JP2991176B2 - 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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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、更に詳しくは、Al配線の腐食を有効に防
止する半導体装置の製造方法に関する。
方法に関し、更に詳しくは、Al配線の腐食を有効に防
止する半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の素子間を接続するAl配線
の構成材料としてAl又はAl合金が用いられている。
本明細書では、Al配線とはAl又はAl合金からなる
配線を意味する。
の構成材料としてAl又はAl合金が用いられている。
本明細書では、Al配線とはAl又はAl合金からなる
配線を意味する。
【0003】Al配線を形成するには、塩素を含むガス
を用い、フォトレジストパターンをマスクとしてAl膜
又はAl合金膜をドライエッチングすることによりAl
配線パターンを形成する。ドライエッチング後のフォト
レジスト側面やAl合金膜の側面には、ドライエッチン
グ中に生じる反応生成物がデポジション膜として付着し
て残留する。デポジション膜中には塩素成分が含まれて
おり、そのまま放置すると、大気中の水分と反応して腐
食液が生成され、Al配線が腐食する。従って、デポジ
ション膜中の塩素成分を除去する必要がある。
を用い、フォトレジストパターンをマスクとしてAl膜
又はAl合金膜をドライエッチングすることによりAl
配線パターンを形成する。ドライエッチング後のフォト
レジスト側面やAl合金膜の側面には、ドライエッチン
グ中に生じる反応生成物がデポジション膜として付着し
て残留する。デポジション膜中には塩素成分が含まれて
おり、そのまま放置すると、大気中の水分と反応して腐
食液が生成され、Al配線が腐食する。従って、デポジ
ション膜中の塩素成分を除去する必要がある。
【0004】デポジション膜中の塩素成分を除去する工
程を備えた従来の半導体装置の製造方法が知られてい
る。以下、図面を参照し、MOSFETを製造する例を
挙げ、従来の半導体装置の製造方法を説明する。
程を備えた従来の半導体装置の製造方法が知られてい
る。以下、図面を参照し、MOSFETを製造する例を
挙げ、従来の半導体装置の製造方法を説明する。
【0005】従来の第1の製造方法は、特開平4−42
924に開示されている。図2(a)及び(b)は、第
1の製造方法での工程毎の基板断面図である。先ず、S
i基板10に所定の前処理を行い、次いで、Locos
構造のフィールド酸化膜12、P+又はN+の拡散層1
3、ゲート酸化膜14、ゲート電極15、及び層間絶縁
膜16、及びコンタクトホールを形成する。更に、スパ
ッタリングによりAl膜又はAl合金膜を全面に成膜し
た後、Al膜又はAl合金膜上にフォトレジスト膜を成
膜し、フォトレジストパターンをマスクとして形成す
る。続いて、塩素を含むエッチングガスを用い、Al膜
又はAl合金膜をドライエッチングしてパターンニング
し、図2(a)に示すようなAl配線パターンを形成す
る。この結果、パターンニングにより形成されたAl配
線18や、フォトレジストパターンを有するフォトレジ
スト膜19の側壁面に、ドライエッチング中に生じる反
応生成物がデポジション膜20となって付着する。
924に開示されている。図2(a)及び(b)は、第
1の製造方法での工程毎の基板断面図である。先ず、S
i基板10に所定の前処理を行い、次いで、Locos
構造のフィールド酸化膜12、P+又はN+の拡散層1
3、ゲート酸化膜14、ゲート電極15、及び層間絶縁
膜16、及びコンタクトホールを形成する。更に、スパ
ッタリングによりAl膜又はAl合金膜を全面に成膜し
た後、Al膜又はAl合金膜上にフォトレジスト膜を成
膜し、フォトレジストパターンをマスクとして形成す
る。続いて、塩素を含むエッチングガスを用い、Al膜
又はAl合金膜をドライエッチングしてパターンニング
し、図2(a)に示すようなAl配線パターンを形成す
る。この結果、パターンニングにより形成されたAl配
線18や、フォトレジストパターンを有するフォトレジ
スト膜19の側壁面に、ドライエッチング中に生じる反
応生成物がデポジション膜20となって付着する。
【0006】次いで、O2ガスに少量のCF4ガスを混合
した混合ガス雰囲気内でAl配線18をプラズマ処理
し、フォトレジストパターンを除去する。デポジション
膜20は、フォトレジスト膜19からの炭素成分だけで
なくAl成分も含まれているため、デポジション膜20
が前記プラズマ処理で除去されることはない。
した混合ガス雰囲気内でAl配線18をプラズマ処理
し、フォトレジストパターンを除去する。デポジション
膜20は、フォトレジスト膜19からの炭素成分だけで
なくAl成分も含まれているため、デポジション膜20
が前記プラズマ処理で除去されることはない。
【0007】この後、基板を温水で洗浄する温水洗浄処
理工程を行い、デポジション膜等の表面に付着している
塩素成分を除去し、かつAl配線18の上面に酸化アル
ミニウム層21を形成して不動態化し、Al配線18の
腐食防止を図っている。図2(b)は、このようにして
得られた基板の側面断面図である。
理工程を行い、デポジション膜等の表面に付着している
塩素成分を除去し、かつAl配線18の上面に酸化アル
ミニウム層21を形成して不動態化し、Al配線18の
腐食防止を図っている。図2(b)は、このようにして
得られた基板の側面断面図である。
【0008】また、半導体装置を製造する従来の第2の
製造方法は、特開平3−278536に開示されてい
る。図2(a)及び図3は、第2の製造方法での工程毎
の基板断面図である。先ず、第1の製造方法と同様にし
て図2(a)に示すようなAl配線パターンを形成す
る。
製造方法は、特開平3−278536に開示されてい
る。図2(a)及び図3は、第2の製造方法での工程毎
の基板断面図である。先ず、第1の製造方法と同様にし
て図2(a)に示すようなAl配線パターンを形成す
る。
【0009】続いて、ドライエッチングに用いたチャン
バ内で、CF4ガスを用いたプラズマ処理をAl配線1
8に行うことにより、層間絶縁膜16、Al配線18、
及び、フォトレジスト膜19の各表面に付着している塩
素成分を除去し、かつ、デポジション膜20のAl成分
をフッ化アルミニウムに変化させる。
バ内で、CF4ガスを用いたプラズマ処理をAl配線1
8に行うことにより、層間絶縁膜16、Al配線18、
及び、フォトレジスト膜19の各表面に付着している塩
素成分を除去し、かつ、デポジション膜20のAl成分
をフッ化アルミニウムに変化させる。
【0010】更に、ランプアニーラや電気炉を用いてC
F4ガス雰囲気中でAl配線18の加熱処理を行い、A
l配線18の上面に付着している塩素成分を除去し、か
つ、Al配線18の上面にフッ化アルミニウム層22を
形成して、Al配線18の腐食防止を図っている。図3
は、このようにして得られた基板の側面断面図である。
F4ガス雰囲気中でAl配線18の加熱処理を行い、A
l配線18の上面に付着している塩素成分を除去し、か
つ、Al配線18の上面にフッ化アルミニウム層22を
形成して、Al配線18の腐食防止を図っている。図3
は、このようにして得られた基板の側面断面図である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体装置
の製造方法では、フォトレジストやAl配線の側壁面に
付着するデポジション膜を、Al又はAl合金膜のドラ
イエッチング中に除去することが出来ない。一方、デポ
ジション膜が形成される際に、デポジション膜中に及び
Al配線とデポジション膜との界面に、塩素成分が残留
する。このため、塩素成分によりAl配線が腐食される
という問題があった。また、デポジション膜が付着した
状態で層間絶縁膜を形成すると、層間絶縁膜の平坦性が
悪いという問題もあった。以上のような事情に照らし
て、本発明の目的は、Al配線の腐食を有効に防止する
ようにした半導体装置の製造方法を提供することであ
る。
の製造方法では、フォトレジストやAl配線の側壁面に
付着するデポジション膜を、Al又はAl合金膜のドラ
イエッチング中に除去することが出来ない。一方、デポ
ジション膜が形成される際に、デポジション膜中に及び
Al配線とデポジション膜との界面に、塩素成分が残留
する。このため、塩素成分によりAl配線が腐食される
という問題があった。また、デポジション膜が付着した
状態で層間絶縁膜を形成すると、層間絶縁膜の平坦性が
悪いという問題もあった。以上のような事情に照らし
て、本発明の目的は、Al配線の腐食を有効に防止する
ようにした半導体装置の製造方法を提供することであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法は、塩素を含むガス
を用い、フォトレジストパターンをマスクとしてAl膜
又はAl合金膜をドライエッチングすることによりAl
配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、O2
ガスにフッ素系ガスを所定範囲内で混合した混合ガス雰
囲気内で前記Al配線パターンをプラズマ処理すること
により、Al配線の表面に付着した膜のAl成分をフッ
化アルミニウムに変化させるプラズマ処理工程と、前記
プラズマ処理工程後、Al配線パターンを温水で洗浄
し、前記Al配線の表面に付着した膜を除去する温水洗
浄処理工程とを備えることを特徴とする。
に、本発明の半導体装置の製造方法は、塩素を含むガス
を用い、フォトレジストパターンをマスクとしてAl膜
又はAl合金膜をドライエッチングすることによりAl
配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、O2
ガスにフッ素系ガスを所定範囲内で混合した混合ガス雰
囲気内で前記Al配線パターンをプラズマ処理すること
により、Al配線の表面に付着した膜のAl成分をフッ
化アルミニウムに変化させるプラズマ処理工程と、前記
プラズマ処理工程後、Al配線パターンを温水で洗浄
し、前記Al配線の表面に付着した膜を除去する温水洗
浄処理工程とを備えることを特徴とする。
【0013】所定範囲とは、Al配線の側壁面に付着し
たAl膜を充分にフッ化アルミニウム層に変化させる範
囲である。本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、プラズマ処理工程が、Al配線上のフォトレジスト
パターンを除去するステップと、Al配線の露出した表
面をフッ化アルミニウム層に変化させるステップとを有
する。露出した表面とは、ドライエッチング時に形成さ
れたAl配線の側壁面、及びフォトレジストパターンの
除去により露出したAl配線の上面である。温水洗浄処
理工程により、フッ化アルミニウム層は温水に溶解して
除去される。
たAl膜を充分にフッ化アルミニウム層に変化させる範
囲である。本発明の半導体装置の製造方法は、好適に
は、プラズマ処理工程が、Al配線上のフォトレジスト
パターンを除去するステップと、Al配線の露出した表
面をフッ化アルミニウム層に変化させるステップとを有
する。露出した表面とは、ドライエッチング時に形成さ
れたAl配線の側壁面、及びフォトレジストパターンの
除去により露出したAl配線の上面である。温水洗浄処
理工程により、フッ化アルミニウム層は温水に溶解して
除去される。
【0014】本発明の好適な実施態様は、フッ素系ガス
が、20%〜60%のCF4ガスを含む。また、本発明
の別の好適な実施態様は、フッ素系ガスが、10%〜3
0%のSF6ガスを含む。
が、20%〜60%のCF4ガスを含む。また、本発明
の別の好適な実施態様は、フッ素系ガスが、10%〜3
0%のSF6ガスを含む。
【0015】従来の第1の製造方法では、プラズマ処理
で形成されたフッ化アルミニウム層を除去しているが、
Al配線の側壁面に付着した膜のAl成分を積極的にフ
ッ化アルミニウムに変化させる旨については記載されて
いない。本発明では、Al配線の側壁面に付着して塩素
を含む膜のAl成分を積極的にフッ化アルミニウムに変
化させ、更に、フッ化アルミニウムを温水洗浄処理工程
で溶解して膜を脆くし、温水洗浄処理工程の物理的な力
で前記膜を除去することにより、塩素を完全に除去して
Al配線が腐食されることを防止する。
で形成されたフッ化アルミニウム層を除去しているが、
Al配線の側壁面に付着した膜のAl成分を積極的にフ
ッ化アルミニウムに変化させる旨については記載されて
いない。本発明では、Al配線の側壁面に付着して塩素
を含む膜のAl成分を積極的にフッ化アルミニウムに変
化させ、更に、フッ化アルミニウムを温水洗浄処理工程
で溶解して膜を脆くし、温水洗浄処理工程の物理的な力
で前記膜を除去することにより、塩素を完全に除去して
Al配線が腐食されることを防止する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。実施形態例1 図1(a)から(c)は、それぞれ、本実施形態例の各
工程での基板断面図であり、図1(a)は図2(a)と
同じ図である。本実施形態例では、従来と同様にして、
図1(a)に示すようにAl配線パターンを形成する。
Al配線パターンやフォトレジスト膜19の側壁面に
は、デポジション膜20が付着している。次いで、O2
ガスにCF4ガスを20%〜60%の範囲内で混合した
混合ガス雰囲気内でAl配線18をプラズマ処理する。
この結果、デポジション膜20は、Al成分が全てフッ
化アルミニウムに変化してなる膜23(以下、説明の都
合上、フッ化アルミニウム膜23と言う)に変換され
る。また、Al配線18の上面のフォトレジストパター
ンが除去され、かつ、Al配線18の露出した上面がフ
ッ化アルミニウム層24に変化する。
図面を参照して説明する。実施形態例1 図1(a)から(c)は、それぞれ、本実施形態例の各
工程での基板断面図であり、図1(a)は図2(a)と
同じ図である。本実施形態例では、従来と同様にして、
図1(a)に示すようにAl配線パターンを形成する。
Al配線パターンやフォトレジスト膜19の側壁面に
は、デポジション膜20が付着している。次いで、O2
ガスにCF4ガスを20%〜60%の範囲内で混合した
混合ガス雰囲気内でAl配線18をプラズマ処理する。
この結果、デポジション膜20は、Al成分が全てフッ
化アルミニウムに変化してなる膜23(以下、説明の都
合上、フッ化アルミニウム膜23と言う)に変換され
る。また、Al配線18の上面のフォトレジストパター
ンが除去され、かつ、Al配線18の露出した上面がフ
ッ化アルミニウム層24に変化する。
【0017】引き続いて、60℃〜100℃の温水でA
l配線18を洗浄する温水洗浄処理工程を行う。この結
果、フッ化アルミニウム膜23のフッ化アルミニウム成
分が溶解し、更に、主として炭素成分からなる残留して
いる膜は、脆いため洗浄時に受ける物理的な力により除
去される。また、フッ化アルミニウム層24が溶解して
除去される。図1(c)は、このようにして得られた基
板の側面断面図である。
l配線18を洗浄する温水洗浄処理工程を行う。この結
果、フッ化アルミニウム膜23のフッ化アルミニウム成
分が溶解し、更に、主として炭素成分からなる残留して
いる膜は、脆いため洗浄時に受ける物理的な力により除
去される。また、フッ化アルミニウム層24が溶解して
除去される。図1(c)は、このようにして得られた基
板の側面断面図である。
【0018】本実施形態例では、デポジション膜20が
フッ化アルミニウム膜23に変換されて除去されるの
で、Al配線18の腐食を有効に防止できる。一例を挙
げると、従来は12時間程度しかAl配線18の腐食を
防止出来なかったが、72時間以上防止することが可能
になる。また、温水洗浄処理工程後に基板上に層間絶縁
膜を形成しても、層間絶縁膜の平坦性がAl配線18の
膜厚による段差以上に悪くなることはない。
フッ化アルミニウム膜23に変換されて除去されるの
で、Al配線18の腐食を有効に防止できる。一例を挙
げると、従来は12時間程度しかAl配線18の腐食を
防止出来なかったが、72時間以上防止することが可能
になる。また、温水洗浄処理工程後に基板上に層間絶縁
膜を形成しても、層間絶縁膜の平坦性がAl配線18の
膜厚による段差以上に悪くなることはない。
【0019】実施形態例2 本実施形態例は、実施形態例1に比べ、O2ガスに混合
するガスがCF4ガスに代えてSF6ガスであることが異
なる。O2ガスに混合するSF6ガスの割合は、10%〜
30%の範囲内である。
するガスがCF4ガスに代えてSF6ガスであることが異
なる。O2ガスに混合するSF6ガスの割合は、10%〜
30%の範囲内である。
【0020】一般に、O2ガスに混合するCF4ガスの割
合が10%以上になると、混合割合が高くなるに従い、
O2ガスの分圧が低下し、フォトレジスト膜19をアッ
シングする速度が徐々に低下する、すなわちプラズマ処
理にかかる時間が徐々に長くなる。一方、CF4ガスの
添加量が少ないと、プラズマ処理に必要なフッ素ラジカ
ル量が不足し、デポジション膜20中のAl成分がフッ
化アルミニウムに変化しきらず、温水洗浄処理工程を行
っても、Al成分を含むデポジション膜がAl配線18
の側壁面に残留する。
合が10%以上になると、混合割合が高くなるに従い、
O2ガスの分圧が低下し、フォトレジスト膜19をアッ
シングする速度が徐々に低下する、すなわちプラズマ処
理にかかる時間が徐々に長くなる。一方、CF4ガスの
添加量が少ないと、プラズマ処理に必要なフッ素ラジカ
ル量が不足し、デポジション膜20中のAl成分がフッ
化アルミニウムに変化しきらず、温水洗浄処理工程を行
っても、Al成分を含むデポジション膜がAl配線18
の側壁面に残留する。
【0021】SF6ガスは、CF4ガスに比べ、プラズマ
処理時にフッ素ラジカルを多量に供給する。従って、S
F4ガスの混合割合が10%〜30%であり実施形態例
1のCF4ガスの混合割合に比べて低くても、デポジシ
ョン膜20のAl成分を全てフッ化アルミニウムに変化
させることが出来る。よって、本実施形態例では、実施
形態例1に比べ、プラズマ処理工程にかかる時間が短縮
される。
処理時にフッ素ラジカルを多量に供給する。従って、S
F4ガスの混合割合が10%〜30%であり実施形態例
1のCF4ガスの混合割合に比べて低くても、デポジシ
ョン膜20のAl成分を全てフッ化アルミニウムに変化
させることが出来る。よって、本実施形態例では、実施
形態例1に比べ、プラズマ処理工程にかかる時間が短縮
される。
【0022】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の半導体装置の製造方法は、
上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実
施形態例から種々の修正及び変更を施したものも、本発
明の範囲に含まれる。
づいて説明したが、本発明の半導体装置の製造方法は、
上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実
施形態例から種々の修正及び変更を施したものも、本発
明の範囲に含まれる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プラズマ処理工程を行うことにより、Al配線に付着し
た膜のAl成分を積極的にフッ化アルミニウムに変化さ
せ、続いて温水洗浄処理工程を行うことにより、前記の
膜を溶解して除去している。従って、Al配線パターン
を形成後、Al配線の表面に塩素成分が触れたまま残留
することはなく、Al配線の腐食が有効に防止される。
プラズマ処理工程を行うことにより、Al配線に付着し
た膜のAl成分を積極的にフッ化アルミニウムに変化さ
せ、続いて温水洗浄処理工程を行うことにより、前記の
膜を溶解して除去している。従って、Al配線パターン
を形成後、Al配線の表面に塩素成分が触れたまま残留
することはなく、Al配線の腐食が有効に防止される。
【図1】図1(a)から(c)は、それぞれ、実施形態
例1の各工程での基板断面図。
例1の各工程での基板断面図。
【図2】図2(a)及び(b)は、従来の第1の製造方
法での工程毎の基板断面図。
法での工程毎の基板断面図。
【図3】従来の第2の製造方法で形成される基板の断面
図。
図。
10 シリコン基板 12 Locos構造のフィールド酸化膜 13 拡散層 14 ゲート酸化膜 15 ゲート電極 16 層間絶縁膜 18 Al配線 19 フォトレジスト膜 20 デポジション膜 21 酸化アルミニウム層 22 フッ化アルミニウム層 23 フッ化アルミニウム膜 24 フッ化アルミニウム層
Claims (4)
- 【請求項1】 塩素を含むガスを用い、フォトレジスト
パターンをマスクとしてAl膜又はAl合金膜をドライ
エッチングすることによりAl配線パターンを形成する
配線パターン形成工程と、 O2ガスにフッ素系ガスを所定範囲内で混合した混合ガ
ス雰囲気内で前記Al配線パターンをプラズマ処理する
ことにより、Al配線の表面に付着した膜のAl成分を
フッ化アルミニウムに変化させるプラズマ処理工程と、 前記プラズマ処理工程後、Al配線パターンを温水で洗
浄し、前記Al配線の表面に付着した膜を除去する温水
洗浄処理工程とを備えることを特徴とする半導体装置の
製造方法。 - 【請求項2】 プラズマ処理工程が、Al配線上のフォ
トレジストパターンを除去するステップと、 Al配線の露出した表面をフッ化アルミニウム層に変化
させるステップとを有することを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 フッ素系ガスが、20%〜60%のCF
4ガスを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 フッ素系ガスが、10%〜30%のSF
6ガスを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9309137A JP2991176B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9309137A JP2991176B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11145119A JPH11145119A (ja) | 1999-05-28 |
JP2991176B2 true JP2991176B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=17989356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9309137A Expired - Lifetime JP2991176B2 (ja) | 1997-11-12 | 1997-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2991176B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4916720B2 (ja) * | 2004-01-19 | 2012-04-18 | パナソニック株式会社 | 電気二重層キャパシタ及びその製造方法とこれを用いた電子機器 |
-
1997
- 1997-11-12 JP JP9309137A patent/JP2991176B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11145119A (ja) | 1999-05-28 |
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