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半導体用語集

Alリフロー

英語表記：Al reflow

Alの成膜時に加熱、または成膜後にin-situ (大気解放せずに) アニールを行うことにより、Alをフローさせ、コンタクトホールやビアホールにAlの埋め込みを行うプロセスをいう。Al配線形成の成膜は、通常Physical Vapor Deposition (PVD) の一つである。スパッタ法により行われている。スパッタ法は基本的に物理蒸着であるため、コンタクトホールやビアホールのアスペクト比(縦横比)が高くなるとホール底のカバレッジが悪くなり、信頼性の劣化または断線に至る。 Alリフロー埋め込みは、比較的高いアスペクト比を持つホールを、低抵抗のAlで、かつ安いコストで埋め込みを行うために開発された。このプロセスにおいて、成膜やアニールは不純物ガスの混入を抑制した真空中で行い、Al膜表面を酸化させないことが重要である。また、高アスペクト比のホール埋め込みのためには、Alの凝集を抑制する適切な下地膜を選択することも重要である。成膜方法は主にPVD を用いるが、 Alのフローを起こしホールの埋め込みを行う温度は、Al合金の種類や、成膜時のホール内カバレッジ、下地膜の種類に依存する。通常のAl-Cu合金では400～500℃で埋め込みが行われる。Alリフロー埋め込みには、基板を加熱して高温に保った状態でスパッタ成膜する高温スパッタ、はじめ低温で成膜した後高温スパッタを行い、埋め込み性をよくする二ステップスパッタ、成膜した後in-situでアニールするリフロースパッタ法などがある。また、通常のPVD成膜の悪いカバレージを補うために、二ステップスパッタの1stステップで、ターゲットと基板間の距離を長くし異方性を高くしたロングスロースパッタ法を用いたり、AlーCVD (Chemical Vapor Deposition)を用いてカバレッジをよくしたりする場合もある。下記高圧スパッタ埋め込みは、高アスペクト比ホールへの埋め込み法として提案されたものである。

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