JPH03139838A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPH03139838A JPH03139838A JP27759289A JP27759289A JPH03139838A JP H03139838 A JPH03139838 A JP H03139838A JP 27759289 A JP27759289 A JP 27759289A JP 27759289 A JP27759289 A JP 27759289A JP H03139838 A JPH03139838 A JP H03139838A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
シリコン基板やアルミニウム等の金属配線層の表面処理
方法に関し。[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a method for surface treatment of silicon substrates and metal wiring layers such as aluminum.
基板と配線間あるいは多層配線間における自然酸化膜に
よるコンタクト不良の防止およびアルミニウム配線にお
けるヒロックの発生防止を目的とし。The purpose is to prevent contact failure due to natural oxide film between the substrate and wiring or multilayer wiring, and to prevent hillocks in aluminum wiring.
平行平板型の電極を有するドライエツチング装置を用い
、0.2ないし2体積%の炭化水素を添加した希ガス中
にプラズマを発生させ、半導体基板°をこのプラズマ中
に曝すことにより、該基板表面または該基板上に形成さ
れている配線層を表面処理する工程を含むように構成す
る。Using a dry etching device with parallel plate electrodes, plasma is generated in a rare gas containing 0.2 to 2% by volume of hydrocarbons, and the semiconductor substrate is exposed to this plasma, thereby etching the surface of the substrate. Alternatively, the method is configured to include a step of surface treating a wiring layer formed on the substrate.
本発明は、半導体装置におけるシリコン基板表面やアル
ミニウム等の金属配線層表面に存在する自然酸化膜の除
去や表面硬化等の表面処理方法に関する。The present invention relates to a surface treatment method such as removing a natural oxide film existing on the surface of a silicon substrate or a surface of a metal wiring layer such as aluminum in a semiconductor device, and hardening the surface.
半導体装置においては、アルミニウムから成る配線層が
多用されているが、アルミニウムは空気に接触して酸化
されやすく9通常、大気中に取り出された基板上に形成
されているアルミニウム配線層表面には、数十人程度の
自然酸化膜が存在する。このようなアルミニウム配線層
の上に上層配線を形成した場合、これら配線層間の接触
抵抗が高くなる。とくに最近の高密度集積回路において
は、多層配線間を接続するためのコンタクトホールの面
積が小さくなり、接触抵抗の増大が無視できなくなって
いる。同様に、シリコン基板表面にも自然酸化膜が形成
されやす(、シリコン基板と接続する配線層との接触抵
抗を増大する原因となる。In semiconductor devices, wiring layers made of aluminum are often used, but aluminum is easily oxidized when it comes into contact with air. There are about a few dozen natural oxide films. When upper layer wiring is formed on such an aluminum wiring layer, the contact resistance between these wiring layers becomes high. Particularly in recent high-density integrated circuits, the area of contact holes for connecting multilayer wiring has become smaller, and the increase in contact resistance has become impossible to ignore. Similarly, a natural oxide film is likely to be formed on the surface of the silicon substrate (this causes an increase in the contact resistance between the silicon substrate and the wiring layer connected to it).
また、集積回路の高密度化にともなってアルミニウム配
線層が細線化すると、いわゆるエレクトロマイグレーシ
ョンやストレスマイグレーションにより、その表面に“
くびれ”や突起(ヒロック)が生じやす(、長期間の動
作中に断線や線間の短絡等の障害を発生するに至る問題
がある。In addition, as the aluminum wiring layer becomes thinner with the increase in the density of integrated circuits, so-called electromigration and stress migration occur on the surface of the aluminum wiring layer.
They tend to form constrictions and protrusions (hillocks), which can lead to problems such as wire breakage and short circuits between wires during long-term operation.
従来、スパッタリング法等により配線層を堆積するのに
先立って、コンタクトホール内に表出するシリコン基板
表面あるいは下層配線層表面を。Conventionally, prior to depositing a wiring layer by sputtering or the like, the surface of the silicon substrate or the surface of the underlying wiring layer exposed in the contact hole is deposited.
Arガス中でイオンエツチングし9表面に存在する自然
酸化を除去し、そののち、大気に触れないようにして、
引続き上層配線層を堆積することが行われていた。Ion etching in Ar gas to remove natural oxidation present on the surface of 9, and then avoiding exposure to the atmosphere.
Subsequently, an upper wiring layer was deposited.
しかしながら、 Arイオンによる酸化膜のエツチング
速度は一般に低い。このため、バイアス電圧を高くして
エツチング速度を上げるとともに比較的長時間のエツチ
ングを行う必要があった。その結果、シリコン基板の露
出部分がイオン損傷を受けやすい問題があった。また、
コンタクトホールの側壁から眉間絶縁層を構成するSi
O□やPSG (りん珪酸ガラス)がスパッタリングさ
れ、コンタクトホール内に表出する基板表面や配線層上
に再付着しンその結果、接触抵抗が増大する問題があっ
た。However, the etching rate of oxide films by Ar ions is generally low. Therefore, it was necessary to increase the bias voltage to increase the etching speed and to perform etching for a relatively long time. As a result, there was a problem in that the exposed portion of the silicon substrate was susceptible to ion damage. Also,
Si forming the glabella insulating layer from the sidewall of the contact hole
There is a problem in that O□ and PSG (phosphosilicate glass) are sputtered and redeposited onto the substrate surface and wiring layer exposed in the contact hole, resulting in an increase in contact resistance.
ArにCC1,やCF、等のハロゲン化合物を添加する
とエツチング速度が大きくなることが周知である。It is well known that the etching rate increases when a halogen compound such as CC1 or CF is added to Ar.
このようなガスを用いれば、低バイアス電圧にして基板
に与える損傷を低く抑えながら実用的な速度で酸化膜を
除去できる可能性があるが、ノ\ロゲン化合物を含有す
るエツチングガスはシリコンやアルミニウムに対しても
高いエツチング速度を示すので制御が困難である。If such a gas is used, it may be possible to remove the oxide film at a practical speed while minimizing damage to the substrate at a low bias voltage. It is difficult to control the etching rate because it shows a high etching rate.
一方、アルミニウム配線層表面におけるヒロック等の発
生を防止するために、アルミニウム配線層上にシリサイ
ド、スパッタ5i(h、アモルファスSi等の膜を形成
することが試みられているが、充分な効果が得られず、
また、工程数が増加する問題があった。On the other hand, in order to prevent the occurrence of hillocks on the surface of the aluminum wiring layer, attempts have been made to form films such as silicide, sputtered 5i (h), amorphous Si, etc. on the aluminum wiring layer, but these efforts have not been sufficiently effective. Unable to do so.
Additionally, there was a problem that the number of steps increased.
本発明は上記従来の問題点を解決し、シリコン基板表面
やアルミニウム等の金属配線層表面の自然酸化膜を高速
で除去するとともに、コンタクトホールの側壁部からの
スパッタリングによる5iOz等の再付着がない表面処
理方法、また、アルミニウム配線層表面を炭化すること
により表面マイグレーションの防止に有効な表面処理方
法を開示することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and removes the natural oxide film on the surface of a silicon substrate or a metal wiring layer such as aluminum at high speed, and does not re-deposit 5iOz etc. due to sputtering from the side wall of a contact hole. The object of the present invention is to disclose a surface treatment method that is effective in preventing surface migration by carbonizing the surface of an aluminum wiring layer.
上記目的は、希ガスを主体とし炭化水素を添加物として
含有するガスのプラズマを用いて半導体基板もしくは該
基板上に形成された配線層を表面処理する工程を含むこ
とを特徴とする本発明に係る半導体装置の製造方法、ま
たは、半導体基板の一表面に該基板表面の所定部分もし
くは該基板上に形成された配線層の所定部分を表出する
開口を有する絶縁層を形成する工程と、該開口が形成さ
れた該基板を平行平板型またはこれに等価な電極間に設
置するとともに該電極間に希ガスを主体とし炭化水素を
添加物として含有するガスのプラズマを発生させる工程
とを含むことを本発明に係る特徴とする半導体装置の製
造方法によって達成される。The above object is achieved by the present invention, which includes a step of surface-treating a semiconductor substrate or a wiring layer formed on the substrate using plasma of a gas containing a rare gas as a main ingredient and a hydrocarbon as an additive. A method of manufacturing such a semiconductor device, or a step of forming an insulating layer on one surface of a semiconductor substrate having an opening that exposes a predetermined portion of the surface of the substrate or a predetermined portion of a wiring layer formed on the substrate; The method includes the step of placing the substrate with an opening formed between parallel plate type or equivalent electrodes, and generating a plasma of a gas containing a rare gas as a main ingredient and a hydrocarbon as an additive between the electrodes. This is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device characterized by the present invention.
Arのような希ガスにCHa(メタン)等の炭化水素を
添加した混合ガスをエツチングガスとしてシリコン基板
上のSiO□膜をエツチングした場合、炭化水素の体積
添加率が0.2%からエツチング速度が増加しはじめ、
0.7%付近でエツチング速度が最大になることが示さ
れた。この最大エツチング速度は、炭化水素を添加しな
い純Arによるエツチング速度の約1.7倍である。こ
のとき、シリコン基板はほとんどエツチングされず、ま
た、コンタクトホール内に表出する配線層表面に対する
SiO□の再付着は生じない。また、低バイアス電圧と
しても実用的なエツチング速度が得られるため、基板に
対する損傷を与えることなく表面処理を行うことが可能
となる。When etching a SiO□ film on a silicon substrate using a mixed gas such as a rare gas such as Ar and a hydrocarbon such as CHa (methane) as the etching gas, the etching rate increases from a volumetric addition rate of hydrocarbon of 0.2%. began to increase,
It was shown that the etching rate reaches its maximum at around 0.7%. This maximum etching rate is about 1.7 times the etching rate with pure Ar without adding hydrocarbons. At this time, the silicon substrate is hardly etched, and SiO□ is not re-attached to the surface of the wiring layer exposed in the contact hole. Further, since a practical etching rate can be obtained even at a low bias voltage, surface treatment can be performed without damaging the substrate.
さらに、上記のエツチングガスによりアルミニウム配線
層表面の自然酸化膜を除去したのち、単にエツチングガ
スの圧力を増加することにより。Furthermore, after removing the natural oxide film on the surface of the aluminum wiring layer using the above etching gas, simply increasing the pressure of the etching gas.
アルミニウム配線層表面に炭素が注入されて炭化層が形
成されるため1表面が硬化される結果、マイグレーショ
ンの防止が可能となる。Since carbon is injected into the surface of the aluminum wiring layer to form a carbonized layer, one surface is hardened and migration can be prevented.
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施に用いた装置の構成説明図であっ
て、同図(a)は構成ブロック図、同図[有])はエツ
チング処理ブロックの概要構成図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of an apparatus used in carrying out the present invention, in which FIG. 1A is a block diagram of the configuration, and FIG. 1A is a schematic diagram of the etching processing block.
第1図(a)に示すように、エツチング処理ブロック1
とアルミニウム堆積ブロック2.および、これらの前後
に設けられたロードロツタブロック3と4から成る。こ
れらの各ブロックは、内部を真空排気された搬送管5に
よって接続されており。As shown in FIG. 1(a), etching processing block 1
and aluminum deposited block 2. It also consists of load rotor blocks 3 and 4 provided before and after these blocks. Each of these blocks is connected by a conveying pipe 5 whose interior is evacuated.
ロードロックブロック3から送入された被処理基板がエ
ツチング処理ブロック1からアルミニウム堆積ブロック
2へと送られ、ロードロックブロック4から外部へ取り
出される。A substrate to be processed is sent from the load lock block 3 and is sent from the etching processing block 1 to the aluminum deposition block 2 and taken out from the load lock block 4 to the outside.
第1図(b)に示すように、エツチング処理ブロックl
は1例えばステンレスから成る真空槽11を有し、その
内部に1例えばアルミニウム配線層が形成されたシリコ
ン基板6が収容される。シリコン基板6が載置される直
径25cmの電極12は真空槽11と絶縁されており、
かつ、商用周波数の13.56MHzを出力する高周波
電源13に接続されている。真空槽11は接地されてお
り、電極12とともに平行平板型の電極を構成している
。電極12には、シリコン基vi6を加熱するためのヒ
ータ14が設けられている。As shown in FIG. 1(b), the etching processing block l
1 has a vacuum chamber 11 made of, for example, stainless steel, and a silicon substrate 6 on which, for example, an aluminum wiring layer is formed is housed inside the vacuum chamber 11. An electrode 12 with a diameter of 25 cm on which the silicon substrate 6 is placed is insulated from the vacuum chamber 11.
It is also connected to a high frequency power source 13 that outputs a commercial frequency of 13.56 MHz. The vacuum chamber 11 is grounded, and together with the electrode 12 constitutes a parallel plate type electrode. The electrode 12 is provided with a heater 14 for heating the silicon base vi6.
真空槽11の内部を図示しない排気装置により排気しつ
つ1例えばCH4を1%添加したArガスを導入し、電
極12に高周波電圧を印加し、真空槽11との間にプラ
ズマを発生させ、シリコン基板6表面のエツチング処理
を行う。While the inside of the vacuum chamber 11 is evacuated by an exhaust device (not shown), Ar gas containing 1% CH4, for example, is introduced, and a high frequency voltage is applied to the electrode 12 to generate plasma between the electrode 12 and the vacuum chamber 11. The surface of the substrate 6 is etched.
第2図は、上記高周波スパッタリング装置を用い、 C
H,を添加した計ガスによりシリコン基板上のSiOx
膜をエツチングした場合のエツチング速度(人/1II
in)とC1,の体積添加率(%)の関係を示すグラフ
である。上記エツチングガスの全圧は。FIG. 2 shows C
SiOx on a silicon substrate using a metering gas doped with H.
Etching speed when etching a film (person/1II
12 is a graph showing the relationship between the volume addition rate (%) of C1 and C1. What is the total pressure of the above etching gas?
0.0ITorr、供給高周波電力は300W (電力
密度0.9W/cdl)である。0.0ITorr, and the supplied high frequency power is 300W (power density 0.9W/cdl).
図示のように、CH,の添加率が0.1%以下ではエツ
チング速度はほぼ一定となり、純Arによる速度約28
人/minに近づく。CH4の添加率が0.2%からエ
ツチング速度が顕著に増加しはじめ、0.7%付近で最
大値約45人/minになったのち、急激に減少し、2
%付近でエツチング速度は零となる。このエツチング速
度が零となる2%以上のC1,添加率範囲では1表面に
樹脂状物質の堆積が生じている。As shown in the figure, when the addition rate of CH, is 0.1% or less, the etching rate is almost constant, and the etching rate with pure Ar is about 28%.
Approaching people/min. The etching rate began to increase markedly when the CH4 addition rate was 0.2%, reached a maximum value of about 45 etching/min around 0.7%, and then rapidly decreased to 2.
%, the etching rate becomes zero. In the C1 addition rate range of 2% or more where the etching rate becomes zero, a resinous substance is deposited on one surface.
上記の現象は次のように解釈される。The above phenomenon is interpreted as follows.
すなわち、炭化水素の添加率が2%以上と大きくなると
、プラズマ中の炭化水素ラジカルやイオンの密度が増加
し、これらが基板表面で重合して高分子の炭化水素が生
成する。That is, when the addition rate of hydrocarbons increases to 2% or more, the density of hydrocarbon radicals and ions in the plasma increases, and these polymerize on the substrate surface to generate high-molecular hydrocarbons.
一方、CH,の添加率0.7%前後では、炭化水素ラジ
カル等の密度が低いため、基板表面には低分子量の炭化
水素重合体が生成するのみで、このような低分子量重合
体は、 Arイオンの照射によりスパッタリングされる
か揮発性の炭化水素に分解されてしまうため、基板表面
に残らない。On the other hand, when the addition rate of CH, is around 0.7%, the density of hydrocarbon radicals etc. is low, so only low molecular weight hydrocarbon polymers are generated on the substrate surface. Since it is sputtered or decomposed into volatile hydrocarbons by irradiation with Ar ions, it does not remain on the substrate surface.
すなわち1本発明のエツチングガスによれば。That is, according to the etching gas of the present invention.
Arイオンによるスパッタエツチングと、 C1,等の
炭化水素による下記のような還元反応とが並行して行わ
れるものと考えられる。It is thought that sputter etching by Ar ions and the following reduction reaction by hydrocarbons such as C1 are carried out in parallel.
4M0X+ XCH4→4M + xcOz + 2x
HzO−−−−−(1)ここに、旧よ金属原子である。4M0X+ XCH4→4M + xcOz + 2x
HzO---(1) Here is the old metal atom.
上記還元反応により、シリコン基板やアルミニウム配線
層表面の自然酸化膜の除去が促進される。The reduction reaction promotes removal of the natural oxide film on the surface of the silicon substrate and the aluminum wiring layer.
SiO□およびA1.03の生成エネルギーは、それぞ
れ+ 217Kcal/mo1および400Kcal/
molである。したがって、上記^rイオンによるスパ
ッタリングと還元反応によるシリコン基板表面およびア
ルミニウム配線層表面における自然酸化膜の除去は同じ
ような速度で進む。The formation energies of SiO□ and A1.03 are +217Kcal/mo1 and 400Kcal/mo1, respectively.
It is mol. Therefore, the removal of the native oxide film on the surface of the silicon substrate and the surface of the aluminum wiring layer by sputtering and reduction reaction by the ^r ions proceeds at the same speed.
本発明のエツチングガスを用いた場合にコンタクトホー
ルの側壁部からの5i02等の再付着が生じない理由は
1次のように考えられる。The reason why 5i02 etc. does not re-deposit from the side wall of the contact hole when the etching gas of the present invention is used is considered to be as follows.
第3図は、処理基板上に図示しない絶縁層を介して形成
されたアルミニウム配線層7と、アルミニウム配線層7
上に形成された5iO1から成る眉間絶縁層8の断面を
示す。図示のように、 Sin、眉間絶縁層8に設けら
れたコンタクトホール81に対して静イオンが照射され
た場合、コンタクトホール81の側壁部82からSiO
□がスパッタリングされるわけであるが、 Singの
スパッタリング速度と計イオンの入射角度θとの関係は
第4図に示すごとく。FIG. 3 shows an aluminum wiring layer 7 formed on a processing substrate via an insulating layer (not shown), and an aluminum wiring layer 7 formed on a processing substrate via an insulating layer (not shown).
A cross section of the glabellar insulating layer 8 made of 5iO1 formed thereon is shown. As shown in the figure, when static ions are irradiated to the contact hole 81 provided in the sin, glabella insulating layer 8, SiO
□ is sputtered, and the relationship between the sputtering speed of Sing and the incident angle θ of the meter ions is shown in FIG.
θ=60°近傍で最大となり、θ=90°に近づくとス
パッタリング速度が急速に減少することが知られている
。(例えばIEEE ”Transaction on
Elec−tron DeviceS″Vo1.HD
−27,No、8. p、1449参照)したがって、
コンタクトホール81の底面に付着したSiO□が再ス
パツタリングされる速度が小さく。It is known that the sputtering rate reaches a maximum near θ=60° and rapidly decreases when θ=90°. (For example, IEEE “Transaction on
Elec-tron DeviceS″Vo1.HD
-27, No, 8. (See p. 1449) Therefore,
The speed at which SiO□ adhering to the bottom of the contact hole 81 is re-sputtered is slow.
底面にSingが蓄積する。Sing accumulates on the bottom.
ところが1本発明においては、上記のように。However, in one aspect of the present invention, as described above.
被処理表面において炭化水素ラジカルの重合による高分
子膜の生成と、 Arイオンによるこの高分子膜のスパ
ッタリングが同時に進行する。高分子膜の生成速度は被
処理表面に対して異方性を示さないが、スパッタリング
速度は入射^rイオンの密度にほぼ比例する。したがっ
て、コンタクトホール81の側壁部82のように、 A
rイオンの入射方向に対して1頃いた面はどイオン密度
が小さくなり、スパッタリング速度が下がる。その結果
、高分子膜の生成がスパッタリングを抑制することにな
り、側壁のSiO□を保護する。このため、側壁部82
からのSiO□のスパッタリングがなくなり、コンタク
トホール81内に表出する配線N7表面に対するSiO
□の再付着が生じなくなる。On the surface to be treated, the formation of a polymer film by polymerization of hydrocarbon radicals and the sputtering of this polymer film by Ar ions proceed simultaneously. Although the formation rate of a polymer film does not exhibit anisotropy with respect to the surface to be treated, the sputtering rate is approximately proportional to the density of incident ^r ions. Therefore, like the side wall portion 82 of the contact hole 81, A
The ion density of the surface that is about 1 with respect to the direction of incidence of r ions becomes small, and the sputtering rate decreases. As a result, the formation of a polymer film suppresses sputtering and protects the SiO□ on the sidewall. Therefore, the side wall portion 82
The sputtering of SiO□ from the contact hole 81 is eliminated, and the SiO
Reattachment of □ will not occur.
上記のようにして9例えば通常の平行平板型の電極を有
するスパッタリング装置を用いて、コンタクトホール内
に表出するシリコン基板表面またはアルミニウム等から
成る配線層表面を清浄化し。As described above, the surface of the silicon substrate or the surface of the wiring layer made of aluminum or the like exposed in the contact hole is cleaned using, for example, a sputtering apparatus having ordinary parallel plate type electrodes.
これに引き続いて、同一の装置内においてまたは第1図
におけるアルミニウム堆積ブロック2にシリコン基板を
送って1例えばアルミニウム薄膜から成る上層配線層を
堆積する。したがって、上層配線層は上記清浄化された
表面に直接接触し、低抵抗の接続が可能となる。また、
第1図に示すごと<、C)14の添加によりエツチング
速度が増大するので、バイアス電圧を低く設定しても実
用的なエツチング速度を維持することができ、その結果
。Subsequently, the silicon substrate is sent to the aluminum deposition block 2 in the same apparatus or to the aluminum deposition block 2 in FIG. 1 to deposit an upper wiring layer made of, for example, an aluminum thin film. Therefore, the upper wiring layer comes into direct contact with the cleaned surface, allowing a low resistance connection. Also,
As shown in FIG. 1, the addition of C) 14 increases the etching rate, so even if the bias voltage is set low, a practical etching rate can be maintained.
基板に対するArイオン損傷を低減することが可能とな
る。It becomes possible to reduce Ar ion damage to the substrate.
本発明においては、コンタクトホール内に表出するアル
ミニウム等から成る配線層表面は、CH4等の炭化水素
分子イオンの衝撃も受けている。CO。In the present invention, the surface of the wiring layer made of aluminum or the like exposed in the contact hole is also bombarded by hydrocarbon molecular ions such as CH4. C.O.
等を含有するArガスの全圧を1ないし10mmTor
rとしてアルミニウム配線層表面の清浄化を行ったのち
、全圧を10ないし50mmTorr程度に増加する。The total pressure of Ar gas containing etc. is 1 to 10 mm Torr.
After cleaning the surface of the aluminum wiring layer as r, the total pressure is increased to about 10 to 50 mm Torr.
その結果、配線層表面に入射するArイオンのエネルギ
ーが小さくなり、清浄化された配線層表面のスパッタリ
ング速度が小さくなる。一方、入射するCI、イオンの
割合が大きくなるため、配線層表面に対する炭素原子の
イオン注入が生じる。このようにして、アルミニウム配
線層の表面に炭素の注入または炭化物の生成が行われ5
表面が硬化するため、マイグレーションによる“くびれ
″やヒロック等が発生し難くなり、これらに起因する断
線や線間の短絡等の障害を防止可能となる。As a result, the energy of Ar ions incident on the surface of the wiring layer decreases, and the sputtering rate of the cleaned surface of the wiring layer decreases. On the other hand, since the proportion of incident CI and ions increases, carbon atoms are ion-implanted into the surface of the wiring layer. In this way, carbon is implanted or carbide is formed on the surface of the aluminum wiring layer.
Since the surface is hardened, "necks" and hillocks due to migration are less likely to occur, and problems such as wire breakage and short circuits between wires caused by these can be prevented.
本発明によれば、平行平板型の電極を有する通常のスパ
ッタリング装置を用いて、半導体基板にイオン損傷を与
えることなく基板表面や配線層表面の自然酸化膜を除去
し、引続き上層配線層を形成でき、その結果、これら基
板あるいは配線層と上層配線層との間を低接触抵抗で接
続することができ、半導体装置の性能および製造歩留り
を向上可能とする効果がある。また、アルミニウム配線
層等の表面に炭化物を生成することができ、その結果、
マイグレーシヨンによる配線の断線あるいは線間の短絡
等の障害をなくシ、半導体装置の信頼性を向上可能とす
る効果がある。According to the present invention, the natural oxide film on the surface of the substrate and the wiring layer is removed without causing ion damage to the semiconductor substrate using a normal sputtering device having parallel plate electrodes, and the upper wiring layer is subsequently formed. As a result, the substrate or wiring layer and the upper wiring layer can be connected with low contact resistance, which has the effect of improving the performance and manufacturing yield of the semiconductor device. In addition, carbides can be generated on the surface of aluminum wiring layers, etc., and as a result,
This has the effect of eliminating troubles such as disconnection of wires or short circuits between wires due to migration, and improving the reliability of the semiconductor device.
第1図は本発明の実施に用いた装置の構成説明図。
第2図はCH,を添加したArガスによる酸化膜のエツ
チング速度とCH,の体積添加率の関係を示すグラフ。
第3図はSin、から成る層間絶縁層に設けられたコン
タクトホールの断面図。
第4図はSiO□表面に対する静イオンの入射角度とS
iO□のエツチング速度の関係を示すグラフである。
図において。
1はエツチング処理ブロック。
2はアルミニウム堆積ブロック。
3は4はロードロツタブロック。
5は搬送管、 6はシリコン基板。
7はアルミニウム配線層、 8は眉間絶縁層。
11は真空槽、12は電極、13は高周波電源。
14はヒータ、71は自然酸化膜。
81はコンタクトホール、82は側壁部である。
(a、)
CHa/rAr+cH+)
薯 2 口
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トボーlンカ斯面記第 3 ロFIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of an apparatus used to implement the present invention. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the etching rate of an oxide film by Ar gas added with CH and the volume addition rate of CH. FIG. 3 is a cross-sectional view of a contact hole provided in an interlayer insulating layer made of Sin. Figure 4 shows the incident angle of static ions on the SiO□ surface and S
3 is a graph showing the relationship between etching rates of iO□. In fig. 1 is an etching processing block. 2 is an aluminum stack block. 3 and 4 are road rotta blocks. 5 is a conveyor tube, 6 is a silicon substrate. 7 is an aluminum wiring layer, 8 is an insulation layer between the eyebrows. 11 is a vacuum chamber, 12 is an electrode, and 13 is a high frequency power source. 14 is a heater, and 71 is a natural oxide film. 81 is a contact hole, and 82 is a side wall portion. (a,) CHa/rAr+cH+) 薯 2 increase ≦ obsolete month n use for arrow digits\) 1,000; ni'fnηiaz浙ffatherban 1 old 51o2 gaara A3 layer question #! Takeshi for special training→Group T; Con77
Tobo Linker Screen Record No. 3
Claims (3)
るガスのプラズマを用いて半導体基板もしくは該基板上
に形成された配線層を表面処理する工程を含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。(1) Manufacture of a semiconductor device characterized by including a step of surface treating a semiconductor substrate or a wiring layer formed on the substrate using plasma of a gas containing a rare gas as a main ingredient and a hydrocarbon as an additive. Method.
くは該基板上に形成された配線層の所定部分を表出する
開口を有する絶縁層を形成する工程と、該開口が形成さ
れた該基板を平行平板型またはこれに等価な電極間に設
置するとともに該電極間に希ガスを主体とし炭化水素を
添加物として含有するガスのプラズマを発生させる工程 とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。(2) forming on one surface of a semiconductor substrate an insulating layer having an opening that exposes a predetermined portion of the surface of the substrate or a predetermined portion of a wiring layer formed on the substrate; A semiconductor device comprising the steps of: installing a substrate between parallel plate type or equivalent electrodes; and generating plasma of a gas containing a rare gas as a main ingredient and a hydrocarbon as an additive between the electrodes. manufacturing method.
0.2乃至2であることを特徴とする請求項1または2
に記載の半導体装置の製造方法。(3) Claim 1 or 2, characterized in that the volumetric addition ratio of hydrocarbon to rare gas is 0.2 to 2%.
A method for manufacturing a semiconductor device according to .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27759289A JPH03139838A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27759289A JPH03139838A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03139838A true JPH03139838A (en) | 1991-06-14 |
Family
ID=17585602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27759289A Pending JPH03139838A (en) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03139838A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513411A (en) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| US5888410A (en) * | 1996-04-01 | 1999-03-30 | Denso Corporation | Dry etching method and manufacturing method of manufacturing EL element using same |
-
1989
- 1989-10-25 JP JP27759289A patent/JPH03139838A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0513411A (en) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| US5888410A (en) * | 1996-04-01 | 1999-03-30 | Denso Corporation | Dry etching method and manufacturing method of manufacturing EL element using same |
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