JPH04171742A - 多層配線の製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、多層配線の製造方法に関する。

（ロ）従来の技術 従来の多層配線の製造方法は、第４図（ａ）に示すよう
にシリコン基板１１上に、下層のＡｌ合金配線層１２、
絶縁膜（酸化シリコン）１３及びレジスト膜１４を順に
積層し、第４図（ｂ）に示すようにレノスト膜１４をマ
スクとして反応性イオンエツチング法（ＲＩ　Ｅ）によ
って絶縁膜１３をエツチングして微細なビア・ホールを
形成する。このビア・ホール内には、エツチングガス（
ＣＦ３”、Ｆ−１Ｈ°等の混合物）とＡｌ合金との反応
によって発生する堆積物１５が付着する。次に第４図（
ｃ）に示すようにレジスト膜１４を除去し、この後第４
図（ｄ）に示すように上層のＡｌ合金配線層１６を形成
して行われている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 従来の多層配線の製造方法は、次の問題を有している。

■下層のＡｌ合金配線層上の酸化ンリコン膜をＲｒＥに
よりビア・ホールを形成するパターニングをした際、エ
ツチングガスとＡｌ合金との化学反応によりビア・ホー
ルにデボ膜（堆積物の付着）が生じ、下層と上層のＡｌ
合金配線層のコンタクト部がこの堆積物の影響で断線す
る。

■下層のＡｌ合金にダメージ（変質部）が入り電気特性
を低下させる。

この発明は、上記問題を解決するためになされたしので
あって、多層配線のコンタクト用ビア・ホールの反応性
イオンエツチングによる不要な堆積物及び下層のＡｔ又
はＡｌ合金配線の変質部を除去することができ、上層と
下層のＡｌ又はＡｌ合金配線のコンタクト部の断線かな
く、電気特性の低下のない多層配線の製造方法を提供し
ようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明によれば、半導体基板における下層のＡｌ又は
Ａｌ合金配線上に、層間絶縁膜を彼覆し、その層間絶縁
膜上にレジストパターンを介して反応性イオンエツチン
グ法てビア・ポールを形成し、次いでビア・ホール内に
残存する上記エッチツク法で生成した堆積物を、アルカ
リ溶液で処理することによって除去することからなる多
層配線の製造方法が提供されろ。

この発明においては、表面に下層のＡｌ又はＡｌ合金配
線が形成された基板上に、層間絶縁膜を被覆し、この上
に所定のレノストパターンを形成する。

上記下層のＡｌ又はＡｌ合金配線層は、多層配線の下層
を構成するためのらのであって、例えばンリコン基板上
にスパッタ法等によって、例えばＡｌ５Ａｌ−９ｉ、Ａ
ｌ　−８１−Ｃｕ、　Ａｌ　−３ｉ−Ｔｉ等の膜を積層
し、所定のパターンにして形成することができる。上記
層間絶縁膜は、下層のＡｌ又はＡｌ合金配線とこの上方
に構成される上層配線の間に介在して絶縁層を構成する
ための一３＝ ものであって、下層のＡｌ又はＡｌ合金配線上に、例え
ばＣＶＤｔ等によって酸化ノリコン、窒化ノリコン等の
絶縁物を積層して形成することができる。上記レノスト
パターンは、層間絶縁膜のビア・ホールの形成を意図す
る領域以外の領域を反応性イオンエツチングに対してマ
スクするためのらのであって、層間絶縁膜上に、公知の
方法によって形成することができる。

この発明においては、上記レノストパターンをマスクと
して層間絶縁膜に、反応性イオノエツチング法によって
微細なコンタクトのビア・ホールを形成する。

上記反応性イオンエツチング法は、多層配線を構成する
下層のＡｌ又はＡｌ合金配線と上層配線とを電気的に接
続するコンタクト形成用のビア・ホールを層間絶縁膜に
形成するためのちのであって、ビア・ホールの底部に層
間絶縁膜が残存しなくなるまで層間絶縁膜をエツチング
し下層のＡｌ又はＡｌ合金配線を露出させて行われる。

この下層のＡｔ又はＡｌ合金配線の露出は、下層のＡｌ
又はＡｌ合金配線表面のエツチングを一部共って行われ
る。この下層のＡｌ又はＡｌ合金配線表面のエツチング
は、エツチングガスのイオン化物（Ｆ−等のハロゲン系
イオン）と下層配線を構成するＡｌとが反応したＡｔハ
ロケン化物を生成させビア・ホール内にその堆積物を残
存させると共に下層配線表面にダメージ（変質部）を残
存させる。

この発明においては、レノストパターンを除去するか又
は除去する前にこの基板をアルカリ溶液で処理して、上
記微細なコンタクトのビア・ホール内の堆積物を除去す
る。

上記アルカリ溶液は、微細なコノタクトのビア・ホール
に生成し１こ堆積物を除去するためのらのであって、通
常アルカリと浸液促進性の界面活性剤との混合水溶液を
用いるのか好ましい。アルカリとしては、ＫＯＨ，Ｎ２
ＬＯＨ等が挙げられる。界面活性剤としては、微細なコ
ンタクトの開口部へのアルカリ溶液の含浸を促進しうる
しのがよい。

アルカリ溶液の濃度は、通常０１〜０５規定好ましくは
０．２〜０３規定である。Ａｌ合金とエツチングガスと
の化学反応により生じた堆積物（デポ膜）は、次の式に
示すようにＡｌ化合物と考えられアルカリにより溶解す
る。

ＡｌＸｎ＋３ＹＯＨ→Ａ　ｌ　”＋３０Ｈ−＋　３　Ｘ
−＋　３　Ｙ−（水溶液中ではイオンとして残存する）
アルカリ溶液による基板の処理は、アルカリ溶液の濃度
によって処理時間を適宜選択することができるが、例゛
えば０．２〜０．３規定のアルカリ溶液を用いた場合は
２０〜６０秒間が好ましい。処理時間が６０秒間超では
ビア・ホールの下層のＡｌ又はＡｌ合金配線層に不要な
侵食部を発生させるので好ましくなく、２０秒間未満で
は残存する堆積物を除去することができないので好まし
くない。

この処理は、微細なビア・ホールの堆積物を除去するこ
とができるが更に下層のＡｌ又はＡｌ合金配線のエツチ
ングダメージの変質部を除去するまで行うのが好ましい
。このエツチングダメージは、上記堆積物と同様にエツ
チングガスとＡｌとの反応によって生じると考えられる
。

また、この処理は、レジストパターンを除去する前に行
ってもよいがあらかじめレジストパターンを除去した後
に行うのが好ましい。

この発明においては、必要に応じてレジストパターンを
除去し、この上にＡｌ又はＡｌ合金膜を形成し微細なコ
ンタクトのビア・ホールで下層のＡｌ又はＡｌ合金配線
と接続された上層の配線を形成して、多層配線を作製す
る。

（ホ）作用 一アルカリ溶液が、反応性イオンエツチングによってビ
ア・ホール内に付着したＡｌハロゲン化物の堆積物及び
下層のＡｌ合金配線を溶解して除去する。

（へ）実施例 この発明の実施例を図面を用いて説明する。

実施例１ 第１図（ａ）に示すように、シリコン基板ｌ上に下層の
Ａｌ合金配線２を形成し、この上に酸化シリコン膜３を
積層し、更にこの上に多層配線の上層の配線と下層のＡ
ｌ合金配線とを電気的に接続するビア・ホールの形成を
意図する領域以外の酸化シリコン膜３をマスクするレジ
ストパターン４を形成する。

次に、第１図（ｂ）に示すように、エツチング用ガスと
してＣＦ４とＨ６の混合ガスを用いた反応性イオンエツ
チング法によってレジストパターン４をマスクとして酸
化シリコン膜３をエツチングしてビア・ホールを開口し
下層のＡｌ合金配線層２のビア・ホール内の表面を露出
させる。このとき、下層のＡｌ合金配線層２の表面が一
部エッチングされＡｔとエツチングガスとの反応物と考
えられる堆積物５がビア・ホール内に付着する。

次に、第１図（ｃ）に示すように、レジストパターン４
を除去する。

次に、第１図（ｄ）に示すようにこの基板を０．２５規
定のＮａＯＨ水溶液中で４０秒間処理して堆積物５を除
去する。

次に、第１図（ｅ）に示すように、この基板の上にＡｌ
合金膜を積層して上層のＡｌ合金配線層６を形成しビア
・ホールにおいて下層と上層のＡｌ合金配線層のコンタ
クトを形成し、多層配線を製造する。

得られた多層配線は、コンタクト部の断線がなく電気特
性の低下がなく信頼性の高いしのであった。

実施例２ 実施例１においてレジストパターン４を除去した後に基
板をＮａＯＨ水溶液中で処理する代わりに、第２図（ａ
）〜（ｅ）に示すようにレジストパターン４を除去する
前にＮａＯＨ水溶液で処理し処理後にレジスト膜４を除
去し、この他は実施例１と同様にして多層配線を製造す
る。

ビア・ホール内に若干堆積物が残留したが、得られた多
層配線は断線がなく電気特性ら良好であった。

実施例３ 実施例１において、ＮａＯＨ水溶液の濃度を０．２５規
定とする代わりに０３規定とし、処理時間を４０秒間と
する代わりに３０秒間とし、この他は実施例１と同様に
して多層配線を製造する。

第１のＡｌ合金配線層のビア・ホール底部は、第３図（
ａ）及び（ｂ）に示すように上記Ｎａ０Ｆ［水溶液の処
理によって反応性イオンエツチングによる表面のダメー
ジ（変質）部７が除去されウェットエツチング部８を生
じたが、得られた多層配線は特に信頼性の高いものであ
った。

（ト）発明の効果 この発明？こよれば、多層配線のコンタクト用ビア・ホ
ールの反応性イオンエツチングによる不溶な堆積物を除
去することができ、下層と上層のＡｌ合金配線のコンタ
クト部の断線がなく、電気特性の低下のない多層配線の
製造方法を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、この発明の実施例で作製した多層配
線の製造工程の説明図、第４図は従来の多層配線の製造
工程説明図である。 ｌ・・・・・ンリコン基板、 ３・・・酸化ンソコン膜、 ４・・・レジストパターン、５・・・・・堆積物、６・
・・・・上層のＡｌ合金配線層、 ７　・・ダメージ部、 ８・　・ウェットエツチング部。 代理人　　弁理士　　野　河　信太部 ２・・・・・下層のＡｌ合金配線層、 −１１＝ 笹　１Ｐ （ａ） 荀 笛　２ （ａ） （Ｃ） （ｄ） （ｅ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板における下層のＡｌ又はＡｌ合金配線上
   に、層間絶縁膜を被覆し、その層間絶縁膜上にレジスト
   パターンを介して反応性イオンエッチング法でビア・ホ
   ールを形成し、次いでビア・ホール内に残存する上記エ
   ッチング法で生成した堆積物を、アルカリ溶液で処理す
   ることによって除去することからなる多層配線の製造方
   法。 ２、アルカリ溶液が、界面活性剤を含有する請求項１記
   載の製造方法。 ３、アルカリ溶液での処理が、０．２〜０．３規定のア
   ルカリ溶液で２０〜６０秒間行われる請求項１記載の製
   造方法。 ４、アルカリ溶液での処理が、あらかじめレジストパタ
   ーンを除去した後に行われることからなる請求項１記載
   の製造方法。 ５、アルカリ溶液での処理が、ビア・ホールの堆積物を
   除去すると共に更に下層のＡｌ又はＡｌ合金配線のエッ
   チングダメージによる変質部を除去するまで行われる請
   求項４記載の製造方法。