JP2004266066A - Cvd装置、半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】CVD膜をエッチングした際にエッチング異常が発生することを抑制できる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る半導体装置の製造方法は、Alパッド9又は配線層を有する半導体基板に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行う工程と、Alパッド9上又は前記配線層上にTEOSを用いたCVD法によりシリコン酸化膜10を形成し、このシリコン酸化膜10上にシリコン窒化膜11をCVD法により形成する工程と、を具備する。このようにCVD法によりシリコン酸化膜を形成する前の半導体基板に前処理を行うことにより、半導体基板の最表面の有機成分や水分等を除去することができる。このため、その後の工程でシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜をエッチングした際、エッチング異常の発生を抑制することができる。
【選択図】 図2
【解決手段】本発明に係る半導体装置の製造方法は、Alパッド9又は配線層を有する半導体基板に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行う工程と、Alパッド9上又は前記配線層上にTEOSを用いたCVD法によりシリコン酸化膜10を形成し、このシリコン酸化膜10上にシリコン窒化膜11をCVD法により形成する工程と、を具備する。このようにCVD法によりシリコン酸化膜を形成する前の半導体基板に前処理を行うことにより、半導体基板の最表面の有機成分や水分等を除去することができる。このため、その後の工程でシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜をエッチングした際、エッチング異常の発生を抑制することができる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、CVD装置、半導体装置及びその製造方法に係わり、特に、CVD膜をエッチングした際にエッチング異常が発生することを抑制できるCVD装置、半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
まず、半導体素子などが形成されたシリコン基板(図示せず)の上に絶縁膜101を形成する。次いで、この絶縁膜101の上にAl合金膜をスパッタリングにより堆積し、このAl合金膜をパターニングすることにより、絶縁膜101上にはAl合金配線(図示せず)及びそれに繋げられたAlパッド102が形成される。
【0003】
次いで、Alパッド102、Al合金配線及び絶縁膜101の上にTEOS(tetraethylorthosilicate)を用いてプラズマCVD(chemical vapor deposition)法によりシリコン酸化膜103を堆積する。次いで、このシリコン酸化膜103の上にプラズマCVD法によりシリコン窒化膜104を堆積する。次いで、このシリコン窒化膜104の上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、シリコン窒化膜104の上にはAlパッド102上に開口部を有するレジストパターンが形成される。
【0004】
次いで、このレジストパターンをマスクとしてシリコン窒化膜104及びシリコン酸化膜103をエッチングすることにより、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜にはAlパッド上に位置する開口部104aが形成され、Alパッド102の表面が露出される。次いで、レジストパターンを除去する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、Alパッド102を形成した後に、ウエハ表面に前処理を施すことなく、プラズマCVD法によりシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を形成している。このため、シリコン酸化膜103及びシリコン窒化膜104を形成する前のウエハの最表面は有機成分や水分等が付着した状態となっていることがある。この有機成分や水分等によって、後のシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜をエッチングする工程で、エッチング異常が発生することがある。
【0006】
つまり、図4に示すように、シリコン窒化膜104とシリコン酸化膜103の界面付近やAlパッドとシリコン窒化膜の界面付近にサイドエッチ105が発生することがある。このようにシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜がサイドから内側にエッチングされると、後で行うAlパッドへのボンディング工程でAlパッドの強度が弱くなりボンディング剥がれが発生することがある。その結果、それに起因するチップ不良が発生することになる。
【0007】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、CVD膜をエッチングした際にエッチング異常が発生することを抑制できるCVD装置、半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るCVD装置は、CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、被処理基板の搬送を行う搬送用チャンバーと、
前記搬送用チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、
を具備する。
【0009】
本発明に係るCVD装置は、CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、
を具備する。
【0010】
また、本発明に係るCVD装置において、前記前処理用チャンバーは、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で被処理基板に前処理を行うものであることも可能である。
また、本発明に係るCVD装置において、前記CVD成膜チャンバーは、被処理基板上に絶縁膜を成膜するものであることも可能である。
【0011】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で被処理基板に前処理を行う工程と、
前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する工程と、
を具備する。
【0012】
上記半導体装置の製造方法によれば、CVD法により膜を形成する前の被処理基板に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行うことにより、被処理基板の最表面の有機成分や水分等を除去することができる。このため、その後の工程で前記膜をエッチングした際、エッチング異常の発生を抑制することができる。
【0013】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記膜は、シリコン窒化膜又はシリコン酸化膜であることが好ましい。
【0014】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、電極パッド又は配線層を有する被処理基板に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行う工程と、
前記電極パッド上又は前記配線層上にCVD法によりシリコン酸化膜を形成する工程と、
を具備する。
【0015】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記シリコン酸化膜を形成する工程の後に、前記シリコン酸化膜に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行う工程と、前記シリコン酸化膜上にCVD法によりシリコン窒化膜を形成する工程と、をさらに具備することも可能である。
【0016】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記シリコン窒化膜を形成する工程の後に、前記シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜をエッチングすることにより、該シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜に前記電極パッド上又は前記配線層上に位置する開口部を形成する工程をさらに具備することも可能である。
【0017】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、被処理基板の搬送を行う搬送用チャンバーと、
前記搬送用チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、を具備するCVD装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
被処理基板を搬送用チャンバー内に挿入し、
前記被処理基板を前記搬送用チャンバーから前記前処理用チャンバー内に搬送し、
前記前処理用チャンバー内で、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前記被処理基板に前処理を行い、
前記被処理基板を前記前処理用チャンバーから前記搬送用チャンバーに搬送し、
前記被処理基板を前記搬送用チャンバーから前記CVD成膜チャンバーに搬送し、
前記CVD成膜チャンバー内で、前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する。
【0018】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、を具備するCVD装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記前処理用チャンバー内で、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前記被処理基板に前処理を行い、
前記被処理基板を前記前処理用チャンバーから前記CVD成膜チャンバーに搬送し、
前記CVD成膜チャンバー内で、前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する。
【0019】
本発明に係る半導体装置は、前記の半導体装置の製造方法を用いて製造されたものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る第1の実施の形態によるCVD装置を模式的に示す構成図である。
このCVD装置は、前処理用チャンバー(デガスチャンバー)1、第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6及び搬送用チャンバー7を備えている。デガスチャンバー1及び第1〜第5のCVD成膜チャンバーそれぞれは搬送用チャンバー7に接続されている。
【0021】
搬送用チャンバー7内には半導体基板などのウエハを搬送する搬送機構(図示せず)が配置されている。この搬送機構は、ウエハを搬送用チャンバー7内に挿入する工程、ウエハを搬送用チャンバー7からデガスチャンバー1に移動させる工程、ウエハをデガスチャンバー1から搬送用チャンバー7に移動させる工程、ウエハを搬送用チャンバー7から第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6のうちのいずれかに移動させる工程、ウエハを第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6のうちのいずれかから搬送用チャンバー7に移動させる工程、ウエハを搬送用チャンバー7から外部に取り出す工程などに用いるものである。なお、搬送機構の具体的な構成は公知の技術を用いる。
【0022】
デガスチャンバー1、第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6及び搬送用チャンバー7それぞれには真空ポンプなどの真空排気機構(図示せず)が接続されている。また、第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6は、プラズマCVD法によりウエハにCVD膜を成膜する機構を備えており、この機構の具体的な構成は公知の技術を用いる。このCVD膜としては、種々の膜を適用することが可能であるが、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などを適用することも可能である。
【0023】
デガスチャンバー1は、CVD成膜チャンバーにてCVD膜を成膜する前に、被処理基板としてのウエハ(半導体基板)の最表面から有機物又は水分などを除去する機構を有している。この機構は、デガスチャンバー内をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、圧力を10−6Torr以上大気圧未満、温度を室温より高く450℃以下の条件にすることにより、デガスチャンバー1内に挿入されたウエハの最表面から有機物又は水分などを除去するものである。
【0024】
尚、上記CVD装置では、5つのCVD成膜チャンバー2〜6を備えているが、これに限定されるものではなく、1つ以上のCVD成膜チャンバーを備えていれば、CVD成膜チャンバーの数を適宜変更することも可能である。
また、上記CVD装置では、1つのデガスチャンバーを備えているが、これに限定されるものではなく、2つ以上のデガスチャンバーを備えていることも可能である。
【0025】
次に、本実施の形態による半導体装置の製造方法について図2を参照しつつ説明する。図2(A)〜(C)は、本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
まず、図2(A)に示すように、半導体素子などが形成されたシリコン基板(図示せず)の上にシリコン酸化膜などの絶縁膜8をCVD法により形成する。
【0026】
次いで、この絶縁膜8の上にバリアメタル膜として例えばTi膜(図示せず)をスパッタリングにより堆積し、このTi膜上に導電膜として例えばAl合金膜をスパッタリングにより堆積する。次いで、このAl合金膜8の上に反射防止膜として例えばTi膜(図示せず)及びTiN膜(図示せず)を順次スパッタリングにより堆積する。
【0027】
次いで、この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、Al合金膜上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとして反射防止膜、Al合金膜及びバリアメタル膜をエッチングすることにより、絶縁膜8上にはAl合金配線(図示せず)及びそれに繋げられたAlパッド(電極パッド)9が形成される。
【0028】
次に、このシリコン基板(ウエハ)を図1に示すCVD装置の搬送用チャンバー7に挿入し、この搬送用チャンバー7からデガスチャンバー1に搬送機構によりウエハを移動させる。次いで、このデガスチャンバー1内をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、圧力を10−6Torr以上大気圧未満、温度を室温より高く450℃以下の条件に調整し、この条件下でウエハを数十秒〜数分間保持する。このようにしてウエハの前処理を行うことにより、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8を含む全表面の有機成分や水分等を除去することができる。
【0029】
なお、上記のウエハの前処理における温度条件は、後のCVD成膜工程の温度とほぼ同一条件とすることが好ましく、300〜450℃とすることが好ましい。このように温度条件を後のCVD成膜工程の温度とほぼ同一条件とする理由は、ほぼ同一条件の温度で前処理を行っておくことにより、後のCVD成膜工程での有機物や水分等の影響を低減することができるからである。
【0030】
次いで、ウエハを図1に示すCVD装置においてデガスチャンバー1から搬送用チャンバー7に搬送機構により移動させ、搬送用チャンバー7から第1のCVD成膜チャンバー2にウエハを搬送機構により移動させる。次いで、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8の上にTEOSを用いてプラズマCVD法によりシリコン酸化膜10を堆積する。
【0031】
次いで、ウエハを第1のCVD成膜チャンバー2から搬送用チャンバー7に搬送機構により移動させ、搬送用チャンバー7から第2のCVD成膜チャンバー3にウエハを搬送機構により移動させる。次いで、シリコン酸化膜10の上にプラズマCVD法によりシリコン窒化膜11を堆積する。このようにしてウエハを図2(A)に示す状態にする。次いで、ウエハを第2のCVD成膜チャンバー3から搬送用チャンバー7に搬送機構により移動させ、搬送用チャンバー7から外部にウエハを取り出す。
【0032】
この後、図2(B)に示すように、このシリコン窒化膜11の上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、シリコン窒化膜11の上にはAlパッド8上に開口部を有するレジストパターン12が形成される。次いで、このレジストパターン12をマスクとしてシリコン窒化膜11及びシリコン酸化膜10をエッチングする。これにより、シリコン窒化膜11及びシリコン酸化膜10にはAlパッド9上に位置する開口部11aが形成され、Alパッド9の表面が露出される。次いで、図2(C)に示すように、レジストパターン12を除去する。
【0033】
上記半導体装置の製造方法によれば、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を成膜する前のウエハに前処理を行うことにより、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8を含む全表面の有機成分や水分等を除去することができる。このため、その後の工程でAlパッドを含む全面上にシリコン酸化膜10及びシリコン窒化膜11をCVD法により堆積した際、下層から上層まで同質のCVD膜を成膜することができる。これにより、シリコン窒化膜11及びシリコン酸化膜10を図2(B)に示すようにエッチングした際、従来のようにシリコン窒化膜11及びシリコン酸化膜10がサイドから内側にエッチングされるようなエッチング異常の発生を抑制することができる。これにより、後で行うAlパッド9へのボンディング工程でAlパッド9の強度が弱くなることがなく、ボンディング剥がれが発生することを抑制できる。その結果、それに起因するチップ不良の発生を防止することができる。
【0034】
尚、上記第1の実施の形態では、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を成膜する前のウエハに前処理を行っているが、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜以外のCVD膜を成膜する前のウエハに前処理を行うことも可能であり、この場合もエッチング異常の発生の抑制という効果を得ることができる。
【0035】
図3は、本発明に係る第2の実施の形態によるCVD装置を模式的に示す構成図であり、図1と同一部分には同一符号を付す。
このCVD装置は、前処理用チャンバー(デガスチャンバー)1及びCVD成膜チャンバー2を備えている。本CVD装置は、第1の実施の形態のような搬送用チャンバーを有していないが、デガスチャンバー1からCVD成膜チャンバー2にウエハを搬送する搬送機構(図示せず)を有している。
【0036】
デガスチャンバー1及びCVD成膜チャンバー2それぞれには真空ポンプなどの真空排気機構(図示せず)が接続されている。また、CVD成膜チャンバー2は、プラズマCVD法によりウエハにCVD膜を成膜する機構を備えている。このCVD膜としては、種々の膜を適用することが可能であるが、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などを適用することも可能である。
【0037】
デガスチャンバー1は、第1の実施の形態と同様に、CVD成膜チャンバー2にてCVD膜を成膜する前に、被処理基板としてのウエハ(半導体基板)の最表面から有機物又は水分などを除去する機構を有している。この機構は、デガスチャンバー内をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、圧力を10−6Torr以上大気圧未満、温度を室温より高く450℃以下の条件にすることにより、デガスチャンバー1内に挿入されたウエハの最表面から有機物又は水分などを除去するものである。
【0038】
次に、本実施の形態による半導体装置の製造方法について図2を参照しつつ説明するが、第1の実施の形態と同一部分の説明は省略する。
Alパッド9が形成されたウエハを図3に示すCVD装置のデガスチャンバー1に挿入し、このデガスチャンバー1内をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、圧力を10−6Torr以上大気圧未満、温度を室温より高く450℃以下の条件に調整し、この条件下でウエハを数十秒〜数分間保持する。このようにしてウエハの前処理を行うことにより、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8を含む全表面の有機成分や水分等を除去することができる。
【0039】
次いで、ウエハをデガスチャンバー1からCVD成膜チャンバー2に搬送機構により移動させる。次いで、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8の上にTEOSを用いてプラズマCVD法によりシリコン酸化膜10を堆積する。次いで、原料ガスや成膜条件などを変更し、CVD成膜チャンバー2内で、シリコン酸化膜10の上にプラズマCVD法によりシリコン窒化膜11を堆積する。このようにしてウエハを図2(A)に示す状態にする。次いで、ウエハをCVD成膜チャンバー2から外部に取り出す。
【0040】
上記第2の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【0041】
また、上記第1及び第2の実施の形態では、本発明をCVD装置、半導体装置の製造方法に適用した例を示しているが、これに限定されるものではなく、本発明を半導体装置に適用することも可能である。例えば、第1又は第2の実施の形態による半導体装置の製造方法を用いて製造された半導体装置についても本発明の適用範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態によるCVD装置を模式的に示す構成図。
【図2】本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図3】第2の実施の形態によるCVD装置を模式的に示す構成図。
【図4】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
1…前処理用チャンバー(デガスチャンバー)、2〜6…第1〜第5のCVD成膜チャンバー、7…搬送用チャンバー、8,101…絶縁膜、9,102…Alパッド、10,103…シリコン酸化膜、11,104…シリコン窒化膜、11a,104a…開口部、12…レジストパターン、105…サイドエッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、CVD装置、半導体装置及びその製造方法に係わり、特に、CVD膜をエッチングした際にエッチング異常が発生することを抑制できるCVD装置、半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
まず、半導体素子などが形成されたシリコン基板(図示せず)の上に絶縁膜101を形成する。次いで、この絶縁膜101の上にAl合金膜をスパッタリングにより堆積し、このAl合金膜をパターニングすることにより、絶縁膜101上にはAl合金配線(図示せず)及びそれに繋げられたAlパッド102が形成される。
【0003】
次いで、Alパッド102、Al合金配線及び絶縁膜101の上にTEOS(tetraethylorthosilicate)を用いてプラズマCVD(chemical vapor deposition)法によりシリコン酸化膜103を堆積する。次いで、このシリコン酸化膜103の上にプラズマCVD法によりシリコン窒化膜104を堆積する。次いで、このシリコン窒化膜104の上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、シリコン窒化膜104の上にはAlパッド102上に開口部を有するレジストパターンが形成される。
【0004】
次いで、このレジストパターンをマスクとしてシリコン窒化膜104及びシリコン酸化膜103をエッチングすることにより、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜にはAlパッド上に位置する開口部104aが形成され、Alパッド102の表面が露出される。次いで、レジストパターンを除去する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、Alパッド102を形成した後に、ウエハ表面に前処理を施すことなく、プラズマCVD法によりシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を形成している。このため、シリコン酸化膜103及びシリコン窒化膜104を形成する前のウエハの最表面は有機成分や水分等が付着した状態となっていることがある。この有機成分や水分等によって、後のシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜をエッチングする工程で、エッチング異常が発生することがある。
【0006】
つまり、図4に示すように、シリコン窒化膜104とシリコン酸化膜103の界面付近やAlパッドとシリコン窒化膜の界面付近にサイドエッチ105が発生することがある。このようにシリコン窒化膜及びシリコン酸化膜がサイドから内側にエッチングされると、後で行うAlパッドへのボンディング工程でAlパッドの強度が弱くなりボンディング剥がれが発生することがある。その結果、それに起因するチップ不良が発生することになる。
【0007】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、CVD膜をエッチングした際にエッチング異常が発生することを抑制できるCVD装置、半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るCVD装置は、CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、被処理基板の搬送を行う搬送用チャンバーと、
前記搬送用チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、
を具備する。
【0009】
本発明に係るCVD装置は、CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、
を具備する。
【0010】
また、本発明に係るCVD装置において、前記前処理用チャンバーは、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で被処理基板に前処理を行うものであることも可能である。
また、本発明に係るCVD装置において、前記CVD成膜チャンバーは、被処理基板上に絶縁膜を成膜するものであることも可能である。
【0011】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で被処理基板に前処理を行う工程と、
前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する工程と、
を具備する。
【0012】
上記半導体装置の製造方法によれば、CVD法により膜を形成する前の被処理基板に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行うことにより、被処理基板の最表面の有機成分や水分等を除去することができる。このため、その後の工程で前記膜をエッチングした際、エッチング異常の発生を抑制することができる。
【0013】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記膜は、シリコン窒化膜又はシリコン酸化膜であることが好ましい。
【0014】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、電極パッド又は配線層を有する被処理基板に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行う工程と、
前記電極パッド上又は前記配線層上にCVD法によりシリコン酸化膜を形成する工程と、
を具備する。
【0015】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記シリコン酸化膜を形成する工程の後に、前記シリコン酸化膜に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行う工程と、前記シリコン酸化膜上にCVD法によりシリコン窒化膜を形成する工程と、をさらに具備することも可能である。
【0016】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記シリコン窒化膜を形成する工程の後に、前記シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜をエッチングすることにより、該シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜に前記電極パッド上又は前記配線層上に位置する開口部を形成する工程をさらに具備することも可能である。
【0017】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、被処理基板の搬送を行う搬送用チャンバーと、
前記搬送用チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、を具備するCVD装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
被処理基板を搬送用チャンバー内に挿入し、
前記被処理基板を前記搬送用チャンバーから前記前処理用チャンバー内に搬送し、
前記前処理用チャンバー内で、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前記被処理基板に前処理を行い、
前記被処理基板を前記前処理用チャンバーから前記搬送用チャンバーに搬送し、
前記被処理基板を前記搬送用チャンバーから前記CVD成膜チャンバーに搬送し、
前記CVD成膜チャンバー内で、前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する。
【0018】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、を具備するCVD装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記前処理用チャンバー内で、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前記被処理基板に前処理を行い、
前記被処理基板を前記前処理用チャンバーから前記CVD成膜チャンバーに搬送し、
前記CVD成膜チャンバー内で、前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する。
【0019】
本発明に係る半導体装置は、前記の半導体装置の製造方法を用いて製造されたものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係る第1の実施の形態によるCVD装置を模式的に示す構成図である。
このCVD装置は、前処理用チャンバー(デガスチャンバー)1、第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6及び搬送用チャンバー7を備えている。デガスチャンバー1及び第1〜第5のCVD成膜チャンバーそれぞれは搬送用チャンバー7に接続されている。
【0021】
搬送用チャンバー7内には半導体基板などのウエハを搬送する搬送機構(図示せず)が配置されている。この搬送機構は、ウエハを搬送用チャンバー7内に挿入する工程、ウエハを搬送用チャンバー7からデガスチャンバー1に移動させる工程、ウエハをデガスチャンバー1から搬送用チャンバー7に移動させる工程、ウエハを搬送用チャンバー7から第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6のうちのいずれかに移動させる工程、ウエハを第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6のうちのいずれかから搬送用チャンバー7に移動させる工程、ウエハを搬送用チャンバー7から外部に取り出す工程などに用いるものである。なお、搬送機構の具体的な構成は公知の技術を用いる。
【0022】
デガスチャンバー1、第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6及び搬送用チャンバー7それぞれには真空ポンプなどの真空排気機構(図示せず)が接続されている。また、第1〜第5のCVD成膜チャンバー2〜6は、プラズマCVD法によりウエハにCVD膜を成膜する機構を備えており、この機構の具体的な構成は公知の技術を用いる。このCVD膜としては、種々の膜を適用することが可能であるが、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などを適用することも可能である。
【0023】
デガスチャンバー1は、CVD成膜チャンバーにてCVD膜を成膜する前に、被処理基板としてのウエハ(半導体基板)の最表面から有機物又は水分などを除去する機構を有している。この機構は、デガスチャンバー内をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、圧力を10−6Torr以上大気圧未満、温度を室温より高く450℃以下の条件にすることにより、デガスチャンバー1内に挿入されたウエハの最表面から有機物又は水分などを除去するものである。
【0024】
尚、上記CVD装置では、5つのCVD成膜チャンバー2〜6を備えているが、これに限定されるものではなく、1つ以上のCVD成膜チャンバーを備えていれば、CVD成膜チャンバーの数を適宜変更することも可能である。
また、上記CVD装置では、1つのデガスチャンバーを備えているが、これに限定されるものではなく、2つ以上のデガスチャンバーを備えていることも可能である。
【0025】
次に、本実施の形態による半導体装置の製造方法について図2を参照しつつ説明する。図2(A)〜(C)は、本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
まず、図2(A)に示すように、半導体素子などが形成されたシリコン基板(図示せず)の上にシリコン酸化膜などの絶縁膜8をCVD法により形成する。
【0026】
次いで、この絶縁膜8の上にバリアメタル膜として例えばTi膜(図示せず)をスパッタリングにより堆積し、このTi膜上に導電膜として例えばAl合金膜をスパッタリングにより堆積する。次いで、このAl合金膜8の上に反射防止膜として例えばTi膜(図示せず)及びTiN膜(図示せず)を順次スパッタリングにより堆積する。
【0027】
次いで、この反射防止膜上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、Al合金膜上にはレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとして反射防止膜、Al合金膜及びバリアメタル膜をエッチングすることにより、絶縁膜8上にはAl合金配線(図示せず)及びそれに繋げられたAlパッド(電極パッド)9が形成される。
【0028】
次に、このシリコン基板(ウエハ)を図1に示すCVD装置の搬送用チャンバー7に挿入し、この搬送用チャンバー7からデガスチャンバー1に搬送機構によりウエハを移動させる。次いで、このデガスチャンバー1内をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、圧力を10−6Torr以上大気圧未満、温度を室温より高く450℃以下の条件に調整し、この条件下でウエハを数十秒〜数分間保持する。このようにしてウエハの前処理を行うことにより、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8を含む全表面の有機成分や水分等を除去することができる。
【0029】
なお、上記のウエハの前処理における温度条件は、後のCVD成膜工程の温度とほぼ同一条件とすることが好ましく、300〜450℃とすることが好ましい。このように温度条件を後のCVD成膜工程の温度とほぼ同一条件とする理由は、ほぼ同一条件の温度で前処理を行っておくことにより、後のCVD成膜工程での有機物や水分等の影響を低減することができるからである。
【0030】
次いで、ウエハを図1に示すCVD装置においてデガスチャンバー1から搬送用チャンバー7に搬送機構により移動させ、搬送用チャンバー7から第1のCVD成膜チャンバー2にウエハを搬送機構により移動させる。次いで、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8の上にTEOSを用いてプラズマCVD法によりシリコン酸化膜10を堆積する。
【0031】
次いで、ウエハを第1のCVD成膜チャンバー2から搬送用チャンバー7に搬送機構により移動させ、搬送用チャンバー7から第2のCVD成膜チャンバー3にウエハを搬送機構により移動させる。次いで、シリコン酸化膜10の上にプラズマCVD法によりシリコン窒化膜11を堆積する。このようにしてウエハを図2(A)に示す状態にする。次いで、ウエハを第2のCVD成膜チャンバー3から搬送用チャンバー7に搬送機構により移動させ、搬送用チャンバー7から外部にウエハを取り出す。
【0032】
この後、図2(B)に示すように、このシリコン窒化膜11の上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、シリコン窒化膜11の上にはAlパッド8上に開口部を有するレジストパターン12が形成される。次いで、このレジストパターン12をマスクとしてシリコン窒化膜11及びシリコン酸化膜10をエッチングする。これにより、シリコン窒化膜11及びシリコン酸化膜10にはAlパッド9上に位置する開口部11aが形成され、Alパッド9の表面が露出される。次いで、図2(C)に示すように、レジストパターン12を除去する。
【0033】
上記半導体装置の製造方法によれば、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を成膜する前のウエハに前処理を行うことにより、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8を含む全表面の有機成分や水分等を除去することができる。このため、その後の工程でAlパッドを含む全面上にシリコン酸化膜10及びシリコン窒化膜11をCVD法により堆積した際、下層から上層まで同質のCVD膜を成膜することができる。これにより、シリコン窒化膜11及びシリコン酸化膜10を図2(B)に示すようにエッチングした際、従来のようにシリコン窒化膜11及びシリコン酸化膜10がサイドから内側にエッチングされるようなエッチング異常の発生を抑制することができる。これにより、後で行うAlパッド9へのボンディング工程でAlパッド9の強度が弱くなることがなく、ボンディング剥がれが発生することを抑制できる。その結果、それに起因するチップ不良の発生を防止することができる。
【0034】
尚、上記第1の実施の形態では、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を成膜する前のウエハに前処理を行っているが、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜以外のCVD膜を成膜する前のウエハに前処理を行うことも可能であり、この場合もエッチング異常の発生の抑制という効果を得ることができる。
【0035】
図3は、本発明に係る第2の実施の形態によるCVD装置を模式的に示す構成図であり、図1と同一部分には同一符号を付す。
このCVD装置は、前処理用チャンバー(デガスチャンバー)1及びCVD成膜チャンバー2を備えている。本CVD装置は、第1の実施の形態のような搬送用チャンバーを有していないが、デガスチャンバー1からCVD成膜チャンバー2にウエハを搬送する搬送機構(図示せず)を有している。
【0036】
デガスチャンバー1及びCVD成膜チャンバー2それぞれには真空ポンプなどの真空排気機構(図示せず)が接続されている。また、CVD成膜チャンバー2は、プラズマCVD法によりウエハにCVD膜を成膜する機構を備えている。このCVD膜としては、種々の膜を適用することが可能であるが、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜などを適用することも可能である。
【0037】
デガスチャンバー1は、第1の実施の形態と同様に、CVD成膜チャンバー2にてCVD膜を成膜する前に、被処理基板としてのウエハ(半導体基板)の最表面から有機物又は水分などを除去する機構を有している。この機構は、デガスチャンバー内をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、圧力を10−6Torr以上大気圧未満、温度を室温より高く450℃以下の条件にすることにより、デガスチャンバー1内に挿入されたウエハの最表面から有機物又は水分などを除去するものである。
【0038】
次に、本実施の形態による半導体装置の製造方法について図2を参照しつつ説明するが、第1の実施の形態と同一部分の説明は省略する。
Alパッド9が形成されたウエハを図3に示すCVD装置のデガスチャンバー1に挿入し、このデガスチャンバー1内をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気、圧力を10−6Torr以上大気圧未満、温度を室温より高く450℃以下の条件に調整し、この条件下でウエハを数十秒〜数分間保持する。このようにしてウエハの前処理を行うことにより、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8を含む全表面の有機成分や水分等を除去することができる。
【0039】
次いで、ウエハをデガスチャンバー1からCVD成膜チャンバー2に搬送機構により移動させる。次いで、Alパッド9、Al合金配線及び絶縁膜8の上にTEOSを用いてプラズマCVD法によりシリコン酸化膜10を堆積する。次いで、原料ガスや成膜条件などを変更し、CVD成膜チャンバー2内で、シリコン酸化膜10の上にプラズマCVD法によりシリコン窒化膜11を堆積する。このようにしてウエハを図2(A)に示す状態にする。次いで、ウエハをCVD成膜チャンバー2から外部に取り出す。
【0040】
上記第2の実施の形態においても第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【0041】
また、上記第1及び第2の実施の形態では、本発明をCVD装置、半導体装置の製造方法に適用した例を示しているが、これに限定されるものではなく、本発明を半導体装置に適用することも可能である。例えば、第1又は第2の実施の形態による半導体装置の製造方法を用いて製造された半導体装置についても本発明の適用範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態によるCVD装置を模式的に示す構成図。
【図2】本実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図3】第2の実施の形態によるCVD装置を模式的に示す構成図。
【図4】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
1…前処理用チャンバー(デガスチャンバー)、2〜6…第1〜第5のCVD成膜チャンバー、7…搬送用チャンバー、8,101…絶縁膜、9,102…Alパッド、10,103…シリコン酸化膜、11,104…シリコン窒化膜、11a,104a…開口部、12…レジストパターン、105…サイドエッチ
Claims (12)
- CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、被処理基板の搬送を行う搬送用チャンバーと、
前記搬送用チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、
を具備するCVD装置。 - CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、
を具備するCVD装置。 - 前記前処理用チャンバーは、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で被処理基板に前処理を行うものである請求項1又は2に記載のCVD装置。
- 前記CVD成膜チャンバーは、被処理基板上に絶縁膜を成膜するものである請求項1〜3のうちいずれか1項記載のCVD装置。
- 圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で被処理基板に前処理を行う工程と、
前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。 - 前記膜は、シリコン窒化膜又はシリコン酸化膜である請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
- 電極パッド又は配線層を有する被処理基板に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行う工程と、
前記電極パッド上又は前記配線層上にCVD法によりシリコン酸化膜を形成する工程と、
を具備する半導体装置の製造方法。 - 前記シリコン酸化膜を形成する工程の後に、前記シリコン酸化膜に、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前処理を行う工程と、前記シリコン酸化膜上にCVD法によりシリコン窒化膜を形成する工程と、をさらに具備する請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記シリコン窒化膜を形成する工程の後に、前記シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜をエッチングすることにより、該シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜に前記電極パッド上又は前記配線層上に位置する開口部を形成する工程をさらに具備する請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
- CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、被処理基板の搬送を行う搬送用チャンバーと、
前記搬送用チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、を具備するCVD装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
被処理基板を搬送用チャンバー内に挿入し、
前記被処理基板を前記搬送用チャンバーから前記前処理用チャンバー内に搬送し、
前記前処理用チャンバー内で、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前記被処理基板に前処理を行い、
前記被処理基板を前記前処理用チャンバーから前記搬送用チャンバーに搬送し、
前記被処理基板を前記搬送用チャンバーから前記CVD成膜チャンバーに搬送し、
前記CVD成膜チャンバー内で、前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する半導体装置の製造方法。 - CVD成膜チャンバーと、
前記CVD成膜チャンバーに接続され、CVD成膜を行う前に被処理基板から有機物又は水を除去する前処理用チャンバーと、を具備するCVD装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記前処理用チャンバー内で、圧力が10−6Torr以上大気圧未満、温度が室温より高く450℃以下の条件で前記被処理基板に前処理を行い、
前記被処理基板を前記前処理用チャンバーから前記CVD成膜チャンバーに搬送し、
前記CVD成膜チャンバー内で、前記被処理基板上にCVD法により膜を形成する半導体装置の製造方法。 - 請求項5〜請求項11のうちのいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法を用いて製造された半導体装置。
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---|---|---|---|
JP2003054008A JP2004266066A (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Cvd装置、半導体装置及びその製造方法 |
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JP2003054008A JP2004266066A (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Cvd装置、半導体装置及びその製造方法 |
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JP2003054008A Withdrawn JP2004266066A (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Cvd装置、半導体装置及びその製造方法 |
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JP (1) | JP2004266066A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102389567B1 (ko) * | 2021-05-04 | 2022-04-25 | 연세대학교 산학협력단 | 실리콘 질화막 식각 조성물 및 이를 이용한 식각방법 |
-
2003
- 2003-02-28 JP JP2003054008A patent/JP2004266066A/ja not_active Withdrawn
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KR102389567B1 (ko) * | 2021-05-04 | 2022-04-25 | 연세대학교 산학협력단 | 실리콘 질화막 식각 조성물 및 이를 이용한 식각방법 |
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