JPH10303197A

JPH10303197A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH10303197A
Application number: JP10725297A
Authority: JP
Inventors: Izumi Murozono; 泉室園; Masafumi Shishino; 政文宍野; Masashi Hamanaka; 雅司濱中
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置のアルミニウム配線形成等のドラ
イエッチ工程等で形成される反応生成物、再付着物、レ
ジスト残さ等を除去する後処理において、アルミニウム
配線や絶縁膜等のエッチ量を抑える。【解決手段】アルミニウム配線をレジスト１をマスク
にドライエッチで形成する工程において発生した反応生
成物７およびレジスト残さ８を除去する後処理で、酸ア
ミド系溶剤（ジメチルホルムアミド）と有機カルボン酸
塩（テトラメチルアンモニウムギ酸塩）およびフッ素化
合物（フッ化アンモニウム）と水とを混合した中性の混
合溶液を用いて処理することにより、反応生成物７およ
びレジスト残さ８を除去でき、さらに、反射防止膜２、
下地のアルミニウム配線３、バリアメタル４および絶縁
膜５のエッチ量を最小限に抑え、腐食のないアルミニウ
ム配線を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、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】半導体装置の製造工程において、アルミ
ニウム電極配線やアルミニウム配線層間のコンタクトホ
ールをドライエッチで形成する際、反応生成物も同時に
形成され、この反応生成物は、アルミニウム配線の側壁
部およびコンタクトホールの内部に、ラビットイヤー状
あるいはクラウン状に形成される。また、タングステン
や絶縁膜等のエッチバック工程でも、反応生成物や再付
着物が形成され、プラズマでアタックされたレジスト残
さ等が残存してしまう。反応生成物は、フッ素、塩素、
カーボン、アルミニウム等を含んだプラズマ重合膜であ
るため、その後にアッシングを実施してもこの反応生成
物は除去されない。また、プラズマでアタックされたレ
ジスト膜や再付着した反応生成物も、ウェーハ上に残っ
てしまう。最終的には、この反応生成物や再付着物およ
びレジスト残さを完全に除去しなくてはならない。その
ため、この反応生成物や再付着物およびレジスト残さを
除去する方法として、強酸、弱アルカリ溶液、有機アル
カリ系等の薬液を用いて洗浄処理を行っているのが現状
である。

【０００３】この薬液等を用いて行う洗浄処理として
は、例えば、ウェーハを石英やテフロン等の材質を用い
た薬液槽に上記の薬液を入れ、その中に浸漬させる方法
が一般的である。特に強酸である発煙硝酸を用いて処理
を行う場合には、処理温度は常温で、ある時間だけ発煙
硝酸液中にウェーハを浸漬し、その後、十分水洗を行っ
た後、ウェーハを乾燥させる方法をとる。また、有機系
薬液を用いる場合には、薬液の処理温度を上げ、制御し
ながら洗浄処理され、その後、水洗や有機溶剤置換と水
洗を組み合わせた方法をとる場合が多い。また、上記の
薬液等を温度コントロールして、それをノズルから吐出
させて、スプレー式洗浄や枚葉式でパドル洗浄等を行っ
て処理する方法もある。

【０００４】このような反応生成物や再付着物等を除去
するための洗浄処理は、アルミニウム配線形成工程，ア
ルミニウム配線層間のコンタクトホール形成工程，タン
グステンエッチバック工程，絶縁膜のエッチバック工程
の他、絶縁膜のＣＭＰ平坦化工程，メタルＣＭＰ平坦化
工程，ワイヤとのコンタクトを取るための最上層絶縁膜
のドライエッチ工程，ＰＩＱ（ポリイミド樹脂）をマス
クにしてのドライエッチ工程等においても後処理として
行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の配線用洗浄薬液（強酸、弱アルカリ溶液、有機アルカ
リ系等）を用いて、後処理する方法では、アルミニウム
配線をアタックしてしまい腐食発生の原因となったり、
アルミニウム配線の膜厚が薄くなったり、配線幅が狭く
なるという問題があり、特に、強酸の薬液を使用して後
処理を行う場合は、アルミニウム配線の腐食発生が顕著
に現れるため、薬液処理後の水洗方法に独自の工夫を行
い、処理しているのが現状である。また、絶縁膜もエッ
チングされて、膜厚が薄くなったり、コンタクトホール
の径が大きくなったり、また、逆に不純物付着や化学酸
化による酸化膜成長などからコンタクト抵抗値が高くな
り、オーミックコンタクトを形成できないなどの問題も
ある。その結果、製造された半導体装置の歩留まり低下
や信頼性不良を引き起こすことになる。

【０００６】この発明の目的は、上記課題を解決するも
ので、アルミニウム配線形成工程，アルミニウム配線層
間のコンタクトホール形成工程，タングステンエッチバ
ック工程，絶縁膜のエッチバック工程，絶縁膜のＣＭＰ
平坦化工程，メタルＣＭＰ平坦化工程，ワイヤとのコン
タクトをとるための最上層絶縁膜のドライエッチ工程，
ＰＩＱ（ポリイミド樹脂）をマスクにしてのドライエッ
チ工程等において、形成される反応生成物、再付着物、
レジスト残さ、アルカリイオン等を除去する後処理によ
るアルミニウム配線や絶縁膜等のエッチ量を抑えること
のできる半導体装置の製造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体装
置の製造方法は、レジストをマスクとしてアルミニウム
配線をドライエッチしてパターン形成した後、レジスト
を除去するアッシング処理を行う半導体装置の製造方法
であって、アッシング処理後に、酸アミド系溶剤と有機
カルボン酸塩とフッ素化合物と水とを混合したｐＨが中
性の混合溶液（以下「ＥＬＭ−Ｃ３０溶液」という）を
用いて、ドライエッチ時にアルミニウム配線の側壁に形
成された反応生成物およびアッシング処理後に残存した
レジスト残さを除去することを特徴とする。

【０００８】このように、ドライエッチ時にアルミニウ
ム配線の側壁に形成された反応生成物およびアッシング
処理後に残存したレジスト残さを除去する際に、ＥＬＭ
−Ｃ３０溶液を用いることにより、他の不純物が付着す
ることもなく、アルミニウム配線のエッチ量を抑え、ア
ルミニウム配線の薄膜化や配線幅が狭くなるのを防止で
き、腐食のないアルミニウム配線を形成できる。

【０００９】請求項２記載の半導体装置の製造方法は、
レジストをマスクとして下層のアルミニウム配線上の絶
縁膜をドライエッチして下層のアルミニウム配線が上層
のアルミニウム配線とコンタクトをとるためのコンタク
トホールを形成した後、レジストを除去するアッシング
処理を行う半導体装置の製造方法であって、アッシング
処理後に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用いて、ドライエッチ
時にコンタクトホールの内部に形成された反応生成物お
よびアッシング処理後に残存したレジスト残さを除去す
ることを特徴とする。このように、ドライエッチ時に
コンタクトホールの内部に形成された反応生成物および
アッシング処理後に残存したレジスト残さを除去する際
に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用いることにより、コンタク
トホール内等に他の不純物が付着することもなく、絶縁
膜やアルミニウム配線のエッチ量を抑え、コンタクトホ
ールの径が大きくなることも防止できる。

【００１０】請求項３記載の半導体装置の製造方法は、
コンタクトホールを形成した絶縁膜上およびコンタクト
ホールにタングステン膜を成長して、このタングステン
膜をエッチバックしてコンタクトホール内にタングステ
ンプラグを形成した後、絶縁膜上にタングステンプラグ
と接続されたアルミニウム配線を形成する半導体装置の
製造方法であって、タングステンプラグの形成後でアル
ミニウム配線の形成前に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用い
て、タングステン膜のエッチバック後にタングステンプ
ラグの表面に残存した反応生成物を除去することを特徴
とする。

【００１１】このように、タングステン膜のエッチバッ
ク後にタングステンプラグの表面に残存した反応生成物
を除去する後処理の際に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用いる
ことにより、タングステンプラグ表面に他の付着物が付
着することもなく、タングステンプラグとその上に形成
するアルミニウム配線との安定した低抵抗コンタクトが
得られ、また、エッチバック後のタングステンプラグ表
面の後処理によるエッチ量を抑えることができる。

【００１２】請求項４記載の半導体装置の製造方法は、
段差を有する絶縁膜上にレジストを塗布し、レジストと
絶縁膜とをドライエッチして平坦化するエッチバック工
程後に、絶縁膜上にアルミニウム配線を形成する半導体
装置の製造方法であって、エッチバック工程後でアルミ
ニウム配線の形成前に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用いて、
エッチバック後に絶縁膜の表面に付着した反応生成物お
よび残存したレジスト残さを除去することを特徴とす
る。

【００１３】このように、エッチバック後に絶縁膜の表
面に付着した反応生成物および残存したレジスト残さを
除去する際に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用いることによ
り、平坦化した絶縁膜上に他の付着物が付着することも
なく、その上に形成するアルミニウム配線の形成を良好
にし、また、絶縁膜のエッチ量を抑え、絶縁膜の薄膜化
を防止できる。

【００１４】請求項５記載の半導体装置の製造方法は、
段差を有する絶縁膜をスラリー溶液を用いてＣＭＰ（ケ
ミカル・メカニカル・ポリッシングマシン）により研磨
して平坦化した後に、絶縁膜上にアルミニウム配線を形
成する半導体装置の製造方法であって、絶縁膜を平坦化
した後でアルミニウム配線の形成前に、ＥＬＭ−Ｃ３０
溶液を用いて、平坦化した絶縁膜の表面に付着した付着
物を除去することを特徴とする。

【００１５】このように、ＣＭＰ平坦化によって絶縁膜
の表面に付着した付着物を除去する際に、ＥＬＭ−Ｃ３
０溶液を用いることにより、平坦化した絶縁膜上に他の
付着物が付着することもなく、その上に形成するアルミ
ニウム配線の形成を良好にし、また、絶縁膜のエッチ量
を抑え、絶縁膜の薄膜化を防止できる。請求項６記載の
半導体装置の製造方法は、下層のアルミニウム配線上に
コンタクトホールを形成した絶縁膜のコンタクトホール
内に電極材料を埋め込み、電極材料をスラリー溶液を用
いてＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシングマシ
ン）により研磨して平坦化した後に、絶縁膜上に電極材
料と接続された上層のアルミニウム配線を形成する半導
体装置の製造方法であって、電極材料を平坦化した後で
上層のアルミニウム配線の形成前に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶
液を用いて、平坦化した絶縁膜の表面に付着した付着物
を除去することを特徴とする。

【００１６】このように、電極材料をスラリー溶液を用
いてＣＭＰ平坦化した絶縁膜の表面に付着した付着物を
除去する後処理の際に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用いるこ
とにより、平坦化した電極材料や絶縁膜上に他の付着物
が付着することもなく、上層のアルミニウム配線の形成
および電極材料とのコンタクトを良好にし、また、後処
理による平坦化した電極材料や絶縁膜のエッチ量を抑え
ることができる。

【００１７】請求項７記載の半導体装置の製造方法は、
レジストをマスクとしてアルミニウム配線上の絶縁膜を
ドライエッチしてアルミニウム配線がワイヤとコンタク
トをとるための窓を形成した後、レジストを除去するア
ッシング処理を行う半導体装置の製造方法であって、ア
ッシング処理後に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用いて、ドラ
イエッチ時に絶縁膜の窓の内部に形成された反応生成物
およびアッシング処理後に残存したレジスト残さを除去
することを特徴とする。

【００１８】このように、ドライエッチ時に絶縁膜の窓
の内部に形成された反応生成物およびアッシング処理後
に残存したレジスト残さを除去する際に、ＥＬＭ−Ｃ３
０溶液を用いることにより、絶縁膜の窓に他の不純物が
付着することもなく、絶縁膜やアルミニウム配線のエッ
チ量を抑えることができる。請求項８記載の半導体装置
の製造方法は、ポリイミド樹脂をマスクとしてアルミニ
ウム配線上の絶縁膜をドライエッチしてアルミニウム配
線がワイヤとコンタクトをとるための窓を形成する半導
体装置の製造方法であって、絶縁膜に窓を形成後、ＥＬ
Ｍ−Ｃ３０溶液を用いて、ドライエッチ時に絶縁膜の窓
の内部に形成された反応生成物を除去することを特徴と
する。

【００１９】このように、ドライエッチ時に絶縁膜の窓
の内部に形成された反応生成物を除去する際に、ＥＬＭ
−Ｃ３０溶液を用いることにより、絶縁膜の窓に他の不
純物が付着することもなく、絶縁膜やアルミニウム配線
のエッチ量を抑えることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。〔第１の実施の形態；請求項１に対応〕図１は第１の実
施の形態における半導体装置の製造方法を示す工程順断
面図であり、アルミニウム配線を形成する工程を示す。

【００２１】図１（Ａ）は、アルミニウム配線形成用の
マスク合わせ後で、ドライエッチ前の状態である。ま
ず、シリコン基板６の上に、ＢＰＳＧ膜（７００ｎｍ）
等の絶縁膜５が形成される。その上に、バリアメタル
（Ｔｉ／ＴｉＮ：５０／１００ｎｍ）４、アルミニウム
配線（Ａｌ−Ｓｉ−ＣｕおよびＡｌ−Ｃｕ：７００ｎ
ｍ）３、反射防止膜（ＴｉＮ：３０ｎｍ）２がスパッタ
等で形成されたのち、レジスト塗布、続いてマスク合わ
せを行い、ドライエッチ時のマスクとなるレジスト１が
形成される。

【００２２】図１（Ｂ）は、アルミニウム配線３をドラ
イエッチした後の状態である。アルミニウム配線３とと
もにバリアメタル４と反射防止膜２をドライエッチす
る。このドライエッチ時に同時に、反応生成物７が側壁
に形成されている。この反応生成物７は、ラビットイヤ
ー状に形成され、その成分は、ＡｌＦ₃のプラズマ重合
膜である。ドライエッチ直後は、アルミニウム配線３の
側壁部の腐食対策になっている。しかしながら、最終的
には洗浄等で完全に除去しなくてはならない。

【００２３】図１（Ｃ）は、レジスト１を除去したアッ
シング後の状態を示している。反応生成物７およびプラ
ズマでアタックされたレジスト残さ８は、アッシング後
でも除去されず、アルミニウム配線３の側壁や反射防止
膜２上に残ったままの状態になる。この後、反応生成物
７とレジスト残さ８を除去するための後処理として、酸
アミド系溶剤（ジメチルホルムアミド）と有機カルボン
酸塩（テトラメチルアンモニウムギ酸塩）とフッ素化合
物（フッ化アンモニウム）と水とを混合したｐＨが中性
の混合溶液（ＥＬＭ−Ｃ３０溶液）を用いて処理を行
う。処理方法としては、バッチ式の浸漬方式やスプレー
方式、枚葉式のスピン方式等で処理できる。処理時間と
しては、浸漬方式で５〜１０分、スプレー方式では１０
分、またスピン方式のパドル洗浄では５分程度である。

【００２４】図１（Ｄ）は、上記のＥＬＭ−Ｃ３０溶液
を用いて後処理した状態を示す。アッシング後に除去さ
れずに残っていたラビットイヤー状の反応生成物７およ
びレジスト残さ８は、除去されている。この実施の形態
では、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液の液温を２３℃に設定して、
上記の各洗浄方式で後処理を行なったが、いずれの洗浄
方式によっても、反応生成物８やレジスト残さ８等を除
去でき、また、この後処理による反射防止膜２、アルミ
ニウム配線３、バリアメタル４および絶縁膜５のエッチ
量を最小限に抑え、腐食のないアルミニウム配線を形成
することができた。

【００２５】なお、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液の好ましい配合
比の一例は、酸アミド系溶剤（ジメチルホルムアミド）
が１０％，有機カルボン酸塩（テトラメチルアンモニウ
ムギ酸塩）が４０％，フッ素化合物（フッ化アンモニウ
ム）が１％，水が４９％である。また、さらに好ましい
配合比の一例は、酸アミド系溶剤（ジメチルホルムアミ
ド）が１０％，有機カルボン酸塩（テトラメチルアンモ
ニウムギ酸塩）が５０％，フッ素化合物（フッ化アンモ
ニウム）が１％，水が３９％であり、この場合アルミニ
ウム配線等の金属配線へのアタックを抑えるのにより有
効である。また、有機カルボン酸塩の配合比およびフッ
素化合物の配合比を変えることは、アルミニウム配線等
の金属配線へのアタック量をコントロールする上で非常
に有効である。

【００２６】〔第２の実施の形態；請求項２に対応〕図
２は第２の実施の形態における半導体装置の製造方法を
示す工程順断面図であり、上層と下層のアルミニウム配
線間の絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程を示
す。図２（Ａ）は、コンタクトホール形成用マスク合わ
せ後で、ドライエッチ前の状態である。シリコン基板１
３上に、下層のアルミニウム配線１２、反射防止膜（Ｔ
ｉＮ：３０ｎｍ）１１、絶縁膜（ＴＥＯＳ：７００ｎ
ｍ）１０が形成され、その上に、レジスト９が塗布され
パターン形成されている。

【００２７】図２（Ｂ）は、レジスト９をマスクに、絶
縁膜１０とアルミニウム配線１２上の反射防止膜１１と
をドライエッチしてコンタクトホールを形成したドライ
エッチ処理後の状態である。コンタクトホールの側壁に
クラウン状の反応生成物１４が形成されている。図２
（Ｃ）は、レジスト９を除去したアッシング後の状態で
ある。反応生成物１４は、アッシング後でも除去されて
いない。また、プラズマでアタックされたレジスト９も
除去されずに、絶縁膜１０の上にレジスト残さ１５とし
て存在している。

【００２８】図２（Ｄ）は、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液で後処
理を行った状態である。コンタクトホールの側壁および
その上部に突き出したクラウン状の反応生成物１４や絶
縁膜１０上のレジスト残さ１５は、除去されている。こ
の実施の形態では、後処理の方法としては、図１のアル
ミニウム配線形成と同様、浸漬方式とスピン方式で行っ
た。浸漬方式では、処理時間５分、処理温度２３℃、水
洗時間１５分、スピン乾燥は１０００回転で３分行っ
た。また、スピン方式では、３分間パドル洗浄を行った
後、水洗１分、乾燥は３０００回転で３０秒行った。な
お、いずれの方法も、反応生成物１４や再付着物、レジ
スト残さ１５等が除去されていること、また、安定した
低抵抗コンタクトが形成されていることを、大規模コン
タクトチェーンを用いて評価し確認した。また、後処理
による絶縁膜１０、反射防止膜１１およびアルミニウム
配線１２等のエッチ量も、第１の実施の形態同様、最小
限に抑えることができた。

【００２９】なお、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液の配合比につい
ては、第１の実施の形態で述べた通りである。〔第３の実施の形態；請求項３に対応〕図３は第３の実
施の形態における半導体装置の製造方法を示す工程順断
面図であり、上層と下層のアルミニウム配線間またはシ
リコン基板上に形成されコンタクトホールを有する絶縁
膜の上およびコンタクトホールに、タングステン膜を成
長させ、このタングステン膜をエッチバックするタング
ステンプラグ形成の工程を示す。

【００３０】図３（Ａ）は、絶縁膜１８にコンタクトホ
ールを形成した後、密着層（ＴｉＮ／Ｔｉ：５０／３０
ｎｍ）１７とタングステン膜（Ｗ：８００ｎｍ）１６と
を成長した状態である。なお、１９は、シリコン基板の
場合もあり、アルミニウム配線（下層）の場合もある。
図３（Ｂ）は、タングステン膜１６をエッチバックした
後の状態である。ただし、タングステン膜１６の下の密
着層１７までエッチバックする場合もある。タングステ
ン膜１６上および密着層１７上に、フッ化物系および硫
黄系の反応生成物２０が残存している。

【００３１】図３（Ｃ）は、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液で後処
理を行った状態である。タングステン膜１６および密着
層１７上に残存していた反応生成物２０は、除去されて
いる。処理方法としては、スプレー方式で、液温２３
℃、処理時間は５分で行った。なお、ＥＬＭ−Ｃ３０溶
液で後処理した後、タングステン膜１６に接続されるア
ルミニウム配線を形成するが、反応生成物２０が除去さ
れ、他の不純物の付着もなく、タングステン膜１６上の
アルミニウム配線と安定した低抵抗コンタクトを得るこ
とができる。また、第１の実施の形態同様、後処理によ
るタングステン膜１６や密着層１７のエッチ量を最小限
に抑えることができる。

【００３２】なお、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液の配合比につい
ては、第１の実施の形態で述べた通りである。〔第４の実施の形態；請求項４に対応〕図４は第４の実
施の形態における半導体装置の製造方法を示す工程順断
面図であり、アルミニウム配線形成前の絶縁膜上にレジ
ストを塗布し、エッチバックするレジストエッチバック
工程を示す。

【００３３】図４（Ａ）は、シリコン基板２３上に形成
された段差のある絶縁膜２２上にレジスト２１を塗布し
たエッチバック前の状態である。図４（Ｂ）は、エッチ
バック後の状態であり、絶縁膜２２上にレジスト残さ２
１と反応生成物２４が見られる。図４（Ｃ）は、ＥＬＭ
−Ｃ３０溶液で後処理を行った状態である。絶縁膜２２
上に残存していたレジスト残さ２１や反応生成物２４
は、除去されている。処理方法としては、スプレー方式
で、液温２３℃、処理時間は５分で行った。なお、この
後、絶縁膜２２上にアルミニウム配線を形成することに
なる。

【００３４】この実施の形態によれば、レジスト残さ２
１や反応生成物２４を除去する後処理による絶縁膜２２
のエッチ量を最小限に抑え、絶縁膜２２の膜厚が薄くな
りすぎることもない。また、絶縁膜２２上に付着物がな
く、その上のアルミニウム配線を良好に形成することが
できる。なお、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液の配合比について
は、第１の実施の形態で述べた通りである。

【００３５】〔第５の実施の形態；請求項４に対応〕図
５は第５の実施の形態における半導体装置の製造方法を
示す工程順断面図であり、上層と下層のアルミニウム配
線間の絶縁膜のレジストエッチバック工程を示す。図５
（Ａ）は、下層のアルミニウム配線２９上に絶縁膜２６
を形成した後に、レジスト２５を塗布したエッチバック
前の状態である。２７は絶縁膜、２８はシリコン基板で
ある。図５（Ｂ）は、エッチバック後の状態で、絶縁膜
２６上のアルミニウム配線段差部のくぼみにレジスト残
さ３０や反応生成物３１が残存している。図５（Ｃ）
は、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液で後処理を行った状態である。
絶縁膜２６上に残存していたレジスト残さ３０や反応生
成物３１は、除去されている。処理方法としては、スプ
レー方式で、液温２３℃、処理時間は５分で行った。な
お、この後、絶縁膜２６上に上層のアルミニウム配線を
形成することになる。

【００３６】この実施の形態によれば、第４の実施の形
態と同様、後処理による絶縁膜２６のエッチ量を最小限
に抑え、絶縁膜２６の膜厚が薄くなりすぎることもな
い。また、絶縁膜２６上に付着物がなく、その上のアル
ミニウム配線を良好に形成することができる。なお、Ｅ
ＬＭ−Ｃ３０溶液の配合比については、第１の実施の形
態で述べた通りである。

【００３７】〔第６の実施の形態；請求項５に対応〕図
６は第６の実施の形態における半導体装置の製造方法を
示す工程順断面図であり、上層と下層のアルミニウム配
線間の絶縁膜をスラリー溶液（アルカリ系研磨液）等を
用いて研磨するＣＭＰ平坦化工程を示す。図６（Ａ）
は、下層のアルミニウム配線３５上に絶縁膜３２を形成
したＣＭＰ平坦化前の状態である。３３は絶縁膜、３４
はシリコン基板である。図６（Ｂ）は、ＣＭＰ平坦化後
の状態で絶縁膜３２が研磨され、その上に研磨液中に含
まれるアルカリイオン等を含む再付着物３６が残存して
いる。図６（Ｃ）は、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液で後処理を行
った状態である。ＣＭＰで平坦化された絶縁膜３２上に
付着していたアルカリイオン等を含む再付着物３６は、
除去されている。処理方法としては、スプレー方式で、
液温２３℃、処理時間は５分で行った。なお、この後、
絶縁膜３２上に上層のアルミニウム配線を形成すること
になる。

【００３８】この実施の形態によれば、第５の実施の形
態と同様の効果が得られる。なお、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液
の配合比については、第１の実施の形態で述べた通りで
ある。〔第７の実施の形態；請求項６に対応〕図７は第７の実
施の形態における半導体装置の製造方法を示す工程順断
面図であり、上層と下層のアルミニウム配線間でコンタ
クトホールを有する絶縁膜において、そのコンタクトホ
ール内に電極材料を埋め込んだ後、電極材料をＣＭＰで
研磨して平坦化する工程を示す。

【００３９】図７（Ａ）は、下層のアルミニウム配線４
０上の絶縁膜３９ｂにコンタクトホールを形成し、その
コンタクトホール内に密着層３８と電極材料（タングス
テン、アルミニウム合金、銅合金等）３７を形成し埋め
込んだ状態である。なお、コンタクトホールの形成前
は、絶縁膜３９ａ上にアルミニウム配線４０が形成さ
れ、そのアルミニウム配線４０は絶縁膜３９ｂで覆われ
た状態である。図７（Ｂ）は、メタルＣＭＰ平坦化後の
状態であり、電極材料３７、密着層３８および絶縁膜３
９ｂが研磨され、その上に研磨液中に含まれるアルカリ
イオン等を含む再付着物４１が残存している。図７
（Ｃ）は、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液で後処理を行った状態で
ある。メタルＣＭＰで平坦化された絶縁膜３９ｂ上に付
着していたアルカリイオン等を含む再付着物４１は、除
去されている。処理方法としては、スプレー方式で、液
温２３℃、処理時間は５分で行った。なお、この後、絶
縁膜３９ｂ上に電極材料３７と接続される上層のアルミ
ニウム配線を形成することになる。

【００４０】この実施の形態によれば、再付着物４１が
除去され、他の不純物の付着もなく、電極材料３７上に
形成する上層のアルミニウム配線と安定した低抵抗コン
タクトを得ることができる。また、後処理による電極材
料３７や密着層３８，絶縁膜３９ｂのエッチ量を最小限
に抑えることができる。なお、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液の配
合比については、第１の実施の形態で述べた通りであ
る。

【００４１】〔第８の実施の形態；請求項７に対応〕図
８は第８の実施の形態における半導体装置の製造方法を
示す工程順断面図であり、アルミニウム配線とワイヤと
のコンタクトをとるため、レジストをマスクにしてドラ
イエッチで最上層絶縁膜の窓開けを行う工程を示す。図
８（Ａ）は、最上層絶縁膜４３をドライエッチするため
レジスト４２の窓開けを行った状態である。４４は反射
防止膜、４５はアルミニウム配線、４６はバリアメタ
ル、４７は絶縁膜、４８はシリコン基板である。図８
（Ｂ）は、絶縁膜４３とアルミニウム配線４５上の反射
防止膜４４とをドライエッチした状態である。最上層絶
縁膜４３のホール内部およびアルミニウム配線４５上部
に反応生成物４９が同時に形成されている。図８（Ｃ）
は、アッシング後の状態である。プラズマでアタックさ
れたレジストは、アッシング後でも除去されずレジスト
残さ５０として絶縁膜４３上に残存している。また、絶
縁膜４３のホール内部の反応生成物４９も除去されてい
ない。図８（Ｄ）は、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液で後処理を行
った状態である。最上層絶縁膜４３の上部およびホール
内部に残存していたレジスト残さ５０や反応生成物４９
は、除去されている。処理方法としては、スプレー方式
で、液温２３℃、処理時間は５分で行った。なお、この
後、ワイヤが、絶縁膜４３の窓を介してアルミニウム配
線４５と直接接続される。

【００４２】この実施の形態によれば、絶縁膜４３上お
よび窓を開けたアルミニウム配線４５上のレジスト残さ
５０や反応生成物４９を除去することができ、また、他
の付着物もなく、アルミニウム配線４５とワイヤとの安
定した低抵抗コンタクトが得られる。また、後処理によ
る絶縁膜４３、反射防止膜４４およびアルミニウム配線
４５等のエッチ量も、最小限に抑えることができる。

【００４３】なお、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液の配合比につい
ては、第１の実施の形態で述べた通りである。〔第９の実施の形態；請求項８に対応〕図９は第９の実
施の形態における半導体装置の製造方法を示す工程順断
面図であり、アルミニウム配線とワイヤとのコンタクト
をとるため、ＰＩＱ（ポリイミド樹脂）をマスクにして
ドライエッチで最上層絶縁膜の窓開けを行う工程を示
す。

【００４４】図９（Ａ）は、最上層絶縁膜５２をドライ
エッチするために、ＰＩＱ（ポリイミド樹脂）５１の窓
開けを行った状態である。ちなみに、ＰＩＱ５１の膜厚
は、５０μｍ以下である。５３は反射防止膜、５４はア
ルミニウム配線、５５はバリアメタル、５６は絶縁膜、
５７はシリコン基板である。図９（Ｂ）は、最上層絶縁
膜５２とアルミニウム配線５４上の反射防止膜５３とを
ドライエッチした状態である。最上層絶縁膜５２のホー
ル内部およびアルミニウム配線５４上部に反応生成物５
８が同時に形成されている。図９（Ｃ）は、ＥＬＭ−Ｃ
３０溶液で後処理を行った状態である。最上層絶縁膜５
２のホール内部およびアルミニウム配線５４上部に残存
していた反応生成物５８は、除去されている。処理方法
としては、スプレー方式で、処理時間は１分で行った。
なお、この後、ワイヤが、絶縁膜５２の窓を介してアル
ミニウム配線５４と直接接続される。

【００４５】この実施の形態によれば、第８の実施の形
態同様、アルミニウム配線５４とワイヤとの安定した低
抵抗コンタクトが得られ、また、後処理による絶縁膜５
２、反射防止膜５３およびアルミニウム配線５４等のエ
ッチ量も、最小限に抑えることができる。なお、ＥＬＭ
−Ｃ３０溶液の配合比については、第１の実施の形態で
述べた通りである。

【００４６】以上のようにこの発明の実施の形態によれ
ば、アルミニウム配線形成のドライエッチ工程，アルミ
ニウム配線層間のコンタクトホール形成のドライエッチ
工程，タングステンエッチバック工程，絶縁膜のエッチ
バック工程，絶縁膜のＣＭＰ平坦化工程，メタルＣＭＰ
平坦化工程，ワイヤとのコンタクトをとるための最上層
絶縁膜のドライエッチ工程，ＰＩＱ（ポリイミド樹脂）
をマスクにしてのドライエッチ工程等において、形成さ
れる反応生成物、再付着物、レジスト残さ、アルカリイ
オン等を除去する後処理に、ＥＬＭ−Ｃ３０溶液を用い
ることにより、アルミニウム配線や絶縁膜等のエッチ量
を抑え、安定した低抵抗コンタクト形成や腐食のないア
ルミニウム配線の形成が可能で、高歩留まり、高信頼性
の半導体装置を実現できる。

【００４７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、アルミ
ニウム配線形成のドライエッチ工程，アルミニウム配線
層間のコンタクトホール形成のドライエッチ工程，タン
グステンエッチバック工程，絶縁膜のエッチバック工
程，絶縁膜のＣＭＰ平坦化工程，メタルＣＭＰ平坦化工
程，ワイヤとのコンタクトをとるための最上層絶縁膜の
ドライエッチ工程，ＰＩＱ（ポリイミド樹脂）をマスク
にしてのドライエッチ工程等において、形成される反応
生成物、再付着物、レジスト残さ、アルカリイオン等を
除去する後処理に、酸アミド系溶剤と有機カルボン酸塩
とフッ素化合物と水とを混合したｐＨが中性の混合溶液
を用いることにより、アルミニウム配線や絶縁膜等のエ
ッチ量を抑え、安定した低抵抗コンタクト形成や腐食の
ないアルミニウム配線の形成が可能で、高歩留まり、高
信頼性の半導体装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【図２】この発明の第２の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【図３】この発明の第３の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【図４】この発明の第４の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【図５】この発明の第５の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【図６】この発明の第６の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【図７】この発明の第７の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【図８】この発明の第８の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【図９】この発明の第９の実施の形態における半導体装
置の製造方法を示す工程順断面図である。

【符号の説明】

１レジスト２反射防止膜３アルミニウム配線４バリアメタル５絶縁膜６シリコン基板７反応生成物８レジスト残さ９レジスト１０絶縁膜１１反射防止膜１２アルミニウム配線１３シリコン基板１４反応生成物１５レジスト残さ１６タングステン膜１７密着層１８絶縁膜１９シリコン基板またはアルミニウム配線２０反応生成物２１レジスト２２絶縁膜２３シリコン基板２４反応生成物２５レジスト２６絶縁膜２７絶縁膜２８シリコン基板２９アルミニウム配線３０レジスト残さ３１反応生成物３２絶縁膜３３絶縁膜３４シリコン基板３５アルミニウム配線３６再付着物３７電極材料３８密着層３９ａ絶縁膜３９ｂ絶縁膜４０アルミニウム配線４１再付着物４２レジスト４３絶縁膜４４反射防止膜４５アルミニウム配線４６バリアメタル４７絶縁膜４８シリコン基板４９反応生成物５０レジスト残さ５１ＰＩＱ（ポリイミド樹脂）５２絶縁膜５３反射防止膜５４アルミニウム配線５５バリアメタル５６絶縁膜５７シリコン基板５８反応生成物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レジストをマスクとしてアルミニウム配
線をドライエッチしてパターン形成した後、前記レジス
トを除去するアッシング処理を行う半導体装置の製造方
法であって、前記アッシング処理後に、酸アミド系溶剤と有機カルボ
ン酸塩とフッ素化合物と水とを混合したｐＨが中性の混
合溶液を用いて、前記ドライエッチ時に前記アルミニウ
ム配線の側壁に形成された反応生成物および前記アッシ
ング処理後に残存したレジスト残さを除去することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】レジストをマスクとして下層のアルミニ
ウム配線上の絶縁膜をドライエッチして前記下層のアル
ミニウム配線が上層のアルミニウム配線とコンタクトを
とるためのコンタクトホールを形成した後、前記レジス
トを除去するアッシング処理を行う半導体装置の製造方
法であって、前記アッシング処理後に、酸アミド系溶剤と有機カルボ
ン酸塩とフッ素化合物と水とを混合したｐＨが中性の混
合溶液を用いて、前記ドライエッチ時に前記コンタクト
ホールの内部に形成された反応生成物および前記アッシ
ング処理後に残存したレジスト残さを除去することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】コンタクトホールを形成した絶縁膜上お
よび前記コンタクトホールにタングステン膜を成長し
て、このタングステン膜をエッチバックして前記コンタ
クトホール内にタングステンプラグを形成した後、前記
絶縁膜上にタングステンプラグと接続されたアルミニウ
ム配線を形成する半導体装置の製造方法であって、前記タングステンプラグの形成後で前記アルミニウム配
線の形成前に、酸アミド系溶剤と有機カルボン酸塩とフ
ッ素化合物と水とを混合したｐＨが中性の混合溶液を用
いて、前記タングステン膜のエッチバック後に前記タン
グステンプラグの表面に残存した反応生成物を除去する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】段差を有する絶縁膜上にレジストを塗布
し、前記レジストと前記絶縁膜とをドライエッチして平
坦化するエッチバック工程後に、前記絶縁膜上にアルミ
ニウム配線を形成する半導体装置の製造方法であって、前記エッチバック工程後で前記アルミニウム配線の形成
前に、酸アミド系溶剤と有機カルボン酸塩とフッ素化合
物と水とを混合したｐＨが中性の混合溶液を用いて、前
記エッチバック後に前記絶縁膜の表面に付着した反応生
成物および残存したレジスト残さを除去することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】段差を有する絶縁膜をスラリー溶液を用
いてＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシングマシ
ン）により研磨して平坦化した後に、前記絶縁膜上にア
ルミニウム配線を形成する半導体装置の製造方法であっ
て、前記絶縁膜を平坦化した後で前記アルミニウム配線の形
成前に、酸アミド系溶剤と有機カルボン酸塩とフッ素化
合物と水とを混合したｐＨが中性の混合溶液を用いて、
平坦化した前記絶縁膜の表面に付着した付着物を除去す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】下層のアルミニウム配線上にコンタクト
ホールを形成した絶縁膜の前記コンタクトホール内に電
極材料を埋め込み、前記電極材料をスラリー溶液を用い
てＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシングマシ
ン）により研磨して平坦化した後に、前記絶縁膜上に前
記電極材料と接続された上層のアルミニウム配線を形成
する半導体装置の製造方法であって、前記電極材料を平坦化した後で前記上層のアルミニウム
配線の形成前に、酸アミド系溶剤と有機カルボン酸塩と
フッ素化合物と水とを混合したｐＨが中性の混合溶液を
用いて、平坦化した前記絶縁膜の表面に付着した付着物
を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】レジストをマスクとしてアルミニウム配
線上の絶縁膜をドライエッチして前記アルミニウム配線
がワイヤとコンタクトをとるための窓を形成した後、前
記レジストを除去するアッシング処理を行う半導体装置
の製造方法であって、前記アッシング処理後に、酸アミド系溶剤と有機カルボ
ン酸塩とフッ素化合物と水とを混合したｐＨが中性の混
合溶液を用いて、前記ドライエッチ時に前記絶縁膜の窓
の内部に形成された反応生成物および前記アッシング処
理後に残存したレジスト残さを除去することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
【請求項８】ポリイミド樹脂をマスクとしてアルミニ
ウム配線上の絶縁膜をドライエッチして前記アルミニウ
ム配線がワイヤとコンタクトをとるための窓を形成する
半導体装置の製造方法であって、前記絶縁膜に窓を形成後、酸アミド系溶剤と有機カルボ
ン酸塩とフッ素化合物と水とを混合したｐＨが中性の混
合溶液を用いて、前記ドライエッチ時に前記絶縁膜の窓
の内部に形成された反応生成物を除去することを特徴と
する半導体装置の製造方法。