JPS59113645A - 配線パタ−ンの形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 配線パターンあるいは電極を有する電子装置例えば半導
体集積回路の製造等に好ましいものである。

従来例の構成とその問題点 半導体装置、特にＬ　ｂ　Ｉ　（Ｌ＆ｒｇｅｌ　Ｓｃａ
ｌｅＩｎｔｅｇｌａｔａｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ）　　ｆ例
に挙げて説明する。

ＬＳＩでは通常配線材料として、アルミニウム・多結晶
シリコン、モリブデンあるいはタンクステンなどが用い
られている。高集積化の要求から、配線パターンも極め
て微細化されて来ている。通・常、配線パターンの形成
は金属層を基板全面に被着したあと７オトレジストを選
択的に形成し、それをマスクとして、いわゆるドライま
たはウェットエツチングにエフ行われる。配線の微細化
に伴い、それらのエツチングレートスに於いて、隣接配
線パターンの短絡、おるいは配線パターンの断線が起り
易くなるため歩留りの低下が問題となる。

また歩留りの低下が起らなくとも、配線パターンの異常
な細りなどにより市場に於ける信頼性の低下が問題とな
る場合がある。

発明の目的 本発明は、微細な配線パターンを高歩留り且つ高信頼性
で形成する配芯パターンの形成方法を提供するものであ
る。

発明の構成 本発明では部分的に、すなわち配線パターンとして残す
べき部分とエツチングされるべき部分との間に、エツチ
ングレートに差を設けることにより、前述の問題を解決
するものである。尖ツチングレートの部分的ＱＪ御は不
純物イオンあるいは不純物の注入又は被着による。ここ
で注入あるいは被着の意味は不純物を金属層に分布させ
る方法を一般的に述べたものであり、拡散、堆積、蒸着
などの方法もその中に含まれる。

実施例の説明 配線材料としてアルミニウムを用いたＬＳＩの場合の実
施例を第１図に沿って説明する。通常ＬＳＩの配線層と
して用いられるアルミニウム層は蒸着あるいはスパック
法により１μｍ〜２μｍの厚みで形成される。第１図（
ａ）はシリコン基板１に形成されたシリコン酸化膜２土
にアルミニウム層３′ｆ：蒸着した装置の断面構造を示
す。続いて第１図（ｂ）に示すようにフォトレジスト４
を選択的に形成する。続いて第１図（ｃｌに示すように
燐イオン６の注入を行う。フォトレジスト４が被覆さ扛
ているＭ分はマスク効果により燐イオンはアルミニウム
３に注入されず、第１図（ｃ）のごとくフォトレジスト
の開孔部のみ燐イオンは注入されイオン注入領域６が形
成される。

注入イオンの種類により領域６のエツチングレートが変
わることが実験的にも確かめられている・例えば、例に
示した燐あるいは塩素イオンは著しくエツチングレート
を大きくする。七ｎに対し。

酸素あるいは窒素イオンの注入ではエツチングレートは
小さくなる。これらのイオンの場合は酸化物層あるいは
窒化物層が形成されるためと考えられるが、アルゴンな
どの不活性イオンの注入処理６るいはアルミニウム、シ
リコン、銅などの金属イオン注入処理によっても同様の
効果が得られる。

この理由はよく判っていないがこれらのイオン照射ある
いは注入処理によりアルミニウム表面に耐腐蝕性のある
層が形成されることによるものと推定される。

実施例に於ける燐イオンの場合、注入条件はレジストあ
るいはアルミニウム膜厚などを考慮して決められるが、
標準的な場合は４０〜１００ＫｅｌＶである。燐イオン
は必ずしもアルミニウム層の膜厚方向全域に注入する必
要はない。従来のエツチング方法による短絡不良箇所を
観察してみると局所的な短絡が起っているものが多く、
こｎはアルミニウム配線層の表面層が７オトレジストの
残滓などに、ｌ：クエツチングレートが小さくなってい
るためと推定される。従ってアルミニウム表面層に近い
領域たけにイオン注入することによっても、エツチング
速度がはやくなりかなりの歩留りの向上が可能である。

もちろん、膜厚方向全域に注入される方が好ましい。微
細化が更に進むに従いアルミニウム層の膜厚を薄くする
必要があるが、この場合は全域に注入することが比較的
容易となる。

注入のあと第１図（ｄｌに示す様にレジスト４′ｆ：、
マスクとしてウェットエツチングする場合、燐酸溶液等
を用いてエツチングするが、注入領域６の燐の注入濃度
が十分高い場合には、比較的弱いエッチャント即ち低濃
度６燐酸でもエツチングが可能になるし、また、比較的
低温でもエツチングが可能である。これらの場合燐が注
入されていない部分のエツチングレートが小さくなるた
め精度の良いエツチングが可能となる。また、この様な
場合エツチングレートは主として注入された燐の濃度に
より決まるが、この濃度はイオン注入の場合極めて精度
よく制御出来るために、この点からもエツチング精度の
向上が可能となる。さらに、ウェットエツチングたけで
なく、いわゆるドライエツチングの場合にも、注入イオ
ンを適切に選ぶことにニジ同様の効果が得らｎる。エツ
チングの終了後第１図（６１に示す様に、フォトレジス
）１除去しアルミ配線パターン３を形成する。

別の実施例を第２図（＆ｌ〜（８１に示す。第２図ｔａ
＋はシリコン基板１上に形成さ扛たシリコン酸化膜２土
にアルミニウム層３を蒸着したものの断面を示す。そし
て第２図（ｂｌに示すごとく、エツチングさ扛るべき部
分に７オトレジスト４を残す。いわゆる反転パターンを
形成する。七のあと、第２図（０１に示す様に酸素イオ
ン６などのエツチングレートを小さくする種類のイオン
を注入する。フォトレジスト開孔部にイオン注入領域１
６が形成される。

注入のあとフォトレジストヲ第２図（ｄＪに示す様に全
面的に除去する。そのあと、第２図（ｅ）に示す様に注
入領域以外を前述のごとくエツチングすることにより所
望の配線パターン３を形成することが可能である。

ｖＪ２図の例の場合、前述の鞘１図の実施例の場合と比
較して工程数は同じであるが、第２図（１３）からも判
る様に配線パターン表面にエツチングレートの小さい層
すなわち耐腐蝕性層となる注入領域６が形成さ扛ている
ため信頼性の高い配線パターンが得ら扛ると云う利点が
ある。

なお、第１．第２図の実施例では、配線材料がアルミニ
ウムの場合について説明したが、前述した様にモリブデ
ンあるいは多結晶シリコンなどの場合についても適切な
注入イオンを選ぶことにより、同様にエツチングが可能
であることは云うまでもない。また、イオン注入は、イ
オンを選択的に配線材料中にあるいは表面に分布させる
方法の一例として挙げたものであり、他の方法たとえば
気相成長による方法、蒸着による方法、液に浸漬する方
法等でもよい。

さらに、実施例ではフォトレジストヲマスクとして選択
的に不純物あるいは不純物イオンを注入。

被着する方法について述べた。しかし、本発明はフート
レジスＩｆマスクに使用する場合に限定されるものでな
い。たとえばアルミニウムの配線パターン全マスクとし
て下地の多結晶シリコンあるいはモリブデンなど異種の
金属に不純物あるいは不純物イオンを注入し、エツチン
グすることも可能である。

また、電子ビーム直接透光のごとく、直接不純物イオン
を基板上に選択的にスキャンニングすることにより、フ
ォトレジストを使用することなしに配線パターンを得る
ことも可能である。この場合、特に比較的重い燐あるい
は酸素イオンを注入に用いた場合にはイオンビーム全極
めてシャープに絞ることが可能なため、サブミクロン配
線などの極微細配線の形成が容易となる。

発明の効果 以上のように、本発明は配線材料に部分的にエツチング
レートの差を設けることにより、微ＩＶ＋１１１な配線
パターンを高歩留！ｌｌあるいは信頼性の高い同パター
ンを形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔ＆１〜（８）は不発明の一実施例の配線７Ｃタ
ーンの形成の工程図、第２図（２Ｌ）〜（６１は本発明
の他の実施例の配線パターンの形成の工程図である。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・シリコン
酸化膜、３・・・・・・アルミニウム層、６・・・・・
・燐イオン注入、６゜１６・・・・・・注入領域。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ３ 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に金属層を被着する工程と、この金属層に選択的
   に不純物を被着あるいは注入する工程と、前記金属層を
   選択的に除去する工程とを含むことを特徴とする配線パ
   ターンの形成方法。