JPS6039753B2 - アルミニウムメタリゼ−ションの浸蝕防止法 - Google Patents
アルミニウムメタリゼ−ションの浸蝕防止法Info
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- JPS6039753B2 JPS6039753B2 JP57188293A JP18829382A JPS6039753B2 JP S6039753 B2 JPS6039753 B2 JP S6039753B2 JP 57188293 A JP57188293 A JP 57188293A JP 18829382 A JP18829382 A JP 18829382A JP S6039753 B2 JPS6039753 B2 JP S6039753B2
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
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-
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウム又はアルミニウム合金膜のエッチ
ングに関するものであって、更に詳細には、臭素を含有
するプラズマを使用してアルミニウム又はアルミニウム
合金膜の浸蝕を防止する方法に関するものである。
ングに関するものであって、更に詳細には、臭素を含有
するプラズマを使用してアルミニウム又はアルミニウム
合金膜の浸蝕を防止する方法に関するものである。
半導体装置を製造する従来の方法に於いては、アルミニ
ウム又はアルミニウムーシリコン乃至はアルミニウムー
シリコンー鋼等の様なアルミニウム合金で構成された薄
膜を半導体基板上に形成した絶縁物質層上に付着形成さ
せる。
ウム又はアルミニウムーシリコン乃至はアルミニウムー
シリコンー鋼等の様なアルミニウム合金で構成された薄
膜を半導体基板上に形成した絶縁物質層上に付着形成さ
せる。
次いで、このメタリゼーション層をマスクし、且つエッ
チングして、電極又は導電体パターンを形成する。アル
ミニウム膜及びアルミニウム合金膜をプラズマエッチソ
グして導電体パターンを形成する事は従釆行なわれてい
る。この様な膜に対する典型的なプラズマエッチング工
程に於いては、その膜の選択部分を四塩化炭素又は三塩
化ボロン等の様な三塩化アルミニウムを形成する。次い
で、その三塩化アルミニウムを除去し、予めパターン形
成したメタリゼーション像を形成する。しかしながら、
三塩化アルミニウムの揮発性は余り大したものではない
。
チングして、電極又は導電体パターンを形成する。アル
ミニウム膜及びアルミニウム合金膜をプラズマエッチソ
グして導電体パターンを形成する事は従釆行なわれてい
る。この様な膜に対する典型的なプラズマエッチング工
程に於いては、その膜の選択部分を四塩化炭素又は三塩
化ボロン等の様な三塩化アルミニウムを形成する。次い
で、その三塩化アルミニウムを除去し、予めパターン形
成したメタリゼーション像を形成する。しかしながら、
三塩化アルミニウムの揮発性は余り大したものではない
。
従って、プラズマエッチング処理を行なった後に、半導
体ウェハの表面上には比較的多量の三塩化アルミニウム
の残留物が残存される。又、三塩化アルミニウムに加え
て、エッチング処理工程の終了時に於いては、反応され
た塩素物質がゥェハの表面上に吸着されて存在する。こ
れらの残留物を除去する場合には、通常、ウェハ基板の
内部へ浸透する事が必要である。
体ウェハの表面上には比較的多量の三塩化アルミニウム
の残留物が残存される。又、三塩化アルミニウムに加え
て、エッチング処理工程の終了時に於いては、反応され
た塩素物質がゥェハの表面上に吸着されて存在する。こ
れらの残留物を除去する場合には、通常、ウェハ基板の
内部へ浸透する事が必要である。
これらの塩素残留物、特に三塩化アルミニウムは吸湿性
であり、従ってこれら塩素残留物は潮解して水酸化アル
ミニウム及び塩酸を形成する。この塩酸がメタリゼーシ
ョンパターンを即刻エッチ乃至は浸蝕する。従って、リ
ード線の寸法が減少され、壊滅的な損壊が発生される事
がある。更に一般的に使用されているアルミニウム合金
、例えばアルミニウムーシリコン合金及び特にアルミニ
ウムーシリコンー鋼合金に於いてはこの現象が更に大規
模なスケールで発生する。
であり、従ってこれら塩素残留物は潮解して水酸化アル
ミニウム及び塩酸を形成する。この塩酸がメタリゼーシ
ョンパターンを即刻エッチ乃至は浸蝕する。従って、リ
ード線の寸法が減少され、壊滅的な損壊が発生される事
がある。更に一般的に使用されているアルミニウム合金
、例えばアルミニウムーシリコン合金及び特にアルミニ
ウムーシリコンー鋼合金に於いてはこの現象が更に大規
模なスケールで発生する。
銅は塩素プラズマ内に於いては非揮発性の物質であるの
で、エッチング工程が進行するに従い銅が基板上へ櫨過
される。従って、この銅は、その表面に吸着されるか又
は塩化鋼の形態で一層多量の塩素を保持している。これ
らの銅−塩素化合物は、水酸化銅及び塩酸を形成する。
上述した如き腐食の問題を緩和する為の従来の方法は完
全に満足のいくものではない。
で、エッチング工程が進行するに従い銅が基板上へ櫨過
される。従って、この銅は、その表面に吸着されるか又
は塩化鋼の形態で一層多量の塩素を保持している。これ
らの銅−塩素化合物は、水酸化銅及び塩酸を形成する。
上述した如き腐食の問題を緩和する為の従来の方法は完
全に満足のいくものではない。
従来の方法に於いて最も一般的な方法は、メタリゼーシ
ョンパターンを塩素プラズマでエッチングした後に、弗
素を含有するプラズマに露呈させると言うものである。
この様な弗素を使用するパッシべ−ション技術の一方法
が１９８世王７月２８日に出願された米国特許出願の出
願番号第１７２７４５号に開示されている。エッチング
処理工程の後に弗素を含有するプラズマに露呈させる事
によって、ハロゲン置換反応（塩素に対して弗素を置換
）によるか、又はシリコン基板をエッチングする事によ
って塩素物質を除去する事によるか何れかによって浸蝕
問題を幾分緩和する事が可能なものではあるが、尚そこ
には幾つかの欠点が存在している。
ョンパターンを塩素プラズマでエッチングした後に、弗
素を含有するプラズマに露呈させると言うものである。
この様な弗素を使用するパッシべ−ション技術の一方法
が１９８世王７月２８日に出願された米国特許出願の出
願番号第１７２７４５号に開示されている。エッチング
処理工程の後に弗素を含有するプラズマに露呈させる事
によって、ハロゲン置換反応（塩素に対して弗素を置換
）によるか、又はシリコン基板をエッチングする事によ
って塩素物質を除去する事によるか何れかによって浸蝕
問題を幾分緩和する事が可能なものではあるが、尚そこ
には幾つかの欠点が存在している。
ハロゲン置換反応がその動作機構である場合には、十中
八九その効率は比較的低いものとなる。ハロゲン原子は
、原子番号が増加すると共にその寸法が増加する。従っ
て、臭素原子や沃素原子と比較して一層小さな発素原子
が運動量伝達によって塩素原子と置換する可能性は一層
低いものである。更に、ハロゲン化合物は原子番号が増
加すると共にその反応性が減少する。基板をアタックす
る貝０ち基板と反応すると言う事は特に実際的な方法で
はない。
八九その効率は比較的低いものとなる。ハロゲン原子は
、原子番号が増加すると共にその寸法が増加する。従っ
て、臭素原子や沃素原子と比較して一層小さな発素原子
が運動量伝達によって塩素原子と置換する可能性は一層
低いものである。更に、ハロゲン化合物は原子番号が増
加すると共にその反応性が減少する。基板をアタックす
る貝０ち基板と反応すると言う事は特に実際的な方法で
はない。
この様なアタックが行なわれると一層高い段差が形成さ
れ、その様な段差を後に形成する膜によって被覆する場
合に問題が生じ、更に設計基準や製造工程上のパラメー
タによって能動シＩＪコンデバィス領域がプラズマに露
呈される可能性がある。この様にしてプラズマに露呈さ
れた部分は弗素プラズマ中に於いて急速にエッチングさ
れ、装置を損壊させる可能性がある。本発明は、以上の
点に鑑み成されたものであって、上述した如き従来技術
の欠点を解消し、アルミニウム又はアルミニウム合金の
膜をエッチングする場合の浸蝕を完全に防止する事を可
能とした方法を提供する事を目的とする。
れ、その様な段差を後に形成する膜によって被覆する場
合に問題が生じ、更に設計基準や製造工程上のパラメー
タによって能動シＩＪコンデバィス領域がプラズマに露
呈される可能性がある。この様にしてプラズマに露呈さ
れた部分は弗素プラズマ中に於いて急速にエッチングさ
れ、装置を損壊させる可能性がある。本発明は、以上の
点に鑑み成されたものであって、上述した如き従来技術
の欠点を解消し、アルミニウム又はアルミニウム合金の
膜をエッチングする場合の浸蝕を完全に防止する事を可
能とした方法を提供する事を目的とする。
即ち、本発明の特徴によれば、塩化プラズマを使用して
エッチングしたアルミニウム又はアルミニウム合金膜の
浸蝕を防止する方法を提供するものであって、前記エッ
チングした膜を臭素を含有するプラズマへ露呈させる事
を特徴とするものである。以下、文発明の具体的実施の
態様に付いて詳細に説明する。
エッチングしたアルミニウム又はアルミニウム合金膜の
浸蝕を防止する方法を提供するものであって、前記エッ
チングした膜を臭素を含有するプラズマへ露呈させる事
を特徴とするものである。以下、文発明の具体的実施の
態様に付いて詳細に説明する。
半導体装置を製造する場合の典型的な工程の一つに、半
導体装置の下地層を被覆して設けられるアルミニウム又
はアルミニウムーシリコン−銅の様なアルミニウム合金
から成る薄膜をエッチングする事によって導電性のメタ
リゼーションパターンを形成する工程がある。この下地
層としては、例えば二酸化シリコンや窒化シリコンの様
な絶縁物質で形成する事が可能である。薄膜からエッチ
ング形成されるべきメタリゼーションパターンは、その
薄膜の上に形成しパターン化させたホトレジストマスク
を使用し、そのホトレジストによってマスクされていな
い領域のみをエッチング除去する事によって画定形成す
る。最善の結果を得る為には、メタリゼーションを不当
にアンダーカットする無事いこメタリゼーション層と下
地層との間の界面に至るまでエッチングを行なう事が必
要である。この様な結果を得る為には塩化プラズマを使
用してエッチングをすると良い。従来のアルミニウム乃
至はアルミニウム合金プラズマエッチングプロセスの一
つによれば、四塩化炭素の様な適宜の塩化エッチングガ
スを、例えば従来の平行板型反応容器の様な反応容器室
でその中にメタラィズしたウェハを収納してある反応容
器室内へキャリアガスとして約６ｐｓｉａ（０．４気圧
）の窒素ガスを使用し約６０〜７０ｃｃ／分の割合で導
入させる。このエッチング工程に於ける初期段階に於い
ては、反応容器の電流は約３．斡血ｐであり、反応容器
室の圧力を約２５０ミリミクロン水銀柱に維持させる。
この様な状態を約３．５分間維持したのちに、電流を約
２．餅舵ｐへ減少させ、圧力を約１５０ミリミクロン水
銀柱へ減少させる。次いで、反応容器をその様な状態に
約２０分間維持し、アルミニウム又はアルミニウム合金
膜のプラズマエッチングを継続させる。塩素プラズマに
よるエッチングの終了後、約２蛇ｓｉａ（１．４気圧）
の流量に調整された酸素と約６ｐｓｉａ（０．４気圧）
の流量に調整された窒素の混合気体を使用して反応容器
をパージさせる。
導体装置の下地層を被覆して設けられるアルミニウム又
はアルミニウムーシリコン−銅の様なアルミニウム合金
から成る薄膜をエッチングする事によって導電性のメタ
リゼーションパターンを形成する工程がある。この下地
層としては、例えば二酸化シリコンや窒化シリコンの様
な絶縁物質で形成する事が可能である。薄膜からエッチ
ング形成されるべきメタリゼーションパターンは、その
薄膜の上に形成しパターン化させたホトレジストマスク
を使用し、そのホトレジストによってマスクされていな
い領域のみをエッチング除去する事によって画定形成す
る。最善の結果を得る為には、メタリゼーションを不当
にアンダーカットする無事いこメタリゼーション層と下
地層との間の界面に至るまでエッチングを行なう事が必
要である。この様な結果を得る為には塩化プラズマを使
用してエッチングをすると良い。従来のアルミニウム乃
至はアルミニウム合金プラズマエッチングプロセスの一
つによれば、四塩化炭素の様な適宜の塩化エッチングガ
スを、例えば従来の平行板型反応容器の様な反応容器室
でその中にメタラィズしたウェハを収納してある反応容
器室内へキャリアガスとして約６ｐｓｉａ（０．４気圧
）の窒素ガスを使用し約６０〜７０ｃｃ／分の割合で導
入させる。このエッチング工程に於ける初期段階に於い
ては、反応容器の電流は約３．斡血ｐであり、反応容器
室の圧力を約２５０ミリミクロン水銀柱に維持させる。
この様な状態を約３．５分間維持したのちに、電流を約
２．餅舵ｐへ減少させ、圧力を約１５０ミリミクロン水
銀柱へ減少させる。次いで、反応容器をその様な状態に
約２０分間維持し、アルミニウム又はアルミニウム合金
膜のプラズマエッチングを継続させる。塩素プラズマに
よるエッチングの終了後、約２蛇ｓｉａ（１．４気圧）
の流量に調整された酸素と約６ｐｓｉａ（０．４気圧）
の流量に調整された窒素の混合気体を使用して反応容器
をパージさせる。
エッチングプロセスのこの清浄化工程の期間中、反応容
器への電流を約３．Ｍｍｐとし、且つ反応容器圧力を約
４００ミリミクロン水銀柱に約５分間維持させる。パー
ジング工程の終了後、反応容器への電力の供給を遮断し
、臭素を含有するガス、好適には臭化メチルや臭化エチ
ルの様な有機物を９〜２０ｐｓｉａ（０．６〜１．４気
圧）の圧力状態にある酸素と共に約１５ｐｓｉａ（１．
ぴ気圧）の圧力状態に調節した流量で反応容器内に導入
する。
器への電流を約３．Ｍｍｐとし、且つ反応容器圧力を約
４００ミリミクロン水銀柱に約５分間維持させる。パー
ジング工程の終了後、反応容器への電力の供給を遮断し
、臭素を含有するガス、好適には臭化メチルや臭化エチ
ルの様な有機物を９〜２０ｐｓｉａ（０．６〜１．４気
圧）の圧力状態にある酸素と共に約１５ｐｓｉａ（１．
ぴ気圧）の圧力状態に調節した流量で反応容器内に導入
する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 塩化プラズマを使用してエツチング処理したアルミ
ニウム又はアルミニウム合金膜の浸蝕を防止する方法に
おいて、前記エツチング処理した膜を臭素を含有するプ
ラズマに露呈させることを特徴とする方法。 ２ 上記第１項において、前記臭素を含有するプラズマ
を発生させる為に使用されるソースガスが臭化メチルを
有することを特徴とする方法。 ３ 上記第１項において、前記臭素を含有するプラズマ
を発生させる為に使用されるソースガスが臭化エチルを
有することを特徴とする方法。 ４ 上記第１項乃至第３項の内の何れか１項において、
（ａ） 酸素と窒素の混合気体を使用して反応容器をパ
ージさせ、（ｂ） 前記反応容器内へ臭素を含有する気
体を導入し、（ｃ） 前記反応容器内において臭素を含
有するプラズマを発生させる、上記各工程を有すること
を特徴とする方法。 ５ 上記第４項において、前記臭素を含有するガスが臭
化メチルを有することを特徴とする方法。 ６ 上記第４項又は第５項において、前記反応容器へ実
質的に３．０Ａｍｐの電流を供給することによって前記
臭素を含有するプラズマを発生させることを特徴とする
方法。 ７ 上記第６項において、前記反応容器へ実質的に１５
分間前記電流を供給することを特徴とする方法。 ８ 上記第１項又は第２項において、 （ａ） 反応容器への電流を実質的に３．０Ａｍｐに維
持し且つ反応容器内の圧力を実質的に４００ミリミクロ
ン水銀柱に維持したまま実質的に５分間反応容器内へ酸
素と窒素の混合気体を導入し、（ｂ） 前記反応容器へ
の電流を遮断すると共に反応容器内の圧力を実質的に３
００ミリミクロン水銀柱に維持したまま実質的に２分間
反応容器内へ臭化メチルを導入し、（ｃ） 反応容器内
の圧力を実質的に３００ミリミクロン水銀柱に維持した
まま実質的に１５分問反応容器へ実質的に３．０Ａｍｐ
の電流を供給することによつて反応容器内に臭化メチル
プラズマを発生させる、上記各工程を有することを特徴
とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/315,693 US4351696A (en) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | Corrosion inhibition of aluminum or aluminum alloy film utilizing bromine-containing plasma |
| US315693 | 1981-10-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5881974A JPS5881974A (ja) | 1983-05-17 |
| JPS6039753B2 true JPS6039753B2 (ja) | 1985-09-07 |
Family
ID=23225631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57188293A Expired JPS6039753B2 (ja) | 1981-10-28 | 1982-10-28 | アルミニウムメタリゼ−ションの浸蝕防止法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4351696A (ja) |
| EP (1) | EP0078224B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6039753B2 (ja) |
| CA (1) | CA1183803A (ja) |
| DE (1) | DE3266225D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6210458A (ja) * | 1985-07-05 | 1987-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スタ−リング機関 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0565212A2 (en) * | 1986-12-19 | 1993-10-13 | Applied Materials, Inc. | Iodine etch process for silicon and silicides |
| US5290733A (en) * | 1988-06-23 | 1994-03-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor devices including depositing aluminum on aluminum leads |
| DE69033663T2 (de) * | 1989-08-28 | 2001-06-21 | Hitachi Ltd | Verfahren zur Behandlung eines Aluminium enthaltenden Musters |
| DE3940083A1 (de) * | 1989-12-04 | 1991-06-13 | Siemens Ag | Verfahren zum anisotropen trockenaetzen von aluminium bzw. aluminiumlegierungen enthaltenden leiterbahnen in integrierten halbleiterschaltungen |
| JPH0787189B2 (ja) * | 1990-01-19 | 1995-09-20 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| DE4107006A1 (de) * | 1991-03-05 | 1992-09-10 | Siemens Ag | Verfahren zum anisotropen trockenaetzen von aluminium bzw. aluminiumlegierungen enthaltenden leiterbahnebenen in integrierten halbleiterschaltungen |
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