JPH05160129A - 配線部材の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 Ａｌ若しくはＡｌ合金の単層膜又はそれを主
体とする積層膜を配線とする配線部材において、前記配
線の防食効果を高める。また、前記配線部材の量産化を
図る。 【構成】 Ａｌ若しくはＡｌ合金の単層膜又はそれを主
体とする積層膜を配線８２とする配線部材８０におい
て、有機系マスク８３を使用し、Ｃｌ系ドライエッチン
グで配線８２をパターンニングし、大気中に解放するこ
となく、前記有機系マスク８３を酸素及び水素を混合し
たレジストアッシング処理で除去するとともに、前記水
素で配線８２とその側壁の被膜８３Ｓとの間のＣｌを除
去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配線形成技術に関し、
特に、基板の表面上にＡｌ若しくはＡｌ合金の単層膜又
はそれを主体とする積層膜を導体膜として形成する配線
技術に適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路装置の電極材料若しくは
配線材料として、回路動作速度の高速性能に最適なＡｌ
又はＡｌ合金が使用される。Ａｌ合金はアロイスパイク
の抑制を目的としたＳｉ、エレクトロマイグレーション
耐性の向上を目的としたＣｕの少なくともいずれかがＡ
ｌに添加されたものである。

【０００３】また、最近、例えばＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金
膜を配線の主体（母体）として使用し、このＡｌ−Ｃｕ
−Ｓｉ合金膜の下地にバリアメタル膜を形成する積層配
線を使用する傾向にある。４〔Ｍbit〕の大記憶容量を
備えたＤＲＡＭ（Ｄynamic Ｒndom Ａccess Ｍemory）
を代表とするサブミクロンプロセスの採用及びそれ以降
において、この傾向が顕著である。バリアメタル膜は例
えばＭｏＳｉχ膜、ＴｉＷ膜等が使用される。

【０００４】この種の積層配線は、上層のＡｌ−Ｃｕ−
Ｓｉ合金膜がエレクトロマイグレーション、ストレスマ
イグレーションのいずれかで断線した場合、断線した間
を下地のバリアメタル膜で電気的に導通できるので、配
線の寿命を長くできる。また、積層配線は、上層のＡｌ
−Ｃｕ−Ｓｉ合金膜のＡｌ原子と前記Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ
合金膜が接続される基板のＳｉ原子との相互拡散を下地
のバリアメタル膜で防止し、アロイスパイクを抑制でき
る。

【０００５】Ａｌ合金膜は、微細加工を目的として、塩
素（Ｃｌ）系ガスを使用するドライエッチングでパター
ンニングされる。このＣｌ系ガスを使用するドライエッ
チングの採用及びＡｌ合金膜に添加される特にＣｕの比
率の上昇に伴い、加工性、特に腐食に対するマージンが
低下する。つまり、ドライエッチングの採用はＣｌ原子
によるＡｌ合金膜の腐食を誘発し、Ａｌ合金膜中に添加
されるＣｕの比率の上昇は電池作用によるＡｌ合金膜の
腐食速度を速める。前記積層配線は、下地のバリアメタ
ル膜が電池作用を誘発するので、さらに腐食に対するマ
ージンを低下する。

【０００６】通常、このような腐食に対するマージンア
ップについては、半導体集積回路装置の形成プロセス中
に防食処理を追加することで対処がなされている。防食
処理は一般的に下記の方法で行われる。

【０００７】（１）Ａｌ合金膜は、フォトリソグラフィ
技術で形成された有機系のレジストマスク（エッチング
マスク）を使用し、Ｃｌ系ガスを使用するドライエッチ
ング処理で加工される。腐食の原因となるＣｌ原子の大
半はレジストマスクの表面に吸着され、このレジストマ
スクをレジストアッシング（酸素アッシング）処理で除
去することで、レジストマスクの表面に吸着されるＣｌ
原子の除去を併せて行う。Ａｌ合金膜のドライエッチン
グ処理、レジストアッシング処理のいずれも大気に曝す
ことなく、連続した真空系内（インライン）において行
われる。Ａｌ合金膜の表面にＣｌ原子が吸着される場
合、大気中に曝しただけで大気中の水分（Ｈ₂Ｏ）によ
りＡｌ合金膜の腐食が発生する。

【０００８】（２）前記Ａｌ合金膜は前述のようにドラ
イエッチング処理、レジストアッシング処理の夫々が行
われた後、ＣＦ₄ プラズマ処理を行い、Ａｌ合金膜の表
面に吸着されるレジストアッシング処理で除去しきれな
いＣｌ原子を除去する。

【０００９】（３）枚葉式のドライエッチング装置を使
用し、Ａｌ合金膜のパターンニングを行う。枚葉式のド
ライエッチング装置は、一般に同一真空系内にドライエ
ッチング処理室及びレジストアッシング処理室が装備さ
れているので、ドライエッチング処理の後に大気中に曝
すことなくレジストアッシング処理を行い、防食処理が
施せる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述の半導体集積回路
装置の高集積化、配線の高信頼性に伴い、Ｃｕをある程
度（例えば０.５〜３.０〔％〕）添加したＡｌ合金膜の
単層膜若しくはこのＡｌ合金膜を主体とする積層膜を配
線として使用する傾向が高まっている。一方、サブミク
ロンプロセスの採用及びそれ以降に対処するドライエッ
チング装置として、マイクロ波ドライエッチング装置が
開発され実用化される傾向にある。このマイクロ波ドラ
イエッチング装置は、同一真空系内において、ドライエ
ッチング処理室及びレジストアッシング処理室を装備
し、ドライエッチング処理で配線を加工後、大気に曝す
ことなく、レジストアッシング処理が行える。

【００１１】このマイクロ波ドライエッチング装置はレ
ジストアッシング処理のガスとしてＯ₂ 及びＣＦ₄ （例
えば約１０〔％〕）を使用する。Ｏ₂ はレジストアッシ
ングガスつまりエッチングマスクの除去に使用される。
ＣＦ₄ は前述のようにＡｌ合金膜の表面に吸着されるＣ
ｌ原子の除去に使用される。一般的に、ＣＦ₄ はＡｌ合
金膜の表面に吸着されるＣｌ原子とＦとの置換によりＣ
ｌ原子を除去し、この結果、Ａｌ合金膜の表面にＦが不
動態化し、表面改質が行われるので、さらに防食効果が
高まる。

【００１２】しかしながら、本発明者の検討の結果、以
下の問題点が見出された。

【００１３】（１）有機系のエッチングマスクを使用
し、Ｃｌ系のドライエッチングを施した場合、このドラ
イエッチング中にＡｌ合金膜の側壁にエッチングマスク
の有機物質例えばカーボンを含む被膜（サイドウォー
ル）が生成される。このため、Ａｌ合金膜と被覆との間
にＣｌ原子が残留し、この残留したＣｌ原子はレジスト
アッシング処理中、ＣＦ₄ で除去しきれないので、レジ
ストアッシング処理の後に大気中に曝されると、Ａｌ合
金膜の表面に腐食が発生する。

【００１４】（２）前記レジストアッシング処理中にＣ
Ｆ₄ のＦで行われる表面改質による防食効果は経時的に
劣化するので、本質的な防食処理にならない。

【００１５】本発明の目的は、Ａｌ若しくはＡｌ合金の
単層膜又はそれを主体とする積層膜を配線とする配線部
材において、前記配線の防食効果を高めることが可能な
技術を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、前記目的を達成する
とともに、前記配線部材の量産化を図ることが可能な技
術を提供することにある。

【００１７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記のとおりである。

【００１９】（１）基板上に配線が形成される配線部材
の形成方法において、下記工程（Ａ）乃至工程（Ｄ）を
備える。（Ａ）基板の表面上の全面にＡｌ若しくはＡｌ
合金の単層膜又はそれを主体とする積層膜で形成される
導体膜を成膜する工程、（Ｂ）前記成膜された導体膜の
表面上の一部の領域にフォトリソグラフィ技術で形成さ
れる有機系のエッチングマスクを形成する工程、（Ｃ）
Ｃｌ系ガスを使用するドライエッチング処理を行い、前
記導体膜のエッチングマスク以外の領域を除去するとと
もに、前記導体膜のエッチングマスク下の残存する領域
で配線を形成する工程、（Ｄ）前記工程（Ｃ）の終了
後、大気に曝さない状態において、Ｏ₂ 及びＨを含むプ
ラズマ雰囲気中でレジストアッシング処理を行い、前記
Ｏ₂ を主体にエッチングマスクを除去するとともに、前
記配線とその側壁に前記ドライエッチング処理の際に前
記エッチングマスクの有機物質を含み生成される被膜と
の間に前記Ｈを供給し、この配線と被膜との間に残留す
るＣｌ原子と供給されたＨとを反応させ、前記Ｃｌ原子
を除去する防食処理を行う工程。

【００２０】（２）前記手段（１）の工程（Ｄ）の防食
処理はＣＨＦ₃ ガスを使用し、このＣＨＦ₃ ガスはレジ
ストアッシング処理のレジストアッシングガスとしての
Ｏ₂ にその体積で比較して５〜１５〔％〕の範囲で混入
される。また、前記防食処理はＣＨ₂Ｆ₂、ＣＨ₃Ｆ、Ｈ₂
Ｏ、Ｈ₂のいずれかを使用する。

【００２１】（３）前記手段（１）又は手段（２）のド
ライエッチング処理はは有磁場マイクロ波装置或いは空
洞共振型マイクロ波装置で行われ、レジストアッシング
処理は空洞共振型マイクロ波装置で行われる。

【００２２】

【作用】上述した手段（１）によれば、下記の作用効果
が得られる。

【００２３】（Ａ）前記レジストアッシング処理の際
に、配線とその側壁の被膜との間にドライエッチング処
理で残留するＣｌ原子にＨを供給し、このＣｌ原子とＨ
とを反応させ、ＨＣｌとして蒸散（又は蒸発若しくは揮
発）させ、Ｃｌ原子を排除できるので、Ｃｌ原子の残留
に基づく配線の腐食を防止できる。

【００２４】（Ｂ）前記レジストアッシング処理の際
に、併せて防食処理を行えるので、この防食処理に相当
する分、配線部材の形成工程数を削減できる。

【００２５】上述した手段（２）によれば、以下の作用
効果が得られる。

【００２６】（Ａ）前記ＣＨＦ₃ ガスが５〜１５〔％〕
の範囲にレジストアッシング速度のピーク値が存在し、
レジストアッシング処理速度を速められるので、配線部
材の量産化が図れる。

【００２７】（Ｂ）前記ＣＨＦ₃ ガスのＦと配線の表面
に吸着されるＣｌ原子の一部とが置換され、配線の表面
にＦが不動態化し、表面改質が行われるので、さらに腐
食を防止できる。

【００２８】上述した手段（３）によれば、前記マイク
ロ波装置はドライエッチング処理及びレジストアッシン
グ処理を同一真空系内で行い、配線の表面や配線とその
側壁の被膜との間に残留するＣｌ原子をほぼ完全に除去
した後に大気に曝すので、防食効果をより高められる。

【００２９】以下、本発明の構成について、一実施例と
ともに説明する。

【００３０】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００３１】

【実施例】本発明の一実施例で使用される有磁場型マイ
クロ波ドライエッチング装置のシステム構成を図１（概
略構成図）で示す。

【００３２】図１に示すように、空洞共振型マイクロ波
ドライエッチング装置１は、ローダカセット部１０とア
ンローダカセット部２０との間に前者から後者に向って
供給側真空室３０、ドライエッチング処理室（放電管）
４０、搬送室５０、レジストアッシング処理室６０、排
出側真空室７０の夫々が順次配置される。前記供給側真
空室３０から排出側真空室７０までの間において、各処
理室間は、シャッタ９１、９２、９３、９４の夫々を介
在して相互に連結され、又各々の処理室は真空度や処理
雰囲気を独立に制御できる。

【００３３】前記ローダカセット部１０は、複数枚の未
処理の半導体ウエーハ８０Ｓを収納したカセット１１が
装着され、このカセット１１から未処理の半導体ウエー
ハ８０Ｓを供給側真空室３０に供給する。未処理の半導
体ウエーハ８０Ｓは、本実施例において、半導体ウエー
ハの表面上にＡｌ若しくはＡｌ合金の単層膜又はそれを
主体とした積層膜で形成される導体膜、フォトリソグラ
フィ技術で形成された有機系のエッチングマスクの夫々
が積層される。

【００３４】供給側真空室３０は、ローダカセット部１
０から供給される未処理の半導体ウエーハ８０Ｓを開閉
シャッタ３１を通して一旦テーブル３３に配置し、この
テーブル３３に配置された未処理の半導体ウエーハ８０
Ｓをスイングアーム３２を介在して次段のドライエッチ
ング処理室４０に搬送する。

【００３５】ドライエッチング処理室４０は、供給側真
空室３０から供給された未処理の半導体ウエーハ８０Ｓ
をテーブル４２に配置し、未処理の半導体ウエーハ８０
Ｓの表面上の導体膜にエッチングマスクを使用してパタ
ーンニングを施す（ドライエッチング処理を行う）。テ
ーブル４２は、交流電源４８が接続され、電極としても
使用される。

【００３６】前記ドライエッチング処理室４０は、制御
バルブ４４を介在してターボポンプ４３、ロータリポン
プ４５の夫々に連結される。また、ドライエッチング処
理室４０はガス供給システム４９に連結され、ガス供給
システム４９はＡｌ若しくはＡｌ合金の異方性エッチン
グが行えるＣｌ系ガス例えばＣｌ₂、ＢＣｌ₄、ＣＣ
ｌ₄、ＳｉＣｌ₄のいずれかを供給する。さらに、このド
ライエッチング処理室４０は、ソレノイドコイル４７で
周囲を囲まれた空洞共振管を通してマグネトロン４６か
らマイクロ波が供給される。

【００３７】搬送室５０は、ドライエッチング処理室４
０でドライエッチング処理が行われた処理後の半導体ウ
エーハ８０Ｅをスイングアーム５１を介在して次段のレ
ジストアッシング処理室６０に搬送する。搬送室５０は
制御バルブ５２を介在して真空ポンプ５３、ロータリポ
ンプ５４の夫々に連結される。この搬送室５０に連結さ
れる真空ポンプ５３は次段のレジストアッシング処理室
６０の真空ポンプとしても共用される。

【００３８】レジストアッシング処理室６０は、ヒータ
６２が設置されたテーブル６１に前段のドライエッチン
グ処理室４０から搬送された処理後の半導体ウエーハ８
０Ｅを配置し、処理後の半導体ウエーハ８０Ｅの導体膜
（配線）上に残存するエッチングマスクをレジストアッ
シング処理で除去する。レジストアッシング処理室６０
は、制御バルブを介在して真空ポンプ５３に連結され、
又制御バルブ６３を介在してロータリポンプ６４に連結
される。

【００３９】前記レジストアッシング処理室６０はガス
供給システム６５に連結される。ガス供給システム６５
は、レジストアッシングガスとしてのＯ₂を供給すると
ともに、防食処理としてＣＨＦ₃ を供給する。防食処理
は、前述のＣＨＦ₃ に限らず、Ｈを含む物質例えばＣＨ
₂Ｆ₂、ＣＨ₃Ｆ、Ｈ₂Ｏ、Ｈ₂ のいずれかを使用できる。

【００４０】このレジストアッシング処理室６０でエッ
チングマスクが除去された処理後の半導体ウエーハ８０
Ｅは排出側真空室７０に供給される。

【００４１】排出側真空室７０は、レジストアッシング
処理室６０から搬送される処理後の半導体ウエーハ８０
Ｅを一旦テーブル７１に配置し、このテーブル７１から
開閉シャッタ７２を通してアンローダカセット部２０に
処理後の半導体ウエーハ８０Ｅを搬送する。

【００４２】アンローダカセット部２０はその内部に装
着されるカセット２１に処理後の半導体ウエーハ８０Ｅ
を順次収納する。

【００４３】次に、前述の半導体ウエーハ８０の各処理
工程毎の断面構造の変化について、図２乃至図４（処理
工程毎に示す半導体ウエーハの要部断面図）を使用し、
簡単に説明する。

【００４４】まず、前記カセット１１に図２に示す未処
理の半導体ウエーハ８０Ｓを複数枚収納し、このカセッ
ト１１を前記図１に示すローダカセット部１０に装着す
る。未処理の半導体ウエーハ８０Ｓは、図２に示すよう
に、半導体ウエーハ（例えば単結晶珪素基板）８０の表
面上の全面に絶縁膜８１を介在してＡｌ合金膜８２が形
成され、このＡｌ合金膜８２の表面上に所定パターンの
エッチングマスク８３が形成された状態にある。

【００４５】前記Ａｌ合金膜８２は、例えばスパッタ法
で堆積し、エレクトロマイグレーション耐性を向上する
Ｃｕ、アロイスパイク耐性を向上するＳｉの夫々が添加
される。Ｃｕは例えば３〔％〕程度添加され、Ｓｉは例
えば ０.５〔％〕程度添加される。エッチングマスク
は、例えばフェノールノボラック系樹脂を主体とする有
機物質が使用され、後処理として行われるドライエッチ
ング処理中の温度上昇に伴う耐熱性の向上を目的とし
て、紫外線（ＵＶ）が照射される。

【００４６】次に、図１に示すローダカセット部１０か
ら供給側真空室３０を通してドライエッチング処理室４
０に未処理の半導体ウエーハ８０Ｓを搬送し、このドラ
イエッチング処理室４０において、図３に示すように、
未処理の半導体ウエーハ８０ＥのＡｌ合金膜８２にドラ
イエッチングを施す。

【００４７】ドライエッチングは、ガス供給システム４
９からドライエッチング処理室４０内にＣｌ₂ (塩素)を
供給し、プラズマを放電させ、プラズマイオンを半導体
ウエーハ８０の表面側に入射する所謂反応性イオンエッ
チング（若しくは反応性スパッタエッチング）で行う。
エッチング圧力は例えば５〔ｍtorr〕、マイクロ波パワ
ーは例えば２００〔ｍＡ〕で行う。エッチングガスであ
るＣｌ₂ は、放電開始から約５秒間は４０〔sccm〕、エ
ッチング進行中は８０〔sccm〕、ジャストエッチングを
境に８０〔sccm〕から４０〔sccm〕へ４０〔sccm〕から
２０〔sccm〕へと順次絞る（エッチャントであるＣｌラ
ジカル量を除々に減少させる）。さらに、エッチング開
始初期においてはエッチングに関わりのないガス例えば
ＳＦ₆ 、Ｂｌ₃ 又はＡｒによる放電を約５秒間行う。す
べてのエッチングステップの間は放電を継続する。これ
は、マイクロ波放電型の装置の場合、プラズマを放電さ
せた後にＲＦバイアスが印加され、両者間に時間差が生
じ、ラジカルエッチング進行型のＡｌエッチングではこ
のわずかの時間の間に等方的なエッチングが進行し、加
工形状が維持できない理由に基づく。ＲＦパワーは約７
５〔Ｗ〕を使用しエッチングを行った。

【００４８】ドライエッチングの終了した処理後の半導
体ウエーハ８０Ｅは、図３に示すように、エッチングマ
スク８３以外の領域のＡｌ合金膜８２は除去され、エッ
チングマスク８３下の領域のＡｌ合金膜８２は残存し、
配線８２となる。配線８２のエッチングされた側壁に
は、エッチングマスクの有機物質の一部（例えばカーボ
ン）を含む被膜（サイドウォール）８３Ｓが生成され
る。

【００４９】次に、前記ドライエッチングの終了した処
理後の半導ウエーハ８０Ｅは、前記図１に示すドライエ
ッチング処理室４０からレジストアッシング処理室６０
に搬送され、このレジストアッシング処理室６０でレジ
ストアッシング処理が行われる。ドライエッチング処理
室４０から搬送室５０を通したレジストアッシング処理
室６０までの間において、処理後の半導体ウエーハ８０
Ｅは大気に曝すことなく同一真空系内において搬送され
る。つまり、水分（Ｈ₂Ｏ ）と接触の要因がないので、
配線８２の腐食が発生しない。

【００５０】レジストアッシング処理は、図１に示すガ
ス供給システム６５からＯ₂ 及びＣＨＦ₃ をレジストア
ッシング処理室６０内に供給し、以下に示す表１の条件
に基づいて行われる。

【００５１】

【表１】

【００５２】つまり、前記表１に示すように、レジスト
アッシング処理は２段階に大別され、ステップ１は、Ｏ
₂ を主体にエッチングマスク８３を除去し、しかもＣＨ
Ｆ₃のＨを主体に配線８２の表面特に配線８２の側壁と
被覆８３Ｓとの間に残留するＣｌを除去する。ステップ
２は、同様にＯ₂ を主体にエッチングマスク８３を除去
するが、ＣＨＦ₃ の供給は停止し、ステップ１で供給さ
れるＣＨＦ₃ のＨとＣｌとの反応で生成されたＨＣｌ及
びＣｌ₂ ガスの離脱除去を促進する。ＨＣｌ、Ｃｌ₂ ガ
スの夫々は蒸散性（又は蒸発性若しくは揮発性）が高
い。

【００５３】このレジストアッシング処理が終了する
と、図４に示すように、配線８２の表面上のエッチング
マスク８３は除去される。また、前述のＨとＣｌとの反
応メカニズムについては図５（配線の側壁部分を拡大し
たモデル的な断面図）に示す。つまり、同図５に示すよ
うに、配線８２の側壁とその側壁に生成される被膜８３
Ｓとの間に残留する前述のドライエッチング処理で使用
されたＣｌに、Ｈが供給され、このＣｌとＨとの化学反
応により蒸散性に優れたＨＣｌが生成され、配線８２と
被膜８３Ｓとの間に残留するＣｌが除去される。この結
果、配線８２の防食効果が得られる。

【００５４】図６（ＣＨＦ₃ の混合率とレジストアッシ
ングレートとの関係図）に、空洞共振マイクロ波放電に
おいて、Ｏ₂ とＣＨＦ₃ との混合率とレジストアッシン
グレートとの関係を示す。レジストアッシング処理にお
いて、Ｏ₂ にＣＨＦ₃ が混合されればＨが存在するの
で、ＣＨＦ₃ の混合率のほぼ全般にわたって防食効果が
見られ、特にＣＨＦ₃ の混合率が５〜１５〔％〕の範囲
はレジストアッシングレートが桁違いに速い。

【００５５】一方、バリアメタル膜若しくはキャップメ
タル膜として使用するＭｏＳｉχ膜とＡｌ合金膜とを積
層する積層配線を使用する場合において、ＭｏＳｉχ膜
のエッチングレートはＣＨＦ₃ の混合率が約２０〔％〕
を境に急激に上昇する。つまり、ＣＨＦ₃ の混合率が約
２０〔％〕を越えた場合、ＭｏＳｉχ膜を急激にエッチ
ングしてしまうので、エッチングマスク８３の寸法に対
するＭｏＳｉχ膜の加工寸法の差が増大し、好ましくな
い。この点においてもＣＨＦ₃ の混合率は５〜１５
〔％〕の範囲が最適である。

【００５６】前記レジストアッシング処理及び防食処理
が終了した処理後の半導体ウエーハ８０Ｅは、図１に示
す排出側真空室７０を通してアンロードカセット部２０
のカセット２１に順次収納される。

【００５７】この後、処理後の半導体ウエーハ８０Ｅ
は、エッチング残渣特に配線８２の側壁の被膜（若しく
はトップウォールと呼ばれる保護膜の残骸）の除去及び
残留塩素除去の目的から水洗若しくは現像液（例えばメ
チルエチルソブルアセテート２.３８％水溶液）処理を
約１５秒間行う。この半導体ウエーハ８０Ｅはホットプ
レートベークにて乾燥される。

【００５８】このように、本実施例によれば、以下の作
用効果が得られる。

【００５９】（１）半導体ウエーハ（基板）８０に配線
８２が形成される半導体集積回路装置の形成方法におい
て、下記工程（Ａ）乃至工程（Ｄ）を備える。（Ａ）半
導体ウエーハ８０の表面上の全面にＡｌ合金膜８２を成
膜する工程、（Ｂ）前記成膜されたＡｌ合金膜８２の表
面上の一部の領域にフォトリソグラフィ技術で形成され
る有機系のエッチングマスク８３を形成する工程、
（Ｃ）Ｃｌ系ガスを使用するドライエッチング処理を行
い、前記Ａｌ合金膜８２のエッチングマスク８３以外の
領域を除去するとともに、前記Ａｌ合金膜８２のエッチ
ングマスク８３下の残存する領域で配線８２を形成する
工程、（Ｄ）前記工程（Ｃ）の終了後、大気に曝さない
状態において、Ｏ₂ 及びＨを含むプラズマ雰囲気中でレ
ジストアッシング処理を行い、前記Ｏ₂ を主体にエッチ
ングマスク８３を除去するとともに、前記配線８２とそ
の側壁に前記ドライエッチング処理の際に前記エッチン
グマスク８３の有機物質を含み生成される被膜８３Ｓと
の間に前記Ｈを供給し、この配線８２と被膜８３Ｓとの
間に残留するＣｌ原子と供給されたＨとを反応させ、前
記Ｃｌ原子を除去する防食処理を行う工程。この構成に
より、下記の作用効果が得られる。（Ａ）前記レジスト
アッシング処理の際に、配線８２とその側壁の被膜８３
Ｓとの間にドライエッチング処理で残留するＣｌ原子に
Ｈを供給し、このＣｌ原子とＨとを反応させ、ＨＣｌと
して蒸散させ、Ｃｌ原子を排除できるので、Ｃｌ原子の
残留に基づく配線８２の腐食を防止できる。（Ｂ）前記
レジストアッシング処理の際に、併せて防食処理を行え
るので、この防食処理に相当する分、半導体集積回路装
置の形成工程数を削減できる。

【００６０】（２）前記手段（１）の工程（Ｄ）の防食
処理はＣＨＦ₃ ガスを使用し、このＣＨＦ₃ ガスはレジ
ストアッシング処理のレジストアッシングガスとしての
Ｏ₂ にその体積で比較して５〜１５〔％〕の範囲で混入
される。この構成により、以下の作用効果が得られる。
（Ａ）前記ＣＨＦ₃ ガスが５〜１５〔％〕の範囲にレジ
ストアッシングレートのピーク値が存在し、レジストア
ッシング処理速度を速められるので、半導体集積回路装
置の量産化が図れる。（Ｂ）前記ＣＨＦ₃ ガスのＦと配
線８２の表面に吸着されるＣｌ原子の一部とが置換さ
れ、配線８２の表面にＦが不動態化し、表面改質が行わ
れるので、さらに腐食を防止できる。

【００６１】（３）前記手段（１）又は手段（２）のド
ライエッチング処理は有磁場マイクロ波装置或いは空洞
共振型マイクロ波装置で行われ、レジストアッシング処
理は空洞共振型マイクロ波ドライエッチング装置１で行
われる。この構成により、前記マイクロ波ドライエッチ
ング装置１はドライエッチング処理及びレジストアッシ
ング処理を同一真空系内で行い、配線８２の表面や配線
８２とその側壁の被膜８３Ｓとの間に残留するＣｌ原子
をほぼ完全に除去した後に大気に曝すので、防食効果を
より高められる。

【００６２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００６３】例えば、本発明は、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ合金
のいずれかの単層膜、又はＡｌ、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ａｌ
−Ｃｕ−Ｓｉ合金のいずれかを主体とする積層膜で配線
８２を構成してもよい。積層膜のバリアメタル膜として
はＭｏＳｉχ膜以外にＴｉＷ膜、ＴｉＮ膜、Ｗ膜等を使
用してもよい。また、これらのＭｏＳｉχ膜、ＴｉＷ膜
の夫々はアルミニウムヒルロックの防止やハレーション
防止のキャップメタル膜としても使用してもよい。つま
り、配線８２は、単層膜又は２層若しくは３層の積層膜
で形成してもよい。

【００６４】また、本発明は、半導体集積回路装置に限
らず、プリント配線基板、マザーボード、ベビーボード
等の配線基板に適用できる。

【００６５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００６６】Ａｌ若しくはＡｌ合金の単層膜又はそれを
主体とする積層膜を配線とする配線部材において、前記
配線の防食効果を高められる。

【００６７】前記効果の他に、前記配線部材の量産化を
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例で使用されるある有磁場型
マイクロ波ドライエッチング装置のシステム構成を示す
概略構成図。

【図２】 前記有磁場型マイクロ波ドライエッチング装
置の第１処理工程での半導体ウエーハの要部断面図。

【図３】 第２処理工程での半導体ウエーハの要部断面
図。

【図４】 第３処理工程での半導体ウエーハの要部断面
図。

【図５】 半導体ウエーハの要部を拡大したモデル図。

【図６】 レジストアッシング処理の特性を示す図。

【符号の説明】

１…有磁場型マイクロ波ドライエッチング装置、１０…
ローダカセット部、２０…アンローダカセット部、３０
…供給側真空室、４０…ドライエッチング処理室、５０
…搬送室、６０…レジストアッシング処理室、７０…排
出側真空室、４３，５３…真空ポンプ、４６…マグネト
ロン、４９，６５…ガス供給システム、８０…半導体ウ
エーハ、８２…配線、８３…エッチングマスク、８３Ｓ
…被膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｇ 7353−4Ｍ (72)発明者 清水 仁 群馬県高崎市西横手町111番地 株式会社 日立製作所高崎工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に配線が形成される配線部材の形
   成方法において、下記工程（Ａ）乃至工程（Ｄ）を備え
   る。 （Ａ）基板の表面上の全面にＡｌ若しくはＡｌ合金の単
   層膜又はそれを主体とする積層膜で形成される導体膜を
   成膜する工程、 （Ｂ）前記成膜された導体膜の表面上の一部の領域にフ
   ォトリソグラフィ技術で形成される有機系のエッチング
   マスクを形成する工程、 （Ｃ）塩素系ガスを使用するドライエッチング処理を行
   い、前記導体膜のエッチングマスク以外の領域を除去す
   るとともに、前記導体膜のエッチングマスク下の残存す
   る領域で配線を形成する工程、 （Ｄ）前記工程（Ｃ）の終了後、大気に曝さない状態に
   おいて、酸素及び水素を含むプラズマ雰囲気中でレジス
   トアッシング処理を行い、前記酸素を主体にエッチング
   マスクを除去するとともに、前記配線とその側壁に前記
   ドライエッチング処理の際に前記エッチングマスクの有
   機物質を含み生成される被膜との間に前記水素を供給
   し、この配線と被膜との間に残留する塩素原子と供給さ
   れた水素とを反応させ、前記塩素を除去する防食処理を
   行う工程。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載される工程（Ｄ）の
   防食処理はＣＨＦ₃ガスを使用し、このＣＨＦ₃ ガスは
   レジストアッシング処理のレジストアッシングガスとし
   ての酸素にその体積で比較して５〜１５〔％〕の範囲で
   混入される。
3. 【請求項３】 前記請求項１に記載される工程（Ｄ）の
   防食処理はＣＨ₂Ｆ₂、ＣＨ₃Ｆ、Ｈ₂Ｏ、Ｈ₂のいずれか
   を使用する。
4. 【請求項４】 前記請求項１乃至請求項３のいずれかに
   記載されるドライエッチング処理は有磁場マイクロ波装
   置或いは空洞共振型マイクロ波装置で行われ、レジスト
   アッシング処理は空洞共振型マイクロ波装置で行われ
   る。