JPH03110846A - 配線の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、配線の形成方法に関し、更に詳しくは、表面
に反射防止膜を何する配線の形成方法に係わる。

［発明の概要］ 本発明は、アルミニウム膜上に、チタンナイトライド（
ＴｉＮ）又はチタンオキシナイトライド（Ｔ　ｉ　ＯＮ
）からなる反射防止膜を形成し、次にパターンエツチン
グを行なう配線の形成方法において、 反射防止膜上にレジストパターンを形成する工程と、前
記レジストパターンをマスクとして前記反射防止膜をフ
ッ素系ガスにより等方性エツチングし、前記アルミニウ
ム膜を露出させる工程と、前記レジストパターン及び該
レジストパターンの下に残された前記反射防止膜側壁及
び露出したアルミニウム膜表面に、炭素（Ｃ）及び水素
（Ｈ）を主構成元素とするガスのプラズマにより、炭素
及び水素を主構成元素とするポリマーを堆積させる工程
と、前記レジストパターン及び該レジストパターンの下
に残された反射防止膜をマスクとして、塩素（ＣＩ２）
系ガスと、炭素、水素を主構成元素とするガスとの混合
ガスにより、前記アルミニウム膜を異方性エツチングし
ながらエツチングされたアルミパターン側壁に炭素及び
水素を主構成元素とするポリマーを堆積させる工程と、
前記レジストパターン及び堆積した炭素及び水素を主構
成元素とするポリマーを除去する工程と、を備えたこと
により、 配線の耐アフターコロ−ジョン性を高めると共に、配線
上に形成する例えば絶縁膜やパッシベーション膜の被覆
性（カバレッジ）を良好にする。

［従来の技術］ アルミニウム配線のパターンニングを通常のリソグラフ
ィー技術を用いて行なう場合、フォトレジストの膜をア
ルミニウム膜上に塗布、形成し、マスクを重ね露光を行
なうが、このようにアルミニウム膜上に直接フォトレジ
ストを形成した場合には、アルミニウム膜による反射が
強いため、マスクを構成するクロムなどの遮光膜の下に
まで光が入り込み、フォトレジストのパターンが細くな
り、その結果アルミニウム配線も細くなるなどの影響が
あり、抵抗が大きくなったり、マイグレーションは起す
等の問題があった。このため、斯かる反射を防止するた
め、特開昭６１〜１８５９２８号公報に開示されるよう
に、アルミニウム膜等の表面に窒化チタン膜（チタンナ
イトライド膜）を反射防止膜として被覆形成することが
行なわれている。

このほか、アルミニウム膜表面に反射防止膜を形成した
構造の配線の形成方法としては、特開昭６２−２８１３
４８号公報記載の技術が知られている。この従来技術は
、ポリシリコン膜上にアルミニウム膜を被覆形成してな
る構造のアルミニウム配線のバターニングにおいて、ア
ルミニウム膜上に反射防止膜としてチタンナイトライド
膜を形成し、パターニング後チタンナイトライド膜をア
ルミニウム膜表面にそのまま残し下層のポリシリコンの
侵食をなくシ、アルミニウム配線のマイグレーション等
を防止するようにしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これら従来例は、第２囚人に示すように
、アルミニウム膜１上のチタンナイトライドＨ２にレジ
ストパターン３を形成し、レジストパターン３をマスク
にして塩素系ガスを用いてエツチングを行なった場合、
第２図Ｂに示すように、上層のチタンナイトライド膜２
がアルミニウム膜１に対して屈伏となる問題点を有して
いる。

これは、塩素系ガスによるエツチングレートがチタンナ
イトライドとアルミニウムで差があることに起因する。

また、このようなエツチングにおいて、エツチングガス
として側壁保護効果を促進するガスを加えても、チタン
ナイトライド膜がアルミニウム膜の」−にある場合は、
第２図Ｂに示すような屁がやはり生じる問題がある。な
お、図中４はＳｉｎ。

膜を示している。

さらに、このような構造にエツチングが行なわれると、
後工程で残留塩素除去のために純水リンスを経る場合、
この屁のために遠心分離方式による乾燥法では水分がこ
の部分に残り、アルミニウム膜とチタンナイトライド膜
との間の水素発７１２局部電池作用により、激しいアフ
ターコロ−ジョンが生じるという問題点がある。

また、このように屁が形成されると、後の工程で形成さ
れる絶縁膜やパッシベーション膜のカバレッジが悪くな
る問題がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たものであって、良好な耐アフターコロ−ジョン性を有
し、また、絶縁膜やパッシベーション膜の段差被覆性（
ステップカバレッジ）の良い配線の形成方法を得んとす
るものである。

［課題を解決するための手段］ そこで、本発明は、アルミニウム膜上に、チタンナイト
ライド（Ｔ　ｉ　Ｎ）又はチタンオキシナイトライド（
Ｔ　ｉ　ＯＮ）からなる反射防止膜を形成し、次にパタ
ーンエツチングを行なう配線の形成方法において、反射
防止膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レ
ジストパターンをマスクとして前記反射防止膜をフッ素
系ガスにより等方性エツチングし、前記アルミニウム膜
を露出させる工程と、前記レジストパターン及び該レジ
ストパターンの下に残された前記反射防止膜側壁及び露
出したアルミニウム膜表面に、炭素（Ｃ）及び水素（Ｈ
）を主構成元素とするガスのプラズマにより、炭素及び
水素を主構成元素とするポリマーを堆積させる工程と、
１可記レジストパターン及び該レジストパターンの下に
残された反射防止膜をマスクとして、塩素（Ｃ１２）系
ガスと、炭素。

水素を主構成元素とするガスとの混合ガスにより、前記
アルミニウム膜を異方性エツチングしながらエツチング
されたアルミパターン側壁に炭素及び水素を主構成元素
とするポリマーを堆積させる工程と、前記レジストパタ
ーン及び堆積した炭素及び水素を主構成元素とするポリ
マーを除去する工程とを備えたことを、その解決手段と
している。

［作用］ レジストパターンをマスクとして反射防止膜をフッ素系
ガスにより等方性エツチングすることにより、レジスト
パターンの幅よりも小さい幅の反射防止膜が形成される
。このようにして幅が小さくなった反射防止膜の側壁の
決れば、炭素及び水素を主構成元素とするガスのプラズ
マにより生成されるポリマーで埋め込まれる。そして、
塩素系ガス及び炭素、水素を主構成元素とするガスの混
合ガスにより、レジストパターン幅でアルミニウム膜が
エツチングされ、この際、エツチングされたアルミニウ
ム膜の側壁には側壁保護効果を有するポリマーが形成さ
れる。このため、マスク精度の高いエツチングが可能と
なる。次いで、レジストパターン及びポリマーを除去す
ることにより、表面層に幅狭な反射防止膜を有するアル
ミニウム配線が形成できる。

［実施例］ 以下、本発明に係る配線の形成方法の詳細を図面に示す
実施例に基づいて説明する。

先ず、本実施例は、図示しないシリコン基板上に形成し
た絶縁膜としてのＳ　ｉ　Ｏを膜１０の上に配線材料で
あるアルミニウム膜１１及び反射防止膜としてのチタン
オキシナイトライド（Ｔ　ｉ　ＯＮ）膜１２を順次積属
形成し、次に、所望の配線パターンを得るためのレジス
トパターン１３をパターニングする（第１ＵｙＪＡ）。

なお、例えばアルミニウム膜ＩＩは４０００人の厚さで
あり、チタンオキシナイトライド膜１２は、極く薄い厚
さに形成した。

次に、レジストパターン１３をマスクにして、チタンオ
キシナイトライド膜１２を、四弗化炭素（ＣＦ　、）の
ガスプラズマを用いて等方性のエツチングを行ないアル
ミニウム膜Ｉｆを露出させる。

なお、このエツチングの条件は、ＣＦ４の流頃を１１０
０５ＣＣ，出力をｓｏｏｗ、圧力を０．１２Ｔｏ　ｒ　
ｒで７分間行なった。かかるエツチングによりチタンオ
キシナイトライド膜１２は、第１図Ｂに示すように、レ
ジストパターン１３よリム幅が狭くなりレジストパター
ンＩ３の下に縮退した形状となる。

次に、クロロホルム（ＣＨｃＱ３）ガスプラズマを用い
て、第１図Ｃに示すように、レジストパターン１３及び
レジストパターン１３の下に残されたチタンオキシナイ
トライド膜Ｉ２の側壁部及び露出したアルミニウム膜１
１表面に、Ｃ−Ｈ系＋７）ポリマー膜１４を堆積させる
。がかるポリマー膜１４の堆積は、ＣＩＩＣ（２ｉガス
ノ流量を２Ｏ３ＣＣＭ、圧力を０．０５Ｔｏｒｒ、出力
を５００Ｗで２分間行なった。

なお、このポリマー膜Ｉ４は、例えば、上記条件でプラ
ズマを発生させるＣ−Ｈ系の側鎖を持つラジカルが多量
に発生し、これらが互いに分子結合し質量の大きいもの
（有機系ポリマー）に変わる。かかるポリマーは、蒸気
圧の低いものであり、０．１　Ｔｏ　ｒ　ｒの圧力下に
おいては排気されない。

また、プラズマの発生時間を長くすると、厚いポリマー
が生成される。

次に、ポリマー膜１４を除去することなくレジストパタ
ーン１３をマスクにしてアルミニウム膜ＩＩを異方性エ
ツチングする。この異方性エツチングは、イオン性の高
いエツチング条件で行なわれ、エツチングガスとしては
三塩化ホウ素（ＢＣＣ，）ガスを１１０５３ＣＣ，塩素
（ｃｌガスを＋５ＳＣＣＭ、クロロホルム（ＣＩ−ＩＣ
１２３）ガスを１２ＳＣＣＭの流量とした。また、圧力
は０．０７Ｔｏｒｒ、ＲＦ出力は９００Ｗ、パワー密度
は０　、２７　Ｗ　／　ｃ　ｍ　’に設定した。なお、
エツチングガス中に添加したクロロホルム（ＣＩ−Ｉ　
Ｃ（３）により、エツチングされたアルミニウム膜１１
の側壁は、Ｃ−Ｈ系のポリマー１４ａで被覆されて横方
向のエツチングが抑えられる。

次に、アルミニウム膜１１のエツチング終了後、ポリマ
ー１４．＋４ａ及びレジストパターン１３を、Ｏ，プラ
ズマアッシャ−及びＲＡストッパーを用いて解除する（
第１図Ｅ）。このように、形成されたチタンオキシナイ
トライド膜１２の幅は、アルミニウム膜１１の幅よりも
短かく庇状とならないため、リンス処理後の乾燥時にお
いて水分が残留し難い構造であるため、耐コロージヨン
性も良好となる。また、形成された配線がかかる構造を
有するため、後工程で絶縁膜やパッシベーション膜等を
被覆形成する際の段差被覆性（ステップカバレブジ）が
向−ヒする。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
れに限られず、構成の要旨に付随した各種の設計変更が
可能である。

例えば、上記実施例においては、アルミニウムＭＩＬｈ
に反射防止膜としてチタンオキシナイトライド（Ｔ　ｉ
　ＯＮ）膜を形成したが、チタンナイトライド（Ｔ　ｉ
　Ｎ）膜を形成してもよい。

また、上記実施例においては、反射防止膜（Ｔｉ　ＯＮ
）のドライエツチングに際し、四弗化炭素（ＣＦ、）の
ガスプラズマを用いたが、ｓＦａ、ｃｔＦ６等の弗素系
のガスプラズマを用いても等方性のエツチングが可能で
ある。

さらに、ポリマー１４，１４ａを形成するために添加す
るガスやその他エツチングガスも適宜変更可能である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る配線の形
成方法によれば、耐アフターコロ−ジョン性が良好な配
線が形成できる効果がある。

また、配線を被覆する絶縁膜やパッシベーション膜の段
差被覆性を向上させる効果があり、このため、多層配線
構造に好影響がある。

【図面の簡単な説明】

第！図Ａ〜第１図Ｅは本発明に係る配線の形成方法の実
施例を示す各工程の断面図、第２図Ａ及び第２図Ｂは従
来例の断面図である。 ＩＯ・・・Ｓｉｎ、膜、１１・・・アルミニウム膜、１
２・・・Ｔｉ０Ｎ膜、１３・・・レジストパターン、＋
４．＋４ａ・・・ポリマー膜。 （史　　方旨　　　イクリ　） 第１図Ｂ （実　　　）汁つ　　　イタリ　） 第１図Ｃ （９に　　プｅ　　　イタリ　） 第１図Ｄ （プ弓　　　プ４立　　　イタリ　） 第１図Ｅ 毛Ｌ　釆イダＩＪ　　の　迷子ｉ　　四ａ第２図Ａ （ネも　」ミ　　イダｉＪ　　） 第２図Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム膜上に、チタンナイトライド（Ｔｉ
   Ｎ）又はチタンオキシナイトライド（ＴｉＯＮ）からな
   る反射防止膜を形成し、次にパターンエッチングを行な
   う配線の形成方法において、反射防止膜上にレジストパ
   ターンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクとして前記反射防止膜を
   フッ素系ガスにより等方性エッチングし、前記アルミニ
   ウム膜を露出させる工程と、 前記レジストパターン及び該レジストパターンの下に残
   された前記反射防止膜側壁及び露出したアルミニウム膜
   表面に、炭素（Ｃ）及び水素（Ｈ）を主構成元素とする
   ガスのプラズマにより、炭素及び水素を主構成元素とす
   るポリマーを堆積させる工程と、 前記レジストパターン及び該レジストパターンの下に残
   された反射防止膜をマスクとして、塩素（Ｃｌ）系ガス
   と、炭素、水素を主構成元素とするガスとの混合ガスに
   より、前記アルミニウム膜を異方性エッチングしながら
   エッチングされたアルミパターン側壁に炭素及び水素を
   主構成元素とするポリマーを堆積させる工程と、 前記レジストパターン及び堆積した炭素及び水素を主構
   成元素とするポリマーを除去する工程と、を備えたこと
   を特徴とする配線の形成方法。