JP2000223477A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2000223477A
JP2000223477A JP11026446A JP2644699A JP2000223477A JP 2000223477 A JP2000223477 A JP 2000223477A JP 11026446 A JP11026446 A JP 11026446A JP 2644699 A JP2644699 A JP 2644699A JP 2000223477 A JP2000223477 A JP 2000223477A
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Japan
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hole
film
fluorine
dry etching
gas
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Kunihiro Fujii
邦宏 藤井
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NEC Corp
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    • H01L21/3105After-treatment
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸素プラズマ処理でレジスト除去の後に大気
中に取り出すと、フッ素がアルミニウム合金膜を浸食
し、スルーホールがその反応生成物で埋設され、スルー
ホールの電気特性及び良品率を著しく低下させる。 【解決手段】 半導体装置の製造方法において、フロロ
カーボン系のガスによりスルーホールをドライエッチン
グにて開孔し、その後、スルーホール内に堆積した反応
生成物中のフッ素を還元除去可能な水素を含有するガス
と酸素との混合ガスを用いたプラズマ処理により、レジ
スト並びにフッ素を除去することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スルーホールをド
ライエッチングにて開孔する工程を備えた半導体装置の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、配線構造としては、上層から順
に、窒化チタン膜/アルミニウム合金膜/窒化チタン膜
/チタン膜の積層構造が用いられてきた。本配線構造で
は、スルーホールにより、第1の配線と第2の配線を接
続する場合、第1の配線の上部の窒化チタン膜を、スル
ーホール開孔時に、エッチングし、アルミニウム合金膜
の表面を露出させる必要があった。これは、窒化チタン
膜とアルミニウム合金膜の界面には、高抵抗のアルミニ
ウムの窒化物が形成されているので、アルミニウム合金
膜の上部の窒化チタン膜を残存させると、スルーホール
抵抗が高抵抗化するためである。このアルミニウムの窒
化物は、アルミニウム合金膜を堆積後、窒化チタン膜を
堆積するときに形成される。窒化チタン膜は、通常、チ
タンをターゲット材として、アルゴンと窒素の混合ガス
によりプラズマ放電させて、スパッタ堆積されている。
従って、窒化チタン膜の成膜の初期には、アルミニウム
合金膜の表面が、窒素プラズマにさらされており、この
時、このアルミニウムの窒化物が形成される。一方、ア
ルミニウム合金膜の下層にも、窒化チタン膜が存在する
が、アルミニウム合金膜の下層は、窒素プラズマにさら
されないので、アルミニウムの窒化物は形成されない。
【0003】更に、スルーホールの開孔のためには、層
間絶縁膜であるシリコン酸化膜をエッチングするガスで
ある、CF4、CHF3、C48等が用いられており、こ
れらのガスで、窒化チタン膜をエッチングする場合、窒
化チタン膜のエッチング速度が、シリコン酸化膜の1/
10程度と遅く、エッチング時間が増加し、また、それ
と共に、エッチング時に発生する堆積物も増加し、その
後、その堆積物を除去することが困難となっていた。
【0004】図3は、従来のスルーホール形成方法を製
造工程順に示した断面図である。図3(a)に示すよう
に、既に、トランジスタ等が形成された基板201上
に、絶縁膜としてのシリコン酸化膜202を堆積し、更
に、チタン膜203a、窒化チタン膜203b、アルミ
ニウム合金膜203c、窒化チタン膜203dの順に堆
積し、第1の配線203をフォトリソグラフィとドライ
エッチングによりパターン形成する。次いで、高密度プ
ラズマCVD法によりシリコン酸化膜からなる層間絶縁
膜204を堆積後、CMP(Chemical Mec
hanicalPolishing)技術を用いて層間
絶縁膜の平坦化を行う。次いで、フォトリソグラフィに
より、スルーホール形成のためのフォトレジスト205
を形成する。
【0005】次いで、図3(b)に示すように、フォト
レジスト205をマスクとして、層間絶縁膜204のド
ライエッチングをフロロカーボン系のガスを用いて行
い、選択的にスルーホール206を形成する。前述のよ
うに、このエッチングにおいて、エッチングを窒化チタ
ン膜203dで止めて形成したスルーホールでは、抵抗
が高く、半導体装置の性能を劣化させることとなる。こ
れに対し、このエッチングで、窒化チタン膜203dを
エッチング除去した場合には、図3(b)に示したよう
に、エッチング中に形成される反応生成物207がスル
ーホール206の側壁部と底部に堆積する。この反応生
成物207は、アルミニウム,炭素及びフッ素を主な構
成物としている。
【0006】次いで、図3(c)に示すように、層間絶
縁膜204上のフォトレジスト205を、酸素プラズマ
により除去する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術において、層間絶縁膜204上のフォトレジスト20
5を、酸素プラズマにより除去する時、レジストマスク
209と反応生成物中の炭素の一部は、一酸化炭素、あ
るいは二酸化炭素となって除去されるが、フッ素やアル
ミニウムは残留する。残留したフッ素は、炭素が除去さ
れているので、化学的に不安定で、反応性の高い状態に
なっている。レジスト除去工程である酸素プラズマ処理
のあとに、大気中に取り出すと、この化学的に不安定な
フッ素と第1の配線のアルミニウム合金膜203cが、
大気中の水分と反応し、スルーホール底部のアルミニウ
ム合金膜203cが浸食208され、スルーホールがそ
の反応生成物である、アルミニウムとフッ素の水和物2
09で埋設される。この水和物209は、スルーホール
エッチング工程の後に、大気中に取り出し、2日から3
日間放置した場合も発生する。
【0008】この水和物209は絶縁物であり、スルー
ホールの全体あるいは、一部を覆っているため、スルー
ホールの電気特性及び良品率を著しく低下させることと
なる。
【0009】本発明は、これらの問題を解決することを
目的とする。
【0010】
【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、フロロカーボン系のガスにより、スルーホー
ルをドライエッチングにて開孔し、その後、スルーホー
ル内に堆積した反応生成物中のフッ素を還元除去可能な
水素を含有するガスと酸素との混合ガスを用いたプラズ
マ処理により、レジスト並びに、フッ素を除去すること
を特徴とする。
【0011】本発明の好ましい他の態様において、ドラ
イエッチングの工程とプラズマ処理の工程は、同一真空
装置内で、大気にさらすことなく、連続で行われる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1、図2は、本発明の第1の実
施の形態例を製造工程順に示した断面図である。
【0013】図1(a)に示すように、既にトランジス
タ等が形成された基板101上に、絶縁膜としてのシリ
コン酸化膜102を堆積し、更に、30nmの膜厚のチ
タン膜103a、50nmの膜厚の窒化チタン膜103
bをスパッタ堆積する。次に、450nmの膜厚のアル
ミニウム合金膜103c、25nmの膜厚の窒化チタン
膜103dを順にスパッタ堆積し、第1の配線103を
フォトリソグラフィとドライエッチングによりパターン
形成する。
【0014】次いで、高密度プラズマCVD法によりシ
リコン酸化膜からなる層間絶縁膜104を1.8μm堆
積後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)技術
を用いて層間絶縁膜の平坦化を行う。平坦化後の層間膜
厚は700nmである。次いで、フォトリソグラフィに
より、スルーホール形成のためのフォトレジスト105
を形成する。
【0015】次に、図1(b)に示すように、フォトレ
ジスト105をマスクとして、層間絶縁膜104の選択
的ドライエッチングを行い、スルーホール106を形成
する。この時、スルーホール106の底部の窒化チタン
膜103dも、同時にエッチングする。
【0016】ドライエッチング工程の操作条件の一例を
示すと、C48ガスを用い、エッチングを行う装置に
は、平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用いて
行うことができる。プラズマ発生用の高周波電源として
は、13.56MHzを用い、2000Wの電力を投入
する。C48のガス流量は、20sccmとし、またエ
ッチング処理圧力は、30mTorrとする。この条件
において得られるエッチング速度としては、シリコン酸
化膜からなる層間絶縁膜105が600nm/min、
また、窒化チタン膜103dのエッチング速度は50n
m/minであり、2分30秒間のエッチングにより、
酸化膜とスルーホール106の底部の窒化チタン103
dを除去することができる。この時、スルーホール10
6の側壁部と底部には、アルミニウムとフッ素と炭素を
主な構成成分とする反応生成物107が堆積する。
【0017】次いで、図1(c)に示すように、反応生
成物107中のフッ素を還元して除去することが可能な
水素と、レジスト膜を除去することが可能な酸素との混
合ガスを用い、例えば1分間のプラズマ処理を行う。プ
ラズマ処理を行う装置には、平行平板型のプラズマ装置
を使用することができ、この場合の条件としては、プラ
ズマ発生用の高周波電源として13.56MHzを用
い、500Wの電力を投入する。水素と酸素の流量は、
300sccm、3000sccmで、プラズマ処理圧
力は、2Torrとした。ウェハ温度は、250℃に保
持した。次いで、有機溶剤により、表面に残留した有機
成分を除去する。
【0018】次いで、図2(a)に示すように、Ar逆
スパッタによりエッチングした後、30nmの膜厚のチ
タン膜108と50nmの膜厚の窒化チタン膜109を
順にスパッタ堆積する。次いで、ブランケットタングス
テンCVD法により、450℃程度に基板を加熱して、
WF6、SiH4、H2ガスにより、タングステン膜11
0aを堆積し、スルーホール106を埋設すると共に、
層間絶縁膜104の上を覆う。
【0019】次いで、図2(b)に示すように、スルー
ホール106を除く層間絶縁膜104上のタングステン
膜110aと窒化チタン膜109とチタン膜108をC
MPにより選択的に除去し、スルーホール106内にタ
ングステンプラグ110bを残す。次いで、30nmの
膜厚のチタン膜111a、50nmの膜厚の窒化チタン
膜111b、450nmの膜厚のアルミニウム合金膜1
11c、25nmの膜厚の窒化チタン膜111dを順に
堆積後、第2の配線111をフォトリソグラフィとドラ
イエッチングによりパターン形成する。
【0020】またプラズマ処理のガスとして、水素の代
わりに、水素を含んだ化合物であれば、同様の効果が得
られ、水や、メタノール等でもよい。水やメタノールの
流量も、水素と同様に、例えば300sccmでよい。
【0021】また、ドライエッチングの工程と、プラズ
マ処理の工程を、大気にさらさず、同一真空装置内で行
うことが望ましいが、ドライエッチングの工程とプラズ
マ処理の工程のインターバルが24時間以内であれば、
同一真空中内でなく、一度大気にさらしてもよい。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フロロカ
ーボン系のガスを用いたスルーホールエッチング時に形
成される、アルミニウムとフッ素と炭素を主な構成物と
する堆積物を、フッ素が還元可能な水素を含有するガス
と、酸素の混合ガスにより、フッ素を水素還元、炭素を
酸化し、それぞれ、フッ化水素、一酸化炭素あるいは二
酸化炭素として、除去する。従って、プラズマ処理後
に、大気中に取り出しても、大気中の水分と反応せず、
スルーホール底部のアルミニウムが浸食されることもな
い。その結果、スルーホールの電気特性及び良品率を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は、本発明の一実施の形態における
半導体装置の製造方法の工程を示す概略的断面図。
【図2】(a),(b)は、図1(c)の工程に続く工程を
示す概略的断面図。
【図3】(a)〜(c)は、従来の半導体装置の製造方法の
工程を示す概略的断面図。
フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 AA09 AA11 BA04 BB13 BB26 BD05 CA04 DA00 DA23 DA24 DA26 DB03 DB09 DB12 DB26 EA10 EA13 EB01 EB02 EB03 5F033 HH09 HH18 HH33 JJ18 JJ19 JJ33 KK09 KK18 KK33 MM01 MM08 NN06 NN07 PP09 PP15 QQ08 QQ09 QQ10 QQ11 QQ12 QQ21 QQ37 QQ48 QQ92 QQ93 QQ95 QQ96 QQ98 RR04 SS15 TT02 XX09 XX18

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フロロカーボン系のガスにより、スルー
    ホールをドライエッチングにて開孔するドライエッチン
    グ工程と、その後、スルーホール内に堆積した反応生成
    物中のフッ素を還元除去可能な水素を含有するガスと酸
    素との混合ガスを用いたプラズマ処理により、レジスト
    並びにフッ素を除去するプラズマ処理工程とを備えてい
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ドライエッチング工程と前記プラズ
    マ処理工程とを、同一真空装置内で、大気にさらすこと
    なく、連続して行う請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
JP11026446A 1999-02-03 1999-02-03 半導体装置の製造方法 Pending JP2000223477A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006156518A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP2023516866A (ja) * 2020-12-03 2023-04-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド トレンチ構造内の選択的タングステン堆積

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070036299A (ko) * 2005-09-29 2007-04-03 주식회사 하이닉스반도체 Hdp-cvd 공정을 이용한 절연막 형성방법
KR100943489B1 (ko) * 2007-11-30 2010-02-22 주식회사 동부하이텍 금속 블리스터 디펙트를 개선할 수 있는 반도체 소자의제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006156518A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法
JP4643975B2 (ja) * 2004-11-26 2011-03-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2023516866A (ja) * 2020-12-03 2023-04-21 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド トレンチ構造内の選択的タングステン堆積

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