JPH05234995A

JPH05234995A - アルミニウム合金配線の形成方法

Info

Publication number: JPH05234995A
Application number: JP3506192A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Noda; 周一野田; Yasushi Igarashi; 泰▲史▼ 五十嵐
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1993-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】アフターコロージョンがなく、長期的信頼性
の高いＡｌ合金配線を形成すること。【構成】この発明によれば、Ａｌ−１％Ｓｉ合金配線
のドライエッチングにおいて、バーニングによりレジス
トパターンの断面形状がほぼ半円状となるようにし、こ
のレジストパターンとＡｌ合金膜とのエッチング速度比
が１：１となりかつ塩素系イオンによるエッチングが主
となるような装置及び条件でエッチングを行なうことに
より、Ａｌ合金膜のエッチングが終了した時点で上層の
レジストパターンはすべて除去され、しかも、形成され
たＡｌ合金配線の断面は、上層にあったレジストパター
ンと同様にほぼ半円状の断面形状を呈する。エッチング
後、フッ素系ガス、酸素または不活性ガスによる放電を
継続して行なうことにより、Ａｌ合金膜の表面がくまな
く入射イオンに曝され、Ａｌ合金膜の表面にあった堆積
膜や塩素系付着物は完全に除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種半導体装置にお
けるアルミニウム（Ａｌ）合金配線の形成方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来用いられている各種半導体装置のＡ
ｌ合金配線のエッチング技術については、例えば文献：
「塚田勉、各種Ａｌ合金膜のエッチング技術、月刊Ｓ
ｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＷｏｒｌｄ１９８９年、
１０月号、１３１〜１３６頁、プレスジャーナル発行」
に記載されている。

【０００３】図５の（Ａ）〜（Ｃ）は、この文献開示の
技術に基づいた従来のエッチング技術を説明するための
工程を概略的に示すものである。まず、下地としてのＳ
ｉ基板１１の表面上に配線としてパターニングされるべ
きＡｌ合金膜を形成し、その上面に設計に応じた任意適
当な形状のレジストパターン１５を形成する（図５の
（Ａ））。通常、半導体装置の配線材料は、現在主に、
Ａｌ−Ｓｉ（シリコン）合金が用いられている。また、
Ａｌ原子のマイグレーションによる断線を防ぎＡｌ合金
配線の信頼性を向上させるため、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チ
タン）、Ｐｄ（パラジウム）などが配線材料に添加され
る場合もある。これらの材料をエッチング加工するた
め、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置によるドラ
イエッチングが用いられる。その際、反応ガスには塩素
（Ｃｌ）系のガスを用い、蒸気圧の高い塩化アルミニウ
ムを低温プラズマ中で形成し、それにより、レジストパ
ターン１５をマスクとしてＡｌ合金膜１３のパターン形
成のためのエッチングを行なう（図５の（Ｂ））。図
中、Ａｌ合金膜パターンを１３ａで示す。また、残存レ
ジストパターンを１５ａで示す。

【０００４】Ａｌ合金のドライエッチングでは、多くの
塩素系反応ガスで容易にエッチングが行なえる。しか
し、Ａｌ合金膜１３の表面に形成されている薄い自然酸
化膜層（図示せず）が化学的に非常に安定であるため
に、還元性のガス、例えばＢＣｌ₃、ＣＣｌ₄またはＳ
ｉＣｌ₄を用いてこの酸化膜層を除去しないと、エッチ
ングは再現性よく進行しない。表面の清浄なＡｌは、未
解離の塩素ガス（Ｃｌ₂）あるいは各種塩素系反応ガス
のプラズマ中での解離により生じた塩素ラジカル（Ｃｌ
・）により、活発かつ自発的にエッチングされる。

【０００５】そのため、Ａｌ合金膜１３は、等方的にエ
ッチングされ、エッチングマスクパターンを忠実に再現
したＡｌ合金膜パターン１３ａを形成することができな
い。このようなパターン寸法の変化を抑制してできるだ
け垂直壁を有するＡｌ合金配線を得るためには、Ａｌ合
金膜パターン１３ａの側壁に保護膜１７を形成し（図５
の（Ｂ））、横方向のエッチングを抑えればよい。通常
の反応性イオンエッチングでは、有機レジストを用いれ
ば、このレジスト材料が基板１１に入射するイオンによ
ってスパッタされ、スパッタされた粒子が自然にパター
ン側壁を覆うために、比較的容易に寸法精度の高いドラ
イエッチングは可能となる。また、レジストのスパッタ
効果を利用しない方法としては、反応ガスに、ＳｉＣｌ
₄、ＣＣｌ₄、ＣＨＣｌ₃などのポリマを生成し易いガ
スを添加する方法などがある。

【０００６】その後、残存しているレジストパターン１
５ａを除去して、図５の（Ｃ）に示すようにＡｌ合金配
線パターン１３ａを得る。

【０００７】上述のように、Ａｌ合金配線の形成のため
には、従来は、塩素系の反応ガスによりドライエッチン
グを行なう。ところが、エッチング後の処理において、
基板１１を大気にさらすと、Ａｌ合金膜の表面に残った
塩素系反応生成物１９（図５の（Ｃ）に示す）が大気中
の湿気と反応してＣｌ^-イオンを生成してしまう。これ
により、Ａｌ合金が腐食されるアフターコロージョンと
いう問題が起こる。これを防止するため、大気中にＡｌ
合金配線形成済みの基板を取り出した後直ちに、純水で
水洗するという方法が多くとられている。これ以外の方
法として、塩素系ガスによるＡｌ合金のドライエッチン
グの後、同一チャンバ（反応室）内でフッ素（Ｆ）系ガ
スによるポストエッチングを行ない、塩素系付着物１９
を置換する方法、またエッチング装置をマルチチャンバ
構成として、エッチング後、後処理専用のチャンバ内で
レジスト剥離、ベーキングを行ない塩素系付着物１９を
除去する方法などがある。

【０００８】更に、Ａｌ合金配線の信頼性を確保しなけ
ればならない。Ａｌ合金配線の信頼性は、エッチング技
術そのものよりも、Ａｌ合金配線の材質、配線形成後に
施される層間絶縁膜や絶縁保護膜の材質、または応力に
よって大きく影響をうける。主として断線によるＡｌ合
金配線の信頼性低下は、大別して、エレクトロマイグレ
ーションおよびストレスマイグレーションの２つのメカ
ニズムによってもたらされる。前者はＡｌ合金細線の中
を流れる電流により、後者はＡｌ合金細線にかかる応力
によってＡｌ原子がマイグレーションを起こし、その結
果、断線に至らしめるものである。このような問題に対
処する方法として、Ａｌに添加物を加えマイグレーショ
ン耐性を向上させたり、絶縁層を低応力化するなどの検
討が加えられ、かなりの効果を得ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｌ合
金配線形成のためのエッチングおよび後処理、また、そ
の後のＡｌ合金配線の長期信頼性確保には、まだ多くの
解決されるべき問題が残されており、これらの諸問題
が、歩留り及び初期不良の大きな要因となっている。

【００１０】第１に、エッチング処理に当たり、高い寸
法精度を得るためポリマーを形成し易い添加ガスを用い
た場合、エッチングマスクパターンやＡｌ合金パターン
の側壁に強固な保護膜が形成されてしまうと、これを簡
単に除去することができなくなり、そのため、エッチン
グの後処理においても、塩素系付着物が残り易くアフタ
ーコロージョンを生じさせる、という問題がある。

【００１１】また、エッチングの後工程において、アフ
ターコロージョンをなくすために種々の処理を行なうた
めの専用チャンバを用意してマルチチャンバ化した場
合、装置全体がますます大型化し、しかも複雑化すると
いう問題が派生する。

【００１２】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従って、この発明の目的は、小型の同一チャ
ンバ内での１サイクル工程で、エッチング、レジスト除
去、塩素系付着物の除去を行なうことによりアフターコ
ロージョンが生じないＡｌ合金配線のエッチングがで
き、かつＡｌ合金パターンを応力が小さくなる形状に形
成でき、それにより、長期的信頼性を向上させることが
できる、半導体装置におけるＡｌ合金配線の形成方法を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明のアルミニウム（Ａｌ）合金配線の形成方
法によれば、（ａ）Ａｌ合金配線を形成することにより
半導体装置を形成するための下地の表面上にＡｌ合金膜
を形成する工程と、（ｂ）前記下地の表面と直交する少
なくとも１つの面内における少なくとも上端部の断面が
実質的に半円形状となっていて、かつ、最大膜厚が前記
Ａｌ合金膜の膜厚と実質的に同一であるレジストパター
ンを前記Ａｌ合金膜上に形成する工程と、（ｃ）該レジ
ストパターンおよび前記Ａｌ合金膜に対するエッチング
速度比が１：１となり、かつ、反応性イオンによるエッ
チング反応が主となる条件で、Ａｌ合金膜配線パターン
を形成するためのドライエッチング工程と、（ｄ）該ド
ライエッチング工程を行なったチャンバ内で、該ドライ
エッチングによって得られた構造体に対し、Ａｌに対し
非反応性のガスを用いたガス放電処理を行なう工程とを
含むことを特徴とする。

【００１４】また、この発明のＡｌ合金配線の形成方法
によれば、前記（ｂ）工程は、（ｂ１）前記Ａｌ合金膜
上にこのＡｌ合金膜の膜厚と実質的に等しい膜厚で予備
レジストパターンを形成する工程と、（ｂ２）該予備レ
ジストパターンの少なくとも前記上端部の断面を半円形
状にするためのベーキング工程とを更に含むことを特徴
とする。

【００１５】この発明の実施に当たり、好ましくは、レ
ジストパターンとして有機レジスト材料を用い、かつ、
パターン形成後のベーキングを、前記有機レジスト材料
のガラス転移点以上の温度で行なうのがよい。

【００１６】また、この発明の実施に当たり、好ましく
は、反応性イオンとして、塩素系ガスを用いるのがよ
い。

【００１７】更に、この発明の実施に当たり、好ましく
は、Ａｌに対し非反応性のガスを、フッ素系ガス、酸素
ガスおよび不活性ガスよりなる群から選択される１種ま
たは複数のガスとするのがよい。

【００１８】なお、ここでいう下地とは、シリコン基板
はもとより、そのほか、この基板にエピタキシャル層を
形成したもの、またこれらに限らず基板やエピタキシャ
ル層に素子が作り込まれている中間体など、アルミニウ
ム合金配線が形成されるべき広く下地を意味している。

【００１９】

【作用】この発明の構成によれば、ドライエッチング装
置内で、例えばシリコンの下地上にＡｌ合金膜を形成
し、更に、このＡｌ合金膜上に、このＡｌ合金膜と同じ
厚さであってかつ上端部の断面の形状がほぼ半円状とな
っているレジストパターンを形成する。次に、レジスト
パターンとＡｌ合金膜とのエッチング速度比が１：１と
なり、かつ反応性イオン例えば塩素系イオンによるエッ
チング反応が主となるような条件でドライエッチングを
行ない、その後、このドライエッチングを行なったチャ
ンバ内でＡｌに対し非反応性のガスを用いた、エッチン
グ後のガス放電を行なう。

【００２０】上述したこの発明の方法によれば、Ａｌ合
金配線形成のためのエッチングの際に同時にレジストパ
ターンも除去されることとなり、従って、従来必要とさ
れていたレジストパターン除去のための専用工程を必要
としない。また、このエッチングの結果、レジストパタ
ーンの半円形断面形状がＡｌ合金配線にも転写されるの
で、その後Ａｌ合金配線上に絶縁膜を形成した場合、Ａ
ｌ合金配線自体にかかる応力も軽減する。

【００２１】また、Ａｌ合金配線形成のためのエッチン
グ処理と、その後のＡｌに対し非反応性のガスを用いた
ガス放電処理とを同一チャンバ内で連続して行なってい
るので、パターニングされたＡｌ合金配線は大気にさら
されることなく、しかも、ガス放電処理によって、Ａｌ
合金表面上の不所望な堆積物や塩素系付着物を確実に除
去できる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明のＡｌ合金
配線の形成方法の実施例を詳細に説明する。

【００２３】なお、説明に用いる各図は、この発明が理
解できる程度に、各構成成分の大きさ、形状および配置
関係を概略的に示してあるにすぎない。また次の説明で
は、特定の材料および特定の数値的条件を挙げて説明す
るが、これらの材料および条件は、単なる好適例にすぎ
ず、従って、この発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００２４】次に、この発明のＡｌ合金配線の形成方法
の実施例について説明する。図１の（Ａ）〜（Ｃ）、お
よび図２（Ａ）〜（Ｂ）は、この実施例のＡｌ合金配線
形成方法の説明に供する工程図である。これら工程図か
らなる各図は、主要工程段階で得られた構造体の断面切
り口を示しており、断面を表わすハッチング等を一部分
省略して示してある。図３は、Ｓｉ基板に形成されたＡ
ｌ合金配線上を絶縁膜で被覆した際、Ａｌ合金断面方向
にかかる剪断応力と、Ａｌ合金配線の角部の曲率半径
（Ｒ）との間の関係を示す説明図である。この図では、
縦軸に任意尺度の剪断応力をとりかつ横軸に曲率半径
（μｍ）をとって示してある。また、図４は、Ａｌ配線
の角部と、その上に形成された絶縁膜との要部を破断し
て示す斜視図である。次の説明は、これらの図を適宜参
照して行なう。

【００２５】まず、この発明では、下地としてシリコン
基板３１を用い、その表面上に設計に応じた任意好適な
膜厚となるようにＡｌ−１％Ｓｉ合金膜３３（以下、単
にＡｌ合金膜と称する。）を成膜し、図１の（Ａ）に示
す構造体を得る。次に、このＡｌ合金膜３３上の所要個
所に個別およびまたは互いに連続したレジストパターン
３７を形成する（図１の（Ｃ））。ここでは、一例とし
てレジストパターン３７細条の、個別のレジストパター
ンとする。これらのレジストパターン３７の、シリコン
基板３１の表面と直交する少なくとも１つの面内におけ
る少なくとも上端部の断面形状を実質的に半円形状とな
るようにし、かつ、その頂点からＡｌ膜３３の上面まで
の長さ、従って、レジストパターンの最大膜厚をＡｌ合
金膜３３の膜厚と実質的に同一となるように形成する。
従って、図示例の断面は、レジストパターン３７の長手
方向と直交する横断面として示してある。

【００２６】このような上端部が半円形状の断面となる
レジストパターンを形成するため、この実施例では、次
に述べる手法を用いている。

【００２７】まず、この実施例の場合、使用するレジス
ト材料は、好ましくは、有機レジスト材料、特にクレゾ
ール−ノボラック系のものとするのがよい。ここではレ
ジスト材料として、例えば東京応化工業製のＴＳＭＲ−
８８００（商品名）を用いる。このレジスト材料からな
る予備レジストパターン３５を、従来普通に用いられて
いるホトリソグラフィ技術を用いて、設計に応じた厚み
および幅で形成する（図１の（Ｂ））。このとき、予備
レジストパターン３５の膜厚をＡｌ合金膜３３の膜厚と
実質的に等しくする。

【００２８】この予備レジストパターン３５の上端面
は、通常は平坦面となっている。このため、この発明で
は、予備レジストパターンの少なくとも上端部を半円形
の断面形状にするためのベーキング処理を行なう。従っ
て、この実施例では、予備レジストパターン３５が形成
された基板３１を、好ましくは、用いたレジストのガラ
ス転移点付近の温度、例えば約２４０℃の温度でベーキ
ングする。それにより、予備レジストパターン３５は流
動化現象を起こす。その際、予備レジストパターン３５
は、ミクロンオーダーの細線であるため、表面張力によ
り少なくとも予備レジストパターンの上端部における断
面が丸みを帯びた半円状の形となって、この発明で必要
な形状を有するレジストパターン３７となる（図１の
（Ｃ））。

【００２９】次に、この半円状の断面を有するレジスト
パターン３７をマスクとして、反応性ガスにより、Ａｌ
合金膜３３のパターニングを行なうためのドライエッチ
ングを行なう。このドライエッチングの条件は、レジス
トパターン３７およびＡｌ合金膜３３に対するエッチン
グ速度比が１：１で、かつ、反応性イオンによるエッチ
ング反応が主となる条件とする。このため、この実施例
では、反応性イオンは、堆積物を形成し易いもの、例え
ば四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ₄）と塩素（Ｃｌ₂）の混合
ガスを用いる。ドライエッチング装置は、例えば低ガス
圧で高密度プラズマの得られる電子サイクロトロン共鳴
プラズマエッチング装置（以下、ＥＣＲプラズマエッチ
ャーと称する。）、あるいはマグネトロンエッチング装
置（以下、ＭＲＩＥと称する。）を用いる。

【００３０】この実施例においては、ＭＲＩＥを用いた
場合を挙げて説明する。ＥＣＲを用いる場合には、基板
にｒｆ（高周波）バイアス電圧が印加できるものでなく
てはならない。

【００３１】ＭＲＩＥでの代表的なエッチング条件の
例：反応ガス流量（ｓｃｃｍ）；ＳｉＣｌ₄：Ｃｌ₂＝４
５：５反応ガス圧力；０．１Ｐａ印加高周波電力；０．５Ｗ／ｃｍ²（１３．５６ＭＨ
ｚ）磁束密度；１００Ｇ上記の条件で行なうことにより、Ａｌ合金膜３３とレジ
ストパターン３７とのエッチング速度比を１：１とする
ことができる。またその際、反応ガス圧力を、０．１Ｐ
ａ以下の低圧とし、塩素ラジカル（Ｃｌ・）密度をでき
るだけ下げる条件とするのが好ましい。

【００３２】このような条件でドライエッチングを行な
うと、Ａｌ合金膜３３は、表面が常に薄い保護膜３９で
覆われた状態でエッチングされて行く。また、低ガス圧
であるため塩素ラジカル（Ｃｌ・）による化学的エッチ
ング効果は比較的小さい。このため、基板表面すなわち
電極表面に誘起される負の自己バイアス電圧（Ｖ_DC）に
より塩素イオンが加速され、エッチング表面に垂直入射
する塩素イオンの効果のみによってエッチングが進行す
るようになる。Ａｌ合金膜３３のエッチングが進み、そ
の間例えば塩素原子のプラズマ発光量の検出を行ないな
がら終点を観察する。Ａｌ合金膜のエッチングが完全に
終わると、図２の（Ａ）に示すように、Ａｌ合金膜配線
パターン（Ａｌ合金配線）３３ａの断面形状は、上層に
あったレジストパターン３７の上端部の断面形状を反映
して、同様に断面がほぼ半円形の形状となる。また、こ
のドライエッチングにより、上層のレジストパターン３
７は、Ａｌ合金膜配線パターン３３ａのエッチング完了
と同時に完全に除去された状態となっている。

【００３３】しかしながら、図２の（Ａ）に示す段階
で、Ａｌ合金膜配線パターン３３ａの表面は、薄い保護
膜３９で覆われた状態となっている。従って、この発明
では、主としてこの保護膜３９を除去する目的で、ドラ
イエッチングを行なったチャンバ内で継続してガス放電
処理を行なう。そこで、この実施例では、チャンバ内の
ガスを、Ａｌに対し非反応性のガス例えば、四フッ化炭
素（ＣＦ₄）のようなＦ（フッ素）系ガス、酸素
（Ｏ₂）ガス、またはアルゴン（Ａｒ）のような不活性
ガスに換えて或る一定時間、例えばエッチング時間の約
数１０％程度の時間期間放電を持続させる（図２の
（Ｂ））。このようにすることにより、保護膜３９は、
Ａｌに対し非反応性のガスのイオンによるエッチングあ
るいは物理的なスパッタリングによって飛散されて除去
される。このときの飛散粒子を３９ａで示す（図２の
（Ｂ））。Ａｌ合金膜配線パターン３３ａは半円状の断
面形状を有しているため、Ｆ、ＯまたはＡｒのような入
射イオン４０がＡｌ合金の表面全面をたたくこととな
り、保護膜３９は完全に除去される。同時に、アフター
コロージョンの原因となる塩素系残留物（図示せず）も
完全に除去される。放電時のガスとして、特に酸素（Ｏ
₂）を用いた場合には、Ａｌ合金の表面全体に安定な酸
化膜が形成されので、信頼性の高いＡｌ合金配線３３ａ
が得られる。また、放電時のガスとしてフッ素系ガスを
用いた場合、長時間放電を行なうと、Ｓｉ基板３１を痛
める危険性があるため他のガスの場合よりも若干短い放
電時間、例えばエッチング時間の約数１０％以下の比較
的短い放電時間で行なうのが好ましい。

【００３４】次に、図３および図４を用いて、上述のよ
うに形成されたＡｌ合金配線３３ａの上に、通常の方法
で絶縁膜を被覆した場合のＡｌ合金配線の信頼性につき
説明する。図４は、Ｓｉ基板５０上にＡｌ合金配線５２
を形成し、これを被覆するように絶縁膜５４を設けた構
造例を示す。Ａｌ合金配線５２の上端のかどにはアール
（Ｒ）が形成されている。このような構造において、Ａ
ｌ合金配線５２の信頼性に関する試験を行なった。その
ときのシミュレーションの結果を次に説明する。

【００３５】冒頭の従来例においても述べたように、Ａ
ｌ合金配線の信頼性に大きく影響するエレクトロマイグ
レーション、ストレスマイグレーションは、Ａｌ合金膜
５２にかかる応力にも依存するものと考えられる。図３
は、Ｓｉ基板５０に形成したＡｌ合金配線５２の上を絶
縁膜５４で被覆した際、Ａｌ合金膜の断面方向にかかる
剪断応力と、図４に示すＡｌ合金膜断面の角部の曲率半
径（Ｒ）との関係をプロットしたものである。図におい
て、縦軸に剪断応力をかつ横軸にＲをとって示してあ
る。この図から理解できるように、Ｒが大きくなるに従
い、剪断応力は小さくなっていく。従って、この実施例
のように、ほぼ半円状の断面形状を有するＡｌ配線３３
ａ（図２の（Ｂ））の場合、形状的に最も応力が小さく
なる構造となり、従来のものと比べ長期的信頼性の高い
Ａｌ合金配線が得られることが理解できる。

【００３６】以上、この発明のＡｌ合金配線の形成方法
の実施例について説明したが、この発明は、上述の実施
例に制約されるものではない。例えば、下地に設けられ
た絶縁膜上にこの種のＡｌ合金配線を形成する際にも、
この発明のＡｌ合金配線形成方法を用いて実施すること
ができる。

【００３７】なお、上述の実施例では、この発明の形成
方法を一例としてＡｌ−１％Ｓｉ合金に適用して説明し
たが、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金のほか様ざまのＡｌ合金に
よる配線の形成方法にも適用できる。

【００３８】また、上述の実施例では、反応性イオン以
外のガスつまり放電時のガスとしてフッ素系ガス、酸素
または不活性ガスを単独で使用する例を挙げて説明した
が、これらのガス群から選択された２種以上の混合ガス
を用いてもよい。

【００３９】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のＡｌ合金配線形成方法によれば、Ａｌ合金配線
の形成のためのドライエッチングにおいて、エッチング
マスクであるレジストパターンの断面形状がほぼ半円状
となるようにし、このレジストパターンとＡｌ合金膜と
の膜厚を実質的に同一としておき、さらに両者に対する
エッチング速度比が１：１となり、かつ、塩素系イオン
によるエッチングが主となるような装置及び条件でエッ
チングを行なうようにしたので、Ａｌ膜のエッチングが
終了した時点で上層のレジストパターンはすべて除去さ
れ、しかも、形成されたＡｌ合金配線の断面は、上層に
あったレジストパターンと同様にほぼ半円状の断面形状
となる。また、その後に、フッ素系ガス、酸素または不
活性ガスによる放電を継続して行なうようにしたので、
その際Ａｌ膜の表面はくまなく入射イオンに曝されるこ
とになり、Ａｌ合金膜の表面にあった堆積膜や塩素系付
着物は完全に除去される。

【００４０】従って、この発明のＡｌ合金膜形成方法に
より、次に挙げるような効果が得られる。（ａ）レジストパターンの除去工程が不要となる。（ｂ）Ａｌ合金膜表面の堆積膜、塩素系付着物が完全に
除去されるので、アフターコロージョンがなくなる。（ｃ）エッチング処理から後処理までの工程が、同一装
置内で、１サイクルのエッチング工程で可能となるた
め、工程を簡略化できるとともに、装置の大型化や複雑
化という問題が解消される。（ｄ）エッチング後の放電時に酸素（Ｏ₂）を用いた場
合には、Ａｌ合金膜の表面全体に安定な酸化膜も同時に
形成されるため、Ａｌ合金配線の信頼性が向上する。（ｅ）Ａｌ合金配線の断面形状を半円状としてあるた
め、次工程で絶縁膜を被覆した場合Ａｌ合金配線にかか
る応力が低減され、長期的信頼性の高いＡｌ合金配線が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明のＡｌ合金配線形
成方法の実施例の説明に供する工程図である。

【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、実施例の説明に供する
図１に続く工程図である。

【図３】Ｓｉ基板に形成されたＡｌ合金配線上を絶縁膜
で被覆した際、Ａｌ合金膜の断面方向にかかる剪断応力
と、Ａｌ合金配線の角部の曲率半径（Ｒ）との間の関係
を示す説明図である。

【図４】Ａｌ合金配線の角部と、その上に形成された絶
縁膜との要部を破断して示す斜視図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、従来技術の説明に供する工
程図である。

【符号の説明】

３１、５０：Ｓｉ基板３３：Ａｌ合金膜３３ａ：Ａｌ合金配線（またはＡｌ合金膜配線パター
ン）３５：予備レジストパターン３７：レジストパターン３９：薄い保護膜３９ａ：飛散粒子４０：入射イオン５２：Ａｌ合金配線５４：絶縁膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）アルミニウム（Ａｌ）合金配線を
形成することにより半導体装置を形成するための下地の
表面上にＡｌ合金膜を形成する工程と、（ｂ）前記下地の表面と直交する少なくとも１つの面内
における少なくとも上端部の断面が実質的に半円形状と
なっていて、かつ、最大膜厚が前記Ａｌ合金膜の膜厚と
実質的に同一であるレジストパターンを前記Ａｌ合金膜
上に形成する工程と、（ｃ）該レジストパターンおよび前記Ａｌ合金膜に対す
るエッチング速度比が１：１となり、かつ、反応性イオ
ンによるエッチング反応が主となる条件で、Ａｌ合金膜
配線パターンを形成するためのドライエッチング工程
と、（ｄ）該ドライエッチング工程を行なったチャンバ内
で、該ドライエッチングによって得られた構造体に対
し、Ａｌに対し非反応性のガスを用いたガス放電処理を
行なう工程とを含むことを特徴とするアルミニウム合金
配線の形成方法。
【請求項２】請求項１に記載の（ｂ）工程は、（ｂ１）前記Ａｌ合金膜上に、このＡｌ合金膜の膜厚と
実質的に等しい膜厚で予備レジストパターンを形成する
工程と、（ｂ２）該予備レジストパターンの少なくとも前記上端
部の断面を半円形状にするためのベーキング工程とを含
むアルミニウム合金配線の形成方法。
【請求項３】レジストパターンとして有機レジスト材
料を用い、かつ、パターン形成後のベーキングを、前記
有機レジスト材料のガラス転移点以上の温度で行なう請
求項１記載のアルミニウム合金配線の形成方法。
【請求項４】反応性イオンとして、塩素系ガスを用い
る請求項１記載のアルミニウム合金配線の形成方法。
【請求項５】Ａｌに対し非反応性のガスを、フッ素系
ガス、酸素ガスおよび不活性ガスよりなる群から選択さ
れる１種または複数のガスとする請求項１記載のアルミ
ニウム合金配線の形成方法。