JP2008010833A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008010833A JP2008010833A JP2007118003A JP2007118003A JP2008010833A JP 2008010833 A JP2008010833 A JP 2008010833A JP 2007118003 A JP2007118003 A JP 2007118003A JP 2007118003 A JP2007118003 A JP 2007118003A JP 2008010833 A JP2008010833 A JP 2008010833A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hole
- organic chemical
- layer
- fluorocarbon
- metal wiring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
【課題】ビア孔形成のためのエッチングとアッシング工程との間の時間的制約、工程間処理制御を不要とし、かつ金属配線の酸化を防止して、金属配線と接続プラグとの間の抵抗の上昇を抑制すること。
【解決手段】基板の上部に金属配線を形成する工程と、金属配線の表面にTiまたはTaを含有する高融点金属層を形成する工程と、高融点金属層を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、層間絶縁層を、有機フッ化物を含むエッチングガスで選択的にエッチングして、高融点金属層が露出する孔を形成する工程と、孔の内部を有機薬液で処理して、エッチング工程で生じた、孔の内部に存在するTiまたはTaのフッ素化物およびフッ化炭素のうち、TiまたはTaのフッ素化物を除去するとともに、フッ化炭素を高融点金属層の表面に残す工程と、孔の内部をプラズマ処理して、フッ化炭素を除去する工程とを含む、半導体装置の製造方法。
【選択図】図1
Description
前記金属配線の表面にTiまたはTaを含有する高融点金属層を形成する工程と、
前記高融点金属層を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層を有機フッ化物を含むエッチングガスで選択的にエッチングして、前記高融点金属層が露出する孔を形成する工程と、
前記孔の内部を有機薬液で処理して、前記エッチング工程で生じた、前記孔の内部に存在するTiまたはTaのフッ素化物およびフッ化炭素のうち、前記TiまたはTaのフッ素化物を除去するとともに、前記フッ化炭素を前記高融点金属層の表面に残す工程と、
前記孔の内部をプラズマ処理して、前記フッ化炭素を除去する工程とを含む、半導体装置の製造方法、に関する。
図5においてシリコン基板13正面にトランジスタ14が形成されている。トランジスタ14を構成する不純物拡散層16の上部に接してコンタクトプラグ15が設けられ、さらにコンタクトプラグ15の上面にAl配線17が形成されている。Al配線19はビアプラグ18を介してAl配線17に接続されている。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、以下の工程を含む:
(i)基板の上部に金属配線を形成する工程、
(ii)前記金属配線の表面にTiまたはTaを含有する高融点金属層を形成する工程、
(iii)前記高融点金属層を覆うように層間絶縁層を形成する工程、
(iv)前記層間絶縁層を有機フッ化物で選択的にエッチングして、前記高融点金属層が露出する孔を形成する工程、
(v)前記孔の内部を有機薬液で処理して、前記エッチング工程で生じた、前記孔の内部に存在するTiまたはTaのフッ素化物およびフッ化炭素のうち、前記TiまたはTaのフッ素化物を除去するとともに、前記フッ化炭素を残す工程、
(vi)前記孔の内部をプラズマ処理して、前記フッ化炭素を除去する工程。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、
(vii)前記孔に導電膜を形成し、前記金属配線と接続する接続プラグを形成する工程をさらに含む。以下に、各工程について説明する。
Ti(OH)4→TiO2+2H2O
上記化学式は、Tiが水(H2O)と反応する過程において、一旦Ti(OH)4(水酸化チタン)となり、水分が取れてTiO2(酸化チタン)になることを示している。即ち、TixOyの形成には水(水分)が必要である。
Ti+4H2O→Ti(OH)4+2H2
の反応速度が飛躍的に速くなることが知られている。即ち、プラスチャージはTixOyの形成を促進する働きがある。
以上、Tiについて説明したが、Tiの代わりにTaを用いても良い。
変質層10に含まれるTiFまたはTiOFを除去すると共に、CF系堆積物を残すことができる有機薬液の処理時間およびウェハの回転数を、以下のようにして得た。
有機薬液:PMシンナー(組成:PGMEA、水溶解度1g/100g水(25℃))
層間絶縁層:SiO2(酸化膜)
エッチングガス:CF4/O2/Ar混合ガス
金属配線:AlCu(Cuを含むAl)
基板サイズ:8インチ
高融点金属層:TiN
実験方法:基板に金属配線を形成し、この金属配線の表面にTiN層を形成した。このTiN層の表面に層間絶縁膜を形成し、エッチングガスを用いて選択的にエッチングして孔を形成した。この孔の内部をスピンコートを用いて有機薬液で処理して、孔の内部に存在するTiのフッ化物およびフッ化炭素のうち、Tiのフッ化物を除去するとともに、フッ化炭素をTiN層表面に残した。その後、この孔をプラズマ処理してフッ化炭素を除去し、孔の埋め込みを行って導電膜を形成し、導電膜と金属配線との間の抵抗を測定した。
XPS分析(X線光電子分光分析)によりビア底の堆積物成分の組成を、PMシンナー処理(処理時間=17秒)前後で比較したところ、組成比率がTiFまたはTiOFは42%減少し、CF系堆積物は29%減少した。
以下の条件を用いて得られたビアプラグを、ビア抵抗について評価した。
有機薬液:PMシンナー(組成:PGMEA、水溶解度1g/100g水(25℃))
層間絶縁層:SiO2(酸化膜)
エッチングガス:CF4/O2/Ar混合ガス
金属配線:AlCu(Cuを含むAl)
基板サイズ:8インチ
高融点金属層:TiN
実験方法:基板に金属配線を形成し、この金属配線の表面にTiN層を形成した。このTiN層の表面に層間絶縁膜を形成し、エッチングガスを用いて選択的にエッチングして孔を形成した。この孔の内部をスピンコートを用いて有機薬液で処理して、孔の内部に存在するTiのフッ化物およびフッ化炭素のうち、Tiのフッ化物を除去するとともに、フッ化炭素をTiN層表面に残した。その後、この孔をプラズマ処理してフッ化炭素を除去し、孔の埋め込みを行って導電膜を形成し、導電膜と金属配線との間の抵抗を測定した。
有機薬液として酢酸ブチル(水溶解度2.2g/100g水)を用いた以外は、実施例3と同様にして、ビアプラグを作成した。
有機薬液での処理を行わなかったこと以外は、実施例3と同様にしてビアプラグを作成した。
実施例2の有機薬液の代わりに、ジメチルスルホキシド、ヒドロキシルアミン及び水(15〜25%以上含有)を含んだ剥離液を使用した以外は、実施例3と同様にして、ビアプラグを作成した。
実施例2の有機薬液の代わりに、ジメチルスルホキシド、フッ化アンモニウムおよび水(約30%含有)を含んだ剥離液を使用した以外は、実施例3と同様にして、ビアプラグを作成した。
実施例3、4、および比較例1〜3で得られたウェハ上の112点の抵抗値を測定し、平均値を求めた。ビア抵抗値(平均値)の比較を行なうと、実施例3、4の抵抗値に対して比較例1では8倍、比較例2では4倍、比較例3では2倍の抵抗値となった。
2 層間絶縁層
3 金属配線
4 TiN層
5 層間絶縁層
6 レジスト
7 開口領域
8 孔
9 露出部
10 変質層
11 TiN層
12 CF系堆積物が多く残った変質層
13 シリコン基板、
14 トランジスタ
15 コンタクトプラグ
16 不純物拡散層
17 Al配線
18 ビアプラグ
19 Al配線
Claims (6)
- 基板の上部に金属配線を形成する工程と、
前記金属配線の表面にTiまたはTaを含有する高融点金属層を形成する工程と、
前記高融点金属層を覆うように層間絶縁層を形成する工程と、
前記層間絶縁層を、有機フッ化物を含むエッチングガスで選択的にエッチングして、前記高融点金属層が露出する孔を形成する工程と、
前記孔の内部を有機薬液で処理して、前記エッチング工程で生じた、前記孔の内部に存在するTiまたはTaのフッ素化物およびフッ化炭素のうち、前記TiまたはTaのフッ素化物を除去するとともに、前記フッ化炭素を前記高融点金属層の表面に残す工程と、
前記孔の内部をプラズマ処理して、前記フッ化炭素を除去する工程とを含む、半導体装置の製造方法。 - 前記孔に導電膜を形成し、前記金属配線と接続する接続プラグを形成する工程をさらに含む、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記高融点金属層がTi含有層であり、前記有機薬液はTiのフッ素化物を除去可能であり、前記有機薬液のフッ化炭素除去レートは、Tiのフッ素化物の除去レートより遅い、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記有機薬液は水分を実質的に含まない、請求項1または3に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記有機薬液が、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)である、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記有機薬液が、酢酸ブチルである、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007118003A JP5043498B2 (ja) | 2006-05-29 | 2007-04-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006147731 | 2006-05-29 | ||
JP2006147731 | 2006-05-29 | ||
JP2007118003A JP5043498B2 (ja) | 2006-05-29 | 2007-04-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008010833A true JP2008010833A (ja) | 2008-01-17 |
JP5043498B2 JP5043498B2 (ja) | 2012-10-10 |
Family
ID=39068714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007118003A Expired - Fee Related JP5043498B2 (ja) | 2006-05-29 | 2007-04-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5043498B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10308447A (ja) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Yamaha Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2003282571A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-03 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
2007
- 2007-04-27 JP JP2007118003A patent/JP5043498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10308447A (ja) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Yamaha Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2003282571A (ja) * | 2002-03-25 | 2003-10-03 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5043498B2 (ja) | 2012-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4557479B2 (ja) | フォーミングガスプラズマを用いたフォトレジスト除去プロセス | |
US8080475B2 (en) | Removal chemistry for selectively etching metal hard mask | |
KR100270416B1 (ko) | 금속 선택성 중합체 제거 방법 | |
US8835326B2 (en) | Titanium-nitride removal | |
KR100862629B1 (ko) | 반도체 웨이퍼 세정 용액 및 이를 이용하여 상호접속 구조체를 형성하는 방법 | |
US8222160B2 (en) | Metal containing sacrifice material and method of damascene wiring formation | |
KR20080104349A (ko) | 반도체 공정의 금속 하드 마스크 재료를 에칭하기 위한 구성 | |
US20130200040A1 (en) | Titanium nitride removal | |
US7510967B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2001189302A (ja) | ドライエッチング方法及び半導体装置の製造方法 | |
US7347951B2 (en) | Method of manufacturing electronic device | |
JP2008544524A (ja) | 半導体素子における銅の層剥離の回避 | |
US6554004B1 (en) | Method for removing etch residue resulting from a process for forming a via | |
US7267127B2 (en) | Method for manufacturing electronic device | |
JP5043498B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2008010824A (ja) | 半導体メモリ素子の製造方法 | |
JP2010056574A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US7977228B2 (en) | Methods for the formation of interconnects separated by air gaps | |
JP2006165189A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20100163294A1 (en) | Method for forming metal line of semiconductor device | |
JP2006080263A (ja) | 電子デバイスの洗浄方法 | |
WO2024024987A1 (ja) | 基板処理方法 | |
KR20080088246A (ko) | 반도체 기판 세정 방법 | |
US20040018743A1 (en) | Method for removing photoresist after metal layer etching in a semiconductor device | |
JP2001110895A (ja) | 金属配線の形成方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100312 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120515 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120612 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120710 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120712 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150720 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |