JPH07230993A - 半導体装置の配線の形成方法 - Google Patents
半導体装置の配線の形成方法Info
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- JPH07230993A JPH07230993A JP1872994A JP1872994A JPH07230993A JP H07230993 A JPH07230993 A JP H07230993A JP 1872994 A JP1872994 A JP 1872994A JP 1872994 A JP1872994 A JP 1872994A JP H07230993 A JPH07230993 A JP H07230993A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体装置のＡl配線のアフターコロージョ
ンを防止し、長期的に信頼性が高い微細Ａｌ配線の加工
方法を提供する。 【構成】 チャンバ内で、マスク酸化膜１０６をマスク
として、ＴiＮ層１０５、ＡlＣu合金層１０４、ＴiＮ／
Ｔi層１０３からなる金属膜をドライエッチングした後
に、この金属膜を大気にさらすことなく、引き続きＢＣ
l3プラズマ処理を行なって、金属膜に付着する側壁保護
膜１０７を除去する。次いで、真空内搬送によりウエハ
を別のチャンバーに搬送し、そこで、酸素および水素を
含みハロゲンを含まないガスプラズマによるダウンフロ
ープラズマ処理を行なって、Ａｌ配線の側壁表面に残留
する塩素を実質的に完全に除去することで、塩素に起因
するアフターコロージョンを防止する。
ンを防止し、長期的に信頼性が高い微細Ａｌ配線の加工
方法を提供する。 【構成】 チャンバ内で、マスク酸化膜１０６をマスク
として、ＴiＮ層１０５、ＡlＣu合金層１０４、ＴiＮ／
Ｔi層１０３からなる金属膜をドライエッチングした後
に、この金属膜を大気にさらすことなく、引き続きＢＣ
l3プラズマ処理を行なって、金属膜に付着する側壁保護
膜１０７を除去する。次いで、真空内搬送によりウエハ
を別のチャンバーに搬送し、そこで、酸素および水素を
含みハロゲンを含まないガスプラズマによるダウンフロ
ープラズマ処理を行なって、Ａｌ配線の側壁表面に残留
する塩素を実質的に完全に除去することで、塩素に起因
するアフターコロージョンを防止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の配線の形
成方法に関し、特に、アルミニウム又はアルミニウム合
金を主とする金属膜から成る配線パターンを形成するた
めの、半導体装置の配線の形成方法に関する。
成方法に関し、特に、アルミニウム又はアルミニウム合
金を主とする金属膜から成る配線パターンを形成するた
めの、半導体装置の配線の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化に伴い、各素
子間を接続するアルミニウム又はアルミニウム合金膜
（以下、総称して単にＡl膜とも呼ぶ）を主導電層とす
る金属配線（以下、Ａl配線とも呼ぶ。）も、更に微細
化および多層化が求められている。このような微細化お
よび多層化の進展は、半導体デバイス表面の凹凸を増加
させ、その上に形成するＡl配線のパターン加工をます
ます困難なものにしている。かかる大きな段差上で微細
なＡl配線を形成する方法として、Ａl膜上に形成した酸
化膜をマスクとしてドライエッチングする、金属配線の
形成方法が報告されている（Jpn.J.Appl.Phys.Vol.31(1
992)pp.4376-4380) 。
子間を接続するアルミニウム又はアルミニウム合金膜
（以下、総称して単にＡl膜とも呼ぶ）を主導電層とす
る金属配線（以下、Ａl配線とも呼ぶ。）も、更に微細
化および多層化が求められている。このような微細化お
よび多層化の進展は、半導体デバイス表面の凹凸を増加
させ、その上に形成するＡl配線のパターン加工をます
ます困難なものにしている。かかる大きな段差上で微細
なＡl配線を形成する方法として、Ａl膜上に形成した酸
化膜をマスクとしてドライエッチングする、金属配線の
形成方法が報告されている（Jpn.J.Appl.Phys.Vol.31(1
992)pp.4376-4380) 。
【０００３】図６（ａ）及び（ｂ）は夫々、上記金属配
線の形成方法を示す、各工程段階毎の半導体装置の断面
図である。シリコン基板２０１上にシリコン酸化膜２０
２を形成し、次いで、約５００オングストローム厚のＴ
iと、約１０００オングストローム厚のＴiＮとから成る
ＴiＮ／Ｔi層２０３をスパッタ法により形成する。引き
続き、スパッタ法により、約５０００オングストローム
厚のＡlＣu合金膜２０４を形成し、次いで、大気中に取
り出さずに、連続して約５００オングストローム厚のＴ
iＮ膜２０５を形成する。これにより、アルミニウム又
はアルミニウム合金を主とする金属膜がシリコン酸化膜
２０２上に形成される。次に、プラズマＣＶＤ法によ
り、約２０００オングストローム厚のプラズマ酸化膜を
形成する。
線の形成方法を示す、各工程段階毎の半導体装置の断面
図である。シリコン基板２０１上にシリコン酸化膜２０
２を形成し、次いで、約５００オングストローム厚のＴ
iと、約１０００オングストローム厚のＴiＮとから成る
ＴiＮ／Ｔi層２０３をスパッタ法により形成する。引き
続き、スパッタ法により、約５０００オングストローム
厚のＡlＣu合金膜２０４を形成し、次いで、大気中に取
り出さずに、連続して約５００オングストローム厚のＴ
iＮ膜２０５を形成する。これにより、アルミニウム又
はアルミニウム合金を主とする金属膜がシリコン酸化膜
２０２上に形成される。次に、プラズマＣＶＤ法によ
り、約２０００オングストローム厚のプラズマ酸化膜を
形成する。
【０００４】次いで、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いて、図示しないレジストパターンを形成し、この
レジストパターンをマスクとして、ＣＦ4／ＣＨＦ3／Ａ
rの混合ガスプラズマを用いたＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）により、前記プラズマ酸化膜をドライエッチ
ングして、これからマスク酸化膜パターン２０６を形成
する（図６（ａ））。
を用いて、図示しないレジストパターンを形成し、この
レジストパターンをマスクとして、ＣＦ4／ＣＨＦ3／Ａ
rの混合ガスプラズマを用いたＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）により、前記プラズマ酸化膜をドライエッチ
ングして、これからマスク酸化膜パターン２０６を形成
する（図６（ａ））。
【０００５】引き続き、マスク酸化膜パターン２０６を
マスクとし、Ｃl2およびＮ2の混合ガスプラズマを用い
たＲＩＥにより、上記ＴiＮ／ＡlＣu／ＴiＮ／Ｔiの積
層膜から成る金属膜２０３〜２０５をドライエッチング
して、図６（ｂ）に示す構造を得る。同図に示すよう
に、エッチングされたマスク酸化膜パターンが、Ａl配
線パターンの側壁に付着し、Ａｌ配線パターンの側壁保
護膜２０７を形成する。このため、当該エッチング中に
おいて、金属膜のサイドエッチングが抑制され、得られ
る配線パターンについて、良好な異方性形状が得られ
る。
マスクとし、Ｃl2およびＮ2の混合ガスプラズマを用い
たＲＩＥにより、上記ＴiＮ／ＡlＣu／ＴiＮ／Ｔiの積
層膜から成る金属膜２０３〜２０５をドライエッチング
して、図６（ｂ）に示す構造を得る。同図に示すよう
に、エッチングされたマスク酸化膜パターンが、Ａl配
線パターンの側壁に付着し、Ａｌ配線パターンの側壁保
護膜２０７を形成する。このため、当該エッチング中に
おいて、金属膜のサイドエッチングが抑制され、得られ
る配線パターンについて、良好な異方性形状が得られ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記報告された従来の
半導体装置の配線の形成方法では、エッチングされたマ
スク酸化膜が、Ａl膜のエッチング時にＡl膜パターンの
側壁に付着して、その側壁保護膜として作用するので、
得られるＡl配線パターンについて、良好な異方性形状
を得ることができる。
半導体装置の配線の形成方法では、エッチングされたマ
スク酸化膜が、Ａl膜のエッチング時にＡl膜パターンの
側壁に付着して、その側壁保護膜として作用するので、
得られるＡl配線パターンについて、良好な異方性形状
を得ることができる。
【０００７】ところが、上記方法で得られたＡl配線で
は、側壁保護膜にエッチングガスとして用いられた塩素
が含まれており、この塩素の存在に起因してＡl配線パ
ターンにアフターコロージョンが発生することから、半
導体装置のＡl配線の長期的な信頼性が損なわれる欠点
があった。
は、側壁保護膜にエッチングガスとして用いられた塩素
が含まれており、この塩素の存在に起因してＡl配線パ
ターンにアフターコロージョンが発生することから、半
導体装置のＡl配線の長期的な信頼性が損なわれる欠点
があった。
【０００８】上記に鑑み、本発明は、基板上部にＡl配
線を形成するにあたって、良好な異方性形状と共に長期
的な信頼性が高い微細なＡl配線パターンを多層に形成
することが出来る、半導体装置の配線の形成方法を提供
することを目的とする。
線を形成するにあたって、良好な異方性形状と共に長期
的な信頼性が高い微細なＡl配線パターンを多層に形成
することが出来る、半導体装置の配線の形成方法を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の配線の形成方法は、基板の主
面上部にアルミニウム又はアルミニウム合金を主とする
金属膜を形成する工程と、該金属膜上に酸化膜を形成す
る工程と、該酸化膜を異方性エッチングして酸化膜パタ
ーンに形成する工程と、塩素を含むガスプラズマにより
前記酸化膜パターンをマスクとして前記金属膜を異方性
エッチングする工程と、該異方性エッチングに引き続
き、前記金属膜を大気にさらすことなく、三塩化ホウ素
および三臭化ホウ素の少なくとも一種類を含むガスプラ
ズマに前記金属膜をさらす工程とを含むことを特徴とす
る。
め、本発明の半導体装置の配線の形成方法は、基板の主
面上部にアルミニウム又はアルミニウム合金を主とする
金属膜を形成する工程と、該金属膜上に酸化膜を形成す
る工程と、該酸化膜を異方性エッチングして酸化膜パタ
ーンに形成する工程と、塩素を含むガスプラズマにより
前記酸化膜パターンをマスクとして前記金属膜を異方性
エッチングする工程と、該異方性エッチングに引き続
き、前記金属膜を大気にさらすことなく、三塩化ホウ素
および三臭化ホウ素の少なくとも一種類を含むガスプラ
ズマに前記金属膜をさらす工程とを含むことを特徴とす
る。
【００１０】上記配線の形成方法が、更に、前記ガスプ
ラズマに金属膜をさらす工程に引き続き、金属膜を大気
にさらすことなく、酸素および水素を含みハロゲン元素
を実質的に含まないガスのダウンフロープラズマに前記
金属膜をさらす工程を含むことが好ましい。このダウン
フローガスプラズマに金属膜をさらす工程は、基板温度
を２４０℃以上として行なうことが特に好ましい。
ラズマに金属膜をさらす工程に引き続き、金属膜を大気
にさらすことなく、酸素および水素を含みハロゲン元素
を実質的に含まないガスのダウンフロープラズマに前記
金属膜をさらす工程を含むことが好ましい。このダウン
フローガスプラズマに金属膜をさらす工程は、基板温度
を２４０℃以上として行なうことが特に好ましい。
【００１１】
【作用】酸化膜をマスクとして、塩素を含むガスプラズ
マによりアルミニウム又はアルミニウム合金を主とする
金属膜を異方性エッチングした直後では、得られたＡl
配線パターンの側壁にＡl、Ｏ、Ｓi、Ｃlを含んだ保護
膜が形成されている。この保護膜を除去するためには、
Ａl、Ａl2Ｏ3、Ｓi、ＳiＯ2を同時にエッチング除去で
きる工程が必要となる。
マによりアルミニウム又はアルミニウム合金を主とする
金属膜を異方性エッチングした直後では、得られたＡl
配線パターンの側壁にＡl、Ｏ、Ｓi、Ｃlを含んだ保護
膜が形成されている。この保護膜を除去するためには、
Ａl、Ａl2Ｏ3、Ｓi、ＳiＯ2を同時にエッチング除去で
きる工程が必要となる。
【００１２】本発明の半導体装置の配線の形成方法で
は、金属膜の異方性エッチングに引き続き、金属膜を大
気にさらすことなく、ＢＣl3およびＢＢr3の少なくとも
一種類を含むガスプラズマに金属膜をさらすことで、金
属膜のプラズマ処理を行なってＡl、Ｏ、Ｓi、Ｃlを含
んだ側壁保護膜を除去することにより、Ｃlの存在に起
因する金属膜のアフターコロージョンを防止する。
は、金属膜の異方性エッチングに引き続き、金属膜を大
気にさらすことなく、ＢＣl3およびＢＢr3の少なくとも
一種類を含むガスプラズマに金属膜をさらすことで、金
属膜のプラズマ処理を行なってＡl、Ｏ、Ｓi、Ｃlを含
んだ側壁保護膜を除去することにより、Ｃlの存在に起
因する金属膜のアフターコロージョンを防止する。
【００１３】本発明の半導体装置の配線の形成方法が、
前記ＢＣl3及びＢＢr3の少なくとも一種類を含むガスプ
ラズマに金属膜をさらす工程に引き続き、金属膜を大気
にさらすことなく、酸素および水素を含みハロゲン元素
を含まないガスプラズマに金属膜をさらす工程を更に含
むこととすれば、残留する塩素を実質的に完全に除去す
ることができ、塩素に起因する金属膜のアフターコロー
ジョンを更によく防止できる。
前記ＢＣl3及びＢＢr3の少なくとも一種類を含むガスプ
ラズマに金属膜をさらす工程に引き続き、金属膜を大気
にさらすことなく、酸素および水素を含みハロゲン元素
を含まないガスプラズマに金属膜をさらす工程を更に含
むこととすれば、残留する塩素を実質的に完全に除去す
ることができ、塩素に起因する金属膜のアフターコロー
ジョンを更によく防止できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明について更に図面を参照して説
明する。図１（ａ）〜（ｃ）は夫々、本発明の一実施例
に係る半導体装置の配線の形成方法を示すための、各工
程段階毎の半導体集積回路の断面図である。
明する。図１（ａ）〜（ｃ）は夫々、本発明の一実施例
に係る半導体装置の配線の形成方法を示すための、各工
程段階毎の半導体集積回路の断面図である。
【００１５】本実施例方法では、まず、シリコン基板１
０１上にシリコン酸化膜１０２を形成し、次いで、約５
００オングストローム厚のＴiと、約１０００オングス
トローム厚のＴiＮとから成るＴiＮ／Ｔi層１０３を、
スパッタ法により形成する。引き続き、スパッタ法によ
り、約５０００オングストローム厚のＡlＣu合金膜１０
４を形成し、次いで、大気中に取り出さずに、連続して
約５００オングストローム厚のＴiＮ膜１０５を形成す
る。これにより、アルミニウム合金を主とする金属膜が
シリコン酸化膜１０２上に形成される。次に、プラズマ
ＣＶＤ法により、約２０００オングストローム厚のプラ
ズマ酸化膜を形成する。
０１上にシリコン酸化膜１０２を形成し、次いで、約５
００オングストローム厚のＴiと、約１０００オングス
トローム厚のＴiＮとから成るＴiＮ／Ｔi層１０３を、
スパッタ法により形成する。引き続き、スパッタ法によ
り、約５０００オングストローム厚のＡlＣu合金膜１０
４を形成し、次いで、大気中に取り出さずに、連続して
約５００オングストローム厚のＴiＮ膜１０５を形成す
る。これにより、アルミニウム合金を主とする金属膜が
シリコン酸化膜１０２上に形成される。次に、プラズマ
ＣＶＤ法により、約２０００オングストローム厚のプラ
ズマ酸化膜を形成する。
【００１６】次いで、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いて、図示しないレジストパターンを形成し、この
レジストパターンをマスクとして、ＣＦ4／ＣＨＦ3／Ａ
rの混合ガスプラズマを用いたＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）により、前記プラズマ酸化膜をドライエッチ
ングして、これからマスク酸化膜パターン１０６を形成
する（図１（ａ））。
を用いて、図示しないレジストパターンを形成し、この
レジストパターンをマスクとして、ＣＦ4／ＣＨＦ3／Ａ
rの混合ガスプラズマを用いたＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）により、前記プラズマ酸化膜をドライエッチ
ングして、これからマスク酸化膜パターン１０６を形成
する（図１（ａ））。
【００１７】引き続き、マスク酸化膜パターン１０６を
マスクとし、Ｃl2およびＮ2の混合ガスプラズマを用い
たＲＩＥにより、上記ＴiＮ／ＡlＣu／ＴiＮ／Ｔiの積
層膜から成る金属膜１０３〜１０５をドライエッチング
して、図１（ｂ）に示す構造を得る。このときのエッチ
ング条件は、例えば、ガスの混合比としてＣl2：Ｎ2＝
６３：１３（ｓｃｃｍ比）を、圧力として５ｍＴorr
を、ＲＦパワーとして５００Ｗを夫々採用する。
マスクとし、Ｃl2およびＮ2の混合ガスプラズマを用い
たＲＩＥにより、上記ＴiＮ／ＡlＣu／ＴiＮ／Ｔiの積
層膜から成る金属膜１０３〜１０５をドライエッチング
して、図１（ｂ）に示す構造を得る。このときのエッチ
ング条件は、例えば、ガスの混合比としてＣl2：Ｎ2＝
６３：１３（ｓｃｃｍ比）を、圧力として５ｍＴorr
を、ＲＦパワーとして５００Ｗを夫々採用する。
【００１８】金属膜のプラズマエッチング直後には、得
られたＡｌ配線パターンの側壁には、側壁保護膜１０７
が形成されている。この側壁保護膜１０７の組成を、Ａ
lＣu合金膜１０４の側部においてマイクロオージェ分析
法（μ−ＡＥＳ）によって分析した。その結果を図２
（ａ）に示す。同図では、横軸はＡrスパッタ量をＳiＯ
2換算した値（オングストローム）で示され、縦軸は計
測された各元素の原子濃度（％）で示されている。側壁
保護膜１０７は、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｃlを含み、Ｓi
Ｏ2換算で４００〜５００オングストローム厚の膜であ
る。
られたＡｌ配線パターンの側壁には、側壁保護膜１０７
が形成されている。この側壁保護膜１０７の組成を、Ａ
lＣu合金膜１０４の側部においてマイクロオージェ分析
法（μ−ＡＥＳ）によって分析した。その結果を図２
（ａ）に示す。同図では、横軸はＡrスパッタ量をＳiＯ
2換算した値（オングストローム）で示され、縦軸は計
測された各元素の原子濃度（％）で示されている。側壁
保護膜１０７は、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、Ｃlを含み、Ｓi
Ｏ2換算で４００〜５００オングストローム厚の膜であ
る。
【００１９】図２（ａ）から理解できるように、側壁保
護膜１０７とＡlＣu合金膜１０４の界面にはＣlがトラ
ップされている。このようにＣｌを含む側壁膜が付着し
たままで基板を大気中に取り出した場合には、Ｃlに起
因するアフターコロージョンがＡl膜に発生し、Ａｌ配
線に致命的な不良が発生するおそれがある。また、この
ような側壁膜が付着したＡｌ配線は長期的な信頼性で問
題がある。
護膜１０７とＡlＣu合金膜１０４の界面にはＣlがトラ
ップされている。このようにＣｌを含む側壁膜が付着し
たままで基板を大気中に取り出した場合には、Ｃlに起
因するアフターコロージョンがＡl膜に発生し、Ａｌ配
線に致命的な不良が発生するおそれがある。また、この
ような側壁膜が付着したＡｌ配線は長期的な信頼性で問
題がある。
【００２０】そこで、本実施例においては、上記ドライ
エッチング直後のシリコン基板を真空チャンバー内に保
持したまま、引き続き、三塩化ホウ素（ＢＣl3）を含む
ガスプラズマを用いたＲＩＥにより、上記Ａｌ、Ｏ、
Ｎ、Ｓｉ、Ｃｌを含む側壁膜を除去する。この工程を採
用することにより、側壁保護膜１０７が除去された構造
（図１（ｃ））が得られる。このときのＢＣl3プラズマ
による処理条件は、例えば、ＢＣl3の流量を５０ｓｃｃ
ｍ、圧力を１０ｍＴorr、ＲＦパワーを２００Ｗ、エッ
チング時間を３０秒として行う。
エッチング直後のシリコン基板を真空チャンバー内に保
持したまま、引き続き、三塩化ホウ素（ＢＣl3）を含む
ガスプラズマを用いたＲＩＥにより、上記Ａｌ、Ｏ、
Ｎ、Ｓｉ、Ｃｌを含む側壁膜を除去する。この工程を採
用することにより、側壁保護膜１０７が除去された構造
（図１（ｃ））が得られる。このときのＢＣl3プラズマ
による処理条件は、例えば、ＢＣl3の流量を５０ｓｃｃ
ｍ、圧力を１０ｍＴorr、ＲＦパワーを２００Ｗ、エッ
チング時間を３０秒として行う。
【００２１】図２（ｂ）は、ＢＣl3によるプラズマ処理
を行った後のＡｌ配線側壁の成分の分析結果を、同図
（ａ）と同様に示す。図２（ｂ）を参照すると、Ａl以
外の成分が全て大きく減少していることから、前記プラ
ズマ処理によりＡl配線から側壁保護膜の大半が除去さ
れることが理解できる。また、Ｃlを含む層が側壁の最
表面に現れていることも示されている。この側壁表面に
付着しているＣlを除去することにより、Ｃlに起因する
アフターコロージョンを実質的に完全に防止でき、従っ
て、長期的にも信頼性の高いＡｌ配線を形成することが
可能である。
を行った後のＡｌ配線側壁の成分の分析結果を、同図
（ａ）と同様に示す。図２（ｂ）を参照すると、Ａl以
外の成分が全て大きく減少していることから、前記プラ
ズマ処理によりＡl配線から側壁保護膜の大半が除去さ
れることが理解できる。また、Ｃlを含む層が側壁の最
表面に現れていることも示されている。この側壁表面に
付着しているＣlを除去することにより、Ｃlに起因する
アフターコロージョンを実質的に完全に防止でき、従っ
て、長期的にも信頼性の高いＡｌ配線を形成することが
可能である。
【００２２】本実施例では、上記側壁表面のＣlを除去
するために、ＢＣｌ3プラズマ処理が終了したシリコン
基板を、真空内搬送により別チャンバーに搬送し、そこ
で、酸素および水素を含みハロゲンを実質的に含まない
ガス、例えばＣＨ3ＯＨのガスプラズマを利用したダウ
ンフロープラズマによる処理を行う。この処理によりＡ
ｌ配線の側壁表面に付着したＣlを実質的に完全に除去
でき、その後シリコン基板を大気に取り出した後に生ず
るアフターコロージョンの発生を抑えることができる。
ダウンフロープラズマ処理における条件は、例えば、Ｃ
Ｈ3ＯＨの流量を１００ｓｃｃｍ、圧力を１．２Ｔorr、
マイクロ波パワーを１０００Ｗ、ウエハーステージ温度
を２００℃、処理時間を１２０秒とする。
するために、ＢＣｌ3プラズマ処理が終了したシリコン
基板を、真空内搬送により別チャンバーに搬送し、そこ
で、酸素および水素を含みハロゲンを実質的に含まない
ガス、例えばＣＨ3ＯＨのガスプラズマを利用したダウ
ンフロープラズマによる処理を行う。この処理によりＡ
ｌ配線の側壁表面に付着したＣlを実質的に完全に除去
でき、その後シリコン基板を大気に取り出した後に生ず
るアフターコロージョンの発生を抑えることができる。
ダウンフロープラズマ処理における条件は、例えば、Ｃ
Ｈ3ＯＨの流量を１００ｓｃｃｍ、圧力を１．２Ｔorr、
マイクロ波パワーを１０００Ｗ、ウエハーステージ温度
を２００℃、処理時間を１２０秒とする。
【００２３】図３〜図５は夫々、上記実施例の効果を示
す図で、上述のＢＣl3プラズマ処理の条件およびダウン
フロープラズマ処理の条件を一部変更し、その変更した
処理条件とそれから得られた配線のコロージョン数との
関係を示している。以下、夫々について説明する。な
お、下記で特定されないプラズマ条件は、何れも上述の
条件を採用したものである。
す図で、上述のＢＣl3プラズマ処理の条件およびダウン
フロープラズマ処理の条件を一部変更し、その変更した
処理条件とそれから得られた配線のコロージョン数との
関係を示している。以下、夫々について説明する。な
お、下記で特定されないプラズマ条件は、何れも上述の
条件を採用したものである。
【００２４】図３は、ＢＣl3プラズマ処理における処理
時間のみを変え、その他の条件は上述の通りとして、ア
フターコロージョン発生数の処理時間依存性を調べた結
果を示している。同図では、この依存性を、ダウンフロ
ープラズマ処理後に大気中に放置した経過時間が２４時
間（ａ）、４８時間（ｂ）の夫々の場合について示して
いる。同図から理解できるように、コロージョン発生数
は、ＢＣl3プラズマ処理の継続時間が長くなるに従って
減少し、３０sec以下のプラズマ処理時間では、その後
大気中に放置するとコロージョンが発生し、また、３０
sec以上のＢＣl3プラズマ処理時間を採用した場合に
は、コロージョンを実質的に完全に除去できる。
時間のみを変え、その他の条件は上述の通りとして、ア
フターコロージョン発生数の処理時間依存性を調べた結
果を示している。同図では、この依存性を、ダウンフロ
ープラズマ処理後に大気中に放置した経過時間が２４時
間（ａ）、４８時間（ｂ）の夫々の場合について示して
いる。同図から理解できるように、コロージョン発生数
は、ＢＣl3プラズマ処理の継続時間が長くなるに従って
減少し、３０sec以下のプラズマ処理時間では、その後
大気中に放置するとコロージョンが発生し、また、３０
sec以上のＢＣl3プラズマ処理時間を採用した場合に
は、コロージョンを実質的に完全に除去できる。
【００２５】図４は、ダウンフロープラズマ処理におい
て、ガス条件を種々に変えることで実質的にＣＨ3ＯＨ
の流量を変更し、処理後２４時間放置した後に発生した
コロージョン数のダウンフロー処理時間依存性を、それ
以前にＢＣl3プラズマ処理を行なわなかった場合
（ｃ）、およびＢＣl3プラズマ処理を３０sec行なった
場合（ｄ）の夫々について調べた結果を示している。同
図から、ＢＣl3プラズマ処理の有効性が確認でき、ま
た、ＣＨ3ＯＨの流量が１００ｓｃｃｍ以上で、アフタ
ーコロージョンの発生を実質的に完全に防止できること
が理解できる。ダウンフロープラズマ処理のガス中に水
素含有量が多いほどコロージョン防止効果が大きい。
て、ガス条件を種々に変えることで実質的にＣＨ3ＯＨ
の流量を変更し、処理後２４時間放置した後に発生した
コロージョン数のダウンフロー処理時間依存性を、それ
以前にＢＣl3プラズマ処理を行なわなかった場合
（ｃ）、およびＢＣl3プラズマ処理を３０sec行なった
場合（ｄ）の夫々について調べた結果を示している。同
図から、ＢＣl3プラズマ処理の有効性が確認でき、ま
た、ＣＨ3ＯＨの流量が１００ｓｃｃｍ以上で、アフタ
ーコロージョンの発生を実質的に完全に防止できること
が理解できる。ダウンフロープラズマ処理のガス中に水
素含有量が多いほどコロージョン防止効果が大きい。
【００２６】図５は、ＢＣl3プラズマ処理を１５sec行
ない、次いで、ＣＨ3ＯＨによるダウンフロープラズマ
処理を９０sec行なった場合について、ダウンフロープ
ラズマ処理での基板温度を変え、コロージョン発生数の
基板温度依存性を、処理後の放置時間が２４時間（ｅ）
および４８時間（ｆ）の夫々について調べた結果を示し
ている。同図に見るごとく、ダウンフロープラズマ処理
では、基板温度が２００℃以上でアフターコロージョン
防止効果が現れ、また、基板温度が２４０℃以上で充分
なアフターコロージョン防止効果が得られる。この場
合、ダウンフロープラズマ処理での基板温度を２４０℃
以上とすることにより、ダウンフロープラズマ処理に要
する時間およびＢＣl3プラズマ処理に要する時間の短縮
が可能となり、全体のスループット向上が可能となる。
ない、次いで、ＣＨ3ＯＨによるダウンフロープラズマ
処理を９０sec行なった場合について、ダウンフロープ
ラズマ処理での基板温度を変え、コロージョン発生数の
基板温度依存性を、処理後の放置時間が２４時間（ｅ）
および４８時間（ｆ）の夫々について調べた結果を示し
ている。同図に見るごとく、ダウンフロープラズマ処理
では、基板温度が２００℃以上でアフターコロージョン
防止効果が現れ、また、基板温度が２４０℃以上で充分
なアフターコロージョン防止効果が得られる。この場
合、ダウンフロープラズマ処理での基板温度を２４０℃
以上とすることにより、ダウンフロープラズマ処理に要
する時間およびＢＣl3プラズマ処理に要する時間の短縮
が可能となり、全体のスループット向上が可能となる。
【００２７】上記実施例では、Ａl膜のドライエッチン
グ時に形成された酸化膜から成る側壁膜を、ＢＣl3ガス
プラズマ処理により除去し、引き続きＣＨ3ＯＨのガス
プラズマによるダウンフロープラズマ処理を行うこと
で、残留するＣlを実質的に完全に除去することによ
り、コロージョン発生を有効に抑え、これにより信頼性
の高いＡｌ配線の形成を可能とするものである。
グ時に形成された酸化膜から成る側壁膜を、ＢＣl3ガス
プラズマ処理により除去し、引き続きＣＨ3ＯＨのガス
プラズマによるダウンフロープラズマ処理を行うこと
で、残留するＣlを実質的に完全に除去することによ
り、コロージョン発生を有効に抑え、これにより信頼性
の高いＡｌ配線の形成を可能とするものである。
【００２８】なお、上記実施例の構成は例示であり、本
発明の半導体装置の配線の形成方法は、上記実施例の構
成にのみ限定されるものではない。例えば、上記実施例
では、ＢＣl3ガスのプラズマ処理を行なった例を挙げた
が、ＢＣl3に代えてＢＢr3（三臭化ホウ素）を採用する
ことができる。
発明の半導体装置の配線の形成方法は、上記実施例の構
成にのみ限定されるものではない。例えば、上記実施例
では、ＢＣl3ガスのプラズマ処理を行なった例を挙げた
が、ＢＣl3に代えてＢＢr3（三臭化ホウ素）を採用する
ことができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の配線の形成方法は、アルミニウム又はアルミニウム
合金を主とする金属膜を異方性エッチングした後に、こ
れを大気にさらすことなく、ＢＣl3およびＢＢr3の少く
とも一種類を含むガスプラズマにより金属膜を処理する
構成を採用したことにより、Ａｌ配線と側壁保護膜との
界面に存在するＣlを除去することができるので、Ｃlに
起因するアフターコロージョンの発生を抑え、異方性形
状が良好で且つ長期的に信頼性が高いＡｌ配線を形成す
ることが可能となる。
置の配線の形成方法は、アルミニウム又はアルミニウム
合金を主とする金属膜を異方性エッチングした後に、こ
れを大気にさらすことなく、ＢＣl3およびＢＢr3の少く
とも一種類を含むガスプラズマにより金属膜を処理する
構成を採用したことにより、Ａｌ配線と側壁保護膜との
界面に存在するＣlを除去することができるので、Ｃlに
起因するアフターコロージョンの発生を抑え、異方性形
状が良好で且つ長期的に信頼性が高いＡｌ配線を形成す
ることが可能となる。
【００３０】また、前記ＢＣl3およびＢＢr3の少なくと
も一種類を含むガスプラズマに金属膜をさらす工程に引
き続き、該金属膜を大気にさらすことなく、酸素および
水素を含みハロゲン元素を実質的に含まないガスプラズ
マによるダウンフロープラズマに金属膜をさらすことに
より、金属膜の側壁表面に付着したＣlをも除去できる
ので、Ａｌ配線に生ずるアフターコロージョンの防止を
更に有効に行なうことが出来る。
も一種類を含むガスプラズマに金属膜をさらす工程に引
き続き、該金属膜を大気にさらすことなく、酸素および
水素を含みハロゲン元素を実質的に含まないガスプラズ
マによるダウンフロープラズマに金属膜をさらすことに
より、金属膜の側壁表面に付着したＣlをも除去できる
ので、Ａｌ配線に生ずるアフターコロージョンの防止を
更に有効に行なうことが出来る。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は夫々、本発明の一実施例の半
導体装置の配線の形成方法を示すための、半導体装置の
各工程段階毎の断面図。
導体装置の配線の形成方法を示すための、半導体装置の
各工程段階毎の断面図。
【図２】（ａ）および（ｂ）は夫々、ＢＣl3ガスプラズ
マ処理を行う前後のＡｌ配線側壁の成分のマイクロオー
ジェ分析法による分析結果を示すグラフ。
マ処理を行う前後のＡｌ配線側壁の成分のマイクロオー
ジェ分析法による分析結果を示すグラフ。
【図３】Ａｌ配線のアフターコロージョン防止効果に対
するＢＣl3プラズマによる処理時間の依存性を示すグラ
フ。
するＢＣl3プラズマによる処理時間の依存性を示すグラ
フ。
【図４】Ａｌ配線のアフターコロージョン防止効果に対
するＢＣl3処理の有無およびダウンフロー処理のガス条
件の依存性を示すグラフ。
するＢＣl3処理の有無およびダウンフロー処理のガス条
件の依存性を示すグラフ。
【図５】Ａｌ配線のアフターコロージョン防止効果に対
するダウンフロープラズマ処理での基板温度依存性を示
すグラフ。
するダウンフロープラズマ処理での基板温度依存性を示
すグラフ。
【図６】（ａ）および（ｂ）は夫々、従来の半導体装置
の配線の形成方法を示すための、各工程段階毎の半導体
装置の断面図。
の配線の形成方法を示すための、各工程段階毎の半導体
装置の断面図。
１０１、２０１ シリコン基板 １０２、２０２ シリコン酸化膜 １０３、２０３ ＴiＮ／Ｔi層 １０４、２０４ ＡlＣu合金膜 １０５、２０５ ＴiＮ層 １０６、２０６ マスク酸化膜パターン １０７、２０７ 側壁保護膜
Claims (4)
- 【請求項１】 基板の主面上部にアルミニウム又はアル
ミニウム合金を主とする金属膜を形成する工程と、該金
属膜上に酸化膜を形成する工程と、該酸化膜を異方性エ
ッチングして酸化膜パターンに形成する工程と、塩素を
含むガスプラズマにより前記酸化膜パターンをマスクと
して前記金属膜を異方性エッチングする工程と、該異方
性エッチングに引き続き、前記金属膜を大気にさらすこ
となく、三塩化ホウ素および三臭化ホウ素の少なくとも
一種類を含むガスプラズマに前記金属膜をさらす工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の配線の形成方法。 - 【請求項２】 前記ガスプラズマに金属膜をさらす工程
が、前記金属膜の側壁に形成された酸化膜を除去する工
程である、請求項１に記載の半導体装置の配線の形成方
法。 - 【請求項３】 前記ガスプラズマに金属膜をさらす工程
に引き続き、前記金属膜を大気にさらすことなく、酸素
および水素を含みハロゲン元素を実質的に含まないガス
のダウンフロープラズマに前記金属膜をさらす工程を更
に含む、請求項１又は２に記載の半導体装置の配線の形
成方法。 - 【請求項４】 前記ダウンフローガスプラズマに金属膜
をさらす工程が、基板温度２４０℃以上で行なわれる、
請求項３に記載の半導体装置の配線の形成方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018729A JP2861785B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 半導体装置の配線の形成方法 |
| GB9502863A GB2286721A (en) | 1994-02-15 | 1995-02-14 | Method for fabricating semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6018729A JP2861785B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 半導体装置の配線の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07230993A true JPH07230993A (ja) | 1995-08-29 |
| JP2861785B2 JP2861785B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=11979763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6018729A Expired - Fee Related JP2861785B2 (ja) | 1994-02-15 | 1994-02-15 | 半導体装置の配線の形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861785B2 (ja) |
| GB (1) | GB2286721A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1154490A (ja) * | 1997-07-25 | 1999-02-26 | Samsung Electron Co Ltd | 半導体装置の金属膜エッチング方法 |
| US6599841B2 (en) | 1998-11-04 | 2003-07-29 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing a semiconductor device |
| JP4646346B2 (ja) * | 2000-01-28 | 2011-03-09 | パナソニック株式会社 | 電子デバイスの製造方法 |
| JP2013004605A (ja) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Rohm Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6177353B1 (en) | 1998-09-15 | 2001-01-23 | Infineon Technologies North America Corp. | Metallization etching techniques for reducing post-etch corrosion of metal lines |
| US7772097B2 (en) | 2007-11-05 | 2010-08-10 | Asm America, Inc. | Methods of selectively depositing silicon-containing films |
| CN102956430A (zh) * | 2012-05-25 | 2013-03-06 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 取代膜层上氯原子的方法 |
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| JPS6033367A (ja) * | 1983-08-04 | 1985-02-20 | Nec Corp | アルミニウムのドライエッチング方法 |
| JPS6423944A (en) * | 1987-04-03 | 1989-01-26 | World Container Corp | Folding type container |
| JPS6482550A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Toshiba Corp | Surface treatment |
| JPH02189919A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Nec Corp | ドライエッチング方法 |
| JPH04259220A (ja) * | 1991-02-14 | 1992-09-14 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0547721A (ja) * | 1991-08-20 | 1993-02-26 | Sony Corp | エツチング方法 |
| JPH05102142A (ja) * | 1991-10-04 | 1993-04-23 | Sony Corp | アルミニウム系金属パターンの形成方法 |
| JPH05160084A (ja) * | 1991-12-11 | 1993-06-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5219485A (en) * | 1985-10-11 | 1993-06-15 | Applied Materials, Inc. | Materials and methods for etching silicides, polycrystalline silicon and polycides |
-
1994
- 1994-02-15 JP JP6018729A patent/JP2861785B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-02-14 GB GB9502863A patent/GB2286721A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2286721A (en) | 1995-08-23 |
| GB9502863D0 (en) | 1995-04-05 |
| JP2861785B2 (ja) | 1999-02-24 |
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