JPH02140927A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02140927A JPH02140927A JP29507888A JP29507888A JPH02140927A JP H02140927 A JPH02140927 A JP H02140927A JP 29507888 A JP29507888 A JP 29507888A JP 29507888 A JP29507888 A JP 29507888A JP H02140927 A JPH02140927 A JP H02140927A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野１
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にドライエ
ツチングにより形成された金属配線上の絶縁膜成長に関
するものである。
ツチングにより形成された金属配線上の絶縁膜成長に関
するものである。
従来１例えば多層配線構造を持った半導体装置の製造方
法は、第２図の如＜、トランジスタや抵抗等の半導体素
子が作り込まれた半導体基板２１上の第１及び第２のフ
ィールド酸化１！２２．２３を介して、素子からの電極
取り出しの為にコンタクトホールを開孔した後、第１の
金属配線２４となるＡＩ２合金をスパッタリングし、フ
ォトレジスト２５により所望形状にパターニングする（
第２図（ａ））、金属配線２４は、微細化に伴いエレク
トロマイグレーション特性改＠等の為、Ａｒ１やＡｌ１
−３ｔにＣｕを添加させている。次にフォトレジスト２
５をマスクにして、 （１！、やＢｃＩ２ａのようなハ
ロゲン系ガスを用いて反応性イオンエツチャー（ＲＩ
Ｅ）や電子サイクロトロン共鳴型エツチャー（ＥＣＲ）
によりドライエツチング後、変質したフォトレジストを
０２プラズマによって剥離後、フォトレジストの残査や
ポリマーが残るのでフェノール系の剥ｍ’ｔ（１２で処
理し水洗。
法は、第２図の如＜、トランジスタや抵抗等の半導体素
子が作り込まれた半導体基板２１上の第１及び第２のフ
ィールド酸化１！２２．２３を介して、素子からの電極
取り出しの為にコンタクトホールを開孔した後、第１の
金属配線２４となるＡＩ２合金をスパッタリングし、フ
ォトレジスト２５により所望形状にパターニングする（
第２図（ａ））、金属配線２４は、微細化に伴いエレク
トロマイグレーション特性改＠等の為、Ａｒ１やＡｌ１
−３ｔにＣｕを添加させている。次にフォトレジスト２
５をマスクにして、 （１！、やＢｃＩ２ａのようなハ
ロゲン系ガスを用いて反応性イオンエツチャー（ＲＩ
Ｅ）や電子サイクロトロン共鳴型エツチャー（ＥＣＲ）
によりドライエツチング後、変質したフォトレジストを
０２プラズマによって剥離後、フォトレジストの残査や
ポリマーが残るのでフェノール系の剥ｍ’ｔ（１２で処
理し水洗。
乾燥しているが、更にＣｌ ｇによるＣｕのコロ−ジョ
ンを防ぐ為には０．プラズマ剥離後置−チャンバー、同
一装置内で０２にＣＦ、、ＣＨＦ、の様なフレオン系の
ガスを混入しプラズマ中でポリマー２６を故意に付着さ
せてやり、フェノール系のレジスト剥離液で処理して水
洗、乾燥するまでに大気中でコロ−ジョンを発生させな
いようにしている（第２図（ｂ））、続いて層間絶縁膜
２４として、４５０℃以下の低温でＳｉＨイと０２ある
いはＮ、Ｏガスを減圧化で気相反応させシリコン酸化膜
を形成する１次に第１の金属配線２４の殺差部を平坦化
する為塗布ガラス膜２８を被着し、アニール後フォトエ
ツチングによりスルホールを開孔し、第２の金属配線２
９となるＡＲ金合金スパッタリングした後（第２図（Ｃ
））、第１の金属配線２４と同様の方法により第２の金
属配線２９をフォトエツチングしてから気相成長による
パシベーション膜を積層し、外部電極取り出し用のパッ
ド部を開孔している。
ンを防ぐ為には０．プラズマ剥離後置−チャンバー、同
一装置内で０２にＣＦ、、ＣＨＦ、の様なフレオン系の
ガスを混入しプラズマ中でポリマー２６を故意に付着さ
せてやり、フェノール系のレジスト剥離液で処理して水
洗、乾燥するまでに大気中でコロ−ジョンを発生させな
いようにしている（第２図（ｂ））、続いて層間絶縁膜
２４として、４５０℃以下の低温でＳｉＨイと０２ある
いはＮ、Ｏガスを減圧化で気相反応させシリコン酸化膜
を形成する１次に第１の金属配線２４の殺差部を平坦化
する為塗布ガラス膜２８を被着し、アニール後フォトエ
ツチングによりスルホールを開孔し、第２の金属配線２
９となるＡＲ金合金スパッタリングした後（第２図（Ｃ
））、第１の金属配線２４と同様の方法により第２の金
属配線２９をフォトエツチングしてから気相成長による
パシベーション膜を積層し、外部電極取り出し用のパッ
ド部を開孔している。
〔発明が解決しようとする課題１
しかしながら従来技術では、金属配線２４゜２９のドラ
イエンチング後に残るポリマー２６を、フェノール系の
レジスト剥１ｆｉｆ液で完全に除去するのは難しく、特
に段差側面や溝部には残査が多く残る。この上に形成さ
れる層間膜やパシベーション膜とする例えば、塗布膜や
気相成長シリコン酸化膜、シリコン窒化膜の密着が悪く
、成長直後や後工程のストレス等で剥離やクラックが発
生していた。またコンタミネーションに依る信頼性にも
悪影響を及ぼし、更にホール抵抗も高くなるなどの再現
性が悪かった。
イエンチング後に残るポリマー２６を、フェノール系の
レジスト剥１ｆｉｆ液で完全に除去するのは難しく、特
に段差側面や溝部には残査が多く残る。この上に形成さ
れる層間膜やパシベーション膜とする例えば、塗布膜や
気相成長シリコン酸化膜、シリコン窒化膜の密着が悪く
、成長直後や後工程のストレス等で剥離やクラックが発
生していた。またコンタミネーションに依る信頼性にも
悪影響を及ぼし、更にホール抵抗も高くなるなどの再現
性が悪かった。
しかるに本発明は、かかる間顕点を解決するもので、半
導体装置の特に配線形成時の汚染を除去し、微細多機
半導体装置の安定供給を図ると共に、信頼性に伴う品質
の向上を図ることを目的としたものである。
導体装置の特に配線形成時の汚染を除去し、微細多機
半導体装置の安定供給を図ると共に、信頼性に伴う品質
の向上を図ることを目的としたものである。
［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、少な（とも、金属配
線をドライエツチングによりパターニングする工程、マ
スク用レジストを剥離する工程、オゾンガスを含む雰囲
気中で熱処理する工程、電相成長もしくは塗布法により
絶縁膜を積層させる工程を有したことを特徴とする。
線をドライエツチングによりパターニングする工程、マ
スク用レジストを剥離する工程、オゾンガスを含む雰囲
気中で熱処理する工程、電相成長もしくは塗布法により
絶縁膜を積層させる工程を有したことを特徴とする。
〔実 施 例１
以下本発明の一実施例を、第１図に基づいて詳細に説明
する。
する。
サブミクロンルールのＡＩ２配線２層構造のＳｉゲート
ＣＭＯ３半導体装置に適用した場合に於いて、トランジ
スタや抵抗等の半導体素子が形成された半導体基板ｌｌ
上に選択熱酸化や気相成長による第１、第２のフィール
ド酸化膜１２．１３を形成し電極取り出し用のコンタク
トホールを開孔してから、Ｃｕを０．１〜０．５％程度
含むＡＩ２合金を厚みが約０．１ｕｍでスパッタリング
し。
ＣＭＯ３半導体装置に適用した場合に於いて、トランジ
スタや抵抗等の半導体素子が形成された半導体基板ｌｌ
上に選択熱酸化や気相成長による第１、第２のフィール
ド酸化膜１２．１３を形成し電極取り出し用のコンタク
トホールを開孔してから、Ｃｕを０．１〜０．５％程度
含むＡＩ２合金を厚みが約０．１ｕｍでスパッタリング
し。
フォトレジスト１５をパターニングする（第１図（ａ）
）、次にＣＩ２□ガスを含んだＲＩＥでドライエツチン
グし、最小寸法が０．８〜１．２１ｍでほぼ垂直に側面
が形成された第１の金属配線１４を施し、連続して同一
チャンバー内で０２プラズマによりレジストを剥離し、
更に続けて０２に約４％のＣ日Ｆ３を添加してプラズマ
中でポリマー１６を付着させた後（第１図（ｂ））、約
９０℃のフェノール系レジスト剥離液に浸漬させる。次
に並行平板のプラズマ気相成長装置内で、約３８０℃、
０□中約５〜６％のオゾンガスを混入させ８０ｔｏｒｒ
の条件で６０秒間処理しポリマー１６を完全除去した後
に（第１図（Ｃ））、５ｉＨａ とＮ２０を反応ガスと
して眉間絶縁１１ｉ １７となるシリコン酸化膜を２ｔ
ｏｒｒで約０．７Ｌｔ ｍ成長させた。つぎに平坦化の
為、この上に塗布ガラス膜１８を付着してからアニール
し、スルーホールを開孔後Ｃｕを含むＡＩ２．合金を約
１．０μｍの厚みでスパッタリングし、第１の金属配線
１４と同様な工程でフォトエツチング、レジスト剥離を
行ない、第２の金属配線１９とした（第１図（ｄ））、
その後平行平板のプラズマ気相成長装置内で、前工程と
同様なオゾン処理をした後にＳｉＨ４とＮＨＩを反応ガ
スとしてプラズマによるシリコン窒化膜を１ｔｏｒｒで
約１．０１１ ｍ成長させパシベーション膜とし、外部
電極取り出し用のパッド部を開孔した。
）、次にＣＩ２□ガスを含んだＲＩＥでドライエツチン
グし、最小寸法が０．８〜１．２１ｍでほぼ垂直に側面
が形成された第１の金属配線１４を施し、連続して同一
チャンバー内で０２プラズマによりレジストを剥離し、
更に続けて０２に約４％のＣ日Ｆ３を添加してプラズマ
中でポリマー１６を付着させた後（第１図（ｂ））、約
９０℃のフェノール系レジスト剥離液に浸漬させる。次
に並行平板のプラズマ気相成長装置内で、約３８０℃、
０□中約５〜６％のオゾンガスを混入させ８０ｔｏｒｒ
の条件で６０秒間処理しポリマー１６を完全除去した後
に（第１図（Ｃ））、５ｉＨａ とＮ２０を反応ガスと
して眉間絶縁１１ｉ １７となるシリコン酸化膜を２ｔ
ｏｒｒで約０．７Ｌｔ ｍ成長させた。つぎに平坦化の
為、この上に塗布ガラス膜１８を付着してからアニール
し、スルーホールを開孔後Ｃｕを含むＡＩ２．合金を約
１．０μｍの厚みでスパッタリングし、第１の金属配線
１４と同様な工程でフォトエツチング、レジスト剥離を
行ない、第２の金属配線１９とした（第１図（ｄ））、
その後平行平板のプラズマ気相成長装置内で、前工程と
同様なオゾン処理をした後にＳｉＨ４とＮＨＩを反応ガ
スとしてプラズマによるシリコン窒化膜を１ｔｏｒｒで
約１．０１１ ｍ成長させパシベーション膜とし、外部
電極取り出し用のパッド部を開孔した。
このようにしてなる半導体装置は、金属配線をエツチン
グし、レジスト剥離した後に堆積したポリマーがオゾン
処理により完全除去された為、従来のように層間絶縁膜
やパシベーション膜の剥離やクラックが皆無となり、ま
た長期信頼性も向上させることが出来た。
グし、レジスト剥離した後に堆積したポリマーがオゾン
処理により完全除去された為、従来のように層間絶縁膜
やパシベーション膜の剥離やクラックが皆無となり、ま
た長期信頼性も向上させることが出来た。
このポリマーの除去効果は、オゾン濃度が２％程度から
ポリマーの除去効果が明確になり濃度が高い程除去速度
は大きくなる。又処理温度には敏感ではないが、２００
℃程度以上から、金属配線やＰＮ接合に影響を与λない
４５０℃程度までの温度が良い。又このオゾン処理は、
処理効率を考えて、高周波平行平板電極を持つ電相成長
装置の同一チャンバーで連続処理を行なったが、別の装
置で行なっても良く、特に絶縁膜を気相成長させる際、
金属配線のヒロックを押えるように、装置内に半導体基
板をセットしてから反応成長が始まるまでにかかる熱時
間を短くしたものほどその効果は顕著であり、よって枚
葉式の気相成長を行なう時には特に有効である。
ポリマーの除去効果が明確になり濃度が高い程除去速度
は大きくなる。又処理温度には敏感ではないが、２００
℃程度以上から、金属配線やＰＮ接合に影響を与λない
４５０℃程度までの温度が良い。又このオゾン処理は、
処理効率を考えて、高周波平行平板電極を持つ電相成長
装置の同一チャンバーで連続処理を行なったが、別の装
置で行なっても良く、特に絶縁膜を気相成長させる際、
金属配線のヒロックを押えるように、装置内に半導体基
板をセットしてから反応成長が始まるまでにかかる熱時
間を短くしたものほどその効果は顕著であり、よって枚
葉式の気相成長を行なう時には特に有効である。
更に気相成長膜は、５ｉＨａとＮ、Ｏだけでなく Ｓ
ｉ Ｈ，や有機シランにＯ宜やオゾンのプラズマ反応や
熱反応させたものでも良く、又これらの複合膜も活用出
来る。
ｉ Ｈ，や有機シランにＯ宜やオゾンのプラズマ反応や
熱反応させたものでも良く、又これらの複合膜も活用出
来る。
本発明は、多層配線構造に限らず、金属配線上に絶縁膜
を形成するＭＯ３ＩＣ、バイポーラや０ＭＯ３及び（れ
らを組み合わせたＩＣにも適用できる。更に金属配線と
しては、Ａｆｆ合金に限られず、他金属、ケイ化物や半
導体物質でもよく、この他平坦化、コンタクトバリヤー
の為にＴｉ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ等の高融点金属あるいはそ
の窒化物、ケイ化物および合金膜を積層化したものにも
応用可能である。
を形成するＭＯ３ＩＣ、バイポーラや０ＭＯ３及び（れ
らを組み合わせたＩＣにも適用できる。更に金属配線と
しては、Ａｆｆ合金に限られず、他金属、ケイ化物や半
導体物質でもよく、この他平坦化、コンタクトバリヤー
の為にＴｉ、Ｗ、Ｃｏ、Ｍｏ等の高融点金属あるいはそ
の窒化物、ケイ化物および合金膜を積層化したものにも
応用可能である。
［発明の効果］
以上の様に本発明によれば、ＭＯ３ＬＳＩ等の金属配線
上の絶縁膜の形成前にオゾン処理を施してやることによ
り、汚染生成物を除去し絶縁膜自身の品質に関わる特性
を改善し４ｍ頼性の向上がなされるもので、より微細化
、多（化能化された半導体装置の供給に寄与出来るもの
である。
上の絶縁膜の形成前にオゾン処理を施してやることによ
り、汚染生成物を除去し絶縁膜自身の品質に関わる特性
を改善し４ｍ頼性の向上がなされるもので、より微細化
、多（化能化された半導体装置の供給に寄与出来るもの
である。
第１図（ａ）〜（ｂ）は１本発明による半導体装置の実
施１５！１を示す概略断面図である。 第２図（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体装置に係わる概
略断面図である。 １１ 、２１ １２、２２ １３、２３ １４、２４ １５、２５ １６、２６ １７．２７ １８．２８ １９、２９ ・半導体基板 ・第１のフィールド酸化膜 ・第２のフィールド酸化膜 ・第１の金属配線 ・フォトレジスト ・ポリマー ・層間絶縁膜 ・塗布ガラス嗅 ・第２の金属配線 ｊｌ！１図（１ ：ｉ！１図 （ｂ〕 ！ＩＩ図 （（，１ 以上
施１５！１を示す概略断面図である。 第２図（ａ）〜（ｃ）は、従来の半導体装置に係わる概
略断面図である。 １１ 、２１ １２、２２ １３、２３ １４、２４ １５、２５ １６、２６ １７．２７ １８．２８ １９、２９ ・半導体基板 ・第１のフィールド酸化膜 ・第２のフィールド酸化膜 ・第１の金属配線 ・フォトレジスト ・ポリマー ・層間絶縁膜 ・塗布ガラス嗅 ・第２の金属配線 ｊｌ！１図（１ ：ｉ！１図 （ｂ〕 ！ＩＩ図 （（，１ 以上
Claims (1)
- 少なくとも、金属配線をドライエッチングによりパター
ニングする工程、マスク用レジストを剥離する工程、オ
ゾンガスを含む雰囲気中で熱処理する工程、気相成長も
しくは塗布法による絶縁膜を積層させる工程を有したこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29507888A JPH02140927A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29507888A JPH02140927A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02140927A true JPH02140927A (ja) | 1990-05-30 |
Family
ID=17816033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29507888A Pending JPH02140927A (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02140927A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04291923A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP29507888A patent/JPH02140927A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04291923A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
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