СПОСОБ СОЗДАНИЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ Советский патент 1995 года по МПК H01L21/28 

Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике и предназначено для формирования токопроводящих дорожек и межсоединений полупроводниковых приборов.

Известен способ создания металлизации с использованием пленки Tiw в качестве барьерного металла для предотвращения взаимной реакции алюминия и кремния.

Недостатком этого способа является трудность регулирования скорости травления при изменении температуры раствора перекиси водорода, нестабильность концентрации раствора Н₂О₂ при изменении температуры, боковое подтравливание Tiw под маску металлизации, что приводит к обрыву металлизации.

Известно, при формировании металлизации можно использовать раствор Н₂О₂: NH₄OH при соотношении 2:3 и скорости травления Tiiw 11-13 А/с с использованием маски Al-Si.

Недостатками этого способа являются высокая скорость травления Tiw при 20-25^оС, трудность регулирования скорости травления, что нарушает рисунок металлизации, отсутствие полной селективности указанного травителя, вследствие чего происходит обрыв металлизации на узких дорожках (2-4 мкм).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ создания металлизации, включающий формирование пленки барьерного металла Tiw, нанесение пленки Al-Si, нанесение фоторезиста, формирование рисунка межсоединений, травление Al-Si, удаление фоторезиста, ионно-химическое травление пленки Tiw через маску Al-Si в плазме элегаза SF₆.

Недостатками этого способа являются отсутствие селективности элегаза SF₆ к диэлектрическим пленкам, лежащим под S, Tiw, что может привести в случае использования фосфорно-силикатного стекла в качестве диэлектрической пленки к утечкам, снижению надежности ИМС, недотравливание Tiw на рельефе при формировании многослойной металлизации в узлах (2-4 мкм) зазорах, обусловленное анизотропностью процесса ионного травления, затравливание поверхностных геттерирующих или пассивирующих слоев ввиду отсутствия ионной селективности их по отношению к SF₆; увеличение ступеньки Me_II на рельефе Me_I ввиду перегрева, что приводит к снижению надежноcти Mе_II Me_I (обрывы).

Целью изобретения является повышение надежности полупроводниковых приборов.

Поставленная цель достигается тем, что по способу создания металлизации полупроводниковых приборов, включающему формирование пленки барьерного металла Tiw, нанесение пленки Al-Si, нанесение фоторезиста, формирование рисунка межсоединений, удаление фоторезиста, травление Тiw, осуществляют неполное плазменное травление Tiw на 2/3 толщины с последующим дотравливанием в растворе перекиси водорода и уксусной кислоты.

При этом происходит полное удаление пленки Tiw, что исключает возможность "КЗ" по поверхности диэлектрической пленки, не происходит затравливание нижележащих геттерирующих или пассивирующих слоев, что исключает в последующем возможность возникновения ступеньки Me_II на рельефе Me_I. Действие указанного раствора изотропно, что позволяет провести полное вытравливание на рельефе при формировании многослойной металлизации в узких зазорах (2-4 мкм).

При проведении химического травления пленок Tiw при маске необходимо, чтобы были соблюдены следующие условия: стабильность состава травителя, возможность регулирования скорости травления; отсутствие бокового подтравливания Tiw под маску Al-Si; селективность травления по отношению к маске Al-Si и нижележащим пассивирующим или геттерирующим слоям; полное вытравливание Tiw независимо от шага металлизации.

В совокупности это достигается тем, что к перекиси водорода добавляется уксусная кислота, которая, как было найдено опытным путем, повышает стабильность растворов перекиси водорода, при этом не снижается травящая способность при полной селективности по отношению к Al-Si. Уксусная кислота "смягчает" действие перекиси водорода.

П р и м е р. При изготовлении ИМС на этапе создания металлизации на кремниевую пластину ЭКДБ10 <111> наносят слой барьерного металла Tiw 0,12-0,15 мкм и Al-Si 0,7-0,8 мкм.

Затем жидкостной фотолитографией в слое Al-Si, являющемся маской для последующего травления, вытравливаются углубления до слоя Tiw, который затем вытравливается ионно-химическим методом в срезе SF₆ на установке ионно-химического травления с источником ИИ-4-015.

При этом происходит неполное травление Tiw. Оставшуюся пленку Tiw вытравливают химически в растворе H₂О₂:CH₃COOH при соотношении 1:1 и температуре 40-45^оС.

Время травления в указанном растворе подбирается по контрольной пластине, которая проходит полный цикл с основной группой рабочих пластин.

Контроль внешнего проводиться под микроскопом при увеличении 250^х и по возможности наличия "КЗ" на поверхности диэлектрической пленки.

Применение раствора, содержащего перекись водорода и уксусную кислоту, приводит к устранению подтравления Tiw под слоем Al-Si, повышает селективность процесса травления Tiw по отношению к маске Al-Si и нижележащей геттерирующей или пассивирующей пленке, что в конечном итоге позволяет повысить надежность ИМС.

Зависимость времени дотравливания Tiw от соотношения компонентов смеси указана в табл. 1, зависимость времени травления от температуры раствора в табл.2.

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к технологии изготовления полупроводниковых приборов. Целью изобретения является повышение надежности полупроводниковых приборов. После удаления фоторезиста осуществляют неполное плазменное травление пленки Tiw на 2/3 толщины слоя. Затем слой дотравливают в растворе перекиси водорода и уксусной кислоты при соотношении 1 1 и температуре 40 45°С. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, включающий формирование пленки барьерного металла Tiw, нанесение пленки Al Si, нанесение пленки фоторезиста, формирование рисунка межсоединений, удаление фоторезиста, ионно-химическое травление Tiw, отличающийся тем, что с целью повышения надежности полупроводниковых приборов, ионно-химическое травление пленки Tiw ведут на 2/3 толщины с дотравливанием в растворе перекиси водорода и уксусной кислоты. 2.Способ по п.1, отличающийся тем, что дотравливание в растворе перекиси водорода и уксусной кислоты проводят при соотношении 1 1 и температуре 40 - 45^oС.