JPH09260390A - 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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- JPH09260390A JPH09260390A JP6672696A JP6672696A JPH09260390A JP H09260390 A JPH09260390 A JP H09260390A JP 6672696 A JP6672696 A JP 6672696A JP 6672696 A JP6672696 A JP 6672696A JP H09260390 A JPH09260390 A JP H09260390A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム合金膜のパターニングに際しての
オーバーエッチングによる下地絶縁膜のエッチング量の
増加を抑制し、レジスト残膜の減少を抑制し、配線パタ
ーンのサイドエッチングを抑制する。 【解決手段】半導体装置の多層配線形成工程において層
間絶縁膜２１上のアルミニウム合金膜１２を反応性イオ
ンエッチング技術を用いてパターニングする際、エッチ
ング工程を複数ステップに分け、エッチングガスとし
て、最終ステップまではＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスを
用い、最終ステップのオーバーエッチング工程では、エ
ッチングガスとしてＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスのほか
にＣＯ＋ＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,3,…, ｙ＝0,1,2,…,
ｚ＝1,2,3,…, ）系ガスを添加する。
オーバーエッチングによる下地絶縁膜のエッチング量の
増加を抑制し、レジスト残膜の減少を抑制し、配線パタ
ーンのサイドエッチングを抑制する。 【解決手段】半導体装置の多層配線形成工程において層
間絶縁膜２１上のアルミニウム合金膜１２を反応性イオ
ンエッチング技術を用いてパターニングする際、エッチ
ング工程を複数ステップに分け、エッチングガスとし
て、最終ステップまではＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスを
用い、最終ステップのオーバーエッチング工程では、エ
ッチングガスとしてＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスのほか
にＣＯ＋ＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,3,…, ｙ＝0,1,2,…,
ｚ＝1,2,3,…, ）系ガスを添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に係り、特に半導体装置の多層配線形成工程におい
て層間絶縁膜上のアルミニウム合金膜を反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）技術を用いてパターニングする方法
に関する。
方法に係り、特に半導体装置の多層配線形成工程におい
て層間絶縁膜上のアルミニウム合金膜を反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）技術を用いてパターニングする方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の多層配線形成工程におい
て、図２に示すように、半導体基板２０上に形成された
ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＳｉＯなどの層間
絶縁膜２１上のアルミニウム合金膜をＲＩＥ技術を用い
てパターニングすることにより配線パターン２２を形成
する際、従来は、アルミニウム合金膜上にレジストパタ
ーン２３を形成し、エッチングガスとしてＢＣｌ3 系／
Ｃｌ2 系のガスのみを用いてエッチングしていた。
て、図２に示すように、半導体基板２０上に形成された
ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＳｉＯなどの層間
絶縁膜２１上のアルミニウム合金膜をＲＩＥ技術を用い
てパターニングすることにより配線パターン２２を形成
する際、従来は、アルミニウム合金膜上にレジストパタ
ーン２３を形成し、エッチングガスとしてＢＣｌ3 系／
Ｃｌ2 系のガスのみを用いてエッチングしていた。
【０００３】しかし、ＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスのみ
を用いたエッチングでは、ジャストエッチング時に配線
パターン２２相互間で層間絶縁膜２１上に残るアルミニ
ウムを完全に除去するためにオーバーエッチングする時
に、下地の層間絶縁膜２１がスパッタエッチングされて
しまい、下地絶縁膜２１のエッチング量が増加する。
を用いたエッチングでは、ジャストエッチング時に配線
パターン２２相互間で層間絶縁膜２１上に残るアルミニ
ウムを完全に除去するためにオーバーエッチングする時
に、下地の層間絶縁膜２１がスパッタエッチングされて
しまい、下地絶縁膜２１のエッチング量が増加する。
【０００４】これにより、下地絶縁膜２１からＯが発生
し、その影響でレジストパターン２３のエッチング速度
が増加してレジストパターン２３の残膜が減少し、十分
なレジスト残膜が得られず、配線パターン２２にサイド
エッチングが生じてしまい、断面が逆テーパ状になって
しまう。
し、その影響でレジストパターン２３のエッチング速度
が増加してレジストパターン２３の残膜が減少し、十分
なレジスト残膜が得られず、配線パターン２２にサイド
エッチングが生じてしまい、断面が逆テーパ状になって
しまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
アルミニウム合金膜のパターニング方法は、オーバーエ
ッチングにより下地絶縁膜のエッチング量が増加し、十
分なレジスト残膜が得られず、配線パターンにサイドエ
ッチングが生じてしまうという問題があった。
アルミニウム合金膜のパターニング方法は、オーバーエ
ッチングにより下地絶縁膜のエッチング量が増加し、十
分なレジスト残膜が得られず、配線パターンにサイドエ
ッチングが生じてしまうという問題があった。
【０００６】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、アルミニウム合金膜のパターニングに際して
のオーバーエッチングによる下地絶縁膜の過剰なエッチ
ングを抑制でき、レジスト残膜の減少を抑制でき、配線
パターンのサイドエッチングを抑制し得る半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
たもので、アルミニウム合金膜のパターニングに際して
のオーバーエッチングによる下地絶縁膜の過剰なエッチ
ングを抑制でき、レジスト残膜の減少を抑制でき、配線
パターンのサイドエッチングを抑制し得る半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体装置の多層配線形成工程において層間
絶縁膜上のアルミニウム合金膜を反応性イオンエッチン
グ技術を用いてパターニングする際、エッチング工程を
複数ステップに分け、その最終ステップのオーバーエッ
チング工程ではＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスのほかにＣ
Ｏ＋ＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,3,…, ｙ＝0,1,2,…, ｚ＝
1,2,3,…, ）系のガスを添加することを特徴とする。
造方法は、半導体装置の多層配線形成工程において層間
絶縁膜上のアルミニウム合金膜を反応性イオンエッチン
グ技術を用いてパターニングする際、エッチング工程を
複数ステップに分け、その最終ステップのオーバーエッ
チング工程ではＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスのほかにＣ
Ｏ＋ＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,3,…, ｙ＝0,1,2,…, ｚ＝
1,2,3,…, ）系のガスを添加することを特徴とする。
【０００８】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
素子形成後の半導体基板上に層間絶縁膜を形成した後、
層間絶縁膜上にアルミニウム合金膜を形成する工程と、
前記アルミニウム合金膜上にＲＩＥ用のレジストパター
ンを形成する工程と、前記レジストパターンをエッチン
グマスクとして、ＲＩＥ法により前記アルミニウム合金
膜のパターニングを行う工程とを具備し、前記アルミニ
ウム合金膜のパターニングに際して、エッチング工程を
２つのステップに分け、第１ステップでは、エッチング
ガスとしてＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスを用いて前記下
地絶縁膜表面までのジャストエッチングを行ってアルミ
ニウム合金膜の配線パターンを形成し、第２ステップで
は、前記ジャストエッチングにより配線パターン相互間
で層間絶縁膜上に残るアルミニウムを完全に除去するた
めに、エッチングガスとしてＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガ
スのほかにＣＯ＋ＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,3,…, ｙ＝0,
1,2,…, ｚ＝1,2,3,…, ）系のガスを添加してオーバー
エッチングを行うことを特徴とする。
素子形成後の半導体基板上に層間絶縁膜を形成した後、
層間絶縁膜上にアルミニウム合金膜を形成する工程と、
前記アルミニウム合金膜上にＲＩＥ用のレジストパター
ンを形成する工程と、前記レジストパターンをエッチン
グマスクとして、ＲＩＥ法により前記アルミニウム合金
膜のパターニングを行う工程とを具備し、前記アルミニ
ウム合金膜のパターニングに際して、エッチング工程を
２つのステップに分け、第１ステップでは、エッチング
ガスとしてＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガスを用いて前記下
地絶縁膜表面までのジャストエッチングを行ってアルミ
ニウム合金膜の配線パターンを形成し、第２ステップで
は、前記ジャストエッチングにより配線パターン相互間
で層間絶縁膜上に残るアルミニウムを完全に除去するた
めに、エッチングガスとしてＢＣｌ3 系／Ｃｌ2 系のガ
スのほかにＣＯ＋ＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,3,…, ｙ＝0,
1,2,…, ｚ＝1,2,3,…, ）系のガスを添加してオーバー
エッチングを行うことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１（ａ）乃至（ｃ）は、
本発明の半導体装置の製造方法の第１の実施の形態にお
ける多層配線形成工程でのアルミニウム合金膜のパター
ニング工程を示している。
施の形態を詳細に説明する。図１（ａ）乃至（ｃ）は、
本発明の半導体装置の製造方法の第１の実施の形態にお
ける多層配線形成工程でのアルミニウム合金膜のパター
ニング工程を示している。
【００１０】まず、図１（ａ）に示すように、素子形成
後の半導体基板（例えばＳｉ基板）１０上に第１層目の
配線（図示せず）を形成した後、ＴＥＯＳ、ＳｉＯ、Ｓ
ｉＮなどの層間絶縁膜２１を形成する。
後の半導体基板（例えばＳｉ基板）１０上に第１層目の
配線（図示せず）を形成した後、ＴＥＯＳ、ＳｉＯ、Ｓ
ｉＮなどの層間絶縁膜２１を形成する。
【００１１】次に、層間絶縁膜２１上にＴｉＮ膜、Ｔｉ
Ｗ膜、Ｔｉ膜のうちの少なくとも１つのバリア金属膜１
１を形成した後、アルミニウム合金膜１２を形成する。
さらに、ＲＩＥ用のレジスト膜を形成した後にパターニ
ングを行い、レジストパターン２３を形成する。
Ｗ膜、Ｔｉ膜のうちの少なくとも１つのバリア金属膜１
１を形成した後、アルミニウム合金膜１２を形成する。
さらに、ＲＩＥ用のレジスト膜を形成した後にパターニ
ングを行い、レジストパターン２３を形成する。
【００１２】次に、図１（ｂ）に示すように、レジスト
パターン２３をエッチングマスクとして、ＲＩＥ法によ
りアルミニウム合金膜１２およびバリア金属膜１１のパ
ターニングを行い、配線パターン１２ａ、１１ａを形成
する。
パターン２３をエッチングマスクとして、ＲＩＥ法によ
りアルミニウム合金膜１２およびバリア金属膜１１のパ
ターニングを行い、配線パターン１２ａ、１１ａを形成
する。
【００１３】上記パターニングに際して、エッチング工
程を複数ステップに分け、その最終ステップのオーバー
エッチング工程では、エッチングガスとしてＢＣｌ3 系
／Ｃｌ2 系ガスのほかにＣＯ系ガスおよびＣｘＨｙＦｚ
（ｘ＝1,2,3,…, ｙ＝0,1,2,…, ｚ＝1,2,3,…, ）系ガ
スを添加する。
程を複数ステップに分け、その最終ステップのオーバー
エッチング工程では、エッチングガスとしてＢＣｌ3 系
／Ｃｌ2 系ガスのほかにＣＯ系ガスおよびＣｘＨｙＦｚ
（ｘ＝1,2,3,…, ｙ＝0,1,2,…, ｚ＝1,2,3,…, ）系ガ
スを添加する。
【００１４】本例のエッチング工程は、２つのステップ
に分け、それぞれ１３．５６ＭＨｚの高周波信号を用い
た平行平板型のＲＩＥ装置を使用して行う。第１ステッ
プでは、図１（ｂ）に示すように、下地絶縁膜２１表面
までのジャストエッチングを行うことによりアルミニウ
ム合金膜１２およびバリア金属膜１１の配線パターン１
２ａ、１１ａを形成する。この時のＲＩＥの条件は、Ｂ
Ｃｌ3 ガス／Ｃｌ2 ガスの各流量が７０／６０ｓｃｃ
ｍ、プロセス圧力が３０ｍｔｏｒｒ（約４Ｐａ）、高周
波電力が２５０Ｗである。
に分け、それぞれ１３．５６ＭＨｚの高周波信号を用い
た平行平板型のＲＩＥ装置を使用して行う。第１ステッ
プでは、図１（ｂ）に示すように、下地絶縁膜２１表面
までのジャストエッチングを行うことによりアルミニウ
ム合金膜１２およびバリア金属膜１１の配線パターン１
２ａ、１１ａを形成する。この時のＲＩＥの条件は、Ｂ
Ｃｌ3 ガス／Ｃｌ2 ガスの各流量が７０／６０ｓｃｃ
ｍ、プロセス圧力が３０ｍｔｏｒｒ（約４Ｐａ）、高周
波電力が２５０Ｗである。
【００１５】第２ステップでは、前記ジャストエッチン
グにより配線パターン相互間で層間絶縁膜２１上に残る
アルミニウム１２を完全に除去するためにオーバーエッ
チングを行う。この時のＲＩＥの条件は、ＢＣｌ3 ガス
／Ｃｌ2 ガス／ＣＯガス／Ｃ4 Ｆ8 ガスの各流量が７０
／６０／１０／５ｓｃｃｍ、プロセス圧力が約４Ｐａ、
高周波電力が２５０Ｗである。
グにより配線パターン相互間で層間絶縁膜２１上に残る
アルミニウム１２を完全に除去するためにオーバーエッ
チングを行う。この時のＲＩＥの条件は、ＢＣｌ3 ガス
／Ｃｌ2 ガス／ＣＯガス／Ｃ4 Ｆ8 ガスの各流量が７０
／６０／１０／５ｓｃｃｍ、プロセス圧力が約４Ｐａ、
高周波電力が２５０Ｗである。
【００１６】この時、ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ガスの流量がＣ
Ｏ／Ｃ4 Ｆ8 ガスの流量よりも十分多いので、図１
（ｃ）に示すように、前記アルミニウム残渣の除去が可
能である。また、ＣＯ＋Ｆの反応が生じ、下地絶縁膜２
１のエッチングに必要とされるＦが取り除かれるので、
Ｃ系の堆積物１３が配線パターンの側壁および下地絶縁
膜２１の表面に付着する。
Ｏ／Ｃ4 Ｆ8 ガスの流量よりも十分多いので、図１
（ｃ）に示すように、前記アルミニウム残渣の除去が可
能である。また、ＣＯ＋Ｆの反応が生じ、下地絶縁膜２
１のエッチングに必要とされるＦが取り除かれるので、
Ｃ系の堆積物１３が配線パターンの側壁および下地絶縁
膜２１の表面に付着する。
【００１７】これにより、配線パターンのサイドエッチ
ングが抑制され、下地絶縁膜２１の過剰なエッチングが
抑制され、レジストパターン２３の残膜の減少が抑制さ
れ、十分なレジスト残膜が得られるようになる。
ングが抑制され、下地絶縁膜２１の過剰なエッチングが
抑制され、レジストパターン２３の残膜の減少が抑制さ
れ、十分なレジスト残膜が得られるようになる。
【００１８】次に、前記レジストパターン２３を除去す
るために、従来と同様に、Ｏ2 アッシングを行い、引き
続き、ウェットエッチングを行う。この時、同時に、前
記Ｃ系の堆積物１３を除去することができる。
るために、従来と同様に、Ｏ2 アッシングを行い、引き
続き、ウェットエッチングを行う。この時、同時に、前
記Ｃ系の堆積物１３を除去することができる。
【００１９】なお、前記Ｃ4 Ｆ8 ガスの代わりに、Ｃ3
Ｆ8 ガス、ＣＨＦ3 ガスなどのＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,
3,…, ｙ＝0,1,2,…, ｚ＝1,2,3,…, ）系のガスを用い
た場合でも前記したような効果が得られる。また、本発
明の方法は、前記ＴｉＮ膜、ＴｉＷ膜、Ｔｉ膜などのバ
リア金属膜１１の形成を省略する場合にも適用可能であ
る。
Ｆ8 ガス、ＣＨＦ3 ガスなどのＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,
3,…, ｙ＝0,1,2,…, ｚ＝1,2,3,…, ）系のガスを用い
た場合でも前記したような効果が得られる。また、本発
明の方法は、前記ＴｉＮ膜、ＴｉＷ膜、Ｔｉ膜などのバ
リア金属膜１１の形成を省略する場合にも適用可能であ
る。
【００２０】
【発明の効果】上述したように本発明の半導体装置の製
造方法によれば、アルミニウム合金膜のパターニングに
際してのオーバーエッチングによる下地絶縁膜の過剰な
エッチングを抑制でき、レジスト残膜の減少を抑制で
き、配線パターンのサイドエッチングを抑制することが
できる。
造方法によれば、アルミニウム合金膜のパターニングに
際してのオーバーエッチングによる下地絶縁膜の過剰な
エッチングを抑制でき、レジスト残膜の減少を抑制で
き、配線パターンのサイドエッチングを抑制することが
できる。
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の第１の実施の
形態における多層配線形成工程でのアルミニウム合金膜
のパターニング工程を示す断面図。
形態における多層配線形成工程でのアルミニウム合金膜
のパターニング工程を示す断面図。
【図２】従来のアルミニウム合金膜のパターニング方法
を示す断面図。
を示す断面図。
１１…バリア金属膜、 １２…アルミニウム合金膜、 １２ａ、１１ａ…配線パターン、 １３…Ｃ系の堆積物、 ２１…層間絶縁膜、 ２３…レジストパターン。
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成された層間絶縁膜上
にアルミニウム合金膜を形成する工程と、前記アルミニ
ウム合金膜上にＲＩＥ用のレジストパターンを形成する
工程と、前記レジストパターンをエッチングマスクとし
てＲＩＥ法により前記アルミニウム合金膜のパターニン
グを行う工程とを具備し、前記アルミニウム合金膜のパ
ターニングに際して、エッチング工程を複数ステップに
分け、その最終ステップのオーバーエッチング工程で
は、エッチングガスにＣＯ＋ＣｘＨｙＦｚ（ｘ＝1,2,3,
…, ｙ＝0,1,2,…, ｚ＝1,2,3,…, ）系のガスを添加す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記エッチング工程は、エッチングガスとして
ＢＣｌ3 系ガス、Ｃｌ2 系ガスを用いることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体装置の製
造方法において、前記オーバーエッチング工程は、エッ
チングガスとしてＢＣｌ3 系ガス、Ｃｌ2 系ガスのほか
にＣＯガスおよびＣ4 Ｆ8 またはＣ3 Ｆ8 ガスまたはＣ
ＨＦ3 ガスを添加することを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法において、前記エッチング工程は、平
行平板型のＲＩＥ装置を使用して行い、前記オーバーエ
ッチング工程より前のステップでは、エッチングガスと
してＢＣｌ3系／Ｃｌ2 系のガスを用いて前記下地絶縁
膜表面までのジャストエッチングを行い、アルミニウム
合金膜の配線パターンを形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至５のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法において、前記オーバーエッチング工
程において配線パターンの側壁および下地絶縁膜の表面
に付着したＣ系の堆積物および前記レジストパターンを
除去するために、Ｏ2 アッシングを行い、引き続き、ウ
ェットエッチングを行うことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6672696A JPH09260390A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6672696A JPH09260390A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260390A true JPH09260390A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13324195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6672696A Pending JPH09260390A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09260390A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020004854A (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP6672696A patent/JPH09260390A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020004854A (ja) * | 2018-06-28 | 2020-01-09 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
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