JPH09260390A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH09260390A JPH09260390A JP6672696A JP6672696A JPH09260390A JP H09260390 A JPH09260390 A JP H09260390A JP 6672696 A JP6672696 A JP 6672696A JP 6672696 A JP6672696 A JP 6672696A JP H09260390 A JPH09260390 A JP H09260390A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム合金膜のパターニングに際しての
オーバーエッチングによる下地絶縁膜のエッチング量の
増加を抑制し、レジスト残膜の減少を抑制し、配線パタ
ーンのサイドエッチングを抑制する。 【解決手段】半導体装置の多層配線形成工程において層
間絶縁膜21上のアルミニウム合金膜12を反応性イオ
ンエッチング技術を用いてパターニングする際、エッチ
ング工程を複数ステップに分け、エッチングガスとし
て、最終ステップまではBCl3 系/Cl2 系のガスを
用い、最終ステップのオーバーエッチング工程では、エ
ッチングガスとしてBCl3 系/Cl2 系のガスのほか
にCO+CxHyFz(x=1,2,3,…, y=0,1,2,…,
z=1,2,3,…, )系ガスを添加する。
オーバーエッチングによる下地絶縁膜のエッチング量の
増加を抑制し、レジスト残膜の減少を抑制し、配線パタ
ーンのサイドエッチングを抑制する。 【解決手段】半導体装置の多層配線形成工程において層
間絶縁膜21上のアルミニウム合金膜12を反応性イオ
ンエッチング技術を用いてパターニングする際、エッチ
ング工程を複数ステップに分け、エッチングガスとし
て、最終ステップまではBCl3 系/Cl2 系のガスを
用い、最終ステップのオーバーエッチング工程では、エ
ッチングガスとしてBCl3 系/Cl2 系のガスのほか
にCO+CxHyFz(x=1,2,3,…, y=0,1,2,…,
z=1,2,3,…, )系ガスを添加する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係り、特に半導体装置の多層配線形成工程におい
て層間絶縁膜上のアルミニウム合金膜を反応性イオンエ
ッチング(RIE)技術を用いてパターニングする方法
に関する。
方法に係り、特に半導体装置の多層配線形成工程におい
て層間絶縁膜上のアルミニウム合金膜を反応性イオンエ
ッチング(RIE)技術を用いてパターニングする方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の多層配線形成工程におい
て、図2に示すように、半導体基板20上に形成された
TEOS(テトラエトキシシラン)、SiOなどの層間
絶縁膜21上のアルミニウム合金膜をRIE技術を用い
てパターニングすることにより配線パターン22を形成
する際、従来は、アルミニウム合金膜上にレジストパタ
ーン23を形成し、エッチングガスとしてBCl3 系/
Cl2 系のガスのみを用いてエッチングしていた。
て、図2に示すように、半導体基板20上に形成された
TEOS(テトラエトキシシラン)、SiOなどの層間
絶縁膜21上のアルミニウム合金膜をRIE技術を用い
てパターニングすることにより配線パターン22を形成
する際、従来は、アルミニウム合金膜上にレジストパタ
ーン23を形成し、エッチングガスとしてBCl3 系/
Cl2 系のガスのみを用いてエッチングしていた。
【0003】しかし、BCl3 系/Cl2 系のガスのみ
を用いたエッチングでは、ジャストエッチング時に配線
パターン22相互間で層間絶縁膜21上に残るアルミニ
ウムを完全に除去するためにオーバーエッチングする時
に、下地の層間絶縁膜21がスパッタエッチングされて
しまい、下地絶縁膜21のエッチング量が増加する。
を用いたエッチングでは、ジャストエッチング時に配線
パターン22相互間で層間絶縁膜21上に残るアルミニ
ウムを完全に除去するためにオーバーエッチングする時
に、下地の層間絶縁膜21がスパッタエッチングされて
しまい、下地絶縁膜21のエッチング量が増加する。
【0004】これにより、下地絶縁膜21からOが発生
し、その影響でレジストパターン23のエッチング速度
が増加してレジストパターン23の残膜が減少し、十分
なレジスト残膜が得られず、配線パターン22にサイド
エッチングが生じてしまい、断面が逆テーパ状になって
しまう。
し、その影響でレジストパターン23のエッチング速度
が増加してレジストパターン23の残膜が減少し、十分
なレジスト残膜が得られず、配線パターン22にサイド
エッチングが生じてしまい、断面が逆テーパ状になって
しまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
アルミニウム合金膜のパターニング方法は、オーバーエ
ッチングにより下地絶縁膜のエッチング量が増加し、十
分なレジスト残膜が得られず、配線パターンにサイドエ
ッチングが生じてしまうという問題があった。
アルミニウム合金膜のパターニング方法は、オーバーエ
ッチングにより下地絶縁膜のエッチング量が増加し、十
分なレジスト残膜が得られず、配線パターンにサイドエ
ッチングが生じてしまうという問題があった。
【0006】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、アルミニウム合金膜のパターニングに際して
のオーバーエッチングによる下地絶縁膜の過剰なエッチ
ングを抑制でき、レジスト残膜の減少を抑制でき、配線
パターンのサイドエッチングを抑制し得る半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
たもので、アルミニウム合金膜のパターニングに際して
のオーバーエッチングによる下地絶縁膜の過剰なエッチ
ングを抑制でき、レジスト残膜の減少を抑制でき、配線
パターンのサイドエッチングを抑制し得る半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体装置の多層配線形成工程において層間
絶縁膜上のアルミニウム合金膜を反応性イオンエッチン
グ技術を用いてパターニングする際、エッチング工程を
複数ステップに分け、その最終ステップのオーバーエッ
チング工程ではBCl3 系/Cl2 系のガスのほかにC
O+CxHyFz(x=1,2,3,…, y=0,1,2,…, z=
1,2,3,…, )系のガスを添加することを特徴とする。
造方法は、半導体装置の多層配線形成工程において層間
絶縁膜上のアルミニウム合金膜を反応性イオンエッチン
グ技術を用いてパターニングする際、エッチング工程を
複数ステップに分け、その最終ステップのオーバーエッ
チング工程ではBCl3 系/Cl2 系のガスのほかにC
O+CxHyFz(x=1,2,3,…, y=0,1,2,…, z=
1,2,3,…, )系のガスを添加することを特徴とする。
【0008】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
素子形成後の半導体基板上に層間絶縁膜を形成した後、
層間絶縁膜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上にRIE用のレジストパター
ンを形成する工程と、前記レジストパターンをエッチン
グマスクとして、RIE法により前記アルミニウム合金
膜のパターニングを行う工程とを具備し、前記アルミニ
ウム合金膜のパターニングに際して、エッチング工程を
2つのステップに分け、第1ステップでは、エッチング
ガスとしてBCl3 系/Cl2 系のガスを用いて前記下
地絶縁膜表面までのジャストエッチングを行ってアルミ
ニウム合金膜の配線パターンを形成し、第2ステップで
は、前記ジャストエッチングにより配線パターン相互間
で層間絶縁膜上に残るアルミニウムを完全に除去するた
めに、エッチングガスとしてBCl3 系/Cl2 系のガ
スのほかにCO+CxHyFz(x=1,2,3,…, y=0,
1,2,…, z=1,2,3,…, )系のガスを添加してオーバー
エッチングを行うことを特徴とする。
素子形成後の半導体基板上に層間絶縁膜を形成した後、
層間絶縁膜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上にRIE用のレジストパター
ンを形成する工程と、前記レジストパターンをエッチン
グマスクとして、RIE法により前記アルミニウム合金
膜のパターニングを行う工程とを具備し、前記アルミニ
ウム合金膜のパターニングに際して、エッチング工程を
2つのステップに分け、第1ステップでは、エッチング
ガスとしてBCl3 系/Cl2 系のガスを用いて前記下
地絶縁膜表面までのジャストエッチングを行ってアルミ
ニウム合金膜の配線パターンを形成し、第2ステップで
は、前記ジャストエッチングにより配線パターン相互間
で層間絶縁膜上に残るアルミニウムを完全に除去するた
めに、エッチングガスとしてBCl3 系/Cl2 系のガ
スのほかにCO+CxHyFz(x=1,2,3,…, y=0,
1,2,…, z=1,2,3,…, )系のガスを添加してオーバー
エッチングを行うことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1(a)乃至(c)は、
本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施の形態にお
ける多層配線形成工程でのアルミニウム合金膜のパター
ニング工程を示している。
施の形態を詳細に説明する。図1(a)乃至(c)は、
本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施の形態にお
ける多層配線形成工程でのアルミニウム合金膜のパター
ニング工程を示している。
【0010】まず、図1(a)に示すように、素子形成
後の半導体基板(例えばSi基板)10上に第1層目の
配線(図示せず)を形成した後、TEOS、SiO、S
iNなどの層間絶縁膜21を形成する。
後の半導体基板(例えばSi基板)10上に第1層目の
配線(図示せず)を形成した後、TEOS、SiO、S
iNなどの層間絶縁膜21を形成する。
【0011】次に、層間絶縁膜21上にTiN膜、Ti
W膜、Ti膜のうちの少なくとも1つのバリア金属膜1
1を形成した後、アルミニウム合金膜12を形成する。
さらに、RIE用のレジスト膜を形成した後にパターニ
ングを行い、レジストパターン23を形成する。
W膜、Ti膜のうちの少なくとも1つのバリア金属膜1
1を形成した後、アルミニウム合金膜12を形成する。
さらに、RIE用のレジスト膜を形成した後にパターニ
ングを行い、レジストパターン23を形成する。
【0012】次に、図1(b)に示すように、レジスト
パターン23をエッチングマスクとして、RIE法によ
りアルミニウム合金膜12およびバリア金属膜11のパ
ターニングを行い、配線パターン12a、11aを形成
する。
パターン23をエッチングマスクとして、RIE法によ
りアルミニウム合金膜12およびバリア金属膜11のパ
ターニングを行い、配線パターン12a、11aを形成
する。
【0013】上記パターニングに際して、エッチング工
程を複数ステップに分け、その最終ステップのオーバー
エッチング工程では、エッチングガスとしてBCl3 系
/Cl2 系ガスのほかにCO系ガスおよびCxHyFz
(x=1,2,3,…, y=0,1,2,…, z=1,2,3,…, )系ガ
スを添加する。
程を複数ステップに分け、その最終ステップのオーバー
エッチング工程では、エッチングガスとしてBCl3 系
/Cl2 系ガスのほかにCO系ガスおよびCxHyFz
(x=1,2,3,…, y=0,1,2,…, z=1,2,3,…, )系ガ
スを添加する。
【0014】本例のエッチング工程は、2つのステップ
に分け、それぞれ13.56MHzの高周波信号を用い
た平行平板型のRIE装置を使用して行う。第1ステッ
プでは、図1(b)に示すように、下地絶縁膜21表面
までのジャストエッチングを行うことによりアルミニウ
ム合金膜12およびバリア金属膜11の配線パターン1
2a、11aを形成する。この時のRIEの条件は、B
Cl3 ガス/Cl2 ガスの各流量が70/60scc
m、プロセス圧力が30mtorr(約4Pa)、高周
波電力が250Wである。
に分け、それぞれ13.56MHzの高周波信号を用い
た平行平板型のRIE装置を使用して行う。第1ステッ
プでは、図1(b)に示すように、下地絶縁膜21表面
までのジャストエッチングを行うことによりアルミニウ
ム合金膜12およびバリア金属膜11の配線パターン1
2a、11aを形成する。この時のRIEの条件は、B
Cl3 ガス/Cl2 ガスの各流量が70/60scc
m、プロセス圧力が30mtorr(約4Pa)、高周
波電力が250Wである。
【0015】第2ステップでは、前記ジャストエッチン
グにより配線パターン相互間で層間絶縁膜21上に残る
アルミニウム12を完全に除去するためにオーバーエッ
チングを行う。この時のRIEの条件は、BCl3 ガス
/Cl2 ガス/COガス/C4 F8 ガスの各流量が70
/60/10/5sccm、プロセス圧力が約4Pa、
高周波電力が250Wである。
グにより配線パターン相互間で層間絶縁膜21上に残る
アルミニウム12を完全に除去するためにオーバーエッ
チングを行う。この時のRIEの条件は、BCl3 ガス
/Cl2 ガス/COガス/C4 F8 ガスの各流量が70
/60/10/5sccm、プロセス圧力が約4Pa、
高周波電力が250Wである。
【0016】この時、BCl3 /Cl2 ガスの流量がC
O/C4 F8 ガスの流量よりも十分多いので、図1
(c)に示すように、前記アルミニウム残渣の除去が可
能である。また、CO+Fの反応が生じ、下地絶縁膜2
1のエッチングに必要とされるFが取り除かれるので、
C系の堆積物13が配線パターンの側壁および下地絶縁
膜21の表面に付着する。
O/C4 F8 ガスの流量よりも十分多いので、図1
(c)に示すように、前記アルミニウム残渣の除去が可
能である。また、CO+Fの反応が生じ、下地絶縁膜2
1のエッチングに必要とされるFが取り除かれるので、
C系の堆積物13が配線パターンの側壁および下地絶縁
膜21の表面に付着する。
【0017】これにより、配線パターンのサイドエッチ
ングが抑制され、下地絶縁膜21の過剰なエッチングが
抑制され、レジストパターン23の残膜の減少が抑制さ
れ、十分なレジスト残膜が得られるようになる。
ングが抑制され、下地絶縁膜21の過剰なエッチングが
抑制され、レジストパターン23の残膜の減少が抑制さ
れ、十分なレジスト残膜が得られるようになる。
【0018】次に、前記レジストパターン23を除去す
るために、従来と同様に、O2 アッシングを行い、引き
続き、ウェットエッチングを行う。この時、同時に、前
記C系の堆積物13を除去することができる。
るために、従来と同様に、O2 アッシングを行い、引き
続き、ウェットエッチングを行う。この時、同時に、前
記C系の堆積物13を除去することができる。
【0019】なお、前記C4 F8 ガスの代わりに、C3
F8 ガス、CHF3 ガスなどのCxHyFz(x=1,2,
3,…, y=0,1,2,…, z=1,2,3,…, )系のガスを用い
た場合でも前記したような効果が得られる。また、本発
明の方法は、前記TiN膜、TiW膜、Ti膜などのバ
リア金属膜11の形成を省略する場合にも適用可能であ
る。
F8 ガス、CHF3 ガスなどのCxHyFz(x=1,2,
3,…, y=0,1,2,…, z=1,2,3,…, )系のガスを用い
た場合でも前記したような効果が得られる。また、本発
明の方法は、前記TiN膜、TiW膜、Ti膜などのバ
リア金属膜11の形成を省略する場合にも適用可能であ
る。
【0020】
【発明の効果】上述したように本発明の半導体装置の製
造方法によれば、アルミニウム合金膜のパターニングに
際してのオーバーエッチングによる下地絶縁膜の過剰な
エッチングを抑制でき、レジスト残膜の減少を抑制で
き、配線パターンのサイドエッチングを抑制することが
できる。
造方法によれば、アルミニウム合金膜のパターニングに
際してのオーバーエッチングによる下地絶縁膜の過剰な
エッチングを抑制でき、レジスト残膜の減少を抑制で
き、配線パターンのサイドエッチングを抑制することが
できる。
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施の
形態における多層配線形成工程でのアルミニウム合金膜
のパターニング工程を示す断面図。
形態における多層配線形成工程でのアルミニウム合金膜
のパターニング工程を示す断面図。
【図2】従来のアルミニウム合金膜のパターニング方法
を示す断面図。
を示す断面図。
11…バリア金属膜、 12…アルミニウム合金膜、 12a、11a…配線パターン、 13…C系の堆積物、 21…層間絶縁膜、 23…レジストパターン。
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体基板上に形成された層間絶縁膜上
にアルミニウム合金膜を形成する工程と、前記アルミニ
ウム合金膜上にRIE用のレジストパターンを形成する
工程と、前記レジストパターンをエッチングマスクとし
てRIE法により前記アルミニウム合金膜のパターニン
グを行う工程とを具備し、前記アルミニウム合金膜のパ
ターニングに際して、エッチング工程を複数ステップに
分け、その最終ステップのオーバーエッチング工程で
は、エッチングガスにCO+CxHyFz(x=1,2,3,
…, y=0,1,2,…, z=1,2,3,…, )系のガスを添加す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記エッチング工程は、エッチングガスとして
BCl3 系ガス、Cl2 系ガスを用いることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の半導体装置の製
造方法において、前記オーバーエッチング工程は、エッ
チングガスとしてBCl3 系ガス、Cl2 系ガスのほか
にCOガスおよびC4 F8 またはC3 F8 ガスまたはC
HF3 ガスを添加することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法において、前記エッチング工程は、平
行平板型のRIE装置を使用して行い、前記オーバーエ
ッチング工程より前のステップでは、エッチングガスと
してBCl3系/Cl2 系のガスを用いて前記下地絶縁
膜表面までのジャストエッチングを行い、アルミニウム
合金膜の配線パターンを形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1乃至5のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法において、前記オーバーエッチング工
程において配線パターンの側壁および下地絶縁膜の表面
に付着したC系の堆積物および前記レジストパターンを
除去するために、O2 アッシングを行い、引き続き、ウ
ェットエッチングを行うことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6672696A JPH09260390A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6672696A JPH09260390A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09260390A true JPH09260390A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13324195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6672696A Pending JPH09260390A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09260390A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020004854A (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP6672696A patent/JPH09260390A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020004854A (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
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