JPH05102098A - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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- JPH05102098A JPH05102098A JP29049391A JP29049391A JPH05102098A JP H05102098 A JPH05102098 A JP H05102098A JP 29049391 A JP29049391 A JP 29049391A JP 29049391 A JP29049391 A JP 29049391A JP H05102098 A JPH05102098 A JP H05102098A
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- Japan
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- organic polymer
- resist mask
- layer
- etching
- wafer
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ系材料層のアフターコロージョンを防止
するための有機ポリマー層のパッシベーション性を向上
させる。 【構成】 バリヤメタル４，Ａｌ−１％Ｓｉ層５，反射
防止膜６からなるＡｌ系多層膜７を、通常の塩素系ガス
を用い、レジスト・マスク８を介してエッチングする。
続いて、ＣＨＦ3 ／ＣＯ（一酸化炭素）混合ガスを用い
てプラズマ処理を行い、ウェハの全面を有機ポリマー層
９で被覆する。ポリマー形成用のガスにＣＯを添加する
ことにより、有機ポリマー分子中にカルボニル基が導入
され、化学的，物理的安定性が向上する他、重合も促進
され、安定したパッシベーション性が発揮される。有機
ポリマー層９を形成する前にレジスト・マスク８を除去
しておけば、一層効果的である。
するための有機ポリマー層のパッシベーション性を向上
させる。 【構成】 バリヤメタル４，Ａｌ−１％Ｓｉ層５，反射
防止膜６からなるＡｌ系多層膜７を、通常の塩素系ガス
を用い、レジスト・マスク８を介してエッチングする。
続いて、ＣＨＦ3 ／ＣＯ（一酸化炭素）混合ガスを用い
てプラズマ処理を行い、ウェハの全面を有機ポリマー層
９で被覆する。ポリマー形成用のガスにＣＯを添加する
ことにより、有機ポリマー分子中にカルボニル基が導入
され、化学的，物理的安定性が向上する他、重合も促進
され、安定したパッシベーション性が発揮される。有機
ポリマー層９を形成する前にレジスト・マスク８を除去
しておけば、一層効果的である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造等に適
用される配線形成方法に関し、特にアルミニウム（Ａ
ｌ）系材料層のエッチングに際してアフターコロージョ
ンを抑制する方法に関する。
用される配線形成方法に関し、特にアルミニウム（Ａ
ｌ）系材料層のエッチングに際してアフターコロージョ
ンを抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の電極配線材料としては、ア
ルミニウム（Ａｌ）、あるいはこれに１〜２％のシリコ
ン（Ｓｉ）を添加したＡｌ−Ｓｉ合金、さらにストレス
・マイグレーション対策として０．５〜１％の銅（Ｃ
ｕ）を添加したＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金等のＡｌ系材料が
広く使用されている。
ルミニウム（Ａｌ）、あるいはこれに１〜２％のシリコ
ン（Ｓｉ）を添加したＡｌ−Ｓｉ合金、さらにストレス
・マイグレーション対策として０．５〜１％の銅（Ｃ
ｕ）を添加したＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金等のＡｌ系材料が
広く使用されている。
【０００３】ところで、Ａｌ系材料層の加工において
は、従来からドライエッチング後に発生する腐食、すな
わちアフターコロージョンが問題となっている。アフタ
ーコロージョンの発生メカニズムについては、たとえば
月刊セミコンダクターワールド１９８９年４月号ｐ．１
０１〜１０６（プレスジャーナル社刊）に詳述されてい
るが、要約すれば以下のとおりである。
は、従来からドライエッチング後に発生する腐食、すな
わちアフターコロージョンが問題となっている。アフタ
ーコロージョンの発生メカニズムについては、たとえば
月刊セミコンダクターワールド１９８９年４月号ｐ．１
０１〜１０６（プレスジャーナル社刊）に詳述されてい
るが、要約すれば以下のとおりである。
【０００４】Ａｌ系材料層のドライエッチングは、一般
に塩素系ガスを用いて行われている。たとえば、特公昭
５９−２２３７４公報に開示されるＢＣｌ3／Ｃｌ2 混
合ガスはその代表例である。この結果、エッチング後の
パターン近傍には反応生成物であるＡｌＣｌx やエッチ
ング・ガスの分解生成物等が必然的に残留する。これら
は、ウェハの表面に吸着するのみならず、レジスト・マ
スクの内部にも吸蔵される。これら塩素系の反応生成物
やエッチング・ガスの分解生成物が空気中の水分を吸収
して電解質の液滴を形成すると、この液滴中にＡｌが溶
出して腐食が発生するわけである。さらに、レジスト・
マスクと塩素系活性種との反応により形成されるＣＣｌ
x 系ポリマーは側壁保護膜として異方性の確保に重要な
役割を果たしているが、このＣＣｌx 系ポリマー中のＣ
ｌも有害な残留塩素となってしまう。
に塩素系ガスを用いて行われている。たとえば、特公昭
５９−２２３７４公報に開示されるＢＣｌ3／Ｃｌ2 混
合ガスはその代表例である。この結果、エッチング後の
パターン近傍には反応生成物であるＡｌＣｌx やエッチ
ング・ガスの分解生成物等が必然的に残留する。これら
は、ウェハの表面に吸着するのみならず、レジスト・マ
スクの内部にも吸蔵される。これら塩素系の反応生成物
やエッチング・ガスの分解生成物が空気中の水分を吸収
して電解質の液滴を形成すると、この液滴中にＡｌが溶
出して腐食が発生するわけである。さらに、レジスト・
マスクと塩素系活性種との反応により形成されるＣＣｌ
x 系ポリマーは側壁保護膜として異方性の確保に重要な
役割を果たしているが、このＣＣｌx 系ポリマー中のＣ
ｌも有害な残留塩素となってしまう。
【０００５】上記アフターコロージョンは、Ａｌ系配線
材料にＣｕが添加されるようになって以来、一層深刻化
している。それは、エッチング反応生成物であるＣｕＣ
ｌがその低い蒸気圧のためにエッチング後もパターン近
傍に残留し、ここに水分が供給されるとＣｌ- を電解質
とし、ＡｌとＣｕとを両極とする局部電池が形成されて
しまうからである。
材料にＣｕが添加されるようになって以来、一層深刻化
している。それは、エッチング反応生成物であるＣｕＣ
ｌがその低い蒸気圧のためにエッチング後もパターン近
傍に残留し、ここに水分が供給されるとＣｌ- を電解質
とし、ＡｌとＣｕとを両極とする局部電池が形成されて
しまうからである。
【０００６】また、近年のようなデザイン・ルールの微
細化に伴ってＡｌ系材料層が単独で配線材料層として使
用されることが少なくなっていることも、アフターコロ
ージョン防止の観点からは不利な要因である。たとえ
ば、Ａｌ系材料層とシリコン基板との間には、両者の合
金化反応やシリコンの析出を防止するためにバリヤメタ
ルを設けることが一般化している。また、Ａｌ系材料層
の表面には、フォトリソグラフィの精度を向上させるた
めに、アモルファス・シリコンやＴｉＯＮ等からなる反
射防止膜が積層されるようになっている。これらの場合
には、エッチング断面に異種材料層が接触した状態で露
出するため、大気中で液滴が形成されるとやはり局部電
池効果によりＡｌの溶出が促進される。また、異種材料
層の界面のミクロな間隙も、塩素や塩素化合物が残留す
る場を提供してしまう。
細化に伴ってＡｌ系材料層が単独で配線材料層として使
用されることが少なくなっていることも、アフターコロ
ージョン防止の観点からは不利な要因である。たとえ
ば、Ａｌ系材料層とシリコン基板との間には、両者の合
金化反応やシリコンの析出を防止するためにバリヤメタ
ルを設けることが一般化している。また、Ａｌ系材料層
の表面には、フォトリソグラフィの精度を向上させるた
めに、アモルファス・シリコンやＴｉＯＮ等からなる反
射防止膜が積層されるようになっている。これらの場合
には、エッチング断面に異種材料層が接触した状態で露
出するため、大気中で液滴が形成されるとやはり局部電
池効果によりＡｌの溶出が促進される。また、異種材料
層の界面のミクロな間隙も、塩素や塩素化合物が残留す
る場を提供してしまう。
【０００７】上述のアフターコロージョンの発生メカニ
ズムは、程度の差こそあれ、残留臭素についてもほぼ同
様である。そこで、本明細書中では特に断らない限り、
フッ素を除外し、塩素と臭素とを特にハロゲンと総称す
ることとする。
ズムは、程度の差こそあれ、残留臭素についてもほぼ同
様である。そこで、本明細書中では特に断らない限り、
フッ素を除外し、塩素と臭素とを特にハロゲンと総称す
ることとする。
【０００８】アフターコロージョンを防止するための対
策としては、（ａ）ＣＦ4 やＣＨＦ3 等のフルオロカー
ボン系ガスを用いるプラズマ・クリーニング、（ｂ）酸
素プラズマ・アッシングによるレジスト・マスクと側壁
保護膜の除去、（ｃ）ＮＨ3 ガスによるプラズマ・クリ
ーニングとウェハ水洗との組み合わせ、等が知られてい
る。これらの対策は、いずれも残留ハロゲンの除去を目
的とするものである。すなわち、塩素や臭素をフッ素に
置換して反応生成物の蒸気圧を高めるか、残留ハロゲン
を多く含むレジスト・マスクや側壁保護膜をアッシング
により除去してしまうか、ハロゲン化合物をハロゲン化
アンモニウムのような不活性な化合物に変換するか、あ
るいはこれらと同時に耐蝕性の高いＡｌＦ3 やＡｌ2 Ｏ
3 の被膜をＡｌ系材料層の表面に形成することにより、
アフターコロージョンを抑制するものである。しかし、
いずれも決定的な効果を上げるには至っていない。
策としては、（ａ）ＣＦ4 やＣＨＦ3 等のフルオロカー
ボン系ガスを用いるプラズマ・クリーニング、（ｂ）酸
素プラズマ・アッシングによるレジスト・マスクと側壁
保護膜の除去、（ｃ）ＮＨ3 ガスによるプラズマ・クリ
ーニングとウェハ水洗との組み合わせ、等が知られてい
る。これらの対策は、いずれも残留ハロゲンの除去を目
的とするものである。すなわち、塩素や臭素をフッ素に
置換して反応生成物の蒸気圧を高めるか、残留ハロゲン
を多く含むレジスト・マスクや側壁保護膜をアッシング
により除去してしまうか、ハロゲン化合物をハロゲン化
アンモニウムのような不活性な化合物に変換するか、あ
るいはこれらと同時に耐蝕性の高いＡｌＦ3 やＡｌ2 Ｏ
3 の被膜をＡｌ系材料層の表面に形成することにより、
アフターコロージョンを抑制するものである。しかし、
いずれも決定的な効果を上げるには至っていない。
【０００９】一方、上述のような残留ハロゲンの除去と
は発想を異とし、Ａｌ系材料層のパターニング後にフル
オロカーボン系ガスを用いてウェハ表面をＣＦx 系ポリ
マーで被覆する、いわゆるポリマー・パッシベーション
も、たとえば特開昭５８−１３８０３２号公報等におい
て検討されている。この技術によれば、フルオロカーボ
ン系ガスから生成するＦがウェハ上の残留ハロゲンを置
換し、また撥水性のＣＦx 系ポリマーがＡｌ系材料層へ
の水分の到達を防止するために、次工程までの待機可能
時間を延長することができる。
は発想を異とし、Ａｌ系材料層のパターニング後にフル
オロカーボン系ガスを用いてウェハ表面をＣＦx 系ポリ
マーで被覆する、いわゆるポリマー・パッシベーション
も、たとえば特開昭５８−１３８０３２号公報等におい
て検討されている。この技術によれば、フルオロカーボ
ン系ガスから生成するＦがウェハ上の残留ハロゲンを置
換し、また撥水性のＣＦx 系ポリマーがＡｌ系材料層へ
の水分の到達を防止するために、次工程までの待機可能
時間を延長することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、残留ハ
ロゲンの除去を目的とする上述の各対策をもってして
も、未だアフターコロージョンを効果的に抑制するには
至らないのが実情である。この中で、ＣＦx 系ポリマー
の形成は比較的有望な技術と考えられ、特にレジスト・
アッシングと併用して最適化された条件で実施されれ
ば、有効な対策を提供し得る。ところが、ＣＦx ポリマ
ーの化学的，物理的状態によっては水分の遮断が十分に
行われない場合があることが明らかとなってきた。
ロゲンの除去を目的とする上述の各対策をもってして
も、未だアフターコロージョンを効果的に抑制するには
至らないのが実情である。この中で、ＣＦx 系ポリマー
の形成は比較的有望な技術と考えられ、特にレジスト・
アッシングと併用して最適化された条件で実施されれ
ば、有効な対策を提供し得る。ところが、ＣＦx ポリマ
ーの化学的，物理的状態によっては水分の遮断が十分に
行われない場合があることが明らかとなってきた。
【００１１】そこで本発明は、安定したパッシベーショ
ン性を発揮するＣＦx 系ポリマーを形成することにより
Ａｌ系材料層のアフターコロージョンを防止可能とする
配線形成方法を提供することを目的とする。
ン性を発揮するＣＦx 系ポリマーを形成することにより
Ａｌ系材料層のアフターコロージョンを防止可能とする
配線形成方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的に鑑
みて提案されるものである。すなわち、本願の第１の発
明にかかる配線形成方法は、基板上のＡｌ系材料層をレ
ジスト・マスクを介してエッチングすることによりＡｌ
系材料パターンを形成する工程と、フルオロカーボン系
化合物と一酸化炭素とを含む混合ガスを用いてプラズマ
処理を行うことにより基体の全面を有機ポリマー層で被
覆する工程とを有することを特徴とする。
みて提案されるものである。すなわち、本願の第１の発
明にかかる配線形成方法は、基板上のＡｌ系材料層をレ
ジスト・マスクを介してエッチングすることによりＡｌ
系材料パターンを形成する工程と、フルオロカーボン系
化合物と一酸化炭素とを含む混合ガスを用いてプラズマ
処理を行うことにより基体の全面を有機ポリマー層で被
覆する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】本願の第２の発明にかかる配線形成方法
は、基板上のＡｌ系材料層をレジスト・マスクを介して
エッチングすることによりＡｌ系材料パターンを形成す
る工程と、前記レジスト・マスクを除去する工程と、フ
ルオロカーボン系化合物と一酸化炭素とを含む混合ガス
を用いてプラズマ処理を行うことにより基体の全面を有
機ポリマー層で被覆する工程とを有することを特徴とす
る。
は、基板上のＡｌ系材料層をレジスト・マスクを介して
エッチングすることによりＡｌ系材料パターンを形成す
る工程と、前記レジスト・マスクを除去する工程と、フ
ルオロカーボン系化合物と一酸化炭素とを含む混合ガス
を用いてプラズマ処理を行うことにより基体の全面を有
機ポリマー層で被覆する工程とを有することを特徴とす
る。
【００１４】
【作用】本発明のポイントは、有機ポリマー層を形成す
る際に、従来公知のフルオロカーボン系化合物に加えて
一酸化炭素（ＣＯ）を添加してなる混合ガスを用いる点
にある。上記混合ガスがプラズマ放電条件下で生成する
有機ポリマーには、−ＣＦ2 −の繰り返し構造の他にカ
ルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）が含まれており、従来のＣＦx
系ポリマーに比べて優れた化学的，物理的安定性を示す
ことが、近年の研究で明らかとなっている。また、炭素
−酸素不飽和結合に起因する高い反応性が合成化学分野
で広く利用されていることから考えて、ＣＯ自身が有機
ポリマーの重合反応を促進している可能性もある。つま
り、従来のＣＦx 系ポリマーの改質および／または重合
度の向上により、本発明で形成される有機ポリマー層は
優れたパッシベーション性を示す。
る際に、従来公知のフルオロカーボン系化合物に加えて
一酸化炭素（ＣＯ）を添加してなる混合ガスを用いる点
にある。上記混合ガスがプラズマ放電条件下で生成する
有機ポリマーには、−ＣＦ2 −の繰り返し構造の他にカ
ルボニル基（＞Ｃ＝Ｏ）が含まれており、従来のＣＦx
系ポリマーに比べて優れた化学的，物理的安定性を示す
ことが、近年の研究で明らかとなっている。また、炭素
−酸素不飽和結合に起因する高い反応性が合成化学分野
で広く利用されていることから考えて、ＣＯ自身が有機
ポリマーの重合反応を促進している可能性もある。つま
り、従来のＣＦx 系ポリマーの改質および／または重合
度の向上により、本発明で形成される有機ポリマー層は
優れたパッシベーション性を示す。
【００１５】本願の第１の発明では、Ａｌ系材料層をレ
ジスト・マスクを介してエッチングした後、形成された
Ａｌ系材料パターンをレジスト・マスクと共に上記の有
機ポリマー層で被覆する。これにより、Ａｌ系材料パタ
ーンの側壁面が大気から遮断され、アフターコロージョ
ンが防止される。本願の第２の発明では、レジスト・マ
スクを除去した後に上記有機ポリマー層を形成する。こ
の場合、Ａｌ系材料パターンは残留塩素の供給源と切り
離された状態でパッシベートされるため、アフターコロ
ージョンの防止効果が一層向上する。
ジスト・マスクを介してエッチングした後、形成された
Ａｌ系材料パターンをレジスト・マスクと共に上記の有
機ポリマー層で被覆する。これにより、Ａｌ系材料パタ
ーンの側壁面が大気から遮断され、アフターコロージョ
ンが防止される。本願の第２の発明では、レジスト・マ
スクを除去した後に上記有機ポリマー層を形成する。こ
の場合、Ａｌ系材料パターンは残留塩素の供給源と切り
離された状態でパッシベートされるため、アフターコロ
ージョンの防止効果が一層向上する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００１７】実施例１ 本実施例は、本願の第１の発明を適用し、バリヤメタ
ル，Ａｌ−１％Ｓｉ層，反射防止膜からなるＡｌ系多層
膜をＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いてエッチングした
後、ＣＨＦ3 ／ＣＯ混合ガスを用いてプラズマ処理を行
うことによりウェハ表面を有機ポリマー層でパッシベー
トした例である。このプロセスを、図１を参照しながら
説明する。
ル，Ａｌ−１％Ｓｉ層，反射防止膜からなるＡｌ系多層
膜をＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いてエッチングした
後、ＣＨＦ3 ／ＣＯ混合ガスを用いてプラズマ処理を行
うことによりウェハ表面を有機ポリマー層でパッシベー
トした例である。このプロセスを、図１を参照しながら
説明する。
【００１８】本実施例でエッチング・サンプルとして使
用したウェハは、図１（ａ）に示されるように、ＳｉＯ
2 層間絶縁膜１上に厚さ約０．０３μｍのＴｉ層２と厚
さ約０．０８μｍのＴｉＯＮ層３からなるバリヤメタル
４、厚さ約０．４μｍのＡｌ−１％Ｓｉ層５、厚さ約
０．０３μｍのＴｉＯＮ反射防止膜６が順次積層された
Ａｌ系多層膜７が形成され、さらに該Ａｌ系多層膜７上
に所定の形状にパターニングされた厚さ約１．０μｍの
レジスト・マスク８が形成されてなるものである。ここ
で、上記レジスト・マスク８は、たとえばノボラック系
ポジ型フォトレジスト（東京応化工業社製，商品名ＴＳ
ＭＲ−Ｖ３）とｇ線ステッパを用いて約０．５μｍのパ
ターン幅に形成されている。
用したウェハは、図１（ａ）に示されるように、ＳｉＯ
2 層間絶縁膜１上に厚さ約０．０３μｍのＴｉ層２と厚
さ約０．０８μｍのＴｉＯＮ層３からなるバリヤメタル
４、厚さ約０．４μｍのＡｌ−１％Ｓｉ層５、厚さ約
０．０３μｍのＴｉＯＮ反射防止膜６が順次積層された
Ａｌ系多層膜７が形成され、さらに該Ａｌ系多層膜７上
に所定の形状にパターニングされた厚さ約１．０μｍの
レジスト・マスク８が形成されてなるものである。ここ
で、上記レジスト・マスク８は、たとえばノボラック系
ポジ型フォトレジスト（東京応化工業社製，商品名ＴＳ
ＭＲ−Ｖ３）とｇ線ステッパを用いて約０．５μｍのパ
ターン幅に形成されている。
【００１９】上記ウェハをＲＦバイアス印加型の有磁場
マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例
として下記の条件で上記Ａｌ系多層膜７をエッチングし
た。 ＢＣｌ3 流量 ６０ＳＣＣＭ Ｃｌ2 流量 ９０ＳＣＣＭ ガス圧 ２．１Ｐａ（１６ｍＴｏｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ６０Ｗ（２ＭＨｚ） この過程では、Ｃｌ* によるラジカル反応がＢ+ ，ＢＣ
ｌx + ，Ｃｌx + 等のイオンにアシストされる機構でエ
ッチングが進行し、図１（ｂ）に示されるように、異方
性形状を有するＡｌ系配線パターン７ａが形成された。
なお、図中、エッチング後に形成された各材料層のパタ
ーンは、元の番号に添字ａを付けて表してある。
マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例
として下記の条件で上記Ａｌ系多層膜７をエッチングし
た。 ＢＣｌ3 流量 ６０ＳＣＣＭ Ｃｌ2 流量 ９０ＳＣＣＭ ガス圧 ２．１Ｐａ（１６ｍＴｏｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ６０Ｗ（２ＭＨｚ） この過程では、Ｃｌ* によるラジカル反応がＢ+ ，ＢＣ
ｌx + ，Ｃｌx + 等のイオンにアシストされる機構でエ
ッチングが進行し、図１（ｂ）に示されるように、異方
性形状を有するＡｌ系配線パターン７ａが形成された。
なお、図中、エッチング後に形成された各材料層のパタ
ーンは、元の番号に添字ａを付けて表してある。
【００２０】前述の図１（ｂ）に示される状態は、異な
る種類の材料層の断面が互いに接して露出しており、ま
た各材料層の界面にも残留塩素が取り込まれていること
から、このまま大気中に放置すると極めてアフターコロ
ージョンが発生し易い状態である。そこで、ポリマー・
パッシベーションを行うため、一例として下記の条件で
プラズマ処理を行った。
る種類の材料層の断面が互いに接して露出しており、ま
た各材料層の界面にも残留塩素が取り込まれていること
から、このまま大気中に放置すると極めてアフターコロ
ージョンが発生し易い状態である。そこで、ポリマー・
パッシベーションを行うため、一例として下記の条件で
プラズマ処理を行った。
【００２１】 ＣＨＦ3 流量 ４０ＳＣＣＭ ＣＯ流量 １１０ＳＣＣＭ ガス圧 ２．１Ｐａ（１６ｍＴｏｒｒ） マイクロ波パワー ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス・パワー ６０Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 −３０℃ ここで、ウェハの冷却は、エッチング装置のウェハ載置
電極に内蔵された冷却配管に、装置外部に設置されるチ
ラーからエタノール冷媒を供給することにより行った。
このプラズマ処理の過程では、分子構造中に＞Ｃ＝Ｏ基
を含み、重合度の高い有機ポリマーがウェハの全面に堆
積し、図１（ｃ）に示されるように有機ポリマー層９が
形成された。
電極に内蔵された冷却配管に、装置外部に設置されるチ
ラーからエタノール冷媒を供給することにより行った。
このプラズマ処理の過程では、分子構造中に＞Ｃ＝Ｏ基
を含み、重合度の高い有機ポリマーがウェハの全面に堆
積し、図１（ｃ）に示されるように有機ポリマー層９が
形成された。
【００２２】この状態のウェハを試験的に大気中に放置
したが、アフターコロージョンの発生は４８時間後でも
認められなかった。
したが、アフターコロージョンの発生は４８時間後でも
認められなかった。
【００２３】上記有機ポリマー層９は、層間絶縁膜の形
成等を行う次工程の実施直前に通常のＯ2 プラズマ・ア
ッシングを行えば、図１（ｄ）に示されるように、レジ
スト・マスク８と共に容易に除去することができる。
成等を行う次工程の実施直前に通常のＯ2 プラズマ・ア
ッシングを行えば、図１（ｄ）に示されるように、レジ
スト・マスク８と共に容易に除去することができる。
【００２４】なお本実施例では、Ａｌ系多層膜７のエッ
チング工程では特にウェハ冷却を行っておらず、有機ポ
リマー層の形成工程ではウェハを−３０℃に冷却してい
る。このように、ウェハ温度の異なる工程を連続して実
施する場合、ウェハ載置電極の温度設定が異なる２つの
エッチング・チャンバを高真空下に接続してなるマルチ
・チャンバ型の装置を利用すると、スループットを向上
させる観点から有利である。
チング工程では特にウェハ冷却を行っておらず、有機ポ
リマー層の形成工程ではウェハを−３０℃に冷却してい
る。このように、ウェハ温度の異なる工程を連続して実
施する場合、ウェハ載置電極の温度設定が異なる２つの
エッチング・チャンバを高真空下に接続してなるマルチ
・チャンバ型の装置を利用すると、スループットを向上
させる観点から有利である。
【００２５】実施例２ 本実施例は、本願の第２の発明を適用し、実施例１と同
様のＡｌ系多層膜をＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いて
エッチングした後、Ｏ2 ／Ｎ2 混合ガスを用いてレジス
ト・マスクを除去し、さらにＣＨＦ3 ／ＣＯ混合ガスを
用いてプラズマ処理を行うことによりウェハ表面を有機
ポリマー層でパッシベートした例である。このプロセス
を、図２を参照しながら説明する。なお、図２の符号は
前出の図１と共通である。
様のＡｌ系多層膜をＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 混合ガスを用いて
エッチングした後、Ｏ2 ／Ｎ2 混合ガスを用いてレジス
ト・マスクを除去し、さらにＣＨＦ3 ／ＣＯ混合ガスを
用いてプラズマ処理を行うことによりウェハ表面を有機
ポリマー層でパッシベートした例である。このプロセス
を、図２を参照しながら説明する。なお、図２の符号は
前出の図１と共通である。
【００２６】本実施例でエッチング・サンプルとして使
用したウェハは、前出の図１（ａ）に示されるものと同
じである。このウェハをマグネトロンＲＩＥ装置にセッ
トし、一例として下記の条件でＡｌ系多層膜７をエッチ
ングした。 ＢＣｌ3 流量 ６０ＳＣＣＭ Ｃｌ2 流量 ９０ＳＣＣＭ ガス圧 ４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ） ＲＦパワー密度 ３．１Ｗ／ｃｍ2 （２ＭＨｚ） 磁場強度 １５０Ｇａｕｓｓ このエッチングにより、図２（ａ）に示されるように異
方性形状を有するＡｌ系配線パターン７ａが形成され
た。この状態は、前出の図１（ｂ）と同じである。
用したウェハは、前出の図１（ａ）に示されるものと同
じである。このウェハをマグネトロンＲＩＥ装置にセッ
トし、一例として下記の条件でＡｌ系多層膜７をエッチ
ングした。 ＢＣｌ3 流量 ６０ＳＣＣＭ Ｃｌ2 流量 ９０ＳＣＣＭ ガス圧 ４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ） ＲＦパワー密度 ３．１Ｗ／ｃｍ2 （２ＭＨｚ） 磁場強度 １５０Ｇａｕｓｓ このエッチングにより、図２（ａ）に示されるように異
方性形状を有するＡｌ系配線パターン７ａが形成され
た。この状態は、前出の図１（ｂ）と同じである。
【００２７】次に、上記ウェハを上記マグネトロンＲＩ
Ｅ装置に付属のマイクロ波ダウンストリーム型アッシン
グ装置に高真空下で搬送し、一例として下記の条件でレ
ジスト・マスク８を除去した。 Ｏ2 流量 ２０００ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ５０ＳＣＣＭ ガス圧 ４０Ｐａ（３００ｍＴｏｒｒ） マイクロ波パワー １ｋＷ（２．５４ＧＨｚ） ウェハ温度 ２００℃ この結果、ウェハ上には図２（ｂ）に示されるように、
Ａｌ系配線パターン７ａのみが残された状態となった。
この状態は、図２（ａ）に示される状態と比べれば、残
留塩素の吸蔵場所であるレジスト・マスク８が除去され
ている分だけアフターコロージョンの抑制には有利であ
る。しかし、依然として異種材料層の断面が接触した状
態で露出しており、各材料層の界面にも塩素が残留して
いるため、アフターコロージョンの懸念はまだ残る。
Ｅ装置に付属のマイクロ波ダウンストリーム型アッシン
グ装置に高真空下で搬送し、一例として下記の条件でレ
ジスト・マスク８を除去した。 Ｏ2 流量 ２０００ＳＣＣＭ Ｎ2 流量 ５０ＳＣＣＭ ガス圧 ４０Ｐａ（３００ｍＴｏｒｒ） マイクロ波パワー １ｋＷ（２．５４ＧＨｚ） ウェハ温度 ２００℃ この結果、ウェハ上には図２（ｂ）に示されるように、
Ａｌ系配線パターン７ａのみが残された状態となった。
この状態は、図２（ａ）に示される状態と比べれば、残
留塩素の吸蔵場所であるレジスト・マスク８が除去され
ている分だけアフターコロージョンの抑制には有利であ
る。しかし、依然として異種材料層の断面が接触した状
態で露出しており、各材料層の界面にも塩素が残留して
いるため、アフターコロージョンの懸念はまだ残る。
【００２８】そこで、ポリマー・パッシベーションを行
うため、ウェハをマグネトロンＲＩＥ装置のエッチング
・チャンバに戻し、一例として下記の条件でプラズマ処
理を行った。 ＣＨ2 Ｆ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ＣＯ流量 １２０ＳＣＣＭ ガス圧 ４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ） ＲＦパワー密度 １．２Ｗ（２ＭＨｚ） 磁場強度 １５０Ｇａｕｓｓ ウェハ温度 −３０℃ このプラズマ処理により、図２（ｃ）に示されるよう
に、ウェハの全面は有機ポリマー層９で被覆された。
うため、ウェハをマグネトロンＲＩＥ装置のエッチング
・チャンバに戻し、一例として下記の条件でプラズマ処
理を行った。 ＣＨ2 Ｆ2 流量 ３０ＳＣＣＭ ＣＯ流量 １２０ＳＣＣＭ ガス圧 ４．０Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ） ＲＦパワー密度 １．２Ｗ（２ＭＨｚ） 磁場強度 １５０Ｇａｕｓｓ ウェハ温度 −３０℃ このプラズマ処理により、図２（ｃ）に示されるよう
に、ウェハの全面は有機ポリマー層９で被覆された。
【００２９】この状態のウェハを試験的に大気中に放置
したが、アフターコロージョンの発生は７２時間後でも
認められなかった。上記有機ポリマー層９は、層間絶縁
膜の形成等を行う次工程の実施直前に通常のＯ2 プラズ
マ・アッシングを行えば、図２（ｄ）に示されるように
容易に除去することができる。
したが、アフターコロージョンの発生は７２時間後でも
認められなかった。上記有機ポリマー層９は、層間絶縁
膜の形成等を行う次工程の実施直前に通常のＯ2 プラズ
マ・アッシングを行えば、図２（ｄ）に示されるように
容易に除去することができる。
【００３０】以上、本発明を２つの実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではなく、たとえばＡｌ系材料層のエッチングに使
用するエッチング・ガスや、有機ポリマー層を形成する
ための混合ガスには、冷却効果，スパッタリング効果，
希釈効果等を期待する意味でＨｅ，Ａｒ等の希ガスが適
宜添加されていても良い。Ａｌ系材料層の構成、エッチ
ング装置、エッチング条件等も適宜変更可能である。
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではなく、たとえばＡｌ系材料層のエッチングに使
用するエッチング・ガスや、有機ポリマー層を形成する
ための混合ガスには、冷却効果，スパッタリング効果，
希釈効果等を期待する意味でＨｅ，Ａｒ等の希ガスが適
宜添加されていても良い。Ａｌ系材料層の構成、エッチ
ング装置、エッチング条件等も適宜変更可能である。
【００３１】さらに、本発明の有機ポリマー層の形成
を、従来公知のフッ素置換や水洗等のアフターコロージ
ョン防止対策と適宜組み合わせ、一層優れた効果を上げ
ることも可能である。
を、従来公知のフッ素置換や水洗等のアフターコロージ
ョン防止対策と適宜組み合わせ、一層優れた効果を上げ
ることも可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明ではＡｌ系材料層のエッチング後のパッシべーション
に、従来のＣＦx 系ポリマーよりも化学的，物理的安定
性に優れた有機ポリマー層を使用する。したがって、パ
ッシベーション性が改善され、アフターコロージョンを
発生しない信頼性の高いＡｌ系配線を形成することが可
能となる。また、Ａｌ系材料層のエッチング後、次工程
までの待機可能時間を従来より延長できるので、生産現
場における工程管理の融通性を高めることができる。
明ではＡｌ系材料層のエッチング後のパッシべーション
に、従来のＣＦx 系ポリマーよりも化学的，物理的安定
性に優れた有機ポリマー層を使用する。したがって、パ
ッシベーション性が改善され、アフターコロージョンを
発生しない信頼性の高いＡｌ系配線を形成することが可
能となる。また、Ａｌ系材料層のエッチング後、次工程
までの待機可能時間を従来より延長できるので、生産現
場における工程管理の融通性を高めることができる。
【００３３】本発明は、微細なデザイン・ルールにもと
づいて設計され、高集積度と高性能を有する半導体装置
の製造に極めて好適である。
づいて設計され、高集積度と高性能を有する半導体装置
の製造に極めて好適である。
【図１】本願の第１の発明を適用したプロセス例をその
工程順にしたがって示す概略断面図であり、（ａ）はＡ
ｌ系多層膜上にレジスト・マスクが形成された状態、
（ｂ）はレジスト・マスクを介したエッチングによりＡ
ｌ系配線パターンが形成された状態、（ｃ）はウェハの
全面が有機ポリマー層で被覆された状態、（ｄ）は次工
程の実施直前に有機ポリマー層とレジスト・マスクが除
去された状態をそれぞれ表す。
工程順にしたがって示す概略断面図であり、（ａ）はＡ
ｌ系多層膜上にレジスト・マスクが形成された状態、
（ｂ）はレジスト・マスクを介したエッチングによりＡ
ｌ系配線パターンが形成された状態、（ｃ）はウェハの
全面が有機ポリマー層で被覆された状態、（ｄ）は次工
程の実施直前に有機ポリマー層とレジスト・マスクが除
去された状態をそれぞれ表す。
【図２】本願の第２の発明を適用したプロセス例をその
工程順にしたがって示す概略断面図であり、（ａ）はレ
ジスト・マスクを介したエッチングによりＡｌ系配線パ
ターンが形成された状態、（ｂ）はレジスト・マスクが
除去された状態、（ｃ）はウェハの全面が有機ポリマー
層で被覆された状態、（ｄ）は次工程の実施直前に有機
ポリマー層が除去された状態をそれぞれ表す。
工程順にしたがって示す概略断面図であり、（ａ）はレ
ジスト・マスクを介したエッチングによりＡｌ系配線パ
ターンが形成された状態、（ｂ）はレジスト・マスクが
除去された状態、（ｃ）はウェハの全面が有機ポリマー
層で被覆された状態、（ｄ）は次工程の実施直前に有機
ポリマー層が除去された状態をそれぞれ表す。
１ ・・・ＳｉＯ2 層間絶縁膜 ２ ・・・Ｔｉ層 ３ ・・・ＴｉＯＮ層 ４ ・・・バリヤメタル ５ ・・・Ａｌ−１％Ｓｉ層 ６ ・・・ＴｉＯＮ反射防止膜 ７ ・・・Ａｌ系多層膜 ７ａ・・・Ａｌ系配線パターン ８ ・・・レジスト・マスク ９ ・・・有機ポリマー層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3205
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上のアルミニウム系材料層をレジス
ト・マスクを介してエッチングすることによりアルミニ
ウム系材料パターンを形成する工程と、 フルオロカーボン系化合物と一酸化炭素とを含む混合ガ
スを用いてプラズマ処理を行うことにより基体の全面を
有機ポリマー層で被覆する工程とを有することを特徴と
する配線形成方法。 - 【請求項２】 基板上のアルミニウム系材料層をレジス
ト・マスクを介してエッチングすることによりアルミニ
ウム系材料パターンを形成する工程と、 前記レジスト・マスクを除去する工程と、 フルオロカーボン系化合物と一酸化炭素とを含む混合ガ
スを用いてプラズマ処理を行うことにより基体の全面を
有機ポリマー層で被覆する工程とを有することを特徴と
する配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29049391A JPH05102098A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29049391A JPH05102098A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 配線形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05102098A true JPH05102098A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17756738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29049391A Withdrawn JPH05102098A (ja) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | 配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05102098A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100230981B1 (ko) * | 1996-05-08 | 1999-11-15 | 김광호 | 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법 |
| KR100450568B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2004-09-30 | 동부전자 주식회사 | 반도체 디바이스의 콘택 홀 제조 방법 |
-
1991
- 1991-10-11 JP JP29049391A patent/JPH05102098A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100230981B1 (ko) * | 1996-05-08 | 1999-11-15 | 김광호 | 반도체장치 제조공정의 플라즈마 식각 방법 |
| KR100450568B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2004-09-30 | 동부전자 주식회사 | 반도체 디바이스의 콘택 홀 제조 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |