11888782A JPS6056440B2 JP S6056440 B2 JPS6056440 B2 JP S6056440B2 JP 11888782 A JP11888782 A JP 11888782A JP 11888782 A JP11888782 A JP 11888782A JP S6056440 B2 JPS6056440 B2 JP S6056440B2
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JP
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aluminum layer
patterned
layer
forming
mask
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勇次 今井
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TDK Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絶縁性基板上にパターン化されたアルミニウ
ム層を形成する方法に関し、特に半導体集積回路装置の
配線層を形成する場合に適用して好適なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a patterned aluminum layer on an insulating substrate, and is particularly suitable for application to forming wiring layers of semiconductor integrated circuit devices.

半導体集積回路装置の配線層は、種々の理由で、アルミ
ニウム層でなるのを普通としている。
The wiring layer of a semiconductor integrated circuit device is usually made of an aluminum layer for various reasons.

ところで、半導体集積回路装置のアルミニウム層てなる
配線層を形成するにつき、従来は、半導体基板上にパタ
ーン化されるべきアルミニウム層を形成し、次に、その
アルミニウム層上にパターン化されたフォトレジストに
よるマスクを形成し、然る後、パターン化されるべきア
ルミニウム層に対する、上記マスクをマスクとした化学
エッチングをすることによつて、パターン化されたアル
ミニウム層を、配線層として形成するのを普通としてい
た。然しながら、このような従来の方法の場合、パター
ン化せられるべきアルミニウム層に対する、パターン化
されたマスク層をマスクとした化学エッチングをする工
程において、パターン化されたアルミニウム層が、側方
からエッチングされたもの即ち所謂サイドエッチングさ
れたものとして得られるのを余儀なくされる。
By the way, in order to form a wiring layer made of an aluminum layer of a semiconductor integrated circuit device, conventionally, an aluminum layer to be patterned is formed on a semiconductor substrate, and then a patterned photoresist is deposited on the aluminum layer. It is common practice to form a patterned aluminum layer as a wiring layer by forming a mask using the mask and then chemically etching the aluminum layer to be patterned using the mask as a mask. It was. However, in the case of such a conventional method, in the step of chemically etching the aluminum layer to be patterned using the patterned mask layer as a mask, the patterned aluminum layer is etched from the side. In other words, it is forced to be obtained as a so-called side-etched material.

このため、パターン.化されたアルミニウム層が、マス
ク層のパターンよりサイドエッチングされた量だけ、一
周り小さなパターンを有するものとして形成される。パ
ターン化されたアルミニウム層は、マスク層のパターン
と同じパターンで得られるのが望まし・い。その理由は
、マスク層を、形成せんとするパターン化されたアルミ
ニウム層の所期のパターンと同じパターンに形成し置く
だけで、パターン化されたアルミニウム層を、所期のパ
ターンを有するものとして形成することが出来るからで
ある。
For this reason, the pattern. The etched aluminum layer is formed to have a pattern that is one size smaller than the pattern of the mask layer by the side-etched amount. Preferably, the patterned aluminum layer is obtained with the same pattern as that of the mask layer. The reason is that by simply forming a mask layer in the same pattern as the patterned aluminum layer to be formed, the patterned aluminum layer can be formed with the desired pattern. This is because it is possible to do so.

然しながら、パターン化されたアルミニウム層が、マス
ク層のパターンよりサイドエッチングされた量だけ、一
周り小さなパターンを有するものとして形成されても、
上述した化学エッチングをする工程において、サイドエ
ッチングされる量が、予測されていれば、マスク層のパ
ターンを、サイドエッチングされる量を見込んで、形成
せんbとするパターン化されたアルミニウム層の所期の
パターンよソー周り大きなパターンに、予め形成してお
くことにより、パターン化されたアルミニウム層を、所
期のパターンを有するものとして形成することが出来る
。然しながら、上述した従来の方法による場合、上述し
た化学エッチングをする工程において、上述したサイド
エッチングされる量を予測するのが極めて困難であつた
However, even if the patterned aluminum layer is formed with a pattern that is one size smaller than the pattern of the mask layer by an amount that is side-etched,
In the chemical etching process described above, if the amount of side etching is predicted, the pattern of the mask layer is formed at the location of the patterned aluminum layer to be formed, taking into account the amount of side etching. By forming in advance a pattern that is larger around the saw than the initial pattern, the patterned aluminum layer can be formed to have the desired pattern. However, in the case of the conventional method described above, it is extremely difficult to predict the amount of side etching described above in the chemical etching process described above.

このため、上述した従来の方法の場合、バター″ン化さ
れたアルミニウム層を、所期のパターンを有するものと
して、微細に、高精度に形成するのが極めて困難であつ
た等の欠点を有していた。よつて本発明は、上述した欠
点のない新規なパターン化されたアルミニウム層を形成
する方法を提案せんとするものである。本発明者は、第
1図Aに示すような、例えば、シリコンでなる基板1上
に例えば酸化シリコン(SiO2)てなる絶縁層2を形
成している絶縁性基板3を予め用意し、そして、その絶
縁性基板3の絶縁層2上に、第1図Bに示すように、パ
ターン化されるべきアルミニウム層4を、それ自体は公
知の例えば蒸着によつて形成し、次に、そのパターン化
されるべきアルミニウム層4上に、第1図Cに示すよう
に、パターン化された例えばフォトレジストでなるマス
ク層5を、絶縁性基板3上のアルミニウム層4上にフォ
トレジスト層を形成し、そのフォトレジスト層に対する
フォトマスクを用いた露光、続く現像をなすという、そ
れ自体は公知の方法によつて形成し、かくて、絶縁性基
板3上にパターン化されるべきアルミニウム層4が形成
され、そのアルミニウム層4上にパターン化されたマス
ク層5が形成されている基板体6を得た。
Therefore, in the case of the above-mentioned conventional method, there are drawbacks such as the fact that it is extremely difficult to form a patterned aluminum layer with a desired pattern finely and with high precision. The present invention therefore seeks to propose a new method for forming a patterned aluminum layer that does not have the above-mentioned disadvantages. For example, an insulating substrate 3 in which an insulating layer 2 made of silicon oxide (SiO2) is formed on a substrate 1 made of silicon is prepared in advance, and a first The aluminum layer 4 to be patterned is formed, as shown in FIG. As shown, a patterned mask layer 5 made of, for example, a photoresist is formed on an aluminum layer 4 on an insulating substrate 3, and the photoresist layer is exposed to light using a photomask, followed by development. The aluminum layer 4 to be patterned is thus formed on the insulating substrate 3, and the patterned mask layer 5 is formed on the aluminum layer 4. A substrate body 6 on which was formed was obtained.

そして、その基板体6を、第2図に示すように、燐酸(
H3PO4)を溶質の主体としている水溶液てなる電解
液11を収容している槽12内に、アルミニウム層4が
略々垂直面上に延長するように、浸漬させ、また、その
槽12内に、例えば白金でなる電極13を、基板体6の
アルミニウム層4と対向するように、浸漬させ、然して
、基板体6におけるパターン化されるべきアルミニウム
層4を、マスク層5によつてマスクされていない領域に
おいて、直流電源14の正極側に接続し、また、電極1
3を、直流電源14の負極側に接続して、アルミニウム
層4に対する、マスク層5をマスクとし、且つ燐酸を溶
質の主体としている水溶液でなる電解液を用いた電解エ
ッチングをなした。
Then, as shown in FIG.
The aluminum layer 4 is immersed in a tank 12 containing an electrolytic solution 11 consisting of an aqueous solution containing H3PO4 as the main solute, so that the aluminum layer 4 extends substantially vertically, and in the tank 12, An electrode 13 made of platinum, for example, is immersed so as to face the aluminum layer 4 of the substrate body 6, so that the aluminum layer 4 to be patterned on the substrate body 6 is not masked by the mask layer 5. In the region, it is connected to the positive electrode side of the DC power supply 14, and also connected to the positive electrode side of the DC power supply 14.
3 was connected to the negative electrode side of the DC power source 14, and the aluminum layer 4 was electrolytically etched using the mask layer 5 as a mask and an electrolytic solution consisting of an aqueous solution containing phosphoric acid as the main solute.

然るときは、アルミニウム層4のマスク層5によつてマ
スクされていない領域が、陽極として作用し、そして、
その陽極側で、て表される化学反応が生じ、また電解液
11中で、の化学反応が生じ、さらに、電極13が陰極
として作用して、その陰極側でで表される化学反応が生
ずるという機構で、アルミニウム層4の、マスク層5に
よつてマスクされていない領域が、第3図Aに示すエッ
チングされていない状態から、第3図Bで一般的に示す
ような表面からエッチングされつつある状態を経て、第
3図Cで一般的に示すように、全厚さに亘つてエッチン
グされて、パターン化されたアルミニウム層7が、マス
ク層5下に形成されることを確認するに到つた。
In that case, the area of the aluminum layer 4 not masked by the mask layer 5 acts as an anode, and
On the anode side, a chemical reaction expressed as occurs, and in the electrolyte 11, a chemical reaction expressed as occurs, and furthermore, the electrode 13 acts as a cathode, and on the cathode side, a chemical reaction expressed as occurs. With this mechanism, the area of the aluminum layer 4 that is not masked by the mask layer 5 is etched from the unetched state shown in FIG. 3A to the surface generally shown in FIG. 3B. After the etching process, we observe that a patterned aluminum layer 7 is formed under the mask layer 5 through its entire thickness, as generally shown in FIG. 3C. It has arrived.

但し、この場合、電極13を白金でなるものとした。ま
た、本発明者は、上述した電解エッチングを、アルミニ
ウム層4の、マスク層5によつてマスクされていない領
域と、電極13との間の電圧■(ボルト)を、電圧計1
5を用いて測定しながら行つた。
However, in this case, the electrode 13 was made of platinum. Further, the present inventor performed the electrolytic etching described above by measuring the voltage (volts) between the area of the aluminum layer 4 that is not masked by the mask layer 5 and the electrode 13 using a voltmeter.
5 while making measurements.

然るときは、時間t(分)に対する電圧■の関係が、第
4図に示すように、時点T8までの間においては、電圧
■が時間tと共に僅かづつ上昇するが、時点Taから電
圧■が急激に大になるものとして得られた。
In such a case, the relationship between the voltage ■ and the time t (minutes) is as shown in FIG. 4, as shown in FIG. was obtained as rapidly increasing in size.

さらに、本発明者は、上述した時間tに対する電圧Vの
関係と、アルミニウム層4の、マスク層5によつてマス
クされていない領域のエッチングの状態とを調べた結果
、電圧Vが時間tと共に僅かづつ上昇している時点Ta
までの間においては、アルミニウム層4の、マスク層5
によつてマスクされていない領域が、時間tと共に表面
からエッチングされるが、時点Taに達すれば、アルミ
ニウム層4の、マスク層5によつてマスクされていない
領域が、その全厚さに亘つてエッチングされ、第3図C
で一般的に示すように、パターン化されたアルミニウム
層7が得られていることを確認するに到つた。
Furthermore, as a result of investigating the relationship of the voltage V with respect to the time t mentioned above and the state of etching of the region of the aluminum layer 4 that is not masked by the mask layer 5, the inventor found that the voltage V changes with time t. The point in time when Ta is gradually increasing
Until then, the mask layer 5 of the aluminum layer 4
The areas not masked by the mask layer 5 are etched from the surface with time t, but once the time Ta is reached, the area of the aluminum layer 4 not masked by the mask layer 5 has been etched over its entire thickness. Figure 3C
It has now been confirmed that a patterned aluminum layer 7 is obtained, as generally shown in FIG.

尚さらに、本発明者は、上述した電解エッチングを、上
述した電圧■が、急激に大になる時点t1即ちアルミニ
ウム層4の、マスク層5によつてマスクされていない領
域が、その全厚さに亘つてエッチングされる時点まで行
つて、上述したパターン化されたアルミニウム層7を形
成する場合、そのパターン化されたアルミニウム層7は
、その側面が、第3図Cでマスク層5の側面より内側に
あるものとして示されているように、一般に、サイドエ
ッチングされてものとして得られていることを確認する
に到つた。
Furthermore, the present inventor carried out the above-mentioned electrolytic etching at a point t1 when the above-mentioned voltage (2) suddenly increases, that is, when the region of the aluminum layer 4 not masked by the mask layer 5 is completely covered with its entire thickness. 3C to the point where it is etched to form the patterned aluminum layer 7 described above, the patterned aluminum layer 7 has a side surface that is closer to the side surface of the mask layer 5 in FIG. 3C. We have come to the conclusion that it is generally obtained as side etched, as shown on the inside.

また、本発明者は、上述した電解エッチングを、電解液
11の温度TCC)をパラメータとして、直流電源14
から基板体6におけるアルミニウム層牡及び電極13を
通つて、電解液11に流れる電流を変え、従つてアルミ
ニウム層4に流れる電流の密度1(MA/Cl,)を変
えて、上述した電圧■が、急激に大になる時点Ta即ち
アルミニウム層4の、マスク層5によつてマスクされて
いない領域が、その全厚さに亘つてエッチングされる時
点まで行つて、上述したパターン化されたアルミニウム
層7を形成し、そして、そのアルミニウム層7がサイド
エッチングされている量即ちサイドエッチング量Y(μ
m)を測定した。
The present inventor also performed the electrolytic etching described above using the temperature TCC of the electrolytic solution 11 as a parameter, and the DC power supply 14.
By changing the current flowing into the electrolytic solution 11 through the aluminum layer 13 and the electrode 13 in the substrate body 6, and therefore changing the density 1 (MA/Cl,) of the current flowing into the aluminum layer 4, the above-mentioned voltage (2) can be adjusted. , up to the point Ta where the area of the aluminum layer 4 which is not masked by the mask layer 5 is etched over its entire thickness, until the patterned aluminum layer described above is etched. 7 is formed, and the amount by which the aluminum layer 7 is side etched, that is, the side etching amount Y (μ
m) was measured.

然るときは、電解液の温度Tをパラメータとする電流密
度1に対する上述したサイドエッチング量Yの関係が、
第5図に示すように得られた。但し、第5図は、電解液
11が、燐酸(H3PO4)のみを溶質とした水溶液で
なり、また、アルミニウム層4が、1μmの厚さを有し
ている場合の測定結果である。よつて、第5図に示す測
定結果から、電解液11の温度Tを一定とした場合、電
流密度1を大とすれば、上述したサイドエッチング量Y
が小になることを確認するに到つた。
In such a case, the relationship between the side etching amount Y and the current density 1 using the temperature T of the electrolytic solution as a parameter is as follows.
The result was obtained as shown in FIG. However, FIG. 5 shows the measurement results when the electrolytic solution 11 is an aqueous solution containing only phosphoric acid (H3PO4) as a solute, and the aluminum layer 4 has a thickness of 1 μm. Therefore, from the measurement results shown in FIG. 5, if the temperature T of the electrolytic solution 11 is constant, and the current density 1 is increased, the side etching amount Y described above will be reduced.
We have come to the conclusion that it becomes small.

また、このように電流密度1が大になるように、電解液
11に流れる電流を大とすれば、サイドエッチング量Y
が小となるものとして得られるのは、電流密度1を大と
すれば、アルミニウム層4と、電極13との間の電界強
度が、主として、アルミニウム層4と、電極13とを結
ふ方向に関し、他の方向に比し格段的に強くなり、この
ため、アルミニウム層4のマスク層5によつてマスクさ
れていない領域が厚さ方向にエッチングされる速度と、
面方向にエッチングされる速度との比が大となるからで
あることも確認するに到つた。
Furthermore, if the current flowing through the electrolytic solution 11 is increased so that the current density 1 is increased, the side etching amount Y
If the current density 1 is increased, the electric field strength between the aluminum layer 4 and the electrode 13 is mainly related to the direction connecting the aluminum layer 4 and the electrode 13. , is much stronger than in other directions, and therefore, the rate at which the region of the aluminum layer 4 not masked by the mask layer 5 is etched in the thickness direction,
We have also confirmed that this is because the ratio to the etching speed in the planar direction is large.

さらに、第5図に示す測定結果から、電流密度Iを一定
とした場合、電解液11の温度Tを低くすれば、上述し
たサイドエッチング量Yが小になることを確認するに到
つた。尚さらに、上述したサイドエッチング量Yを同じ
値で得るにつき、電解液11の温度Tを高くすれば、こ
れに応じて電流密度1を大にすればよいことも確認する
に到つた。
Further, from the measurement results shown in FIG. 5, it has been confirmed that when the current density I is kept constant, the side etching amount Y described above can be reduced by lowering the temperature T of the electrolytic solution 11. Furthermore, it has been confirmed that in order to obtain the above-mentioned side etching amount Y at the same value, if the temperature T of the electrolytic solution 11 is increased, the current density 1 can be increased accordingly.

また、第5図に示す測定結果から、上述したサイドエッ
チング量Yの値が零となるときの、電解液11の温度T
に対する電流密度1の関係が、第6図に示すように得ら
れること、及び上述したように、電解液11の温度Tを
一定とした場合、電流密度1を大とすれば、上述したサ
イドエッチング量Yが小になることから、上述した電解
エッチ、ンクを、電解液11の温度TをT8(℃)とし
、電流密度1を、で与えられるし(MA/Clt)以上
の電流密度て行えば、上述したパターン化されたアルミ
ニウム層7が、第7図に示すように、上述したサイドエ
ッチング量Yが略々零であるものとして形成されること
も確認するに到つた。
Moreover, from the measurement results shown in FIG. 5, the temperature T of the electrolytic solution 11 when the value of the side etching amount Y becomes zero
As shown in FIG. 6, the relationship between the current density 1 and the current density 1 is obtained as shown in FIG. Since the amount Y becomes small, the electrolytic etching process described above is performed with the temperature T of the electrolytic solution 11 being T8 (°C) and the current density 1 being given by (MA/Clt) or more. For example, it has been confirmed that the above-mentioned patterned aluminum layer 7 is formed with the above-mentioned side etching amount Y being approximately zero, as shown in FIG.

さらに、電解液11の温度Tに対する電流密度Iの関係
が、第6図に示すように得られること、及び上述したよ
うに、電流密度1を一定とした場合、電解液11の温度
Tを低くすれは、上述したサイドエッチング量Yが小に
なることから、上述した電解エッチングを、電流密度1
をし(MA/CTl)とし、電解液11の温度Tを、で
与えられる温度TeCC)以下の温度で行えば、上述し
たパターン化されたアルミニウム層7が、第7図に示す
ように、上述したサイドエッチ1ング量Yが略々零であ
るものとして形成されることも確認するに到つた。
Furthermore, the relationship between the current density I and the temperature T of the electrolytic solution 11 is obtained as shown in FIG. This is because the side etching amount Y mentioned above becomes small, so the electrolytic etching mentioned above is carried out at a current density of 1.
(MA/CTl), and the temperature T of the electrolytic solution 11 is below the temperature TeCC given by, the above-mentioned patterned aluminum layer 7 will be formed as shown in FIG. It has also been confirmed that the side etching amount Y is approximately zero.

よつて、本発明者は、特許請求の範囲記載の発明を、本
発明による発明として提案するに到つたものである。
Therefore, the present inventor has come to propose the invention described in the claims as an invention according to the present invention.

以上で、本発明によるパターン化されたアルミニウム層
を形成する方法が明らかとなつた。
The method of forming a patterned aluminum layer according to the invention has now been clarified.

このような本発明による方法1三よれば、パターン化さ
れるべきアルミニウム層に対する、パターン化されたマ
スク層をマスクとした電解エッチングをする工程におい
て、形成されるパターン化されたアルミニウム層のサイ
ドエッチング量Yを、第5図で上述したところから明ら
かなように、電解液の温度Tと電流密度1とによつて、
予測することができる。このため、パターン化されるべ
きアルミニウム層上にパターン化されたマスク層を形成
する工程において、そのパターン化されたマスクを、予
測されるサイドエッチング量Yを見込んで形成すること
により、パターン化されたアルミニウム層を、所期のパ
ターンを有するものとして、微細に、高精度に、容易に
形成することが出来る、という特徴を有する。
According to the method 13 of the present invention, in the step of electrolytically etching the aluminum layer to be patterned using the patterned mask layer as a mask, side etching of the patterned aluminum layer formed is performed. As is clear from the above description in FIG. 5, the amount Y is determined by the temperature T of the electrolyte and the current density 1.
Can be predicted. Therefore, in the step of forming a patterned mask layer on the aluminum layer to be patterned, the patterned mask is formed taking into account the expected side etching amount Y, so that the patterned mask layer is not patterned. The present invention has the characteristic that an aluminum layer having a desired pattern can be easily formed finely and with high precision.

また、上述した電解エッチングをする工程において、そ
の電解エッチングを、電解液の温度TをTeCC)とし
、電流密度1を、上述した(1a)〜(1c)式で与え
られるし(MA/Clt)以上の電流密度でに行えば、
または、電流密度1をし(MA/Clt)とし、電解液
の温度Tを上述した(2a)〜(2c)式て与えられる
Te(℃)以下の温度で行えば、パターン化されたアル
ミニウム層が、サイドエッチング量Yが略々零であるも
のとして形成される。
In addition, in the electrolytic etching process described above, the electrolyte temperature T is TeCC), and the current density 1 is given by the above equations (1a) to (1c) (MA/Clt). If carried out at a current density of
Alternatively, if the current density is 1 (MA/Clt) and the temperature T of the electrolyte is below Te (℃) given by the above equations (2a) to (2c), a patterned aluminum layer can be formed. However, the side etching amount Y is approximately zero.

このため、パターン化されたマスク層を形成する工程に
おいて、そのマスク層を、形成せんとするパターン化さ
れたアルミニウム層の所期のパターンと同じパターンに
形成し、また、上述した電解エッチングの工程において
、電解液の温度TをLとするとき、電流密度1を上述し
た(1a)〜(1c)式で与えられるし以上の電流密度
とし、または、電流密度1をしとするとき、電解液の温
度Tを上述した(2a)〜(2c)式で与えられる温度
Te以下の温度とすることによつて、パターン化された
アルミニウム層を、所期のパターンを有するものとして
、微細に、高精度に、容易に形成することができるとい
う特徴を有する。
For this reason, in the process of forming a patterned mask layer, the mask layer is formed in the same pattern as the intended pattern of the patterned aluminum layer to be formed, and also in the electrolytic etching process described above. When the temperature T of the electrolytic solution is L, the current density 1 is equal to or higher than the current density given by the above equations (1a) to (1c), or when the current density 1 is set to By setting the temperature T at a temperature equal to or lower than the temperature Te given by equations (2a) to (2c) above, the patterned aluminum layer can be finely and highly heated to have the desired pattern. It has the characteristics of being easy to form with high precision.

さらに、上述した電解エッチングをする工程における、
その電解エッチングの終了時点が、陽極としてのパター
ン化されるべきアルミニウム層と、これに対する陰極電
極との間の電圧が急激に大になる時点に対応しているの
で、上述した電解エッチングを、陽極としてのパターン
化されるべきアルミニウム層と、これに対する陰極電極
との間の電圧が急激に大になる時点まで行うことによつ
て、パターン化されたアルミニウム層を、所期のパター
ンを有するものとして、再現性良く、微細に、高精度に
、容易に形成することができる特徴を有する。
Furthermore, in the electrolytic etching process described above,
Since the end point of the electrolytic etching corresponds to the point where the voltage between the aluminum layer to be patterned as an anode and the cathode electrode increases rapidly, the electrolytic etching described above is The patterned aluminum layer has the desired pattern by increasing the voltage between the aluminum layer to be patterned and the cathode electrode to the point where the voltage suddenly increases. It has the characteristics that it can be easily formed with good reproducibility, fineness, and high precision.

尚、さらに、上述した、陽極としてのパターン化される
べきアルミニウム層と、これに対する陰極電極との間の
電圧が急激に大になる時点は、これを、種々の電圧検出
器によつて、容易に検出し得、また、その電圧検出器の
出力によつて、陽極としてのアルミニウム層と、これに
対する陰極電極との間に接続している直流電源をオフに
したり、直流電源と、陽極としてのアルミニウム層また
は陰極電極との間の線路を切断したりするという簡易な
手段によつて、上述した電解エッチングを、陽極として
のパターン化されるべきアルミニウム層と、これに対す
る陰極電極との間の電圧が急激に大になる時点で、直ち
に且つ容易に終了させることができる。
Furthermore, at the point in time when the voltage between the aluminum layer to be patterned as an anode and the cathode electrode thereto suddenly increases, this can be easily detected using various voltage detectors. In addition, depending on the output of the voltage detector, it is possible to turn off the DC power supply connected between the aluminum layer as the anode and the corresponding cathode electrode, or to turn off the DC power supply and the anode electrode. The above-mentioned electrolytic etching can be carried out by simple means such as cutting the line between the aluminum layer or the cathode electrode, by reducing the voltage between the aluminum layer to be patterned as an anode and the cathode electrode therewith. It can be terminated immediately and easily at the point when the value suddenly increases.

従つて、上述した本発明の特徴を、確実、容易に発揮す
ることpくできる、という特徴を有する。
Therefore, the present invention has the feature that the above-described features of the present invention can be reliably and easily exhibited.

また、本発明によるパターン化されたアルミニウム層を
形成する方法によつた形成される、パターン化されたア
ルミニウム層は、配線層として機能する。従つて、本発
明は、これを半導体集積回路装置の配線層を形成する場
合に適用して、極めて好適である、という特徴を有する
Further, the patterned aluminum layer formed by the method for forming a patterned aluminum layer according to the present invention functions as a wiring layer. Therefore, the present invention is characterized in that it is extremely suitable for application to forming wiring layers of semiconductor integrated circuit devices.

次に、本発明の実施例を述べよう。Next, an example of the present invention will be described.

第1図Aで上述したと同様に、基板1上に絶縁層2を形
成している絶縁性基板3を予め用意した。
In the same manner as described above with reference to FIG. 1A, an insulating substrate 3 having an insulating layer 2 formed on the substrate 1 was prepared in advance.

但し、この場合、基板1を、表面積が約40.0dのシ
リコンでなるものとした。また、絶縁層2を酸化シリコ
ン(SiO2)でなるものとした。然して、絶縁性基板
3の絶縁層2上に、第1図Bで上述したと同様に、パタ
ーン化されるべきアルミニウム層4を形成した。但し、
この場合、アルミニウム層4を蒸着によつて、1μmの
厚さを有するものとして形成した。次に、アルミニウム
層4上に、第1図Cで上述したと同様に、パターン化さ
れたマスク層5を形成した。
However, in this case, the substrate 1 was made of silicon and had a surface area of about 40.0 d. Further, the insulating layer 2 was made of silicon oxide (SiO2). Thus, on the insulating layer 2 of the insulating substrate 3, an aluminum layer 4 to be patterned was formed in the same manner as described above with reference to FIG. 1B. however,
In this case, the aluminum layer 4 was formed by vapor deposition to have a thickness of 1 μm. Next, a patterned mask layer 5 was formed on the aluminum layer 4 in the same manner as described above in FIG. 1C.

但し、この場合、マスク層5を、アルミニウム層4上に
、フォトレジスト層を形成し、そのフォトレジスト層に
対するフォトマスクを用いた露光、続く現像処理をなす
ことによつて、フォトレジストでなるものとして形成し
た。このようにして、第1図Cで上述したと同様に、絶
縁性基板3上にパターン化されるべきアルミニウム層4
が形成され、そのアルミニウム層4上にパターン化され
たマスク層5が形成されている基板体6を得た。
However, in this case, the mask layer 5 can be made of a photoresist by forming a photoresist layer on the aluminum layer 4, exposing the photoresist layer to light using a photomask, and subsequently developing it. Formed as. In this way, an aluminum layer 4 to be patterned on an insulating substrate 3, similar to that described above in FIG. 1C.
A substrate body 6 was obtained in which a patterned mask layer 5 was formed on the aluminum layer 4.

次に、基板体6を、第2図で上述したと同様に、燐酸(
H3PO4)を溶質とした水溶液でなる電解液11を収
容している槽12内に、アルミニウム層4が、略々垂直
面上に延長するように浸漬させ、また、その槽12内に
、白金でなる電極13を、基板体6のアルミニウム層4
と対向するように浸漬させ、然して、基板体6における
パターン化されるべきアルミニウム層4を、マスク層5
によつてマスクされていない領域において、直流電源1
4の正極側に接続し、また、電極13を、直流電源14
の負極側に接続して、アルミニウム層4に対する、燐酸
を溶質としている水溶液でなる電解液11を用いた電解
エッチングを、アルミニウム層4及び電極13間の電圧
Vが急激に大になる時点までなし、パターン化されたア
ルミニウム層7を得た。
Next, the substrate body 6 is prepared using phosphoric acid (
The aluminum layer 4 is immersed in a tank 12 containing an electrolytic solution 11 made of an aqueous solution containing H3PO4) as a solute, so as to extend substantially vertically. The electrode 13 is connected to the aluminum layer 4 of the substrate body 6.
The aluminum layer 4 to be patterned on the substrate body 6 is immersed in the mask layer 5 so as to face the aluminum layer 4 to be patterned on the substrate body 6.
In the area not masked by
4, and connect the electrode 13 to the positive electrode side of the DC power source 14.
The aluminum layer 4 is not electrolytically etched using an electrolytic solution 11 made of an aqueous solution containing phosphoric acid as a solute until the voltage V between the aluminum layer 4 and the electrode 13 suddenly increases. , a patterned aluminum layer 7 was obtained.

この場合、電解液11の温度を20.0℃とし、また電
解液11に通する電流を50.0r11Aとし、従つて
アルミニウム層4に通する電流密度を1.25(=50
.0/40.0c11)MA/dとした。
In this case, the temperature of the electrolyte 11 is 20.0°C, the current passed through the electrolyte 11 is 50.0r11A, and therefore the current density passed through the aluminum layer 4 is 1.25 (=50
.. 0/40.0c11) MA/d.

然るときは、パターン化されたアルミニウム層やが、サ
イドエッチング量が略々零であるものとして形成された
In that case, a patterned aluminum layer was formed with approximately zero side etching.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図A,B及びCは、本発明によるパターン化された
アルミニウム層を形成する方法の説明に供する、パター
ン化されるべきアルミニウム層上に、パターン化された
マスク層を形成する順次の工程における、路線的断面図
である。 第2図は、同様に、本発明によるパターン化されたアル
ミニウム層を形成する方法の説明に供する、パターン化
されるべきアルミニウム層に対する電解エッチングによ
つて、パターン化されたアルミニウム層を形成する工程
を示す、路線図である。第3図は、同様に、本発明によ
るパターン化されたアルミニウム層を形成する方法の説
明に供する、パターン化されるべきアルミニウム層に対
する電解エッチングによつて、パターン化されたアルミ
ニウム層を形成する工程における、路線的断面図である
。第4図は、同様に、本発明によるパターン化されたア
ルミニウム層を形成する方法の説明に供する、パターン
化されるべきアルミニウム層に対する電解エッチングに
よつて、パターン化されたアルミニウム層を形成する工
程における、時間t(分)に対する、基板体における陽
極としてのアルミニウム層と、これに対する陰極電極と
の間の電圧の関係を示す図である。第5図は、同様に、
本発明によるパターン化されたアルミニウム層を形成す
る方法の説明に供する、パターン化されるべきアルミニ
ウム層に対する電解エッチングによつて、パターン化さ
れたアルミニウム層を形成する工程における、電解液の
温度をパラメータとした、電流密度1(MA/Clt)
に対する、本発明によつて形成されるパターン化された
アルミニウム層のサイドエッチング量Y(μm)の関係
を示す図である。第6図は、同様に、本発明によるパタ
”−ン化されたアルミニウム層を形成する方法の説明に
供する、パターン化されるべきアルミニウム層に対する
電解エッチングによつて、パターン化されたアルミニウ
ム層を形成する工程における、本発明によつて形成され
るパターン化されたアルミニウム層のサイドエッチング
量Yが零となるときの、電解液の温度T(℃)に対する
、電流密度1(MA/Clt)の関係を示す図である。
第7図は、本発明によるパターン化されたアルミニウム
層を形成する方法によつて得られる、パターン化された
アルミニウム層の一例を示す路線的断面図である。1・
・・・・基板、2・・・・・絶縁層、3・・・・・・絶
縁性基板、4・・・・・パターン化されるべきアルミニ
ウム層、5・・・・・・パターン化されたマスク層、6
・・・・・・基板体、7・・・・・・パターン化された
アルミニウム層、11・・・・・・電解液、12・・・
・・・槽、13・・・・・・電極、14・・・・・・直
流電源、15・・・・・・電圧計。
Figures 1A, B and C illustrate the sequential steps of forming a patterned mask layer on an aluminum layer to be patterned, illustrating a method of forming a patterned aluminum layer according to the invention. It is a sectional view along the route. FIG. 2 likewise illustrates the process of forming a patterned aluminum layer by electrolytic etching on the aluminum layer to be patterned, illustrating the method of forming a patterned aluminum layer according to the invention. It is a route map showing. FIG. 3 likewise illustrates the process of forming a patterned aluminum layer by electrolytic etching on the aluminum layer to be patterned, illustrating the method of forming a patterned aluminum layer according to the invention. It is a sectional view along the route. FIG. 4 likewise illustrates the process of forming a patterned aluminum layer by electrolytic etching on the aluminum layer to be patterned, illustrating the method of forming a patterned aluminum layer according to the invention. FIG. 3 is a diagram showing the relationship of voltage between an aluminum layer as an anode in a substrate body and a cathode electrode thereto with respect to time t (minutes) in FIG. Similarly, FIG.
To explain the method for forming a patterned aluminum layer according to the present invention, the temperature of the electrolyte is a parameter in the step of forming a patterned aluminum layer by electrolytic etching on the aluminum layer to be patterned. current density 1 (MA/Clt)
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of side etching Y (μm) of a patterned aluminum layer formed according to the present invention and the amount of side etching Y (μm). FIG. 6 also shows the formation of a patterned aluminum layer by electrolytic etching on the aluminum layer to be patterned, which serves to illustrate the method of forming a patterned aluminum layer according to the invention. In the forming process, the current density 1 (MA/Clt) with respect to the temperature T (°C) of the electrolytic solution when the side etching amount Y of the patterned aluminum layer formed by the present invention becomes zero It is a figure showing a relationship.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a patterned aluminum layer obtained by the method of forming a patterned aluminum layer according to the present invention. 1・
...Substrate, 2 ... Insulating layer, 3 ... Insulating substrate, 4 ... Aluminum layer to be patterned, 5 ... ... Patterned mask layer, 6
... Substrate body, 7 ... Patterned aluminum layer, 11 ... Electrolyte, 12 ...
... Tank, 13 ... Electrode, 14 ... DC power supply, 15 ... Voltmeter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 絶縁性基板上にパターン化されるべきアルミニウム
層を形成し、該アルミニウム層上にパターン化されたマ
スク層を形成し、然る後、上記アルミニウム層に対する
、上記マスク層をマスクとし、且つ燐酸を溶質の主体と
している水溶液でなる電解液を用いた電解エッチングを
行うことによつて、パターン化されたアルミニウム層を
形成することを特徴とするパターン化されたアルミニウ
ム層を形成する方法。 2 特許請求の範囲第1項記載のパターン化されたアル
ミニウム層を形成する方法において、上記電解エッチン
グを、上記電解液の温度T(℃)をT_e(℃)とし、
電流密度I(mA/cm^2)を、T_e=aI_e+
ba=2.09(1±0.1) b=17.5(1±0.1) で与えられるI_e(mA/cm^2)以上の電流密度
で行うことを特徴とするパターン化されたアルミニウム
層を形成する方法。 3 特許請求の範囲第1項記載のパターン化されたアル
ミニウム、層を形成する方法において、上記電解エッチ
ングを、電流密度I(mA/cm^2)をI_e(mA
/cm^2)とし、上記電解液の温度T(℃)を、T_
e=aI_e+b a=2.09(1±0.1) b=17.5(1±0.1) で与えられるT_e(℃)以下の温度で行うことを特徴
とするパターン化されたアルミニウム層を形成する方法
。 4 絶縁性基板上にパターン化されるべきアルミニウム
層を形成し、該アルミニウム層上にパターン化されたマ
スク層を形成し、然る後、上記アルミニウム層に対する
、上記マスク層をマスクとし、且つ燐酸を溶質の主体と
している水溶液でなる電解液を用いた電解エッチングを
、上記パターン化されるべきアルミニウム層を陽極とし
、該陽極としてのパターン化されるべきアルミニウム層
と、これに対する陰極電極との間の電圧が、急激に大に
なる時点まで行うことによつて、パターン化されたアル
ミニウム層を形成することを特徴とするパターン化され
たアルミニウム層を形成する方法。 5 特許請求の範囲第4項記載のパターン化されたアル
ミニウム層を形成する方法において、上記電解エッチン
グを、上記電解液の温度T(℃)をT_e(℃)とし、
電流密度I(mA/cm^2)を、T_e=aI_e+
ba=2.09(1±0.1) b=17.5(1±0.1) で与えられるI_e(mA/cm^2)以上の電流密度
で行うことを特徴とするパターン化されたアルミニウム
層を形成する方法。 6 特許請求の範囲第4項記載のパターン化されたアル
ミニウム層を形成する方法において、上記電解エッチン
グを、電流密度I(mA/cm^2)をI_e(mA/
cm^2)とし、上記電解液の温度T(℃)を、T_e
=aI_e+b a=2.09(1±0.1) b=17.5(1±0.1) で与えられるT_e(℃)以下の温度で行うことを特徴
とするパターン化されたアルミニウム層を形成する方法
[Claims] 1. An aluminum layer to be patterned is formed on an insulating substrate, a patterned mask layer is formed on the aluminum layer, and then the mask layer is applied to the aluminum layer. A patterned aluminum layer is formed by performing electrolytic etching using a mask and an electrolytic solution consisting of an aqueous solution containing phosphoric acid as the main solute. How to form. 2. In the method for forming a patterned aluminum layer according to claim 1, the electrolytic etching is performed at a temperature T (°C) of the electrolytic solution at T_e (°C),
The current density I (mA/cm^2) is T_e=aI_e+
ba = 2.09 (1 ± 0.1) b = 17.5 (1 ± 0.1) Method of forming an aluminum layer. 3. In the method of forming a patterned aluminum layer according to claim 1, the electrolytic etching is performed at a current density I (mA/cm^2) of I_e (mA
/cm^2), and the temperature T (℃) of the electrolyte is T_
e=aI_e+ba a=2.09 (1±0.1) b=17.5 (1±0.1) A patterned aluminum layer characterized in that it is carried out at a temperature equal to or lower than T_e (°C) given by How to form. 4 Forming an aluminum layer to be patterned on an insulating substrate, forming a patterned mask layer on the aluminum layer, and then applying phosphoric acid to the aluminum layer using the mask layer as a mask. Electrolytic etching is performed using an electrolytic solution consisting of an aqueous solution containing as the main solute, using the aluminum layer to be patterned as an anode, and between the aluminum layer to be patterned as the anode and the cathode electrode therefor. A method for forming a patterned aluminum layer, characterized in that the patterned aluminum layer is formed by applying a voltage of up to a point where the voltage suddenly increases. 5. In the method of forming a patterned aluminum layer according to claim 4, the electrolytic etching is performed at a temperature T (°C) of the electrolytic solution at T_e (°C),
The current density I (mA/cm^2) is T_e=aI_e+
ba = 2.09 (1 ± 0.1) b = 17.5 (1 ± 0.1) Method of forming an aluminum layer. 6. In the method for forming a patterned aluminum layer according to claim 4, the electrolytic etching is performed at a current density I (mA/cm^2) of I_e (mA/cm^2).
cm^2), and the temperature T (°C) of the electrolyte is T_e
=aI_e+b a=2.09 (1±0.1) b=17.5 (1±0.1) The patterned aluminum layer is formed at a temperature below T_e (°C) given by How to form.
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