JPS62281331A - エツチング方法 - Google Patents
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- JPS62281331A JPS62281331A JP61124123A JP12412386A JPS62281331A JP S62281331 A JPS62281331 A JP S62281331A JP 61124123 A JP61124123 A JP 61124123A JP 12412386 A JP12412386 A JP 12412386A JP S62281331 A JPS62281331 A JP S62281331A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔概要]
アルミニウム(A1)合金層、例えばアルミニウム銅(
AI−Cu)合金層のパターニングに際し、通常At単
体のときと同様に塩素(C,l)系ガスを用いたドライ
エツチングを行うが、このときCuXC1yO形で塩素
分が残りその除去が困難であり、Al−Cu合金層のコ
ロ−ジョン(腐食)が発生する。その抑止のため、Al
−Cu層のドライエツチング後、100℃以上の高温で
活性種を導入してレジストパターンをアッシング(灰化
)する方法を提起する。
AI−Cu)合金層のパターニングに際し、通常At単
体のときと同様に塩素(C,l)系ガスを用いたドライ
エツチングを行うが、このときCuXC1yO形で塩素
分が残りその除去が困難であり、Al−Cu合金層のコ
ロ−ジョン(腐食)が発生する。その抑止のため、Al
−Cu層のドライエツチング後、100℃以上の高温で
活性種を導入してレジストパターンをアッシング(灰化
)する方法を提起する。
本発明はコロ−ジョンの発生を抑制した、A1合金層、
例えばAl−Cu合金層のエツチング(パターニング)
方法に関する。
例えばAl−Cu合金層のエツチング(パターニング)
方法に関する。
一般に半導体デバイスの配線層には11層、または珪素
(Si)を数%混入したAl−3A合金層が用いられて
いるが、エレクトロマイグレーションにより配線層が消
滅することがある。
(Si)を数%混入したAl−3A合金層が用いられて
いるが、エレクトロマイグレーションにより配線層が消
滅することがある。
これを抑止するため、バイポーラデバイス、とくに高速
ロジック用大電流デバイスの配線層に、Cuを2〜4%
混入したAl−Cu合金層が用いられるようになった。
ロジック用大電流デバイスの配線層に、Cuを2〜4%
混入したAl−Cu合金層が用いられるようになった。
CI系ガスを用いたAl、またはその合金のドライエツ
チングにおいて、残留塩素分によるAI、またはその合
金のコロ−ジョンが問題となっている。
チングにおいて、残留塩素分によるAI、またはその合
金のコロ−ジョンが問題となっている。
つぎに、参考のためにコロ−ジョンの発生機構を考える
。
。
いま、エツチングガスのプラズマにより生成した塩素ラ
ジカルをCI7で表すと、次式のように、A1はCI”
と反応してAICh 、あるいは41zC16となって
昇華することによりエツチングは進む。
ジカルをCI7で表すと、次式のように、A1はCI”
と反応してAICh 、あるいは41zC16となって
昇華することによりエツチングは進む。
Al+Cビ −AlCl3 ↑、 AIZC16↑。
このとき生じたAICh等がエツチングされた41層の
側壁やレジスト表面に付着したまま大気中に取り出され
ると、大気中の水分と反応しての次式ように塩酸(HC
I)等を生じる。
側壁やレジスト表面に付着したまま大気中に取り出され
ると、大気中の水分と反応しての次式ように塩酸(HC
I)等を生じる。
AlCl:I + H2O= IIcI、 AI(O
H)t。
H)t。
そうすると、次式のようにHCI はAIと反応して、
またAlCl3を生ずる。
またAlCl3を生ずる。
AI + HCI = AlC11+ Hz↑。
このようにして反応は循環的に繰り返して行ゎれ、コロ
−ジョンは際限なく進行してゆく。
−ジョンは際限なく進行してゆく。
そのため、通常のA1、Al−5i合金、アルミニウム
チタン(AI−Ti)合金では、これらのドライエツチ
ング後、らぎのような対策を行っている。
チタン(AI−Ti)合金では、これらのドライエツチ
ング後、らぎのような対策を行っている。
■ エツチング後、真空を破らないでレジストを剥離す
る。
る。
とくに、酸素(0□)と四弗化炭素(CF、、)を用い
たμ波ダウンフローアッシングが有効である。
たμ波ダウンフローアッシングが有効である。
これは、プラズマ発生室でμ波によりQ、+ CF4゜
のプラズマをつくり、活性種を試料室に導入してアッシ
ングを行うもので、試料室には通常のりアクティブイオ
ンエツチング(RIE)のようにイオンや電子を含まな
い。従って被エツチング物のこれらの衝撃による損傷が
なく、純粋に活性種によるアッシングのみが行われる。
のプラズマをつくり、活性種を試料室に導入してアッシ
ングを行うもので、試料室には通常のりアクティブイオ
ンエツチング(RIE)のようにイオンや電子を含まな
い。従って被エツチング物のこれらの衝撃による損傷が
なく、純粋に活性種によるアッシングのみが行われる。
■ 熱窒素(Hot Nz)でブローした後、水洗する
。
。
■ 水洗後、0□中で350’Cでヘーキングする。
■ CF4 、SF4、CHF1等の弗素系ガスでプラ
ズマ処理をする。
ズマ処理をする。
この場合は、弗素プラズマにより生した弗素ラジカル(
ヒ)がCIと置換し、41表面に安定なAIFが生成す
る。
ヒ)がCIと置換し、41表面に安定なAIFが生成す
る。
AIFはAlF3の完全な形になるまで反応が進まない
途中の組成でも、水分と反応しない。
途中の組成でも、水分と反応しない。
■ H2でプラズマ処理をする。
以上のような処理により、安定してコロ−ジョンを防ぐ
ことができる。
ことができる。
しかしながら、Al−Cu合金、Al−Cu−3i合金
等のエツチングではCuXCIYの形で塩素分が残り、
その除去が困難で、上記の処理を行ってもコロ−ジョン
が発生することがあった。
等のエツチングではCuXCIYの形で塩素分が残り、
その除去が困難で、上記の処理を行ってもコロ−ジョン
が発生することがあった。
エレクトロマイグレーション防止のためにCu等の重金
属を少量混合したAI合金のエツチングでは塩素分の除
去が困難で、コロ−ジョンが発生することがあった。
属を少量混合したAI合金のエツチングでは塩素分の除
去が困難で、コロ−ジョンが発生することがあった。
第1図(1)〜(3)は本発明を工程順に説明する基板
断面図である。
断面図である。
上記問題点の解決は、基板1上にアルミニウム合金層2
を被着し、その上にレジストパターン3を形成し、該レ
ジストパターン3をマスクにして該アルミニウム合金層
2をエツチングして該アルミニウム合金層のパターン2
Aを形成し、該基板1を100℃以上に加熱しながら活
性種を導入して該レジストパターン3をアッシングする
本発明によるエツチング方法により達成される。
を被着し、その上にレジストパターン3を形成し、該レ
ジストパターン3をマスクにして該アルミニウム合金層
2をエツチングして該アルミニウム合金層のパターン2
Aを形成し、該基板1を100℃以上に加熱しながら活
性種を導入して該レジストパターン3をアッシングする
本発明によるエツチング方法により達成される。
本発明者は、前記のコロ−ジョン防止のため種々な方法
を実験したが、本発明の方法がとくに顕著な効果がある
ことを見出した。
を実験したが、本発明の方法がとくに顕著な効果がある
ことを見出した。
すなわち、重金属を少量混合したAI合金、例えばAl
−Cu合金をパターニングする際、エツチング後、基板
を100°C以上に加熱しながらμ波ダウンフローアッ
シングを行ってレジストを除去すると、残留塩素分が極
めて少なくなることを螢光X線測定を用いて確かめ、か
つコロ−ジョンが発生しないことを実験的に確かめた。
−Cu合金をパターニングする際、エツチング後、基板
を100°C以上に加熱しながらμ波ダウンフローアッ
シングを行ってレジストを除去すると、残留塩素分が極
めて少なくなることを螢光X線測定を用いて確かめ、か
つコロ−ジョンが発生しないことを実験的に確かめた。
これは、アッシング時に基板加熱により活性種とCu、
C1,の反応が促進されるためであると考えられる。
C1,の反応が促進されるためであると考えられる。
本発明の実施例を第1図を用いて説明する。
第1図(1)において、基板1として表面に燐珪酸ガラ
ス(PSG)層等の絶縁層を被着した珪素(Si)基板
を用い、この上にA1合金層2として厚さ8000人の
AI−Cu(4%)層をスパッタ法で被着し、この上に
通常のりソグラフィを用いてレジストパターン3を形成
する。
ス(PSG)層等の絶縁層を被着した珪素(Si)基板
を用い、この上にA1合金層2として厚さ8000人の
AI−Cu(4%)層をスパッタ法で被着し、この上に
通常のりソグラフィを用いてレジストパターン3を形成
する。
第1図(2)において、RIE法によりレジストパター
ン3をマスクにしてA1合金層2をバターニングしてA
1合金層のパターン2Aを形成する。
ン3をマスクにしてA1合金層2をバターニングしてA
1合金層のパターン2Aを形成する。
RIEは、エツチングガスとしてC1□(24SCC門
)、SiSiC1t(40SCCを用い、これを0.0
2Torrに′減圧して周波数13.56MHzの電力
を250W 5分間印加して行った。
)、SiSiC1t(40SCCを用い、これを0.0
2Torrに′減圧して周波数13.56MHzの電力
を250W 5分間印加して行った。
第1図(3)において、基板1を真空を破らないで搬送
してμ波ダウンフローアフシャ中に置き、基板温度を□
種々変えてアッシングした。
してμ波ダウンフローアフシャ中に置き、基板温度を□
種々変えてアッシングした。
アッシングは、反応ガスとしてCF4.(100SCC
M)、(h (1500SCCM)を用い、これをl
Torrに減圧して周波数2.45G)lzのμ波型力
を1にW2分間印加して行った。
M)、(h (1500SCCM)を用い、これをl
Torrに減圧して周波数2.45G)lzのμ波型力
を1にW2分間印加して行った。
この後、基板1を大気中に取り出し、2日間放置してコ
ロ−ジョンの発生を観察した。
ロ−ジョンの発生を観察した。
また、螢光X線分析で残留塩素量を測定した。
これらの結果をつぎに示す。
(al 基板温度(°C)
(bl コロ−ジョン発生のを無
(C) 残留塩素量(cps、 count per
sec、)とすると、 (bl あり あり なし なし なしFCl
141.1 122.2 21.4 11.6
9.5上記の結果より、基板温度が100℃を越える
と急激に残留塩素量が減少し、コロ−ジョンの発生は認
められなくなる。
sec、)とすると、 (bl あり あり なし なし なしFCl
141.1 122.2 21.4 11.6
9.5上記の結果より、基板温度が100℃を越える
と急激に残留塩素量が減少し、コロ−ジョンの発生は認
められなくなる。
残留塩素量は基板温度の上昇とともに減少するが、基板
温度は200℃を越えるとAIの変質が問題となるため
高々300℃以下にする必要がある。
温度は200℃を越えるとAIの変質が問題となるため
高々300℃以下にする必要がある。
従って、基板温度の最適範囲は100〜200℃である
。
。
つぎに、アッシング装置の概略を説明する。
第2図はアッシングに使用するμ被プラズマ処理装置の
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
この例はμ波透過窓を電場に垂直方向に設けたタイプの
ものである。
ものである。
図において、21は導波管、22は従来の手段によって
発生され矢印方向に進むμ波、23は石英、またはセラ
ミックよりなるμ波透過窓、24は被処理基板、25は
被処理基板を載置するステージ、26は従来の排気系く
図示しない)に接続された排気口、27は処理用の反応
(エツチング)ガス!入口、28は孔開き金属板、29
はプラズマ発生室、30は試料室である。
発生され矢印方向に進むμ波、23は石英、またはセラ
ミックよりなるμ波透過窓、24は被処理基板、25は
被処理基板を載置するステージ、26は従来の排気系く
図示しない)に接続された排気口、27は処理用の反応
(エツチング)ガス!入口、28は孔開き金属板、29
はプラズマ発生室、30は試料室である。
この場合、μ波透過窓は電場に垂直に設けられているた
め、μ波は、そのモードが乱れることなくプラズマ発生
室29内に効率よ(吸収され、ここにガス導入口27よ
り導入されたCF4.+O□のプラズマを発生し、活性
種は孔開き金属板28の孔を通って基板上にダウンフロ
ーして、基板上に被着されたレジストパターンをアッシ
ングする。
め、μ波は、そのモードが乱れることなくプラズマ発生
室29内に効率よ(吸収され、ここにガス導入口27よ
り導入されたCF4.+O□のプラズマを発生し、活性
種は孔開き金属板28の孔を通って基板上にダウンフロ
ーして、基板上に被着されたレジストパターンをアッシ
ングする。
ステージ25はヒータ、温度計を内臓郡しており、ステ
ージを温度調節して所望の基板温度を得ることができる
。
ージを温度調節して所望の基板温度を得ることができる
。
以上詳細に説明したように本発明によれば、エレクトロ
マイグレーション防止のための配線層であるAl−Cu
層等のA1合金層のエツチングにおいて、残留塩素量を
除去し、配線層にコロ−ジョンが発生することを抑止す
る。
マイグレーション防止のための配線層であるAl−Cu
層等のA1合金層のエツチングにおいて、残留塩素量を
除去し、配線層にコロ−ジョンが発生することを抑止す
る。
第1図(1)〜(3)は本発明を工程順に説明する基板
断面図、 第2図はアッシングに使用するμ波プラズマ処理装置の
一例を示す断面図である。 図において、 1は基板、 2はA1合金層でAl−Cu層、 2AはA1合金層のパターン、 3レジストパターン 第 1 図
断面図、 第2図はアッシングに使用するμ波プラズマ処理装置の
一例を示す断面図である。 図において、 1は基板、 2はA1合金層でAl−Cu層、 2AはA1合金層のパターン、 3レジストパターン 第 1 図
Claims (1)
- 基板(1)上にアルミニウム合金層(2)を被着し、そ
の上にレジストパターン(3)を形成し、該レジストパ
ターン(3)をマスクにして該アルミニウム合金層(2
)をエッチングして該アルミニウム合金層のパターン(
2A)を形成し、該基板(1)を100℃以上に加熱し
ながら活性種を導入して該レジストパターン(3)をア
ッシングすることを特徴とするエッチング方法。
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---|---|---|---|
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DE3752290T DE3752290T2 (de) | 1986-05-29 | 1987-05-27 | Eine Methode, um einen Photolack von einer Aluminiumlegierung zu entfernen |
KR1019870005360A KR900004053B1 (ko) | 1986-05-29 | 1987-05-29 | 알미늄 합금상의 포토레지스트 박리 방법 |
KR1019870005360A KR870011678A (ko) | 1986-05-29 | 1987-05-29 | 알미늄 합금상의 포토레지스트 박리 방법 |
US08/839,371 US6184148B1 (en) | 1986-05-29 | 1997-04-18 | Method for stripping a photo resist on an aluminum alloy |
US09/639,113 US6486073B1 (en) | 1986-05-29 | 2000-08-16 | Method for stripping a photo resist on an aluminum alloy |
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---|---|---|---|
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- 1987-05-27 EP EP87107743A patent/EP0247603B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-05-27 DE DE3752290T patent/DE3752290T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1987-05-29 KR KR1019870005360A patent/KR870011678A/ko not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-04-18 US US08/839,371 patent/US6184148B1/en not_active Expired - Fee Related
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- 2000-08-16 US US09/639,113 patent/US6486073B1/en not_active Expired - Fee Related
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