JPH0355833A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は半導体装置の製造方法に関する。さらに詳し
くは、多層配線を用いたＬＳＩの製造技術に好適な半導
体装置の製造方法に関する。

（口）従来の技術 通常、半導体装置は、半導体基板上に絶縁層を介して配
線パターン用のアルミニウム及びその合金等の金属層を
有して製造されるが、このとき上記絶縁層の所定の位置
にエッチングにより形成されている通孔（コンタクトホ
ール）を通じて半導体基板上に設けられた能動層と上記
金属層との導通が図られている。

またさらに、ＬＳＩの製造においては、配線を多層構造
にしてチップ面積の縮小を図ることが行われている。上
記多層配線は、複数の配線用金属層とこれらの金属層間
を絶縁する眉間絶縁層とを半導体基板上に積層して構成
されている。このような多層配線では、所定の位置で絶
縁層を貫通してその上下の金属層間を導通ずる通孔（不
ル〜ホール）と上記のごとく金属層と半導体基板の能動
層とを導通ずる通孔（コンタクトホール）とが設けられ
ている。

上記のようにコンタクトホール又はスルーホール等の通
孔の形成は、反応性ガス例えばＣＨＰ．ＣＦ４またはこ
れらにＯＮを加えたガスを用いて絶縁層をエッチングす
るドライエッチングの手法により行われている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記ドライエッチングにおいては、エッ
チングガスと、配線パターン金属層を形成するアルミニ
ウムやその合金のアルミニウムとの化合物が生成し、こ
れが形成された通孔内、ことに該通孔内底部に露出され
るアルミニウム表面に付着する。

従来言われているドライエッチングでの反応生成物は、
Ｏ，プラズマを用いた有機物除去や有機洗浄により除去
されていたが、上記付着する反応生成物はこれらの除去
法では完全に除去しきれなく、従ってコンタクトエッチ
の際にはコンタクト抵抗を増大させたり、多層レジスト
による微細パターン形成の線幅制御を困難にしている。

この発明はかかる状況に鑑み為されたものであり、絶縁
層での通孔形成時のドライエッチングにより発生し該通
孔内に付着する反応生成物を、特定の溶液・により簡便
に除去しうる処理が含まれた半導体装置の製造方法を提
供しようとするものである。

（二）課題を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、アルミニウム及び／又はそ
の合金からなる下部配線パターン金属層及び該層上に形
成される絶縁層とからなる積層膜を表面に有する半導体
基板をエッチングして上記絶縁層に通孔を形成した後、
上記絶縁層に上部配線パターン金属層を設け、上記通孔
を通じて前記下部配線パターン金属層と上記上部配線パ
ターン金属層とを導通して半導体装置を形成することか
らなり、上記エッチングが、絶縁層をドライエッチング
する工程と、フッ化水素酸、サイロックスエッチャント
及び温水から遺択される溶液を用いて上記ドライエッチ
ングで発生する反応生成物を浸漬除去する後処理工程と
からなることを特徴とする半導体装置の製這方法が提供
される。

この発明は、半導体装置の製造方法において、通孔を形
成する通常のドライエッチング工程の後に、特定の溶液
を用いるウエットエッチング工程を挿入したものとみる
ことができる。

この発明の方法において、ドライエッチングの後処理に
用いられる溶液としては以下のものが挙げられる。すな
わち、フッ化水素酸（ＨＦ），サイロックスエッチャン
ト、温水である。これらは単独で用いられる。

この発明の方法において、上記溶液による除去処理は、
上記フッ化水素酸を用いる場合は、その濃度が約１％以
下のもので３０秒以内の処理とされる。ｌ％より高濃度
のもの又は３０秒より長い処理時間ではアルミニウムを
エッチングしてしまう。

上記サイロックスエッチャントを用いる場合、まずサイ
ロツクスエヅチャントはＣＨ３ＣＯＯＨ：ＮＨ．Ｆ　：
　Ｈ，Ｏ＝２　：　ｌ　：　２の割合で混合された溶液
であり、ＰＳＧ等のエッチャントとして公知のものであ
る。これはアルミニウムとの遺択比がある点で好ましい
が、この溶液による処理時間はｌＯ秒以内とされる。１
０秒より長い処理時間の場合はＳｉＯｚ系絶縁層をエッ
チングしてしまう。また温水によっても除去できる。こ
の場合温水の温度によって処理時間が多少変化する。例
えば６０℃では２分以内、ｉ００℃では１分以内の処理
とされる。

この温度による処理時間が長い場合は、絶縁層のハガレ
やフクレが発生し、半導体装置の不良の原因となる。

この発明の方法において、ドライエッチング時に発生す
る反応生成物を除去する工程以外は、当該分野で公知の
方法、装置がそのまま用いられる。

（ホ）作用 この発明によれば、半導体装置製造過程において、通孔
をドライエッチングにより形成する際発生したアルミニ
ウム化合物は、形成される通孔内に付着するが、該エッ
チング後、フッ化水素酸、サイロックスエッチャント及
び温水から選択される溶液に浸漬処理されると、通孔内
の絶縁層側壁及び底部に露出したアルミニウム及び／又
はその合金からなる金属層に付着したアルミニウム化合
物は、選択的に除去されることとなる。

以下実施例によりこの発明を詳細に説明するが、これに
よ．りこの発明は限定されるものではない。

（へ）実施例 第１図はこの発明の方法の一実施例を示す工程説明図で
ある。

半導体基板上に設けられた絶縁膜（ＢＰＳＧ）（１）上
にアルミニウム合金を用いてリソグラフの手法により下
部配線パターン（２）を形成した後、この上に、眉間絶
縁膜（　Ｓ　ｉＯ　ｔ）　（３）をプラズマＣＶＤによ
り形成して上記配線パターンを被覆する（第１図（ａ）
）。

次いで配線パターン（２）上にフォトレジスト（４）を
塗布し、露光、現像によってコンタクトホール形成用マ
スクを形成する。次いでこれをＣ　Ｈ　Ｆ　ｓ若しくは
ＣＦ４ガス又はこれらにＯ，を加えたガスを用いて反応
性イオンエッチング（ＲＩＥ）にて、コンタクトホール
（５）を開孔する。このときこれらのエッチングガスと
アルミニウムとが反応してコンタクトホール内に反応生
成物（６）が付着する（同図（ｂ））。

上記で得られた半導体基板を、下表に示す溶液のいずれ
かに所定時間浸漬すると、反応生戚物（６）のみが選択
的に除去される（同図（Ｃ））。

上記浸漬後の半導体基板のレジストを、Ｏ，プラズマ、
ケミカルストリッパー、及びグイフロン、アセトン若し
くはイソプロビルアルコールによる有機洗浄に付して除
去し、洗浄後、上記形成されたコンタクトホール（５）
を含む層間絶縁層（３）上にアルミニウム合金による上
部配線パターン（７）を形成し、コンタクトホール（５
）を介して下部配線パターン（２）と上部配線パターン
（７）との導通を図る（同図（ｄ））。

以上の工程により、メタルーメタル間抵抗が安定した半
導体装置が得られた。

（ト）発明の効果 この発明によれば、半導体装置の製造方法において、ア
ルミニウムや絶縁膜の形状を変えることなく付着物のみ
を除去することができる。従って安定したメタルーメタ
ル間抵抗が得られ、一方多層レジストプロセスの制御性
を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の一実施例の工程説明図である
。 ｌ・・・・・・絶縁膜 ２・・・・・・下部配線パターン、 ３・・・・・・プラズマＳｉｎ．、 ４・・・・・・フォトレジスト、 ５・・・・・・コンタクトホール、 ６・・・・・・反応生成物 ７・・・・・・上部配線パターン。 第 １ 画 〜１ （ｄ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルミニウム及び／又はその合金からなる下部配線
   パターン金属層及び該層上に形成される絶縁層とからな
   る積層膜を表面に有する半導体基板をエッチングして上
   記絶縁層に通孔を形成した後、上記絶縁層に上部配線パ
   ターン金属層を設け、上記通孔を通じて前記下部配線パ
   ターン金属層と上記上部配線パターン金属層とを導通し
   て半導体装置を形成することからなり、 上記エッチングが、絶縁層をドライエッチングする工程
   と、フッ化水素酸、サイロックスエッチャント及び温水
   から選択される溶液を用いて上記ドライエッチングで発
   生する反応生成物を浸漬除去する後処理工程とからなる
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。