JP2674406B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2674406B2
JP2674406B2 JP4019609A JP1960992A JP2674406B2 JP 2674406 B2 JP2674406 B2 JP 2674406B2 JP 4019609 A JP4019609 A JP 4019609A JP 1960992 A JP1960992 A JP 1960992A JP 2674406 B2 JP2674406 B2 JP 2674406B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り,特に,陽極酸化膜を有する配線の形成方法に関す
る。
【0002】現在,半導体装置に多層配線が多く用いら
れている。多層配線では,配線に突起(hillock)の発生
することを防止しかつ配線の使用寿命を向上する目的で
表面に陽極酸化膜を形成することが行われている。
【0003】
【従来の技術】図(a)〜(e)は陽極酸化膜を有す
る配線形成の従来例を示す工程順断面図であり、以下、
これらの図を参照しながら従来例について説明する。
【0004】図(a)参照 1は素子形成を終えたSi基体であり、その上に絶縁膜
としてSiO2 膜2 を形成し、その上にAlCu膜3を
堆積する。AlCu膜3の表面を陽極酸化して、厚さが
500 Å程度の陽極酸化膜4を形成する。
【0005】図(b)参照 陽極酸化膜4上に配線形成のためのレジストマスク5を
形成する。 図(c)参照 レジストマスク5をマスクにして陽極酸化膜4をエッチ
ングして除去する。エッチング液は、例えば酢酸とフッ
化水素アンモニウムの混合液である。
【0006】図(d)参照 レジストマスク5と陽極酸化膜4をマスクにしてAlC
u膜3をエッチングして除去し、配線3aを形成する。
エッチング液は、例えば燐酸である。
【0007】図(a)参照 レジストマスク5を剥離する。このようにして表面に陽
極酸化膜4を有する配線を形成するが、陽極酸化膜4に
はAlCu膜3のサイドエッチングにより庇4aが発生
する。庇4aが発生すると、それに起因する種々の問題
が発生する。
【0008】図(a)、(b)は従来例の問題点を説
明するための断面図である。6は層間絶縁膜で、例えば
PSG膜、7は上層配線で、例えばAlCu膜である。
陽極酸化膜4に庇4aがあると、その上に形成する層間
絶縁膜、例えばPSG膜6が異常成長する(図(a)
参照)。
【0009】PSG膜6が異常成長すると、その上に形
成する上層配線、例えばAlCu膜7はカバレッジ不良
となり、庇4aの周囲でクラック7aが生じ、接続不良
となることがある(図(b)参照)。
【0010】また,陽極酸化膜4に庇4aがあると,その
部分が剥がれて不定形状となり,その上に成長する層間
絶縁膜に異常成長が生じやすい。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,配線上の陽極酸化膜に庇が生じないような配線形
成方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1(a) 〜(i) は第1の
実施例を示す工程順断面図、図2(a) 〜(f) は第2の実
施例を示す工程順断面図である。
【0013】
【0014】上記課題は、半導体基体1上の絶縁膜2上
に導電膜3を形成した後表面を陽極酸化して陽極酸化膜
4を形成する工程と、該陽極酸化膜4上に形成されたマ
スク5をマスクにして該陽極酸化膜4を選択的にエッチ
ングして除去する工程と、加熱により該マスク5の端部
を流動させて該陽極酸化膜4の側面を覆うだれたマスク
5aを形成した後、該だれたマスク5aをマスクにして
該導電膜3を等方的にエッチングし、該陽極酸化膜4を
露出させずに該導電膜3を除去する工程とを有し、上面
が陽極酸化膜4で覆われた導電膜の配線3cを形成する
半導体装置の製造方法によって解決される。
【0015】また、半導体基体1上の絶縁膜2上に導電
膜3を形成した後表面を陽極酸化して陽極酸化膜4を形
成する工程と、該陽極酸化膜4上に形成されたマスク5
をマスクにして該陽極酸化膜4を選択的にエッチングし
て除去する工程と、加熱により該マスク5の端部を流動
させて該陽極酸化膜4の側面を覆うだれたマスク5aを
形成した後、該だれたマスク5aをマスクにして該導電
膜3を等方的にエッチングして除去し、次いで、サイド
エッチングにより露出した陽極酸化膜4の庇の部分4a
をエッチングして除去する工程とを有し、上面が陽極酸
化膜4で覆われた導電膜の配線3を形成する半導体装
置の製造方法によって解決される。
【0016】
【0017】
【作用】加熱により該マスク5の端部を流動させて陽極
酸化膜4の側面を覆うだれたマスク5aを形成している
から、導電膜3のサイドエッチングがあっても、陽極酸
化膜4を露出させないようにすることができる。サイド
エッチングが進んで陽極酸化膜4が露出しそうになった
ら、エッチングを中止し、再び加熱によりだれたマスク
5aの端部を流動させて陽極酸化膜4の側面を覆う厚さ
を大きくし、その後導電膜3のエッチングを続けるよう
にすればよい。このようにして導電膜3のエッチングを
すれば、配線上に陽極酸化膜の庇の生じることがない。
【0018】また,サイドエッチングが進んで陽極酸化
膜4が露出したとしても,露出した陽極酸化膜の部分を
エッチングして除去する工程を有するから,配線上に陽
極酸化膜の庇の生じることがない。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【実施例】図(a) 〜(i) は第の実施例を示す工程順
断面図である。以下、これらの図を参照しながら第
実施例について説明する。 図(a) 参照 1は素子形成を終えたSi基体であり、その上に絶縁膜
として厚さが例えば4000ÅのSiO2 膜2を形成し、そ
の上に導電膜として、厚さが例えば1.1μmのAlC
u膜3を堆積する。AlCu膜3の表面を陽極酸化し
て、厚さが 500Å程度の陽極酸化膜4 を形成する。
【0026】図(b) 参照 陽極酸化膜4上に配線形成のためのレジストマスク5を
形成する。レジストマスク5をマスクにして陽極酸化膜
4をエッチングして除去する。エッチング液は、例えば
酢酸とフッ化水素アンモニウムの混合液である。
【0027】図1 (c) 参照 175 ℃で20分間ベーキングを行い、レジストマスク5
の端部を流動させ、だれたレジストマスク 5a を形成す
る。その後AlCu膜3の表面を30秒間酸素プラズマ
でたたいて親水性を上げる。
【0028】図(d)参照 だれたマスク5aをマスクにしてAlCu膜3をエッチ
ングする。エッチング液は例えば燐酸と硝酸の混合液で
あり、液温50℃、エッチング時間は30秒とする。3
bはエッチングされた後のAlCu膜を表し、AlCu
膜のサイドエッチングにより、陽極酸化膜4が露出する
前にエッチングを中断する。
【0029】図(e) 参照 再び 175℃で20分間ベーキングを行い、だれたマスク
5aの端部をさらに流動させ、だれたレジストマスク5
bを形成する。その後AlCu膜3の表面を30秒間酸
素プラズマでたたいて親水性を上げる。
【0030】図(f) 参照 だれたマスク5bをマスクにしてAlCu膜3bをエッ
チングする。エッチング液は例えば燐酸と酢酸と硝酸の
混合物であり、液温50℃、エッチング時間は90秒と
する。AlCu膜のサイドエッチングにより陽極酸化膜
4が露出する前に、配線形成のエッチングはほぼ完了す
る。3cはエッチングされた後のAlCu膜で配線を表
す。ところが、SiO2 膜2上にAlCu膜の残渣3d
が生じる。
【0031】図(g)参照 三たび 175℃で20分間ベーキングを行い、だれたマス
ク5bの端部をさらに流動させ、だれたレジストマスク
5cを形成する。その後AlCu膜3の表面を30秒間
酸素プラズマでたたいて親水性を上げる。
【0032】図(h)参照 だれたマスク5cをマスクにしてAlCu膜の残渣3d
をエッチングして除去する。エッチング液は例えば燐酸
と酢酸と硝酸の混合液であり、液温50℃、エッチング
時間は15秒とする。
【0033】図(i)参照 だれたマスク5cを剥離する。このようにして、陽極酸
化膜4に覆われ、陽極酸化膜の庇のない配線3cが形成
された。
【0034】図(a)〜(f)は第の実施例を示す
工程順断面図である。以下これらの図を参照しながら第
の実施例について説明する。 図(a)参照 1は素子形成を終えたSi基体であり、その上に絶縁膜
として厚さが、例えば4000ÅのSiO2 膜2を形成し、
その上に導電膜として、厚さが例えば1.1μm のAl
Cu膜3を堆積する。AlCu膜3の表面を陽極酸化し
て、厚さが500Å程度の陽極酸化膜4を形成する。
【0035】図(b)参照 陽極酸化膜4上に配線形成のためのレジストマスク5を
形成する。レジストマスク5をマスクにして陽極酸化膜
4をエッチングして除去する。エッチング液は、例えば
酢酸とフッ化水素アンモニウムの混合液である。
【0036】図(c)参照 175 ℃で20分間ベーキングを行い、レジストマスク5
の端部を流動させ、だれたレジストマスク5aを形成す
る。その後AlCu膜3の表面を30秒間酸素プラズマ
でたたいて親水性を上げる。
【0037】ここまでは第の実施例と同じである。 図(d)参照 だれたマスク5aをマスクにしてAlCu膜3をエッチン
グして除去し、配線3eを形成する。エッチング液は、例
えば燐酸と酢酸と硝酸の混合液であり、液温は50℃、
エッチング時間は145秒とする。AlCu膜3は除去
されて残渣も生じない。しかし、サイドエッチングはだ
れたマスク5aが陽極酸化膜4の側面を覆う厚さよりも
大きく進み、陽極酸化膜4が一部露出して庇4aを形成
する。
【0038】図(e)参照 CF4 ガスにより庇4aを等方的にドライエッチングし
て除去する。ドライエッチングに替えて、酢酸とフッ化
水素アンモニウムの混合液によるウエットエッチングを
採用してもよい。
【0039】図(f)参照 だれたマスク5aを剥離する。このようにして、陽極酸
化膜4に覆われ、陽極酸化膜の庇のない配線3eが形成
された。
【0040】図(a)〜(f)は第の実施例を示す
工程順断面図である。以下、これらの図を参照しながら
第3の実施例について説明する。 図(a)参照 この図は(c)の再掲であり、ここまでの工程は第
の実施例と同じであるので、説明を省略する。
【0041】図(b)参照 だれたマスク5aをマスクにしてAlCu膜3をエッチ
ングする。3fはエッチング後のAlCu膜を表す。エ
ッチング液は、例えば燐酸と酢酸と硝酸の混合液であ
り、液温は50℃、エッチング時間は60秒とする。A
lCu膜3は厚さの約1/2がエッチングされ、サイド
エッチングにより陽極酸化膜4の一部が露出し庇4aが
形成される。
【0042】図(c)参照 CF4 ガスにより庇部4aヲ等方的にドライエッチング
して除去する。ドライエッチングに替えて、酢酸とフッ
化水素アンモニウムの混合液によるウエットエッチング
を採用してもよい。
【0043】図(d)参照 175 ℃で20分間ベーキングを行い、だれたマスク5a
の端部をさらに流動させ、だれたレジストマスク5bを
形成する。その後AlCu膜3fの表面を30秒間酸素
プラズマでたたいて親水性を上げる。
【0044】図(e)参照 だれたマスク5bをマスクにしてAlCu膜3fをエッ
チングする。エッチング液は例えば燐酸と酢酸と硝酸の
混合液であり、液温50℃、エッチング時間は75秒と
する。3gはこのエッチングにより形成された配線を表
す。AlCu膜のサイドエッチングにより陽極酸化膜4
が露出する前に、配線形成のエッチングは完全に終了す
る。
【0045】図(f)参照 だれたマスク5bを剥離する。このようにして、陽極酸
化膜4に覆われ、陽極酸化膜の庇のない配線3gが形成
された。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
配線を覆う陽極酸化膜に庇の生じないようにすることが
できる。その結果,配線上の層間絶縁膜の異常成長がな
くなり,上層配線のカバレッジ不良がなくなる。それに
伴いウエハーの歩留りが向上する。
【0047】また,陽極酸化膜に庇の生じないので陽極
酸化膜の剥がれがなくなる。その結果,配線上の層間絶
縁膜の異常成長がなくなり,上層配線のカバレッジ不良
がなくなる。それに伴いウエハーの歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜()は第1の実施例を示す工程順断
面図である。
【図2】(a)〜()は第2の実施例を示す工程順断
面図である。
【図3】(a)〜(f)は第3の実施例を示す工程順断
面図である。
【図4】(a)〜()は従来例を示す工程順工程断面
図である。
【図5】(a)、(b)は従来例の問題点を説明するた
めの断面図である。
【符号の説明】
1は半導体基板であってSi基体 2は絶縁膜であってSiO2膜 3,3b,3fは導電膜であってAlCu膜 3a,3c,3e,3gは導電膜でありAlCu膜であ
って配線 3dは残渣であってAlCu膜の残渣 4は陽極酸化膜 4aは庇であって陽極酸化膜の庇 5はマスクであってレジストマスク 5a,5bはだれたマスク 6は層間絶縁膜であってPSG膜 7は上層配線であってAlCu膜
フロントページの続き (72)発明者 斉藤 智之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−136590(JP,A) 特開 昭55−138260(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基体上の絶縁膜上に導電膜を形成
    した後表面を陽極酸化して陽極酸化膜を形成する工程
    と、 該陽極酸化膜上に形成されたマスクをマスクにして該
    極酸化膜を選択的にエッチングして除去する工程と、加熱により該マスクの端部を流動させて該陽極酸化膜の
    側面を覆うだれたマスクを形成した後、該だれたマスク
    をマスクにして該導電膜を等方的にエッチングし、該陽
    極酸化膜を露出させずに該導電膜を除去する工程とを有
    し、 上面が陽極酸化膜で覆われた導電膜の配線を形成するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基体上の絶縁膜上に導電膜を形成
    した後表面を陽極酸化して陽極酸化膜を形成する工程
    と、 該陽極酸化膜上に形成されたマスクをマスクにして該
    極酸化膜を選択的にエッチングして除去する工程と、 加熱により該マスクの端部を流動させて該陽極酸化膜
    側面を覆うだれたマスクを形成した後、該だれたマスク
    をマスクにして該導電膜を等方的にエッチングして除去
    し、次いで、サイドエッチングにより露出した陽極酸化
    膜の庇の部分をエッチングして除去する工程とを有し、
    上面が陽極酸化膜で覆われた導電膜の配線を形成するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
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