JPH0283930A - 銅配線の製法及び製造装置 - Google Patents
銅配線の製法及び製造装置Info
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- JPH0283930A JPH0283930A JP23504588A JP23504588A JPH0283930A JP H0283930 A JPH0283930 A JP H0283930A JP 23504588 A JP23504588 A JP 23504588A JP 23504588 A JP23504588 A JP 23504588A JP H0283930 A JPH0283930 A JP H0283930A
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- etching
- manufacturing
- wiring
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は銅（Ｃｕ）または銅合金をエツチングし、配線
パターンを形成するための製法及び製造装置に係り、特
に金属の腐食を防止し、寸法シフトの小さい配線を形成
するのに好適な銅配線パターンの製法及び製造装置に関
する。
パターンを形成するための製法及び製造装置に係り、特
に金属の腐食を防止し、寸法シフトの小さい配線を形成
するのに好適な銅配線パターンの製法及び製造装置に関
する。
従来銅配線の形成方法にはジエイ、エレクＩ・ロケミカ
ル、ソサイエテイ、ポル１３０ナンバー８゜１９８３年
第１７７７項から第１７７９項（Ｊ。
ル、ソサイエテイ、ポル１３０ナンバー８゜１９８３年
第１７７７項から第１７７９項（Ｊ。
ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅＩｌ、Ｓｏｃ、ｖｏｌ、 １３０
、 ＮＯ３、（１９８３）ＰＬ７７７〜１７７９）に
おいて論じられているように、ウェハ温度を２２５℃に
上げ、アルゴンと四塩化炭素の混合ガスにより反応性イ
オンエツチングを達成している。
、 ＮＯ３、（１９８３）ＰＬ７７７〜１７７９）に
おいて論じられているように、ウェハ温度を２２５℃に
上げ、アルゴンと四塩化炭素の混合ガスにより反応性イ
オンエツチングを達成している。
従来Ｃｕのエツチング法には、ドライエツチング法とし
て基板を加熱して蒸気圧を上げる方法と、イオンミリン
グ法のように物理的にスパツタレー１−の高いイオンを
入射してエツチングする２つの方法がある。またウェッ
トエツチング法では硝酸。
て基板を加熱して蒸気圧を上げる方法と、イオンミリン
グ法のように物理的にスパツタレー１−の高いイオンを
入射してエツチングする２つの方法がある。またウェッ
トエツチング法では硝酸。
過硫酸アンモニウム、さらに塩化鉄含有の塩酸溶液等で
エツチングする方法がある。基板を加熱してエツチング
するドライエツチング方法では耐熱性のマスク材を用い
る必要があり、さらにチャンバー内の残留酸素とＣｕが
反応し、難エツチング性の酸化銅が形成される。イオン
ミリングによる方法では、パターン側壁への再付着とい
う問題がある。またサブミクロンレベルでは、等方性エ
ツチングであるウェットエツチングはマスク下部のサイ
ドエッチが大きくなり適用できない。
エツチングする方法がある。基板を加熱してエツチング
するドライエツチング方法では耐熱性のマスク材を用い
る必要があり、さらにチャンバー内の残留酸素とＣｕが
反応し、難エツチング性の酸化銅が形成される。イオン
ミリングによる方法では、パターン側壁への再付着とい
う問題がある。またサブミクロンレベルでは、等方性エ
ツチングであるウェットエツチングはマスク下部のサイ
ドエッチが大きくなり適用できない。
本発明の目的は、これらの問題を解決し寸法シフトがな
く、耐酸化性、耐腐食性が高いサブミクロンレベルのＣ
ｕ配線を達成することにある。
く、耐酸化性、耐腐食性が高いサブミクロンレベルのＣ
ｕ配線を達成することにある。
上記目的はドライエツチングにおいて、導入するガスは
、ドライエツチング後のウェット処理液にエツチングさ
れるＣｕの化合物が形成されるような反応性ガスを用い
る。さらにウェット処理液は、反応した再付着物のみを
エツチングし、未反応のＣｕ膜をエツチングしない溶液
を用いることにより達成される。
、ドライエツチング後のウェット処理液にエツチングさ
れるＣｕの化合物が形成されるような反応性ガスを用い
る。さらにウェット処理液は、反応した再付着物のみを
エツチングし、未反応のＣｕ膜をエツチングしない溶液
を用いることにより達成される。
またこれらの一連のエツチングは同一チャンバー内で行
ない大気中にさらさないような構造の袋口を用いる。
ない大気中にさらさないような構造の袋口を用いる。
配線パターンを形成するためにドライエツチング、例え
ば反応性イオンエツチング法や配線金属と反応するガス
を用いて行なうイオンミリング法でパターンを形成する
。このときパターンの側壁には、イオンと反応した金属
の化合物が形成される。その後、前記化合物をエツチン
グする溶液中に試料を入れる。この溶液は、ドライエツ
チング時にマスク直下のイオンと反応しない未反応のＣ
ｕ膜をエツチングしないものであり、イオンと反応した
バタン側壁の化合物のみをエツチングするものである。
ば反応性イオンエツチング法や配線金属と反応するガス
を用いて行なうイオンミリング法でパターンを形成する
。このときパターンの側壁には、イオンと反応した金属
の化合物が形成される。その後、前記化合物をエツチン
グする溶液中に試料を入れる。この溶液は、ドライエツ
チング時にマスク直下のイオンと反応しない未反応のＣ
ｕ膜をエツチングしないものであり、イオンと反応した
バタン側壁の化合物のみをエツチングするものである。
そのため、マスクとの寸法シフトがなく、かつ化合物か
らのＣｕの腐食を防止できる。
らのＣｕの腐食を防止できる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図はドライエツチング、例えば異方性の大きいイオンミ
リング法によりＣｕ膜３をエツチングして、寸法シフト
や腐食のない微細パターンを形成する方法を示したもの
である。第１図（ａ）はシリコン基板Ｓ上に酸化膜４が
被着した上にＣ１１ＩＩ ３をデボし、マスク材２例え
ばレジストをパターニングしたウェハをイオンミリング
法によりエツチングしたものである。混合ガスイオン１
゜例えばアルゴンと四塩化炭素をそれぞれ５ｃｃ流し圧
力を例えば２Ｘ１０−３Ｔｏｒｒに保ちエツチングする
場合を示す、この場合アルゴンイオンは。
図はドライエツチング、例えば異方性の大きいイオンミ
リング法によりＣｕ膜３をエツチングして、寸法シフト
や腐食のない微細パターンを形成する方法を示したもの
である。第１図（ａ）はシリコン基板Ｓ上に酸化膜４が
被着した上にＣ１１ＩＩ ３をデボし、マスク材２例え
ばレジストをパターニングしたウェハをイオンミリング
法によりエツチングしたものである。混合ガスイオン１
゜例えばアルゴンと四塩化炭素をそれぞれ５ｃｃ流し圧
力を例えば２Ｘ１０−３Ｔｏｒｒに保ちエツチングする
場合を示す、この場合アルゴンイオンは。
エツチングレートを上げる目的で、四塩化炭素は図（ｂ
）に示すように反応した再付着物６、この場合塩化銅を
形成する目的で混合させている。次に図（ｂ）に示した
再付着物、塩化鋼はエタノールに溶解する特徴をもって
いるため、エタノール液中に浸すことにより反応した再
付着物６、塩化銅はｌａＭし、エタノールと反応しない
マスク直下のＣｕ膜３のみが残る。その後（ｄ）に示す
ようにマスク材２を除去することにより寸法シフトがな
く、反応した再付着物６からの塩素による腐食を防止で
きるため信頼性の高い配線パターンを形成することがで
きる。第２図は不活性ガスイオン７例えばアルゴンのみ
でイオンミリングした例を示す。この場合（ｂ）に示す
未反応の再付着物８はマスク直下のＣｕ膜と性質が同じ
ものである。
）に示すように反応した再付着物６、この場合塩化銅を
形成する目的で混合させている。次に図（ｂ）に示した
再付着物、塩化鋼はエタノールに溶解する特徴をもって
いるため、エタノール液中に浸すことにより反応した再
付着物６、塩化銅はｌａＭし、エタノールと反応しない
マスク直下のＣｕ膜３のみが残る。その後（ｄ）に示す
ようにマスク材２を除去することにより寸法シフトがな
く、反応した再付着物６からの塩素による腐食を防止で
きるため信頼性の高い配線パターンを形成することがで
きる。第２図は不活性ガスイオン７例えばアルゴンのみ
でイオンミリングした例を示す。この場合（ｂ）に示す
未反応の再付着物８はマスク直下のＣｕ膜と性質が同じ
ものである。
なぜならば、アルゴンは不活性ガスであるためにエツチ
ングも物理的なスパッタエツチングであるためである。
ングも物理的なスパッタエツチングであるためである。
よって未反応の再付着物８のみをエツチングすることは
困難となりマスク長との寸法シフトが大きくなりサブミ
クロンレベルの微細パターン形成には不向きである。以
」二の結果より第１図に示すように反応性イオンによる
ドライエツチングとウェットエツチングを組み合ねせる
ことにより、寸法シフトがなく耐腐食性に強い配線パタ
ーンを形成することができる。
困難となりマスク長との寸法シフトが大きくなりサブミ
クロンレベルの微細パターン形成には不向きである。以
」二の結果より第１図に示すように反応性イオンによる
ドライエツチングとウェットエツチングを組み合ねせる
ことにより、寸法シフトがなく耐腐食性に強い配線パタ
ーンを形成することができる。
次に実際のエツチング装置について説明する。
第３図はドライエツチング装置例えばイオンミリング装
置９に、ガス導入管を通して混合ガス１２を流し、プラ
ズマ発生室１９中でイオン化し加速して混合ガスイオン
１１として試料１３に当ててエツチングするものである
。このときのエツチングガスは第１図に示すように例え
ばアルゴンと四塩化炭素を用いる。エツチング終了後に
は、Ｃｕの塩化物、塩化銅がパターンの側壁に再付着す
る。
置９に、ガス導入管を通して混合ガス１２を流し、プラ
ズマ発生室１９中でイオン化し加速して混合ガスイオン
１１として試料１３に当ててエツチングするものである
。このときのエツチングガスは第１図に示すように例え
ばアルゴンと四塩化炭素を用いる。エツチング終了後に
は、Ｃｕの塩化物、塩化銅がパターンの側壁に再付着す
る。
Ｃｕは蒸気圧の高い化合物がなく比較的高い塩化銅でも
通常のＡＱのエツチングのように、反応性イオンエツチ
ング法でエツチングすることは難しい。その対策として
チャンバー内を高温にして化合物を蒸発させる方法があ
るが、この方ｒムではマスク材としてレジス］・を使う
と、レジス１〜が熱により変質してしまう、さらに高温
のためチャンバー内の残留酸素とＣｕが反応し酸化銅が
形成されるためエツチングが困難となる。そこで第３図
に示すように塩化銅をエツチングする液、例えばエタノ
ールを入れたウェットエッチ液槽１６をイオンミリング
装置９に設は導入管を通してウェットエッチ蒸気１５．
この場合エタノール蒸気を装置内に導入する。このエタ
ノール蒸気はパターンの側壁に再付着している塩化銅の
みをエツチングし銅をエツチングしないので、その後チ
ャンバーから取り出しエタノール洗浄すればよい。この
ときウェットエッチ蒸気１５を導入せず、イオンミリン
グ終了後直ちにチャンバーから取り出しエタノール洗浄
する方法では、塩化鋼が大気中にさらされ酸化してしま
う。そのため同一チャンバー内にウェットエッチガスを
導入しなければならない。
通常のＡＱのエツチングのように、反応性イオンエツチ
ング法でエツチングすることは難しい。その対策として
チャンバー内を高温にして化合物を蒸発させる方法があ
るが、この方ｒムではマスク材としてレジス］・を使う
と、レジス１〜が熱により変質してしまう、さらに高温
のためチャンバー内の残留酸素とＣｕが反応し酸化銅が
形成されるためエツチングが困難となる。そこで第３図
に示すように塩化銅をエツチングする液、例えばエタノ
ールを入れたウェットエッチ液槽１６をイオンミリング
装置９に設は導入管を通してウェットエッチ蒸気１５．
この場合エタノール蒸気を装置内に導入する。このエタ
ノール蒸気はパターンの側壁に再付着している塩化銅の
みをエツチングし銅をエツチングしないので、その後チ
ャンバーから取り出しエタノール洗浄すればよい。この
ときウェットエッチ蒸気１５を導入せず、イオンミリン
グ終了後直ちにチャンバーから取り出しエタノール洗浄
する方法では、塩化鋼が大気中にさらされ酸化してしま
う。そのため同一チャンバー内にウェットエッチガスを
導入しなければならない。
第４図はイオンミリング装置にウェットエッチの洗／１
１４１１８を設けたものである。真空バルブ１７により
イオンミリング装置内の真空が保たれている。ウェット
エッチ室１８内は大気圧であるが、ウェットエッチ液の
蒸気で満たされているため、ウェハが液中に入るまでの
間に酸化されることはない。さらにウェットエッチ液槽
１６中でウェハを洗浄している間、イオンミリング装置
９中でドライエッチできるので量産性も高い。
１４１１８を設けたものである。真空バルブ１７により
イオンミリング装置内の真空が保たれている。ウェット
エッチ室１８内は大気圧であるが、ウェットエッチ液の
蒸気で満たされているため、ウェハが液中に入るまでの
間に酸化されることはない。さらにウェットエッチ液槽
１６中でウェハを洗浄している間、イオンミリング装置
９中でドライエッチできるので量産性も高い。
以Ｊ二のように異方性のドライエツチングとウェットエ
ツチングを組み合オ〕せることにより、サブミクロンレ
ベルに対応できる寸法シフトがなく。
ツチングを組み合オ〕せることにより、サブミクロンレ
ベルに対応できる寸法シフトがなく。
耐腐食性の高い配線を形成できる。
〔発明の効果〕
本発明によればドライエツチング後のウェットエッチ液
は反応した再付着物と未反応のマスク直下のＣｕ膜のエ
ツチングに選択性があるため、再付着物のみをエツチン
グする。そのためドライエツチングにおいて異方性エツ
チングが達成された場合その形状どおりのパターンがウ
ェットエッチ後に残る。さらに側壁はウェットエッチに
より反応した再付着物が残らないので反応性イオンから
の酸化、腐食を防止できるため耐酸化、耐腐食性の高い
配線パターンを形成できる。
は反応した再付着物と未反応のマスク直下のＣｕ膜のエ
ツチングに選択性があるため、再付着物のみをエツチン
グする。そのためドライエツチングにおいて異方性エツ
チングが達成された場合その形状どおりのパターンがウ
ェットエッチ後に残る。さらに側壁はウェットエッチに
より反応した再付着物が残らないので反応性イオンから
の酸化、腐食を防止できるため耐酸化、耐腐食性の高い
配線パターンを形成できる。
第１図は本発明を適用してＣｕ膜をエツチングした例を
示す図、第２図は従来の方法によりＣｕをエツチングし
た例を示す図、第３図は実際の装置の模式図、第４図は
他の実施例を示す図である。 ■・混合ガスイオン、２・・・マスク材、３・・・Ｃｕ
ＩＩ 。 ４・・酸化膜、５・・・シリコン基板、６・・・反応し
た再付着物、７・不活性ガスイオン、８・・・未反応の
再付着物、９・・・イオンミリング装置、１０・・プラ
ズマ発生用マグネット、１１・・混合ガスイオン、１２
・・・混合ガス、１３・・・試料、１４・・・試料支持
台、１５・・ウェットエッチ蒸気、１６・・ウェットエ
ッチ液槽、１７・・真空バルブ、１８・・ウエットエツ
第 図 第２図 第３図 第４図
示す図、第２図は従来の方法によりＣｕをエツチングし
た例を示す図、第３図は実際の装置の模式図、第４図は
他の実施例を示す図である。 ■・混合ガスイオン、２・・・マスク材、３・・・Ｃｕ
ＩＩ 。 ４・・酸化膜、５・・・シリコン基板、６・・・反応し
た再付着物、７・不活性ガスイオン、８・・・未反応の
再付着物、９・・・イオンミリング装置、１０・・プラ
ズマ発生用マグネット、１１・・混合ガスイオン、１２
・・・混合ガス、１３・・・試料、１４・・・試料支持
台、１５・・ウェットエッチ蒸気、１６・・ウェットエ
ッチ液槽、１７・・真空バルブ、１８・・ウエットエツ
第 図 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、銅又は銅合金の配線の製法において、ドライエッチ
ングとウェットエッチングを行なうことを特徴とする銅
配線の製法。 ２、第１項記載のドライエッチングにおいて用いるガス
は、銅のハロゲン化物（フッ化物、塩化物、臭化物）を
形成させるようなハロゲンガスを含有していることを特
徴とする銅配線の製法。 ３、第１項記載のウェットエッチングにおいて用いる溶
液は、銅のハロゲン化物をエッチングし、銅又は銅合金
をエッチングしないことを特徴とする銅配線の製法。 ４、銅又は銅合金の配線の製造装置において、その製造
装置はドライエッチングとウェットエッチングを連続的
にエッチングできる装置であることを特徴とする銅配線
の製造装置。 ５、第４項記載の銅配線の製造装置において、ドライエ
ッチング装置はイオンミリング装置であることを特徴と
する銅配線の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23504588A JPH0283930A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 銅配線の製法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23504588A JPH0283930A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 銅配線の製法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0283930A true JPH0283930A (ja) | 1990-03-26 |
Family
ID=16980266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23504588A Pending JPH0283930A (ja) | 1988-09-21 | 1988-09-21 | 銅配線の製法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0283930A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0536636A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-12 | Nec Yamagata Ltd | 半導体装置のドライエツチング装置 |
| US5200032A (en) * | 1990-12-27 | 1993-04-06 | Sony Corporation | Dry etching method |
| JP2020145358A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 豊田合成株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-09-21 JP JP23504588A patent/JPH0283930A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5200032A (en) * | 1990-12-27 | 1993-04-06 | Sony Corporation | Dry etching method |
| US5312515A (en) * | 1990-12-27 | 1994-05-17 | Sony Corporation | Dry etching method |
| JPH0536636A (ja) * | 1991-07-31 | 1993-02-12 | Nec Yamagata Ltd | 半導体装置のドライエツチング装置 |
| JP2020145358A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 豊田合成株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
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