JP3211287B2 - 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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- JP3211287B2 JP3211287B2 JP29536391A JP29536391A JP3211287B2 JP 3211287 B2 JP3211287 B2 JP 3211287B2 JP 29536391 A JP29536391 A JP 29536391A JP 29536391 A JP29536391 A JP 29536391A JP 3211287 B2 JP3211287 B2 JP 3211287B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に金属メッキ膜を配線材料として用いる半導体
装置の製造方法に関する。
関し、特に金属メッキ膜を配線材料として用いる半導体
装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体基板上にメッキ法により金
属配線を形成する方法について図２を用いて説明する。
属配線を形成する方法について図２を用いて説明する。
【０００３】まずシリコン等の半導体基板１上に絶縁膜
２Ａを形成したのち、バリア及び密着用の金属としてチ
タンやチタンタングステン（ＴｉＷ）膜３をスパッタ法
等により形成し、続いて給電用及びメッキが容易に行な
えるように金又は銅等の金属膜４Ａを形成する。次にフ
ォトレジストプロセスにより、配線を形成する以外の箇
所にフォトレシストパターンを形成する。その後、メッ
キ液中で基板に定電流が流れるように負の電圧をかける
ことにより、フォトレジストパターン以外の箇所に、液
中で正イオンとなっている金又は銅等の金属を析出させ
所望の金属メッキ膜６Ａを後工程でエッチングされるこ
とを計算し少し厚目に形成する。
２Ａを形成したのち、バリア及び密着用の金属としてチ
タンやチタンタングステン（ＴｉＷ）膜３をスパッタ法
等により形成し、続いて給電用及びメッキが容易に行な
えるように金又は銅等の金属膜４Ａを形成する。次にフ
ォトレジストプロセスにより、配線を形成する以外の箇
所にフォトレシストパターンを形成する。その後、メッ
キ液中で基板に定電流が流れるように負の電圧をかける
ことにより、フォトレジストパターン以外の箇所に、液
中で正イオンとなっている金又は銅等の金属を析出させ
所望の金属メッキ膜６Ａを後工程でエッチングされるこ
とを計算し少し厚目に形成する。
【０００４】次にフォトレジストパターンを剥離した
後、金属メッキ膜６Ａをマスクとして、加工精度の良い
マグネトロンリアクティブイオンエッチングのみ又は１
部ウェットエッチングを用いて金属膜４Ａ及びＴｉＷ膜
３をエッチング除去し、金属メッキ膜６Ａを主とする金
属配線を形成する。この時、下層の絶縁膜２Ａが一部エ
ッチングされる。
後、金属メッキ膜６Ａをマスクとして、加工精度の良い
マグネトロンリアクティブイオンエッチングのみ又は１
部ウェットエッチングを用いて金属膜４Ａ及びＴｉＷ膜
３をエッチング除去し、金属メッキ膜６Ａを主とする金
属配線を形成する。この時、下層の絶縁膜２Ａが一部エ
ッチングされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
メッキ法による金属配線の形成方法では、マグネトロン
リアクティブイオンエッチングのみを用いて金属膜及び
ＴｉＷ膜をエッチングする場合、オーバーエッチング率
が２０〜３０％以下であると、配線間隔の狭い箇所でバ
リア膜としてのＴｉＷ膜のエッチング残りや、下地の絶
縁膜の表面変質によるショート不良が発生しやすい。ま
たオーバーエッチング率が３０〜４０％以上で、絶縁膜
に有機塗布膜を使用していると、エッチングされた金属
及び有機塗布膜の混合デポジション物質が配線の側部に
付着し、後工程で剥られることによるショート不良が発
生しやすいという問題点がある。また、デポジション物
質の剥れ対策としてウェットエッチングを用いた場合、
仮にそのウェットエッチングがリアクティブイオンエッ
チングとの併用であったとしても、加工精度が落ちると
いう問題点があった。
メッキ法による金属配線の形成方法では、マグネトロン
リアクティブイオンエッチングのみを用いて金属膜及び
ＴｉＷ膜をエッチングする場合、オーバーエッチング率
が２０〜３０％以下であると、配線間隔の狭い箇所でバ
リア膜としてのＴｉＷ膜のエッチング残りや、下地の絶
縁膜の表面変質によるショート不良が発生しやすい。ま
たオーバーエッチング率が３０〜４０％以上で、絶縁膜
に有機塗布膜を使用していると、エッチングされた金属
及び有機塗布膜の混合デポジション物質が配線の側部に
付着し、後工程で剥られることによるショート不良が発
生しやすいという問題点がある。また、デポジション物
質の剥れ対策としてウェットエッチングを用いた場合、
仮にそのウェットエッチングがリアクティブイオンエッ
チングとの併用であったとしても、加工精度が落ちると
いう問題点があった。
【０００６】本発明の目的は上記欠点を克服し、ショー
ト不良の発生率が少なく、加工精度の良い金属配線を有
する半導体装置の製造方法を提供することである。
ト不良の発生率が少なく、加工精度の良い金属配線を有
する半導体装置の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に絶縁膜を介してＴｉＷ又はＴ
ｉからなるバリア用の第１の金属膜と金又は銅からなる
給電用の第２の金属膜とを順次形成する工程と、フォト
レジスト膜をマスクとし前記第２の金属膜上にメッキ法
により金属メッキ膜を形成する工程と、この金属メッキ
膜をマスクとしマグネトロンリアクティブイオンエッチ
ング法及びケミカルイオンエッチング法により前記第２
の金属膜と前記第１の金属膜及び前記絶縁膜の一部をエ
ッチングする工程とを含むものである。
造方法は、半導体基板上に絶縁膜を介してＴｉＷ又はＴ
ｉからなるバリア用の第１の金属膜と金又は銅からなる
給電用の第２の金属膜とを順次形成する工程と、フォト
レジスト膜をマスクとし前記第２の金属膜上にメッキ法
により金属メッキ膜を形成する工程と、この金属メッキ
膜をマスクとしマグネトロンリアクティブイオンエッチ
ング法及びケミカルイオンエッチング法により前記第２
の金属膜と前記第１の金属膜及び前記絶縁膜の一部をエ
ッチングする工程とを含むものである。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施例
を説明するための半導体チップの断面図である。
説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施例
を説明するための半導体チップの断面図である。
【０００９】まず図１（ａ）に示すように、半導体基１
上に絶縁膜としてシリコン含有のポリイミド膜２を形成
する。次でバリア膜としてＴｉＷ膜３を１００ｎｍ，さ
らに給電用及びメッキされやすいように金膜４を１００
ｎｍスパッタ法で形成する。次でフォトレジスト膜５を
マスクとして用いて電解メッキ法により選択的に配線用
の金メッキ膜６を６μｍの厚さに形成する。
上に絶縁膜としてシリコン含有のポリイミド膜２を形成
する。次でバリア膜としてＴｉＷ膜３を１００ｎｍ，さ
らに給電用及びメッキされやすいように金膜４を１００
ｎｍスパッタ法で形成する。次でフォトレジスト膜５を
マスクとして用いて電解メッキ法により選択的に配線用
の金メッキ膜６を６μｍの厚さに形成する。
【００１０】次に、図１（ｂ）に示すように、微細加工
上有利な異方性のマグネトロンリアクティブイオンエッ
チングにより、金メッキ膜６をマスクとして、金膜４と
ＴｉＷ膜３をポリイミド膜２の界面までエッチングす
る。金膜４及びＴｉＷ膜３各々のエッチングガスとして
は、アルゴンと酸素及びアルゴンと６弗化イオウを用い
る。そして共に光学的エンドポイントモニターでエッチ
ング終了時を判断させる。
上有利な異方性のマグネトロンリアクティブイオンエッ
チングにより、金メッキ膜６をマスクとして、金膜４と
ＴｉＷ膜３をポリイミド膜２の界面までエッチングす
る。金膜４及びＴｉＷ膜３各々のエッチングガスとして
は、アルゴンと酸素及びアルゴンと６弗化イオウを用い
る。そして共に光学的エンドポイントモニターでエッチ
ング終了時を判断させる。
【００１１】次に図１（ｃ）に示すように、ポリイミド
膜２の一部をエッチングガストして酸素を使用し、金を
エッチングせずウェットエッチングよりも微細加工上有
利な等方性のケミカルイオンエッチングによってエッチ
ングして、金メッキ膜６を主成分とする金配線を形成す
る。
膜２の一部をエッチングガストして酸素を使用し、金を
エッチングせずウェットエッチングよりも微細加工上有
利な等方性のケミカルイオンエッチングによってエッチ
ングして、金メッキ膜６を主成分とする金配線を形成す
る。
【００１２】このように第１の実施例によれば、金膜４
とＴｉＷ膜３をマグネトロンイオンエッチングによりエ
ッチングし、ポリイミド膜をケミカルイオンエッチング
によりエッチングするため、ＴｉＷ膜の残りもなく、し
かも従来のショートの原因となった金属膜との混合デポ
ジション物質をほとんどなくすことができる。
とＴｉＷ膜３をマグネトロンイオンエッチングによりエ
ッチングし、ポリイミド膜をケミカルイオンエッチング
によりエッチングするため、ＴｉＷ膜の残りもなく、し
かも従来のショートの原因となった金属膜との混合デポ
ジション物質をほとんどなくすことができる。
【００１３】次に、第２の実施例について説明する。こ
の場合も図１（ｃ）に示すように、マグネトロンリアク
ティブイオンエッチングにより、金メッキ膜６をマスク
として金膜４とＴｉＷ膜３をエッチングするが、ＴｉＷ
膜３をエッチングする時は、１０〜２０％程度オーバー
エッチングしポリイミド膜２もエッチングする。このＴ
ｉＷ膜３のエッチングの場合は、６弗化イオウとアルゴ
ン流量比を第１の実施例の３０％よりも高い５０％程度
にし、ＲＦパワーを第１の実施例１．３ＫＷよりも低い
１．０ＫＷ程度でエッチングする。次に、ポリイミド膜
の一部をケミカルイオンエッチングによりエッチングい
て金配線を形成する。
の場合も図１（ｃ）に示すように、マグネトロンリアク
ティブイオンエッチングにより、金メッキ膜６をマスク
として金膜４とＴｉＷ膜３をエッチングするが、ＴｉＷ
膜３をエッチングする時は、１０〜２０％程度オーバー
エッチングしポリイミド膜２もエッチングする。このＴ
ｉＷ膜３のエッチングの場合は、６弗化イオウとアルゴ
ン流量比を第１の実施例の３０％よりも高い５０％程度
にし、ＲＦパワーを第１の実施例１．３ＫＷよりも低い
１．０ＫＷ程度でエッチングする。次に、ポリイミド膜
の一部をケミカルイオンエッチングによりエッチングい
て金配線を形成する。
【００１４】第１の実施例の場合、ＴｉＷ膜３をマグネ
トロンリアクティブイオンエッチングによりジャストエ
ッチングしているが、配線間隔幅の狭いところにわずか
に残るＴｉＷの量によっては、後でポリイミド膜をケミ
カルイオンエッチングすることが困難になる。このよう
に第２の実施例は、ＴｉＷ膜のマグネトロンリアクティ
ブイオンエッチング条件を変えることにより、ＴｉＷ膜
／金メッキ膜，ＴｉＷ膜／ポリイミド膜の選択比を高く
し、デポジション物質の剥れによるショートの原因を減
少させる分１０〜２０％程オーバーエッチングさせ、Ｔ
ｉＷ膜の残りを防止できるという利点がある。
トロンリアクティブイオンエッチングによりジャストエ
ッチングしているが、配線間隔幅の狭いところにわずか
に残るＴｉＷの量によっては、後でポリイミド膜をケミ
カルイオンエッチングすることが困難になる。このよう
に第２の実施例は、ＴｉＷ膜のマグネトロンリアクティ
ブイオンエッチング条件を変えることにより、ＴｉＷ膜
／金メッキ膜，ＴｉＷ膜／ポリイミド膜の選択比を高く
し、デポジション物質の剥れによるショートの原因を減
少させる分１０〜２０％程オーバーエッチングさせ、Ｔ
ｉＷ膜の残りを防止できるという利点がある。
【００１５】尚、上記実施例においてはバリア用の金属
膜としてＴｉＷ膜を用いた場合について説明したが、Ｔ
ｉ膜であってもよい。又メッキ膜として金メッキ膜を用
いたが、銅メッキ膜であってもよく、この場合、給電用
の金属膜としては銅膜が適当である。
膜としてＴｉＷ膜を用いた場合について説明したが、Ｔ
ｉ膜であってもよい。又メッキ膜として金メッキ膜を用
いたが、銅メッキ膜であってもよく、この場合、給電用
の金属膜としては銅膜が適当である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、メッキ法
により金属配線を形成する場合、下層の給電用の第２の
金属膜とバリア用の第１の金属膜とをエッチングする際
に、異方性及び等方性のドライエッチング法を用いるこ
とにより、配線のショートの原因となるデポジション物
質をなくすことができるため、ショート不良の発生率が
少く、加工精度の良い金属配線を形成できるという効果
を有する。
により金属配線を形成する場合、下層の給電用の第２の
金属膜とバリア用の第１の金属膜とをエッチングする際
に、異方性及び等方性のドライエッチング法を用いるこ
とにより、配線のショートの原因となるデポジション物
質をなくすことができるため、ショート不良の発生率が
少く、加工精度の良い金属配線を形成できるという効果
を有する。
【図１】本発明の実施例を説明するための半導体チップ
の断面図。
の断面図。
【図２】従来の半導体装置の製造方法を説明するための
半導体チップの断面図。
半導体チップの断面図。
１ 半導体基板 ２ ポリイミド膜 ２Ａ 絶縁膜 ３ ＴｉＷ膜 ４ 金膜 ４Ａ 金属膜 ５ フォトレジスト膜 ６ 金メッキ膜 ６Ａ 金属メッキ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/88 Ｒ 21/3205 21/302 Ｎ (56)参考文献 特開 平３−34324（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−192617（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−211946（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−270234（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−38825（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−8325（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−138919（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−173740（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−187945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−161646（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−217637（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3213 C23F 4/00 C25D 7/12 H01L 21/28 H01L 21/288 H01L 21/3065 H01L 21/3205
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に絶縁膜を介してＴｉＷ又
はＴｉからなるバリア用の第１の金属膜と金又は銅から
なる給電用の第２の金属膜とを順次形成する工程と、フ
ォトレジスト膜をマスクとし前記第２の金属膜上にメッ
キ法により金属メッキ膜を形成する工程と、この金属メ
ッキ膜をマスクとしマグネトロンリアクティブイオンエ
ッチング法及びケミカルイオンエッチング法により前記
第２の金属膜と前記第１の金属膜及び前記絶縁膜の一部
をエッチングする工程とを含むことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29536391A JP3211287B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29536391A JP3211287B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234993A JPH05234993A (ja) | 1993-09-10 |
| JP3211287B2 true JP3211287B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17819657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29536391A Expired - Fee Related JP3211287B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211287B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP29536391A patent/JP3211287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05234993A (ja) | 1993-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010619 |
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