JPS58142528A - 食刻方法 - Google Patents
食刻方法Info
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- JPS58142528A JPS58142528A JP2624982A JP2624982A JPS58142528A JP S58142528 A JPS58142528 A JP S58142528A JP 2624982 A JP2624982 A JP 2624982A JP 2624982 A JP2624982 A JP 2624982A JP S58142528 A JPS58142528 A JP S58142528A
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Classifications
-
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- 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
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製造方法に関するものであり、精
度と信頼性の高い配線路を得ることを目的とする。
度と信頼性の高い配線路を得ることを目的とする。
半導体集積回路の集積度が向上するにつれて金属配線路
の線幅も当然のごとく細くなり、大規模集積回路（ＶＬ
ＳＩ）においては３μｍ以下となっている。一方、半導
体基板上の段差による段切れとマイグレーション防止の
ために膜厚は依然として１μｍ以上が必要である。
の線幅も当然のごとく細くなり、大規模集積回路（ＶＬ
ＳＩ）においては３μｍ以下となっている。一方、半導
体基板上の段差による段切れとマイグレーション防止の
ために膜厚は依然として１μｍ以上が必要である。
金属配線路材としてはアルミニウム（Ａｌ ）が一般的
で、微量のＳｔやＣｕが必要に応じて混入される。従来
のように、熱燐酸を用いた湿式食刻においてはその等方
的な食刻性のために生じる横方向の入り込みが無視でき
ないパターン幅でもあり、また過食側によって金属配線
路パターンが消失することも稀ではなく、３μｍ以下の
Ａｌパターンを得るためには減圧されたガス雰囲気中で
の反応性スパッタ食刻が有効であることは公知である。
で、微量のＳｔやＣｕが必要に応じて混入される。従来
のように、熱燐酸を用いた湿式食刻においてはその等方
的な食刻性のために生じる横方向の入り込みが無視でき
ないパターン幅でもあり、また過食側によって金属配線
路パターンが消失することも稀ではなく、３μｍ以下の
Ａｌパターンを得るためには減圧されたガス雰囲気中で
の反応性スパッタ食刻が有効であることは公知である。
第１図は反応性スパッタ食刻でＡＩ を食刻する場合の
工程断面図を示す。第１図ａに示したように半導体基板
１上にＡ１層２を約１μｍの膜厚で被着する。その後感
光性樹脂３をＡ１層２上に選択的に被着形成してガス食
刻に対するマスクとする。
工程断面図を示す。第１図ａに示したように半導体基板
１上にＡ１層２を約１μｍの膜厚で被着する。その後感
光性樹脂３をＡ１層２上に選択的に被着形成してガス食
刻に対するマスクとする。
反応性スパッタ食刻はＣＣｌ４やＢＣｌ３などの塩素系
ガスを平行平板電極間で高周波放電によってプラズマ化
するとともに電極電位による加速でスパッタ作用を与え
ることによってなされるＱ食刻速度は高周波放電力、真
空度、ガス流量の関数であり、一般的な数値は１．０〜
１．６μｍ／分の食刻速度の場合、それぞれ０．１〜０
、３ Ｗ／ａｌｌ 、 ０ 、１〜１Ｔｏｒｒ 、
１０〜１ ｏｏｓｃｃＭである。
ガスを平行平板電極間で高周波放電によってプラズマ化
するとともに電極電位による加速でスパッタ作用を与え
ることによってなされるＱ食刻速度は高周波放電力、真
空度、ガス流量の関数であり、一般的な数値は１．０〜
１．６μｍ／分の食刻速度の場合、それぞれ０．１〜０
、３ Ｗ／ａｌｌ 、 ０ 、１〜１Ｔｏｒｒ 、
１０〜１ ｏｏｓｃｃＭである。
食刻マスクとしては当然高解像力を有するポジ型感光性
樹脂が用いられるが、ポジ型感光性樹脂の耐熱性が低い
ことと、食刻ガスに用いる塩素系ガスの腐食性が強いた
めに以下に述べるような問題点が指摘される。
樹脂が用いられるが、ポジ型感光性樹脂の耐熱性が低い
ことと、食刻ガスに用いる塩素系ガスの腐食性が強いた
めに以下に述べるような問題点が指摘される。
塩素系ガスの反応性スパッタ食刻によるＡｌ の食刻が
化学的には発熱反応であることと、ガスプラズマに与え
られたスパッタ性が試料には衝突の運動エネルギとして
変換されて熱になることのため食刻が進行するにつれて
Ａｌを被着された半導体ウェーハは温度が上昇する。ポ
ジ型感光性樹脂は加熱によって容具に膨張、変形するた
めに第１図ｃｂ＞に示されたように食刻の途中で感光性
樹脂パターンａがその線幅を増してしまう０線幅の増加
は当然パターン転写精度を低下させ、はなはだしい場合
には隣り合った配線路間での短絡をもたらす。
化学的には発熱反応であることと、ガスプラズマに与え
られたスパッタ性が試料には衝突の運動エネルギとして
変換されて熱になることのため食刻が進行するにつれて
Ａｌを被着された半導体ウェーハは温度が上昇する。ポ
ジ型感光性樹脂は加熱によって容具に膨張、変形するた
めに第１図ｃｂ＞に示されたように食刻の途中で感光性
樹脂パターンａがその線幅を増してしまう０線幅の増加
は当然パターン転写精度を低下させ、はなはだしい場合
には隣り合った配線路間での短絡をもたらす。
また、食刻終了後には塩素系のラジカルや反応化合物が
試料の表面および感光性樹脂中に大量に食刻後の処理が
迅速に外されないと第１図（Ｃ）に示すように水滴４が
付着してしまう０水滴４に塩素系化合物が溶けると塩酸
が生じ、この塩酸がＭと反応してＡｌが腐食もしくは消
失するので極端な場合にはＡｌ配線路が断線する。
試料の表面および感光性樹脂中に大量に食刻後の処理が
迅速に外されないと第１図（Ｃ）に示すように水滴４が
付着してしまう０水滴４に塩素系化合物が溶けると塩酸
が生じ、この塩酸がＭと反応してＡｌが腐食もしくは消
失するので極端な場合にはＡｌ配線路が断線する。
第１図（ｄ）はこれらの好ましからざる要因によって著
しく精度の低下したＡｌ配線路の斜視図である０ポジ型
感光性樹脂の耐熱性が弱いためにパターン幅の増加に伴
なって生じる感光性樹脂の膜厚の減少がピンホ一ルを発
生させるのでＡｌ配線層２の表面には多数のピット６が
形成されるとともに、水分の吸着がもたらす切れこみ部
８も存在する。加うるに先述したように隣り合った配線
路の短絡もあり、歩留りの低下は言うに及ばず信頼性も
低い半導体集積回路しか得られない。
しく精度の低下したＡｌ配線路の斜視図である０ポジ型
感光性樹脂の耐熱性が弱いためにパターン幅の増加に伴
なって生じる感光性樹脂の膜厚の減少がピンホ一ルを発
生させるのでＡｌ配線層２の表面には多数のピット６が
形成されるとともに、水分の吸着がもたらす切れこみ部
８も存在する。加うるに先述したように隣り合った配線
路の短絡もあり、歩留りの低下は言うに及ばず信頼性も
低い半導体集積回路しか得られない。
本発明は上記した問題点に鑑み、なされたもので、その
要点は食刻時に感光性樹脂が存在しない工程の導入にあ
る。以下、第２図で本発明の実施例について説明する。
要点は食刻時に感光性樹脂が存在しない工程の導入にあ
る。以下、第２図で本発明の実施例について説明する。
６′
まず、第２図（、）に示したように半導体基板１１上の
Ａ１層１２上に感光性樹脂１３のパターン出しを行なう
。本発明による食刻方法では第１図（、）との比較から
も明らかなように感光性樹脂１３のパターンは反転して
いる。ついで半導体基板１１の周辺でＡ１層１２と電極
１４を接続してＡ１層１２を陽極とし、貴金属例えば白
金を陰極として陽極酸化を行なう◎化成液に例えば６硼
酸アンモンを１０％含むエチレンタリコールを用い２０
〜３０Ｖの定電圧化成を行なうと１０分後には露出して
いるＡｌ上に１５０〜２００人の無孔性のアルミナ膜（
酸化アルミニウム、Ａ１２ｏ３）が形成される。感光性
樹脂１３によって被覆されているＡ１１２上には電流が
流れないため酸化膜が形成されることはない。陽極酸化
後窓・光性樹脂１３を除去し、従来例と同じ条件でガス
食刻を行なう。塩素系ガスを用いたＡｇ の食刻におい
てはＡ４とＡ１２ｏ３の食刻速度比は１ｏｏを越すので
従来の感光性樹脂に変わってＡ１２ｏ３ を食刻マス
クとして用いることができる。食刻終了後は第２図（ｂ
）に示したようにその表面にアルミナ膜１６を有するＡ
ｌ配線層１２′が得られる。アルミナ膜１５は多層配線
あるいはワイアポンドにとって障害となるのでＡＩとの
選択比が大きい、例えばＣｒＯｓを含む燐酸稀釈温液で
除去すればよい。
Ａ１層１２上に感光性樹脂１３のパターン出しを行なう
。本発明による食刻方法では第１図（、）との比較から
も明らかなように感光性樹脂１３のパターンは反転して
いる。ついで半導体基板１１の周辺でＡ１層１２と電極
１４を接続してＡ１層１２を陽極とし、貴金属例えば白
金を陰極として陽極酸化を行なう◎化成液に例えば６硼
酸アンモンを１０％含むエチレンタリコールを用い２０
〜３０Ｖの定電圧化成を行なうと１０分後には露出して
いるＡｌ上に１５０〜２００人の無孔性のアルミナ膜（
酸化アルミニウム、Ａ１２ｏ３）が形成される。感光性
樹脂１３によって被覆されているＡ１１２上には電流が
流れないため酸化膜が形成されることはない。陽極酸化
後窓・光性樹脂１３を除去し、従来例と同じ条件でガス
食刻を行なう。塩素系ガスを用いたＡｇ の食刻におい
てはＡ４とＡ１２ｏ３の食刻速度比は１ｏｏを越すので
従来の感光性樹脂に変わってＡ１２ｏ３ を食刻マス
クとして用いることができる。食刻終了後は第２図（ｂ
）に示したようにその表面にアルミナ膜１６を有するＡ
ｌ配線層１２′が得られる。アルミナ膜１５は多層配線
あるいはワイアポンドにとって障害となるのでＡＩとの
選択比が大きい、例えばＣｒＯｓを含む燐酸稀釈温液で
除去すればよい。
以上の説明からも明らかなようにガス食刻時の温度上昇
やプラズマ衝撃に対してマスク作用の劣化が生じないた
めに得られたＡｌ配線層１２′はパターン幅の変動がな
く、また表面にビット状の荒れが生じない。過食側を行
なってもパターン幅が小さくなるだけである。すなわち
食刻の精度が向上している。食刻後の大気中放置に対し
ても従来のようにプラズマ衝撃によって多孔質的に変性
した感光性樹脂が存在しないために水滴の付着が抑圧さ
れてＡＩが腐食されることが少なくなった。
やプラズマ衝撃に対してマスク作用の劣化が生じないた
めに得られたＡｌ配線層１２′はパターン幅の変動がな
く、また表面にビット状の荒れが生じない。過食側を行
なってもパターン幅が小さくなるだけである。すなわち
食刻の精度が向上している。食刻後の大気中放置に対し
ても従来のようにプラズマ衝撃によって多孔質的に変性
した感光性樹脂が存在しないために水滴の付着が抑圧さ
れてＡＩが腐食されることが少なくなった。
本発明によってパターン精度の高くかつ膜面の荒れの少
ないＡｌ配線路が得られ、必然的に信頼性も向上する著
しい効果が得られる。
ないＡｌ配線路が得られ、必然的に信頼性も向上する著
しい効果が得られる。
尚、本発明は半導体集積回路のみならず、一般的な基板
、例えばガラス板や石英板上に微細なＡｌ７ ′ パターンを得る場合にも極めて有用であることは言うま
でもない。
、例えばガラス板や石英板上に微細なＡｌ７ ′ パターンを得る場合にも極めて有用であることは言うま
でもない。
第１図は従来例によるＡｌ の食刻工程断面図、第２図
は本発明に係るＡｌ の食刻工程断面図を示す０ １１・・・・・・基板、１２，１２’・・・・・・Ｍ層
、１３・・・・・・感光性樹脂、１５・・・・・・酸化
アルミニウム。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名特開
昭５８−貫４２５２８ （３） １１９− 第 ２２ｉａ
は本発明に係るＡｌ の食刻工程断面図を示す０ １１・・・・・・基板、１２，１２’・・・・・・Ｍ層
、１３・・・・・・感光性樹脂、１５・・・・・・酸化
アルミニウム。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名特開
昭５８−貫４２５２８ （３） １１９− 第 ２２ｉａ
Claims (1)
- 基板上にアルミニウムを被着する工程と、アルミニウム
上に選択的に感光性樹脂を被着形成する工程と、陽極酸
化によって前記アルミニウムの露出部分上に酸化膜を形
成する工程と、前記感光性樹脂の除去後前記酸化膜とマ
スクとして、反応性スパッタ食刻を行なうことからなる
食刻方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2624982A JPS58142528A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 食刻方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2624982A JPS58142528A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 食刻方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58142528A true JPS58142528A (ja) | 1983-08-24 |
Family
ID=12188000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2624982A Pending JPS58142528A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 食刻方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58142528A (ja) |
-
1982
- 1982-02-19 JP JP2624982A patent/JPS58142528A/ja active Pending
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