JPH06232098A - Antioxidation and dry etching method - Google Patents

Antioxidation and dry etching method

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JPH06232098A
JPH06232098A JP4213693A JP4213693A JPH06232098A JP H06232098 A JPH06232098 A JP H06232098A JP 4213693 A JP4213693 A JP 4213693A JP 4213693 A JP4213693 A JP 4213693A JP H06232098 A JPH06232098 A JP H06232098A
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copper
etching
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gas
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Keiji Shinohara
啓二 篠原
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Abstract

PURPOSE:To improve the reliability of wiring formed by a film consisting of copper material by dry etching by preventing the film consisting of copper material from being oxidized from the formation of the film consisting of the copper material to that of an etching mask. CONSTITUTION:A film 21 consisting of copper material is formed on a substrate 11, the surface of the film 21 is covered with an organic film 22 which does not cause oxygen and water to pass, and an etching mask 23 is formed on the organic film 22. Also, the film 21 consisting of the copper material is formed, the etching mask is formed on the film 21, and furthermore at least the surface where the film 21 consisting of the copper material is exposed is covered with the organic film. Then, a gas consisting of at least either hydrogen or nitrogen or both of them or a gas which is obtained by mixing rare gas to the above gas is used as the etching gas for etching the organic film. After that, the film 21 consisting of the copper material is etched.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造にお
いて、銅系材料よりなる膜を酸化より保護する酸化防止
方法および酸化防止処理後のドライエッチング方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antioxidation method for protecting a film made of a copper material from oxidation and a dry etching method after the antioxidation treatment in the manufacture of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のVLSI,ULSI等の半導体装
置の高集積化および高性能化が進むにしたがい、金属配
線のデザインルールもサブミクロンあるいはクォーター
ミクロンのレベルに微細化が進みつつある。従来、半導
体装置における金属配線は、アルミニウム系材料による
ものが主である。しかしアルミニウム系材料による配線
では、デザインルールが0.5μm程度より微細になる
とエレクトロマイグレーション等の発生により配線の信
頼性が低下する。それとともに抵抗値を低くする必要性
から、配線の高さが高くなる。したがって、配線形成後
の層間絶縁膜の形成や平坦化膜の形成等の一連の成膜プ
ロセスの実施が困難になる。
2. Description of the Related Art As semiconductor devices such as VLSI and ULSI have become more highly integrated and have higher performance in recent years, the design rule of metal wiring has been further miniaturized to the level of submicron or quarter micron. Conventionally, the metal wiring in a semiconductor device is mainly made of an aluminum-based material. However, in the wiring made of an aluminum-based material, if the design rule becomes finer than about 0.5 μm, the reliability of the wiring deteriorates due to occurrence of electromigration or the like. At the same time, the height of the wiring is increased due to the necessity of lowering the resistance value. Therefore, it becomes difficult to carry out a series of film forming processes such as formation of an interlayer insulating film and formation of a flattening film after wiring formation.

【0003】そこで、銅系材料よりなる金属配線が注目
されている。銅はエレクトロマイグレーション耐性が高
く、しかも電気抵抗率がおよそ1.4μΩと低く、アル
ミニウム系材料のおよそ1/2である。したがって、信
頼性を損なうことなく金属配線層を薄膜化することが可
能になる。
Therefore, attention has been paid to metal wiring made of a copper-based material. Copper has a high electromigration resistance and a low electric resistivity of about 1.4 μΩ, which is about half that of an aluminum-based material. Therefore, the metal wiring layer can be thinned without impairing reliability.

【0004】しかしながら、銅系材料のエッチング技術
は十分に確率されていない。従来使用されているアルミ
ニウム系材料では、酸化物生成自由エネルギーが銅系材
料より低いが、表面に極めて安定なアルミニウム酸化膜
を形成する。ところが、銅系材料の場合には、酸化され
やすく、しかも表面に安定な酸化膜を形成しないので、
表面に吸着した酸素は銅系材料の内部に拡散し、当該銅
系材料の銅を酸化させる。銅は酸化すると電気的抵抗が
上昇するので、酸化銅を配線に使用することはできな
い。
However, the etching technique for copper-based materials has not been fully established. The conventionally used aluminum-based material has a lower free energy for oxide formation than the copper-based material, but forms an extremely stable aluminum oxide film on the surface. However, in the case of a copper-based material, it is easily oxidized, and since a stable oxide film is not formed on the surface,
The oxygen adsorbed on the surface diffuses inside the copper-based material and oxidizes the copper of the copper-based material. When copper is oxidized, its electrical resistance increases, so copper oxide cannot be used for wiring.

【0005】そこで、銅系材料を酸化より保護するた
め、銅系材料のエッチングが終了した後、例えば大気の
ような酸化性雰囲気にさらすことなく、銅系材料の表面
に酸化防止膜を被覆する技術が、特開昭64−7115
1号によって開示されている。
Therefore, in order to protect the copper-based material from oxidation, after the etching of the copper-based material is completed, the surface of the copper-based material is coated with an antioxidant film without being exposed to an oxidizing atmosphere such as the atmosphere. The technique is disclosed in JP-A-64-7115.
No. 1 is disclosed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記開
示されている技術では、配線を形成するためのエッチン
グが終了した後、銅(Cu)が酸化するのを防止するこ
とは可能であるが、銅膜を形成した後、例えばレジスト
でエッチングマスクを形成し、その後エッチングを行う
までの間は、銅膜表面の酸化を防止することはできな
い。例えば、エッチングマスクを形成した後、エッチン
グ処理までの放置時間が長い場合には、露出している銅
膜表面に酸化銅の被膜が形成されるとともに、銅膜の内
部に酸素が拡散する。このため、銅膜で形成した配線の
電気的抵抗が高くなるという課題が発生する。それとと
もに、エッチングの再現性が悪くなるので、高精度な配
線形成ができない。
However, in the technique disclosed above, it is possible to prevent copper (Cu) from being oxidized after the etching for forming the wiring is completed, but it is possible to prevent the copper (Cu) from being oxidized. After the film is formed, it is impossible to prevent the oxidation of the surface of the copper film until the etching mask is formed with, for example, a resist and etching is performed thereafter. For example, after the etching mask has been formed, when the standing time until the etching process is long, a copper oxide film is formed on the exposed copper film surface, and oxygen diffuses inside the copper film. Therefore, there is a problem that the electrical resistance of the wiring formed of the copper film becomes high. At the same time, the reproducibility of etching deteriorates, so that highly accurate wiring cannot be formed.

【0007】本発明は、銅系材料よりなる膜を形成した
後、エッチングするまでの間の銅系材料よりなる膜の酸
化防止方法および酸化防止処理を行った後に銅系材料よ
りなる膜を酸化させることなくエッチングするドライエ
ッチング方法を提供することを目的とする。
According to the present invention, after a film made of a copper-based material is formed, a method for preventing oxidation of the film made of a copper-based material until the etching is performed and an oxidation preventing treatment is performed, and then the film made of a copper-based material is oxidized. It is an object of the present invention to provide a dry etching method for performing etching without performing the etching.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた酸化防止方法およびドライエッチ
ング方法である。すなわち、酸化防止方法としては、銅
系材料よりなる膜を形成した後、銅系材料よりなる膜
を、例えば酸素および水分を通さない有機膜で被覆し、
その後有機膜上にエッチングマスクを形成する。上記有
機膜は、例えば銅系材料よりなる膜を酸化性雰囲気にさ
らすことなく、銅系材料よりなる膜を形成した後に形成
される。またこの有機膜には、露光波長を吸収する物質
を含ませてもよい。
The present invention is an oxidation preventing method and a dry etching method which are made to achieve the above object. That is, as an antioxidant method, after forming a film made of a copper-based material, a film made of a copper-based material is covered with, for example, an organic film impermeable to oxygen and moisture,
After that, an etching mask is formed on the organic film. The organic film is formed after forming a film made of a copper material without exposing the film made of a copper material to an oxidizing atmosphere. The organic film may contain a substance that absorbs the exposure wavelength.

【0009】または、銅系材料よりなる膜を形成した
後、銅系材料よりなる膜上にエッチングマスクを形成
し、その後少なくとも銅系材料よりなる膜の露出してい
る表面に、例えば酸素および水分を通さない有機膜で被
覆する。また上記銅系材料よりなる膜を酸化性雰囲気に
さらすことなく、上記エッチングマスクと上記有機膜と
を形成する。
Alternatively, after forming a film made of a copper-based material, an etching mask is formed on the film made of a copper-based material, and then at least the exposed surface of the film made of the copper-based material is exposed to, for example, oxygen and moisture. Cover with an organic film that does not pass through. Further, the etching mask and the organic film are formed without exposing the film made of the copper-based material to an oxidizing atmosphere.

【0010】上記有機膜は、例えばプラズマ放電により
形成されるポリマーよりなる。このプラズマ放電で用い
るガスは、少なくともハロカーボン系ガスまたはフルオ
ロカーボン系ガスを含み、酸素を含まない。あるいは、
少なくとも炭化水素系ガスを含み、酸素を含まない。
The organic film is made of, for example, a polymer formed by plasma discharge. The gas used in this plasma discharge contains at least a halocarbon-based gas or a fluorocarbon-based gas and does not contain oxygen. Alternatively,
It contains at least a hydrocarbon-based gas and does not contain oxygen.

【0011】また、銅系材料よりなる膜を有機膜で被覆
した後、エッチングマスクを形成して、ドライエッチン
グを行うドライエッチング方法であって、有機膜をエッ
チングする際に、少なくとも水素または窒素のどちらか
一方または両方を含むものでハロゲンも酸素も含まない
ガス、または少なくとも水素または窒素のどちらか一方
または両方を含むものでハロゲンも酸素も含まないガス
に希ガスを混合してなる混合ガス、等をエッチングガス
に用いる。そして露出している有機膜をエッチングして
銅系材料よりなる膜を露出させ、その後、銅系材料より
なる膜をエッチングする。
A dry etching method in which a film made of a copper-based material is covered with an organic film, an etching mask is formed, and dry etching is performed. When etching the organic film, at least hydrogen or nitrogen is used. A gas containing either one or both and containing neither halogen nor oxygen, or a mixed gas prepared by mixing a rare gas with a gas containing at least one or both of hydrogen and nitrogen and containing neither halogen nor oxygen, Etc. are used as the etching gas. Then, the exposed organic film is etched to expose the film made of the copper-based material, and then the film made of the copper-based material is etched.

【0012】または銅系材料よりなる膜上にエッチング
マスクを形成した後、少なくとも露出している銅系材料
よりなる膜を有機膜で被覆し、その後ドライエッチング
を行う方法であって、上記同様のエッチングガスを用い
て、少なくとも銅系材料よりなる膜の表面上の有機膜を
エッチングし、エッチングマスクで覆われた部分を除く
当該銅系材料よりなる膜を露出させ、その後、銅系材料
よりなる膜をエッチングする。
Alternatively, a method of forming an etching mask on a film made of a copper-based material, covering at least the exposed film made of a copper-based material with an organic film, and then performing dry etching, is the same as the above. Using an etching gas, at least the organic film on the surface of the film made of a copper-based material is etched to expose the film made of the copper-based material excluding the portion covered by the etching mask, and then made of the copper-based material. Etch the film.

【0013】[0013]

【作用】上記酸化防止方法では、少なくとも露出してい
る部分の銅系材料よりなる膜を有機膜で被覆することに
より、銅系材料よりなる膜が酸素や水分と接することが
なくなるので、酸化が防止される。また銅系材料よりな
る膜を酸化性雰囲気にさらすことなく有機膜を形成する
ことにより、銅系材料よりなる膜の表面には酸化膜が全
く形成されない。
In the above oxidation preventing method, at least the exposed film of the copper-based material is covered with the organic film, so that the film of the copper-based material is prevented from coming into contact with oxygen and moisture, so that the oxidation is prevented. To be prevented. Further, since the organic film is formed without exposing the film made of the copper material to the oxidizing atmosphere, no oxide film is formed on the surface of the film made of the copper material.

【0014】上記有機膜は酸素および水分を通さない膜
より形成することにより、有機膜で被覆されている間は
銅系材料よりなる膜が酸化されることはない。また露光
波長を吸収する物質を含ませた有機膜を形成した場合に
は、例えばレジストよりなるエッチングマスクを有機膜
上に形成する際に生じるハレーションが防止される。
By forming the organic film from a film that does not pass oxygen and moisture, the film made of a copper-based material is not oxidized while being covered with the organic film. When an organic film containing a substance that absorbs the exposure wavelength is formed, halation that occurs when an etching mask made of, for example, a resist is formed on the organic film is prevented.

【0015】また上記有機膜をポリマーで形成した場合
には、銅系材料よりなる膜を形成したチェンバー内のガ
スをポリマーを生成するガスに代えてプラズマ放電処理
することで、銅系材料よりなる膜を酸化性を有する大気
にさらされることなく、容易にポリマーよりなる有機膜
が形成される。このプラズマ放電では、少なくともハロ
カーボン系ガスまたはフルオロカーボン系ガスを含み、
酸素を含まないガス、あるいは少なくとも炭化水素系ガ
スを含み酸素を含まないガスを用いることにより、銅系
材料よりなる膜が酸化されることなく、有機膜が形成さ
れる。
When the organic film is made of a polymer, the gas in the chamber in which the film made of a copper-based material is formed is replaced with a gas for producing a polymer, and plasma discharge treatment is performed so that the organic film is made of a copper-based material. An organic film made of a polymer is easily formed without exposing the film to an atmosphere having an oxidizing property. This plasma discharge contains at least a halocarbon-based gas or a fluorocarbon-based gas,
By using a gas containing no oxygen, or a gas containing at least a hydrocarbon-based gas and not containing oxygen, an organic film is formed without oxidizing the film made of a copper-based material.

【0016】また、有機膜をドライエッチングする際
に、少なくとも水素または窒素のどちらか一方または両
方で構成されるエッチングガス、またはこのガスに希ガ
スを混合したエッチングガスを用いることにより、エッ
チングガスには酸素もハロゲンも含まれていないので、
銅系材料よりなる膜を酸化または腐食することなく有機
膜が除去される。そして連続的に銅系材料よりなる膜を
エッチングすることにより、銅系材料よりなる膜によっ
て形成されるパターンは酸化されることはなく、その表
面に酸化膜も形成されない。このことは銅系材料よりな
る膜上にエッチングマスクを形成した後、少なくとも露
出している銅系材料よりなる膜を被覆する状態に有機膜
を形成した場合の有機膜のエッチング、銅系材料よりな
る膜のエッチングでも同様である。
When the organic film is dry-etched, an etching gas composed of at least one or both of hydrogen and nitrogen, or an etching gas obtained by mixing a rare gas with this gas is used. Contains neither oxygen nor halogen, so
The organic film is removed without oxidizing or corroding the film made of the copper-based material. By continuously etching the film made of the copper-based material, the pattern formed by the film made of the copper-based material is not oxidized and no oxide film is formed on the surface thereof. This means that after forming an etching mask on a film made of a copper-based material, etching of the organic film when the organic film is formed so as to cover at least the exposed film made of a copper-based material, The same applies to the etching of the film.

【0017】[0017]

【実施例】本発明の酸化防止方法およびドライエッチン
グ方法に関する実施例を第1の実施例として、図1の工
程図により説明する。図1の(1)に示すように、シリ
コン基板11の上層の一部分には、拡散層12が形成さ
れている。さらに上記シリコン基板11の上面には酸化
シリコンよりなる絶縁膜13が成膜されている。上記拡
散層12上の上記絶縁膜13には、コンタクトホール1
4が形成されている。またコンタクトホール14の内壁
と上記絶縁膜13の表面には、通常、コンタクト用金属
膜として例えばチタン(Ti)膜15が形成され、さら
にバリアメタルとして例えば窒化酸化チタン(TiO
N)膜16が形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the method for preventing oxidation and dry etching of the present invention will be described with reference to the process chart of FIG. As shown in (1) of FIG. 1, a diffusion layer 12 is formed in a part of the upper layer of the silicon substrate 11. Further, an insulating film 13 made of silicon oxide is formed on the upper surface of the silicon substrate 11. The contact hole 1 is formed in the insulating film 13 on the diffusion layer 12.
4 are formed. A titanium (Ti) film 15 is usually formed as a contact metal film on the inner wall of the contact hole 14 and the surface of the insulating film 13, and titanium nitride oxide (TiO 2) is further formed as a barrier metal.
N) The film 16 is formed.

【0018】まず第1の工程では、上記コンタクトホー
ル14の内部を含む上記窒化酸化チタン膜16上に、銅
系材料よりなる膜として、例えば銅(Cu)膜21を形
成する。上記銅膜21は、例えばスパッタ法またはCV
D法(化学的気相成長法)等によって形成される。
First, in the first step, for example, a copper (Cu) film 21 as a film made of a copper-based material is formed on the titanium nitride oxide film 16 including the inside of the contact hole 14. The copper film 21 is formed, for example, by sputtering or CV.
It is formed by the D method (chemical vapor deposition method) or the like.

【0019】次いで図1の(2)の第2の工程を行う。
この工程では、例えば通常の塗布技術によって、上記銅
膜21を被覆する状態に有機膜22を形成する。この有
機膜22は、酸素や水分を通さない、例えばノボラック
系のレジスト膜よりなり、その膜厚は、例えば100n
mに塗布される。そして、高温雰囲気でベーク処理を行
う。このベーク処理温度は、レジストよりなる有機膜2
2の表面があれない程度の温度(例えば180℃)に設
定されている。
Next, the second step (2) of FIG. 1 is performed.
In this step, the organic film 22 is formed in a state of covering the copper film 21 by, for example, a normal coating technique. The organic film 22 is made of, for example, a novolac-based resist film that is impermeable to oxygen and moisture, and has a film thickness of, for example, 100 n.
m. Then, the baking process is performed in a high temperature atmosphere. The baking temperature is the organic film 2 made of resist.
The temperature is set to such a degree that the surface of No. 2 does not exist (eg, 180 ° C.).

【0020】また上記有機膜22に、後述する感光工程
における露光波長を吸収する物質を添加したものを用い
ることにより、感光工程におけるハレーションを防止す
ることが可能になる。露光波長を吸収する物質として
は、例えば色素がある。色素としては、例えば、クルク
ミン,クマリン等を用いることが可能である。さらに、
上記説明した有機膜22は、ノボラック系レジストより
なるが、酸素や水分を通さない樹脂であれば、例えばフ
ッ素系樹脂,塩素系樹脂または他の樹脂で形成してもよ
い。
By using the organic film 22 to which a substance that absorbs the exposure wavelength in the exposure step described later is added, halation in the exposure step can be prevented. The substance that absorbs the exposure wavelength is, for example, a dye. As the dye, for example, curcumin, coumarin or the like can be used. further,
Although the organic film 22 described above is made of a novolac resist, it may be formed of, for example, a fluorine resin, a chlorine resin, or another resin as long as it is a resin impermeable to oxygen and moisture.

【0021】続いて図1の(3)の第3の工程を行う。
この工程では、通常のレジスト塗布工程と感光、現像工
程を行うことによって、有機膜22上に、例えばレジス
トよりなるエッチングマスク23を形成する。このエッ
チングマスクは、例えば1.0μm程度の膜厚に形成さ
れる。また有機膜22に露光波長を吸収する物質が添加
されている場合には、上記感光工程において銅系材料よ
りなる膜の表面で反射される光線によって生じるハレー
ションが防止される。
Subsequently, the third step (3) of FIG. 1 is performed.
In this step, an etching mask 23 made of, for example, a resist is formed on the organic film 22 by performing a normal resist coating step, a photosensitizing step, and a developing step. This etching mask is formed to have a film thickness of, for example, about 1.0 μm. Further, when a substance that absorbs the exposure wavelength is added to the organic film 22, halation caused by light rays reflected on the surface of the film made of a copper-based material in the above-mentioned exposure step is prevented.

【0022】その後図1の(4)に示す第4の工程を行
う。この工程では、例えばマイクロ波プラズマエッチン
グによって、2点鎖線で示す部分の有機膜22をエッチ
ングする。この有機膜22のエッチングを行うエッチン
グガスには、少なくとも窒素または水素のどちらか一方
または両方で構成されるエッチングガスとして、例え
ば、窒素(N2 )ガスを用いる。そしてエッチング雰囲
気の圧力を、例えば2Paに設定する。またマイクロ波
パワーを、例えば300mA、RFバイアス出力を、例
えば10Wに設定する。
Thereafter, a fourth step shown in FIG. 1 (4) is performed. In this step, the organic film 22 in the portion indicated by the chain double-dashed line is etched by, for example, microwave plasma etching. As an etching gas for etching the organic film 22, for example, nitrogen (N 2 ) gas is used as an etching gas composed of at least one or both of nitrogen and hydrogen. Then, the pressure of the etching atmosphere is set to 2 Pa, for example. Further, the microwave power is set to 300 mA, and the RF bias output is set to 10 W, for example.

【0023】上記条件によるドライエッチングでは、放
電分解によって発生する窒素イオンにより、露出してい
る有機膜22を全面にわたってエッチングする。その
際、レジストよりなるエッチングマスク23の表面もエ
ッチングされるが、エッチングマスク23は有機膜22
に対して十分な厚さを有してしるので、その後の銅膜2
1のエッチングマスクとしての機能を喪失することはな
い。そして上記エッチングにより有機膜22がエッチン
グされるとともに、下地の銅膜21が露出する。このと
き生成されている窒素プラズマでは、銅膜21はエッチ
ングされない。このため、有機膜22の膜厚がある程度
ばらついていても、オーバエッチングを行うことによ
り、銅膜21上の有機膜22を完全に除去することが可
能になる。また上記エッチングガスには、酸素やハロゲ
ンが含まれていないので、エッチング中に銅膜21を酸
化する、または腐食することはない。
In the dry etching under the above conditions, the exposed organic film 22 is entirely etched by nitrogen ions generated by discharge decomposition. At that time, the surface of the etching mask 23 made of a resist is also etched, but the etching mask 23 is not the organic film 22.
Since it has a sufficient thickness with respect to
The function of 1 as an etching mask is not lost. Then, the organic film 22 is etched by the above etching, and the underlying copper film 21 is exposed. The copper film 21 is not etched by the nitrogen plasma generated at this time. Therefore, even if the film thickness of the organic film 22 varies to some extent, the organic film 22 on the copper film 21 can be completely removed by performing overetching. Further, since the etching gas does not contain oxygen or halogen, the copper film 21 is not oxidized or corroded during etching.

【0024】次いで上記有機膜22のエッチングに連続
して、1点鎖線で示す部分の銅膜21のエッチングを行
う。銅膜21のエッチング条件としては、例えば、エッ
チングガスには流量が100sccmの塩素(Cl2
と流量が20sccmの窒素(N2 )との混合ガスを用
いる。またエッチング雰囲気の圧力を例えば1.1P
a、マイクロ波パワーを例えば300mA、RFバイア
ス出力を例えば30W、基板温度を例えば250℃に設
定する。上記条件に設定して銅膜21のエッチングを行
った場合には、予め、有機膜22が除去されているの
で、銅膜21のエッチングは、露出している銅膜22の
全面にわたって、ほぼ均一に開始され、所望の銅膜21
よりなるパターン31が形成される。なお、上記銅膜2
1のエッチングでは、破線で示す部分のチタン膜15と
窒化酸化チタン膜16とも除去される。
Then, following the etching of the organic film 22, the copper film 21 in the portion indicated by the alternate long and short dash line is etched. The etching conditions for the copper film 21 are, for example, chlorine (Cl 2 ) having a flow rate of 100 sccm for the etching gas.
And a mixed gas of nitrogen (N 2 ) with a flow rate of 20 sccm is used. The pressure of the etching atmosphere is set to 1.1 P, for example.
a, microwave power is set to 300 mA, RF bias output is set to 30 W, and substrate temperature is set to 250 ° C., for example. When the copper film 21 is etched under the above conditions, the organic film 22 is removed in advance, so the etching of the copper film 21 is substantially uniform over the entire exposed surface of the copper film 22. Starting with the desired copper film 21
The pattern 31 is formed. The copper film 2
In the etching of No. 1, the titanium film 15 and the titanium oxynitride film 16 in the portion shown by the broken line are also removed.

【0025】上記第1の実施例では、銅膜21を形成し
た直後より銅膜21をエッチングする直前まで銅膜21
を有機膜22で被覆することが可能なので、少なくとも
銅膜21はエッチングするまで酸化されることはない。
In the first embodiment, the copper film 21 is formed immediately after the copper film 21 is formed until immediately before the copper film 21 is etched.
Can be covered with the organic film 22, so that at least the copper film 21 is not oxidized until it is etched.

【0026】上記有機膜22をドライエッチングする際
に用いるエッチングガスには、上記説明したガス(窒
素)以外に、例えば少なくとも窒素または水素のいずれ
か一方または両方で構成されるエッチングガスとして、
水素(H2 )ガスを用いることも可能である。
The etching gas used for dry etching the organic film 22 is, in addition to the above-described gas (nitrogen), for example, an etching gas composed of at least one or both of nitrogen and hydrogen,
It is also possible to use hydrogen (H 2 ) gas.

【0027】水素ガスを用いてエッチングを行った場合
には、例えば、銅膜21の表面が酸化されている、また
は銅膜21の表面に酸素が吸着していても、水素ガスの
強い還元性によって、酸化物を形成している酸素や表面
に吸着している酸素等が取り除かれる。また上記エッチ
ングガスには、酸素もハロゲンも含まれていないので、
エッチング中に銅膜21が酸化されることはない。
When etching is performed using hydrogen gas, for example, even if the surface of the copper film 21 is oxidized or oxygen is adsorbed on the surface of the copper film 21, the strong reducing property of hydrogen gas is reduced. This removes oxygen forming oxides and oxygen adsorbed on the surface. Further, since the etching gas contains neither oxygen nor halogen,
The copper film 21 is not oxidized during the etching.

【0028】しかしながら、水素は爆発する危険性が高
いので、取扱いには十分注意する必要がある。そこで、
水素原子を含み爆発する危険性がないもので、しかも酸
素もハロゲンも含まないガスとして、例えば水素と窒素
とよりなるアンモニア(NH3 )ガスを用いることが可
能である。
However, since hydrogen has a high risk of exploding, it must be handled with care. Therefore,
It is possible to use, for example, an ammonia (NH 3 ) gas composed of hydrogen and nitrogen as a gas containing hydrogen atoms and having no risk of explosion and containing neither oxygen nor halogen.

【0029】次にアンモニアガスを用いて有機膜22を
エッチングする場合の一例を説明する。エッチングガス
には、例えば流量が50sccmのアンモニアガスを用
いる。そしてエッチング雰囲気の圧力を例えば2Paに
設定する。またマイクロ波パワーを例えば300mA、
RFバイアス出力を例えば10Wに設定する。
Next, an example of etching the organic film 22 using ammonia gas will be described. As the etching gas, for example, ammonia gas having a flow rate of 50 sccm is used. Then, the pressure of the etching atmosphere is set to 2 Pa, for example. The microwave power is, for example, 300 mA,
The RF bias output is set to 10 W, for example.

【0030】上記条件によるドライエッチングでは、放
電分解によって、窒素ラジカル、水素ラジカルおよびそ
れらのイオン種を生成する。そして生成したイオンによ
って、露出している有機膜22の全面にわたってエッチ
ングが進行する。その際、レジストよりなるエッチング
マスク23の表面もエッチングされるが、エッチングマ
スク23は有機膜22に対して十分な膜厚を有してしる
ので、その後の銅膜21のエッチングを行う際のマスク
としての機能を喪失することはない。
In dry etching under the above conditions, nitrogen radicals, hydrogen radicals and their ionic species are generated by discharge decomposition. Then, the generated ions cause etching to proceed over the entire exposed surface of the organic film 22. At that time, the surface of the etching mask 23 made of a resist is also etched. However, since the etching mask 23 has a sufficient film thickness with respect to the organic film 22, it is possible to etch the copper film 21 thereafter. It does not lose its function as a mask.

【0031】また、窒素より水素のほうが反応性が高い
ため、有機膜22のエッチング速度は高まり、スループ
ットは向上する。さらに水素の高い還元性によって、銅
膜21の表面が酸化されているとしても、酸化されてい
る部分を還元する。したがって、酸化物が解消されると
ともに、銅膜21の表面に吸着している酸素も取り除か
れる。そして少なくとも銅膜21上の有機膜22が除去
されて、下地の銅膜21が露出する。さらに連続して、
先に説明したと同様の銅膜21のエッチング条件によっ
て、銅膜21のエッチングを行う。
Since hydrogen is more reactive than nitrogen, the etching rate of the organic film 22 is increased and the throughput is improved. Further, due to the high reducing property of hydrogen, even if the surface of the copper film 21 is oxidized, the oxidized portion is reduced. Therefore, the oxide is eliminated and the oxygen adsorbed on the surface of the copper film 21 is also removed. Then, at least the organic film 22 on the copper film 21 is removed, and the underlying copper film 21 is exposed. More continuously,
The copper film 21 is etched under the same etching conditions as the copper film 21 described above.

【0032】また有機膜22のエッチング時における放
電を安定化させて、エッチング均一性を向上させる方法
もある。すなわち、窒素(N2 ),水素(H2 ),アン
モニア(NH3 )等の水素または窒素のいずれか一方ま
たは両方で構成されるガスのうちの1種または複数種
と、希ガス〔例えばヘリウム(He),アルゴン(A
r),ネオン(Ne)等のうちの1種または複数種〕と
を混合してなる混合ガスをエッチングガスに用いる方法
である。
There is also a method of stabilizing discharge during etching of the organic film 22 to improve etching uniformity. That is, one or more kinds of gases composed of either or both of hydrogen and nitrogen, such as nitrogen (N 2 ), hydrogen (H 2 ), and ammonia (NH 3 ), and a rare gas [eg, helium. (He), Argon (A
r), one or more of neon (Ne) and the like] is used as an etching gas.

【0033】例えば、アンモニア(NH3 )ガスとアル
ゴン(Ar)ガスとの混合ガスをエッチングガスに用い
て、有機膜22をエッチングする場合の一例を説明す
る。エッチングガスには、流量が50sccmのアンモ
ニアガスと流量が30sccmのアルゴンガスとの混合
ガスを用いる。そしてエッチング雰囲気の圧力を、例え
ば2Paに設定する。またマイクロ波パワーを、例えば
300mA、RFバイアス出力を、例えば10Wに設定
する。
For example, an example of etching the organic film 22 by using a mixed gas of ammonia (NH 3 ) gas and argon (Ar) gas as an etching gas will be described. As the etching gas, a mixed gas of ammonia gas having a flow rate of 50 sccm and argon gas having a flow rate of 30 sccm is used. Then, the pressure of the etching atmosphere is set to 2 Pa, for example. Further, the microwave power is set to 300 mA, and the RF bias output is set to 10 W, for example.

【0034】上記条件によるドライエッチングでは、エ
ッチングガスにイオン化ポテンシャルが比較的低いアル
ゴンガスを混合しているので、プラズマ放電が安定にな
る。したがって、発生するプラズマの密度が均一になる
ので、エッチング均一性が高まる。なおエッチング時の
反応は、希ガスを混合しない場合とほぼ同様なので、こ
こでの詳細な説明は省略する。このようにして、少なく
とも、銅膜21上の有機膜22がエッチングされて、下
地の銅膜21が露出する。そして連続して、上記説明し
たと同様の銅膜21のエッチング条件にて、銅膜21の
エッチングを行い、銅膜21でパターン31を形成す
る。
In the dry etching under the above conditions, since the etching gas is mixed with the argon gas having a relatively low ionization potential, the plasma discharge becomes stable. Therefore, the density of the generated plasma becomes uniform, and the etching uniformity is improved. Since the reaction at the time of etching is almost the same as that when no rare gas is mixed, detailed description thereof is omitted here. In this way, at least the organic film 22 on the copper film 21 is etched to expose the underlying copper film 21. Then, successively, the copper film 21 is etched under the same etching conditions as described above for the copper film 21 to form a pattern 31 on the copper film 21.

【0035】次に別の酸化防止方法を第2の実施例とし
て、図2の工程図により説明する。なお図1と同様の構
成部品には同一符号を付す。また酸化防止用の有機膜を
形成した後のドライエッチング方法も説明する。
Next, another oxidation preventing method will be described as a second embodiment with reference to the process chart of FIG. The same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. Further, a dry etching method after forming the oxidation preventing organic film will be described.

【0036】図2の(1)に示すように、シリコン基板
11の上層の一部分には、拡散層12が形成されてい
る。さらに上記シリコン基板11の上面には酸化シリコ
ンよりなる絶縁膜13が成膜されている。上記拡散層1
2上の上記絶縁膜13には、コンタクトホール14が形
成されている。またコンタクトホール14の内壁と上記
絶縁膜13の表面には、通常、コンタクト用金属の例え
ばチタン(Ti)膜15とバリアメタルの例えば窒化酸
化チタン(TiON)膜16とが形成されている。
As shown in FIG. 2A, a diffusion layer 12 is formed on a part of the upper layer of the silicon substrate 11. Further, an insulating film 13 made of silicon oxide is formed on the upper surface of the silicon substrate 11. The diffusion layer 1
A contact hole 14 is formed in the insulating film 13 on the upper part 2. A contact metal such as a titanium (Ti) film 15 and a barrier metal such as a titanium nitride oxide (TiON) film 16 are usually formed on the inner wall of the contact hole 14 and the surface of the insulating film 13.

【0037】まず第1の工程では、第1の実施例で説明
したと同様にして、上記コンタクトホール14の内部を
含む上記窒化酸化チタン膜16上に、銅系材料よりなる
膜として、例えば銅(Cu)膜21を形成する。上記銅
膜21は、例えばスパッタ法またはCVD法(化学的気
相成長法)等によって形成される。
First, in the first step, in the same manner as described in the first embodiment, a film made of a copper-based material, for example, copper, is formed on the titanium nitride oxide film 16 including the inside of the contact hole 14. A (Cu) film 21 is formed. The copper film 21 is formed by, for example, a sputtering method or a CVD method (chemical vapor deposition method).

【0038】次いで図2の(2)に示す第2の工程を行
う。この工程では、例えば通常のダウンフロー型マイク
ロ波プラズマエッチング装置を用いて、上記銅膜21を
有機膜24で被覆する。この有機膜24は、酸素や水分
を通さない、例えばフルオロカーボン系ポリマーよりな
る。
Then, the second step shown in FIG. 2B is performed. In this step, the copper film 21 is covered with the organic film 24 by using, for example, a normal downflow type microwave plasma etching apparatus. The organic film 24 is made of, for example, a fluorocarbon polymer that is impermeable to oxygen and moisture.

【0039】次に上記フルオロカーボン系ポリマーの生
成条件の一例を説明する。その生成条件としては、生成
ガスに、例えば流量が80sccmのトリフルオロメタ
ン(CHF3 )を用いる。また生成雰囲気の圧力を例え
ば106Pa、ダウンフロー型マイクロ波プラズマエッ
チング装置のマイクロ波電流を例えば400mAに設定
する。また基板11を載置するステージ温度を例えば3
0℃にして、フルオロカーボン系ポリマーの堆積速度を
例えばおよそ100nm/分にする。そして堆積時間を
例えば15秒とする。上記条件に基づいて、膜厚が25
nm程度の有機膜24を生成する。
Next, an example of conditions for producing the fluorocarbon polymer will be described. As the generation condition, for example, trifluoromethane (CHF 3 ) having a flow rate of 80 sccm is used as the generated gas. The pressure of the generated atmosphere is set to 106 Pa, and the microwave current of the downflow type microwave plasma etching apparatus is set to 400 mA, for example. Further, the temperature of the stage on which the substrate 11 is placed is set to, for example, 3
The temperature is set to 0 ° C., and the deposition rate of the fluorocarbon polymer is set to, for example, about 100 nm / min. The deposition time is, for example, 15 seconds. Based on the above conditions, the film thickness is 25
An organic film 24 of about nm is formed.

【0040】上記フルオロカーボン系ポリマーの堆積に
は、トリフルオロメタン(CHF3)を用いたが、例え
ば、炭素と水素とフッ素とで分子が構成されるフルオロ
カーボンガスを用いることも可能である。フルオロカー
ボンガスとしては、例えばジフルオロメタン(CH2
2 )またはフルオロメタン(CH3 F)等がある。した
がって、これらの生成ガスには酸素が含まれていないの
で、銅膜21は酸化されない。
Although trifluoromethane (CHF 3 ) is used for depositing the fluorocarbon polymer, it is also possible to use, for example, a fluorocarbon gas whose molecule is composed of carbon, hydrogen and fluorine. Examples of the fluorocarbon gas include difluoromethane (CH 2 F)
2 ) or fluoromethane (CH 3 F). Therefore, since the generated gas does not contain oxygen, the copper film 21 is not oxidized.

【0041】続いて図2の(3)に示す第3の工程を行
う。この工程では、第1の実施例で説明したと同様にし
て、通常のレジスト塗布工程と感光、現像工程を行い、
上記有機膜24上に、例えばレジストよりなるエッチン
グマスク25を形成する。このエッチングマスクは、例
えば1.0μm程度の膜厚に形成される。
Subsequently, the third step shown in FIG. 2C is performed. In this step, in the same manner as described in the first embodiment, a normal resist coating step, exposure and development step are performed,
An etching mask 25 made of, for example, a resist is formed on the organic film 24. This etching mask is formed to have a film thickness of, for example, about 1.0 μm.

【0042】その後図2の(4)に示す第4の工程を行
う。この工程では、上記第1の実施例で説明したと同様
にして、2点鎖線で示す部分の有機膜24をエッチング
する。そして望ましくは連続して、第1の実施例で説明
したと同様にして、1点鎖線で示す部分の銅膜21をエ
ッチングにより除去し、残した銅膜(21)でパターン
31を形成する。なお、上記銅膜21のエッチングで
は、破線で示す部分のチタン膜15と窒化酸化チタン膜
16とも除去される。
After that, a fourth step shown in FIG. 2D is performed. In this step, the organic film 24 in the portion indicated by the chain double-dashed line is etched in the same manner as described in the first embodiment. Then, preferably, the copper film 21 in the portion indicated by the alternate long and short dash line is removed by etching in the same manner as described in the first embodiment, and the pattern 31 is formed by the remaining copper film (21). In the etching of the copper film 21, the titanium film 15 and the titanium oxynitride film 16 in the part shown by the broken line are also removed.

【0043】上記第2の実施例では、銅膜21を形成し
た直後より銅膜21をエッチングする直前まで銅膜21
を有機膜24で被覆することが可能なので、少なくとも
銅膜21はエッチングするまで酸化されることはない。
In the second embodiment, the copper film 21 is formed immediately after the copper film 21 is formed until immediately before the copper film 21 is etched.
Can be covered with the organic film 24, so that at least the copper film 21 is not oxidized until it is etched.

【0044】上記有機膜24は、フルオロカーボン系ポ
リマーで形成したが、例えばハイドロカーボン系ポリマ
ーで形成することも可能である。この場合には、ポリマ
ーの生成ガスに、例えばテトラフルオロメタン(C
4 )またはテトラフルオロエタン(C2 4 )等の、
炭素と水素とで構成される炭化水素系ガスを用いればよ
い。この場合も、生成ガスに酸素が含まれていないの
で、銅膜21は酸化されない。
Although the organic film 24 is formed of a fluorocarbon polymer, it may be formed of a hydrocarbon polymer, for example. In this case, for example, tetrafluoromethane (C
F 4 ) or tetrafluoroethane (C 2 F 4 ),
A hydrocarbon-based gas composed of carbon and hydrogen may be used. Also in this case, since the generated gas does not contain oxygen, the copper film 21 is not oxidized.

【0045】またプラズマ放電により有機膜24を成膜
する方法では、成膜表面に対してほぼ均一にポリマーが
生成されるので、段差部(図示せず)における被覆性が
高くなる。また膜厚を精度よく制御性することが可能で
ある。
Further, in the method of forming the organic film 24 by plasma discharge, since the polymer is formed almost uniformly on the film forming surface, the coverage at the step portion (not shown) becomes high. Further, it is possible to control the film thickness with high accuracy.

【0046】さらに上記第2の実施例において、例えば
銅膜21を形成するCVD装置(またはスパッタ装置、
または蒸着装置)と有機膜24を形成するエッチング装
置とを組み合わせた、いわゆるマルチチャンバ形式の装
置を用いることにより、銅膜21の形成した後、当該銅
膜21を大気等の酸化性雰囲気にさらすことなく、有機
膜24を形成することが可能になる。または銅膜21を
形成するCVD装置(またはスパッタ装置、または蒸着
装置)のチェンバー内を、ポリマーを生成するプラズマ
雰囲気にして、当該有機膜24を形成してもよい。上記
のように、銅膜21と有機膜24とを連続的に形成する
ことにより、銅膜21は、少なくともエッチングされる
まで、酸化するまたは腐食することがなくなる。
Further, in the second embodiment, for example, a CVD apparatus (or a sputtering apparatus, which forms the copper film 21),
After forming the copper film 21, the copper film 21 is exposed to an oxidizing atmosphere such as the atmosphere by using a so-called multi-chamber type device in which an evaporation device) and an etching device for forming the organic film 24 are combined. It becomes possible to form the organic film 24 without the need. Alternatively, the inside of the chamber of the CVD device (or the sputtering device or the vapor deposition device) for forming the copper film 21 may be set to a plasma atmosphere for generating a polymer, and the organic film 24 may be formed. As described above, by continuously forming the copper film 21 and the organic film 24, the copper film 21 is prevented from being oxidized or corroded at least until it is etched.

【0047】次に、銅膜上にエッチングマスクを形成し
てから酸化防止用の有機膜を形成する酸化防止方法およ
びこの場合のドライエッチング方法を第3の実施例とし
て、図3の工程図により説明する。なお図1と同様の構
成部品には同一符号を付す。
Next, an oxidation prevention method of forming an etching mask on the copper film and then an organic film for oxidation prevention and a dry etching method in this case will be described as a third embodiment with reference to the process chart of FIG. explain. The same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0048】図3の(1)に示すように、シリコン基板
11の上層の一部分には、拡散層12が形成されてい
る。さらに上記シリコン基板11の上面には酸化シリコ
ンよりなる絶縁膜13が成膜されている。上記拡散層1
2上の上記絶縁膜13には、コンタクトホール14が形
成されている。またコンタクトホール14の内壁と上記
絶縁膜13の表面には、通常、コンタクト用金属として
例えばチタン(Ti)膜15とバリアメタルとして例え
ば窒化酸化チタン(TiON)膜16とが形成されてい
る。
As shown in FIG. 3A, a diffusion layer 12 is formed on a part of the upper layer of the silicon substrate 11. Further, an insulating film 13 made of silicon oxide is formed on the upper surface of the silicon substrate 11. The diffusion layer 1
A contact hole 14 is formed in the insulating film 13 on the upper part 2. Further, on the inner wall of the contact hole 14 and the surface of the insulating film 13, for example, a titanium (Ti) film 15 as a contact metal and a titanium nitride oxide (TiON) film 16 as a barrier metal are usually formed.

【0049】まず第1の工程では、第1の実施例で説明
したと同様にして、上記コンタクトホール14の内部を
含む上記窒化酸化チタン膜16上に、銅系材料よりなる
膜として、例えば銅(Cu)膜21を形成する。上記銅
膜21は、例えばスパッタ法またはCVD法(化学的気
相成長法)等によって形成される。
First, in the first step, in the same manner as described in the first embodiment, on the titanium nitride oxide film 16 including the inside of the contact hole 14, a film made of a copper-based material, such as copper, is used. A (Cu) film 21 is formed. The copper film 21 is formed by, for example, a sputtering method or a CVD method (chemical vapor deposition method).

【0050】次いで図3の(2)の第2の工程を行う。
この工程では、通常のレジスト塗布工程と感光、現像工
程を行うことによって、上記銅膜21上に、例えばレジ
ストよりなるエッチングマスク26を形成する。このエ
ッチングマスク26は、例えば1.0μm程度の膜厚に
形成される。
Next, the second step of (2) in FIG. 3 is performed.
In this step, an etching mask 26 made of, for example, a resist is formed on the copper film 21 by performing a normal resist coating step, exposure and development steps. The etching mask 26 is formed to have a film thickness of, for example, about 1.0 μm.

【0051】続いて図3の(3)の第3の工程を行う。
この工程では、例えば通常のダウンフロー型マイクロ波
プラズマエッチング装置を用いて、上記銅膜21の露出
している部分と上記エッチングマスク26とを有機膜2
7で被覆する。この有機膜27は、酸素や水分を通さな
い、例えばフルオロカーボン系ポリマーよりなる。この
際の生成条件は上記第2の実施例で説明したと同様の条
件なので、ここでの説明は省略する。
Subsequently, the third step (3) of FIG. 3 is performed.
In this step, the exposed portion of the copper film 21 and the etching mask 26 are removed from the organic film 2 by using, for example, an ordinary downflow type microwave plasma etching apparatus.
Cover with 7. The organic film 27 is made of, for example, a fluorocarbon polymer that is impermeable to oxygen and moisture. Since the generation conditions at this time are the same as those described in the second embodiment, description thereof will be omitted here.

【0052】なお上記フルオロカーボン系ポリマーの堆
積に用いる生成ガスは、トリフルオロメタン(CH
3 )の他に、例えばジフルオロメタン(CH2 2
またはフルオロメタン(CH3 F)等の、炭素と水素と
フッ素とで構成されるフルオロカーボンガスを用いるこ
とも可能である。これらの場合も、生成ガスに酸素もハ
ロゲンも含まれていないので、銅膜21を酸化させるこ
とも腐食させることもない。
The product gas used for depositing the above fluorocarbon polymer is trifluoromethane (CH
In addition to F 3 ), for example, difluoromethane (CH 2 F 2 )
Alternatively, it is also possible to use a fluorocarbon gas composed of carbon, hydrogen and fluorine, such as fluoromethane (CH 3 F). Also in these cases, since the generated gas does not contain oxygen or halogen, the copper film 21 is neither oxidized nor corroded.

【0053】あるいは、有機膜27を、例えばハイドロ
カーボン系ポリマーで形成することも可能である。この
場合には、ポリマーの生成ガスに、例えばテトラフルオ
ロメタン(CF4 )またはテトラフルオロエタン(C2
4 )等の、炭素と水素とで構成される炭化水素系ガス
を用いればよい。これらの場合も、生成ガスに酸素もハ
ロゲンも含まれていないので、銅膜21を酸化させるこ
ともなく腐食させることもない。
Alternatively, the organic film 27 can be formed of, for example, a hydrocarbon polymer. In this case, for example, tetrafluoromethane (CF 4 ) or tetrafluoroethane (C 2
A hydrocarbon-based gas composed of carbon and hydrogen such as F 4 ) may be used. In these cases as well, since the generated gas contains neither oxygen nor halogen, the copper film 21 is neither oxidized nor corroded.

【0054】その後図3の(4)に示す第4の工程を行
う。この工程では、例えばマイクロ波プラズマエッチン
グによって、有機膜27の2点鎖線で示す部分をエッチ
ングする。このエッチングでは、例えば窒素(N2 )ガ
スを用いる。この場合のエッチング条件は、前記第1の
実施例で説明したと同様であるので、ここでの詳細な説
明は省略する。またはエッチングガスに、例えば水素
(H2 )ガスを用いることも可能である。あるいはエッ
チング時の放電を安定化させてエッチング均一性を高め
るために、窒素(N2 ),水素(H2 ),アンモニア
(NH3 )等のガスのうちの1種または複数種と、希ガ
ス〔例えばヘリウム(He),アルゴン(Ar)等のう
ちの1種または複数種〕とを混合してなる混合ガスをエ
ッチングガスに用いることも可能である。そして銅膜2
1上の有機膜27を完全に除去するために、通常、オー
バエッチングを行う。この時、レジストよりなるエッチ
ングマスク26の表層も除去されるので、エッチングマ
スク26の寸法は、有機膜27のオーバエッチング量を
見込んで設計するとよい。
Thereafter, a fourth step shown in FIG. 3D is performed. In this step, the portion indicated by the chain double-dashed line of the organic film 27 is etched by, for example, microwave plasma etching. In this etching, for example, nitrogen (N 2 ) gas is used. Since the etching conditions in this case are the same as those described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted here. Alternatively, for example, hydrogen (H 2 ) gas may be used as the etching gas. Alternatively, in order to stabilize discharge during etching and enhance etching uniformity, one or more kinds of gases such as nitrogen (N 2 ), hydrogen (H 2 ), ammonia (NH 3 ) and a rare gas are used. It is also possible to use, as an etching gas, a mixed gas obtained by mixing [one or more kinds of helium (He), argon (Ar), etc.]. And copper film 2
In order to completely remove the organic film 27 on 1, the over etching is usually performed. At this time, since the surface layer of the etching mask 26 made of resist is also removed, the dimensions of the etching mask 26 may be designed in consideration of the amount of over-etching of the organic film 27.

【0055】次いで上記エッチングに連続して、銅膜2
1の2点鎖線で示す部分をエッチングする。銅膜21の
エッチング条件は、前記第1の実施例で説明したと同様
なので、ここでの詳細な説明は省略する。なお、銅膜2
1のエッチングでは、破線で示す部分のチタン膜15と
窒化酸化チタン膜16とも除去される。
Then, in succession to the above etching, the copper film 2
The portion indicated by the two-dot chain line 1 is etched. Since the etching conditions of the copper film 21 are the same as those described in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted here. The copper film 2
In the etching of No. 1, the titanium film 15 and the titanium oxynitride film 16 in the portion shown by the broken line are also removed.

【0056】上記第3の実施例では、銅膜21上にエッ
チングマスク26を形成した直後より銅膜21をエッチ
ングする直前まで、銅膜21を有機膜27で被覆するこ
とが可能なので、銅膜21は、少なくともエッチングマ
スク26を形成してからエッチングされるまで酸化され
ることはない。また上記エッチングでは、予め、有機膜
27が除去されているので、露出している銅膜21の全
面にわたってほぼ均一にエッチングが開始される。この
ため、銅膜21は均一性よくエッチングされる。
In the third embodiment, the copper film 21 can be covered with the organic film 27 immediately after the etching mask 26 is formed on the copper film 21 to immediately before the etching of the copper film 21. 21 is not oxidized at least after forming the etching mask 26 and before being etched. Further, in the above etching, since the organic film 27 is removed in advance, the etching is started almost uniformly over the entire surface of the exposed copper film 21. Therefore, the copper film 21 is etched with good uniformity.

【0057】上記第3の実施例においては、例えば銅膜
21を形成した後、不活性な雰囲気中でエッチングマス
ク26を形成し、その直後に有機膜27を形成すること
により、当該銅膜21を大気等の酸化性雰囲気にほとん
どさらさずにすむ。そして、酸化性雰囲気に晒すことな
く、エッチングマスク26と有機膜24とを連続的に形
成することにより、銅膜21は、少なくともエッチング
されるまで、酸化するまたは腐食することがなくなる。
In the third embodiment, for example, after the copper film 21 is formed, the etching mask 26 is formed in an inert atmosphere, and the organic film 27 is formed immediately after that, whereby the copper film 21 is formed. Almost no exposure to oxidizing atmosphere such as air. By continuously forming the etching mask 26 and the organic film 24 without exposing to the oxidizing atmosphere, the copper film 21 is prevented from being oxidized or corroded at least until it is etched.

【0058】上記各実施例中で用いた各条件や膜厚等の
数値は、その値に限定されることはなく、製造装置等に
よって、適宜変更することが可能である。
Numerical values such as conditions and film thicknesses used in each of the above embodiments are not limited to those values, and can be appropriately changed depending on the manufacturing apparatus or the like.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の酸化防止
方法によれば、銅系材料よりなる膜を形成した後、また
はエッチングマスクを形成した後に、銅系材料よりなる
膜上に酸素および水分を通さないような有機膜を形成し
たので、銅系材料よりなる膜をエッチングするまでの
間、銅系材料よりなる膜の酸化を防止することができ
る。このため、銅系材料よりなる膜で形成される配線等
のパターンの品質が向上するので、例えば配線の電気的
抵抗を低減することが可能になる。また歩留りの向上が
図れる。
As described above, according to the oxidation preventing method of the present invention, oxygen and oxygen are formed on the copper-based material film after the copper-based material film is formed or after the etching mask is formed. Since the organic film impermeable to water is formed, it is possible to prevent the film made of the copper-based material from being oxidized until the film made of the copper-based material is etched. Therefore, the quality of a pattern such as a wiring formed of a film made of a copper-based material is improved, so that the electrical resistance of the wiring can be reduced, for example. In addition, the yield can be improved.

【0060】また露光波長を吸収する物質を含ませた有
機膜を形成した場合には、エッチングマスクを形成する
際の感光工程におけるハレーションの影響を低減するこ
とができるので、エッチングマスクを高精度に形成する
ことが可能になる。したがって、配線等のパターンの寸
法精度の向上が図れる。有機膜をプラズマ放電によるポ
リマーで形成した場合には、段差部における有機膜の被
覆性が向上できる。また成膜の制御性も高いので、信頼
性の高い有機膜を形成することができる。さらに銅系材
料よりなる膜と有機膜とを連続的に形成することが可能
になるので、銅系材料よりなる膜が酸化されにくくな
る。このため、銅系材料よりなる膜によって形成される
配線等のパターンの信頼性の向上が図れる。
Further, when an organic film containing a substance that absorbs the exposure wavelength is formed, the effect of halation in the photosensitive process in forming the etching mask can be reduced, so that the etching mask can be used with high accuracy. Can be formed. Therefore, the dimensional accuracy of the pattern such as wiring can be improved. When the organic film is formed of polymer by plasma discharge, the coverage of the organic film on the step portion can be improved. In addition, since controllability of film formation is high, an organic film with high reliability can be formed. Furthermore, since it becomes possible to continuously form a film made of a copper-based material and an organic film, the film made of a copper-based material is less likely to be oxidized. Therefore, it is possible to improve the reliability of a pattern such as a wiring formed of a film made of a copper-based material.

【0061】また本発明のドライエッチング方法によれ
ば、水素もしくは窒素のいずれか一方あるいは両方で構
成されるエッチングガス、またはそのエッチングガスに
希ガスを混合してなるガスを用いて有機膜をエッチング
するので、銅系材料よりなる膜は酸化されない。したが
って、銅系材料よりなる膜によって信頼性の高い配線を
形成するとが可能になる。またエッチングガスに水素を
含む場合には、銅系材料よりなる膜の表面が水素によっ
て還元される。このため、銅系材料よりなる膜のエッチ
ング均一性の向上が図れるので、歩留りを高めることが
できる。さらに有機膜のエッチング速度が速くなるので
スループットの向上が図れる。また、エッチングガスに
希ガスを含む場合には、安定したプラズマ放電が得られ
るので、エッチング均一性がさらに向上する。このた
め、歩留りの向上を図ることができる。
Further, according to the dry etching method of the present invention, the organic film is etched using an etching gas composed of either or both of hydrogen and nitrogen, or a gas obtained by mixing a rare gas with the etching gas. Therefore, the film made of the copper-based material is not oxidized. Therefore, it is possible to form a highly reliable wiring with a film made of a copper-based material. When the etching gas contains hydrogen, the surface of the film made of the copper-based material is reduced by hydrogen. Therefore, the etching uniformity of the film made of the copper-based material can be improved, and the yield can be increased. Further, since the etching rate of the organic film is increased, the throughput can be improved. Further, when the etching gas contains a rare gas, a stable plasma discharge can be obtained, so that the etching uniformity is further improved. Therefore, the yield can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例の工程図である。FIG. 1 is a process drawing of a first embodiment.

【図2】第2の実施例の工程図である。FIG. 2 is a process drawing of a second embodiment.

【図3】第3の実施例の工程図である。FIG. 3 is a process drawing of a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 シリコン基板 21 銅膜 22 有機膜 23 エッチングマスク 24 有機膜 25 エッチングマスク 26 エッチングマスク 27 有機膜 11 Silicon Substrate 21 Copper Film 22 Organic Film 23 Etching Mask 24 Organic Film 25 Etching Mask 26 Etching Mask 27 Organic Film

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板に銅系材料よりなる膜を形成した
後、当該銅系材料よりなる膜を有機膜で被覆し、その後
前記有機膜上にエッチングマスクを形成することを特徴
とする酸化防止方法。
1. An antioxidation characterized by forming a film of a copper-based material on a substrate, coating the film of the copper-based material with an organic film, and then forming an etching mask on the organic film. Method.
【請求項2】 請求項1記載の酸化防止方法において、 前記銅系材料よりなる膜を形成した後、前記銅系材料よ
りなる膜を酸化性雰囲気にさらすことなく前記有機膜を
形成することを特徴とする酸化防止方法。
2. The oxidation preventing method according to claim 1, wherein after the film made of the copper-based material is formed, the organic film is formed without exposing the film made of the copper-based material to an oxidizing atmosphere. A characteristic antioxidant method.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の酸化防止
方法において、 前記有機膜には、少なくとも露光波長を吸収する物質が
含まれていることを特徴とする酸化防止方法。
3. The antioxidant method according to claim 1 or 2, wherein the organic film contains a substance that absorbs at least an exposure wavelength.
【請求項4】 基板に銅系材料よりなる膜を形成した
後、前記銅系材料よりなる膜上にエッチングマスクを形
成し、その後、少なくとも当該銅系材料よりなる膜の露
出している表面を有機膜で被覆することを特徴とする酸
化防止方法。
4. A film made of a copper-based material is formed on a substrate, an etching mask is formed on the film made of the copper-based material, and then at least the exposed surface of the film made of the copper-based material is removed. A method for preventing oxidation, which comprises coating with an organic film.
【請求項5】 請求項4記載の酸化防止方法において、 前記銅系材料よりなる膜を形成した後、前記銅系材料よ
りなる膜を酸化性雰囲気にさらすことなく前記エッチン
グマスクを形成し、さらに有機膜を形成することを特徴
とする酸化防止方法。
5. The oxidation preventing method according to claim 4, wherein after forming the film made of the copper-based material, the etching mask is formed without exposing the film made of the copper-based material to an oxidizing atmosphere, An antioxidant method comprising forming an organic film.
【請求項6】 請求項1〜請求項5のうちのいずれか1
項に記載の酸化防止方法において、 前記有機膜は酸素および水分を通さない膜よりなること
を特徴とする酸化防止方法。
6. Any one of claims 1 to 5.
Item 5. The antioxidant method according to Item 4, wherein the organic film is a film that is impermeable to oxygen and moisture.
【請求項7】 請求項1〜請求項6のうちのいずれか1
項に記載の酸化防止方法において、 前記有機膜はプラズマ放電により形成されるポリマーよ
りなることを特徴とする酸化防止方法。
7. Any one of claims 1 to 6
Item 5. The antioxidant method according to Item 4, wherein the organic film is made of a polymer formed by plasma discharge.
【請求項8】 請求項7記載の酸化防止方法において、 プラズマ放電で用いるガスは、少なくともハロカーボン
系ガスまたはフルオロカーボン系ガスを含み、酸素を含
まないことを特徴とする酸化防止方法。
8. The antioxidant method according to claim 7, wherein the gas used in the plasma discharge contains at least a halocarbon-based gas or a fluorocarbon-based gas and does not contain oxygen.
【請求項9】 請求項7記載の酸化防止方法において、 プラズマ放電で用いるガスは、少なくとも炭化水素系ガ
スを含み、酸素を含まないことを特徴とする酸化防止方
法。
9. The antioxidant method according to claim 7, wherein the gas used in the plasma discharge contains at least a hydrocarbon gas and does not contain oxygen.
【請求項10】 銅系材料よりなる膜を有機膜で被覆し
た後、エッチングマスクを形成してドライエッチングを
行うドライエッチング方法であって、 少なくとも水素もしくは窒素のどちらか一方あるいは両
方で構成されるエッチングガス、または少なくとも水素
もしくは窒素のどちらか一方あるいは両方で構成される
ガスに希ガスを混合してなるエッチングガスを用いて、
露出している前記有機膜をエッチングすることにより前
記銅系材料よりなる膜を露出させ、その後、当該銅系材
料よりなる膜をエッチングすることを特徴とするドライ
エッチング方法。
10. A dry etching method in which a film made of a copper-based material is covered with an organic film, and then an etching mask is formed to perform dry etching, which is composed of at least one of hydrogen and / or nitrogen. Using an etching gas, or an etching gas formed by mixing a rare gas with at least one or both of hydrogen and nitrogen,
A dry etching method comprising: exposing the exposed organic film to expose a film made of the copper-based material, and then etching the film made of the copper-based material.
【請求項11】 銅系材料よりなる膜上にエッチングマ
スクを形成した後、少なくとも露出している銅系材料よ
りなる膜を有機膜で被覆し、その後ドライエッチングを
行うドライエッチング方法であって、 少なくとも水素もしくは窒素のどちらか一方あるいは両
方で構成されるエッチングガス、または少なくとも水素
もしくは窒素のどちらか一方あるいは両方で構成される
ガスに希ガスを混合してなるエッチングガスを用いて、
少なくとも前記銅系材料よりなる膜表面の前記有機膜を
エッチングすることにより前記エッチングマスクで覆わ
れた部分を除く当該銅系材料よりなる膜を露出させ、そ
の後、当該銅系材料よりなる膜をエッチングすることを
特徴とするドライエッチング方法。
11. A dry etching method comprising forming an etching mask on a film made of a copper-based material, covering at least the exposed film made of a copper-based material with an organic film, and then performing dry etching. Using an etching gas composed of at least one or both of hydrogen and nitrogen, or an etching gas composed of a rare gas mixed with a gas composed of at least one or both of hydrogen and nitrogen,
By exposing the organic film on the surface of the film made of at least the copper-based material to expose the film made of the copper-based material excluding the portion covered by the etching mask, and then etching the film made of the copper-based material A dry etching method comprising:
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