JP2528026B2 - 配線パタ―ンの形成方法およびその装置 - Google Patents
配線パタ―ンの形成方法およびその装置Info
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- JP2528026B2 JP2528026B2 JP2178288A JP17828890A JP2528026B2 JP 2528026 B2 JP2528026 B2 JP 2528026B2 JP 2178288 A JP2178288 A JP 2178288A JP 17828890 A JP17828890 A JP 17828890A JP 2528026 B2 JP2528026 B2 JP 2528026B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、一般に配線パターンの形成方法に関する
ものであり、より特定的には、金属配線の腐蝕を防ぐこ
とができるように改良された、配線パターンの形成方法
に関するものである。この発明は、さらに、そのような
半導体装置を製造する装置に関する。
ものであり、より特定的には、金属配線の腐蝕を防ぐこ
とができるように改良された、配線パターンの形成方法
に関するものである。この発明は、さらに、そのような
半導体装置を製造する装置に関する。
［従来の技術］ 半導体装置の製造工程において、配線パターンの形成
工程は、不可欠な工程である。第4A図および第4B図は、
配線パターンの形成工程を断面図で示したものである。
工程は、不可欠な工程である。第4A図および第4B図は、
配線パターンの形成工程を断面図で示したものである。
第4A図を参照して、半導体基板30の上に、ゲート31お
よび層間絶縁膜32を形成する。層間絶縁膜32には、トラ
ンジスタのソース／ドレイン領域（図示せず）を露出さ
せるためのコンタクトホール33bとゲート31の表面の一
部を露出させるためのコンタクトホール33aが形成され
る。これらのコンタクトホール33a,33bを埋めるよう
に、層間絶縁膜32の上にアルミ合金膜の配線層34が形成
される。配線層34の上に所定の形状にパターンニングさ
れたレジスト35を形成する。
よび層間絶縁膜32を形成する。層間絶縁膜32には、トラ
ンジスタのソース／ドレイン領域（図示せず）を露出さ
せるためのコンタクトホール33bとゲート31の表面の一
部を露出させるためのコンタクトホール33aが形成され
る。これらのコンタクトホール33a,33bを埋めるよう
に、層間絶縁膜32の上にアルミ合金膜の配線層34が形成
される。配線層34の上に所定の形状にパターンニングさ
れたレジスト35を形成する。
第4B図を参照して、レジスト35をマスクにして、配線
層34を選択的にエッチングすることによって、配線パタ
ーン36が形成される。
層34を選択的にエッチングすることによって、配線パタ
ーン36が形成される。
ところで、従来、アルミ合金の配線パターンの形成方
法として、レジスト35を用いて、アルミ配線層34をリン
酸、硝酸等を混合した溶液でウエットエッチングする方
法があった。しかし、この方法は、レジストパターン35
の下へのエッチングの回り込みによる、いわゆるアンダ
ーエッチングが大きく、３μｍ以下の微細パターンの形
成が困難であった。そこで、このような微細パターンの
形成にあたっては、塩素または塩素を含む化合物、たと
えばCl2,SiCl4,BCl3等のガスを用いた反応性イオンエッ
チング（以下RIEエッチングと言う）による方法が行な
われるようになった。
法として、レジスト35を用いて、アルミ配線層34をリン
酸、硝酸等を混合した溶液でウエットエッチングする方
法があった。しかし、この方法は、レジストパターン35
の下へのエッチングの回り込みによる、いわゆるアンダ
ーエッチングが大きく、３μｍ以下の微細パターンの形
成が困難であった。そこで、このような微細パターンの
形成にあたっては、塩素または塩素を含む化合物、たと
えばCl2,SiCl4,BCl3等のガスを用いた反応性イオンエッ
チング（以下RIEエッチングと言う）による方法が行な
われるようになった。
［発明が解決しようとする課題］ 次に、配線パターンをRIEエッチングにより形成す
る、従来の方法をさらに詳細に説明し、さらに、その問
題点についても説明する。
る、従来の方法をさらに詳細に説明し、さらに、その問
題点についても説明する。
第5A図を参照して、半導体基板30の上に下地絶縁膜３
を形成する。下地絶縁膜３の上に、AlSi,AlSiCu,Cu,Mg
等の金属配線層２を形成する。金属配線層２の上に、所
定の形状のレジストパターン１を形成する。
を形成する。下地絶縁膜３の上に、AlSi,AlSiCu,Cu,Mg
等の金属配線層２を形成する。金属配線層２の上に、所
定の形状のレジストパターン１を形成する。
第5B図を参照して、レジストパターン１をマスクにし
て、金属配線層２を、Cl2,SiCl4,BCl3等の塩素を含むハ
ロゲン系ガス又はBr,I等を含むハロゲン系ガスを用い
て、反応性イオンエッチングを行なう。この反応性イオ
ンエッチングによって、金属配線層２は選択的にエッチ
ングされ、配線パターン2aを形成する。このときに、レ
ジストパターン１および配線パターン2aの側壁に、ハロ
ゲンを含む保護膜４が形成される。この保護膜４は、等
方性エッチングを抑制し、異方性を高めるという働きを
するものである。この保護膜４は、レジスト、配線層、
ハロゲン系ガスの各成分が複雑に反応してできたもの
で、ハロゲンを含んでいる。
て、金属配線層２を、Cl2,SiCl4,BCl3等の塩素を含むハ
ロゲン系ガス又はBr,I等を含むハロゲン系ガスを用い
て、反応性イオンエッチングを行なう。この反応性イオ
ンエッチングによって、金属配線層２は選択的にエッチ
ングされ、配線パターン2aを形成する。このときに、レ
ジストパターン１および配線パターン2aの側壁に、ハロ
ゲンを含む保護膜４が形成される。この保護膜４は、等
方性エッチングを抑制し、異方性を高めるという働きを
するものである。この保護膜４は、レジスト、配線層、
ハロゲン系ガスの各成分が複雑に反応してできたもの
で、ハロゲンを含んでいる。
第5B図および第5C図を参照して、O2ガス５によるアッ
シング処理を行ない、レジストパターン１を除去する。
アッシング処理後においても、ハロゲンを含む保護膜６
が配線パターン2aの側壁に残留する。このようにして、
微細な配線パターン2aが形成される。
シング処理を行ない、レジストパターン１を除去する。
アッシング処理後においても、ハロゲンを含む保護膜６
が配線パターン2aの側壁に残留する。このようにして、
微細な配線パターン2aが形成される。
しかしながら、この方法によっては、第5D図を参照し
て、半導体装置を大気中に取出すと、図のように、配線
パターン2aの側壁に腐蝕部分９が形成され、配線パター
ン2aに断線を誘発するという問題点があった。
て、半導体装置を大気中に取出すと、図のように、配線
パターン2aの側壁に腐蝕部分９が形成され、配線パター
ン2aに断線を誘発するという問題点があった。
腐蝕の原因は、次のとおりである。すなわち、保護膜
６は、ハロゲンたとえば塩素を含んでおり、大気中にさ
らされた場合に、大気中の水分子７と反応し、塩酸を発
生する。この塩酸が配線パターン2aに作用して、反応生
成物８（たとえば金属塩化物）が生成する。この反応生
成物８が配線パターン2aの側壁から剥離することによっ
て、配線パターン2aはだんだんと腐蝕していくのであ
る。
６は、ハロゲンたとえば塩素を含んでおり、大気中にさ
らされた場合に、大気中の水分子７と反応し、塩酸を発
生する。この塩酸が配線パターン2aに作用して、反応生
成物８（たとえば金属塩化物）が生成する。この反応生
成物８が配線パターン2aの側壁から剥離することによっ
て、配線パターン2aはだんだんと腐蝕していくのであ
る。
それゆえに、この発明の目的は、大気中の水分等に触
れても、金属配線の腐蝕を起こさないように改良され
た、配線パターンを形成する方法を提供することにあ
る。
れても、金属配線の腐蝕を起こさないように改良され
た、配線パターンを形成する方法を提供することにあ
る。
この発明の他の目的は、耐腐蝕性のある配線パターン
を形成することができる装置を提供することにある。
を形成することができる装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ この発明の第１の局面に従う配線パターンの形成方法
においては、まず基板上に配線層が形成される。上記配
線層をハロゲン系ガスを用いて選択的にエッチングし、
それによって配線パターンを形成する。配線パターン
に、還元性種を含む雰囲気中で紫外線を照射する。
においては、まず基板上に配線層が形成される。上記配
線層をハロゲン系ガスを用いて選択的にエッチングし、
それによって配線パターンを形成する。配線パターン
に、還元性種を含む雰囲気中で紫外線を照射する。
この発明に従う配線パターンの形成方法の好ましい実
施状態によれば、紫外線の照射を行なった後に、上記配
線パターンの表面に酸化膜またはカーバイトが形成され
る。
施状態によれば、紫外線の照射を行なった後に、上記配
線パターンの表面に酸化膜またはカーバイトが形成され
る。
この発明の第２の局面に従う配線パターンの形成方法
においては、まず基板上に配線層が形成される。上記配
線層をハロゲン系ガスを用いて選択的にエッチングし、
それによって配線パターンを形成する。上記配線パター
ンに、フッ素を含むガスの中で、紫外線を照射する。
においては、まず基板上に配線層が形成される。上記配
線層をハロゲン系ガスを用いて選択的にエッチングし、
それによって配線パターンを形成する。上記配線パター
ンに、フッ素を含むガスの中で、紫外線を照射する。
この発明の第３の局面に従う配線パターンの形成装置
は、半導体基板上に形成された配線層をレジストを用い
て、選択的に反応性イオンエッチングし、それによって
配線パターンを形成するエッチング室と、上記レジスト
のアッシング除去を行なうアッシング室と、上記配線パ
ターンの光による表面処理を行なう光反応室と、を備え
ている。当該装置は、さらに、上記エッチング室から上
記アッシング室に上記半導体基板を気密下に搬送する第
１の搬送手段と、上記アッシング室から上記光反応室に
上記半導体基板を気密下に搬送する第２の搬送手段と、
を備えている。
は、半導体基板上に形成された配線層をレジストを用い
て、選択的に反応性イオンエッチングし、それによって
配線パターンを形成するエッチング室と、上記レジスト
のアッシング除去を行なうアッシング室と、上記配線パ
ターンの光による表面処理を行なう光反応室と、を備え
ている。当該装置は、さらに、上記エッチング室から上
記アッシング室に上記半導体基板を気密下に搬送する第
１の搬送手段と、上記アッシング室から上記光反応室に
上記半導体基板を気密下に搬送する第２の搬送手段と、
を備えている。
［作用］ この発明の第１の局面に係る配線パターンの形成方法
によれば、配線パターンに、還元性種を含む雰囲気中で
紫外線が照射される。この紫外線照射工程により、反応
性イオンエッチングの際に配線パターンの側壁に、ハロ
ゲンを含む保護膜が形成されても、このハロゲンは、た
とえば、次に示す還元反応により除去される。
によれば、配線パターンに、還元性種を含む雰囲気中で
紫外線が照射される。この紫外線照射工程により、反応
性イオンエッチングの際に配線パターンの側壁に、ハロ
ゲンを含む保護膜が形成されても、このハロゲンは、た
とえば、次に示す還元反応により除去される。
上式において、Ｍは保護膜の成分（詳細は明らかでな
い。）を表わしており、Ｘはハロゲンを表わしている。
い。）を表わしており、Ｘはハロゲンを表わしている。
したがって、保護膜中から、ハロゲンが除去されてし
まう結果、該保護膜が大気中の水分に触れても、金属配
線の腐蝕の原因となるハロゲン化水素は発生しない。
まう結果、該保護膜が大気中の水分に触れても、金属配
線の腐蝕の原因となるハロゲン化水素は発生しない。
この発明の第２の局面に係る配線パターンの形成方法
によれば、配線パターンに、フッ素を含むガス中で、紫
外線を照射する。これにより反応性イオンエッチングの
際に配線パターンの側壁に、ハロゲンを含む保護膜が形
成されても、このハロゲンは、たとえば、次に示すフッ
素置換反応により除去される。
によれば、配線パターンに、フッ素を含むガス中で、紫
外線を照射する。これにより反応性イオンエッチングの
際に配線パターンの側壁に、ハロゲンを含む保護膜が形
成されても、このハロゲンは、たとえば、次に示すフッ
素置換反応により除去される。
フッ素置換された保護膜は、大気中の水分に触れて
も、加水分解によりハロゲン化水素を発生させない。し
たがって、金属配線は腐蝕しなくなる。
も、加水分解によりハロゲン化水素を発生させない。し
たがって、金属配線は腐蝕しなくなる。
この発明の第３の局面に従う配線パターンの形成装置
によれば、配線パターンを形成した後、該半導体基板を
気密下でアッシング室へ搬送し、さらに気密下で光反応
室に搬送される。したがって、処理工程中、半導体基板
は大気中の水分に触れない。
によれば、配線パターンを形成した後、該半導体基板を
気密下でアッシング室へ搬送し、さらに気密下で光反応
室に搬送される。したがって、処理工程中、半導体基板
は大気中の水分に触れない。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1A図〜第1E図は、この発明の一実施例に係る配線パ
ターンの形成工程を、断面図で示したものである。第２
図は、第1B図、第1C図、第1D図および第1E図に示す工程
を実現するための装置のが概念図である。当該装置は、
ローディング室19を備えている。ローディング室19はウ
ェハ搬送室18に接続されている。ウェハ搬送室18にはエ
ッチング室15が接続されている。ウェハ搬送室18にはア
ッシング室16が接続されている。ウェハ搬送室18には、
さらに光反応室17が接続されている。当該装置は、ロー
ディング室19からエッチング室15に半導体基板を気密下
に搬送する搬送手段を備えている。また当該装置は、エ
ッチング室15からアッシング室16に半導体基板ンを気密
下に搬送する搬送手段を備えている。当該装置はさら
に、アッシング室16から光反応室17に半導体基板を気密
下に搬送する搬送手段を備えている。第３図は、光反応
室17の具体的構成を示した概念図である。
ターンの形成工程を、断面図で示したものである。第２
図は、第1B図、第1C図、第1D図および第1E図に示す工程
を実現するための装置のが概念図である。当該装置は、
ローディング室19を備えている。ローディング室19はウ
ェハ搬送室18に接続されている。ウェハ搬送室18にはエ
ッチング室15が接続されている。ウェハ搬送室18にはア
ッシング室16が接続されている。ウェハ搬送室18には、
さらに光反応室17が接続されている。当該装置は、ロー
ディング室19からエッチング室15に半導体基板を気密下
に搬送する搬送手段を備えている。また当該装置は、エ
ッチング室15からアッシング室16に半導体基板ンを気密
下に搬送する搬送手段を備えている。当該装置はさら
に、アッシング室16から光反応室17に半導体基板を気密
下に搬送する搬送手段を備えている。第３図は、光反応
室17の具体的構成を示した概念図である。
以下、これらの図を参照しながら、半導体基板の上に
配線パターンを形成する方法について説明する。
配線パターンを形成する方法について説明する。
第1A図を参照して、半導体基板30の上に下地絶縁膜３
を形成する。下地絶縁膜３の上に金属配線層２を形成す
る。金属配線層２はAlSi,AlSiCu,Cu,Mg等の金属で形成
される。金属配線層２の上にレジストパターン１を形成
する。
を形成する。下地絶縁膜３の上に金属配線層２を形成す
る。金属配線層２はAlSi,AlSiCu,Cu,Mg等の金属で形成
される。金属配線層２の上にレジストパターン１を形成
する。
第1A図および第２図を参照して、レジストパターン１
が形成された半導体基板をローディング室19に入れる。
半導体基板をローディング室19からウェハ搬送室18を経
由してエッチング室15に搬送する。このエッチング室15
においては、第1B図に示す処理が行なわれる。
が形成された半導体基板をローディング室19に入れる。
半導体基板をローディング室19からウェハ搬送室18を経
由してエッチング室15に搬送する。このエッチング室15
においては、第1B図に示す処理が行なわれる。
すなわち、第1B図を参照して、レジストパターン１を
マスクにして、ハロゲン系ガスたとえばSiCl4/Cl2/BCl3
の混合ガスプラズマにより、反応性イオンエッチングを
行なう。これによって、金属配線層２は選択的にエッチ
ングされ、配線パターン2aが形成される。この反応性イ
オンエッチングの際に、レジストパターン１の側壁およ
び配線パターン2aの側壁に、ハロゲン（Cl）を含む保護
膜４が形成される。
マスクにして、ハロゲン系ガスたとえばSiCl4/Cl2/BCl3
の混合ガスプラズマにより、反応性イオンエッチングを
行なう。これによって、金属配線層２は選択的にエッチ
ングされ、配線パターン2aが形成される。この反応性イ
オンエッチングの際に、レジストパターン１の側壁およ
び配線パターン2aの側壁に、ハロゲン（Cl）を含む保護
膜４が形成される。
反応性イオンエッチングにより配線パターンを形成し
た後、該半導体基板を、第２図を参照して、エッチング
室15からアッシング室16に半導体基板を気密下に搬送す
る。このアッシング室では、第1C図に示す処理が行なわ
れる。
た後、該半導体基板を、第２図を参照して、エッチング
室15からアッシング室16に半導体基板を気密下に搬送す
る。このアッシング室では、第1C図に示す処理が行なわ
れる。
すなわち、第1C図を参照して、O2ガスによるアッシン
グによりレジストパターン１が除去される。このとき、
配線パターン2aの側壁には、残留したハロゲン（Cl）を
含む保護膜６が残る。
グによりレジストパターン１が除去される。このとき、
配線パターン2aの側壁には、残留したハロゲン（Cl）を
含む保護膜６が残る。
次に、第２図を参照して、アッシング室16から光反応
室17に、半導体基板を気密下に搬送する。光反応室にお
いては、第1D図に示す処理が行なわれる。
室17に、半導体基板を気密下に搬送する。光反応室にお
いては、第1D図に示す処理が行なわれる。
第1D図の処理工程を説明する前に、光反応室17の具体
的構成を、第３図を用いて説明する。光反応室17は、高
真空下で半導体基板23の光による表面処理を行なう処理
室29を備えている。処理室29内には半導体基板23を載せ
るための試料台24が設けられている。処理室29には、光
表面処理を行なうためのガスを導入するガス導入口22が
設けられている。また、処理室29には、処理室29内を高
真空下の状態にするためのガス排気口27が設けられてい
る。処理室29には、さらに、マイクロ波放電等によりプ
ラズマを発生させる、プラズマ発生室28が接続されてい
る。プラズマ発生室28には、該プラズマ発生室28内にガ
スを導入するためのガス導入口28aが設けられている。
処理室29の外側であって、試料台24の対向する位置に低
圧水銀灯（紫外線光源）20が配置されている。低圧水銀
灯20は、184.9mmおよび253.7mmの紫外線を照射する。低
圧水銀灯20から照射される光が処理室29内に入るよう
に、処理室29に窓21が設けられている。処理室29の下方
部には、試料を加熱するための光源である赤外線ランプ
25が配置されている。処理室29には、赤外線ランプ25か
ら照射される赤外線を処理室29内に導くための窓26が設
けられている。
的構成を、第３図を用いて説明する。光反応室17は、高
真空下で半導体基板23の光による表面処理を行なう処理
室29を備えている。処理室29内には半導体基板23を載せ
るための試料台24が設けられている。処理室29には、光
表面処理を行なうためのガスを導入するガス導入口22が
設けられている。また、処理室29には、処理室29内を高
真空下の状態にするためのガス排気口27が設けられてい
る。処理室29には、さらに、マイクロ波放電等によりプ
ラズマを発生させる、プラズマ発生室28が接続されてい
る。プラズマ発生室28には、該プラズマ発生室28内にガ
スを導入するためのガス導入口28aが設けられている。
処理室29の外側であって、試料台24の対向する位置に低
圧水銀灯（紫外線光源）20が配置されている。低圧水銀
灯20は、184.9mmおよび253.7mmの紫外線を照射する。低
圧水銀灯20から照射される光が処理室29内に入るよう
に、処理室29に窓21が設けられている。処理室29の下方
部には、試料を加熱するための光源である赤外線ランプ
25が配置されている。処理室29には、赤外線ランプ25か
ら照射される赤外線を処理室29内に導くための窓26が設
けられている。
さて、アッシング処理を行なった半導体基板23を第３
図を参照して、試料台24の上に載せる。次いで、H2、NH
3、Si2H2等の還元性ガスをガス導入口22より処理室29内
へ導く。この場合、ガス導入口22より還元性ガスを導入
する代わりに、プラズマ発生室28で活性な還元性のラジ
カル（Ｈ・）を形成し、このラジカル（Ｈ・）を処理室
29内に導くようにしてもよい。低圧水銀灯20をONし、18
4.9nm、253.7lmの紫外線を処理室29内に導入する。低圧
水銀灯25を水平方向に移動させることによって、照度分
布の向上が図られる。試料台24を赤外線ランプ25を用い
て、昇温させる。ガス排気口27からガスを排気し、処理
室29内を所定の圧力に保つ。以上の工程により、第1D図
を参照して、配線パターン2aの側壁に付着している保護
膜６中のハロゲン（Cl）は、次の還元反応により、ハロ
ゲン化水素（HCl）12となって除去される。
図を参照して、試料台24の上に載せる。次いで、H2、NH
3、Si2H2等の還元性ガスをガス導入口22より処理室29内
へ導く。この場合、ガス導入口22より還元性ガスを導入
する代わりに、プラズマ発生室28で活性な還元性のラジ
カル（Ｈ・）を形成し、このラジカル（Ｈ・）を処理室
29内に導くようにしてもよい。低圧水銀灯20をONし、18
4.9nm、253.7lmの紫外線を処理室29内に導入する。低圧
水銀灯25を水平方向に移動させることによって、照度分
布の向上が図られる。試料台24を赤外線ランプ25を用い
て、昇温させる。ガス排気口27からガスを排気し、処理
室29内を所定の圧力に保つ。以上の工程により、第1D図
を参照して、配線パターン2aの側壁に付着している保護
膜６中のハロゲン（Cl）は、次の還元反応により、ハロ
ゲン化水素（HCl）12となって除去される。
第1D図に示す光による表面処理を行なった後、処理室
29内の雰囲気をO2、O3等の酸化性ガスの雰囲気に置換す
る。すなわち、ガス排気口27からハロゲン系ガスを排気
し、ガス導入口22よりO2、O3等の酸化性ガスを処理室29
内に導入する。この場合、ガス導入口22より酸化性ガス
を導入する代わりに、プラズマ発生室28内で活性な酸化
性のラジカル（Ｏ）を形成し、この酸化性のラジカルを
処理室29に導くようにしてもよい。処理室29内をこのよ
うな雰囲気下にしておいて、低圧水銀灯20をONし、紫外
線を処理室29内に導入する。この処理により、第1E図を
参照して、ハロゲンが還元除去された配線パターン2aの
表面に、酸化物である薄膜が制御性よく、均一に形成さ
れる。図中、参照符号10は紫外線を表わし、13はＯ原子
またはＯラジカルを表わしている。光による表面処理の
好ましい条件を表１にまとめる。
29内の雰囲気をO2、O3等の酸化性ガスの雰囲気に置換す
る。すなわち、ガス排気口27からハロゲン系ガスを排気
し、ガス導入口22よりO2、O3等の酸化性ガスを処理室29
内に導入する。この場合、ガス導入口22より酸化性ガス
を導入する代わりに、プラズマ発生室28内で活性な酸化
性のラジカル（Ｏ）を形成し、この酸化性のラジカルを
処理室29に導くようにしてもよい。処理室29内をこのよ
うな雰囲気下にしておいて、低圧水銀灯20をONし、紫外
線を処理室29内に導入する。この処理により、第1E図を
参照して、ハロゲンが還元除去された配線パターン2aの
表面に、酸化物である薄膜が制御性よく、均一に形成さ
れる。図中、参照符号10は紫外線を表わし、13はＯ原子
またはＯラジカルを表わしている。光による表面処理の
好ましい条件を表１にまとめる。
なお、上記実施例では、配線パターン2aの表面に酸化
物の薄膜14を形成する場合を説明したが、酸化性ガスの
代わりに、CO2,COガスを導入することにより、配線パタ
ーン2aの表面にカーバイトを形成することができる。こ
のようなカーバイトまたは酸化性保護膜は、大気中の水
分子から金属配線を保護し、金属配線の断線を防ぎ、か
つ半導体装置の信頼性を向上させることができる。ま
た、カーバイドまたは酸化性膜は、配線パターンを形成
した後に行なわれる工程であるから、ウェット処理にお
いて、配線パターンを腐蝕から保護するという効果を奏
する。以上、本発明を要約すると次のとおりである。
物の薄膜14を形成する場合を説明したが、酸化性ガスの
代わりに、CO2,COガスを導入することにより、配線パタ
ーン2aの表面にカーバイトを形成することができる。こ
のようなカーバイトまたは酸化性保護膜は、大気中の水
分子から金属配線を保護し、金属配線の断線を防ぎ、か
つ半導体装置の信頼性を向上させることができる。ま
た、カーバイドまたは酸化性膜は、配線パターンを形成
した後に行なわれる工程であるから、ウェット処理にお
いて、配線パターンを腐蝕から保護するという効果を奏
する。以上、本発明を要約すると次のとおりである。
（１） 特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、 前記還元性種は、H2、NH3またはSi2H2のガスを含む。
（２） 特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、 前記還元性種は、H2,NH3またはSi2H3をラジカルの状
態にした種を含む。
態にした種を含む。
（３） 特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、 前記還元性種を含む雰囲気は0.1〜1Torrである。
（４） 特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、 前記紫外線の照度は50mW/cm2以上である。
（５） 特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、 前記紫外線の照射を行なった後に、前記配線パターン
の表面に酸化膜を形成する工程を、さらに備える。
の表面に酸化膜を形成する工程を、さらに備える。
（６） 上記（５）に記載の方法であって、 前記酸化膜を形成する工程は、前記配線パターンに酸
化性の強いガスを含む雰囲気中で、紫外線を照射する工
程を含む。
化性の強いガスを含む雰囲気中で、紫外線を照射する工
程を含む。
（７） 上記（６）に記載の方法であって、 前記酸化性の強いガスを含む雰囲気は１〜300Torrで
ある。
ある。
（８） 特許請求の範囲第１項に記載の方法であって、 前記紫外線の照射を行なった後に、前記配線パターン
の表面にカーバイトを形成する工程を、さらに備える。
の表面にカーバイトを形成する工程を、さらに備える。
（９） 上記（８）に記載の方法であって、 前記配線パターンの表面にカーバイトを形成する工程
は、炭素原子を含むガスの雰囲気中で、前記配線パター
ンに紫外線を照射する工程を含む。
は、炭素原子を含むガスの雰囲気中で、前記配線パター
ンに紫外線を照射する工程を含む。
（10） 上記（９）に記載の方法であって、 前記炭素原子を含むガスはCO2を含む。
（11） 上記（10）に記載の方法であって、 前記炭素原子を含むガスはCOを含む。
（12） 上記（８）に記載の方法であって、 前記配線パターンの表面にカーバイトを形成する工程
は、炭素原子を含むガスのラジカルを含む雰囲気中で、
前記配線パターンに紫外線を照射する工程を含む。
は、炭素原子を含むガスのラジカルを含む雰囲気中で、
前記配線パターンに紫外線を照射する工程を含む。
（13） 特許請求の範囲第２項に記載の方法であって、 前記紫外線の照射を行なった後に、前記配線パターン
の表面に酸化膜を形成する工程を、さらに備える。
の表面に酸化膜を形成する工程を、さらに備える。
（14） 特許請求の範囲第２項に記載の方法であって、 前記紫外線の照射を行なった後に、前記配線パターン
の表面のカーバイトを形成する工程をさらに備える。
の表面のカーバイトを形成する工程をさらに備える。
［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の第１の局面に係る配
線パターンの形成方法によれば、配線パターンに、還元
性種を含む雰囲気中で紫外線が照射される。この工程に
より、反応性イオンエッチングの際に、配線パターンの
側壁に、ハロゲンを含む保護膜が形成されても、このハ
ロゲンは還元反応により除去される。したがって、保護
膜中からハロゲンが除去されてしまう結果、該保護膜が
大気中の水分に触れても、金属配線の腐蝕の原因になる
ハロゲン化水素は発生しない。ひいては、金属配線の断
線が防止され、信頼性の向上を図ることができるという
効果を奏する。
線パターンの形成方法によれば、配線パターンに、還元
性種を含む雰囲気中で紫外線が照射される。この工程に
より、反応性イオンエッチングの際に、配線パターンの
側壁に、ハロゲンを含む保護膜が形成されても、このハ
ロゲンは還元反応により除去される。したがって、保護
膜中からハロゲンが除去されてしまう結果、該保護膜が
大気中の水分に触れても、金属配線の腐蝕の原因になる
ハロゲン化水素は発生しない。ひいては、金属配線の断
線が防止され、信頼性の向上を図ることができるという
効果を奏する。
この発明の第２の局面に係る配線パターンの形成方法
によれば、配線パターンに、フッ素を含むガス中で、紫
外線が照射される。これにより、反応性イオンエッチン
グの際に配線パターンの側壁に、ハロゲンを含む保護膜
が形成されても、このハロゲンは、フッ素置換される。
フッ素置換された保護膜は、大気中の水分に触れても、
加水分解によりハロゲン化水素を発生させない。したが
って、金属配線は腐蝕しなくなり、ひいては金属配線の
断線は防止される。
によれば、配線パターンに、フッ素を含むガス中で、紫
外線が照射される。これにより、反応性イオンエッチン
グの際に配線パターンの側壁に、ハロゲンを含む保護膜
が形成されても、このハロゲンは、フッ素置換される。
フッ素置換された保護膜は、大気中の水分に触れても、
加水分解によりハロゲン化水素を発生させない。したが
って、金属配線は腐蝕しなくなり、ひいては金属配線の
断線は防止される。
この発明の第３の局面に従う配線パターンの形成装置
によれば、配線パターンを形成した後、半導体基板を気
密下でアッシング室へ搬送し、さらに気密下で、光反応
室に搬送することができる。したがって、処理工程中、
半導体基板は大気中の水分に触れない。したがって、処
理工程中において、大気中の水分による金属配線の腐蝕
を防止することができるという効果を奏する。
によれば、配線パターンを形成した後、半導体基板を気
密下でアッシング室へ搬送し、さらに気密下で、光反応
室に搬送することができる。したがって、処理工程中、
半導体基板は大気中の水分に触れない。したがって、処
理工程中において、大気中の水分による金属配線の腐蝕
を防止することができるという効果を奏する。
第1A図〜第1E図は、この発明の一実施例に係る、配線パ
ターンの形成工程を断面図で示したものである。 第２図は、この発明の一実施例に係る配線パターンの形
成装置の概念図である。 第３図は、光反応室の具体的構成を示した概念図であ
る。 第4A図および第4B図は、半導体装置の製造工程の一工程
である、配線パターンの形成工程を断面図で示したもの
である。 第5A図〜第5D図は、従来の配線パターンの形成方法の問
題点を示した断面図である。 図において、１はレジストパターン、２は金属配線層、
10は紫外線、11はH2ガス、30は半導体基板、15はエッチ
ング室、16はアッシング室、17は光反応室、18は搬送室
である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
ターンの形成工程を断面図で示したものである。 第２図は、この発明の一実施例に係る配線パターンの形
成装置の概念図である。 第３図は、光反応室の具体的構成を示した概念図であ
る。 第4A図および第4B図は、半導体装置の製造工程の一工程
である、配線パターンの形成工程を断面図で示したもの
である。 第5A図〜第5D図は、従来の配線パターンの形成方法の問
題点を示した断面図である。 図において、１はレジストパターン、２は金属配線層、
10は紫外線、11はH2ガス、30は半導体基板、15はエッチ
ング室、16はアッシング室、17は光反応室、18は搬送室
である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】基板上に配線層を形成する工程と、 前記配線層をハロゲン系ガスを用いて選択的にエッチン
グし、それによって配線パターンを形成する工程と、 前記配線パターンに、還元性種を含む雰囲気中で、紫外
線を照射する工程と、 を備えた、配線パターンの形成方法。 - 【請求項２】基板上に配線層を形成する工程と、 前記配線層をハロゲン系ガスを用いて選択的にエッチン
グし、それによって配線パターンを形成する工程と、 前記配線パターンに、フッ素を含むガス中で、紫外線を
照射する工程と、 を備えた配線パターンの形成方法。 - 【請求項３】半導体基板上に配線パターンを形成する装
置であって、 前記半導体基板上に形成された配線層をレジストを用い
て、選択的に反応性イオンエッチングし、それによって
前記配線パターンを形成するエッチング室と、 前記レジストのアッシング除去を行うアッシング室と、 前記配線パターンの光による表面処理を行う光反応室
と、 前記エッチング室から前記アッシング室に前記半導体基
板を気密下に搬送する第１の搬送手段と、 前記アッシング室から前記光反応室に前記半導体基板を
気密下に搬送する第２の搬送手段と、 を備えた、配線パターンの形成装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178288A JP2528026B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 配線パタ―ンの形成方法およびその装置 |
| US07/683,648 US5110394A (en) | 1990-07-04 | 1991-04-11 | Apparatus for forming interconnection pattern |
| DE19914114741 DE4114741C2 (de) | 1990-07-04 | 1991-05-06 | Verfahren zur Bildung einer Leiterbahn auf einem Halbleitersubstrat |
| DE4143499A DE4143499C2 (de) | 1990-07-04 | 1991-05-06 | Verfahren zur Bildung eines Aluminiumverdrahtungsmusters |
| US07/828,823 US5213996A (en) | 1990-07-04 | 1992-01-31 | Method and apparatus for forming interconnection pattern and semiconductor device having such interconnection pattern |
| US08/234,512 US5418397A (en) | 1990-07-04 | 1994-04-28 | Semiconductor device having an interconnection pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2178288A JP2528026B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 配線パタ―ンの形成方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0464233A JPH0464233A (ja) | 1992-02-28 |
| JP2528026B2 true JP2528026B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=16045849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2178288A Expired - Lifetime JP2528026B2 (ja) | 1990-07-04 | 1990-07-04 | 配線パタ―ンの形成方法およびその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5110394A (ja) |
| JP (1) | JP2528026B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5436848A (en) * | 1990-09-03 | 1995-07-25 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Method of and device for transporting semiconductor substrate in semiconductor processing system |
| KR0162102B1 (ko) * | 1991-05-29 | 1999-02-01 | 이노우에 아키라 | 반도체 제조장치 |
| JP2674488B2 (ja) * | 1993-12-01 | 1997-11-12 | 日本電気株式会社 | ドライエッチング室のクリーニング方法 |
| US5723387A (en) * | 1996-07-22 | 1998-03-03 | Industrial Technology Research Institute | Method and apparatus for forming very small scale Cu interconnect metallurgy on semiconductor substrates |
| US6207553B1 (en) | 1999-01-26 | 2001-03-27 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of forming multiple levels of patterned metallization |
| US6339028B2 (en) | 1999-04-27 | 2002-01-15 | Stmicroelectronics, Inc. | Vacuum loadlock ultra violet bake for plasma etch |
| US8205532B2 (en) * | 2005-08-16 | 2012-06-26 | The Boeing Company | Method of cutting tow |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4643799A (en) * | 1984-12-26 | 1987-02-17 | Hitachi, Ltd. | Method of dry etching |
| US4715921A (en) * | 1986-10-24 | 1987-12-29 | General Signal Corporation | Quad processor |
| JPS63157870A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-30 | Anelva Corp | 基板処理装置 |
-
1990
- 1990-07-04 JP JP2178288A patent/JP2528026B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-04-11 US US07/683,648 patent/US5110394A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0464233A (ja) | 1992-02-28 |
| US5110394A (en) | 1992-05-05 |
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