JPH1064909A - 反射防止膜の製造方法 - Google Patents

反射防止膜の製造方法

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JPH1064909A
JPH1064909A JP8241426A JP24142696A JPH1064909A JP H1064909 A JPH1064909 A JP H1064909A JP 8241426 A JP8241426 A JP 8241426A JP 24142696 A JP24142696 A JP 24142696A JP H1064909 A JPH1064909 A JP H1064909A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アルミニウム合金膜上に形成された窒化アルミ
ニウムが、酸化アルミニウムに変質しない製造方法の提
供。 【解決手段】半導体基板の絶縁膜上にアルミニウム膜を
形成した後、窒素と水素の混合ガスによりアルミニウム
膜表面をプラズマ処理を行う。このとき、プラズマ処理
中に半導体基板を摂氏200度以上の温度に保持する。
ないしは、プラズマ処理後、半導体基板を摂氏200度
以上で加熱処理する。この加熱処理により形成された窒
化アルミニウム膜は、大気中の水分と反応して、酸化ア
ルミニウムに変質せず、安定な膜となる。また、窒化ア
ルミニウムは、禁止帯幅5.9eV以上の直接遷移型物
質であり、波長200nm以下の光に対して反射防止膜
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、アルミニウム合金配線を有する半導
体装置製造に必要な反射防止膜の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの微細化が進み、アルミ
ニウム合金配線幅が次第に微細化されてくるとアルミニ
ウム合金配線の反射率を低減することが重要となってき
ている。このため、従来、アルミニウム合金配線上に反
射防止膜として、例えば窒化チタン膜を積層することに
より、配線のレジストパターン形成時における露光光反
射を防止するようにしていた。
【0003】しかしながら、形成されたアルミニウム合
金配線上に、窒化チタニウム膜を形成しても、この界面
にアルミニウム合金配線の酸化に伴う酸化アルミニウム
が存在すると、エレクトロマイグレーションが発生し、
半導体デバイスの信頼性が低下するという問題が生じ
る。
【0004】この問題を解決するために、例えば特開平
7−263447号公報には、アルミニウム膜と窒化チ
タニウム膜との間に窒化アルミニウム膜を形成する方法
が提案されている。この従来の方法は、図3に示すよう
に、シリコン基板11上の絶縁膜(ボロンリン珪酸ガラ
ス膜)12上に、アルミニウム膜13を形成した後、同
一装置内で、窒素を主成分とするプラズマ照射、ないし
は、反応性スパッタあるいは、窒素を主成分とする雰囲
気でのアニールにより、窒化アルミニウム膜15を形成
し、この窒化アルミニウム膜15を形成した後、窒化チ
タニウム膜16を形成するというものである。その際、
図4に示すように、窒化チタニウム膜16の形成は第2
のスパッタ装置、窒化アルミニウム膜15の形成は第1
のスパッタ装置という具合に、別の装置で行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術において、窒化アルミニウム膜15の成膜条件が
適切でないと、窒化アルミニウム膜は、窒化チタニウム
膜16の成膜までに、水分との反応によりアンモニアを
発生し、酸化アルミニウムに変質し、エレクトロマイグ
レーションによる半導体の信頼性低下が発生する、とい
う問題が生じる。
【0006】また、反射防止膜として使用される窒化チ
タニウムは、塩基性物質との結合性に富むため、窒化チ
タニウム表面上に付着した塩基性物質により、化学増幅
系レジストをパターニング用レジストとして用いる場
合、化学増幅系レジストと窒化チタニウム界面で、レジ
ストにパターンの裾引きが発生する、という問題があ
る。
【0007】したがって、本発明は、上記事情に鑑みて
なされたものであって、その目的は、酸化アルミニウム
に変質しない窒化アルミニウムを形成し、かつ、窒化ア
ルミニウムに露光光に対する反射防止効果を持たせるよ
うにした、反射防止膜の製造方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る反射防止膜の製造方法は、半導体基板
上にアルミニウム合金配線を形成した後、該アルミニウ
ム合金配線表面に窒化アルミニウム膜を形成する、こと
を特徴とする。
【0009】本発明においては、前記半導体基板上に前
記アルミニウム合金配線を形成した後、前記半導体基板
を所定の温度で加熱処理しながら、窒素と水素の混合ガ
スのプラズマを前記アルミニウム合金配線上に照射す
る、ことを特徴とする。
【0010】また、本発明においては、前記半導体基板
上に前記アルミニウム合金配線を形成した後、窒素と水
素の混合ガスのプラズマを前記アルミニウム合金配線上
に照射し、次いで、前記半導体基板を所定の温度で加熱
処理する、ことを特徴とする。
【0011】本発明においては、前記半導体基板を加熱
処理する所定の温度が摂氏略200度以上とされたこと
を特徴とする。
【0012】上記した本発明に係る反射防止膜の製造方
法によれば、窒化アルミニウムの酸化アルミニウムへの
変質が防止され、かつ、窒化チタニウムなしでも、窒化
アルミニウムに反射防止効果をもたせることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係る製造方法を説明するための図であり、半導体装
置の断面を製造工程順に模式的に示した図である。
【0014】図1(a)に示すように、シリコン基板1
1上にボロンリン珪酸ガラス膜12上にアルミニウム膜
13を形成した後、図1(b)に示すように、シリコン
基板11を好ましくは摂氏200度で加熱しながら、窒
素と水素の混合ガス14によりアルミニウム膜13の表
面をプラズマ処理する。
【0015】その結果、図1(c)に示すように、アル
ミニウム膜13上に窒化アルミニウム層15が形成され
る。
【0016】また、本発明の別の実施の形態としては、
図2に処理フローを流れ図として示すように、アルミニ
ウム膜13を形成した(工程201)後、窒素と水素の
混合ガス14によるプラズマ処理を行った(工程20
2)後、シリコン基板11を超高真空中で、好ましくは
摂氏250度で1時間以上加熱処理する(工程203)
ことによっても、同様にアルミニウム膜13上に窒化ア
ルミニウム層15を形成することができる。
【0017】本発明の実施の形態の具体例を例示する実
施例について説明する。
【0018】この実施例においては、窒化アルミニウム
(AlN)の生成条件として、プラズマ照射時間:0.
5〜1時間、混合ガスとして窒素:水素=75:25、
混合ガス流量:24SCCM、圧力:24×10-4To
rr、加熱時間:250℃、1時間とし、窒化アルミニ
ウム(AlN)の生成膜厚は30nmとした。
【0019】この実施例で、アルミニウム膜としたが、
この膜は、アルミニウムの純金属でもよいし、シリコン
および銅を含むアルミニウム合金(例えばAl−Si
0.5%−Cu0.5%)でもよい。
【0020】上記実施例によれば、窒化アルミニウムを
形成する際に、半導体基板を好ましくは摂氏200度以
上で加熱しながら窒素および水素の混合ガスプラズマ照
射、あるいは、窒素および水素の混合プラズマ照射後、
半導体基板を好ましくは摂氏200度以上で加熱処理す
ることより、酸化アルミニウムに変質しない窒化アルミ
ニウムを形成できる、という作用効果を奏する。この理
由は、加熱処理によって水素による窒化アルミニウム表
面ないしはアルミニウム膜表面に存在する水素の還元反
応により酸素等の不純物が除去され、窒化アルミニウム
が生成されるため、大気中の水分との反応による窒化ア
ルミニウムの酸化アルミニウムへの変質が防げるためで
ある。
【0021】また、上記実施例においては、波長200
nm以下の露光光に対しては、安定な窒化アルミニウム
を形成することによって、窒化チタニウムを反射防止膜
とする必要がなく、窒化アルミニウムをそのまま反射防
止膜とすることができる。この理由は、窒化アルミニウ
ムは、直接遷移型化合物であり、その禁止帯幅は、5.
9eVである。このため、波長200nm以下の光に対
して吸収が大きく、1%以下の反射率となり、反射防止
膜としての能力を有するからである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
窒化アルミニウムを形成する際に、半導体基板を好まし
くは摂氏200度以上で加熱しながら窒素および水素の
混合ガスプラズマ照射、あるいは、窒素および水素の混
合プラズマ照射後、半導体基板を好ましくは摂氏200
度以上で加熱処理することより、酸化アルミニウムに変
質しない窒化アルミニウムを形成できる、という効果を
奏する。
【0023】その理由は、本発明においては、加熱処理
によって水素による窒化アルミニウム表面ないしはアル
ミニウム膜表面に存在する水素の還元反応により酸素等
の不純物が除去され、窒化アルミニウムが生成されるた
め、大気中の水分との反応による窒化アルミニウムの酸
化アルミニウムへの変質が防げる、ことによる。
【0024】また、本発明によれば、波長200nm以
下の露光光に対しては、安定な窒化アルミニウムを形成
することによって、窒化チタニウムを反射防止膜とする
必要がなく、窒化アルミニウムをそのまま反射防止膜と
することができる。この理由は、窒化アルミニウムは、
直接遷移型化合物であり、その禁止帯幅は、5.9eV
である。このため、波長200nm以下の光に対して吸
収が大きく、1%以下の反射率となり、反射防止膜とし
ての能力を有するからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の製造方法を工程順に模式
的に示す断面図である。
【図2】本発明の別の実施の形態の製造工程を示す流れ
図である。
【図3】従来の反射防止膜の製造方法を説明するための
断面図である。
【図4】従来の反射防止膜の製造方法を説明するための
流れ図である。
【符号の説明】
11 シリコン基板 12 ボロンリン計算ガラス膜 13 アルミニウム膜 14 窒素と水素の混合ガス 15 窒化アルミニウム層 16 窒化チタニウム 17 パッシベーション膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上にアルミニウム合金配線を形
    成した後、該アルミニウム合金配線表面に窒化アルミニ
    ウム膜を形成する、ことを特徴とする反射防止膜の製造
    方法。
  2. 【請求項2】前記半導体基板上に前記アルミニウム合金
    配線を形成した後、前記半導体基板を所定の温度で加熱
    処理しながら、窒素と水素の混合ガスのプラズマを前記
    アルミニウム合金配線上に照射する、ことを特徴とする
    請求項1記載の反射防止膜の製造方法。
  3. 【請求項3】前記半導体基板上に前記アルミニウム合金
    配線を形成した後、窒素と水素の混合ガスのプラズマを
    前記アルミニウム合金配線上に照射し、次いで、前記半
    導体基板を所定の温度で加熱処理する、ことを特徴とす
    る請求項1記載の反射防止膜の製造方法。
  4. 【請求項4】前記半導体基板を加熱処理する所定の温度
    が、摂氏略200度以上とされたことを特徴とする請求
    項2又は3記載の反射防止膜の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100372750B1 (ko) * 1999-11-04 2003-02-17 한국과학기술원 표면 및 결합특성이 향상된 질화알루미늄(ain) 박막의 제조방법
JP2005303003A (ja) * 2004-04-12 2005-10-27 Kobe Steel Ltd 表示デバイスおよびその製法
JP2008019140A (ja) * 2006-07-14 2008-01-31 Ngk Insulators Ltd AlN単結晶膜の形成方法
US8159749B2 (en) 2008-08-26 2012-04-17 Mitsubishi Electric Corporation Antireflection coating and display device

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