JP2000232096A - 配線形成法 - Google Patents
配線形成法Info
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- JP2000232096A JP2000232096A JP11034074A JP3407499A JP2000232096A JP 2000232096 A JP2000232096 A JP 2000232096A JP 11034074 A JP11034074 A JP 11034074A JP 3407499 A JP3407499 A JP 3407499A JP 2000232096 A JP2000232096 A JP 2000232096A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ａｌ系膜及びＴｉ系膜を含む配線の形成法にお
いて、側壁保護膜除去とコロージョン防止とを共に達成
する。 【解決手段】基板１０を覆う絶縁膜１２の上にＴｉＮ
膜、Ａｌ合金膜及びＴｉＮ膜を順次に重ねた積層を形成
した後、レジスト層１６をマスクとし且つハロゲン系ガ
スを用いるドライエッチングにより積層をパターニング
して配線層１４Ａを得る。ドライエッチングは、側壁保
護膜１８ａ，１８ｂを形成しつつ行なう。１８ａ等の膜
は、Ｔｉ含有膜／Ａｌ含有膜／Ｔｉ含有膜の３層構造を
なす。Ｏ２及び／又はＨ２ＯガスにＦ系ガスを添加した
ガスのプラズマで層１６をアッシングして除去する。１
８ａ等の膜中のＡｌ，Ｔｉはフッ化される。冷水（３０
℃より低温）、温水（３０℃以上）及び冷水を順次に用
いる水洗により１８ａ等の膜及びハロゲン系残留物を除
去する。冷水はＴｉフッ化物を、温水はＡｌフッ化物及
びハロゲン系残留物をそれぞれ除去し易い。
いて、側壁保護膜除去とコロージョン防止とを共に達成
する。 【解決手段】基板１０を覆う絶縁膜１２の上にＴｉＮ
膜、Ａｌ合金膜及びＴｉＮ膜を順次に重ねた積層を形成
した後、レジスト層１６をマスクとし且つハロゲン系ガ
スを用いるドライエッチングにより積層をパターニング
して配線層１４Ａを得る。ドライエッチングは、側壁保
護膜１８ａ，１８ｂを形成しつつ行なう。１８ａ等の膜
は、Ｔｉ含有膜／Ａｌ含有膜／Ｔｉ含有膜の３層構造を
なす。Ｏ２及び／又はＨ２ＯガスにＦ系ガスを添加した
ガスのプラズマで層１６をアッシングして除去する。１
８ａ等の膜中のＡｌ，Ｔｉはフッ化される。冷水（３０
℃より低温）、温水（３０℃以上）及び冷水を順次に用
いる水洗により１８ａ等の膜及びハロゲン系残留物を除
去する。冷水はＴｉフッ化物を、温水はＡｌフッ化物及
びハロゲン系残留物をそれぞれ除去し易い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ａｌ（アルミニ
ウム）系導電膜とＴｉ（チタン）系導電膜とを含む積層
からなる配線の形成法に関し、特にレジストアッシング
の後冷水洗浄によりＴｉのフッ化物を除去すると共に温
水洗浄によりＡｌのフッ化物及びハロゲン系残留物を除
去することにより側壁保護膜除去とコロージョン（配線
腐食）防止とを共に達成可能としたものである。
ウム）系導電膜とＴｉ（チタン）系導電膜とを含む積層
からなる配線の形成法に関し、特にレジストアッシング
の後冷水洗浄によりＴｉのフッ化物を除去すると共に温
水洗浄によりＡｌのフッ化物及びハロゲン系残留物を除
去することにより側壁保護膜除去とコロージョン（配線
腐食）防止とを共に達成可能としたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ａｌ系（Ａｌ又はＡｌ合金）配線
の形成法としては、レジスト層をマスクとする選択的ド
ライエッチングによりＡｌ系配線材層をパターニングし
て配線層を形成した後、レジスト層をアッシングして除
去するものが知られている。
の形成法としては、レジスト層をマスクとする選択的ド
ライエッチングによりＡｌ系配線材層をパターニングし
て配線層を形成した後、レジスト層をアッシングして除
去するものが知られている。
【０００３】このような配線形成法において、選択的ド
ライエッチング工程では、エッチングマスクとしてのレ
ジスト層の寸法及び形状に忠実に配線層を形成するため
に、異方性が高いエッチング技術が求められる。このよ
うなエッチング技術としては、Ｃｌ2、ＢＣｌ3等のハロ
ゲン系ガスをエッチングガスとして用いて配線層の側壁
に側壁保護膜を形成しつつドライエッチング（例えば反
応性イオンエッチング）を行なう方法が用いられる。側
壁保護膜は、被エッチング材であるＡｌ等を含むもの
で、配線層の側壁でのエッチング進行を抑制するように
作用する。
ライエッチング工程では、エッチングマスクとしてのレ
ジスト層の寸法及び形状に忠実に配線層を形成するため
に、異方性が高いエッチング技術が求められる。このよ
うなエッチング技術としては、Ｃｌ2、ＢＣｌ3等のハロ
ゲン系ガスをエッチングガスとして用いて配線層の側壁
に側壁保護膜を形成しつつドライエッチング（例えば反
応性イオンエッチング）を行なう方法が用いられる。側
壁保護膜は、被エッチング材であるＡｌ等を含むもの
で、配線層の側壁でのエッチング進行を抑制するように
作用する。
【０００４】エッチングガスとしてハロゲン系ガスを用
いた場合、レジスト層を除去した後も配線層の表面にＣ
ｌ等のハロゲン系残留物が存在する。Ｃｌ等の残留物
は、コロージョンを引き起こすので、除去する必要があ
る。従来、コロージョン防止策としては、次の（ａ）〜
（ｅ）のような方法が知られている。
いた場合、レジスト層を除去した後も配線層の表面にＣ
ｌ等のハロゲン系残留物が存在する。Ｃｌ等の残留物
は、コロージョンを引き起こすので、除去する必要があ
る。従来、コロージョン防止策としては、次の（ａ）〜
（ｅ）のような方法が知られている。
【０００５】（ａ）選択的エッチングの後、基板を大気
にさらすことなくレジストアッシングを行なう方法（例
えば、特開平３−８３３３７号公報、特開平４−１５９
１９号公報、特開平６−８４８４０号公報等参照）。
にさらすことなくレジストアッシングを行なう方法（例
えば、特開平３−８３３３７号公報、特開平４−１５９
１９号公報、特開平６−８４８４０号公報等参照）。
【０００６】（ｂ）レジストアッシングの前又は後にＨ
（水素）成分を含むプラズマによりＣｌ等の残留物をＨ
Ｃｌの形で除去する方法（例えば特開平３−８３３３７
号公報、特開平４−１５９１９号公報等参照）。
（水素）成分を含むプラズマによりＣｌ等の残留物をＨ
Ｃｌの形で除去する方法（例えば特開平３−８３３３７
号公報、特開平４−１５９１９号公報等参照）。
【０００７】（ｃ）レジストアッシングの際にＯ（酸
素）成分及びＨ成分を含むプラズマを用いることにより
レジスト除去と同時にＣｌ等の残留物をＨＣｌの形で除
去する方法（例えば、特開平３−８３３３７号公報、特
開平６−８４８４０号公報等参照）。
素）成分及びＨ成分を含むプラズマを用いることにより
レジスト除去と同時にＣｌ等の残留物をＨＣｌの形で除
去する方法（例えば、特開平３−８３３３７号公報、特
開平６−８４８４０号公報等参照）。
【０００８】（ｄ）Ｏ2＋ＣＦ4の混合ガスのプラズマに
よりレジスト層をアッシング除去した後、水洗処理によ
りＣｌ等の残留物を除去する方法（例えば、特開平６−
８４８４０号公報に記載の「従来の技術」参照）。
よりレジスト層をアッシング除去した後、水洗処理によ
りＣｌ等の残留物を除去する方法（例えば、特開平６−
８４８４０号公報に記載の「従来の技術」参照）。
【０００９】（ｅ）選択的ドライエッチングの後、Ｆ
（フッ素）原子源としてのＣＦ4＋Ｏ2の混合ガスにＨ2
Ｏガスを添加したガスのプラズマによりレジスト層をア
ッシングして除去し、さらに基板を水洗する方法（例え
ば、S. Jimbo, K. Shimomura,T. Ohiwa, M. Sekine, H.
Mori, K. Horioka and H. Okano, “Resist and Sidew
all Film Removal after Al Reactive Ion Etching (RI
E) Employing F + H2ODownstream Ashing", Jpn. J. Ap
pl. Phys. Vol.32 (1993) pp.3045-3050参照）。この方
法では、Ａｌのハロゲン化物をアッシングの際に水溶性
のＡｌのフッ化物に変換した後、水洗処理によりＡｌの
フッ化物を除去する。
（フッ素）原子源としてのＣＦ4＋Ｏ2の混合ガスにＨ2
Ｏガスを添加したガスのプラズマによりレジスト層をア
ッシングして除去し、さらに基板を水洗する方法（例え
ば、S. Jimbo, K. Shimomura,T. Ohiwa, M. Sekine, H.
Mori, K. Horioka and H. Okano, “Resist and Sidew
all Film Removal after Al Reactive Ion Etching (RI
E) Employing F + H2ODownstream Ashing", Jpn. J. Ap
pl. Phys. Vol.32 (1993) pp.3045-3050参照）。この方
法では、Ａｌのハロゲン化物をアッシングの際に水溶性
のＡｌのフッ化物に変換した後、水洗処理によりＡｌの
フッ化物を除去する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記した（ａ）〜
（ｅ）の方法によると、コロージョンの発生を低減可能
である。しかしながら、上記（ａ）〜（ｄ）項で引用し
た文献では、側壁保護膜の形成乃至除去については特に
言及されていない。
（ｅ）の方法によると、コロージョンの発生を低減可能
である。しかしながら、上記（ａ）〜（ｄ）項で引用し
た文献では、側壁保護膜の形成乃至除去については特に
言及されていない。
【００１１】一方、上記（ｅ）項で引用した文献には、
Ａｌの酸化物を水溶性のＡｌのフッ化物に変換して水洗
処理により除去することで側壁保護膜の除去が可能にな
る旨記載されている。しかしながら、Ａｌ系導電膜及び
Ｔｉ系導電膜を含む積層からなる配線の形成法に上記
（ｅ）の方法を応用することについては何等記載されて
いない。
Ａｌの酸化物を水溶性のＡｌのフッ化物に変換して水洗
処理により除去することで側壁保護膜の除去が可能にな
る旨記載されている。しかしながら、Ａｌ系導電膜及び
Ｔｉ系導電膜を含む積層からなる配線の形成法に上記
（ｅ）の方法を応用することについては何等記載されて
いない。
【００１２】この発明の目的は、Ａｌ系導電膜及びＴｉ
系導電膜を含む積層からなる配線を形成する際に側壁保
護膜除去とコロージョン防止とを共に達成することがで
きる新規な配線形成法を提供することにある。
系導電膜を含む積層からなる配線を形成する際に側壁保
護膜除去とコロージョン防止とを共に達成することがで
きる新規な配線形成法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る配線形成
法は、基板を覆う絶縁膜の上にＴｉ系導電膜及びＡｌ系
導電膜を順次に重ねた積層を形成する工程と、所定の配
線パターンに従って前記積層の上にレジスト層を形成す
る工程と、前記レジスト層をマスクとし且つハロゲン系
ガスを用いるドライエッチングにより前記積層をパター
ニングして前記積層の残存部からなる配線層を形成する
工程であって、前記配線層の側壁に側壁保護膜を形成し
つつ前記ドライエッチングを行なうものと、前記配線層
を形成した後、酸素を含むガスにフッ素系ガスを添加し
たガスのプラズマにより前記レジスト層をアッシングし
て除去する工程と、前記レジスト層を除去した後、３０
℃より低温の冷水及び３０℃以上の温水を順次に用いる
水洗処理により前記配線層から前記側壁保護膜及びハロ
ゲン系残留物を除去する工程とを含むものである。
法は、基板を覆う絶縁膜の上にＴｉ系導電膜及びＡｌ系
導電膜を順次に重ねた積層を形成する工程と、所定の配
線パターンに従って前記積層の上にレジスト層を形成す
る工程と、前記レジスト層をマスクとし且つハロゲン系
ガスを用いるドライエッチングにより前記積層をパター
ニングして前記積層の残存部からなる配線層を形成する
工程であって、前記配線層の側壁に側壁保護膜を形成し
つつ前記ドライエッチングを行なうものと、前記配線層
を形成した後、酸素を含むガスにフッ素系ガスを添加し
たガスのプラズマにより前記レジスト層をアッシングし
て除去する工程と、前記レジスト層を除去した後、３０
℃より低温の冷水及び３０℃以上の温水を順次に用いる
水洗処理により前記配線層から前記側壁保護膜及びハロ
ゲン系残留物を除去する工程とを含むものである。
【００１４】この発明の配線形成法において、Ｔｉ系導
電膜としては、Ｔｉ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＯＮ膜又はＴｉ
合金膜等を用いることができ、Ａｌ系導電膜としては、
Ａｌ膜又はＡｌ合金膜等を用いることができる。ハロゲ
ン系ガスとしては、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、Ｂｒ2等のガスを
用いることができる。酸素（Ｏ）を含むガスとしては、
Ｏ2ガス及び／又はＨ2Ｏガスを用いることができる。フ
ッ素系ガスとしては、ＣＦ4ガス又はＣＨＦ3ガスを用い
ることができる。ハロゲン系残留物としては、Ｃｌ、Ｂ
ｒ等が生成される。
電膜としては、Ｔｉ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＯＮ膜又はＴｉ
合金膜等を用いることができ、Ａｌ系導電膜としては、
Ａｌ膜又はＡｌ合金膜等を用いることができる。ハロゲ
ン系ガスとしては、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、Ｂｒ2等のガスを
用いることができる。酸素（Ｏ）を含むガスとしては、
Ｏ2ガス及び／又はＨ2Ｏガスを用いることができる。フ
ッ素系ガスとしては、ＣＦ4ガス又はＣＨＦ3ガスを用い
ることができる。ハロゲン系残留物としては、Ｃｌ、Ｂ
ｒ等が生成される。
【００１５】この発明の配線形成法によれば、Ｔｉ系導
電膜にＡｌ系導電膜を重ねた積層をドライエッチングす
るので、側壁保護膜としては、Ａｌ含有膜にＴｉ含有膜
を重ねた積層膜が形成される。アッシング処理では、酸
素を含むガスにフッ素系ガスを添加したガスのプラズマ
を用いるので、側壁保護膜中のＡｌのハロゲン化物及び
Ｔｉのハロゲン化物は、それぞれＡｌのフッ化物及びＴ
ｉのフッ化物に変換される。
電膜にＡｌ系導電膜を重ねた積層をドライエッチングす
るので、側壁保護膜としては、Ａｌ含有膜にＴｉ含有膜
を重ねた積層膜が形成される。アッシング処理では、酸
素を含むガスにフッ素系ガスを添加したガスのプラズマ
を用いるので、側壁保護膜中のＡｌのハロゲン化物及び
Ｔｉのハロゲン化物は、それぞれＡｌのフッ化物及びＴ
ｉのフッ化物に変換される。
【００１６】Ｔｉのフッ化物は、冷水には溶解するもの
の、温水には溶けにくい。また、Ａｌのフッ化物やＣｌ
等のハロゲン系残留物は、冷水より温水の方が除去効率
が高い。そこで、この発明では、側壁保護膜中の上層を
構成するＴｉフッ化物を冷水洗浄により除去した後、側
壁保護膜中の下層を構成するＡｌフッ化物を温水洗浄に
より除去することにより側壁保護膜の効率的な除去を可
能にしている。また、Ｃｌ等のハロゲン系残留物を温水
洗浄に効率的に除去することによりコロージョン発生を
防止している。
の、温水には溶けにくい。また、Ａｌのフッ化物やＣｌ
等のハロゲン系残留物は、冷水より温水の方が除去効率
が高い。そこで、この発明では、側壁保護膜中の上層を
構成するＴｉフッ化物を冷水洗浄により除去した後、側
壁保護膜中の下層を構成するＡｌフッ化物を温水洗浄に
より除去することにより側壁保護膜の効率的な除去を可
能にしている。また、Ｃｌ等のハロゲン系残留物を温水
洗浄に効率的に除去することによりコロージョン発生を
防止している。
【００１７】この発明の配線形成法において、積層形成
工程では、Ａｌ系導電膜にＴｉ系導電膜を重ねた積層を
形成してもよい。この場合、側壁保護膜としては、Ｔｉ
含有膜にＡｌ含有膜を重ねた積層膜が形成されるので、
水洗処理では、温水洗浄の後冷水洗浄を行なう。このよ
うにすると、側壁保護膜除去とコロージョン防止とを共
に達成することができる。
工程では、Ａｌ系導電膜にＴｉ系導電膜を重ねた積層を
形成してもよい。この場合、側壁保護膜としては、Ｔｉ
含有膜にＡｌ含有膜を重ねた積層膜が形成されるので、
水洗処理では、温水洗浄の後冷水洗浄を行なう。このよ
うにすると、側壁保護膜除去とコロージョン防止とを共
に達成することができる。
【００１８】この発明の配線形成法において、積層形成
工程では、第１のＴｉ系導電膜、Ａｌ系導電膜及び第２
のＴｉ系導電膜を順次に重ねた積層を形成してもよい。
この場合、側壁保護膜としては、第１のＴｉ含有膜、Ａ
ｌ含有膜及び第２のＴｉ含有膜を順次に重ねた積層膜が
形成されるので、水洗処理では、冷水洗浄、温水洗浄及
び冷水洗浄の順に洗浄を行なう。このようにすると、側
壁保護膜除去とコロージョン防止とを共に達成すること
ができる。
工程では、第１のＴｉ系導電膜、Ａｌ系導電膜及び第２
のＴｉ系導電膜を順次に重ねた積層を形成してもよい。
この場合、側壁保護膜としては、第１のＴｉ含有膜、Ａ
ｌ含有膜及び第２のＴｉ含有膜を順次に重ねた積層膜が
形成されるので、水洗処理では、冷水洗浄、温水洗浄及
び冷水洗浄の順に洗浄を行なう。このようにすると、側
壁保護膜除去とコロージョン防止とを共に達成すること
ができる。
【００１９】この発明の配線形成法において、水洗処理
では、冷水の温度を２０℃以下とすると共に温水の温度
を６０℃以上とするのが好ましい。このようにすると、
洗浄効率が一層向上する。
では、冷水の温度を２０℃以下とすると共に温水の温度
を６０℃以上とするのが好ましい。このようにすると、
洗浄効率が一層向上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１〜４は、この発明の一実施形
態に係る配線形成法を示すもので、各々の図に対応する
工程（１）〜（４）を順次に説明する。
態に係る配線形成法を示すもので、各々の図に対応する
工程（１）〜（４）を順次に説明する。
【００２１】（１）例えばシリコンからなる半導体基板
の１０の表面にシリコンオキサイドからなる絶縁膜１２
を形成する。絶縁膜１２の上には、配線材層１４を形成
する。配線材層１４は、一例として、下から順にＴｉＮ
膜、Ａｌ合金膜及びＴｉＮ膜を重ねた構成とする。配線
材層１４の上には、周知のフォトリソグラフィ処理によ
り所定の配線パターンに従ってレジスト層１６を形成す
る。
の１０の表面にシリコンオキサイドからなる絶縁膜１２
を形成する。絶縁膜１２の上には、配線材層１４を形成
する。配線材層１４は、一例として、下から順にＴｉＮ
膜、Ａｌ合金膜及びＴｉＮ膜を重ねた構成とする。配線
材層１４の上には、周知のフォトリソグラフィ処理によ
り所定の配線パターンに従ってレジスト層１６を形成す
る。
【００２２】（２）レジスト層１６をマスクとし且つハ
ロゲン系ガスを用いる選択的ドライエッチングにより配
線材層１４をパターニングして層１４の残存部からなる
配線層１４Ａを形成する。このとき、レジスト層１６及
び配線層１４Ａの積層の側壁に側壁保護膜１８ａ，１８
ｂを形成しつつドライエッチングを行なう。この結果、
レジスト層１６のパターンに忠実なパターンを有する配
線層１４Ａが得られる。
ロゲン系ガスを用いる選択的ドライエッチングにより配
線材層１４をパターニングして層１４の残存部からなる
配線層１４Ａを形成する。このとき、レジスト層１６及
び配線層１４Ａの積層の側壁に側壁保護膜１８ａ，１８
ｂを形成しつつドライエッチングを行なう。この結果、
レジスト層１６のパターンに忠実なパターンを有する配
線層１４Ａが得られる。
【００２３】選択的ドライエッチングは、一例として図
５に示すような誘導結合型プラズマエッチング装置を用
いて行なった。図５の装置において、処理室２０の底部
には、被処理ウエハＷとしての基板１０を保持する底部
電極ＢＥが設けられている。処理室２０の上部開口は、
誘電体プレートＤＰで閉じられており、誘電体プレート
ＤＰの近傍には誘導コイルＣＬが設けられている。誘導
コイルＣＬには、第１の高周波電源ＲＦ１から１３．５
６〔ＭＨｚ〕のプラズマ形成用高周波電力が供給され、
底部電極ＢＥには、第２の高周波電源ＲＦ２から１３．
５６〔ＭＨｚ〕のバイアス用高周波電力が供給される。
処理室２０内において、被処理ウエハＷの上方には、プ
ラズマＰが形成される。プラズマエッチング条件は、一
例として、 圧力：１０〔ｍＴｏｒｒ〕 ＲＦ１のパワー：３５０〔Ｗ〕 ＲＦ２のパワー：１５０〔Ｗ〕 ガス流量：Ｃｌ２／ＢＣｌ３／ＣＨＦ３＝６０／６０／
５〔ｓｃｃｍ〕 とした。
５に示すような誘導結合型プラズマエッチング装置を用
いて行なった。図５の装置において、処理室２０の底部
には、被処理ウエハＷとしての基板１０を保持する底部
電極ＢＥが設けられている。処理室２０の上部開口は、
誘電体プレートＤＰで閉じられており、誘電体プレート
ＤＰの近傍には誘導コイルＣＬが設けられている。誘導
コイルＣＬには、第１の高周波電源ＲＦ１から１３．５
６〔ＭＨｚ〕のプラズマ形成用高周波電力が供給され、
底部電極ＢＥには、第２の高周波電源ＲＦ２から１３．
５６〔ＭＨｚ〕のバイアス用高周波電力が供給される。
処理室２０内において、被処理ウエハＷの上方には、プ
ラズマＰが形成される。プラズマエッチング条件は、一
例として、 圧力：１０〔ｍＴｏｒｒ〕 ＲＦ１のパワー：３５０〔Ｗ〕 ＲＦ２のパワー：１５０〔Ｗ〕 ガス流量：Ｃｌ２／ＢＣｌ３／ＣＨＦ３＝６０／６０／
５〔ｓｃｃｍ〕 とした。
【００２４】側壁保護膜１８ａ，１８ｂは、配線材層１
４がＴｉ／Ａｌ合金／Ｔｉの３層構造であるため、Ｔｉ
含有膜／Ａｌ含有膜／Ｔｉ含有膜の３層構造をなす。基
板１０の配線形成面には、エッチングに用いたＣｌ等の
ガス成分が残留している。側壁保護膜１８ａ，１８ｂ及
びＣｌ等のハロゲン系残留物は、図３のレジストアッシ
ングの後、図４の水洗処理により除去される。
４がＴｉ／Ａｌ合金／Ｔｉの３層構造であるため、Ｔｉ
含有膜／Ａｌ含有膜／Ｔｉ含有膜の３層構造をなす。基
板１０の配線形成面には、エッチングに用いたＣｌ等の
ガス成分が残留している。側壁保護膜１８ａ，１８ｂ及
びＣｌ等のハロゲン系残留物は、図３のレジストアッシ
ングの後、図４の水洗処理により除去される。
【００２５】（３）Ｏ２ガス及び／又はＨ２ＯガスにＦ
系ガスを添加したガスのプラズマによりレジスト層１６
をアッシングして除去する。このアッシングは、コロー
ジョンの発生を低減するため、図２のドライエッチング
の後、基板１０を大気にさらすことなく行なうのが望ま
しい。
系ガスを添加したガスのプラズマによりレジスト層１６
をアッシングして除去する。このアッシングは、コロー
ジョンの発生を低減するため、図２のドライエッチング
の後、基板１０を大気にさらすことなく行なうのが望ま
しい。
【００２６】アッシングは、一例として図６に示すよう
なマイクロ被プラズマアッシング装置を用いて行なっ
た。図６の装置において、処理室３０の底部には、ヒー
タを有するウエハホルダＷＨが設けられており、ウエハ
ホルダＷＨ上には、被処理ウエハＷとしての基板１０が
載置される。処理室３０の上部には、プラズマ発生部Ｐ
Ｇが設けられている。プラズマ発生部ＰＧには、アッシ
ングガスＧＳと２．４５〔ＧＨｚ〕のマイクロ波電力Ｍ
Ｗとが供給される。処理室３０の下部に設けられた排気
管ＥＮは、図示しない排気装置に接続される。プラズマ
発生部ＰＧで発生されたプラズマは、被処理ウエハＷに
向けて降下する。アッシング条件は、一例として、 圧力：７００〔ｍＴｏｒｒ〕 マイクロ波電力：６００〔Ｗ〕 ガス流量：Ｏ２／ＣＦ４（又はＣＨＦ３）／Ｈ２Ｏ＝１
３０／３０／４００〔ｓｃｃｍ〕 とした。
なマイクロ被プラズマアッシング装置を用いて行なっ
た。図６の装置において、処理室３０の底部には、ヒー
タを有するウエハホルダＷＨが設けられており、ウエハ
ホルダＷＨ上には、被処理ウエハＷとしての基板１０が
載置される。処理室３０の上部には、プラズマ発生部Ｐ
Ｇが設けられている。プラズマ発生部ＰＧには、アッシ
ングガスＧＳと２．４５〔ＧＨｚ〕のマイクロ波電力Ｍ
Ｗとが供給される。処理室３０の下部に設けられた排気
管ＥＮは、図示しない排気装置に接続される。プラズマ
発生部ＰＧで発生されたプラズマは、被処理ウエハＷに
向けて降下する。アッシング条件は、一例として、 圧力：７００〔ｍＴｏｒｒ〕 マイクロ波電力：６００〔Ｗ〕 ガス流量：Ｏ２／ＣＦ４（又はＣＨＦ３）／Ｈ２Ｏ＝１
３０／３０／４００〔ｓｃｃｍ〕 とした。
【００２７】側壁保護膜１８ａ，１８ｂ中のＡｌの酸化
物及びハロゲン化物は、アッシングの際に水溶性のＡｌ
のフッ化物に変換される。また、側壁保護膜１８ａ，１
８ｂ中のＴｉのハロゲン化物は、アッシングの際に水溶
性のＴｉのフッ化物に変換される。コロージョンの発生
を低減するためには、レジストアッシングの後、基板１
０を大気にさらすことなく図４の工程に移るのが好まし
い。
物及びハロゲン化物は、アッシングの際に水溶性のＡｌ
のフッ化物に変換される。また、側壁保護膜１８ａ，１
８ｂ中のＴｉのハロゲン化物は、アッシングの際に水溶
性のＴｉのフッ化物に変換される。コロージョンの発生
を低減するためには、レジストアッシングの後、基板１
０を大気にさらすことなく図４の工程に移るのが好まし
い。
【００２８】（４）冷水、温水及び冷水を順次に用いる
水洗処理により側壁保護膜１８ａ，１８ｂ及びＣｌ等の
ハロゲン系残留物を配線層１４Ａ及び基板上面から除去
する。冷水は、主としてＴｉフッ化物を除去するための
もので、３０℃より低温であり、実用的な除去効率を得
るには２０℃より低温とするのが好ましい。温水は主と
して、Ａｌのフッ化物及びＣｌ等のハロゲン化残留物を
除去するためのもので、３０℃以上であり、実用的な除
去効率を得るには６０℃以上とするのが好ましく、更に
高い除去効率を得るには８０℃以上とするのが好まし
い。水洗処理の後は、基板１０に乾燥処理を施す。
水洗処理により側壁保護膜１８ａ，１８ｂ及びＣｌ等の
ハロゲン系残留物を配線層１４Ａ及び基板上面から除去
する。冷水は、主としてＴｉフッ化物を除去するための
もので、３０℃より低温であり、実用的な除去効率を得
るには２０℃より低温とするのが好ましい。温水は主と
して、Ａｌのフッ化物及びＣｌ等のハロゲン化残留物を
除去するためのもので、３０℃以上であり、実用的な除
去効率を得るには６０℃以上とするのが好ましく、更に
高い除去効率を得るには８０℃以上とするのが好まし
い。水洗処理の後は、基板１０に乾燥処理を施す。
【００２９】発明者の実験によれば、コロージョンの発
生状況及びＴｉフッ化物の残留状況が洗浄水温に応じて
次の表１に示すように変化することが判明した。
生状況及びＴｉフッ化物の残留状況が洗浄水温に応じて
次の表１に示すように変化することが判明した。
【００３０】
【表１】 図４の工程では、１８ａ等の側壁保護膜がＴｉフッ化物
含有膜／Ａｌフッ化物含有膜／Ｔｉフッ化物含有膜の３
層構造になっていることに着目すると共に表１の実験結
果に基づいて２０℃の冷水洗浄、８０℃の温水洗浄及び
２０℃の冷水洗浄を順次に行なうことにより側壁保護膜
１８ａ，１８ｂ及びＣｌ等のハロゲン化残留物を効率的
に除去することができた。この結果、コロージョンの発
生が低減され、高信頼の配線を歩留りよく形成可能とな
った。
含有膜／Ａｌフッ化物含有膜／Ｔｉフッ化物含有膜の３
層構造になっていることに着目すると共に表１の実験結
果に基づいて２０℃の冷水洗浄、８０℃の温水洗浄及び
２０℃の冷水洗浄を順次に行なうことにより側壁保護膜
１８ａ，１８ｂ及びＣｌ等のハロゲン化残留物を効率的
に除去することができた。この結果、コロージョンの発
生が低減され、高信頼の配線を歩留りよく形成可能とな
った。
【００３１】この発明は、上記した実施形態に限定され
るものではなく、種々の改変形態で実施可能なものであ
る。例えば、図１の工程で配線材層１４を形成する場
合、配線材層１４としては、第１のＴｉ系導電膜、Ａｌ
系導電膜及び第２のＴｉ系導電膜を順次に重ねた積層を
形成することができる。第１のＴｉ系導電膜としては、
ＴｉＮ（又はＴｉＯＮ）／Ｔｉ膜又はＴｉ／ＴｉＮ（又
はＴｉＯＮ）／Ｔｉ膜等を形成することができる。第２
のＴｉ系導電膜としては、ＴｉＮ（又はＴｉＯＮ）／Ｔ
ｉ膜又はＴｉＯＮ／ＴｉＮ／Ｔｉ膜等を形成することが
できる。ここで、Ａ／Ｂ／Ｃのような表記は、下から順
にＣ膜、Ｂ膜及びＡ膜を重ねた積層であることを表わ
す。
るものではなく、種々の改変形態で実施可能なものであ
る。例えば、図１の工程で配線材層１４を形成する場
合、配線材層１４としては、第１のＴｉ系導電膜、Ａｌ
系導電膜及び第２のＴｉ系導電膜を順次に重ねた積層を
形成することができる。第１のＴｉ系導電膜としては、
ＴｉＮ（又はＴｉＯＮ）／Ｔｉ膜又はＴｉ／ＴｉＮ（又
はＴｉＯＮ）／Ｔｉ膜等を形成することができる。第２
のＴｉ系導電膜としては、ＴｉＮ（又はＴｉＯＮ）／Ｔ
ｉ膜又はＴｉＯＮ／ＴｉＮ／Ｔｉ膜等を形成することが
できる。ここで、Ａ／Ｂ／Ｃのような表記は、下から順
にＣ膜、Ｂ膜及びＡ膜を重ねた積層であることを表わ
す。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、配線
パターニング及びレジストアッシングの後、冷水洗浄に
よりＴｉのフッ化物を除去すると共に温水洗浄によりＡ
ｌのフッ化物及びハロゲン系残留物を除去することによ
り側壁保護膜除去とコロージョン防止とを共に達成する
ようにしたので、Ａｌ系導電膜及びＴｉ系導電膜を含む
積層からなる高信頼の配線を歩留りよく形成可能となる
効果が得られる。
パターニング及びレジストアッシングの後、冷水洗浄に
よりＴｉのフッ化物を除去すると共に温水洗浄によりＡ
ｌのフッ化物及びハロゲン系残留物を除去することによ
り側壁保護膜除去とコロージョン防止とを共に達成する
ようにしたので、Ａｌ系導電膜及びＴｉ系導電膜を含む
積層からなる高信頼の配線を歩留りよく形成可能となる
効果が得られる。
【図１】 この発明の一実施形態に係る配線形成法にお
けるレジストパターニング工程を示す基板断面図であ
る。
けるレジストパターニング工程を示す基板断面図であ
る。
【図２】 図１の工程に続く配線パターニング工程を示
す基板断面図である。
す基板断面図である。
【図３】 図２の工程に続くレジストアッシング工程を
示す基板断面図である。
示す基板断面図である。
【図４】 図３の工程に続く水洗工程を示す基板断面図
である。
である。
【図５】 図２の工程で使用されるエッチング装置の一
例として誘導結合型プラズマエッチング装置を示す断面
図である。
例として誘導結合型プラズマエッチング装置を示す断面
図である。
【図６】 図３の工程で使用されるアッシング装置の一
例としてマイクロ波プラズマアッシング装置を示す断面
図である。
例としてマイクロ波プラズマアッシング装置を示す断面
図である。
１０：半導体基板、１２：絶縁膜、１４：配線材層、１
４Ａ：配線層、１６：レジスト層、１８ａ，１８ｂ：側
壁保護膜、２０，３０：処理室。
４Ａ：配線層、１６：レジスト層、１８ａ，１８ｂ：側
壁保護膜、２０，３０：処理室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA05 AA16 BA20 BB13 BB14 CA09 DA00 DA01 DA04 DA11 DA16 DA26 DB12 EA13 EB02 FA08 5F033 HH09 HH18 HH33 MM08 QQ08 QQ12 QQ15 QQ93 QQ95 WW03 XX18
Claims (4)
- 【請求項１】基板を覆う絶縁膜の上にＴｉ系導電膜及び
Ａｌ系導電膜を順次に重ねた積層を形成する工程と、 所定の配線パターンに従って前記積層の上にレジスト層
を形成する工程と、 前記レジスト層をマスクとし且つハロゲン系ガスを用い
るドライエッチングにより前記積層をパターニングして
前記積層の残存部からなる配線層を形成する工程であっ
て、前記配線層の側壁に側壁保護膜を形成しつつ前記ド
ライエッチングを行なうものと、 前記配線層を形成した後、酸素を含むガスにフッ素系ガ
スを添加したガスのプラズマにより前記レジスト層をア
ッシングして除去する工程と、 前記レジスト層を除去した後、３０℃より低温の冷水及
び３０℃以上の温水を順次に用いる水洗処理により前記
配線層から前記側壁保護膜及びハロゲン系残留物を除去
する工程とを含む配線形成法。 - 【請求項２】基板を覆う絶縁膜の上にＡｌ系導電膜及び
Ｔｉ系導電膜を順次に重ねた積層を形成する工程と、 所定の配線パターンに従って前記積層の上にレジスト層
を形成する工程と、 前記レジスト層をマスクとし且つハロゲン系ガスを用い
るドライエッチングにより前記積層をパターニングして
前記積層の残存部からなる配線層を形成する工程であっ
て、前記配線層の側壁に側壁保護膜を形成しつつ前記ド
ライエッチングを行なうものと、 前記配線層を形成した後、酸素を含むガスにフッ素系ガ
スを添加したガスのプラズマにより前記レジスト層をア
ッシングして除去する工程と、 前記レジスト層を除去した後、３０℃以上の温水及び３
０℃より低温の冷水を順次に用いる水洗処理により前記
配線層から前記側壁保護膜及びハロゲン系残留物を除去
する工程とを含む配線形成法。 - 【請求項３】基板を覆う絶縁膜の上に第１のＴｉ系導電
膜、Ａｌ系導電膜及び第２のＴｉ系導電膜を順次に重ね
た積層を形成する工程と、 所定の配線パターンに従って前記積層の上にレジスト層
を形成する工程と、 前記レジスト層をマスクとし且つハロゲン系ガスを用い
るドライエッチングにより前記積層をパターニングして
前記積層の残存部からなる配線層を形成する工程であっ
て、前記配線層の側壁に側壁保護膜を形成しつつ前記ド
ライエッチングを行なうものと、 前記配線層を形成した後、酸素を含むガスにフッ素系ガ
スを添加したガスのプラズマにより前記レジスト層をア
ッシングして除去する工程と、 前記レジスト層を除去した後、３０℃より低温の冷水、
３０℃以上の温水及び３０℃より低温の冷水を順次に用
いる水洗処理により前記配線層から前記側壁保護膜及び
ハロゲン系残留物を除去する工程とを含む配線形成法。 - 【請求項４】 前記冷水の温度を２０℃以下とすると共
に前記温水の温度を６０℃以上とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の配線形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03407499A JP4123620B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 配線形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03407499A JP4123620B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 配線形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000232096A true JP2000232096A (ja) | 2000-08-22 |
| JP4123620B2 JP4123620B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=12404126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03407499A Expired - Fee Related JP4123620B2 (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 配線形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4123620B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010112086A (ko) * | 2000-06-07 | 2001-12-20 | 가네꼬 히사시 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| JP2003229250A (ja) * | 2001-11-16 | 2003-08-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| KR100399354B1 (ko) * | 2001-08-14 | 2003-09-26 | 삼성전자주식회사 | 금속 배선을 갖는 반도체 소자의 애싱 방법 |
| KR20040045801A (ko) * | 2002-11-25 | 2004-06-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 금속배선 형성방법 |
| US7267127B2 (en) * | 2004-12-02 | 2007-09-11 | Matsushita Electric Inductrial Co., Ltd. | Method for manufacturing electronic device |
| US7629617B2 (en) | 2001-11-16 | 2009-12-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device |
| US9964824B2 (en) | 2014-07-14 | 2018-05-08 | Japan Display Inc. | Display device |
-
1999
- 1999-02-12 JP JP03407499A patent/JP4123620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010112086A (ko) * | 2000-06-07 | 2001-12-20 | 가네꼬 히사시 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| KR100399354B1 (ko) * | 2001-08-14 | 2003-09-26 | 삼성전자주식회사 | 금속 배선을 갖는 반도체 소자의 애싱 방법 |
| JP2003229250A (ja) * | 2001-11-16 | 2003-08-15 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 発光装置 |
| US7629617B2 (en) | 2001-11-16 | 2009-12-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device |
| JP4515022B2 (ja) * | 2001-11-16 | 2010-07-28 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置 |
| KR20040045801A (ko) * | 2002-11-25 | 2004-06-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 금속배선 형성방법 |
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| US9964824B2 (en) | 2014-07-14 | 2018-05-08 | Japan Display Inc. | Display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4123620B2 (ja) | 2008-07-23 |
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