JP3526961B2 - 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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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属配線または金属
電極を有する半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
電極を有する半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化、高密度化
にともない、配線、電極等の微細化がますます進んでき
ている。また、半導体装置の高速化の要求も厳しくな
り、配線材料として多結晶シリコン等に比べ低抵抗であ
り、比較的加工が容易なアルミニウム合金が用いられて
いる。
にともない、配線、電極等の微細化がますます進んでき
ている。また、半導体装置の高速化の要求も厳しくな
り、配線材料として多結晶シリコン等に比べ低抵抗であ
り、比較的加工が容易なアルミニウム合金が用いられて
いる。
【０００３】アルミニウム合金を用いた配線のパターン
形成工程には、ＢＣｌ3 やＣｌ2 等のハロゲン系ガスを
使ったドライエッチングが用いられている。以下に従来
のアルミニウム合金のドライエッチング工程について説
明する。図７は従来のアルミニウム合金の配線のエッチ
ング工程の断面図を示している。すなわち、図７（ａ）
に示すように、シリコン基板７１の主面上に形成された
シリコン酸化膜７２上にアルミニウム合金膜７３を形成
し、このアルミニウム合金膜７３上にホトレジスト７４
をパターンニングしている。
形成工程には、ＢＣｌ3 やＣｌ2 等のハロゲン系ガスを
使ったドライエッチングが用いられている。以下に従来
のアルミニウム合金のドライエッチング工程について説
明する。図７は従来のアルミニウム合金の配線のエッチ
ング工程の断面図を示している。すなわち、図７（ａ）
に示すように、シリコン基板７１の主面上に形成された
シリコン酸化膜７２上にアルミニウム合金膜７３を形成
し、このアルミニウム合金膜７３上にホトレジスト７４
をパターンニングしている。
【０００４】つぎに、図７（ｂ）に示すように、ＢＣｌ
3 、Ｃｌ2 等の塩素等のガスを使いドライエッチングを
しパターンを形成する。このとき、アルミニウム合金膜
７３の表面および側壁にＣｌ2 、ＨＣｌ等の残留塩素成
分７５やＡｌＣｌ3 等の反応生成物７６が残っている。
最後に、図７（ｃ）に示すように、アッシング、水洗等
によりホトレジスト７４を除去する。
3 、Ｃｌ2 等の塩素等のガスを使いドライエッチングを
しパターンを形成する。このとき、アルミニウム合金膜
７３の表面および側壁にＣｌ2 、ＨＣｌ等の残留塩素成
分７５やＡｌＣｌ3 等の反応生成物７６が残っている。
最後に、図７（ｃ）に示すように、アッシング、水洗等
によりホトレジスト７４を除去する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の半導体装置の製造方法では、エッチング工程後
のアルミニウム合金膜７３の配線、電極の表面および側
壁にＣｌ2 、ＨＣｌ等の塩素成分７５が残留している。
この残留塩素成分７５が空気中の酸素または水分と反応
し、さらにアルミニウ合金膜７３の配線、電極と反応し
腐食が生じるという問題を有していた。
た従来の半導体装置の製造方法では、エッチング工程後
のアルミニウム合金膜７３の配線、電極の表面および側
壁にＣｌ2 、ＨＣｌ等の塩素成分７５が残留している。
この残留塩素成分７５が空気中の酸素または水分と反応
し、さらにアルミニウ合金膜７３の配線、電極と反応し
腐食が生じるという問題を有していた。
【０００６】したがって、この発明の目的は、金属膜の
配線、電極に腐食の生じない半導体装置の製造方法を提
供することである。
配線、電極に腐食の生じない半導体装置の製造方法を提
供することである。
【０００７】請求項１記載の半導体装置の製造方法は、
半導体基板の主面上に形成された金属膜をハロゲン系の
ガスでドライエッチングする工程と、前記半導体基板を
炭素原子間の不飽和結合を有する有機化合物にて洗浄し
て前記エッチング工程後の前記金属膜に残留しているハ
ロゲン成分を前記有機化合物の炭素原子間の不飽和結合
に付加反応させて除去する工程とを含むものである。
半導体基板の主面上に形成された金属膜をハロゲン系の
ガスでドライエッチングする工程と、前記半導体基板を
炭素原子間の不飽和結合を有する有機化合物にて洗浄し
て前記エッチング工程後の前記金属膜に残留しているハ
ロゲン成分を前記有機化合物の炭素原子間の不飽和結合
に付加反応させて除去する工程とを含むものである。
【０００８】請求項２記載の半導体装置の製造方法は、
請求項１において、金属膜としてアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を用い、不飽和結合を有する有機化合物
としてオレフィン系炭化水素またはアセチレン系炭化水
素を用いるものである。請求項３記載の半導体装置の製
造方法は、半導体基板の主面上に形成された金属膜をハ
ロゲン系のガスでドライエッチングする工程と、半導体
基板をアルコールにて洗浄してエッチング工程後の金属
膜に残留しているハロゲン成分をアルコールの水酸化基
と置換反応させて除去する工程とを含むものである。
請求項１において、金属膜としてアルミニウムまたはア
ルミニウム合金を用い、不飽和結合を有する有機化合物
としてオレフィン系炭化水素またはアセチレン系炭化水
素を用いるものである。請求項３記載の半導体装置の製
造方法は、半導体基板の主面上に形成された金属膜をハ
ロゲン系のガスでドライエッチングする工程と、半導体
基板をアルコールにて洗浄してエッチング工程後の金属
膜に残留しているハロゲン成分をアルコールの水酸化基
と置換反応させて除去する工程とを含むものである。
【０００９】
【００１０】
【作用】請求項１の構成によれば、ハロゲン系ガスを用
いたドライエッチング工程後、腐食の原因となる金属膜
の配線、電極の表面および側壁の残留している塩素、塩
化物等のハロゲン成分を炭素原子間の不飽和結合を有す
る有機化合物の炭素原子間の不飽和結合に付加反応させ
除去する。その結果、金属膜の配線、電極に腐食が生じ
ない半導体装置の製造方法を提供することができる。
いたドライエッチング工程後、腐食の原因となる金属膜
の配線、電極の表面および側壁の残留している塩素、塩
化物等のハロゲン成分を炭素原子間の不飽和結合を有す
る有機化合物の炭素原子間の不飽和結合に付加反応させ
除去する。その結果、金属膜の配線、電極に腐食が生じ
ない半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００１１】請求項２では、金属膜として、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金を用い、不飽和結合を有する
有機化合物としてオレフィン系炭化水素またはアセチレ
ン系炭化水素を用いることにより請求項１の作用を得る
ことができる。請求項３の構成によれば、ハロゲン系ガ
スを用いたドライエッチング工程後、腐食の原因となる
金属膜の配線、電極の表面および側壁の残留している塩
素、塩化物等のハロゲン成分をアルコールの水酸化基と
置換反応させ除去する。その結果、請求項１と同様に金
属膜の配線、電極に腐食が生じない半導体装置の製造方
法を提供することができる。
ムまたはアルミニウム合金を用い、不飽和結合を有する
有機化合物としてオレフィン系炭化水素またはアセチレ
ン系炭化水素を用いることにより請求項１の作用を得る
ことができる。請求項３の構成によれば、ハロゲン系ガ
スを用いたドライエッチング工程後、腐食の原因となる
金属膜の配線、電極の表面および側壁の残留している塩
素、塩化物等のハロゲン成分をアルコールの水酸化基と
置換反応させ除去する。その結果、請求項１と同様に金
属膜の配線、電極に腐食が生じない半導体装置の製造方
法を提供することができる。
【００１２】
【００１３】
【実施例】この発明の第１の実施例の半導体装置の製造
方法を図１および図２に基づいて説明する。図１（ａ）
に示すように、シリコン基板（半導体基板）１１の主面
上に形成されたシリコン酸化膜１２上に、スパッタによ
りアルミニウム合金（金属膜）１３（Ｓｉ：１．０％，
Ｃｕ：０．５％）を８００ｎｍ形成している。このアル
ミニウム合金１３上にはホトレジスト膜１４を 約１．
７μｍパターン形成してある。
方法を図１および図２に基づいて説明する。図１（ａ）
に示すように、シリコン基板（半導体基板）１１の主面
上に形成されたシリコン酸化膜１２上に、スパッタによ
りアルミニウム合金（金属膜）１３（Ｓｉ：１．０％，
Ｃｕ：０．５％）を８００ｎｍ形成している。このアル
ミニウム合金１３上にはホトレジスト膜１４を 約１．
７μｍパターン形成してある。
【００１４】上記のように形成したシリコン基板１１を
ドライエッチングする。すなわち、図１（ｂ）に示すよ
うに、アルミニウム合金１３をＢＣｌ3 ガス、Ｃｌ2 ガ
スおよびＮ2 ガスを用いた反応性イオンエッチング装置
にてパターン形成する。このとき、以下の標準的なアル
ミニウム合金のエッチング条件を用いた。ガス流量はＢ
Ｃｌ3 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2 ガスを３０ｓｃｃ
ｍ、Ｎ2 ガスを７５ｓｃｃｍにし、ガス圧力を１００ｍ
Ｔｏｒｒに、高周波出力（１３．５６ＭＨｚ）を４００
Ｗとした。また、このエッチング工程後では、ホトレジ
スト膜１４およびアルミニウム合金１３の側壁にＣｌ
2 、ＨＣｌ等の残留塩素成分１５およびＡｌＣｌ3 等の
反応生成物１６が残っている。
ドライエッチングする。すなわち、図１（ｂ）に示すよ
うに、アルミニウム合金１３をＢＣｌ3 ガス、Ｃｌ2 ガ
スおよびＮ2 ガスを用いた反応性イオンエッチング装置
にてパターン形成する。このとき、以下の標準的なアル
ミニウム合金のエッチング条件を用いた。ガス流量はＢ
Ｃｌ3 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2 ガスを３０ｓｃｃ
ｍ、Ｎ2 ガスを７５ｓｃｃｍにし、ガス圧力を１００ｍ
Ｔｏｒｒに、高周波出力（１３．５６ＭＨｚ）を４００
Ｗとした。また、このエッチング工程後では、ホトレジ
スト膜１４およびアルミニウム合金１３の側壁にＣｌ
2 、ＨＣｌ等の残留塩素成分１５およびＡｌＣｌ3 等の
反応生成物１６が残っている。
【００１５】つぎに、反応室中に不飽和結合を有する有
機化合物としてエチレンを３分間導入する。エチレンは
沸点−１０４℃、融点−１６９℃の常温で気体の炭化水
素であり、分子内には炭素−炭素間の二重結合を持って
おり、ハロゲンおよびハロゲン化合物との強い反応性を
持っている。反応室の温度を１５０℃、エチレンの流量
を５００ｓｃｃｍ、ガス圧力を７６０Ｔｏｒｒとした
時、化学反応式１および化学反応式２に示す反応が起こ
りホトレジスト膜１４およびアルミニウム合金１３の側
壁に残留していたＣｌ2、ＨＣｌ等のハロゲン成分であ
る残留塩素成分１５が、図１（ｃ）に示すように、エチ
レンの炭素−炭素間の二重結合に付加反応し除去され
る。
機化合物としてエチレンを３分間導入する。エチレンは
沸点−１０４℃、融点−１６９℃の常温で気体の炭化水
素であり、分子内には炭素−炭素間の二重結合を持って
おり、ハロゲンおよびハロゲン化合物との強い反応性を
持っている。反応室の温度を１５０℃、エチレンの流量
を５００ｓｃｃｍ、ガス圧力を７６０Ｔｏｒｒとした
時、化学反応式１および化学反応式２に示す反応が起こ
りホトレジスト膜１４およびアルミニウム合金１３の側
壁に残留していたＣｌ2、ＨＣｌ等のハロゲン成分であ
る残留塩素成分１５が、図１（ｃ）に示すように、エチ
レンの炭素−炭素間の二重結合に付加反応し除去され
る。
【００１６】化学反応式１ ＣＨ2 ＝ＣＨ2 ＋ＨＣｌ→
ＣＨ3 ＣＨ2 Ｃｌ 化学反応式２ ＣＨ2 ＝ＣＨ2 ＋Ｃｌ2 →ＣＨ2 ＣｌＣ
Ｈ2 Ｃｌ 図２（ａ）は反応室の温度とアルミニウム合金１３のエ
ッチング後の腐食との関係を示している。このとき、化
学反応式１および化学反応式２に示される反応は熱化学
反応であるため、反応室の温度が高いほど進行する。そ
の結果、図２（ａ）に示すとおり、反応室の温度が高い
ほどエッチング後の腐食が少なくなっている。
ＣＨ3 ＣＨ2 Ｃｌ 化学反応式２ ＣＨ2 ＝ＣＨ2 ＋Ｃｌ2 →ＣＨ2 ＣｌＣ
Ｈ2 Ｃｌ 図２（ａ）は反応室の温度とアルミニウム合金１３のエ
ッチング後の腐食との関係を示している。このとき、化
学反応式１および化学反応式２に示される反応は熱化学
反応であるため、反応室の温度が高いほど進行する。そ
の結果、図２（ａ）に示すとおり、反応室の温度が高い
ほどエッチング後の腐食が少なくなっている。
【００１７】反応室を１ｍＴｏｒｒ以下まで真空引きを
行い、残留しているエチレンを取り除く。最後に、図１
（ｄ）に示すように、アッシング、水洗等によりホトレ
ジスト膜１４を除去する。以上の工程により、残留塩素
成分１５を除去することができ、アルミニウム合金１３
のドライエッチング後の腐食を防ぐことができる。ま
た、反応生成物１６も上記工程により除去される。
行い、残留しているエチレンを取り除く。最後に、図１
（ｄ）に示すように、アッシング、水洗等によりホトレ
ジスト膜１４を除去する。以上の工程により、残留塩素
成分１５を除去することができ、アルミニウム合金１３
のドライエッチング後の腐食を防ぐことができる。ま
た、反応生成物１６も上記工程により除去される。
【００１８】なお、エチレンとの反応時間を３分とした
が、約２分でほぼ反応が終了するため、３分以上の時間
であればいずれでも良い。また、エチレンの代わりにプ
ロピレン等のオレフィン系炭化水素を用いても同様の結
果が得られる。また、上記した第１の実施例において、
不飽和結合を有する有機化合物として、分子内には炭素
−炭素間の三重結合をもつアセチレンを反応室中に導入
した場合もエチレンと同様に以下の通りとなる。アセチ
レンは沸点が−８４℃、融点が−８１℃の常温で気体の
炭化水素でありハロゲンおよびハロゲン化合物との強い
反応性を持っている。反応室の温度を１５０℃、アセチ
レンの流量を５００ｓｃｃｍ、ガス圧力を７６０Ｔｏｒ
ｒとした時、化学反応式３および化学反応式４に示す反
応が起こりホトレジスト膜１４およびアルミニウム合金
１３の側壁に残留していたＣｌ2 、ＨＣｌ等の残留塩素
成分１５がアセチレンに付加反応し除去される。
が、約２分でほぼ反応が終了するため、３分以上の時間
であればいずれでも良い。また、エチレンの代わりにプ
ロピレン等のオレフィン系炭化水素を用いても同様の結
果が得られる。また、上記した第１の実施例において、
不飽和結合を有する有機化合物として、分子内には炭素
−炭素間の三重結合をもつアセチレンを反応室中に導入
した場合もエチレンと同様に以下の通りとなる。アセチ
レンは沸点が−８４℃、融点が−８１℃の常温で気体の
炭化水素でありハロゲンおよびハロゲン化合物との強い
反応性を持っている。反応室の温度を１５０℃、アセチ
レンの流量を５００ｓｃｃｍ、ガス圧力を７６０Ｔｏｒ
ｒとした時、化学反応式３および化学反応式４に示す反
応が起こりホトレジスト膜１４およびアルミニウム合金
１３の側壁に残留していたＣｌ2 、ＨＣｌ等の残留塩素
成分１５がアセチレンに付加反応し除去される。
【００１９】
化学反応式３ ＣＨ≡ＣＨ＋ＨＣｌ→ＣＨ2 ＝ＣＨＣｌ
化学反応式４ ＣＨ≡ＣＨ＋Ｃｌ2 →ＣＨＣｌ＝ＣＨＣ
ｌ このとき、アセチレンの導入は３分間とした。図２
（ｂ）は反応室の温度とアルミニウム合金１３のエッチ
ング後の腐食との関係を示している。この時、化学反応
式３および化学反応式４に示される反応は熱化学反応で
あるため、反応室の温度が高いほど進行する。その結
果、図２（ｂ）に示すとおり、反応室の温度が高いほど
エッチング後の腐食が少なくなっている。
ｌ このとき、アセチレンの導入は３分間とした。図２
（ｂ）は反応室の温度とアルミニウム合金１３のエッチ
ング後の腐食との関係を示している。この時、化学反応
式３および化学反応式４に示される反応は熱化学反応で
あるため、反応室の温度が高いほど進行する。その結
果、図２（ｂ）に示すとおり、反応室の温度が高いほど
エッチング後の腐食が少なくなっている。
【００２０】反応室を１ｍＴｏｒｒ以下まで真空引きを
行い、残留しているエチレンを取り除く。最後にアッシ
ング、水洗等によりホトレジスト膜１４を除去する。以
上の工程により、同様に残留塩素成分１５を除去するこ
とができ、アルミニウム合金１３のドライエッチング後
の腐食を防ぐことができる。なお、アセチレンとの反応
時間を３分としたが、約２分でほぼ反応が終了するた
め、３分以上の時間であればいずれでも良い。また、ア
セチレンの代わりに他のアセチレン系炭化水素を用いて
も同様の結果が得られる。
行い、残留しているエチレンを取り除く。最後にアッシ
ング、水洗等によりホトレジスト膜１４を除去する。以
上の工程により、同様に残留塩素成分１５を除去するこ
とができ、アルミニウム合金１３のドライエッチング後
の腐食を防ぐことができる。なお、アセチレンとの反応
時間を３分としたが、約２分でほぼ反応が終了するた
め、３分以上の時間であればいずれでも良い。また、ア
セチレンの代わりに他のアセチレン系炭化水素を用いて
も同様の結果が得られる。
【００２１】第２の実施例の半導体装置の製造方法を図
３および図４に基づいて説明する。図３（ａ）に示すよ
うに、シリコン基板３１の主面上に形成されたシリコン
酸化膜３２上に、スパッタによりアルミニウム合金３３
（Ｓｉ：１．０％，Ｃｕ：０．５％）を８００ｎｍ形成
している。このアルミニウム合金３３上にはホトレジス
ト膜３４を約１．７μｍパターン形成してある。
３および図４に基づいて説明する。図３（ａ）に示すよ
うに、シリコン基板３１の主面上に形成されたシリコン
酸化膜３２上に、スパッタによりアルミニウム合金３３
（Ｓｉ：１．０％，Ｃｕ：０．５％）を８００ｎｍ形成
している。このアルミニウム合金３３上にはホトレジス
ト膜３４を約１．７μｍパターン形成してある。
【００２２】上記のように形成したシリコン基板３１を
ドライエッチングする。すなわち、図３（ｂ）に示すよ
うに、このアルミニウム合金３３をＢＣｌ3 ガス、Ｃｌ
2 ガスおよびＮ2 ガスを用いた反応性イオンエッチング
装置にてパターン形成した。このときのエッチングは、
以下の標準的なアルミニウム合金のエッチング条件を用
いた。ガス流量はＢＣｌ3 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2
ガスを３０ｓｃｃｍ、Ｎ2 ガスを７５ｓｃｃｍにし、ガ
ス圧力を１００ｍＴｏｒｒに、高周波出力（１３．５６
ＭＨｚ）を４００Ｗとした。また、このエッチング工程
後では、ホトレジスト膜３４およびアルミニウム合金３
３の側壁にＣｌ2 、ＨＣｌ等の残留塩素成分３５および
ＡｌＣｌ3 等の反応生成物３６が残っている。
ドライエッチングする。すなわち、図３（ｂ）に示すよ
うに、このアルミニウム合金３３をＢＣｌ3 ガス、Ｃｌ
2 ガスおよびＮ2 ガスを用いた反応性イオンエッチング
装置にてパターン形成した。このときのエッチングは、
以下の標準的なアルミニウム合金のエッチング条件を用
いた。ガス流量はＢＣｌ3 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2
ガスを３０ｓｃｃｍ、Ｎ2 ガスを７５ｓｃｃｍにし、ガ
ス圧力を１００ｍＴｏｒｒに、高周波出力（１３．５６
ＭＨｚ）を４００Ｗとした。また、このエッチング工程
後では、ホトレジスト膜３４およびアルミニウム合金３
３の側壁にＣｌ2 、ＨＣｌ等の残留塩素成分３５および
ＡｌＣｌ3 等の反応生成物３６が残っている。
【００２３】つぎに、アルコールとしてｎ−ブチルアル
コールの液槽中にシリコン基板３１を挿入する。ｎ−ブ
チルアルコールは沸点が１１７℃、融点が−９０℃で常
温で液体のアルコールである。このとき、ｎ−ブチルア
ルコールの液槽の温度を７０℃とし、化学反応式５に示
す反応を進行させる。しかしながら、通常、化学反応式
５に示す反応はこのままでは進行せず、ＺｎＣｌ2 やＡ
ｌＣｌ3 が反応槽中に存在すると触媒として働き反応が
進行することが一般的にわかっている。
コールの液槽中にシリコン基板３１を挿入する。ｎ−ブ
チルアルコールは沸点が１１７℃、融点が−９０℃で常
温で液体のアルコールである。このとき、ｎ−ブチルア
ルコールの液槽の温度を７０℃とし、化学反応式５に示
す反応を進行させる。しかしながら、通常、化学反応式
５に示す反応はこのままでは進行せず、ＺｎＣｌ2 やＡ
ｌＣｌ3 が反応槽中に存在すると触媒として働き反応が
進行することが一般的にわかっている。
【００２４】そのため、アルミニウム合金３３の側壁に
一部残留している反応生成物３６であるＡｌＣｌ3 が触
媒となり反応が進行し、ホトレジスト膜３３およびアル
ミニウム合金３３の側壁に残留していたＨＣｌ等の残留
塩素成分３５が、図３（ｃ）に示すように、ｎ−ブチル
アルコールの水酸化基（−ＯＨ）と置換反応し除去され
る。 化学反応式５ ＣＨ3 ＣＨ2 ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨ＋ＨＣｌ→ＣＨ3 ＣＨ2
ＣＨ2 ＣＨ2 Ｃｌ 図４は反応室の温度とアルミニウム合金３３のエッチン
グ後の腐食との関係を示している。この時、化学反応式
５に示される反応は熱化学反応であるため、反応室の温
度が高いほど進行する。その結果、図４に示すように、
反応室の温度が高いほどエッチング後の腐食が少なくな
っている。その結果、アルミニウム合金３３の表面の残
留塩素成分３５を除去することができる。
一部残留している反応生成物３６であるＡｌＣｌ3 が触
媒となり反応が進行し、ホトレジスト膜３３およびアル
ミニウム合金３３の側壁に残留していたＨＣｌ等の残留
塩素成分３５が、図３（ｃ）に示すように、ｎ−ブチル
アルコールの水酸化基（−ＯＨ）と置換反応し除去され
る。 化学反応式５ ＣＨ3 ＣＨ2 ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨ＋ＨＣｌ→ＣＨ3 ＣＨ2
ＣＨ2 ＣＨ2 Ｃｌ 図４は反応室の温度とアルミニウム合金３３のエッチン
グ後の腐食との関係を示している。この時、化学反応式
５に示される反応は熱化学反応であるため、反応室の温
度が高いほど進行する。その結果、図４に示すように、
反応室の温度が高いほどエッチング後の腐食が少なくな
っている。その結果、アルミニウム合金３３の表面の残
留塩素成分３５を除去することができる。
【００２５】スピンナにてｎ−ブチルアルコールの残留
物を半導体基板上３１より取り除く。最後に、図３
（ｄ）に示すように、アッシング、水洗等によりホトレ
ジスト膜３４を除去する。以上の工程により、残留塩素
成分３５を除去することができ、アルミニウム合金３３
のドライエッチング後の腐食を防ぐことができる。な
お、ｎ−ブチルアルコールとの反応時間を３分とした
が、約２分でほぼ反応が終了するため、３分以上の時間
であればいずれでも良い。また、ｎ−ブチルアルコール
の代わりに第三ブチルアルコール等のアルコールを用い
ても同様の結果が得られる。また、第一アルコール、第
二アルコール、第三アルコールを比較した場合、第三ア
ルコール＞第二アルコール＞第一アルコールの順番で反
応性が高くなっていることは一般的に知られている。こ
のため、反応時間をそれぞれ最適化する必要がある。
物を半導体基板上３１より取り除く。最後に、図３
（ｄ）に示すように、アッシング、水洗等によりホトレ
ジスト膜３４を除去する。以上の工程により、残留塩素
成分３５を除去することができ、アルミニウム合金３３
のドライエッチング後の腐食を防ぐことができる。な
お、ｎ−ブチルアルコールとの反応時間を３分とした
が、約２分でほぼ反応が終了するため、３分以上の時間
であればいずれでも良い。また、ｎ−ブチルアルコール
の代わりに第三ブチルアルコール等のアルコールを用い
ても同様の結果が得られる。また、第一アルコール、第
二アルコール、第三アルコールを比較した場合、第三ア
ルコール＞第二アルコール＞第一アルコールの順番で反
応性が高くなっていることは一般的に知られている。こ
のため、反応時間をそれぞれ最適化する必要がある。
【００２６】また、エッチング条件により反応生成物３
６が少ない場合、反応槽中にＺｎＣｌ2やＡｌＣｌ3 の触
媒を添加すれば良い。本願発明ではないが他の例の半導
体装置の製造方法を図５および図６に基づいて説明す
る。図５（ａ）に示すように、シリコン基板５１の主面
上に形成されたシリコン酸化膜５２上に、スパッタによ
りアルミニウム合金５３（Ｓｉ：１．０％，Ｃｕ：０．
５％）を８００ｎｍ形成している。このアルミニウム合
金５３上にはホトレジスト膜５４を約１．７μｍパター
ン形成してある。
６が少ない場合、反応槽中にＺｎＣｌ2やＡｌＣｌ3 の触
媒を添加すれば良い。本願発明ではないが他の例の半導
体装置の製造方法を図５および図６に基づいて説明す
る。図５（ａ）に示すように、シリコン基板５１の主面
上に形成されたシリコン酸化膜５２上に、スパッタによ
りアルミニウム合金５３（Ｓｉ：１．０％，Ｃｕ：０．
５％）を８００ｎｍ形成している。このアルミニウム合
金５３上にはホトレジスト膜５４を約１．７μｍパター
ン形成してある。
【００２７】上記のように形成したシリコン基板５１を
ドライエッチングする。すなわち、図５（ｂ）に示すよ
うに、このアルミニウム合金５３をＢＣｌ3 ガス、Ｃｌ
2 ガスおよびＮ2 ガスを用いた反応性イオンエッチング
装置にてパターン形成した。このときのエッチングは、
以下の標準的なアルミニウム合金のエッチング条件を用
いた。ガス流量はＢＣｌ3 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2
ガスを３０ｓｃｃｍ、Ｎ2 ガスを７５ｓｃｃｍにし、ガ
ス圧力を１００ｍＴｏｒｒに、高周波出力（１３．５６
ＭＨｚ）を４００Ｗとした。また、このエッチング工程
後では、ホトレジスト膜５４およびアルミニウム合金５
３の側壁にＣｌ2 、ＨＣｌ等の残留塩素成分５５および
ＡｌＣｌ3 等の反応生成物５６が残っている。
ドライエッチングする。すなわち、図５（ｂ）に示すよ
うに、このアルミニウム合金５３をＢＣｌ3 ガス、Ｃｌ
2 ガスおよびＮ2 ガスを用いた反応性イオンエッチング
装置にてパターン形成した。このときのエッチングは、
以下の標準的なアルミニウム合金のエッチング条件を用
いた。ガス流量はＢＣｌ3 ガスを６０ｓｃｃｍ、Ｃｌ2
ガスを３０ｓｃｃｍ、Ｎ2 ガスを７５ｓｃｃｍにし、ガ
ス圧力を１００ｍＴｏｒｒに、高周波出力（１３．５６
ＭＨｚ）を４００Ｗとした。また、このエッチング工程
後では、ホトレジスト膜５４およびアルミニウム合金５
３の側壁にＣｌ2 、ＨＣｌ等の残留塩素成分５５および
ＡｌＣｌ3 等の反応生成物５６が残っている。
【００２８】つぎに、トルエン（Ｃ6 Ｈ5 ＣＨ3 ）の液
槽中にシリコン基板５１を３分間挿入する。トルエンは
沸点が８０℃、融点が５℃の常温で液体の芳香族化合物
である。このとき、トルエンの液槽の温度を７０℃とす
る。また、３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を１００
Ｊ照射することにより化学反応式６に示す反応が進行す
る。その結果、図５（ｃ）に示すように、ホトレジスト
膜５４およびアルミニウム合金５３の側壁に残留してい
たＣｌ2 等の残留塩素成分５５がトルエンに置換反応
し、塩化ベンザル（Ｃ6 Ｈ5 ＣＨＣｌ2 ）として除去さ
れる。
槽中にシリコン基板５１を３分間挿入する。トルエンは
沸点が８０℃、融点が５℃の常温で液体の芳香族化合物
である。このとき、トルエンの液槽の温度を７０℃とす
る。また、３００ｎｍ〜４００ｎｍの波長の光を１００
Ｊ照射することにより化学反応式６に示す反応が進行す
る。その結果、図５（ｃ）に示すように、ホトレジスト
膜５４およびアルミニウム合金５３の側壁に残留してい
たＣｌ2 等の残留塩素成分５５がトルエンに置換反応
し、塩化ベンザル（Ｃ6 Ｈ5 ＣＨＣｌ2 ）として除去さ
れる。
【００２９】化学反応式６ Ｃ6 Ｈ5 ＣＨ3 ＋Ｃｌ2
→Ｃ6 Ｈ5 ＣＨＣｌ2 図６は反応室の温度とアルミニウム合金５３のエッチン
グ後の腐食との関係を示している。この時、化学反応式
５に示される反応は光化学反応であるため、光の照射量
が多いほど進行する。その結果、図６に示すように、光
の照射量が多いほどホトレジスト膜５４およびアルミニ
ウム合金５３の側壁の残留塩素成分５５を除去すること
ができ、エッチング後の腐食が少なくなっている。
→Ｃ6 Ｈ5 ＣＨＣｌ2 図６は反応室の温度とアルミニウム合金５３のエッチン
グ後の腐食との関係を示している。この時、化学反応式
５に示される反応は光化学反応であるため、光の照射量
が多いほど進行する。その結果、図６に示すように、光
の照射量が多いほどホトレジスト膜５４およびアルミニ
ウム合金５３の側壁の残留塩素成分５５を除去すること
ができ、エッチング後の腐食が少なくなっている。
【００３０】スピンナにてトルエンの残留物を半導体基
板上５１より取り除く。最後に、図５（ｄ）に示すよう
に、アッシング、水洗等によりホトレジスト膜５４を除
去する。以上の工程により、残留塩素成分５５を除去す
ることができ、アルミニウム合金５３のドライエッチン
グ後の腐食を防ぐことができる。また、反応生成物５６
も上記工程により除去される。
板上５１より取り除く。最後に、図５（ｄ）に示すよう
に、アッシング、水洗等によりホトレジスト膜５４を除
去する。以上の工程により、残留塩素成分５５を除去す
ることができ、アルミニウム合金５３のドライエッチン
グ後の腐食を防ぐことができる。また、反応生成物５６
も上記工程により除去される。
【００３１】なお、トルエンとの反応時間を３分とした
が、約２分でほぼ反応が終了するため、３分以上の時間
であればいずれでも良い。また、トルエンの代わりにト
ルエンの誘導体を用いても同様の結果が得られる。
が、約２分でほぼ反応が終了するため、３分以上の時間
であればいずれでも良い。また、トルエンの代わりにト
ルエンの誘導体を用いても同様の結果が得られる。
【００３２】
【発明の効果】請求項１の半導体装置の製造方法によれ
ば、ハロゲン系ガスを用いたドライエッチング工程後、
腐食の原因となる金属膜の配線、電極の表面および側壁
の残留している塩素、塩化物等のハロゲン成分を炭素原
子間の不飽和結合を有する有機化合物の炭素原子間の不
飽和結合に付加反応させ除去する。その結果、金属膜の
配線、電極に腐食が生じない半導体装置の製造方法を提
供することができる。
ば、ハロゲン系ガスを用いたドライエッチング工程後、
腐食の原因となる金属膜の配線、電極の表面および側壁
の残留している塩素、塩化物等のハロゲン成分を炭素原
子間の不飽和結合を有する有機化合物の炭素原子間の不
飽和結合に付加反応させ除去する。その結果、金属膜の
配線、電極に腐食が生じない半導体装置の製造方法を提
供することができる。
【００３３】請求項２では、金属膜として、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金を用い、不飽和結合を有する
有機化合物としてオレフィン系炭化水素またはアセチレ
ン系炭化水素を用いることにより請求項１の効果を得る
ことができる。請求項３の半導体装置の製造方法によれ
ば、ハロゲン系ガスを用いたドライエッチング工程後、
腐食の原因となる金属膜の配線、電極の表面および側壁
の残留している塩素、塩化物等のハロゲン成分をアルコ
ールの水酸化基と置換反応させ除去する。その結果、請
求項１と同様に金属膜の配線、電極に腐食が生じない半
導体装置の製造方法を提供することができる。
ムまたはアルミニウム合金を用い、不飽和結合を有する
有機化合物としてオレフィン系炭化水素またはアセチレ
ン系炭化水素を用いることにより請求項１の効果を得る
ことができる。請求項３の半導体装置の製造方法によれ
ば、ハロゲン系ガスを用いたドライエッチング工程後、
腐食の原因となる金属膜の配線、電極の表面および側壁
の残留している塩素、塩化物等のハロゲン成分をアルコ
ールの水酸化基と置換反応させ除去する。その結果、請
求項１と同様に金属膜の配線、電極に腐食が生じない半
導体装置の製造方法を提供することができる。
【００３４】
【図１】この発明の第１の実施例の半導体装置の製造方
法の工程説明図である。
法の工程説明図である。
【図２】第１の実施例における反応室温度と単位面積当
たりの腐食数との関係を示し、（ａ）はエチレンを用い
た場合、（ｂ）はアセチレンを用いた場合のグラフであ
る。
たりの腐食数との関係を示し、（ａ）はエチレンを用い
た場合、（ｂ）はアセチレンを用いた場合のグラフであ
る。
【図３】第２の実施例の工程説明図である。
【図４】第２の実施例における反応室温度と単位面積当
たりの腐食数との関係を示すグラフである。
たりの腐食数との関係を示すグラフである。
【図５】他の例の工程説明図である。
【図６】他の例における光の照射量と単位面積当たりの
腐食数との関係を示すグラフである。
腐食数との関係を示すグラフである。
【図７】従来例の工程説明図である。
【符号の説明】
１１ シリコン基板（半導体基板）
１２ シリコン酸化膜
１３ アルミニウム合金膜（金属膜）
１４ ホトレジスト膜
１５ 残留塩素成分
１６ 反応生成物
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−74136（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−281332（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−324185（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板の主面上に形成された金属膜
をハロゲン系のガスでドライエッチングする工程と、前
記半導体基板を炭素原子間の不飽和結合を有する有機化
合物にて洗浄して前記エッチング工程後の前記金属膜に
残留しているハロゲン成分を前記有機化合物の炭素原子
間の不飽和結合に付加反応させて除去する工程とを含む
半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 金属膜としてアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金を用い、不飽和結合を有する有機化合物とし
てオレフィン系炭化水素またはアセチレン系炭化水素を
用いる請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 半導体基板の主面上に形成された金属膜
をハロゲン系のガスでドライエッチングする工程と、前
記半導体基板をアルコールにて洗浄して前記エッチング
工程後の前記金属膜に残留しているハロゲン成分を前記
アルコールの水酸化基と置換反応させて除去する工程と
を含む半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12507295A JP3526961B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12507295A JP3526961B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08321485A JPH08321485A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3526961B2 true JP3526961B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=14901133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12507295A Expired - Fee Related JP3526961B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526961B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101674538B1 (ko) * | 2011-03-24 | 2016-11-09 | 해성디에스 주식회사 | 금속 패턴 형성 방법 |
| JP6521799B2 (ja) * | 2015-08-31 | 2019-05-29 | 東京エレクトロン株式会社 | ハロゲン除去方法および半導体装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP12507295A patent/JP3526961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08321485A (ja) | 1996-12-03 |
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