JPS61198728A - アルミニウムのエツチング方法 - Google Patents
アルミニウムのエツチング方法Info
- Publication number
- JPS61198728A JPS61198728A JP60039655A JP3965585A JPS61198728A JP S61198728 A JPS61198728 A JP S61198728A JP 60039655 A JP60039655 A JP 60039655A JP 3965585 A JP3965585 A JP 3965585A JP S61198728 A JPS61198728 A JP S61198728A
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- JP
- Japan
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- etching
- aluminum
- phosphoric acid
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- wafer
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0402—Apparatus for fluid treatment
- H10P72/0418—Apparatus for fluid treatment for etching
- H10P72/0422—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
- H10P72/0426—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
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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〕
この発明は半導体上に形成するアルミニウム（Ａｌ）パ
ターンの形成方法に関するものである。
ターンの形成方法に関するものである。
アルミニウム（ＡＩ）は電気抵抗が低く、加工が容易で
あるので、半導体素子の電極として広く用いられている
。シリコン（Ｓｌ）を用いたＩＣ，ＬＳＩでは配線金属
として、また砒化ガリウム電界効果トランジスタ（Ｇａ
Ａ、ｓ ＭＥＳＦＥＴ）でゲート金属として使われてい
る。さらに近年、高速素子として注目されている高電子
移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）においてもゲート金属
としてＡ／を用いた例が多い。
あるので、半導体素子の電極として広く用いられている
。シリコン（Ｓｌ）を用いたＩＣ，ＬＳＩでは配線金属
として、また砒化ガリウム電界効果トランジスタ（Ｇａ
Ａ、ｓ ＭＥＳＦＥＴ）でゲート金属として使われてい
る。さらに近年、高速素子として注目されている高電子
移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）においてもゲート金属
としてＡ／を用いた例が多い。
Ａｌの微細パターンの形成には酸やアルカリの溶液中で
のエツチングによる方法が現在でもまだ広く行なわれて
いる。以下、第５，６図を用いて従来技術とその問題点
について説明する。
のエツチングによる方法が現在でもまだ広く行なわれて
いる。以下、第５，６図を用いて従来技術とその問題点
について説明する。
第５図は従来から知られているＡｌのエツチング方法を
示す模式図であり、図Ａはリン酸によるＡｌの化学エツ
チングの場合、図Ｂは外部から強制的に加えられる電流
によシＡｌエツチングを促進させる電解エツチングの場
合を示す。図中、（１）はＡｌ膜（ｌａ）の堆積された
被エツチング半導体ウェーハ、（２）は銅電極、（３）
はウェーハバスケット、（４）はリン酸、（５）は攪拌
子、（６）はビー力、（７）は陰極（白金を用いる場合
が多い。）、（８）は定電流源又は電圧源である０ 第６図は、第５図に示した２つの方法により形成される
Ａｌパターンの断面図で、図Ａはウェットエツチングに
より形成されるパターンを示し、図Ｂは電解エツチング
により形成されるパターンを示す。図中、（９）はパタ
ーン形成のためのホトレジストである。
示す模式図であり、図Ａはリン酸によるＡｌの化学エツ
チングの場合、図Ｂは外部から強制的に加えられる電流
によシＡｌエツチングを促進させる電解エツチングの場
合を示す。図中、（１）はＡｌ膜（ｌａ）の堆積された
被エツチング半導体ウェーハ、（２）は銅電極、（３）
はウェーハバスケット、（４）はリン酸、（５）は攪拌
子、（６）はビー力、（７）は陰極（白金を用いる場合
が多い。）、（８）は定電流源又は電圧源である０ 第６図は、第５図に示した２つの方法により形成される
Ａｌパターンの断面図で、図Ａはウェットエツチングに
より形成されるパターンを示し、図Ｂは電解エツチング
により形成されるパターンを示す。図中、（９）はパタ
ーン形成のためのホトレジストである。
上記図Ａに示したウェットエツチングでは、はぼ等方向
にエツチングが進むので、すその広がった富士山形とな
る。この方法では、Ａｌの膜厚と同程度以下の細いパタ
ーンを形成することは困難である。図Ｂに示した電解エ
ツチングによれば、電流によりＡｌの膜厚方向のエツチ
ングが促進されサイドエツチングの少ないパターンが形
成できる。
にエツチングが進むので、すその広がった富士山形とな
る。この方法では、Ａｌの膜厚と同程度以下の細いパタ
ーンを形成することは困難である。図Ｂに示した電解エ
ツチングによれば、電流によりＡｌの膜厚方向のエツチ
ングが促進されサイドエツチングの少ないパターンが形
成できる。
しかしながら、この方法による場合には、Ａ／のエツチ
ング後露出した半導体表面にも電流が流れると、半導体
表面が変質またはエツチングされることがしばしば発生
し問題となっていた。
ング後露出した半導体表面にも電流が流れると、半導体
表面が変質またはエツチングされることがしばしば発生
し問題となっていた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ＡＩエツチングによる微細バダ−ンを形成す
る場合に、サイドエツチング量を少なくシ、かつ電解エ
ツチング時に生ずる半導体表面の変質をおさえるＡｌの
エツチング方法を提供することを目的とするものである
。
たもので、ＡＩエツチングによる微細バダ−ンを形成す
る場合に、サイドエツチング量を少なくシ、かつ電解エ
ツチング時に生ずる半導体表面の変質をおさえるＡｌの
エツチング方法を提供することを目的とするものである
。
この発明によるＡＩのエツチングには、電解質溶液内で
異種金属を接触させた時に、それらの金属間に発生する
起電力を利用して、外部より強制的に電流を流すことな
く、Ａ＃を電解エツチングするものである。
異種金属を接触させた時に、それらの金属間に発生する
起電力を利用して、外部より強制的に電流を流すことな
く、Ａ＃を電解エツチングするものである。
この発明におけるｋｌのエツチング法は、電池効果によ
ジ発生する起電力を利用するので、外部より電流を流す
電解エツチングの場合はど半導体表面は影響を受けない
うえ、本質的には電解エツチング法と同じであるのでウ
ェットエツチングの時に発生するサイドエツチングも少
なく、微細なパターンが形成可能である。
ジ発生する起電力を利用するので、外部より電流を流す
電解エツチングの場合はど半導体表面は影響を受けない
うえ、本質的には電解エツチング法と同じであるのでウ
ェットエツチングの時に発生するサイドエツチングも少
なく、微細なパターンが形成可能である。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明によるＡＩｌエツチング法の原理を示す
模式図である０図中（１）〜（６）は第５図の場合と同
じである。この場合には、第５図Ｂに示した陰極（７）
と定電流源又は電圧源（８）は不必要である。ここでは
被エツチングウェーハ（１）の表面のＡｌ膜（ｌａ）Ｋ
＠を極（２）を接触させてリン酸（４）中に入れるだけ
でよい。
図は、この発明によるＡＩｌエツチング法の原理を示す
模式図である０図中（１）〜（６）は第５図の場合と同
じである。この場合には、第５図Ｂに示した陰極（７）
と定電流源又は電圧源（８）は不必要である。ここでは
被エツチングウェーハ（１）の表面のＡｌ膜（ｌａ）Ｋ
＠を極（２）を接触させてリン酸（４）中に入れるだけ
でよい。
第２図に電池の効果によりＡｌがエツチングされる原理
を示す。被エツチングウェーハ・（１）上に形成された
Ａｊ？膜（１ａ）に銅電極（２）を接触させリン酸（４
）中に浸すと、 ｋｌ −−Ａｌ＋ ３ｅ ＡＩ！ｆｄ上式によ）Ａｌ のイオンとなってリン酸
中に溶は出し、Ａｌ膜（１ａ）中には電子ｅ−が残る。
を示す。被エツチングウェーハ・（１）上に形成された
Ａｊ？膜（１ａ）に銅電極（２）を接触させリン酸（４
）中に浸すと、 ｋｌ −−Ａｌ＋ ３ｅ ＡＩ！ｆｄ上式によ）Ａｌ のイオンとなってリン酸
中に溶は出し、Ａｌ膜（１ａ）中には電子ｅ−が残る。
銅電極（２）とＡｌ膜（１ａ）との間には電池効果（接
触電位差）により銅電極（２）側にプラスの電位が発生
しているので、Ａｌ膜（１ａ）中に残された電子は銅電
極（２）側に移動し、リン酸（４）中のＨ＋イオンと反
応して次式により水素（Ｈ２）を発生させる。
触電位差）により銅電極（２）側にプラスの電位が発生
しているので、Ａｌ膜（１ａ）中に残された電子は銅電
極（２）側に移動し、リン酸（４）中のＨ＋イオンと反
応して次式により水素（Ｈ２）を発生させる。
２Ｈ＋２０−一→Ｈ２
こうした反応によりＡｌのリン酸中への溶解が促進され
、Ａ７？のエツチングが行なわれる。
、Ａ７？のエツチングが行なわれる。
第１表に従来法による場合と、本発明によＦＥＡＲをエ
ツチングした時とのエツチング時間を示す０これは、１
０ｍｍＦのＧａＡａウェーハ上にＡＩＩを４０００人堆
積させた試料のエツチングに要する時間を示したもので
ある。リン酸の液温は２１°Ｃである０ウエツトエツチ
ング法ではＡ６を４００ｏ人エツチングするのに 〜３
０分間必要であるが、電解エツチング法では４〜５分に
短縮されている。
ツチングした時とのエツチング時間を示す０これは、１
０ｍｍＦのＧａＡａウェーハ上にＡＩＩを４０００人堆
積させた試料のエツチングに要する時間を示したもので
ある。リン酸の液温は２１°Ｃである０ウエツトエツチ
ング法ではＡ６を４００ｏ人エツチングするのに 〜３
０分間必要であるが、電解エツチング法では４〜５分に
短縮されている。
第１表
本発明による電池効果を利用する場合も電解エツチング
時と、それほどエツチング時間は変わらないことがわか
る。従ってサイドエツチング量も、電解エツチング時と
大差なく、充分シャープなＡｌ微細パターンを形成する
ことができる。
時と、それほどエツチング時間は変わらないことがわか
る。従ってサイドエツチング量も、電解エツチング時と
大差なく、充分シャープなＡｌ微細パターンを形成する
ことができる。
また、この電池効果を利用する場合には、Ｕがエツチン
グされてしまうと電池効果はなくなルノで、エツチング
の終点検出が可能であるうえ、Ａｌのイオン化により発
生した電子はｋｌ膜内を移動するので半導体ウェーハ表
面を変質させることもない０ 上記実施例では半導体ウェー／％に銅電極を接触させて
リン酸中でＡＩＩをエツチングする場合について述べた
が、電極は銅である必要はなくｋｌに対して陽電位をも
つ金属であればよい０また、リン酸についても特に限定
する必要はなく電池効果があり、半導体ウェーハやＡＪ
を撤しく腐蝕するものでなければよい。また、数種類の
薬品の混合液でも使用できる。
グされてしまうと電池効果はなくなルノで、エツチング
の終点検出が可能であるうえ、Ａｌのイオン化により発
生した電子はｋｌ膜内を移動するので半導体ウェーハ表
面を変質させることもない０ 上記実施例では半導体ウェー／％に銅電極を接触させて
リン酸中でＡＩＩをエツチングする場合について述べた
が、電極は銅である必要はなくｋｌに対して陽電位をも
つ金属であればよい０また、リン酸についても特に限定
する必要はなく電池効果があり、半導体ウェーハやＡＪ
を撤しく腐蝕するものでなければよい。また、数種類の
薬品の混合液でも使用できる。
第３．４図について本発明の他の実施例を説明する。こ
こでは外部から銅電極を接触させるのではなく、ＡＩ膜
（１ａ）上に陽極電極金１１ｉ（２ａ）の微細なパター
ンが形成されている。この陽極電極金・属としては、銅
のほか、金、ニッケル、スズ、マンガン、クロム、亜鉛
、鉄、カドニウム、チタン。
こでは外部から銅電極を接触させるのではなく、ＡＩ膜
（１ａ）上に陽極電極金１１ｉ（２ａ）の微細なパター
ンが形成されている。この陽極電極金・属としては、銅
のほか、金、ニッケル、スズ、マンガン、クロム、亜鉛
、鉄、カドニウム、チタン。
コバルト、バナジウム、鉛、銀、白金など多くの金属が
使用できるうえ、これらの金属の多層膜も使用できる。
使用できるうえ、これらの金属の多層膜も使用できる。
第３図に示した構造のウエーノ・をエツチング液中に浸
せば、Ａ６膜（１ａ）と陽極電極金属（２ａ）との間で
の電池効果によ、９ Ａｎ？のエツチングが行なわれ、
ｔｌｃ４図に示した構造の素子がｌｌｉ！作可能である
。
せば、Ａ６膜（１ａ）と陽極電極金属（２ａ）との間で
の電池効果によ、９ Ａｎ？のエツチングが行なわれ、
ｔｌｃ４図に示した構造の素子がｌｌｉ！作可能である
。
以上のように、この発明によれば接触した異種金属間で
発生した電池効果を利用してＡｌをエツチングすること
にしたので、ＡＩのサイドエツチングをおさえ、半導体
ウェーハに悪影響を与えることなく ＡＮの微細パター
ンが形成できる。ま−た、電解エツチング時に必要な陰
極や電流源はいらず装置構成も非常に簡単になるという
効果がある。
発生した電池効果を利用してＡｌをエツチングすること
にしたので、ＡＩのサイドエツチングをおさえ、半導体
ウェーハに悪影響を与えることなく ＡＮの微細パター
ンが形成できる。ま−た、電解エツチング時に必要な陰
極や電流源はいらず装置構成も非常に簡単になるという
効果がある。
第１図は、この発明の一実施例によるＡＩのエツチング
方法を示す模式図、第２図は本発明のＡｌエツチング原
理を説明する図、第３図はこの発明の他の実施例におけ
るｌＪ）極電極の形成状況を示す断面図、第４図は第３
図の実施例によるＭのエツチング状況を示す断面図、第
５図は従来のＡｌエツチング法を示す模式図、第６図は
従来法で形成されるＡｌパターンの断面図である。 図において、（ｌｌａ）はＡｌ膜、（２）は異種金Ｒ（
銅電極）、（２ａ）は異１４金属（陽極電極金属）、（
４）は電解液（リン酸）である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
方法を示す模式図、第２図は本発明のＡｌエツチング原
理を説明する図、第３図はこの発明の他の実施例におけ
るｌＪ）極電極の形成状況を示す断面図、第４図は第３
図の実施例によるＭのエツチング状況を示す断面図、第
５図は従来のＡｌエツチング法を示す模式図、第６図は
従来法で形成されるＡｌパターンの断面図である。 図において、（ｌｌａ）はＡｌ膜、（２）は異種金Ｒ（
銅電極）、（２ａ）は異１４金属（陽極電極金属）、（
４）は電解液（リン酸）である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (6)
- （１）電解液中で、アルミニウムと当該アルミニウムと
は異種の金属とを接触させ、上記アルミニウムと上記異
種の金属との間に起電力が発生しまたは電流が流れるこ
とを利用して上記アルミニウムのエッチングを行なうこ
とを特徴とするアルミニウムのエッチング方法。 - （２）アルミニウムの表面に所望のパターンの異種金属
を接触させ上記パターンに対応するパターンに上記アル
ミニウムをエッチングすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のアルミニウムのエッチング方法。 - （３）異種金属としてアルミニウムと接触して上記アル
ミニウムに対して陽電位をもつ金属を用いることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のアルミ
ニウムのエッチング方法。 - （４）電解液にリン酸またはリン酸と他の薬品との混合
液を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ない
し第３項のいずれかに記載のアルミニウムのエッチング
方法。 - （５）異種金属として、マンガン、クロム、亜鉛、鉄、
カドニウム、チタン、コバルト、バナジウム、ニッケル
、スズ、鉛、銅、銀、白金、金なる物質からなる１群中
から任意に選んだ１員を用いることを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のアルミ
ニウムのエッチング方法。 - （６）異種金属として、マンガン、クロム、亜鉛、鉄、
カドニウム、チタン、コバルト、バナジウム、ニッケル
、スズ、鉛、銅、銀、白金、金なる物質からなる１群中
から任意に選んだ組み合わせの多層膜を用いることを特
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか
に記載のアルミニウムのエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60039655A JPS61198728A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | アルミニウムのエツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60039655A JPS61198728A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | アルミニウムのエツチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198728A true JPS61198728A (ja) | 1986-09-03 |
Family
ID=12559099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60039655A Pending JPS61198728A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | アルミニウムのエツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198728A (ja) |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60039655A patent/JPS61198728A/ja active Pending
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