DD145583A1

DD145583A1 - Verfahren zur herstellung von aluminiumstrukturen fuer ein halbleiterbauelement

Info

Publication number: DD145583A1
Application number: DD20621978A
Authority: DD
Inventors: Michael Reichert; Juergen Geissler; Peter Ullmann; Friedemann Erbe
Original assignee: Michael Reichert; Juergen Geissler; Peter Ullmann; Friedemann Erbe
Priority date: 1978-06-23
Filing date: 1978-06-23
Publication date: 1980-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumstrukturen für ein Halbleiterbauelement, insbesondere Leitbahnen, Kontakt- und Bondflächen auf einem mit Halbleiterstrukturen versehenen Substrat. Es soll eine qualitätsgerechte Herstellung von Aluminiumstrukturen ermöglicht' werden, um .die Zuverlässigkeit und die Ausbeute von Halbleiterbauelementen zu erhöhen. Der Erfindung liegt di*e Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur Herstellung dieser Aluminiumstrukturen zur Verfügung zu stellen, bei dem ein ungleichmäßiger Aluminiumätzabtrag vermieden und Unterätzungen der Leitbahnen verringert werden. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das mit Halbleiterstrukturen versehene und mit einer Aluminiumschicht und einer Fotolackätzmaske behaftete Substrat unmittelbar vor dem Ätzprozeß zur Herstellung der Aluminiumstrukturen einer Plasmabehandlung, insbesondere einer Niederdruck-Plasmabahandlung in Inertgas oder einem Sauerstoff-Inertgas-Gemisch unterzogen wird.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumstrukturen, insbesondere Leitbahnen, Eontakt- und Bondflächen auf einem mit Halbleiterstrukturen versehenen Substrat für ein Halbleiterbauelement.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei der Herstellung eines Halbleiterbauelementes werden auf einem Substrat zunächst durch insbesondere Oxydation, Diffusion, Ionenimplantation und fotolithografischen Prozeß Halbleiterstrukturen erzeugt. Anschließend werden diese dem Schaltplan entsprechend leitend verbunden.

Es ist bekannt, zur Herstellung von Metallkontakten zum Halbleitermaterial, zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen den Halbleiterstrukturen und zur Herstellung von BoncffLächen Aluminium zu verwenden, das mittels eines Hochvakuumbedampfungsprozesses auf das mit Halbleiterstrukturen versehene Substrat gebracht und durch einen fotolithografischen Prozeß strukturiert wird.

Zum Zwecke der Strukturierung wird auf die aufgebrachte Aluminiumschicht Fotolack aufgetragen, dieser über eine Schablone, auf der die zu erzeugenden Leitbahnen, Kontakt- und Bondflächen abgebildet sind, belichtet,' entwickelt und gehärtet. Im Ergebnis dieses Prozesses befindet sich der aufgetragene Fotolack nur noch dort auf der Aluminiumschicht, wo aus dieser Leitbahnen, Kontakt- oder Bondflächen hergestellt werden sollen. Während des anschließenden Ätzprozesses werden

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die Tom Fotolack unbedeckten Aluminiumflächen vollständig aufgelöst. Der Ätzvorgang verläuft nicht gleichmäßig über die gesamte freiliegende Aluminiumoberfläche, da die Aluminiumschicht keine physikalisch-c'hemisch homogene Schicht ist«

Die Ungleichmäßigkeit des Ätzvorganges ergibt sich sowohl durch Inhomogenitäten der Aluminiumschicht als auch durch Oberflächenstörungen, die zu unterschiedlicher Benetzbarkeit mit Ätzmittel und Unterschieden im Ätzangriff führen. Derartige Oberflächenstörungen sind inhomogenes Oberflächenoxid und/oder Oxidhydrat, inhomogene Adsorbtion von Luft und Feuchtigkeit und anderen Fremdstoffen.

Die Folgen des ungleichmäßigen Ätzvorganges sind stehenbleibende Aluminiumreste im Mikrobereich zwischen den herzustellenden Aluminiumstrukturen, die zu Aluminiumbrücken und damit zu unerwünschten elektrisch leitenden Verbindungen führen können, und/oder Einschnürungen von Aluminiumleitbahnen,"" bei denen der schaltungsgemäß erforderliche Querschnitt unterschritten wird· In beiden Fällen sind Funktion und Zuverlässigkeit des Bauelementes nicht gewährleistet.

Es ist bekannt, zur Vermeidung von Aluminiumresten zwischen den herzustellenden Leitbahnen die Ätzzeit auszudehnen. Die Verlängerung der Ätzzeit hat aber eine verstärkte Einschnürung der herzustellenden Aluminiumkontakt- und -bondflächen und Leitbahnen unter der ^otolackätzmaske und damit eine unerwünschte Verminderung der Haftfestigkeit derselben zur Folge·

Bekannt ist des v/eiteren ein Verfahren zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Fotolackätzmasken auf Aluminiumoberflächen durch eine kurze Überätzung der aufgedampften

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Aluminiumschicht vor dem Aufbringen des Fotolackes mit 85 %iger Phosphorsäure bei Raumtemperatur, wobei die Aluminiumschichtdicke um ca. 50 nm reduziert wird· Ein Mangel dieses Verfahrens ist es, daß nur diejenigen Inhomogenitäten der Aluminiumoberfläche beseitigt werde: die zum Zeitpunkt der Überätzung vorhanden sind· Diejenigen Inhomogenitäten, die durch das Aufbringen der Potolackätzmaske nachträglich entstehen, werden demzufolge nicht beseitigt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine qualitätsgerechte Herstellung von Aluminiumstrukturen auf einem mit Halbleiterstrukturen versehenen Substrat für ein Halbleiterbauelement mit hohem Integrationsgrad zu ermöglichen, um die Zuverlässigkeit und die Ausbeute von Halbleiterbauelementen zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumstrukturen für ein Halbleiterbauelement mit hohem Integrationsgrad zur Verfügung zu stellen, bei dem ein ungleichmäßiger Aluminiumätzabtrag vermieden und Unterätzungen der Leitbahnen verringert v/erden. ·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das mit Halbleiterstruktur.en versehene und mit einer Aluminiumschicht und einer Fotolackätzmaske behaftete Substrat unmittelbar vor dem itzprozeß zur Herstellung der Aluminiumstrukturen einer Plasmabehandlung, insbesondere einer Niederdruck-Plasmabehandlung mit Inertgas oder Sauerstoff-Inertgas-Gemischen mit einem Sauerstoffanteil bis zu 50 Vol.% unterzogen wird,

Durch diese Plasmabehandlung wird die Aluminiumoberfläche homogenisiert und ein gleichmäßiger Aluminiumabtrag beim nachfolgenden Ätzprozeß ermöglicht.

Als Inertgas-Sauerstoff-Gemisch kann zweckmäßigerweise Luft verwendet werden. Die Zeitdauer der Plasmabehandlung beträgt weniger als 10 min, vorzugsweise 3 min, die Substrattemperatur beträgt weniger als 200⁰C, vorzugsweise 50 ..· 150 ⁰C, und der zeitliche Abstand zwischen der Plasmabehandlung und dem Waßatzprozeß soll die Dauer von einer Stunde nicht überschreiten, damit auf der Aluminiumoberfläche keine neuen Inhomogenitäten entstehen können.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel erläutert werden. Auf einem Substrat mit Halbleiterstrukturen wird Aluminium abgeschieden und eine i'otolackmaske aufgebracht, -selche die zu erzeugenden Aluminiumstrukturen abdeckt. Anschließend wird das Substrat einer Plasmabehandlung unterworfen. Dieser Prozeß erfolgt unter Verwendung eines konventionellen Plasmabearbeitungsgerätfcsfür Halbleiterscheiben. .

Die Substrattemperatur beträgt 100 ⁰C. Als Prozeßgas wird Luft eingesetzt und der Gasdruck auf 0,2 Torr eingestellt. Die Plasmabehandlung dauert 3 min. Innerhalb einer Stunde nach Abschluß der Behandlung wird das Substrat einem Ätzprozeß unterzogen, in dem die Aluminiumschicht in bekannter V/eise strukturiert wird. Es zeigt sich, daß ein homogener Aluminiumabtrag durch den Ätzprozeß erfolgt, die Haftung der Lackmaske auf der Aluminiumoberflache unverändert bleibt und kein erkennbarer Abtrag der Lackmaske auftritt.

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Claims

Erfindungsanspruch

1« Verfahren zur Herstellung von Aluminiumstrukturen für ein Halbleiterbauelement, bei dem auf ein mit Halbleiterstrukturen versehenes Substrat eine Aluminiumschicht aufgedampft, anschließend eine Fotoätzmaske aufgebracht und die vom Fotoätzlack nicht bedeckten Zonen der Aluminiumschicht abgeätzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ä'tzvorgang eine Eiederdruck-Plasmabehandlung in Inertgas oder einem Sauerstoff-Inertgas-Gemisch mit einem Sauerstoffanteil bis zu 50 VoI.% durchgeführt wird·

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sauerstoff-Inertgas-Gemisch Luft verwendet wird,

3· Verfahren nach Punkt 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrattemperatur während der Plasmabehandlung weniger als 200 ⁰C, vorzugsweise 50 ⁰C bis 150 ⁰C beträgt.

4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand zwischen der Plasmabehandlung und dem Ä'tzprozeß weniger als eine Stunde beträgt.