JPH08186110A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH08186110A JPH08186110A JP33872094A JP33872094A JPH08186110A JP H08186110 A JPH08186110 A JP H08186110A JP 33872094 A JP33872094 A JP 33872094A JP 33872094 A JP33872094 A JP 33872094A JP H08186110 A JPH08186110 A JP H08186110A
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- JP
- Japan
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- film
- aluminum alloy
- mask
- oxide film
- etching
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】酸化膜マスクを用いたアルミニウム配線加工に
おいてエッチング残滓の生じない信頼性の高い配線加工
を実現する。 【構成】下地絶縁膜１上にアルミニウム合金膜２を形成
し、アルミニウム合金膜２上にマスク酸化膜３を形成
し、マスク酸化膜３形成後直ちに基板を急冷する。マス
ク酸化膜３はパターニングされたフォトレジスト膜４を
マスクにパターニングされ、アルミニウム合金膜２はパ
ターニングされたマスク酸化膜３をマスクとしてエッチ
ングされ、アルミニウム合金配線が形成される。
おいてエッチング残滓の生じない信頼性の高い配線加工
を実現する。 【構成】下地絶縁膜１上にアルミニウム合金膜２を形成
し、アルミニウム合金膜２上にマスク酸化膜３を形成
し、マスク酸化膜３形成後直ちに基板を急冷する。マス
ク酸化膜３はパターニングされたフォトレジスト膜４を
マスクにパターニングされ、アルミニウム合金膜２はパ
ターニングされたマスク酸化膜３をマスクとしてエッチ
ングされ、アルミニウム合金配線が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子デバイス等の半導
体装置の製造方法に関し、不純物を添加したアルミニウ
ム合金にて配線を形成する方法に関する。
体装置の製造方法に関し、不純物を添加したアルミニウ
ム合金にて配線を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム配線膜は低抵抗と加工性の
点から半導体デバイスの配線材料として広く用いられて
いる。アルミニウム配線材料にはエレクトロマイグレー
ション耐性及びストレスマイグレーション耐性の向上の
ためにＣｕが添加され、さらにアロイスパイク防止のた
めにＳｉを添加したＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金が一般的に用
いられている。
点から半導体デバイスの配線材料として広く用いられて
いる。アルミニウム配線材料にはエレクトロマイグレー
ション耐性及びストレスマイグレーション耐性の向上の
ためにＣｕが添加され、さらにアロイスパイク防止のた
めにＳｉを添加したＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金が一般的に用
いられている。
【０００３】従来のアルミニウム合金膜のエッチング
は、レジストをマスクとして、Ｃｌ2やＢＣｌ3等の塩素
系のガスを用いたドライエッチングによって行われてい
る。エッチング時の異方性はレジストの後退による側壁
膜の形成によって確保される。
は、レジストをマスクとして、Ｃｌ2やＢＣｌ3等の塩素
系のガスを用いたドライエッチングによって行われてい
る。エッチング時の異方性はレジストの後退による側壁
膜の形成によって確保される。
【０００４】しかし、サイドプロテクトを用いたエッチ
ングではエッチング後の側壁膜除去過程で生じる寸法シ
フトと側壁膜に残留した塩素によるアフターコロージョ
ンのため、微細加工には限界があった。
ングではエッチング後の側壁膜除去過程で生じる寸法シ
フトと側壁膜に残留した塩素によるアフターコロージョ
ンのため、微細加工には限界があった。
【０００５】そこで、従来、酸化膜をマスクにアルミニ
ウム合金膜をエッチングする方法が提案されており、こ
の方法は、側壁膜の低減、マスク耐性の向上、アフター
コロージョン抑制等の利点を有するため、今後さらに微
細化する配線加工に対して有効である。
ウム合金膜をエッチングする方法が提案されており、こ
の方法は、側壁膜の低減、マスク耐性の向上、アフター
コロージョン抑制等の利点を有するため、今後さらに微
細化する配線加工に対して有効である。
【０００６】図２は、マスク酸化膜を用いた従来の半導
体装置の製造工程を順に示す断面図である。
体装置の製造工程を順に示す断面図である。
【０００７】図２を参照して、ＳｉとＣｕを添加したア
ルミニウム合金膜２は下地絶縁膜１上にスパッタ法によ
り２００℃で形成される。
ルミニウム合金膜２は下地絶縁膜１上にスパッタ法によ
り２００℃で形成される。
【０００８】マスク酸化膜３は、アルミニウム合金膜２
上にＣＶＤ法によって形成される（図２（ａ）参照）。
その際、アルミニウム合金膜２を含む基板の温度は４０
０℃〜５００℃の高温に曝され、成膜後室温まで徐冷さ
れる。
上にＣＶＤ法によって形成される（図２（ａ）参照）。
その際、アルミニウム合金膜２を含む基板の温度は４０
０℃〜５００℃の高温に曝され、成膜後室温まで徐冷さ
れる。
【０００９】アルミニウム合金膜２は、レジスト４、マ
スク酸化膜３を順次ドライエッチングしてパターニング
することにより必要な部分を残してエッチング除去さ
れ、アルミニウム合金配線が形成される（図２（ｃ）参
照）。
スク酸化膜３を順次ドライエッチングしてパターニング
することにより必要な部分を残してエッチング除去さ
れ、アルミニウム合金配線が形成される（図２（ｃ）参
照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のマスク酸化膜を用いたアルミニウム配線エッチ
ングにおいては、マスク酸化膜形成時に高温に曝される
ため、アルミニウム合金膜２の温度もまた実質的に上昇
する。その際、アルミニウム中に含まれる添加物が室温
において固溶限界以上に添加されている場合、マスク酸
化膜成膜後の徐冷の間に、添加物がアルミニウム結晶中
を拡散し、主に結晶粒界に吐き出されて析出することに
なる。
た従来のマスク酸化膜を用いたアルミニウム配線エッチ
ングにおいては、マスク酸化膜形成時に高温に曝される
ため、アルミニウム合金膜２の温度もまた実質的に上昇
する。その際、アルミニウム中に含まれる添加物が室温
において固溶限界以上に添加されている場合、マスク酸
化膜成膜後の徐冷の間に、添加物がアルミニウム結晶中
を拡散し、主に結晶粒界に吐き出されて析出することに
なる。
【００１１】すなわち、アルミニウム合金膜中におい
て、添加物は均一な分布をとらず、大きなノジュールと
なって局所的に分布する。
て、添加物は均一な分布をとらず、大きなノジュールと
なって局所的に分布する。
【００１２】このようなアルミニウム合金膜２をドライ
エッチングした場合、図２（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、アルミニウム合金膜２中に発生したノジュール５は
エッチング残滓６の要因となる。
エッチングした場合、図２（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、アルミニウム合金膜２中に発生したノジュール５は
エッチング残滓６の要因となる。
【００１３】酸化膜をマスクとして用いた場合に生じる
エッチング残滓は、従来のレジストマスクで生じる残滓
と比較して、その粒径が大きく、オーバーエッチングを
施しても完全に除去することはできない。
エッチング残滓は、従来のレジストマスクで生じる残滓
と比較して、その粒径が大きく、オーバーエッチングを
施しても完全に除去することはできない。
【００１４】このように、酸化膜成膜後に室温までゆっ
くりと冷却されて形成される従来のアルミニウム合金配
線では、エッチング残滓を誘起し、配線間の短絡や配線
上に層間膜を形成する際に平坦性を著しく低下させる。
くりと冷却されて形成される従来のアルミニウム合金配
線では、エッチング残滓を誘起し、配線間の短絡や配線
上に層間膜を形成する際に平坦性を著しく低下させる。
【００１５】さらに、図２（ｃ）に示すように、徐冷に
よって成長した添加物のノジュール５は、エッチング残
滓６の発生だけではなく、配線中にも存在することにな
る。このような配線中のノジュール５は、配線の微細化
がさらに進行した場合、配線を完全に横切ることになり
配線抵抗を増大させ、配線の信頼性を著しく低下させ
る。
よって成長した添加物のノジュール５は、エッチング残
滓６の発生だけではなく、配線中にも存在することにな
る。このような配線中のノジュール５は、配線の微細化
がさらに進行した場合、配線を完全に横切ることになり
配線抵抗を増大させ、配線の信頼性を著しく低下させ
る。
【００１６】従って、本発明の目的は、マスク酸化膜を
用いた微細アルミニウム配線エッチングにおいて、エッ
チング残滓が発生しない信頼性の高い半導体装置の製造
方法を提供することにある。
用いた微細アルミニウム配線エッチングにおいて、エッ
チング残滓が発生しない信頼性の高い半導体装置の製造
方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、半導体基板上にアルミニウム合金膜を形
成する工程と、アルミニウム合金膜の上層にマスク酸化
膜を形成後直ちに急冷する工程と、マスク酸化膜をパタ
ーニングしアルミニウム合金膜をエッチングして配線を
形成する工程と、を含むことを特徴とする。
め、本発明は、半導体基板上にアルミニウム合金膜を形
成する工程と、アルミニウム合金膜の上層にマスク酸化
膜を形成後直ちに急冷する工程と、マスク酸化膜をパタ
ーニングしアルミニウム合金膜をエッチングして配線を
形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
【作用】本発明は、アルミニウム合金膜上のマスク酸化
膜形成後、ただちに基板を急冷し添加物の析出を抑制す
ることによって、前記従来の問題点を解決するものであ
る。
膜形成後、ただちに基板を急冷し添加物の析出を抑制す
ることによって、前記従来の問題点を解決するものであ
る。
【００１９】本発明によれば、エッチング残滓除去をエ
ッチング後のオーバーエッチングに頼ることなく、エッ
チングの前行程で行うため、オーバーエッチングによる
下地膜への損傷、エッチング形状への影響はない。
ッチング後のオーバーエッチングに頼ることなく、エッ
チングの前行程で行うため、オーバーエッチングによる
下地膜への損傷、エッチング形状への影響はない。
【００２０】また、マスク酸化膜形成後の急冷は、アル
ミニウム合金中のノジュール形成を抑制するため、エッ
チング残滓除去に効果があるばかりではなく、配線断面
に占めるノジュールの割合を減少することができるた
め、本発明は、不純物を添加したアルミニウム配線膜の
微細加工において、高い信頼性を有する配線加工を実現
することができる。
ミニウム合金中のノジュール形成を抑制するため、エッ
チング残滓除去に効果があるばかりではなく、配線断面
に占めるノジュールの割合を減少することができるた
め、本発明は、不純物を添加したアルミニウム配線膜の
微細加工において、高い信頼性を有する配線加工を実現
することができる。
【００２１】
【実施例】図面を参照して、本発明の一実施例を以下に
説明する。図１は本実施例の半導体装置の製造工程を順
に示す断面図である。
説明する。図１は本実施例の半導体装置の製造工程を順
に示す断面図である。
【００２２】図１（ａ）を参照して、下地絶縁膜１の上
にアルミニウム合金膜２（Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃ
ｕ）をスパッタ法により、２００℃で５００ｎｍ形成す
る。
にアルミニウム合金膜２（Ａｌ−１％Ｓｉ−０．５％Ｃ
ｕ）をスパッタ法により、２００℃で５００ｎｍ形成す
る。
【００２３】次に、アルミニウム合金膜２上に４００℃
の基板温度でＣＶＤ法によりマスク酸化膜３を２５０ｎ
ｍ形成する。
の基板温度でＣＶＤ法によりマスク酸化膜３を２５０ｎ
ｍ形成する。
【００２４】マスク酸化膜３を成膜後、基板加熱を直ち
に停止し、基板を急冷する。急冷方法としては、サンプ
ルホルダーを温度調節装置によって急冷する。基板の急
冷後、基板は室温に保持される。
に停止し、基板を急冷する。急冷方法としては、サンプ
ルホルダーを温度調節装置によって急冷する。基板の急
冷後、基板は室温に保持される。
【００２５】このように急冷されたアルミニウム合金膜
２においては、添加物であるＳｉやＣｕの拡散が抑制さ
れるため、ＳｉやＣｕのノジュールを急冷過程で成長さ
せることはない。
２においては、添加物であるＳｉやＣｕの拡散が抑制さ
れるため、ＳｉやＣｕのノジュールを急冷過程で成長さ
せることはない。
【００２６】したがって、本実施例においては、図２
（ａ）の前記従来例のアルミニウム合金膜２中に見られ
る大粒径のノジュールは存在しない。
（ａ）の前記従来例のアルミニウム合金膜２中に見られ
る大粒径のノジュールは存在しない。
【００２７】マスク酸化膜３は、通常のフォトレジスト
行程でパターニングされたフォトレジスト膜４をマスク
にＣＨＦ3ガスにてドライエッチングする（図１（ｂ）
参照）。
行程でパターニングされたフォトレジスト膜４をマスク
にＣＨＦ3ガスにてドライエッチングする（図１（ｂ）
参照）。
【００２８】なお、この過程においてもアルミニウム合
金膜２はその成膜時の温度よりも高温に曝されることは
ないため、この過程で新たにノジュールを発生すること
はない。フォトレジスト膜４はこの後、酸素プラズマに
より除去される。
金膜２はその成膜時の温度よりも高温に曝されることは
ないため、この過程で新たにノジュールを発生すること
はない。フォトレジスト膜４はこの後、酸素プラズマに
より除去される。
【００２９】次に、マスク酸化膜３をマスクとしてアル
ミニウム合金膜２を塩素ガスにてドライエッチングする
（図１（ｃ）参照）。
ミニウム合金膜２を塩素ガスにてドライエッチングする
（図１（ｃ）参照）。
【００３０】本実施例においては、アルミニウム合金中
には大粒径のノジュールは存在していないことから、前
記従来例の図２（ｃ）に見られるようなエッチング残滓
は生じない。なお、仮にエッチング残滓が生じた場合で
も、オーバーエッチングによって除去可能であるため、
良好なエッチング形状が得られる。
には大粒径のノジュールは存在していないことから、前
記従来例の図２（ｃ）に見られるようなエッチング残滓
は生じない。なお、仮にエッチング残滓が生じた場合で
も、オーバーエッチングによって除去可能であるため、
良好なエッチング形状が得られる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マスク酸化膜形成後に基板を急冷することにより、アル
ミニウム合金膜中に含まれる添加物の結晶粒界への拡散
を抑制することができる。このため、本発明によれば、
エッチング残滓の要因となる添加物のノジュール成長を
抑制し、残滓の生じない高信頼性のアルミニウム合金配
線を形成することが可能である。
マスク酸化膜形成後に基板を急冷することにより、アル
ミニウム合金膜中に含まれる添加物の結晶粒界への拡散
を抑制することができる。このため、本発明によれば、
エッチング残滓の要因となる添加物のノジュール成長を
抑制し、残滓の生じない高信頼性のアルミニウム合金配
線を形成することが可能である。
【００３２】そして、配線中のノジュール粒径の低減は
エッチング残滓に有効であるばかりではなく、配線断面
に占めるノジュールの割合を減少できる。即ち、本発明
によれば、配線抵抗の増大、マイグレーション耐性の劣
化を抑制することができ、高信頼性の微細配線加工を実
現することができる。
エッチング残滓に有効であるばかりではなく、配線断面
に占めるノジュールの割合を減少できる。即ち、本発明
によれば、配線抵抗の増大、マイグレーション耐性の劣
化を抑制することができ、高信頼性の微細配線加工を実
現することができる。
【図１】本発明の一実施例の製造工程を説明する図であ
る。
る。
【図２】従来の製造工程の一例を説明する図である。
１ 下地絶縁膜 ２ アルミニウム合金膜（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ） ３ マスク酸化膜 ４ フォトレジスト膜 ５ ノジュール ６ エッチング残滓
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板上にアルミニウム合金膜を形成
する工程と、 前記アルミニウム合金膜の上層にマスク酸化膜を形成後
直ちに急冷する工程と、 前記マスク酸化膜をパターニングし前記アルミニウム合
金膜をエッチングして配線を形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】前記アルミニウム合金膜がＡｌを主成分と
するＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜であることを特徴とする請
求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記マスク酸化膜を前記アルミニウム合金
膜上に所定の基板温度に加熱して推積した後、前記基板
の加熱を停止して急冷することを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33872094A JPH08186110A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33872094A JPH08186110A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186110A true JPH08186110A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18320832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33872094A Pending JPH08186110A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08186110A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63308914A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-16 | Nec Corp | アルミニウム合金配線の形成方法 |
| JPH05136127A (ja) * | 1991-11-15 | 1993-06-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 金属配線パターンの形成方法 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP33872094A patent/JPH08186110A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63308914A (ja) * | 1987-06-11 | 1988-12-16 | Nec Corp | アルミニウム合金配線の形成方法 |
| JPH05136127A (ja) * | 1991-11-15 | 1993-06-01 | Sanyo Electric Co Ltd | 金属配線パターンの形成方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970506 |