JP2001237228A

JP2001237228A - 基板処理方法および基板処理装置ならびにデバイス製造方法

Info

Publication number: JP2001237228A
Application number: JP2000046952A
Authority: JP
Inventors: Fumio Shibata; 文雄柴田; Keisuke Shinagawa; 啓介品川; Hitoshi Yamamoto; 山本　　仁
Original assignee: Canon Inc; Canon Marketing Japan Inc
Current assignee: Canon Inc; Canon Marketing Japan Inc
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP4343379B2

Abstract

(57)【要約】【課題】層間絶縁膜からアルミ配線等を露出させるた
めの導通孔を形成する工程を改善する。【解決手段】基板の層間絶縁膜であるシリコン系酸化
膜２に導通孔であるビアホール２ａを設けるためのプラ
ズマエッチング工程で形成される側壁保護膜４を、レジ
ストマスク３を除去するプラズマ処理において水に溶け
やすく改質する。次いで、基板を純水と過酸化水素の溶
液に浸して、ビアホール２ａの側壁保護膜４をほぼ完全
に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体マイクロプ
ロセッサーや半導体メモリー等の半導体デバイス作製用
のウエハ等基板の表面処理を行なうための基板処理方法
および基板処理装置ならびにデバイス製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体デバイス製造等において
は、その高集積化、高機能化に伴ない、基板上に層間絶
縁膜を幾層にも積み上げる多層配線技術の採用が必須と
なっている。この幾層にも積み上げられた多層配線によ
って所望の電気回路を形成するために、層間絶縁膜を挟
む上層配線と下層配線をつなぐ導通孔であるビアホール
を設ける。

【０００３】ビアホールの加工は、一般に処理速度の速
さ、加工精度の高さから、ガスプラズマを用いた異方向
性エッチングによって行なわれる。このエッチングの
際、ビアホールの内面を、レジストマスクからの有機成
分と、下地が露出した部分からスパッタされると考えら
れる金属成分、さらには、プラズマ化したガスから生成
されるデポ成分等を含む化合物からなる側壁保護膜が覆
う。この化合物成分の膜は、エッチング後に除去する必
要があり、従来は、有機溶剤系の薬液処理にて除去され
てきた。

【０００４】ビアホールを形成する工程を詳しく説明す
ると、まず、図９の（ａ）に示すように、図示しないウ
エハ母材の表面に設けられたアルミ配線１０１上に、プ
ラズマＣＶＤ法、もしくは、常圧ＣＶＤ法などでデポジ
ションされたシリコン系酸化膜１０２に、レジストマス
ク１０３を均一に塗布し、所望の寸法のビアホール径の
マスク開口１０３ａになるように、露光装置により露光
し、現像によってパターニングする。

【０００５】アルミ配線１０１の所望の部分を露出させ
るためのビアホールエッチングは、ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、
Ａｒなどの混合ガスを用いたリアクテブエッチング法、
もしくは、ＥＣＲエッチング法、ヘリコンプラズマエッ
チング法、ＩＣＰエッチング法等のエッチング方法を採
用する（図９の（ｂ）参照）。

【０００６】これらのエッチング方法は、すべて、高周
波がウエハを保持するステージに印加されているため、
エッチングの主な反応形態は、ウエハに向かって法線方
向に突入してくるイオンによる物理的衝撃による化学結
合の切断と、切断されたＳｉ系酸化膜の構成分子とプラ
ズマで生成された化学反応種との気化反応によるもので
ある。

【０００７】副次的な反応として、ビアホール径を広げ
てしまうところの、プラズマ中で生成された反応種によ
る等方性エッチングもおきうるが、これは、イオンのレ
ジストマスク１０３への衝突からおこる有機物質のスパ
ッタと、エッチング加工中のシリコン系酸化膜１０２か
らのシリコン系化合物のスパッタ等によって形成される
側壁保護膜１０４、もしくはＣＨＦ₃などの任意にデポ
しやすい成分を持つガスをプラズマに添加することによ
って、側壁を覆うように形成される側壁保護膜によっ
て、許容される寸法以下の横方向のエッチングに抑制さ
れる。

【０００８】側壁保護膜１０４は、下層のアルミ配線１
０１の金属面が露出するまでは、その構成成分に金属を
含まないが、金属面が露出するとただちに金属成分がと
りこまれる。

【０００９】このように金属成分が取り込まれた側壁保
護膜１０４は、反応性に乏しい。また、この側壁保護膜
１０４は、エッチング条件によっては、ビアホール底面
に裾をひくような残渣を発生させることがある。

【００１０】次に、図９の（ｃ）に示すように、使用済
みのレジストマスク１０３を酸素プラズマアッシング、
もしくは、酸素ダウンフローアッシングで剥離する。使
用済みレジストは除去されるが、反応性に乏しい側壁保
護膜１０４はアッシングでは除去できず、金属成分を含
むため、アッシングの際の酸素により酸化し、さらに反
応性の乏しい化合物となっている。

【００１１】続いて、図９の（ｄ）に示すように、有機
溶剤系の薬液により側壁保護膜１０４を除去するが、有
機溶剤を用いたため、微少量ではあるが有機成分１０５
が、表面に付着している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によれ
ば、ビアホールエッチングの最終工程の表面処理に薬液
として有機溶剤を用いており、処理後に微少レベルの有
機成分１０５がウエハ表面に付着物として残るため、ビ
アホールに埋め込まれる金属の埋め込み性を悪くした
り、また上層配線と下層配線の電気的導通を妨げる。

【００１３】そこで、この有機成分を除去するための複
数の薬液洗浄工程からなるＲＣＡ洗浄などが必要になる
が、有機成分を完全に除去できなければ、歩留まりが下
がり、また、複数の薬液工程を行なうことで、コスト高
となる。

【００１４】この問題を解消するために、（Ｊａｐａｎ
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉ
ｃｓＶｏｌ．３２（１９９３）ｐｐ３０４５−３０
５０ｐａｒｔ１，Ｎｏ．６Ｂ，Ｊｕｎｅ１９９３）に
開示されているように、ビアホールエッチング後に、フ
ッ素を含むガスとＨ₂Оガスの混合ガスプラズマを用い
た処理で、使用済みのレジストマスクの除去とビアホー
ル側壁を覆った化合物成分を水溶性の成分に変える改質
を同時に行ない、この工程の後に、純水にウエハを浸す
ことにより、ビアホールの側壁保護膜を除去する方法が
提案されているが、その除去性能は、エッチング条件に
よって異なる場合が多いので万能とは言えない。

【００１５】また、層間絶縁膜であるシリコン系酸化膜
１０２の下の金属層１０１が、反射防止膜として、もし
くはバリアメタルとしてのＴｉ等を含む金属層と、主配
線としてのＡｌを主成分に含む金属配線層からなる場合
もあり、所望されるエッチング処理が、層間絶縁膜と、
Ｔｉを含む上層の金属層をエッチングし、Ａｌを主成分
に含む下層の金属配線層を露出させることが目的の工程
も近年増えており、この場合は、ビアホールの側壁を覆
う側壁保護膜の成分構成は、Ｔｉが含まれることにより
極めて複雑になる。従って、ビアホールの側壁を覆う化
合物の除去は、上記の方法でははなはだ困難である。

【００１６】換言すれば、上記の方法による除去性能
は、ビアホールのエッチング条件、また、エッチングさ
れる金属の種類に依存しており、量産工程には、未だ適
していない技術であるから、ビアホールのエッチング
後、側壁を覆う金属と有機の混合成分の除去を量産工程
で行なう場合は、常に安定した除去性能が提供される有
機系の溶剤による薬液処理に頼らざるを得ないのが現状
である。

【００１７】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、積層回路接続用の導
通孔をエッチングする工程を大幅に簡略化し、半導体デ
バイス等の歩留まり向上と低価格化に貢献できる基板処
理方法および基板処理装置ならびにデバイス製造方法を
提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の基板処理方法は、金属膜に積層された層間
絶縁膜をマスク開口を経てガスプラズマに曝すことで、
導通孔を形成する工程と、形成された導通孔の側壁保護
膜をガスプラズマによって改質する工程と、改質された
側壁保護膜を純水と過酸化水素を含む溶液によって剥離
する工程を有することを特徴とする。

【００１９】金属膜が、金属配線層であるとよい。

【００２０】金属膜が、金属配線層とその上に積層され
た上部金属層を有する複数層によって構成されていても
よい。

【００２１】導通孔を形成するためのガスプラズマが、
フッ素と水素を含む混合ガスのプラズマであるとよい。

【００２２】側壁保護膜を改質するためのガスプラズマ
が、フッ素と水素を含む混合ガスのプラズマであるとよ
い。

【００２３】純水と過酸化水素を含む溶液に超音波振動
を与えるとよい。

【００２４】本発明の基板処理装置は、基板の層間絶縁
膜に導通孔を形成するためのプラズマエッチング手段
と、前記導通孔の側壁保護膜をガスプラズマによって改
質するためのプラズマ改質手段と、前記側壁保護膜を改
質後の前記基板を純水と過酸化水素の溶液に浸すための
浸漬手段を有することを特徴とする。

【００２５】

【作用】ガスプラズマによって導通孔の側壁保護膜を水
に溶けやすい物質に改質したうえで、純水と過酸化水素
の溶液に浸すことで、側壁保護膜を除去する。溶液中の
過酸化水素によって側壁保護膜の酸化が促進され、より
一層水に溶けやすくなるため、有機成分と金属成分を含
む側壁保護膜の剥離が容易であり、処理後の残渣を大幅
に低減できる。

【００２６】有機溶剤を用いて側壁保護膜を除去する場
合に比べて、工程数が少なくてすみ、しかも除去性能が
安定しており、かつ、処理後の洗浄工程を大幅に簡略化
できるため、適用範囲が広く量産に適している。

【００２７】このような基板処理方法を採用すること
で、半導体デバイス等の製造コストを大幅に低減でき
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２９】図１は一実施の形態による基板処理方法を
示すもので、同図の（ａ）に示すように、基板であるウ
エハ母材の表面に設けられた金属膜（金属配線層）であ
るアルミ配線１上に、プラズマＣＶＤ法、もしくは、常
圧ＣＶＤ法などで、デポジションされた層間絶縁膜であ
るシリコン系酸化膜２に、レジストマスク３を均一に塗
布し、同図の（ｂ）に示すように、所望の寸法のビアホ
ール径のマスク開口３ａになるように、露光装置により
露光し、現像によってパターニングする。

【００３０】アルミ配線１の所望の部分を露出させる導
通孔であるビアホール２ａを形成するためのビアホール
エッチングは、ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ａｒなどの混合ガス
のプラズマを用いたリアクティブエッチング法、もしく
は、ＥＣＲエッチング法、ヘリコンプラズマエッチング
法、ＩＣＰエッチング法等のエッチング方法を採用す
る。

【００３１】これらのエッチング方法は、すべて、高周
波がウエハを保持するステージに印加されているため、
エッチングの主な反応形態は、ウエハに向かって法線方
向に突入してくるイオンによる物理的衝撃による化学結
合の切断と、切断されたシリコン系酸化膜の構成分子と
プラズマで生成された化学反応種との気化反応によるも
のである。

【００３２】副次的な反応として、ビアホール径を広げ
てしまうところの、プラズマ中で生成された反応種によ
る等方性エッチングもおきうるが、これは、イオンのレ
ジストマスク３への衝突による有機物質のスパッタと、
エッチング加工中のシリコン系酸化膜２からのシリコン
系化合物のスパッタ等による側壁保護膜４、もしくはＣ
ＨＦ₃などの任意にデポしやすい成分を持つガスをプラ
ズマに添加することによって、側壁を覆うように形成さ
れる側壁保護膜によって、許容される寸法以下の横方向
のエッチングに抑制される。

【００３３】側壁保護膜４は、下層（アルミ配線１）の
金属面が露出するまでは、その構成成分に金属を含まな
いが、金属面が露出するとただちに金属成分がとりこま
れる。

【００３４】上記の工程に引き続き、Ｈ（水素）を含む
ガスと、Ｆ（フッ素）を含むガスを用いたガスプラズマ
処理、もしくは、ガスプラズマのダウンフローでアッシ
ングを行ない、レジストマスク３を除去し（図１の
（ｃ）参照）、同処理中に側壁保護膜４を改質して、後
工程における純水と過酸化水素の溶液に溶け易いように
する。

【００３５】図１の（ｄ）は、アッシング後のウエハを
純水と過酸化水素の溶液に浸した後の状態を示すもので
あり、側壁保護膜４が、ほぼ完全に除去されている。こ
れは、大量の酸素を用いることなく、Ｆ原子とＨ原子を
含むガスに側壁保護膜４をさらすことによって、改質さ
れて純水に多少溶け易くなった側壁保護膜４が、純水に
過酸化水素を加えることによって、酸化を促進され、さ
らに除去されやすくなった結果であると考えられる。

【００３６】このようにビアホールの側壁保護膜を簡単
な工程で効果的に除去することができるため、処理後の
表面残渣を除去する洗浄工程が大幅に簡略化される。

【００３７】なお、本実施の形態によれば、シリコン系
酸化膜２の下の金属膜は、アルミ配線の１種だけである
が、例えば、図２に示すように、下層のアルミ配線ある
いは銅配線となる金属膜１１に、反射防止膜やバリアメ
タルとして、Ｔｉ（チタン）等を含む上部金属層である
金属膜１２を積層した複数層構成であっても、同様の工
程によって側壁保護膜１４の除去を完全に行なうことが
できる。

【００３８】ビアホールのエッチングには、リアクティ
ブエッチング法、もしくはＥＣＲエッチング法、ヘリコ
ンプラズマエッチング法、ＩＣＰエッチング法等のエッ
チング方法などのプラズマエッチング方法を用いる。エ
ッチングに用いられるガスは、ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ａｒ
等の混合ガスである場合が多い。それぞれのガスの添加
の目的は、ＣＦ₄はエッチング種の生成に用いられ、Ｃ
ＨＦ₃は側壁保護膜の生成に用いられ、Ａｒはプラズマ
の安定放電に用いられることが多い。なお、エッチング
種の生成に用いられるガスのＣＦ₄の代替として、Ｃ₄
Ｆ₈、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、ＮＦ₃等のガスも用いるこ
とができる。

【００３９】また、ビアホールエッチング後の側壁保護
膜の改質と、レジストマスクのアッシングを同時に行な
うプラズマ処理では、マイクロ波プラズマ、マイクロ波
プラズマダウンフロー、ＲＦプラズマダウンフローを用
いることができる。この処理に用いられるガスは、ＳＦ
₆、Ｈ₂Оの混合ガス、ＮＦ₃とＨ₂Оの混合ガス、Ｃ
Ｆ₄とＨ₂Оの混合ガス、ＳＦ₆とＨ₂の混合ガス、Ｎ
Ｆ₃とＨ₂の混合ガス、ＣＦ₄とＨ₂の混合ガス等、Ｆ
元素を構成に含むガスと、Ｈ元素を構成に含むガスから
なる。またこれらのガスを主成分として、プラズマを安
定させるため、もしくは、希釈するため、もしくは、解
離率を上昇させるための何らかの目的で、少量の希ガ
ス、Ｎ₂ガス等を加えてもよい。

【００４０】上記のプラズマ処理後に、改質された側壁
保護膜を他の残渣とともに除去するために用いられる溶
液は、半導体工業用に用いられる高純度の純水と過酸化
水素の混合溶液であるが、この混合溶液を主成分とし
て、少量のアンモニア水、硫酸、もしくは、塩酸を添加
してもよい。ただし、酸である、硫酸、塩酸の添加は、
露出した金属膜を必要以上にエッチングする可能性があ
るので、エッチング量にあわせた極微量の範囲に限られ
る。

【００４１】また、純水と過酸化水素の溶液を入れた溶
液処理槽に超音波振動を与える振動発生手段を設けてお
けば、処理中の溶液が撹はんされ、より一層処理効率を
向上させることができる。

【００４２】（実施例１）図３に示すＲＩＥ装置におい
て、プラズマエッチング手段であるプラズマ発生室５１
内のホルダ５２に基板であるウエハＷを載置し、バルブ
５３を開いて、プラズマ発生室５１内を排気口５４より
排気する。次にガス供給口５５より処理ガスを導入す
る。ガス供給口５５に対して連通して設けられたマスフ
ローコントローラ５６を調整して、所定の流量の処理ガ
スを導入する。例えば、ＣＦ₄を１０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ
₃を４０ｓｃｃｍ、Ａｒを１５０ｓｃｃｍ程度供給す
る。

【００４３】こうして、プラズマ発生室５１内を大気圧
より低い所定の圧力状態に保つ。具体的には、０．１Ｐ
ａ程度に維持することが望ましい。そして、１３．５６
ＭＨｚの高周波出力の強度を調整する調整手段を持つ高
周波発振器５７を動作させて、ホルダ５２に高周波を印
加する。供給された高周波数のエネルギーにより、処理
ガスは、分解しプラズマ状態になる。この状態で、ウエ
ハＷの層間絶縁膜にエッチングを行なう。この結果、図
１の（ｂ）に示すようなビアホールが形成される。

【００４４】引き続き、図４に示すマイクロ波プラズマ
処理装置で、処理を行なう。プラズマ改質手段であるプ
ラズマ発生室６１内のホルダ６２にウエハＷを載置し、
バルブ６３を開いて、プラズマ発生室６１内を排気口６
４より排気する。次にガス供給口６５より処理ガスを導
入する。ガス供給口６５に対して連通して設けられたマ
スフローコントローラ６６を調整して、所定の流量の処
理ガスを導入する。例えば、Ｈ₂Ｏガスを５００ｓｃｃ
ｍ程度、ＳＦ₆を１００ｓｃｃｍ程度供給する。こうし
てプラズマ発生室６１内を大気圧より低い所定の圧力状
態に保つ。具体的には、６５．５Ｐａ程度に維持するこ
とが望ましい。そして、マイクロ波出力の強度を調整す
る調整手段を持つマイクロ波発振器６７を動作させて、
マイクロ波を発生させる。発生したマイクロ波を導波管
６８に沿って伝播させ、アルミナからなるマイクロ波透
過窓６９を介してプラズマ発生室６１内に供給する。

【００４５】供給されたマイクロ波エネルギーにより、
処理ガスは、分解しプラズマ状態になる。この結果、ウ
エハＷのレジストマスクが剥離され、側壁保護膜が改質
される。

【００４６】図２のような、例えばＴｉＮが、アルミ配
線上にある場合についても、同様の工程でレジストマス
クが剥離され、側壁保護膜が改質された状態が得られ
る。

【００４７】引き続き、図５に示す溶液処理装置で、処
理を行なう。浸漬手段である溶液処理槽７１内のホルダ
７２にウエハＷを載置し、純水と過酸化水素の溶液７３
に浸す。混合比は、純水：過酸化水素で、８：１程度に
した。この結果、図１の（ｄ）に示すような、側壁保護
膜の完全に除去された状態が得られた。図２のように、
例えばＴｉＮがアルミ配線上にある場合についても同様
であり、側壁保護膜が完全に除去された。

【００４８】なお、ビアホールのエッチングの工程で、
ビアホールに金属を埋め込む際の容易さの観点から開口
部を底面に比べて広い加工形状が、等方性エッチング
と、異方性エッチングの組み合わせで行なわれることが
あるが、この際発生する側壁保護膜および底面の裾引き
による残渣も、上記の手法で完全に除去することができ
る。

【００４９】（実施例２）図３に示すＲＩＥ装置を用い
て実施例１と同様にビアホールを形成する。

【００５０】引き続き、図６に示すマイクロ波プラズマ
ダウンフロー処理装置で、処理を行なう。金属製シャワ
ーヘッド９０が、ウエハＷへのマイクロ波の伝播を遮
り、この結果、ウエハＷがプラズマにさらされないた
め、反応は主に、電気的に中性な化学反応種で進む。こ
のようなプラズマダウンフロー領域内のホルダ８２上に
ウエハＷを載置し、バルブ８３を開いて、プラズマ発生
室８１内を排気口８４より排気する。次にガス供給口８
５より処理ガスを導入する。ガス供給口８５に対して連
通して設けられたマスフローコントローラ８６を調整し
て、所定の流量の処理ガスを導入する。この実施例で
は、Ｈ₂Ｏガスを５００ｓｃｃｍ程度、ＳＦ₆を１００
ｓｃｃｍ程度供給した。こうして、プラズマ発生室８１
内を大気圧より低い所定の圧力状態に保つ。具体的に
は、６５．５Ｐａ程度に維持することが望ましい。

【００５１】そして、マイクロ波出力の強度を調整する
調整手段を持つマイクロ波発振器８７を作動させて、マ
イクロ波を発生させる。発生したマイクロ波を導波管８
８に沿って伝播させ、アルミナからなるマイクロ波透過
窓８９を介してプラズマ発生室８１内に供給する。供給
されたマイクロ波エネルギーにより、処理ガスは、分解
しプラズマ状態になる。この結果、レジストが剥離さ
れ、側壁保護膜が改質された。図２のような、例えばＴ
ｉＮがアルミ配線上にある場合についても同様の作用が
おこり、レジストが剥離され、側壁保護膜が改質された
状態が得られた。

【００５２】引き続き、図５に示す溶液処理装置で処理
を行なう。溶液処理槽７１内のホルダ７２にウエハＷを
載置し、純水と過酸化水素の溶液７３に浸す。混合比
は、純水：過酸化水素で、８：１程度にした。この結果
側壁保護膜の完全に除去された状態が得られた。図２の
ように、例えばＴｉＮが、アルミ配線上にある場合につ
いても同様の作用がおこり、側壁保護膜が完全に除去さ
れた。

【００５３】次に上記説明した基板処理方法を利用した
デバイス製造方法の実施例を説明する。図７は半導体デ
バイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶
パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。ステップ１
（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。
ステップ２（マスク製作）では設計した回路パターンを
形成した原版であるマスクを製作する。ステップ３（ウ
エハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造
する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ば
れ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステ
ップ５（組立）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって
作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であ
り、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、
パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ス
テップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デ
バイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行な
う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これ
が出荷（ステップ７）される。

【００５４】図８は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では露光装置によってマスクの回路パ
ターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７（現像）
では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチ
ング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。
ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで
不要となったレジストを取り除く。これらのステップを
繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パ
ターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、
従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製
造することができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。

【００５６】積層回路接続用の導通孔をプラズマエッチ
ングによって形成する工程において、エッチング後の導
通孔の内面の側壁保護膜の除去を簡単かつ極めて効果的
に、安定して行なうことができる。

【００５７】処理後の残渣が少ないため、これを除くた
めの洗浄工程も簡単で、有機溶剤等を用いて側壁保護膜
の剥離を行なう場合に比べて、半導体デバイス等の製造
工程を大幅に簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態による基板処理方法を説明する図
である。

【図２】一変形例による基板処理方法を説明する図であ
る。

【図３】ＲＩＥ装置を示す図である。

【図４】マイクロ波プラズマ処理装置を示す図である。

【図５】溶液処理装置を示す図である。

【図６】マイクロ波プラズマダウンフロー処理装置を示
す図である。

【図７】デバイス製造方法を示すフローチャートであ
る。

【図８】ウエハプロセスを示すフローチャートである。

【図９】一従来例による基板処理方法を示す図である。

【符号の説明】

１アルミ配線２シリコン系酸化膜３レジストマスク４，１４側壁保護膜１１、１２金属膜５１、６１、８１プラズマ発生室５２、６２、７２、８２ホルダ７１溶液処理槽７３純水と過酸化水素の溶液９０金属製シャワーヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者品川啓介東京都港区三田３丁目11番28号キヤノン販売株式会社内 (72)発明者山本仁東京都港区三田３丁目11番28号キヤノン販売株式会社内Ｆターム(参考） 5F004 AA09 BA04 BA20 BD01 DA00 DA01 DA02 DA03 DA16 DA17 DA18 DA23 DA24 DA25 DB03 DB26 EA11 EA13 EB01 EB03 FA08 5F043 AA40 BB27 GG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属膜に積層された層間絶縁膜をマスク
開口を経てガスプラズマに曝すことで、導通孔を形成す
る工程と、形成された導通孔の側壁保護膜をガスプラズ
マによって改質する工程と、改質された側壁保護膜を純
水と過酸化水素を含む溶液によって剥離する工程を有す
る基板処理方法。
【請求項２】金属膜が、金属配線層であることを特徴
とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】金属膜が、金属配線層とその上に積層さ
れた上部金属層を有する複数層によって構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の基板処理方法。
【請求項４】金属配線層が、アルミ配線であることを
特徴とする請求項２または３記載の基板処理方法。
【請求項５】金属配線層が、銅配線であることを特徴
とする請求項２または３記載の基板処理方法。
【請求項６】上部金属層が、チタンを含む金属層であ
ることを特徴とする請求項３ないし５いずれか１項記載
の基板処理方法。
【請求項７】層間絶縁膜が、シリコン系酸化膜である
ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の
基板処理方法。
【請求項８】導通孔を形成するためのガスプラズマ
が、フッ素と水素を含む混合ガスのプラズマであること
を特徴とする請求項１ないし７いずれか１項記載の基板
処理方法。
【請求項９】側壁保護膜を改質するためのガスプラズ
マが、フッ素と水素を含む混合ガスのプラズマであるこ
とを特徴とする請求項１ないし８いずれか１項記載の基
板処理方法。
【請求項１０】ガスプラズマのダウンフロー中で側壁
保護膜の改質を行なうことを特徴とする請求項１ないし
９いずれか１項記載の基板処理方法。
【請求項１１】純水と過酸化水素を含む溶液に超音波
振動を与えることを特徴とする請求項１ないし１０いず
れか１項記載の基板処理方法。
【請求項１２】基板の層間絶縁膜に導通孔を形成する
ためのプラズマエッチング手段と、前記導通孔の側壁保
護膜をガスプラズマによって改質するためのプラズマ改
質手段と、前記側壁保護膜を改質後の前記基板を純水と
過酸化水素の溶液に浸すための浸漬手段を有する基板処
理装置。
【請求項１３】純水と過酸化水素の溶液に超音波振動
を与えるための振動発生手段を備えていることを特徴と
する請求項１２記載の基板処理装置。
【請求項１４】プラズマ改質手段が、ガスプラズマの
ダウンフローを発生させるように構成されていることを
特徴とする請求項１２または１３記載の基板処理装置。
【請求項１５】請求項１ないし１１いずれか１項記載
の基板処理方法によってウエハを処理する工程を有する
デバイス製造方法。