JPH03225830A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体基
板上の配線を微細加工する方法に関する。
板上の配線を微細加工する方法に関する。
近年、半導体集積回路の高集積化に伴い、アルミニウム
の配線技術においては、各種のマイグレーションの発生
が確認され、その抑制効果として微量の銅（例えば０．
１〜５％）をアルミニウムに添加する技術が知られてお
り、すでに量産に導入されている。しかし、アルミニウ
ムに微量の銅を添加した合金は微細加工する上で数多く
の問題をかかえており、その最も大きなものとして、銅
添加による配線の腐食（以下アフターコロ−ジョンと称
す）が報告されているが腐食の発生機構に関しては、依
然不明な点が多い。例えば重量比０．５％の銅入りアル
ミニウム合金（以下Ａρ０．５％Ｃｕと称す）を半導体
集積回路の配線材料に用いた従来の配線技術を、第３図
に示す工程概略縦断面図を用いて説明する。
の配線技術においては、各種のマイグレーションの発生
が確認され、その抑制効果として微量の銅（例えば０．
１〜５％）をアルミニウムに添加する技術が知られてお
り、すでに量産に導入されている。しかし、アルミニウ
ムに微量の銅を添加した合金は微細加工する上で数多く
の問題をかかえており、その最も大きなものとして、銅
添加による配線の腐食（以下アフターコロ−ジョンと称
す）が報告されているが腐食の発生機構に関しては、依
然不明な点が多い。例えば重量比０．５％の銅入りアル
ミニウム合金（以下Ａρ０．５％Ｃｕと称す）を半導体
集積回路の配線材料に用いた従来の配線技術を、第３図
に示す工程概略縦断面図を用いて説明する。
まず、第３図（ａ＞に示すように、所定の拡散層、絶縁
膜等が形成された半導体基板１の表面にＡρ−０，５％
Ｃｕ合金２をスパッタ法により膜付けを行ない、その上
にフォトリソグラフィー工程によりフォトレジストパタ
ン３を形成する。ここで、このｔｉｅのフォトレジスト
パタン３の耐ドライエツチ性を増す為に紫外光（ＵＶ光
）を照射する。次に第３図（ｂ）に示すように、フォト
レジストパタン３をマスクにしてＡ、！ｅ−０，５％Ｃ
ｕ合金２を反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法により
ドライエツチングを行ない、Ａρ−０，５％Ｃｕ配！！
４を形成する。
膜等が形成された半導体基板１の表面にＡρ−０，５％
Ｃｕ合金２をスパッタ法により膜付けを行ない、その上
にフォトリソグラフィー工程によりフォトレジストパタ
ン３を形成する。ここで、このｔｉｅのフォトレジスト
パタン３の耐ドライエツチ性を増す為に紫外光（ＵＶ光
）を照射する。次に第３図（ｂ）に示すように、フォト
レジストパタン３をマスクにしてＡ、！ｅ−０，５％Ｃ
ｕ合金２を反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法により
ドライエツチングを行ない、Ａρ−０，５％Ｃｕ配！！
４を形成する。
ここで用いられるドライエツチングガスとしては、三塩
化ホウ素（ＢＣη３）と塩素（Ｃ，＆２）にアルミニウ
ム配線のサイドエッチを防止する為にフロン系ガス（例
えばＣＦ４．ＣＨＦ、など）を少量添加したガスが一般
に用いられる。この場合は、エツチング時にＡρ−０，
５％Ｃｕ配線４及びフォトレジストパタン３の側壁にデ
ボ膜５が付着し、そのデボ膜内部には反応生成物である
塩化アルミニウム（ＡρＣｆ３）やガスそのものである
塩素（Ｃρ）が含まれた状態となっている。
化ホウ素（ＢＣη３）と塩素（Ｃ，＆２）にアルミニウ
ム配線のサイドエッチを防止する為にフロン系ガス（例
えばＣＦ４．ＣＨＦ、など）を少量添加したガスが一般
に用いられる。この場合は、エツチング時にＡρ−０，
５％Ｃｕ配線４及びフォトレジストパタン３の側壁にデ
ボ膜５が付着し、そのデボ膜内部には反応生成物である
塩化アルミニウム（ＡρＣｆ３）やガスそのものである
塩素（Ｃρ）が含まれた状態となっている。
次に第３図（ｃ）に示すように、半導体基板１を酸素プ
ラズマ雰囲気にさらしてレジストパタンのアッシングを
行なう。しかしながら、レジストやアルミニウム合金配
線の側壁に付着したデポ膜５は完全に除去されずに塩化
アルミニウム（ＡｆｆｌＣ，Ｒ５）や塩素（Ｃ−＆２）
を含んだままの状態で残存している。
ラズマ雰囲気にさらしてレジストパタンのアッシングを
行なう。しかしながら、レジストやアルミニウム合金配
線の側壁に付着したデポ膜５は完全に除去されずに塩化
アルミニウム（ＡｆｆｌＣ，Ｒ５）や塩素（Ｃ−＆２）
を含んだままの状態で残存している。
上述した従来の半導体装置の製造方法は、アルミニウム
合金配線形成後にマスクであるフォトレジストの除去を
行なっても、アルミニウム合金配線の側壁に塩化アルミ
ニウム（ＡβＣ！２３）や塩素＜Ｃｌ２）を含んだデポ
膜が残存しているので、大気中の水分と反応し塩化水素
（ＨＣｌ）を形成し、アルミニウム（Ａ１）と銅（Ｃｕ
）の電池効果によって、アルミニウム合金配線にアフタ
ーコロ−ジョンが発生する欠点がある。アフターコロ−
ジョンは配線断線へとつながり、製品の信頼性の面から
も大きな問題となる。
合金配線形成後にマスクであるフォトレジストの除去を
行なっても、アルミニウム合金配線の側壁に塩化アルミ
ニウム（ＡβＣ！２３）や塩素＜Ｃｌ２）を含んだデポ
膜が残存しているので、大気中の水分と反応し塩化水素
（ＨＣｌ）を形成し、アルミニウム（Ａ１）と銅（Ｃｕ
）の電池効果によって、アルミニウム合金配線にアフタ
ーコロ−ジョンが発生する欠点がある。アフターコロ−
ジョンは配線断線へとつながり、製品の信頼性の面から
も大きな問題となる。
本発明の目的は、アルミニウム合金配線のアフターコロ
−ジョンの発生を防ぐと共に、配線の耐蝕性をよりよく
することがてき、微細配線を用いる製品の信頼性を高め
ることができる半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
−ジョンの発生を防ぐと共に、配線の耐蝕性をよりよく
することがてき、微細配線を用いる製品の信頼性を高め
ることができる半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
本発明の半導体装置の製造方法は、アルミニウム合金配
線を形成する工程において、前記合金のドライエツチン
グ後に塩素ガス単独のプラズマ処理を行ない、次に酸素
系ガスプラズマによるフォトレジストアッシングを行な
う工程を有している。
線を形成する工程において、前記合金のドライエツチン
グ後に塩素ガス単独のプラズマ処理を行ない、次に酸素
系ガスプラズマによるフォトレジストアッシングを行な
う工程を有している。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
は本発明の一実施例の工程順概略縦断面図である。
は本発明の一実施例の工程順概略縦断面図である。
はじめに、第１図（ａ）に示すように、所定の拡散層、
絶縁膜等が形成された半導体基板１の表面にＡ！２−０
．５％Ｃｕ合金をスパッタ法により約１．０μｍ膜付け
する。その上にフォトリソグラフィー工程により微細な
フォトレジストパタン３を形成する。ここで、この後の
フォトレジストパタンの耐ドライエツチ性の向上を目的
として、紫外光（ＵＶ光）を照射する。
絶縁膜等が形成された半導体基板１の表面にＡ！２−０
．５％Ｃｕ合金をスパッタ法により約１．０μｍ膜付け
する。その上にフォトリソグラフィー工程により微細な
フォトレジストパタン３を形成する。ここで、この後の
フォトレジストパタンの耐ドライエツチ性の向上を目的
として、紫外光（ＵＶ光）を照射する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、フォトレジストパタ
ン３をマスクとして、ＡＪ！−０，５％Ｃｕ合金２を反
応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法によりドライエツチ
ングを行ないＡｆｆｌ−０，５％Ｃｕ配線４を形成する
。この時、フ才トレシストとＡＪ−０，５％Ｃｕの側壁
にはデボ膜５が付着している。前記ドライエツチングは
、バッチ式ＲＩＥ装置を用い、ガスはＢＣｌ１３ ：１
１００５ＣＣ，Ｃｆ２ ： ５０ＳＣＣＭ、ＣＨＦ３
：１１０５ＣＣの混合ガスを用いた。エツチング時の圧
力は２０〜４０ｍＴｏｒｒとし、ＲＦパワーは１ｋＷと
した。
ン３をマスクとして、ＡＪ！−０，５％Ｃｕ合金２を反
応性イオンエツチング（ＲＩＥ）法によりドライエツチ
ングを行ないＡｆｆｌ−０，５％Ｃｕ配線４を形成する
。この時、フ才トレシストとＡＪ−０，５％Ｃｕの側壁
にはデボ膜５が付着している。前記ドライエツチングは
、バッチ式ＲＩＥ装置を用い、ガスはＢＣｌ１３ ：１
１００５ＣＣ，Ｃｆ２ ： ５０ＳＣＣＭ、ＣＨＦ３
：１１０５ＣＣの混合ガスを用いた。エツチング時の圧
力は２０〜４０ｍＴｏｒｒとし、ＲＦパワーは１ｋＷと
した。
次に第１図（ｃ）に示す様に、ドライエツチング終了後
、前記ＲＩＥ装置を用いてＣｆｆ１２ガスによるプラズ
マ処理にてデボ膜の除去を行なう。この時の条件は、Ｃ
１２： ２０ Ｓ ＣＣＭ 、圧カニ１００ｍＴｏｒｒ
、ＲＦパワー：３００ｗで１分間の処理時間とした。
、前記ＲＩＥ装置を用いてＣｆｆ１２ガスによるプラズ
マ処理にてデボ膜の除去を行なう。この時の条件は、Ｃ
１２： ２０ Ｓ ＣＣＭ 、圧カニ１００ｍＴｏｒｒ
、ＲＦパワー：３００ｗで１分間の処理時間とした。
次に、第１図（ｄ）に示すように、酸素系ガスによるア
ッシングを行ないフォトレジストを除去すると共に、Ａ
Ｊ−０，５％Ｃｕ配線４のまわりに不動態の膜である酸
化アルミニウム膜６を形成しな。用いた装置はバレル型
のプラズマアッシング装置て、０２ ： ２００ Ｓ
ＣＣＭ 、圧カニ６００ｍ Ｔ ｏ ｒ ｒ 、常温
で１００分間の処理を行なった。
ッシングを行ないフォトレジストを除去すると共に、Ａ
Ｊ−０，５％Ｃｕ配線４のまわりに不動態の膜である酸
化アルミニウム膜６を形成しな。用いた装置はバレル型
のプラズマアッシング装置て、０２ ： ２００ Ｓ
ＣＣＭ 、圧カニ６００ｍ Ｔ ｏ ｒ ｒ 、常温
で１００分間の処理を行なった。
第２図は本発明実施後の半導体基板を大気中に放置し、
アフターコロ−ジョンが発生する迄の時間を示すグラフ
である。従来例では３６時間以内にアフターコロ−ジョ
ンが発生するが、本発明の実施例では１２０時間後でも
、アフターコロ−ジョンの発生は全く見られなかった。
アフターコロ−ジョンが発生する迄の時間を示すグラフ
である。従来例では３６時間以内にアフターコロ−ジョ
ンが発生するが、本発明の実施例では１２０時間後でも
、アフターコロ−ジョンの発生は全く見られなかった。
本発明の第２の実施例を第１の実施例で用いた第１図を
用いて説明する。ここでも、本発明の第１の実施例を示
す第１図（ａ）〜（ｄ）までと全く同じ工程で、ＡＪ−
０，５％Ｃｕ合金の微細加工を行なう。第２の実施例で
は、ＡＪ−０，５％Ｃｕ合金のドライエツチングと塩素
ガスによるプラズマ処理と、その後の酸素系プラズマに
よるフォトレジストのアッシングをインラインタイプと
して接続された別々のチャンバーで行ない、各処理間の
搬送は全て真空中で行なう。この実施例では、各処理室
が全て独立している為に残留している反応生成物（Ａ、
ＲＣＪ１３等の）の半導体基板への再付着を極力排除で
き、更に各処理室間の搬送を全て真空中で行なう為に水
分の吸着も極力なくすことかできる。従って、より良い
防腐効果が得られる利点がある。
用いて説明する。ここでも、本発明の第１の実施例を示
す第１図（ａ）〜（ｄ）までと全く同じ工程で、ＡＪ−
０，５％Ｃｕ合金の微細加工を行なう。第２の実施例で
は、ＡＪ−０，５％Ｃｕ合金のドライエツチングと塩素
ガスによるプラズマ処理と、その後の酸素系プラズマに
よるフォトレジストのアッシングをインラインタイプと
して接続された別々のチャンバーで行ない、各処理間の
搬送は全て真空中で行なう。この実施例では、各処理室
が全て独立している為に残留している反応生成物（Ａ、
ＲＣＪ１３等の）の半導体基板への再付着を極力排除で
き、更に各処理室間の搬送を全て真空中で行なう為に水
分の吸着も極力なくすことかできる。従って、より良い
防腐効果が得られる利点がある。
以上説明したように本発明は、アルミニウム合金配線を
形成する工程において、前記合金のドライエツチング後
に、塩素（ＣｕＩ２）ガス単独のプラズマ処理を施し、
更に酸素系ガスプラズマによるフォトレジストのアッシ
ングを行なうことにより、アフターコロ−ジョンを発生
させる原因となる塩化アルミニウム（ＡＪＣρ、）や塩
素（Ｃ（）を含んだデボ膜を完全に除去し、酸素プラズ
マによってアルミニウム合金の表面に不動態の酸化アル
ミニウム膜を形成し、配線の腐食を防止できる効果があ
る。従って、微細配線を用いる製品の信頼性を高めるの
に、多大なる効果がある。
形成する工程において、前記合金のドライエツチング後
に、塩素（ＣｕＩ２）ガス単独のプラズマ処理を施し、
更に酸素系ガスプラズマによるフォトレジストのアッシ
ングを行なうことにより、アフターコロ−ジョンを発生
させる原因となる塩化アルミニウム（ＡＪＣρ、）や塩
素（Ｃ（）を含んだデボ膜を完全に除去し、酸素プラズ
マによってアルミニウム合金の表面に不動態の酸化アル
ミニウム膜を形成し、配線の腐食を防止できる効果があ
る。従って、微細配線を用いる製品の信頼性を高めるの
に、多大なる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例を示す工程
順概略縦断面図、第２図は本発明を実施したＡ、Ｒ−０
，５％Ｃｕ配線の形成された半導体基板を大気中に放置
した場合に、アフターコロ−ジョンか発生する迄の時間
を従来と比較して示したグラフ、第３図（ａ）〜（ｃ）
は従来の技術を示す工程概略縦断面図である。 １・・・拡散層又は絶縁膜等が形成された半導体基板、
２・・・ＡＪ−０，５％Ｃｕ合金、３・・・フォトレジ
ストバタン、４・ Ａｆ−０，５％Ｃｕ配線、７５・・
・デボ膜、６・・・酸化アルミニウム膜。
順概略縦断面図、第２図は本発明を実施したＡ、Ｒ−０
，５％Ｃｕ配線の形成された半導体基板を大気中に放置
した場合に、アフターコロ−ジョンか発生する迄の時間
を従来と比較して示したグラフ、第３図（ａ）〜（ｃ）
は従来の技術を示す工程概略縦断面図である。 １・・・拡散層又は絶縁膜等が形成された半導体基板、
２・・・ＡＪ−０，５％Ｃｕ合金、３・・・フォトレジ
ストバタン、４・ Ａｆ−０，５％Ｃｕ配線、７５・・
・デボ膜、６・・・酸化アルミニウム膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上にアルミニウム合金配線を形成する工
程において、半導体基板上に形成された合金をフォトレ
ジストをマスクとしてドライエッチングを行ない、配線
を形成した後に、塩素（Ｃｌ＿２）ガスによるプラズマ
処理を行ない、次に酸素（Ｏ＿２）系ガスによりフォト
レジストのアッシング処理を行なうことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 ２、前記アルミニウム合金はバリアメタルとの積層膜で
あることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造
方法。 ３、前記フォトレジストのアッシング処理に用いるガス
は酸素（Ｏ＿２）ガスとフロンガス（例えばＣＦ＿４又
はＣＨＦ＿３）の混合ガスであることを特徴とする請求
項１記載の半導体装置の製造方法。 ４、前記アルミニウム合金のドライエッチングと塩素ガ
スプラズマ処理と酸素系ガスプラズマによるアッシング
間の搬送は全て真空中にて搬送することを特徴とする請
求項１記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132690A JPH03225830A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132690A JPH03225830A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03225830A true JPH03225830A (ja) | 1991-10-04 |
Family
ID=12052020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2132690A Pending JPH03225830A (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03225830A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316126A (ja) * | 1989-03-10 | 1991-01-24 | Hitachi Ltd | 試料処理方法 |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2132690A patent/JPH03225830A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0316126A (ja) * | 1989-03-10 | 1991-01-24 | Hitachi Ltd | 試料処理方法 |
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