JP3760912B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅を配線材料に用いた半導体装置の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の半導体集積回路は、配線材料として銅が用いられている。その加工工程ではドライエッチング技術を用いて配線溝を形成し、その配線溝に配線材料を埋め込むダマシン法が用いられている。
【0003】
以下、図11を参照して、従来の配線の製造方法を説明する。
【0004】
図11は、従来の技術によって配線材料を製造する際の半導体装置の断面図であり、図11(a)は、フォトリソグラフィーによる配線パターン形成後の状態を、図11(b)は、ドライエッチングによって絶縁膜を開口した状態、図11(c)は、アッシング後の状態、図11(d)は、上層配線を形成した状態をそれぞれ示すものである。
【0005】
まず、図11(a)に示すレジストパターン形成工程において、例えば、シリコンからなる半導体基板111上に、銅配線113をその周囲が酸化シリコンからなる絶縁膜112により覆われるように形成する。続いて、絶縁膜112上における銅配線113の上方に層間絶縁膜114を形成した後に、開口部115aを有するレジストパターン115を形成する。
【0006】
次に、図11(b)に示す金属配線露出工程において、プラズマドライエッチング法により、層間絶縁膜114に対してレジストパターン115をマスクとするエッチングを行って、層間絶縁膜114に銅配線113を露出する開口部114aを形成する。例えば、平行平板型RIE装置を用いて、エッチングガスであるCF4流量を50sccmとし、エッチング堆積物の制御ガスであるO2流量を10sccmとし、基板温度を25℃とし、RF出力を1000Wとし、圧力を5Paとする。
【0007】
次に、図11(c)に示すように、レジストパターン115に対するアッシングを行うことにより、レジストパターン115を除去する。この際、銅配線113の表面には、酸化銅層113aが形成されてしまう。
【0008】
この際、マイクロ波プラズマアッシング装置を用い、酸素ガス流量1000sccm、マイクロ波出力を1000Wとし、圧力を約100Paとし、放電時間を約20分とする。このときCuの酸化を防止するため、基板温度を約25℃に設定する。
【0009】
次に、図11(d)に示すように、フッ化アンモニウムを含む有機酸洗浄やArスパッタでアッシング時に生成した酸化銅層113aを除去した後、開口部114aの底面及び壁面を含めて層間絶縁膜114上に、配線116を形成する。
【0010】
Cuは高温の酸素雰囲気で酸化が進行することが知られている。そのため従来の銅配線の形成方法は、銅配線113の酸化を防止するために25℃前後の低い基板温度でレジストパターン115に対するアッシングを実施している。ところが、アッシングプロセスは温度依存性が高く、基板温度の低温化によりアッシング速度が著しく低下してしまう。これを改善するために、アッシング工程にCF4ガスを添加する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0011】
CF4を添加した場合におけるレジストパターン115(Cxyで示す)のアッシング反応は以下のステップで反応が進行する。
【0012】
2+CF4→O*+F*+CO↑+CO2↑ (1)
xy+F*→Cx(y-1) *+HF (2)
x(y-1) *+O*→CO↑+CO2↑+H2O↑ (3)
反応式(1)はプラズマ中でO2およびCF4が解離し、酸素ラジカル(O*)とフッ素ラジカル(F*)を形成する反応を示す。CF4に含まれるCはプラズマ中のO*と反応し、COおよびCO2を形成する。
【0013】
反応式(2)はF*がCxyのHを引き抜き、Cxyにダングリングボンドを形成する反応である。
【0014】
反応式(3)はCxyに形成したダングリングボンドと酸素ラジカルが反応し、CO、CO2、H2Oを形成する反応、すなわちアッシングである。
【0015】
反応式(1)で生成したフッ素ラジカルは、反応式(2)でCxyのHを引き抜き、Cxyにダングリングボンド(Cx(y-1) *)を形成する。ダングリングボンドは化学的に非常に活性であるため、これが反応式(1)で生成した酸素ラジカルの攻撃サイトとなる。したがって反応式(3)で示される酸素ラジカルとレジストパターン115における燃焼反応の活性化エネルギーはフッ素ラジカルが存在しない場合と比較して低下するため、アッシング速度が増加する。
【0016】
以上から反応式(1)〜(3)で示されるアッシング反応は、反応式(2)においてFラジカルの供給律速となるため、Fラジカルの供給量が増加するにつれてアッシング速度は増加する。そこでFラジカルを増加させる方法として、反応式(1)においてCF4添加量を増加する方法が用いられている。
【0017】
【特許文献1】
特開2001−110895号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の半導体装置の製造方法では、CF4添加量を増加した場合、基板に残留したフッ素が大気中の水分と反応するため、銅配線113の酸化が促進してしまうという問題がある。
【0019】
本発明は、Cuの酸化を抑制しつつアッシング速度を向上することを目的とする。
【0020】
【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、半導体基板上に銅配線を形成する工程と、前記銅配線の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に所定の形状にパターニングされたレジストを形成する工程と、前記レジストをマスクとして前記絶縁膜に前記銅配線を露出する開口部を形成する工程と、酸素ガスと、フロロカーボンガスと、フロロカーボンガスを分解するための、前記半導体基板の外部から供給される銅系の分解促進物とを用い、前記半導体基板温度を0℃以上、100℃以下として前記レジストをプラズマアッシングする工程とを含むものである。
また、本発明の別の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に銅配線を形成する工程と、前記銅配線の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に所定の形状にパターニングされたレジストを形成する工程と、前記レジストをマスクとして前記絶縁膜に前記銅配線を露出する開口部を形成する工程と、酸素ガスとフロロカーボンガスを用い、前記半導体基板温度を0℃以上、100℃以下として前記レジストをプラズマアッシングする工程とを有し、前記絶縁膜に形成された開口部は半導体装置の動作に関係しないダミーホールを含み、前記銅配線の表面のうち前記絶縁膜に開口部を形成する工程によって露出する部分の面積が、前記半導体基板全体の面積の6%以上であることを特徴とするものである。
【0021】
この発明の構成によれば、半導体基板の外部から供給される銅系の分解促進物または前記の開口部を通じて銅配線から供給される銅により、フロロカーボンガスの解離が促進するため、気相中のフッ素ラジカル濃度が増加する。その結果、プラズマ中のフッ素ラジカルによりレジストにダングリングボンドが形成し、酸素ラジカルの攻撃サイトが増加するため、レジストのアッシング速度が向上する。
【0022】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1に係る半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0023】
図1(a)〜図1(d)は実施の形態1に係る半導体装置の製造方法における工程順の断面構成を示しており、図1(a)はフォトリソグラフィーによる配線パターン形成後の状態を、図1(b)はドライエッチングによって絶縁膜を開口した状態、図1(c)はアッシング後の状態、図1(d)は上層配線を形成した状態をそれぞれ示すものである。
【0024】
実施の形態1にかかる半導体装置の製造工程の説明を行う。
【0025】
まず、図1(a)に示すレジストパターン形成工程において、例えば、シリコンからなる半導体基板11上に、金属膜である銅配線13をその周囲が酸化シリコンからなる絶縁膜12により覆われるように形成する。続いて、絶縁膜12上における銅配線13の上方に窒化シリコンからなる層間絶縁膜14を形成した後に、開口部15aを有するレジストパターン15を形成する。
【0026】
次に、図1(b)に示す金属配線露出工程において、プラズマドライエッチング法により、層間絶縁膜14に対してレジストパターン15をマスクとするエッチングを行って、層間絶縁膜14に銅配線13を露出する開口部14aを形成する。例えば、平行平板型RIE装置を用いて、エッチングガスであるCF4流量を50sccmとし、エッチング堆積物の制御ガスであるO2流量を10sccmとし、基板温度を25℃とし、RF出力を1000Wとし、圧力を5Paとする。
【0027】
次に、図1(c)に示すようにレジストパターン15に対するアッシングを行うことにより、レジストパターン15を除去する。この際、銅配線13の表面には、酸化銅層13aが形成されてしまう。
【0028】
アッシング工程に用いる装置としては、例えば図2に示すマイクロ波プラズマ型アッシング装置を用いる。アッシング装置はアッシングチャンバー部分(A)とガスライン部分(B)からなる。アッシングチャンバー部分(A)はチャンバー21、ステージ22、マイクロ波導波管23、マイクロ波透過窓24から構成される。チャンバー21内にはシリコンウェーハ28を保持するためのステージ22が設置されている。なお、シリコンウェーハ28は、銅配線13等の構造物が形成された半導体基板11を指すものとする。ステージ22の上部にはマイクロ波透過窓24、その上部にマイクロ波導波管23が設置されており、マイクロ波導波管23を伝搬してきたマイクロ波をマイクロ波透過窓24からチャンバー21内に導入する。ガスライン部分(B)はマスフローコントローラ25、ヒーター26、酢酸銅(I)溶液27から構成される。酢酸銅(I)は融点が99℃であるため、ヒーター26を用いて120℃程度に加熱しておく必要がある。そしてHeをキャリアガスとして酢酸銅(I)溶液27をバブリングし、チャンバー21内へ蒸気を導入する。なおHeは不活性ガスであるため、アッシング特性には影響しない。アッシングは、ガスライン部分(B)から酸素、酢酸銅(I)、Heの混合ガスを導入し、マイクロ波透過窓24から導入されたマイクロ波によりプラズマを発生させて行う。
【0029】
アッシング条件は、酸素ガス流量を約1000sccmとし、CF4流量を5sccmとし、マイクロ波出力を1000Wとし、チャンバー圧力を200Paとし、基板温度を0〜100℃(例えば25℃)とし、放電時間を約2分間とする。なお、基板温度を0〜100℃に設定する理由としては、100℃以上にするとCuが酸化されるためであり、0℃以下にするとアッシング速度が低下するためである。
【0030】
この際、酢酸銅(I)流量を0.2〜1.0sccmに設定する。本実施の形態では0.6sccmとした。このようにした理由は、図3に酢酸銅(I)の添加量とアッシング速度の関係を示しているが、酢酸銅(I)の添加量が0.2sccmを超えたときからアッシング速度が増加し、0.6sccm程度でほぼ飽和するためである。
【0031】
ここで図1の説明に戻る。アッシング工程終了後は、フッ化アンモニウムを含む有機酸薬液によるシリコンウェーハ28の洗浄、およびArスパッタにより酸化銅層13aを除去した後、図1(d)に示す上層配線形成工程において、層間絶縁膜14上に、開口部14aが充填されるように上層配線16を形成する。以後、必要に応じて次の配線層又はパッシベーション膜等(図示せず)を形成する。
【0032】
ここで、酸素ガスにCF4と酢酸銅(I)を添加してレジストパターン15のアッシングを行うと、アッシング速度が増加する理由を述べる。
【0033】
図4は、酢酸銅(I)添加量とプラズマ中Fラジカル濃度の関係を示している。酢酸銅(I)の流量が増加するにつれてプラズマ中のFラジカル濃度は増加し、0.6sccm程度の添加でFラジカル濃度はほぼ飽和する。これはCuが触媒となり、CF4の解離が促進されるためである。
【0034】
上述の通り、CF4を添加した場合におけるレジストパターンのアッシング反応は以下の3ステップで進行する。
【0035】
2+CF4→O*+F*+CO↑+CO2↑ (1)
xy+F*→Cx(y-1) *+HF (2)
x(y-1) *+O*→CO↑+CO2↑+H2O↑ (3)
本実施の形態のアッシング反応は反応式(2)において、F*の供給律速である。そのため、酢酸銅(I)の添加により、反応式(1)の反応が促進されプラズマ中のF*が増加し、アッシング速度が増加する。
【0036】
また、図5はCF4添加量とCuの酸化量の関係を示している。CF4添加量が5sccmまではCuの酸化は進行しないが、それ以上CF4を添加するとCuの酸化が促進されることがわかる。これは基板を大気に出した際、残留したフッ素が大気中の水分と反応して、酸化が促進されるためである。
【0037】
以上のように、実施の形態1によると、レジストパターン15のアッシング工程において、CuとCF4の混合ガスを添加することでCF4の解離を促進することができる。その結果、プラズマ中のFラジカルの濃度が増加し、アッシング速度が向上する。したがってCF4添加量を減らすことができるため、Cuの酸化は進行しない。また実施の形態1においてはCu化合物に有機金属である酢酸銅(I)を用いたが、一般的に有機金属は融点が低く、気相供給が可能なため添加量の制御が容易という利点がある。
【0038】
なお、本実施の形態ではフロロカーボンガスにCF4、フロロカーボンガスの分解促進物として酢酸銅(I)、アッシング装置にマイクロ波プラズマ型アッシング装置を用いたが、フロロカーボンガスとしてCF4以外のもの(例えば、C58など)、フロロカーボンガスの分解促進物として酢酸銅(I)以外のもの(例えば、酢酸銅(II)など)、マイクロ波以外のプラズマアッシング装置を用いても同様の結果を得ることができる。
【0039】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2に係る半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0040】
図6(a)〜図6(d)は実施の形態2に係る半導体装置の製造方法における工程順の断面構成を示しており、図6(a)はフォトリソグラフィーによる配線パターン形成後の状態を、図6(b)はドライエッチングによって絶縁膜を開口した状態、図6(c)はアッシング後の状態、図6(d)は上層配線を形成した状態をそれぞれ示すものである。
【0041】
実施の形態2にかかる半導体装置の製造工程の説明を行う。
【0042】
まず、図6(a)に示すレジストパターン形成工程において、例えば、シリコンからなる半導体基板61上に、金属膜である銅配線63をその周囲が酸化シリコンからなる絶縁膜62により覆われるように形成する。続いて、絶縁膜62上における銅配線63の上方に窒化シリコンからなる層間絶縁膜64を形成した後に、開口部65aを有するレジストパターン65を形成する。
【0043】
次に、図6(b)に示す金属配線露出工程において、プラズマドライエッチング法により、層間絶縁膜64に対してレジストパターン65をマスクとするエッチングを行って、層間絶縁膜64に銅配線63を露出する開口部64aを形成する。例えば、平行平板型RIE装置を用いて、エッチングガスであるCF4流量を50sccmとし、エッチング堆積物の制御ガスであるO2流量を10sccmとし、基板温度を25℃とし、RF出力を1000Wとし、圧力を5Paとする。
【0044】
次に、図6(c)に示すようにレジストパターン65に対するアッシングを行うことにより、レジストパターン65を除去する。この際、銅配線63の表面には酸化銅層63aが形成されてしまう。
【0045】
アッシング工程に用いる装置としては、例えばマイクロ波プラズマアッシング装置を用い、アッシング条件として酸素ガス流量を約1000sccmとし、CF4流量を5sccmとし、マイクロ波出力を1000Wとし、チャンバー圧力を200Paとし、基板温度を0〜100℃(例えば25℃)とし、放電時間を約2分間とする。なお、基板温度を0〜100℃に設定する理由としては、100℃以上にするとCuが酸化されるためであり、0℃以下にするとアッシング速度が低下するためである。
【0046】
図7は、Cu開口率(銅配線63の表面のうち層間絶縁膜64に開口部64aを形成する工程によって露出する部分の面積の総和/半導体基板61の面積×100)とアッシング速度の関係を示している。Cuの開口率が増加するにつれ、アッシング速度は増加し、Cu開口率が6%程度で飽和する。これは実施の形態1と同様に、Cuが触媒となりCF4の解離が促進され、プラズマ中のFラジカル濃度が増加するためである。Cu開口率が6%に満たない素子においても、ダミーホール(Cuの開口率を制御するために開口するホールで、最終的にはCuが埋め込まれるが、半導体装置の動作に関係しない)を形成してCu開口率を6%にすることでアッシング速度を増加することが可能である。
【0047】
ここで図6の説明に戻る。アッシング工程終了後はフッ化アンモニウムを含む有機酸薬液による洗浄、およびArスパッタにより酸化銅層63aを除去した後、図6(d)に示す上層配線形成工程において、層間絶縁膜64上に、開口部64aが充填されるように上層配線66を形成する。以後、必要に応じて次の配線層又はパッシベーション膜等(図示せず)を形成する。
【0048】
このように実施の形態2の場合、実施の形態1と同様にレジストアッシング工程において、開口部64aを通じて銅配線63から供給される銅が存在するため、CF4の解離を促進することができる。したがってプラズマ中のFラジカルの濃度が増加しアッシング速度が向上する。CF4添加量も5sccm以下としているため、Cu酸化量も促進されることはない。また本実施の形態では実施の形態1の場合とは異なり、Cu系の添加ガスを用いなくて済むため、Cu系のガスを添加するための設備を特に必要とすることなく、レジストパターン65のアッシング速度の増加が実現できる特徴を有する。
【0049】
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3に係る半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0050】
図8(a)〜図8(d)は実施の形態3に係る半導体装置の製造方法における工程順の断面構成を示しており、図8(a)はフォトリソグラフィーによる配線パターン形成後の状態を、図8(b)はドライエッチングによって絶縁膜を開口した状態、図8(c)はアッシング後の状態、図8(d)は上層配線を形成した状態をそれぞれ示すものである。
【0051】
実施の形態3にかかる半導体装置の製造工程の説明を行う。
【0052】
まず、図8(a)に示すレジストパターン形成工程において、例えば、シリコンからなる半導体基板81上に、金属膜である銅配線83をその周囲が酸化シリコンからなる絶縁膜82により覆われるように形成する。続いて、絶縁膜82上における銅配線83の上方にシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜84を形成した後に、開口部85aを有するレジストパターン85を形成する。
【0053】
次に、図8(b)に示す金属配線露出工程において、プラズマドライエッチング法により、層間絶縁膜84に対してレジストパターン85をマスクとするエッチングを行って、層間絶縁膜84に銅配線83を露出する開口部84aを形成する。例えば、平行平板型RIE装置を用いて、エッチングガスであるCF4流量を50sccmとし、エッチング堆積物の制御ガスであるO2流量を10sccmとし、基板温度を25℃とし、RF出力を1000Wとし、圧力を5Paとする。
【0054】
次に、図8(c)に示すようにレジストパターン85に対するアッシングを行うことにより、レジストパターン15を除去する。この際、銅配線83の表面には、酸化銅層83aが形成されてしまう。
【0055】
アッシング工程に関する装置としては、例えば図9に示すマイクロ波プラズマ型アッシング装置を用いる。アッシング装置はチャンバー91、ステージ92、マイクロ波導波管93、マイクロ波透過窓94、プラズマ中へ銅を供給するための銅リング95、およびガスライン96から構成される。アッシングはガスライン96からO2ガスを導入し、マイクロ波透過窓94から導入されたマイクロ波によりプラズマを発生させて行う。
【0056】
アッシング条件は、酸素ガス流量を約1000sccmとし、CF4流量を5sccmとし、マイクロ波出力を1000Wとし、チャンバー圧力を200Paとし、基板温度を0〜100℃(例えば25℃)とし、放電時間を約2分間とする。なお、基板温度を0〜100℃に設定する理由としては、100℃以上にするとCuが酸化されるためであり、0℃以下にするとアッシング速度が低下するためである。
【0057】
この時、図9に示すアッシング装置では、発生したプラズマにより銅リング95がスパッタリングされ、プラズマ中にCuが供給される。図10は本実施の形態で用いたCuリング仕様チャンバー(A)と、従来チャンバー(B)(Cuリング無し、図示せず)において、アッシング速度を比較した図である。Cuリングチャンバー(A)において、従来チャンバー(B)と比較してアッシング速度が約3倍に増加する。この理由としては、実施の形態1と同様に、Cuリングから供給されたCuが触媒となりCF4の解離が促進され、プラズマ中のFラジカル濃度が増加するためである。
【0058】
ここで図8の説明に戻る。アッシング工程終了後はフッ化アンモニウムを含む有機酸薬液によるシリコンウェーハ98の洗浄、およびArスパッタにより酸化銅層83aを除去した後、図8(d)に示す上層配線形成工程において、層間絶縁膜84上に、開口部84aが充填されるように上層配線86を形成する。以後、必要に応じて次の配線層又はパッシベーション膜等(図示せず)を形成する。
【0059】
このように実施の形態3の場合、実施の形態1と同様にレジストアッシング工程において、CF4の解離を促進することができる。したがってプラズマ中のFラジカルの濃度が増加しアッシング速度が向上する。CF4添加量も5sccm以下であるため、Cu酸化量も促進されることはない。なお本実施の形態では、銅リング95を用いたが、チャンバー内壁に銅化合物(例えばチャンバー91の内壁材料が銅化合物)があれば、同様の効果が期待できる。
【0060】
また従来技術と同様のガス系でアッシング速度の増加が実現できる特徴を有する。
【0061】
【発明の効果】
本発明にかかる銅配線の形成方法によると、アッシング工程において、プラズマ中のフッ素ラジカル濃度を増加することができる。そのためCuの酸化を抑制しつつ、アッシング速度を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における配線パターン形成の各工程を示す断面図
【図2】本発明の実施の形態1に用いたアッシング装置の断面図
【図3】実施の形態1において、酢酸銅(I)流量とアッシング速度の関係を示した図
【図4】実施の形態1において、酢酸銅(I)流量とプラズマ中のFラジカル濃度の関係を示した図
【図5】実施の形態1において、CF4添加量とCu酸化量の関係を示した図
【図6】本発明の実施の形態2における配線パターン形成の各工程を示す断面図
【図7】実施の形態2において、Cu開口率とアッシング速度の関係を示した図
【図8】本発明の実施の形態3における配線パターン形成の各工程を示す断面図
【図9】本発明の実施の形態3に用いたアッシング装置の断面図
【図10】実施の形態3において、本発明と従来法のアッシング速度を比較した図
【図11】従来法における配線パターン形成の各工程を示す断面図
【符号の説明】
11 半導体基板
12 絶縁膜
13 銅配線
13a 酸化銅層
14 層間絶縁膜
14a 開口部
15 レジストパターン
15a 開口部
16 上層配線
21 チャンバー
22 ステージ
23 マイクロ波導波管
24 マイクロ波透過窓
25 マスフローコントローラ
26 ヒーター
27 酢酸銅(I)
28 シリコンウェーハ
61 半導体基板
62 絶縁膜
63 銅配線
63a 酸化銅層
64 層間絶縁膜
64a 開口部
65 レジストパターン
65a 開口部
66 上層配線
81 半導体基板
82 絶縁膜
83 銅配線
83a 酸化銅層
84 層間絶縁膜
84a 開口部
85 レジストパターン
85a 開口部
86 上層配線
91 チャンバー
92 ステージ
93 マイクロ波導波管
94 マイクロ波透過窓
95 Cuリング
96 ガスライン
98 シリコンウェーハ
111 半導体基板
112 絶縁膜
113 銅配線
113a 酸化銅層
114 層間絶縁膜
114a 開口部
115 レジストパターン
115a 開口部
116 上層配線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a semiconductor device using copper as a wiring material.
[0002]
[Prior art]
In recent semiconductor integrated circuits, copper is used as a wiring material. In this processing step, a damascene method is used in which a wiring groove is formed using a dry etching technique and a wiring material is embedded in the wiring groove.
[0003]
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a wiring will be described with reference to FIG.
[0004]
11 is a cross-sectional view of a semiconductor device when a wiring material is manufactured by a conventional technique. FIG. 11A shows a state after a wiring pattern is formed by photolithography, and FIG. 11B shows a dry etching. 11 (c) shows a state after ashing, and FIG. 11 (d) shows a state in which an upper layer wiring is formed.
[0005]
First, in the resist pattern forming step shown in FIG. 11A, for example, a copper wiring 113 is formed on a semiconductor substrate 111 made of silicon so that the periphery thereof is covered with an insulating film 112 made of silicon oxide. Subsequently, after an interlayer insulating film 114 is formed over the copper wiring 113 on the insulating film 112, a resist pattern 115 having an opening 115a is formed.
[0006]
Next, in the metal wiring exposure step shown in FIG. 11B, etching using the resist pattern 115 as a mask is performed on the interlayer insulating film 114 by plasma dry etching to form the copper wiring 113 on the interlayer insulating film 114. An exposed opening 114a is formed. For example, using a parallel plate RIE apparatus, the flow rate of CF 4 as an etching gas is set to 50 sccm, the flow rate of O 2 as a control gas for etching deposit is set to 10 sccm, the substrate temperature is set to 25 ° C., the RF output is set to 1000 W, The pressure is 5 Pa.
[0007]
Next, as shown in FIG. 11C, the resist pattern 115 is removed by ashing the resist pattern 115. At this time, a copper oxide layer 113 a is formed on the surface of the copper wiring 113.
[0008]
At this time, a microwave plasma ashing apparatus is used, the oxygen gas flow rate is 1000 sccm, the microwave output is 1000 W, the pressure is about 100 Pa, and the discharge time is about 20 minutes. At this time, in order to prevent oxidation of Cu, the substrate temperature is set to about 25 ° C.
[0009]
Next, as shown in FIG. 11 (d), after removing the copper oxide layer 113 a generated during ashing by organic acid cleaning containing ammonium fluoride or Ar sputtering, interlayer insulation including the bottom surface and wall surface of the opening 114 a is performed. A wiring 116 is formed over the film 114.
[0010]
It is known that oxidation of Cu proceeds in a high temperature oxygen atmosphere. Therefore, in the conventional method for forming a copper wiring, ashing is performed on the resist pattern 115 at a low substrate temperature of about 25 ° C. in order to prevent the copper wiring 113 from being oxidized. However, the ashing process is highly temperature dependent, and the ashing speed is significantly reduced by lowering the substrate temperature. In order to improve this, a method of adding CF 4 gas to the ashing process is known (see, for example, Patent Document 1).
[0011]
Ashing reaction of the resist pattern 115 (shown by C x H y) in the case of adding CF 4 is the reaction proceeds in the following steps.
[0012]
O 2 + CF 4 → O * + F * + CO ↑ + CO 2 ↑ (1)
C x H y + F * → C x H (y-1) * + HF (2)
C x H (y-1) * + O * → CO ↑ + CO 2 ↑ + H 2 O ↑ (3)
Reaction formula (1) shows a reaction in which O 2 and CF 4 are dissociated in plasma to form oxygen radicals (O * ) and fluorine radicals (F * ). C contained in CF 4 reacts with O * in the plasma to form CO and CO 2 .
[0013]
Reaction formula (2) F * is pulling the H of C x H y, is a reaction to form a dangling bond in the C x H y.
[0014]
Reaction formula (3) is a reaction in which dangling bonds formed on C x H y react with oxygen radicals to form CO, CO 2 , and H 2 O, that is, ashing.
[0015]
Fluorine radicals produced by the reaction formula (1) may pull the H of C x H y by the reaction formula (2), C x H dangling bonds in y (C x H (y- 1) *) to form a. Since dangling bonds are chemically very active, this becomes an attack site for oxygen radicals generated in reaction formula (1). Therefore, the activation energy of the combustion reaction in the oxygen radical represented by the reaction formula (3) and the resist pattern 115 is lower than that in the case where no fluorine radical is present, so that the ashing rate is increased.
[0016]
From the above, the ashing reaction represented by the reaction formulas (1) to (3) becomes the rate control of F radical supply in the reaction formula (2), and therefore the ashing rate increases as the supply amount of F radicals increases. Therefore, as a method of increasing the F radical, a method of increasing the amount of added CF 4 in the reaction formula (1) is used.
[0017]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-110895
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method for manufacturing a semiconductor device has a problem that when the amount of CF 4 added is increased, the fluorine remaining on the substrate reacts with moisture in the air, so that the oxidation of the copper wiring 113 is promoted.
[0019]
An object of the present invention is to improve the ashing speed while suppressing oxidation of Cu.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a copper wiring on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on the copper wiring , and a resist patterned in a predetermined shape on the insulating film. A step of forming an opening exposing the copper wiring in the insulating film using the resist as a mask, an oxygen gas, a fluorocarbon gas, and a fluorocarbon gas from the outside for decomposing the fluorocarbon gas. And a step of plasma ashing the resist at a temperature of 0 ° C. or more and 100 ° C. or less using a supplied copper-based decomposition accelerator.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a copper wiring on a semiconductor substrate; forming an insulating film on the copper wiring; and patterning the insulating film on a predetermined shape. A step of forming the resist, a step of forming an opening exposing the copper wiring in the insulating film using the resist as a mask, an oxygen gas and a fluorocarbon gas, and the semiconductor substrate temperature is set to 0 ° C. or higher, 100 And a step of plasma ashing the resist at a temperature of less than or equal to ° C., and the opening formed in the insulating film includes a dummy hole not related to the operation of the semiconductor device, and the opening is formed in the insulating film in the surface of the copper wiring The area of the portion exposed by the step of forming is 6% or more of the total area of the semiconductor substrate.
[0021]
According to the configuration of the present invention, the dissociation of the fluorocarbon gas is promoted by the copper-based decomposition promoting substance supplied from the outside of the semiconductor substrate or the copper supplied from the copper wiring through the opening . Fluorine radical concentration increases. As a result, dangling bonds are formed in the resist by fluorine radicals in the plasma, and the attack sites of oxygen radicals increase, so that the resist ashing speed is improved.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1A to FIG. 1D show cross-sectional structures in the order of steps in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 1A shows a state after a wiring pattern is formed by photolithography. FIG. 1B shows a state in which an insulating film is opened by dry etching, FIG. 1C shows a state after ashing, and FIG. 1D shows a state in which an upper layer wiring is formed.
[0024]
A manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment will be described.
[0025]
First, in the resist pattern forming step shown in FIG. 1A, for example, a copper wiring 13 which is a metal film is formed on a semiconductor substrate 11 made of silicon so that the periphery thereof is covered with an insulating film 12 made of silicon oxide. To do. Subsequently, after an interlayer insulating film 14 made of silicon nitride is formed above the copper wiring 13 on the insulating film 12, a resist pattern 15 having an opening 15a is formed.
[0026]
Next, in the metal wiring exposure step shown in FIG. 1B, etching using the resist pattern 15 as a mask is performed on the interlayer insulating film 14 by plasma dry etching to form the copper wiring 13 on the interlayer insulating film 14. An exposed opening 14a is formed. For example, using a parallel plate RIE apparatus, the flow rate of CF 4 as an etching gas is set to 50 sccm, the flow rate of O 2 as a control gas for etching deposit is set to 10 sccm, the substrate temperature is set to 25 ° C., the RF output is set to 1000 W, The pressure is 5 Pa.
[0027]
Next, the resist pattern 15 is removed by ashing the resist pattern 15 as shown in FIG. At this time, a copper oxide layer 13 a is formed on the surface of the copper wiring 13.
[0028]
As an apparatus used for the ashing process, for example, a microwave plasma type ashing apparatus shown in FIG. 2 is used. The ashing device comprises an ashing chamber part (A) and a gas line part (B). The ashing chamber portion (A) includes a chamber 21, a stage 22, a microwave waveguide 23, and a microwave transmission window 24. A stage 22 for holding a silicon wafer 28 is installed in the chamber 21. The silicon wafer 28 refers to the semiconductor substrate 11 on which a structure such as the copper wiring 13 is formed. A microwave transmission window 24 is provided above the stage 22, and a microwave waveguide 23 is installed above the microwave transmission window 24, and the microwave propagating through the microwave waveguide 23 is introduced into the chamber 21 from the microwave transmission window 24. . The gas line portion (B) includes a mass flow controller 25, a heater 26, and a copper acetate (I) solution 27. Since copper (I) acetate has a melting point of 99 ° C., it needs to be heated to about 120 ° C. using the heater 26. Then, a copper (I) acetate solution 27 is bubbled using He as a carrier gas, and steam is introduced into the chamber 21. Since He is an inert gas, it does not affect the ashing characteristics. Ashing is performed by introducing a mixed gas of oxygen, copper acetate (I), and He from the gas line portion (B), and generating plasma by the microwave introduced from the microwave transmission window 24.
[0029]
Ashing conditions are: oxygen gas flow rate is about 1000 sccm, CF 4 flow rate is 5 sccm, microwave output is 1000 W, chamber pressure is 200 Pa, substrate temperature is 0 to 100 ° C. (for example, 25 ° C.), and discharge time is about 2 minutes. The reason for setting the substrate temperature to 0 to 100 ° C. is that Cu is oxidized when the temperature is 100 ° C. or higher, and the ashing rate is decreased when the temperature is 0 ° C. or lower.
[0030]
At this time, the flow rate of copper (I) acetate is set to 0.2 to 1.0 sccm. In this embodiment, it is 0.6 sccm. The reason for this is shown in FIG. 3 which shows the relationship between the addition amount of copper acetate (I) and the ashing rate, but the ashing rate increases when the addition amount of copper acetate (I) exceeds 0.2 sccm. This is because it is almost saturated at about 0.6 sccm.
[0031]
Returning to the description of FIG. After the ashing process is completed, the silicon wafer 28 is cleaned with an organic acid chemical solution containing ammonium fluoride, and the copper oxide layer 13a is removed by Ar sputtering. Then, in the upper wiring formation process shown in FIG. An upper wiring 16 is formed on 14 so as to fill the opening 14a. Thereafter, the next wiring layer or passivation film or the like (not shown) is formed as necessary.
[0032]
Here, the reason why the ashing speed is increased when CF 4 and copper acetate (I) are added to oxygen gas to perform ashing of the resist pattern 15 will be described.
[0033]
FIG. 4 shows the relationship between the added amount of copper (I) acetate and the F radical concentration in the plasma. As the flow rate of copper (I) acetate increases, the F radical concentration in the plasma increases, and the addition of about 0.6 sccm almost saturates the F radical concentration. This is because Cu serves as a catalyst and the dissociation of CF 4 is promoted.
[0034]
As described above, the ashing reaction of the resist pattern when CF 4 is added proceeds in the following three steps.
[0035]
O 2 + CF 4 → O * + F * + CO ↑ + CO 2 ↑ (1)
C x H y + F * → C x H (y-1) * + HF (2)
C x H (y-1) * + O * → CO ↑ + CO 2 ↑ + H 2 O ↑ (3)
The ashing reaction of the present embodiment is F * supply-limited in the reaction formula (2). Therefore, the addition of copper (I) acetate promotes the reaction of reaction formula (1), increases F * in the plasma, and increases the ashing rate.
[0036]
FIG. 5 shows the relationship between the added amount of CF 4 and the oxidized amount of Cu. It can be seen that although the oxidation of Cu does not proceed until the amount of CF 4 added is 5 sccm, the oxidation of Cu is promoted when more CF 4 is added. This is because when the substrate is exposed to the atmosphere, the remaining fluorine reacts with moisture in the atmosphere to promote oxidation.
[0037]
As described above, according to the first embodiment, the dissociation of CF 4 can be promoted by adding the mixed gas of Cu and CF 4 in the ashing process of the resist pattern 15. As a result, the concentration of F radicals in the plasma increases and the ashing speed is improved. Therefore, since the amount of CF 4 added can be reduced, Cu oxidation does not proceed. In Embodiment 1, copper (I), which is an organic metal, is used as the Cu compound. However, generally, an organic metal has a low melting point and can be supplied in a gas phase, so that the addition amount can be easily controlled. is there.
[0038]
In the present embodiment CF 4 to fluorocarbon gas, copper (I) acetate as a decomposition accelerator of the fluorocarbon gas, although using a microwave plasma type ashing apparatus ashing apparatus, CF 4 except those as fluorocarbon gas (e.g. , C 5 F 8, etc.) The same results can be obtained by using a plasma ashing apparatus other than a microwave (such as copper acetate (II)) or microwave ashing as a fluorocarbon gas decomposition accelerator. be able to.
[0039]
(Embodiment 2)
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0040]
6A to 6D show cross-sectional structures in the order of steps in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment, and FIG. 6A shows a state after a wiring pattern is formed by photolithography. 6B shows a state in which the insulating film is opened by dry etching, FIG. 6C shows a state after ashing, and FIG. 6D shows a state in which an upper layer wiring is formed.
[0041]
A manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment will be described.
[0042]
First, in the resist pattern forming step shown in FIG. 6A, for example, a copper wiring 63 which is a metal film is formed on a semiconductor substrate 61 made of silicon so that the periphery thereof is covered with an insulating film 62 made of silicon oxide. To do. Subsequently, after an interlayer insulating film 64 made of silicon nitride is formed above the copper wiring 63 on the insulating film 62, a resist pattern 65 having an opening 65a is formed.
[0043]
Next, in the metal wiring exposure step shown in FIG. 6B, the interlayer insulating film 64 is etched using the resist pattern 65 as a mask by plasma dry etching, and the copper wiring 63 is formed on the interlayer insulating film 64. An exposed opening 64a is formed. For example, using a parallel plate RIE apparatus, the flow rate of CF 4 as an etching gas is set to 50 sccm, the flow rate of O 2 as a control gas for etching deposit is set to 10 sccm, the substrate temperature is set to 25 ° C., the RF output is set to 1000 W, The pressure is 5 Pa.
[0044]
Next, the resist pattern 65 is removed by performing ashing on the resist pattern 65 as shown in FIG. At this time, a copper oxide layer 63 a is formed on the surface of the copper wiring 63.
[0045]
As an apparatus used for the ashing process, for example, a microwave plasma ashing apparatus is used. As an ashing condition, an oxygen gas flow rate is about 1000 sccm, a CF 4 flow rate is 5 sccm, a microwave output is 1000 W, a chamber pressure is 200 Pa, a substrate temperature Is 0 to 100 ° C. (for example, 25 ° C.), and the discharge time is about 2 minutes. The reason for setting the substrate temperature to 0 to 100 ° C. is that Cu is oxidized when the temperature is 100 ° C. or higher, and the ashing rate is decreased when the temperature is 0 ° C. or lower.
[0046]
FIG. 7 shows the relationship between the ashing rate and the Cu aperture ratio (the total area of portions exposed by the step of forming the opening 64a in the interlayer insulating film 64 in the surface of the copper wiring 63 / the area of the semiconductor substrate 61 × 100). Show. As the aperture ratio of Cu increases, the ashing rate increases and the Cu aperture ratio is saturated at about 6%. This is because, as in the first embodiment, Cu serves as a catalyst to promote the dissociation of CF 4 and increase the concentration of F radicals in the plasma. Even in an element having a Cu opening ratio of less than 6%, a dummy hole (a hole opened to control the opening ratio of Cu, which is finally filled with Cu but is not related to the operation of the semiconductor device) is formed. The ashing speed can be increased by setting the Cu aperture ratio to 6%.
[0047]
Returning to the description of FIG. After completion of the ashing process, after the copper oxide layer 63a is removed by cleaning with an organic acid chemical solution containing ammonium fluoride and Ar sputtering, an opening is formed on the interlayer insulating film 64 in the upper layer wiring forming process shown in FIG. Upper wiring 66 is formed to fill portion 64a. Thereafter, the next wiring layer or passivation film or the like (not shown) is formed as necessary.
[0048]
Thus, in the case of the second embodiment, as in the first embodiment, in the resist ashing process, there is copper supplied from the copper wiring 63 through the opening 64a, so that the dissociation of CF 4 can be promoted. Therefore, the concentration of F radicals in the plasma is increased and the ashing speed is improved. Since the amount of CF 4 added is also 5 sccm or less, the amount of Cu oxidation is not promoted. Further, in the present embodiment, unlike the case of the first embodiment, it is not necessary to use a Cu-based additive gas, so that no special equipment for adding a Cu-based gas is required. The ashing speed can be increased.
[0049]
(Embodiment 3)
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0050]
8A to 8D show cross-sectional structures in the order of steps in the method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment, and FIG. 8A shows the state after the formation of the wiring pattern by photolithography. 8B shows a state in which the insulating film is opened by dry etching, FIG. 8C shows a state after ashing, and FIG. 8D shows a state in which the upper layer wiring is formed.
[0051]
A manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment will be described.
[0052]
First, in the resist pattern forming step shown in FIG. 8A, for example, a copper wiring 83, which is a metal film, is formed on a semiconductor substrate 81 made of silicon so as to be covered with an insulating film 82 made of silicon oxide. To do. Subsequently, an interlayer insulating film 84 made of a silicon nitride film is formed above the copper wiring 83 on the insulating film 82, and then a resist pattern 85 having an opening 85a is formed.
[0053]
Next, in the metal wiring exposure step shown in FIG. 8B, the interlayer insulating film 84 is etched using the resist pattern 85 as a mask by plasma dry etching, and the copper wiring 83 is formed on the interlayer insulating film 84. An exposed opening 84a is formed. For example, using a parallel plate RIE apparatus, the flow rate of CF 4 as an etching gas is set to 50 sccm, the flow rate of O 2 as a control gas for etching deposit is set to 10 sccm, the substrate temperature is set to 25 ° C., the RF output is set to 1000 W, The pressure is 5 Pa.
[0054]
Next, the resist pattern 15 is removed by ashing the resist pattern 85 as shown in FIG. At this time, a copper oxide layer 83 a is formed on the surface of the copper wiring 83.
[0055]
As an apparatus related to the ashing process, for example, a microwave plasma type ashing apparatus shown in FIG. 9 is used. The ashing device includes a chamber 91, a stage 92, a microwave waveguide 93, a microwave transmission window 94, a copper ring 95 for supplying copper into the plasma, and a gas line 96. Ashing is performed by introducing O 2 gas from the gas line 96 and generating plasma by the microwave introduced from the microwave transmission window 94.
[0056]
Ashing conditions are: oxygen gas flow rate is about 1000 sccm, CF 4 flow rate is 5 sccm, microwave output is 1000 W, chamber pressure is 200 Pa, substrate temperature is 0 to 100 ° C. (for example, 25 ° C.), and discharge time is about 2 minutes. The reason for setting the substrate temperature to 0 to 100 ° C. is that Cu is oxidized when the temperature is 100 ° C. or higher, and the ashing rate is decreased when the temperature is 0 ° C. or lower.
[0057]
At this time, in the ashing apparatus shown in FIG. 9, the copper ring 95 is sputtered by the generated plasma, and Cu is supplied into the plasma. FIG. 10 is a diagram comparing the ashing speeds in the Cu ring specification chamber (A) used in the present embodiment and the conventional chamber (B) (no Cu ring, not shown). In the Cu ring chamber (A), the ashing speed increases about three times as compared with the conventional chamber (B). This is because, as in the first embodiment, Cu supplied from the Cu ring serves as a catalyst to promote dissociation of CF 4 and increase the concentration of F radicals in the plasma.
[0058]
Returning to the description of FIG. After completion of the ashing process, after cleaning the silicon wafer 98 with an organic acid chemical solution containing ammonium fluoride and removing the copper oxide layer 83a by Ar sputtering, in the upper wiring formation process shown in FIG. An upper wiring 86 is formed so as to fill the opening 84a. Thereafter, the next wiring layer or passivation film or the like (not shown) is formed as necessary.
[0059]
Thus, in the case of the third embodiment, the dissociation of CF 4 can be promoted in the resist ashing process as in the first embodiment. Therefore, the concentration of F radicals in the plasma is increased and the ashing speed is improved. Since the amount of CF 4 added is also 5 sccm or less, the amount of Cu oxidation is not promoted. Although the copper ring 95 is used in the present embodiment, the same effect can be expected if there is a copper compound on the inner wall of the chamber (for example, the inner wall material of the chamber 91 is a copper compound).
[0060]
Further, it has a feature that an increase in ashing speed can be realized with the same gas system as in the prior art.
[0061]
【The invention's effect】
According to the method for forming a copper wiring according to the present invention, the fluorine radical concentration in the plasma can be increased in the ashing process. Therefore, the ashing speed can be increased while suppressing the oxidation of Cu.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing each process of forming a wiring pattern in the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of an ashing device used in the first embodiment of the present invention. FIG. 4 shows the relationship between the flow rate of copper (I) acetate and the ashing rate. FIG. 4 shows the relationship between the flow rate of copper (I) acetate and the F radical concentration in the plasma in the first embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view showing each step of forming a wiring pattern in the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a sectional view showing the relationship between the CF 4 addition amount and the Cu oxidation amount in the first embodiment. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the Cu aperture ratio and the ashing speed. FIG. 8 is a cross-sectional view showing each process of forming a wiring pattern in the third embodiment of the present invention. FIG. 9 is the ashing used in the third embodiment of the present invention. FIG. 10 is a cross-sectional view of the apparatus. There are cross-sectional views illustrating steps of a wiring pattern formation in the present invention and the conventional method Figure 11 conventional method of comparing the ashing rate of the REFERENCE NUMERALS]
11 Semiconductor substrate 12 Insulating film 13 Copper wiring 13a Copper oxide layer 14 Interlayer insulating film 14a Opening 15 Resist pattern 15a Opening 16 Upper wiring 21 Chamber 22 Stage 23 Microwave waveguide 24 Microwave transmission window 25 Mass flow controller 26 Heater 27 Acetic acid Copper (I)
28 silicon wafer 61 semiconductor substrate 62 insulating film 63 copper wiring 63a copper oxide layer 64 interlayer insulating film 64a opening 65 resist pattern 65a opening 66 upper layer wiring 81 semiconductor substrate 82 insulating film 83 copper wiring 83a copper oxide layer 84 interlayer insulating film 84a Opening 85 Resist pattern 85a Opening 86 Upper layer wiring 91 Chamber 92 Stage 93 Microwave waveguide 94 Microwave transmission window 95 Cu ring 96 Gas line 98 Silicon wafer 111 Semiconductor substrate 112 Insulating film 113 Copper wiring 113a Copper oxide layer 114 Interlayer insulation Film 114a Opening 115 Resist pattern 115a Opening 116 Upper layer wiring

Claims (6)

半導体基板上に銅配線を形成する工程と、前記銅配線の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に所定の形状にパターニングされたレジストを形成する工程と、前記レジストをマスクとして前記絶縁膜に前記銅配線を露出する開口部を形成する工程と、酸素ガスと、フロロカーボンガスと、フロロカーボンガスを分解するための、前記半導体基板の外部から供給される銅系の分解促進物とを用い、前記半導体基板温度を0℃以上、100℃以下として前記レジストをプラズマアッシングする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。Forming a copper wiring on a semiconductor substrate; forming an insulating film on the copper wiring ; forming a resist patterned in a predetermined shape on the insulating film; and using the resist as a mask A step of forming an opening exposing the copper wiring in the insulating film; an oxygen gas; a fluorocarbon gas; and a copper-based decomposition accelerator supplied from the outside of the semiconductor substrate for decomposing the fluorocarbon gas; And a step of plasma ashing the resist at a temperature of the semiconductor substrate of 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower . 前記銅系の分解促進物は酢酸銅(I)または酢酸銅( II )であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein the copper-based decomposition accelerator is copper (I) acetate or copper ( II ) acetate . 前記銅系の分解促進物は、前記半導体基板の周囲に設置された銅リングから前記プラズマアッシング中に供給されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the copper-based decomposition promoting substance is supplied during the plasma ashing from a copper ring installed around the semiconductor substrate . 半導体基板上に銅配線を形成する工程と、前記銅配線の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に所定の形状にパターニングされたレジストを形成する工程と、前記レジストをマスクとして前記絶縁膜に前記銅配線を露出する開口部を形成する工程と、酸素ガスとフロロカーボンガスを用い、前記半導体基板温度を0℃以上、100℃以下として前記レジストをプラズマアッシングする工程とを有し、前記絶縁膜に形成された開口部は半導体装置の動作に関係しないダミーホールを含み、前記銅配線の表面のうち前記絶縁膜に開口部を形成する工程によって露出する部分の面積が、前記半導体基板全体の面積の6%以上であることを特徴とする半導体装置の製造方法。Forming a copper wiring on a semiconductor substrate; forming an insulating film on the copper wiring ; forming a resist patterned in a predetermined shape on the insulating film; and using the resist as a mask Forming an opening exposing the copper wiring in the insulating film; and plasma ashing the resist using an oxygen gas and a fluorocarbon gas at a temperature of 0 ° C. to 100 ° C. The opening formed in the insulating film includes a dummy hole that is not related to the operation of the semiconductor device, and the area of the portion of the surface of the copper wiring exposed by forming the opening in the insulating film is the semiconductor. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the area is 6% or more of the total area of the substrate . 前記フロロカーボンガスがCF、CHF、CH、C、Cのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。Said fluorocarbon gas is CF 4, CHF 3, CH 2 F 2, C 4 F 8, C 5 semiconductor device according to any one of claims 1-4, characterized in that it comprises at least one of F 8 Production method. 前記プラズマアッシング工程において、前記フロロカーボンガスの流量が5sccm以下であることを特徴とする請求項1〜4に記載の半導体装置の製造方法。In the plasma ashing process, a method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 the flow rate of the fluorocarbon gas is equal to or less than 5 sccm.
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