JPH04103123A - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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- JPH04103123A JPH04103123A JP22154990A JP22154990A JPH04103123A JP H04103123 A JPH04103123 A JP H04103123A JP 22154990 A JP22154990 A JP 22154990A JP 22154990 A JP22154990 A JP 22154990A JP H04103123 A JPH04103123 A JP H04103123A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、特に半導体基板上の金属膜を選択的にエツチ
ングし、金属配線を形成する配線形成方法に関する。
ングし、金属配線を形成する配線形成方法に関する。
従来、半導体集積回路装置においては、半導体基板上に
形成されたアルミニウム配線が、各種のマイグレーショ
ンを引起し、このマイグレーションが半導体集積回路装
置の信頼性を損うことは、一般的に知られている。この
マイグレーションを抑制する方法として、例えば、アル
ミニウム配線材料に微量のシリコンや銅を添加し、配線
を形成する方法が採用され、既に生産に寄与している。
形成されたアルミニウム配線が、各種のマイグレーショ
ンを引起し、このマイグレーションが半導体集積回路装
置の信頼性を損うことは、一般的に知られている。この
マイグレーションを抑制する方法として、例えば、アル
ミニウム配線材料に微量のシリコンや銅を添加し、配線
を形成する方法が採用され、既に生産に寄与している。
しかしながら、上記配線材料は微細加工する上で数多く
の問題をかかえている。その代表的なもので、上記配線
材料の微細パターニングに形成するドライエツチングの
際に発生する残渣がある。これは、ドライエツチング中
に、アルミニウム配線材中に含まれる銅やシリコンの塩
化物の蒸気圧が低いために起因する。また、この残渣は
配線間のリークを引き起こし易く、半導体集積回路の信
頼性を低下させる原因にもなる。一方この残渣を防ぐた
めに、２００℃前後に半導体基板を加熱する方法が提案
されているが、マスクとして用いるレジストに対するダ
メージが大きいこと、さらに、温度の制御性が困難なこ
ともあって、実用段階には至っていない。
の問題をかかえている。その代表的なもので、上記配線
材料の微細パターニングに形成するドライエツチングの
際に発生する残渣がある。これは、ドライエツチング中
に、アルミニウム配線材中に含まれる銅やシリコンの塩
化物の蒸気圧が低いために起因する。また、この残渣は
配線間のリークを引き起こし易く、半導体集積回路の信
頼性を低下させる原因にもなる。一方この残渣を防ぐた
めに、２００℃前後に半導体基板を加熱する方法が提案
されているが、マスクとして用いるレジストに対するダ
メージが大きいこと、さらに、温度の制御性が困難なこ
ともあって、実用段階には至っていない。
第２図（ａ）、（ｂ）は従来の配線形成方法を説明する
ための工程順に示した半導体基板の断面図である。次に
、アルミニウムに総重量比０．１〜０．５％のシリコン
と、総重量比０．１〜０．５％の銅をそれぞれ添加した
配線材料（以下Ａ、（−Ｓｉ−Ｃｕ合金と略す）を半導
体集積回路の配線材料に用いた場合の配線形成方法を説
明する。まず、第２図（ａ）に示すように、所定の拡散
層、絶縁膜等が形成された半導体基板１の表面に、ＡＪ
−３ｉ−Ｃｕ合金２をスパッタ蒸着法により積層し、そ
の上にフォトリソグラフィ工程により微細なレジストパ
ターン３を形成する。ここで、レジストパターンの耐ド
ライエツチ性向上を目的として紫外光（Ｕ■光）を照射
する。次に第２図（ｂ）に示すように、レジストパター
ン３をマスクとしてＡρ−３ｉ−Ｃｕ合金をリアクティ
ブ・イオンエツチング（Ｒ，１，Ｅ）法によりドライエ
ツチングを行う。ここで、このエツチングに用いられる
ドライエツチングガスとしては、Ａ（のサイドエッチ及
び腐食の防止を目的として、例えば、塩素系ガス（、Ｂ
Ｃ，、Ｃ，、Ｃ１０など）に、フロン系ガス（ＣＦ４．
ＣＨＦ５）を少量添加したガスを用いていた。
ための工程順に示した半導体基板の断面図である。次に
、アルミニウムに総重量比０．１〜０．５％のシリコン
と、総重量比０．１〜０．５％の銅をそれぞれ添加した
配線材料（以下Ａ、（−Ｓｉ−Ｃｕ合金と略す）を半導
体集積回路の配線材料に用いた場合の配線形成方法を説
明する。まず、第２図（ａ）に示すように、所定の拡散
層、絶縁膜等が形成された半導体基板１の表面に、ＡＪ
−３ｉ−Ｃｕ合金２をスパッタ蒸着法により積層し、そ
の上にフォトリソグラフィ工程により微細なレジストパ
ターン３を形成する。ここで、レジストパターンの耐ド
ライエツチ性向上を目的として紫外光（Ｕ■光）を照射
する。次に第２図（ｂ）に示すように、レジストパター
ン３をマスクとしてＡρ−３ｉ−Ｃｕ合金をリアクティ
ブ・イオンエツチング（Ｒ，１，Ｅ）法によりドライエ
ツチングを行う。ここで、このエツチングに用いられる
ドライエツチングガスとしては、Ａ（のサイドエッチ及
び腐食の防止を目的として、例えば、塩素系ガス（、Ｂ
Ｃ，、Ｃ，、Ｃ１０など）に、フロン系ガス（ＣＦ４．
ＣＨＦ５）を少量添加したガスを用いていた。
上述した従来の配線形成方法は、アルミニウムに微量の
シリコンや銅が添加されているので、配線材料のドライ
エツチングをする際に、塩素系カスにフロン系ガスを少
量添加したガスが一般に用いられるが、イオンエツチン
グより反応性エネルギーによるエツチング作用強く、等
方性エツチングが行われる。また、シリコンや銅の反応
生成物である塩化物は蒸気圧が低いため、第２図＜ｂ＞
に示すように、このシリコンや銅がドライエツチング後
に残渣４として残り易い。この残渣４が半導体集積回路
に対して短絡事故等を引起すという問題がある。一方、
この対策として、例えば、エツチング中に半導体基板を
例えば２００℃以上に加熱する方法が考えられるが、こ
の加熱温度では、半導体基板上に形成されたレジストの
耐熱性が問題になる。
シリコンや銅が添加されているので、配線材料のドライ
エツチングをする際に、塩素系カスにフロン系ガスを少
量添加したガスが一般に用いられるが、イオンエツチン
グより反応性エネルギーによるエツチング作用強く、等
方性エツチングが行われる。また、シリコンや銅の反応
生成物である塩化物は蒸気圧が低いため、第２図＜ｂ＞
に示すように、このシリコンや銅がドライエツチング後
に残渣４として残り易い。この残渣４が半導体集積回路
に対して短絡事故等を引起すという問題がある。一方、
この対策として、例えば、エツチング中に半導体基板を
例えば２００℃以上に加熱する方法が考えられるが、こ
の加熱温度では、半導体基板上に形成されたレジストの
耐熱性が問題になる。
本発明の目的は、かかる問題を解消する配線形成方法を
提供することである。
提供することである。
本発明の配線形成方法は、アルミニウムに総重量比０．
１〜５．０パーセントの少量のシリコンと総重量比０．
１〜５．０パーセントの少量の銅とのいずれかを含むア
ルミニウム膜を半導体基板上に形成し、このアルミニウ
ム膜上にレジストパターンを形成する工程と、 塩素系
ガスに少量のフロン系ガスを添加した混合ガスを用いて
前記アルミニウム膜を選択的にエツチングする第１の工
程と、 前記第１の工程に用いた混合ガスにさらに少量の不活性
ガスを添加した混合ガスを用いて選択的にエツチングさ
れた前記アルミニウム膜をエツチングする第２工程とを
含んで構成される。
１〜５．０パーセントの少量のシリコンと総重量比０．
１〜５．０パーセントの少量の銅とのいずれかを含むア
ルミニウム膜を半導体基板上に形成し、このアルミニウ
ム膜上にレジストパターンを形成する工程と、 塩素系
ガスに少量のフロン系ガスを添加した混合ガスを用いて
前記アルミニウム膜を選択的にエツチングする第１の工
程と、 前記第１の工程に用いた混合ガスにさらに少量の不活性
ガスを添加した混合ガスを用いて選択的にエツチングさ
れた前記アルミニウム膜をエツチングする第２工程とを
含んで構成される。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）〜（ｃ）は、本発明の配線形成方法の実施
例を説明するための工程順に示した半導体基板の断面図
である。
例を説明するための工程順に示した半導体基板の断面図
である。
まず、第１図（ａ＞に示すように、所定の拡散層、絶縁
膜等が形成された半導体基板１の表面に、アルミニウム
（Ａ、Ｑ）に総重量比１パーセントのシリコン（Ｓｉ）
と総重量比０．５パーセントの銅（Ｃｕ）をそれぞれ添
加した合金（以下、１− （１％）Ｓｉ−（０，５％）
Ｃｕ合金と略す。）２をスパッタ蒸着法により約１．０
μｍ積層し、その上にフォトリソグラフィ工程により微
細なレジストパターン３を約２．０μｍの厚さで形成す
る。この後に、このレジストパターン３の耐ドライエツ
チ性向上を目的として紫外光（ＵＶ光）を約１分照射す
る。
膜等が形成された半導体基板１の表面に、アルミニウム
（Ａ、Ｑ）に総重量比１パーセントのシリコン（Ｓｉ）
と総重量比０．５パーセントの銅（Ｃｕ）をそれぞれ添
加した合金（以下、１− （１％）Ｓｉ−（０，５％）
Ｃｕ合金と略す。）２をスパッタ蒸着法により約１．０
μｍ積層し、その上にフォトリソグラフィ工程により微
細なレジストパターン３を約２．０μｍの厚さで形成す
る。この後に、このレジストパターン３の耐ドライエツ
チ性向上を目的として紫外光（ＵＶ光）を約１分照射す
る。
次に、レジストパターン３をマスクとして、Ａ、Ｃ−（
１％）Ｓｉ−（０，５％）Ｃｕ合金２をＲ，１，Ｅ法に
よりドライエツチングを行う。装置はバッチ式Ｒ，１，
Ｅ装置を用い、エツチングは以下に示す２段階エツチン
グ法を用いた。まず、第１図（ｂ）に示すように第１の
工程として、塩素系ガスにフロン系ガスを少量添加した
ガスを用いてドライエツチングを行った。用いたガスは
塩素系ガスとして塩素ガス約５０ｓｃｃｍ（ｓｃｃｍは
０°Ｃ，１気圧の下で１分間に何ｃｃ流れるかを示す５
ｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍ１ｎｕｔｅの略）、添加し
たフロン系ガスとしてはＣＨＦ、約５ｓｅｃｍであり、
１３．５６ＭＨｚの高周波電源からの出力は約１５００
Ｗ、エツチング中の真空度は１０−’Ｔｏｒｒとして、
１０分間のエツチングを行った。この場合、被エツチン
グ物は完全にはエツチングされない状態で終了させるこ
とにした。
１％）Ｓｉ−（０，５％）Ｃｕ合金２をＲ，１，Ｅ法に
よりドライエツチングを行う。装置はバッチ式Ｒ，１，
Ｅ装置を用い、エツチングは以下に示す２段階エツチン
グ法を用いた。まず、第１図（ｂ）に示すように第１の
工程として、塩素系ガスにフロン系ガスを少量添加した
ガスを用いてドライエツチングを行った。用いたガスは
塩素系ガスとして塩素ガス約５０ｓｃｃｍ（ｓｃｃｍは
０°Ｃ，１気圧の下で１分間に何ｃｃ流れるかを示す５
ｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍ１ｎｕｔｅの略）、添加し
たフロン系ガスとしてはＣＨＦ、約５ｓｅｃｍであり、
１３．５６ＭＨｚの高周波電源からの出力は約１５００
Ｗ、エツチング中の真空度は１０−’Ｔｏｒｒとして、
１０分間のエツチングを行った。この場合、被エツチン
グ物は完全にはエツチングされない状態で終了させるこ
とにした。
次に、第１図（ｃ）に示すように第２の工程として、上
記混合ガスにさらに不活性ガスとしてアルゴンガスを５
ｓｅｃｍ添加した混合ガスを用いてドライエツチングを
行った。高周波電源からの出力は約１８００Ｗ、エツチ
ング中の真空度は１Ｏ−３Ｔｏｒｒとして、エツチング
時間は２分としな。エツチング終了後に観測したところ
では、配線材料を除去した部分には残渣は見られず、良
好な配線パターンが形成されていることが確認された。
記混合ガスにさらに不活性ガスとしてアルゴンガスを５
ｓｅｃｍ添加した混合ガスを用いてドライエツチングを
行った。高周波電源からの出力は約１８００Ｗ、エツチ
ング中の真空度は１Ｏ−３Ｔｏｒｒとして、エツチング
時間は２分としな。エツチング終了後に観測したところ
では、配線材料を除去した部分には残渣は見られず、良
好な配線パターンが形成されていることが確認された。
次に、配線形成方法における第２の実施例を説明する。
この方法は、第１図（ｃ）で説明した前述の実施例にお
けるドライエツチングの第２工程に用いた不活性ガスを
ネオンガスに変更したことである。このことはドライエ
ツチングの際にマスクとなる微細なレジストパターン３
のエツチング量をより少なくするためである。例えば、
ネオンガスの流量を５ｓｅｃｍとし、他の諸条件を第１
の実施例と同一にして２段階エツチングを行うと、微細
なレジストパターン３のエツチング量は約１．０μｍ（
第１の実施例では約１．２μｍ）となり、０．２μｍは
ど少なかった。また、上記条件にてドライエツチング終
了後に観測したところでは、第１図（ｃ）に示すように
、前述の実施例と同様に配線材料を除去した部分には残
渣は見られなかった。さらに、本実施例は、レジストパ
ターンのエツチングにより変形が少ないのでより微細な
パターンの形成に適しているという利点がある。
けるドライエツチングの第２工程に用いた不活性ガスを
ネオンガスに変更したことである。このことはドライエ
ツチングの際にマスクとなる微細なレジストパターン３
のエツチング量をより少なくするためである。例えば、
ネオンガスの流量を５ｓｅｃｍとし、他の諸条件を第１
の実施例と同一にして２段階エツチングを行うと、微細
なレジストパターン３のエツチング量は約１．０μｍ（
第１の実施例では約１．２μｍ）となり、０．２μｍは
ど少なかった。また、上記条件にてドライエツチング終
了後に観測したところでは、第１図（ｃ）に示すように
、前述の実施例と同様に配線材料を除去した部分には残
渣は見られなかった。さらに、本実施例は、レジストパ
ターンのエツチングにより変形が少ないのでより微細な
パターンの形成に適しているという利点がある。
以上説明したように、アルミニウムに少量のシリコンと
、少量の銅を一方のみまたは両方をそれぞれ添加した配
線材料をドライエツチングして配線を形成する場合にお
いて、本発明では、塩素ガスに少量のフロン系ガスを添
加した混合ガスを用いてドライエツチングする第１の工
程に続いて、上記第１の工程に用いた混合ガスにさらに
少量の不活性ガスを添加した混合ガスを用いてドライエ
ツチングする。この第２の工程は、第１の工程に比べて
スパッタ効果が大きいため、第１の工程のみでは発生し
易い、シリコンや銅の残渣を除去することができ、配線
間のリークが回避され、高信頼性の配線を得ることが出
来るという効果がある。
、少量の銅を一方のみまたは両方をそれぞれ添加した配
線材料をドライエツチングして配線を形成する場合にお
いて、本発明では、塩素ガスに少量のフロン系ガスを添
加した混合ガスを用いてドライエツチングする第１の工
程に続いて、上記第１の工程に用いた混合ガスにさらに
少量の不活性ガスを添加した混合ガスを用いてドライエ
ツチングする。この第２の工程は、第１の工程に比べて
スパッタ効果が大きいため、第１の工程のみでは発生し
易い、シリコンや銅の残渣を除去することができ、配線
間のリークが回避され、高信頼性の配線を得ることが出
来るという効果がある。
第１図（ａ）〜＜ｃ＞は、本発明の配線形成方法の実施
例を説明するための工程順に示した半導体基板の断面図
、第２７（ａ）〜（ｂ）は従来の配線形成方法の一例を
説明するための工程順に示した半導体基板の断面図であ
る。 １・・・半導体基板、２・・・Ａρ−３ｉ−Ｃｕ合金、
３・・・レジストパターン、４・・・残渣。
例を説明するための工程順に示した半導体基板の断面図
、第２７（ａ）〜（ｂ）は従来の配線形成方法の一例を
説明するための工程順に示した半導体基板の断面図であ
る。 １・・・半導体基板、２・・・Ａρ−３ｉ−Ｃｕ合金、
３・・・レジストパターン、４・・・残渣。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 アルミニウムに総重量比０．１〜５．０パーセントの少
量のシリコンと総重量比０．１〜５．０パーセントの少
量の銅とのいずれかを含むアルミニウム膜を半導体基板
上に形成し、このアルミニウム膜上にレジストパターン
を形成する工程と、塩素系ガスに少量のフロン系ガスを
添加した混合ガスを用いて前記アルミニウム膜を選択的
にエッチングする第１の工程と、 前記第１の工程に用いた混合ガスにさらに少量の不活性
ガスを添加した混合ガスを用いて選択的にエッチングさ
れた前記アルミニウム膜をエッチングする第２工程とを
含むことを特徴とする配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22154990A JPH04103123A (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22154990A JPH04103123A (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 配線形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04103123A true JPH04103123A (ja) | 1992-04-06 |
Family
ID=16768464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22154990A Pending JPH04103123A (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04103123A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100464660B1 (ko) * | 1997-10-29 | 2005-04-06 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 반도체 소자의 식각부산물 제거방법 |
| JP2012169657A (ja) * | 2007-07-05 | 2012-09-06 | Imec | 銅の光子誘起除去 |
| JP2020017646A (ja) * | 2018-07-26 | 2020-01-30 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6396920A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Sony Corp | アルミニウム合金のドライエツチング方法 |
| JPH02125618A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Sharp Corp | 積層膜のエッチング方法 |
-
1990
- 1990-08-23 JP JP22154990A patent/JPH04103123A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6396920A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Sony Corp | アルミニウム合金のドライエツチング方法 |
| JPH02125618A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Sharp Corp | 積層膜のエッチング方法 |
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