JPH0624190B2 - 配線形成方法 - Google Patents
配線形成方法Info
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- JPH0624190B2 JPH0624190B2 JP59269982A JP26998284A JPH0624190B2 JP H0624190 B2 JPH0624190 B2 JP H0624190B2 JP 59269982 A JP59269982 A JP 59269982A JP 26998284 A JP26998284 A JP 26998284A JP H0624190 B2 JPH0624190 B2 JP H0624190B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、配線形成方法に関し、特に表面にＡｌ膜また
はＡｌとＳｉ、Ｃｕ等の合金膜を反応性イオンエッチン
グにより選択的に除去して配線を形成する方法に係わ
る。
はＡｌとＳｉ、Ｃｕ等の合金膜を反応性イオンエッチン
グにより選択的に除去して配線を形成する方法に係わ
る。
集積回路等の配線材料としては、Ａｌ又はＡｌ−Ｓｉ、
Ａｌ−Ｃｕ合金が汎用されている。こうした配線は、従
来よりＡｌ膜又はＡｌ合金膜を反応性ガスを用いた反応
性イオンエッチング法による選択エッチングによって形
成されている。この反応性ガスとしては、ＣＣｌ４、Ｂ
Ｃｌ３、Ｃｌ２等のＣｌ系ガスが使用されている。しか
しながら、かかる方法では反応生成物として潮解性を有
するＡｌと塩素の化合物（ＡｌＣｌ３等）が被エッチン
グ材上に残留する。その結果、エッチング後に空気中に
含まれる水分と反応してＨＣｌ等の酸を生じるため、被
エッチング材表面のＡｌ配線の再腐蝕が進行するという
問題があった。
Ａｌ−Ｃｕ合金が汎用されている。こうした配線は、従
来よりＡｌ膜又はＡｌ合金膜を反応性ガスを用いた反応
性イオンエッチング法による選択エッチングによって形
成されている。この反応性ガスとしては、ＣＣｌ４、Ｂ
Ｃｌ３、Ｃｌ２等のＣｌ系ガスが使用されている。しか
しながら、かかる方法では反応生成物として潮解性を有
するＡｌと塩素の化合物（ＡｌＣｌ３等）が被エッチン
グ材上に残留する。その結果、エッチング後に空気中に
含まれる水分と反応してＨＣｌ等の酸を生じるため、被
エッチング材表面のＡｌ配線の再腐蝕が進行するという
問題があった。
このようなことから、Ｃｌ系ガスでの反応性イオンエッ
チングを行なうエッチング室とＯ２プラズマを発生する
反応室とを備えた反応性イオンエッチング装置を用い、
被エッチング材表面のＡｌ膜等をエッチング室で反応性
イオンエッチングを行なった後、該被エッチング材を反
応室に導入し、ここでＡｌ配線上に残留したＡｌＣｌ３
等の反応生成物をＯ２プラズマにより除去することが行
われている。
チングを行なうエッチング室とＯ２プラズマを発生する
反応室とを備えた反応性イオンエッチング装置を用い、
被エッチング材表面のＡｌ膜等をエッチング室で反応性
イオンエッチングを行なった後、該被エッチング材を反
応室に導入し、ここでＡｌ配線上に残留したＡｌＣｌ３
等の反応生成物をＯ２プラズマにより除去することが行
われている。
しかしながら、Ｏ２プラズマで処理する方法ではＡｌＣ
ｌ３の除去が充分に行なわれず、一部残留して再腐蝕が
進行するという可能性があった。また、Ｏ２プラズマに
よる処理ではＡｌ膜等のエッチング時のマスクとして使
用されるレジストパターン等の高分子物質も同時に除去
されるため、被エッチング材の追加エッチングが不可能
となる。更に、Ｏ２プラズマを行なうための別の反応系
が必要となるので、装置が高価となり、生産コストも当
然のように高騰化するという問題があった。
ｌ３の除去が充分に行なわれず、一部残留して再腐蝕が
進行するという可能性があった。また、Ｏ２プラズマに
よる処理ではＡｌ膜等のエッチング時のマスクとして使
用されるレジストパターン等の高分子物質も同時に除去
されるため、被エッチング材の追加エッチングが不可能
となる。更に、Ｏ２プラズマを行なうための別の反応系
が必要となるので、装置が高価となり、生産コストも当
然のように高騰化するという問題があった。
本発明は、Ｏ２プラズマを使用せずに安価な装置により
被エッチング材上に残留するＡｌＣｌ３等の溶解性を有
する反応生成物を昇華除去して高精度の配線を形成し得
る方法を提供しようとするものである。
被エッチング材上に残留するＡｌＣｌ３等の溶解性を有
する反応生成物を昇華除去して高精度の配線を形成し得
る方法を提供しようとするものである。
本発明は、被エッチング材表面のＡｌ膜またはＡｌを主
成分とする合金膜にレジストパターンを形成する工程
と、前記被エッチング材を真空チャンバ内に配置し、前
記チャンバ内で前記レジストパターンから露出する前記
Ａｌ膜または合金膜をＣｌ系ガスのプラズマにより選択
的に反応性イオンエッチングする工程と、前記チャンバ
から被エッチング材を取出し、窒素雰囲気中、１６０℃
以上の温度で熱処理する工程とを具備したことを特徴と
するものである。
成分とする合金膜にレジストパターンを形成する工程
と、前記被エッチング材を真空チャンバ内に配置し、前
記チャンバ内で前記レジストパターンから露出する前記
Ａｌ膜または合金膜をＣｌ系ガスのプラズマにより選択
的に反応性イオンエッチングする工程と、前記チャンバ
から被エッチング材を取出し、窒素雰囲気中、１６０℃
以上の温度で熱処理する工程とを具備したことを特徴と
するものである。
上述した本発明によれば、選択的な反応性イオンエッチ
ング後に窒素雰囲気中、１６０℃以上の温度で熱処理す
ることによって前記エッチングにより形成されたＡｌま
たはＡｌ合金の配線表面のレジストパターンが変質する
ことなく、前記被エッチング材上に残留した反応生成物
を昇華除去できる。その結果、安価な装置で前記反応生
成物によるＡｌまたはＡｌ合金の配線の再腐食を防止し
て高精度の配線を形成できると共にレジストパターンの
変質層の生成を回避してその後のレジストパターンの剥
離を容易に行うことができる等の効果を奏する。
ング後に窒素雰囲気中、１６０℃以上の温度で熱処理す
ることによって前記エッチングにより形成されたＡｌま
たはＡｌ合金の配線表面のレジストパターンが変質する
ことなく、前記被エッチング材上に残留した反応生成物
を昇華除去できる。その結果、安価な装置で前記反応生
成物によるＡｌまたはＡｌ合金の配線の再腐食を防止し
て高精度の配線を形成できると共にレジストパターンの
変質層の生成を回避してその後のレジストパターンの剥
離を容易に行うことができる等の効果を奏する。
上記Ｃｌ系ガスとしては、例えばＣＣｌ４、ＢＣｌ３、
Ｃｌ２等を挙げることができる。特に、良好なエッチン
グ特性を得る観点から、前記ガスを単独で使用せずに、
それらガスの混合ガス（例えばＢＣｌ３＋Ｃｌ２）が使
用されることが望ましい。
Ｃｌ２等を挙げることができる。特に、良好なエッチン
グ特性を得る観点から、前記ガスを単独で使用せずに、
それらガスの混合ガス（例えばＢＣｌ３＋Ｃｌ２）が使
用されることが望ましい。
上記Ａｌを主成分とする合金膜としては、例えばＡｌ−
Ｓｉ合金膜、Ａｌ−Ｃｕ合金膜、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金
膜等を挙げることができる。
Ｓｉ合金膜、Ａｌ−Ｃｕ合金膜、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金
膜等を挙げることができる。
上記真空チャンバから取出した被エッチング材の熱処理
温度を限定した理由は、その温度を１６０℃未満にする
と、ＡｌＣｌ３等の反応生成物の昇華除去を充分に行な
うことができなくなる。なお、加熱処理は、真空チャン
バでのエッチング後、反応生成物による再腐蝕が進行し
ない時間以内に行なうことが必要である。通常は、エッ
チング後、５分間以内に前記温度で加熱処理を施すこと
が望ましい。
温度を限定した理由は、その温度を１６０℃未満にする
と、ＡｌＣｌ３等の反応生成物の昇華除去を充分に行な
うことができなくなる。なお、加熱処理は、真空チャン
バでのエッチング後、反応生成物による再腐蝕が進行し
ない時間以内に行なうことが必要である。通常は、エッ
チング後、５分間以内に前記温度で加熱処理を施すこと
が望ましい。
以下、本発明の実施例を第１図を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明の実施例に用いる反応性イオンエッチ
ング装置の概略断面図である。図中の１は真空チャンバ
である。このチャンバ１内は、第１、第２の隔壁２ａ、
２ｂが設けられ、該隔壁２ａ、２ｂで分離された前予備
排気室３ａ、エッチング室４及び後予備排気室３ｂが形
成されている。また、前記チャンバ１の前予備排気室３
ａ、後予備排気室３ｂ及び前記隔壁２ａ、２ｂには、開
閉自在な第１〜第４のシャッタ５ａ〜５ｄが設けられて
いる。また、前記エッチング室４内には平行して対向す
る一対の電極６、７が配設されている。この上部電極６
は、箱形になっており、前記下部電極７と対向する面に
ガスの噴出口（図示せず）が開孔され、かつ該電極５は
ガス導入管８と連結されている。このガス導入管８に
は、反応性ガスとしてのＢＣｌ３とＣｌ２の混合ガスが
供給される。これらガスはマスフローにより自由に流量
を設定できるようになぃる。前記上部電極６はグランド
に接続されている。前記下部電極７には、同電極７を冷
却するための冷却水循環配管９が連結されている。ま
た、前記下部電極７はブロッキングコンデサ１０、マッ
チングネットワーク１１及び高周波電源１２を介してグ
ランドに接続されている。こうした高周波電源１２から
一対の電極６、７の間に高周波を入力すると、イオンと
電子の易動度の差から下部電極７近傍に自己バイアス電
圧（Ｖdc）が発生し、これにより加速されたイオンが下
部電極７上の被エッチング材に衝突する。前記前予備排
気室３ａ、エッチング室４及び後予備排気室３ｂに対応
する前記真空チャンバ１の下部には、夫々第１〜第３の
排気管１３ａ〜１３ｃが連結されている。更に、前記後
予備排気室３ｂのシャッタ５ｄ付近には、熱板１４が配
設されている。この熱板１４上方には、底面にガス噴出
口１５を開孔した中空状の容器１６が配置されており、
該容器１６内にはヒータ１７が挿着されていると共に、
乾燥窒素を該容器１６内に導入するための導入管１８が
連結している。
ング装置の概略断面図である。図中の１は真空チャンバ
である。このチャンバ１内は、第１、第２の隔壁２ａ、
２ｂが設けられ、該隔壁２ａ、２ｂで分離された前予備
排気室３ａ、エッチング室４及び後予備排気室３ｂが形
成されている。また、前記チャンバ１の前予備排気室３
ａ、後予備排気室３ｂ及び前記隔壁２ａ、２ｂには、開
閉自在な第１〜第４のシャッタ５ａ〜５ｄが設けられて
いる。また、前記エッチング室４内には平行して対向す
る一対の電極６、７が配設されている。この上部電極６
は、箱形になっており、前記下部電極７と対向する面に
ガスの噴出口（図示せず）が開孔され、かつ該電極５は
ガス導入管８と連結されている。このガス導入管８に
は、反応性ガスとしてのＢＣｌ３とＣｌ２の混合ガスが
供給される。これらガスはマスフローにより自由に流量
を設定できるようになぃる。前記上部電極６はグランド
に接続されている。前記下部電極７には、同電極７を冷
却するための冷却水循環配管９が連結されている。ま
た、前記下部電極７はブロッキングコンデサ１０、マッ
チングネットワーク１１及び高周波電源１２を介してグ
ランドに接続されている。こうした高周波電源１２から
一対の電極６、７の間に高周波を入力すると、イオンと
電子の易動度の差から下部電極７近傍に自己バイアス電
圧（Ｖdc）が発生し、これにより加速されたイオンが下
部電極７上の被エッチング材に衝突する。前記前予備排
気室３ａ、エッチング室４及び後予備排気室３ｂに対応
する前記真空チャンバ１の下部には、夫々第１〜第３の
排気管１３ａ〜１３ｃが連結されている。更に、前記後
予備排気室３ｂのシャッタ５ｄ付近には、熱板１４が配
設されている。この熱板１４上方には、底面にガス噴出
口１５を開孔した中空状の容器１６が配置されており、
該容器１６内にはヒータ１７が挿着されていると共に、
乾燥窒素を該容器１６内に導入するための導入管１８が
連結している。
次に、前述した反応性イオンエッチング装置を用いて本
発明の配線形成方法を説明する。
発明の配線形成方法を説明する。
まず、表面にＡｌ膜が蒸着され、かつ該Ａｌ膜上にレジ
ストパターンが形成されたシリコンウェハ１９を用意
し、このウェハ１９を第１のシャッタ５ａから真空チャ
ンバ１の前予備真空室３ａに搬送し、第１のシャッタ５
ａを閉じ、第１の排気管１３ａから排気を行なって予備
排気した後、第２のシャッタ５ｂを開いてエッチング室
４内の下部電極７上にセットした。つづいて、第２のシ
ャッタ５ｂを閉じた後、ガス導入管８からエッチング室
４内にＢＣｌ３とＣｌ２の混合ガス（１：１）を１００
ＳＣＣＭ供給すると共に、第２の排気管１３ｂからエッ
チング室４内のガスを排気して真空度を１０-1torrに設
定し、同時に高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）１２から
下部電極７に３００Ｗの高周波電力を印加して、加速さ
れたイオンをウェハ１９のレジストパターンから露出し
たＡｌ膜に衝突させ、Ａｌ膜の選択エッチングを行なっ
た。ひきつづき、第３の排気管１３ｃより排気を行なっ
た状態で第３のシャッタ５ｃを開いてエッチング室４内
のウェハ１９を後予備排気室３ｂに搬送した後、第３の
シャッタ５ｃを閉じ、同後予備排気室３ｂを大気状態と
した。この後、直ちに後予備排気室３ｂの第４のシャッ
タ５ｄを開いて、同後予備排気室３ｂ内のウェハ１９を
取出して１８０℃に加熱された熱板１４上に搬送し、同
時に導入管１８から乾燥窒素を中空状容器１６に供給し
てヒータ１７で１８０℃に加熱された窒素を容器１６の
噴出口１５から熱板１４上のウェハ１９に吹付けてた。
こうした処理によりエッチング時にウェハ１９に残留し
たＡｌＣｌ３等の反応生成物の蒸気圧が大気圧以上とな
って昇華除去した。なお、エッチング後、熱板１４上に
ウェハ１９を搬送するまでに要した時間は１分間前後で
あった。
ストパターンが形成されたシリコンウェハ１９を用意
し、このウェハ１９を第１のシャッタ５ａから真空チャ
ンバ１の前予備真空室３ａに搬送し、第１のシャッタ５
ａを閉じ、第１の排気管１３ａから排気を行なって予備
排気した後、第２のシャッタ５ｂを開いてエッチング室
４内の下部電極７上にセットした。つづいて、第２のシ
ャッタ５ｂを閉じた後、ガス導入管８からエッチング室
４内にＢＣｌ３とＣｌ２の混合ガス（１：１）を１００
ＳＣＣＭ供給すると共に、第２の排気管１３ｂからエッ
チング室４内のガスを排気して真空度を１０-1torrに設
定し、同時に高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）１２から
下部電極７に３００Ｗの高周波電力を印加して、加速さ
れたイオンをウェハ１９のレジストパターンから露出し
たＡｌ膜に衝突させ、Ａｌ膜の選択エッチングを行なっ
た。ひきつづき、第３の排気管１３ｃより排気を行なっ
た状態で第３のシャッタ５ｃを開いてエッチング室４内
のウェハ１９を後予備排気室３ｂに搬送した後、第３の
シャッタ５ｃを閉じ、同後予備排気室３ｂを大気状態と
した。この後、直ちに後予備排気室３ｂの第４のシャッ
タ５ｄを開いて、同後予備排気室３ｂ内のウェハ１９を
取出して１８０℃に加熱された熱板１４上に搬送し、同
時に導入管１８から乾燥窒素を中空状容器１６に供給し
てヒータ１７で１８０℃に加熱された窒素を容器１６の
噴出口１５から熱板１４上のウェハ１９に吹付けてた。
こうした処理によりエッチング時にウェハ１９に残留し
たＡｌＣｌ３等の反応生成物の蒸気圧が大気圧以上とな
って昇華除去した。なお、エッチング後、熱板１４上に
ウェハ１９を搬送するまでに要した時間は１分間前後で
あった。
しかして、本実施例により処理されたウェハ１００個に
ついて、レジストパターンを除去し、加湿加速試験後、
形成されたＡｌ配線の断線率を測定した結果、第２図に
示す特性図を得た。また、第２図中には前記反応性イオ
ンエッチングのみを行なうことにより得たウェハ１００
個についての断線率（比較例１）、並びに前記反応性イ
オンエッチング後、Ｏ２プラズマ処理を施したウェハ１
００個についてのＡｌ配線の断線率（比較例２）を併記
した。この第２図より明らかなように本実施例の方法で
は、反応性イオンエッチングのみを行なう比較例１の方
法に比べてＡｌ配線の断線率を著しく改善できることが
わかる。また、Ｏ２プラズマ処理を行なう比較例２の方
法に比べてもＡｌ配線の断線率を同等乃至それ以上改善
できることがわかる。但し、本実施例の方法はＯ２プラ
ズマ処理を一切行なわいため、低コストの反応性イオン
エッチング装置でＡｌ配線の断線率を改善できるという
多大なメリットがあると共に、レジストパターンの除去
がなされないため、追加エッチングが可能となる。
ついて、レジストパターンを除去し、加湿加速試験後、
形成されたＡｌ配線の断線率を測定した結果、第２図に
示す特性図を得た。また、第２図中には前記反応性イオ
ンエッチングのみを行なうことにより得たウェハ１００
個についての断線率（比較例１）、並びに前記反応性イ
オンエッチング後、Ｏ２プラズマ処理を施したウェハ１
００個についてのＡｌ配線の断線率（比較例２）を併記
した。この第２図より明らかなように本実施例の方法で
は、反応性イオンエッチングのみを行なう比較例１の方
法に比べてＡｌ配線の断線率を著しく改善できることが
わかる。また、Ｏ２プラズマ処理を行なう比較例２の方
法に比べてもＡｌ配線の断線率を同等乃至それ以上改善
できることがわかる。但し、本実施例の方法はＯ２プラ
ズマ処理を一切行なわいため、低コストの反応性イオン
エッチング装置でＡｌ配線の断線率を改善できるという
多大なメリットがあると共に、レジストパターンの除去
がなされないため、追加エッチングが可能となる。
なお、上記実施例で説明した第１図の反応性イオンエッ
チング装置は一例に過ぎず、加熱処理については熱板の
み（ただし、周囲を窒素雰囲気にする）、または加熱乾
燥窒素のみで行ってもよい。
チング装置は一例に過ぎず、加熱処理については熱板の
み（ただし、周囲を窒素雰囲気にする）、または加熱乾
燥窒素のみで行ってもよい。
以上詳述した如く、本発明によればＯ２プラズマを使用
せずに安価な装置で被エッチング材上に残留するＡｌＣ
ｌ３等の潮解性を有する反応生成物を昇華除去でき、ひ
いては断線のない高信頼性のＡｌ又はＡｌ合金の配線を
低コストで形成し得る等顕著な効果を有する。
せずに安価な装置で被エッチング材上に残留するＡｌＣ
ｌ３等の潮解性を有する反応生成物を昇華除去でき、ひ
いては断線のない高信頼性のＡｌ又はＡｌ合金の配線を
低コストで形成し得る等顕著な効果を有する。
第１図は本発明の実施例で使用した反応性イオンエッチ
ング装置の一形態を示す概略断面図、第２図は加湿加速
試験後のＡｌ配線の断線率を示す特性図である。 １……真空チャンバ、３ａ、３ｂ……予備排気室、４…
…エッチング室、６……上部電極、７……下部電極、１
２……高周波電源、１３ａ〜１３ｃ……排気管、１４…
…熱板、１６……中空状容器、１７……ヒータ。
ング装置の一形態を示す概略断面図、第２図は加湿加速
試験後のＡｌ配線の断線率を示す特性図である。 １……真空チャンバ、３ａ、３ｂ……予備排気室、４…
…エッチング室、６……上部電極、７……下部電極、１
２……高周波電源、１３ａ〜１３ｃ……排気管、１４…
…熱板、１６……中空状容器、１７……ヒータ。
Claims (2)
- 【請求項１】被エッチング材表面のＡｌ膜またはＡｌを
主成分とする合金膜にレジストパターンを形成する工程
と、 前記被エッチング材を真空チャンバ内に配置し、前記チ
ャンバ内で前記レジストパターンから露出する前記Ａｌ
膜または合金膜をＣｌ系ガスのプラズマにより選択的に
反応性イオンエッチングする工程と、 前記チャンバから被エッチング材を取出し、窒素雰囲気
中、１６０℃以上の温度で熱処理する工程と を具備したことを特徴とする配線形成方法。 - 【請求項２】真空チャンバから取出した被エッチング材
の熱処理は、窒素雰囲気中、１６０℃以上に加熱された
熱板上で行われることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59269982A JPH0624190B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59269982A JPH0624190B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 配線形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147530A JPS61147530A (ja) | 1986-07-05 |
| JPH0624190B2 true JPH0624190B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=17479921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59269982A Expired - Lifetime JPH0624190B2 (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624190B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415932A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JP2558738B2 (ja) * | 1987-09-25 | 1996-11-27 | 株式会社東芝 | 表面処理方法 |
| US5397432A (en) * | 1990-06-27 | 1995-03-14 | Fujitsu Limited | Method for producing semiconductor integrated circuits and apparatus used in such method |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4183781A (en) * | 1978-09-25 | 1980-01-15 | International Business Machines Corporation | Stabilization process for aluminum microcircuits which have been reactive-ion etched |
| JPS6056230B2 (ja) * | 1978-10-31 | 1985-12-09 | 富士通株式会社 | 反応性スパツタエツチング方法 |
| JPS5651580A (en) * | 1979-10-01 | 1981-05-09 | Toshiba Corp | Plasma etching method |
| JPS5753939A (ja) * | 1980-09-17 | 1982-03-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hakumakunodoraietsuchinguhoho |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP59269982A patent/JPH0624190B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61147530A (ja) | 1986-07-05 |
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