JPH10125661A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH10125661A
JPH10125661A JP23635797A JP23635797A JPH10125661A JP H10125661 A JPH10125661 A JP H10125661A JP 23635797 A JP23635797 A JP 23635797A JP 23635797 A JP23635797 A JP 23635797A JP H10125661 A JPH10125661 A JP H10125661A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive layer
photoresist
semiconductor device
gas
coating layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP23635797A
Other languages
English (en)
Inventor
Isamu Minamimomose
勇 南百瀬
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電層に開口部を有する被覆膜を備えた半
導体装置において、導電層の露出部にフッ化物が残留し
ないようにする製造方法を提供すること。 【解決手段】 フッ素を含むガスプラズマドライエッ
チング処理によって被覆膜を開口した後、以下のような
条件のいずれかで200℃以上の酸素プラズマ処理を行
うか、もしくは、両処理を同一容器内の減圧真空下若し
くは乾燥不活性ガス下で行って200℃よりも低温で、
特に100℃以上で、酸素プラズマ処理を行う。これら
により、導電層の露出部に残留したフッ素及びフッ化物
が除去できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、半導体装置の製造方法における合金
等の導電層を露出させるためのフッ素を含むガスプラズ
マドライエッチング処理に次いで酸素プラズマ処理を行
って該導電層上にフッ化物が発生しないようにした半導
体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造過程においては、導電
層を被覆する膜を開口して導電層を露出させる過程があ
る。従来この過程においては、以下のような処理が行わ
れていた。
【0003】(a)まず、開口部を有するレジストを形
成し、(b)ついで、フッ素を含むガスプラズマドライ
エッチング処理を行って開口部の被覆膜を除去し、
(c)さらに、酸素プラズマによるアッシング処理を行
ってレジスト表面の硬化層を除去する。
【0004】しかしこのような処理においては、特に導
電層が金属からなる場合には、レジスト中に残留したフ
ッ素が大気中の水分と反応してフッ化物が発生し、これ
が導電層露出部の表面に堆積するため、以下のような問
題が生じていた。
【0005】(1)導電層と接続される配線との電気的
接続が劣化する。
【0006】(2)特に、導電層がボンディングパッド
である場合には、ボンダビリティが劣化する。
【0007】図3を参照して従来の手法の過程を具体的
に説明する。
【0008】(a)まず、基板100上に半導体素子を
形成する。図中ではこの半導体素子は省略する。
【0009】(b)次に、基板100及び半導体素子の
上に層間絶縁膜101を形成する。
【0010】(c)さらに、層間絶縁膜101を開口し
て半導体素子と接続される導電層103を形成する。導
電層103としては例えばアルミニウム配線が用いられ
る。図中では、導電層103と半導体素子との接続部は
省略する。
【0011】(d)続いて、導電層103の上にこれを
被覆する被覆膜102を形成する。被覆膜102として
は例えば、1μm厚さ程度のプラズマ窒化膜が用いられ
る。
【0012】(e)さらに、被覆膜102の上に開口部
を有するフォトレジスト105を形成する。この様子を
図3(a)に示す。
【0013】(f)ついで、フォトレジスト105をエ
ッチングのマスクとして使用して、被覆膜102を開口
する。エッチングには、例えば、以下のような条件が用
いられている。
【0014】平行平板型のドライエッチング装置を使用
し、4フッ化炭素ガス 2000SCCM に対し、酸素
ガス 20SCCM を混合した混合ガスを使用し、圧力
は 200mTorr とし、温度は60℃とし、6イン
チウェハーを使用し、450ワットのRFを印加する。
【0015】この処理を行うと、導電層103の露出表
面やフォトレジストの表面などに活性フッ素106が残
留する。この様子を図3(b)に示す。
【0016】(g)エッチングによりフォトレジスト1
05の表面には硬化層が形成されるため、この層の除去
を目的として例えば酸素プラズマによるアッシング処理
を行う。酸素プラズマによるアッシング処理には、例え
ば、以下のような条件が用いられている。
【0017】平行平板型のドライエッチング装置を使用
し、酸素ガス 100SCCM のガスを使用し、圧力は
200mTorr とし、温度は60℃とし、6インチ
ウェハーを使用し、250ワットのRFを印加し、アッ
シング時間は30秒とする。
【0018】この処理によっても、フッ素106は表面
に付着したままとなる。大気中の水分をフッ素106が
吸着するためなどの原因が考えられるが、詳細は不明で
ある。この様子を図3(c)に示す。
【0019】(h)この後、有機アルカリ系の剥離液で
フォトレジスト105を除去する。この処理後には、残
留したフッ素の一部がフッ化物107となって導電層の
露出部表面を覆うことになる。この様子を図3(d)に
示す。
【0020】ここで注意すべきは、従来技術においては
ドライエッチング処理と酸素プラズマ処理の間に、製造
途中の半導体装置が大気にさらされている点である。例
えば湿度60パーセント、気温27℃のクリーンルーム
化で24時間放置すると、このようなフッ化物107が
発生する。
【0021】フッ化物107の発生を抑制するため、従
来は、レジストをすべて除去する手法がとられていた。
しかし、この手法では、フッ化物の発生が十分に抑制で
きないことがわかっている。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題を解決するためになされたもので、導電層上の被
覆膜をフッ素を含むガスによるドライエッチングを用い
て開口して、導電層の一部を露出させる半導体装置の製
造方法において、導電層の露出部の表面におけるフッ化
物の発生を抑制する方法を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの発明は下記の発明である。
【0024】第1の発明は、以下の工程を備えたことを
特徴とする半導体装置の製造方法である。
【0025】(a)導電層を形成する工程と、(b)前
記導電層を覆う被覆層を形成する工程と、(c)前記被
覆層を覆い、開口部を有するフォトレジストを形成する
工程と、(d)前記フォトレジストをマスクとして、フ
ッ素を含むガスによってプラズマドライエッチングを行
って前記被覆層を開口して前記導電層の一部を露出させ
る工程と、(e)酸素プラズマ処理を行って前記露出し
た導電層の一部の表面に残留するフッ素及びその化合物
を除去する工程と、(f)前記フォトレジストを除去す
る工程。
【0026】本発明においては、酸素プラズマ処理によ
って導電層露出部に残留するフッ素等が除去される。こ
のためフッ化物による悪影響を防止することができる。
【0027】第2の発明は、前記工程(e)において、
処理温度を200℃以上とす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である。
【0028】本発明における酸素プラズマ処理は、従来
技術における酸素プラズマ処理とは、処理に用いる温度
の点で異なる。従来技術においては低温で処理されるた
め、残留したフッ素を除去することができない。一方、
本発明においては200℃以上と高温で処理されるた
め、残留した活性フッ素やフッ化物が導電層の露出部表
面から離脱する。
【0029】第3の発明は、前記工程(d)及び前記工
程(e)が同一容器内の 減圧真空下若しくは乾燥不活
性ガス下 で行われることを特徴とする半導体装置の製
造方法である。
【0030】本発明においては、ドライエッチング処理
の後、製造途中の半導体装置を大気にさらさない。これ
により、活性フッ素と大気中の水分によるフッ化物発生
反応が抑制できる。このため、比較的低温の酸素プラズ
マ処理であっても残留フッ素を除去することができる。
【0031】第4の発明は、前記工程(e)において、
処理温度を100℃以上とすることを特徴とする請求項
3に記載の半導体装置の製造方法である。
【0032】本発明においては、前発明に比較して、さ
らに残留フッ素の除去を確実にすることができる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下に、図1を参照して本発明の
実施形態を説明する。
【0034】第1の実施形態においては、以下のように
処理を行う。
【0035】(a)基板100の上に半導体素子を、こ
れらの上に層間絶縁膜101を、この上に導電層103
を、この上に被覆膜102を、この上に開口部を有する
フォトレジストを、それぞれ形成する。これらの工程
は、従来の技術と同様である。この様子を図1(a)に
示す。
【0036】導電層としては、例えば以下のものが考え
られる。
【0037】アルミニウム 金 銀 銅 チタン コバルト モリブデン タングステン これらを主成分とする合金若しくはシリサイド被覆膜と
しては、例えば以下のものが考えられる。
【0038】窒化チタン 酸化シリコン 窒化シリコン 酸化窒化シリコン 被覆膜が窒化チタンの場合には、導電層103上にハレ
ーション膜として設置され、導電層103と同一パター
ンに形成されている場合もある。
【0039】さらに、被覆膜が、酸化シリコン、窒化シ
リコンなどの層間絶縁膜である場合には、被覆膜102
は、酸化シリコン、窒化シリコンなどの単層からなる場
合のみならず、プラズマシリコン酸化膜、BPSG膜、
プラズマシリコン酸化膜の組合せ、あるいは、プラズマ
シリコン酸化膜、SOG膜、プラズマシリコン酸化膜の
組合せ等の、多層の絶縁膜の組み合わせからなるような
場合もある。
【0040】(b)次に、フォトレジスト105をエッ
チングのマスクとして使用して、被覆膜102を開口す
る。例えば、被覆膜102がプラズマ窒化膜である場合
には、エッチングには、以下のような条件を用いる。
【0041】平行平板型のドライエッチング装置を使用
し、4フッ化炭素ガス 200SCCM に対し、酸素ガ
ス 20SCCM を混合した混合ガスを使用し、圧力は
200mTorr とし、温度は60℃とし、6インチ
ウェハーを使用し、450ワットのRFを印加する。
【0042】なお、被覆膜がプラズマ窒化膜である場合
には、4フッ化炭素ガスと酸素ガスの混合ガスではな
く、以下のようなフッ素を含むガスを使用すればよい。
【0043】CF4ガス CHF3ガス CF4ガスとCHF3ガスとの混合ガス C26ガス C38ガス C48ガス これらと酸素ガスとの混合ガス なお、この処理後は、まだ活性フッ素106が残留す
る。この様子を図1(b)に示す。
【0044】(c)さらに、フォトレジスト105表面
の硬化層の除去のみならず、活性フッ素106の除去を
も目的として酸素プラズマによるアッシング処理を行
う。この処理には、例えば、以下のような条件を用い
る。
【0045】平行平板型のドライエッチング装置を使用
し、酸素ガス 100SCCM のガスを使用し、圧力は
200mTorr とし、温度は 200℃ とし、6イ
ンチウェハーを使用し、250ワットのRFを印加し、
アッシング時間は30秒とする。
【0046】(d)この後、有機アルカリ系の剥離液で
フォトレジスト105を除去する。この処理後には、金
属顕微鏡による外観観察、及び、EDX分析器による分
析からフッ化物が残留していないことが判明している。
【0047】次に第2の実施例について説明する。第2
の実施例の主要なプロセスは第1の実施例と同様である
ため、異なる部分を説明する。
【0048】(a)フッ素を含むガスによるドライエッ
チング処理と、酸素プラズマ処理とは、同一エッチング
チャンバ内で減圧真空を保ったまま行う。これは、製造
途中の半導体装置を水分を含む大気にさらさないためで
ある。
【0049】なお、大気にさらされなければフッ化物は
発生しないと考えられるので、同一エッチングチャンバ
内で減圧真空に保つほか、以下のような手段も考えられ
る。
【0050】(1)露点マイナス50℃以下の乾燥した
不活性ガス中を経由する。活性フッ素からフッ化物が発
生する原因を除去すればよいからである。
【0051】(2)複数のチャンバを含み、これらを囲
むチャンバを備える装置を使用する。図2においては、
131は半導体装置の入れ口、133はドライエッチン
グ処理チャンバ、135は酸素プラズマ処理チャンバ、
137は半導体装置の出し口、138は隔壁、139は
全体のチャンバである。製造工程にしたがって矢印の方
向へ処理の対象が進む。
【0052】(b)酸素プラズマ処理において、温度を
60℃として処理を行う。同一真空内で処理が進むた
め、第1の実施例に比較して低い温度での処理でも実用
上十分にフッ素を除去できることがわかっている。
【0053】次に第3の実施例について説明する。第3
の実施例は主要なプロセスが第2の実施例と同様である
ため、異なる部分について説明する。
【0054】第3の実施例では、酸素プラズマ処理にお
いて、温度を100℃とし、アッシング時間を15秒と
する。第2の実施例に比較して温度を高くしたため、フ
ッ化物の除去に必要なアッシング時間が短くてすむ。
【0055】なお、上記の第1から第3の実施例におい
ても、低温条件下では、半導体装置完成後に長時間大気
にさらされればフッ化物が析出することがある。ただ
し、これは、現実の製造工程においては問題とならな
い。次の工程までの時間が短かいからである。しかし、
場合によっては、レジスト除去処理の後に、以下のよう
なアルカリ処理を行うとよい。
【0056】(a)ポジレジスト用現像液を用いて60
秒ないし120秒の間処理を行い、(b)その後に水で
洗浄する。
【0057】このアルカリ処理はレジスト除去に用いる
有機アルカリ処理とは異なる処理である。この処理によ
り、フッ化物の除去により完璧を期すことができ、特
に、半導体装置完成後のフッ化物析出までの時間を大幅
に伸ばすことができる。
【0058】なお、これらの実施例は本発明の範囲を限
定することを意図するものではない。したがって、当業
者であれば、本発明の原理を逸脱しない範囲で、他の実
施形態をとることが可能である。
【0059】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、被覆膜の開口部によって露出した導電層の表面にお
けるフッ化物の発生を防止及び抑制することができ、製
造コストを増大させずに信頼性の高い半導体装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の実施例を説明する工程図である。
【図2】本願発明の実施例を説明する説明図である。
【図3】従来の実施例を説明する工程図である。
【符号の説明】
100 基板 101 層間絶縁膜 102 被覆膜 103 導電層 105 フォトレジスト 106 フッ素 131 半導体入れ口 133 ドライエッチング処理チャンバ 135 酸素プラズマ処理チャンバ 137 半導体出し口 138 隔壁 139 全体チャンバ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の工程を備えたことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。 (a)導電層を形成する工程と、 (b)前記導電層を覆う被覆層を形成する工程と、 (c)前記被覆層を覆い、開口部を有するフォトレジス
    トを形成する工程と、 (d)前記フォトレジストをマスクとして、フッ素を含
    むガスによってプラズマドライエッチングを行って前記
    被覆層を開口して前記導電層の一部を露出させる工程
    と、 (e)酸素プラズマ処理を行って前記露出した導電層の
    一部の表面に残留するフッ素及びその化合物を除去する
    工程と、 (f)前記フォトレジストを除去する工程。
  2. 【請求項2】 前記工程(e)において、処理温度を2
    00℃以上とす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。
  3. 【請求項3】 前記工程(d)及び前記工程(e)が同
    一容器内の減圧真空下で行わ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。
  4. 【請求項4】 前記工程(e)において、処理温度を1
    00℃以上とすることを特徴とする請求項3に記載の半
    導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記工程(d)及び前記工程(e)が乾
    燥不活性ガス下で行わ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。
  6. 【請求項6】 前記工程(e)において、処理温度を1
    00℃以上とすることを特徴とする請求項3に記載の半
    導体装置の製造方法。
JP23635797A 1996-09-02 1997-09-01 半導体装置の製造方法 Pending JPH10125661A (ja)

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JP23233296 1996-09-02
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001110895A (ja) * 1999-10-07 2001-04-20 Matsushita Electronics Industry Corp 金属配線の形成方法
JP2008181996A (ja) * 2007-01-24 2008-08-07 Tokyo Electron Ltd 半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置、制御プログラム及びコンピュータ記憶媒体

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