JPH04356927A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、合金配線を有する半
導体装置の製造方法に関し、特に合金配線の腐蝕を防止
した半導体装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の高速・高集積デバイスでは、配線
抵抗を小さくする必要があり、比抵抗の小さい、Ａｌ膜
による多層配線構造が必須となっている。最近、特にサ
ブミクロン・デバイスでは、配線がさらに微細化され、
（１）　電流密度増加によるエレクトロ・マイグレーシ
ョン、（２）　層間絶縁膜や保護絶縁膜の膜応力による
ストレス・マイグレーションの問題が生じるようになり
、Ｃｕが添加されたＡｌ合金、例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ
合金、Ａｌ−Ｃｕ合金等が主流になっている。

【０００３】図３は従来のアルミドライエッチ後から水
洗処理までの半導体製造のウエハ工程を示したフローチ
ャートであり、図において、（ａ）　は、ウエハ上のＡ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線膜に積んだレジストパターンを、そ
のパターンと同じ様にＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線膜上にエッ
チングするアルミエッチング工程、（ｂ）　はアルミド
ライエッチング後のウエハ上に残っているレジストを除
去する工程、（ｃ）　は前記（ｂ）　工程で除去しきれ
ないレジストを除去する工程、（ｄ）　は前記（ｃ）　
工程で使用したレジスト除去液を置換する工程、（ｅ）
　は前記（ｄ）　工程で使用したイソプロピルアルコー
ル（以下「ＩＰＡ」と略記する）を置換する工程をそれ
ぞれ示す。

【０００４】図４は従来の製造方法において、合金配線
が超純水により溶解する状況を模式的に示す説明図であ
り、１はＳｉＯ２、２はＣｕ、３はＡｌ、４は超純水で
ある。

【０００５】異種金属間の局部電池反応（Ａｌ＋ＯＨ−
→Ａｌ（ＯＨ）３＋Ｈ２）により、Ａｌが水酸イオンに
溶解する。

【０００６】次にウエハの工程について順に説明する。 （ａ）　工程のアルミドライエッチでエッチングされた
ウエハは、ウエハ上のレジストを除去するために、（ｂ
）　の工程においてアッシャー（レジスト除去機）によ
りレジストが除去される。次に前記（ｂ）　の工程で除
去しきれなかったレジスト残渣は、（ｃ）　の工程にお
いてレジスト剥離液を用いて残りのレジストが除去され
る。次に（ｄ）　の工程で、（ｃ）　でウエハ上に付着
したレジスト剥離液をＩＰＡによって置換させている。 次いで（ｇ）　工程において、（ｄ）　工程で付着した
ＩＰＡを超純水を用いて完全に除去している。

【０００７】従来、半導体の配線にはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ
合金を用いてきた。本来なら半導体の配線としてＡｌだ
けを用いればよいのであるが、Ａｌはグレイン（結晶）
が粗く結晶間にすき間ができ、電気の伝導率が悪くなっ
てしまう。ここでＣｕを加えることにより、そのＡｌ間
のすき間が、Ｃｕでうまり伝導率がよくなる。このよう
な技術的背景によりＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金が使用されて
いる。しかし、図３に示されるような従来の製造方法に
よりウエハを処理した場合、図３の（ｅ）　の工程（水
洗処理）中に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線中のＡｌとＣｕが
異種金属極部電池腐蝕を起こし、図４に示すようにアル
ミニウム３がアノード、銅２がカソードとなり、アルミ
ニウム３が溶解し、結果的にＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線が断
線してしまうという問題点があった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、異種金属による局部電池腐蝕を
防ぎ、配線の断線が抑制された半導体装置の製造方法を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置の製造方法は、合金配線の表面に酸化剤を用いて不動
態皮膜を形成させる工程を備えるように構成したもので
ある。

【００１０】

【作用】この発明における、合金配線の表面に酸化剤を
用いて不動態皮膜を形成させる工程は、合金配線の表面
に不動態皮膜を形成することにより、不動態皮膜がウエ
ハ上の合金配線と超純水とが直接接触するのを防ぎ、異
種金属による極部電池作用による腐蝕を防止する。

【００１１】

【実施例】

実施例　　１ 図１はこの発明の一実施例を示すフローチャートであり
、ウエハ上に不動態皮膜を形成させる工程が導入されて
いる。図において、（ａ）　工程〜（ｄ）工程までは、
上記従来の製造方法と実質的に同じである。（ｅ）　工
程以降は、不動態皮膜を形成させる工程になる。（ｅ）
　工程は、（ｄ）　工程の後、ウエハを（ｆ）　工程の
過酸化水素水に浸けると危険であるため、（ｄ）　工程
で付着したイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を洗い流
す仮水洗処理（５回揺動）工程である。（ｆ）　工程は
、酸化剤として過酸化水素水を用いた不動態皮膜形成工
程である。（ｇ）　工程は、（ｆ）　工程でウエハ上に
付着した余分な過酸化水素水を取り除く水洗処理工程で
ある。

【００１２】次にウエハの工程について順に説明する。 図１の（ａ）　工程〜（ｄ）　工程までは、従来のフロ
ーと同じであるから説明を省略する。（ａ）〜（ｄ）工
程を終えたウエハは、次に（ｅ）　工程で水洗処理（５
回揺動）に入り、（ｄ）　工程で付着したＩＰＡが流れ
落とされる。次に（ｆ）　工程の過酸化水素水処理に入
る。なおこの実施例において、過酸化水素水処理の条件
は、過酸化水素水濃度３０％、ウエハ処理時間１分以内
とした。この不動態皮膜形成工程において、ウエハ上の
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線上に不動態皮膜が形成される。次
いで（ｇ）工程の水洗処理に入る。ここでは、（ｆ）　
工程でウエハに付着した余分な過酸化水素水が洗い落と
される。なお処理時間は、１５分間とした。

【００１３】なお、上記（ｆ）　工程において上記酸化
剤として過酸化水素水の濃度は５０％以下、温度は２０
〜２５℃、処理時間は０．５〜１０　分とするのが好ま
しい。また（ｇ）　工程における処理時間は１５分以上
とするのが好ましい。

【００１４】図２は上記（ｇ）　工程の状況を模式的に
示す説明図であり、図において符号１〜４は図４に示す
従来のものと同様であり、５はアルミニウム３上に形成
された不動態皮膜である。この実施例では、配線２，３
上に不動態皮膜５が形成されていることにより、（ｇ）
　工程の水洗処理でも超純水４とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線
上で超純水中の酸素（ＯＨ−）　との反応が起こらず、
よって異種金属による局部電池腐蝕が防げる。従って、
上記実施例によれば配線の断線を著しく減少させること
ができるので、歩どまりを向上させ半導体装置の信頼性
を向上させることができる。

【００１５】なお、上記実施例では、不動態皮膜を形成
するための酸化剤として過酸化水素水を用いたが、これ
に限定されるものではなく、例えばオゾン水のような酸
化剤水溶液、純水を例えば５０〜９９℃に昇温させたも
の、Ｏ２　のバブリングなどの酸化剤でも同様の効果が
期待できる。また、酸化剤の濃度、温度、処理時間など
も特に実施例のものに限定されるものではなく、適宜変
更することができる。さらに、上記実施例では合金配線
としてＡｌとＣｕを含むものについて説明したが、例え
ばＡｌとＰｄ、ＡｌＴｉ（Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ）など他の
合金配線に適用しても同様の効果がある。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば反導体
装置の製造方法において、合金配線に不動態皮膜を形成
させる工程を備えるように構成したので、合金配線にお
ける異種金属による極部電池腐蝕を防ぎ、配線の断線を
減少させた信頼性の高い反導体装置の製造方法を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による製造方法を示すフロ
ーチャート図である。

【図２】この発明の一実施例における水洗処理工程を示
す説明図である。

【図３】従来の製造方法を示すフローチャート図である
。

【図４】従来の製造方法における水洗処理の説明図であ
る。

【符号の説明】

ｆ　　　　不動態皮膜形成工程 ５　　　　不動態皮膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　合金配線を有する半導体装置の製造方
   法において、合金配線の表面に酸化剤を用いて不動態皮
   膜を形成させる工程を有することを特徴とする半導体装
   置の製造方法。