JPH0376145A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0376145A JPH0376145A JP21125489A JP21125489A JPH0376145A JP H0376145 A JPH0376145 A JP H0376145A JP 21125489 A JP21125489 A JP 21125489A JP 21125489 A JP21125489 A JP 21125489A JP H0376145 A JPH0376145 A JP H0376145A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高細密化に対応する多層配線構造の半導体装置
の製造方法に関し、とくに配線の接続抵抗を低くするた
めに半導体装置の金属配線を表面処理する方法に関する
。
の製造方法に関し、とくに配線の接続抵抗を低くするた
めに半導体装置の金属配線を表面処理する方法に関する
。
近年の半導体装置の高細密化への要求を満足するために
多層配線構造をとることは有効な方法であり、層間絶縁
膜として有機系樹脂膜は多用されてきている。
多層配線構造をとることは有効な方法であり、層間絶縁
膜として有機系樹脂膜は多用されてきている。
有機系樹脂膜を用いて多層配線構造にするとスルーホー
ルの上層配線と下層配線との接続部で抵抗を持ってしま
うことが知られている。スルーホール径が小さくなるほ
ど抵抗は大きくなり、スルーホール径１０４ｍ以下では
半導体装置が正常に動作し々い位の高抵抗を持ってしま
う。この原因はスルーホール部の下層配線表面が薄い有
機系被膜で覆われてしまったり、種々の熱工程を経るた
めに酸化されるなどして、下層配線表面に絶縁性被膜が
形成されてしまうためである。
ルの上層配線と下層配線との接続部で抵抗を持ってしま
うことが知られている。スルーホール径が小さくなるほ
ど抵抗は大きくなり、スルーホール径１０４ｍ以下では
半導体装置が正常に動作し々い位の高抵抗を持ってしま
う。この原因はスルーホール部の下層配線表面が薄い有
機系被膜で覆われてしまったり、種々の熱工程を経るた
めに酸化されるなどして、下層配線表面に絶縁性被膜が
形成されてしまうためである。
従来、絶縁性被膜の除去にはスパッタエツチング（また
はスパッタクリーニング）法が一般的に用いられている
。第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）はスパッタエツチング
の様子を表した断面図である。
はスパッタクリーニング）法が一般的に用いられている
。第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）はスパッタエツチング
の様子を表した断面図である。
第２図（ａ）に示すようにＡｒ（アルゴン）原子１０が
活性化され、この活性化されたＡｒ原子１０が有機系樹
脂膜３とスルーホール１内の有機系被膜２に衝突する。
活性化され、この活性化されたＡｒ原子１０が有機系樹
脂膜３とスルーホール１内の有機系被膜２に衝突する。
Ａｒ原子１０の衝突により有機系被膜２表面を下層配線
酸化層４まで物理的に削り取っていき、スルーホール１
部の下層配線５表面の清浄な面を第２図（ｂｌに示すよ
うに出す。
酸化層４まで物理的に削り取っていき、スルーホール１
部の下層配線５表面の清浄な面を第２図（ｂｌに示すよ
うに出す。
その後第２図（ｃｌに示すように上層配線９を形成し下
層配線５との導通をとる。
層配線５との導通をとる。
スパッタエツチングによって表面処理を行う方法は、真
空装置を用いなげればならず大きな設備と投資が必要で
あり、Ａｒによって削り取られた有機系樹脂によって装
置内が汚染されたり、真空引きに時間がかかりバッチ処
理であるので装置によって処理能力が制限されてしまい
処理効率がよくないなどの課題を有する。また、真空系
のメンテナンスも容易ではない。
空装置を用いなげればならず大きな設備と投資が必要で
あり、Ａｒによって削り取られた有機系樹脂によって装
置内が汚染されたり、真空引きに時間がかかりバッチ処
理であるので装置によって処理能力が制限されてしまい
処理効率がよくないなどの課題を有する。また、真空系
のメンテナンスも容易ではない。
本発明の目的は上記のような課題に着目し、近年の半導
体装置の高細密化を満足する多層配線構造をとる時に、
上層配線と下層配線を低抵抗で接続し大きな設備が不用
で処理効率のよい半導体装置の金属配線を表面処理する
方法を提供することにある。
体装置の高細密化を満足する多層配線構造をとる時に、
上層配線と下層配線を低抵抗で接続し大きな設備が不用
で処理効率のよい半導体装置の金属配線を表面処理する
方法を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明の半導体装置の製造方法
においては、下記記載の方法により製造する。
においては、下記記載の方法により製造する。
下層配線上に層間絶縁膜として絶縁性を有する有機系樹
脂膜を形成し、有機系樹脂膜にスルーホールを形成後上
層配線を形成する半導体装置の製造方法において、有機
系樹脂膜に形成するスルー１ホール内の下層配線表面を
オゾンによる乾式エツチングと下層配線のエツチング液
による湿式エツチングにて表面処理し、その後真空乾燥
の工程を経て上層配線を形成することによって上記目的
を達成する。
脂膜を形成し、有機系樹脂膜にスルーホールを形成後上
層配線を形成する半導体装置の製造方法において、有機
系樹脂膜に形成するスルー１ホール内の下層配線表面を
オゾンによる乾式エツチングと下層配線のエツチング液
による湿式エツチングにて表面処理し、その後真空乾燥
の工程を経て上層配線を形成することによって上記目的
を達成する。
有機系樹脂膜のスルーホール内の絶縁性被膜である有機
系被膜はオゾンにさらすことによって除去できる。下層
配線酸化層はその配線材料用のエツチング液を用いて表
面処理を行うことによってスルーホール部の下層配線表
面は清浄となる。その後真空乾燥で下層配線表面を清浄
に保ったまま吸着水分を除去して上層配線を形成するこ
とによって、上層配線と下層配線との低抵抗での接続が
可能となる。
系被膜はオゾンにさらすことによって除去できる。下層
配線酸化層はその配線材料用のエツチング液を用いて表
面処理を行うことによってスルーホール部の下層配線表
面は清浄となる。その後真空乾燥で下層配線表面を清浄
に保ったまま吸着水分を除去して上層配線を形成するこ
とによって、上層配線と下層配線との低抵抗での接続が
可能となる。
表面処理にオゾンとエツチング液を用いることによって
スパッタエツチング装置のよう紅大きな設備は必要なく
、真空引きの必要も々いことから連続の処理が可能とな
り処理効率が向上する。
スパッタエツチング装置のよう紅大きな設備は必要なく
、真空引きの必要も々いことから連続の処理が可能とな
り処理効率が向上する。
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
第１図（ａｌ〜（ｄ）は本発明の表面処理方法を用いて
絶縁性被膜である有機系被膜２と下層配線酸化層４の除
去から上層配線９を形成するまでの工程を示した断面図
である。
絶縁性被膜である有機系被膜２と下層配線酸化層４の除
去から上層配線９を形成するまでの工程を示した断面図
である。
第１図（ａｌに示すように、種々の熱工程により表面に
下層配線酸化層４を有しＡ３（アルミ−ニウム）から成
る下層配線５を形成したウェハー６に、例えばポリイミ
ドのような有機系樹脂膜６を回転塗布し熱硬化する。有
機系樹脂膜３は通常０，８μｍ〜３、Ｏμｍ程度の厚さ
に形成し、２５０°Ｃ〜４００℃の温度にて３０分〜９
０分間の熱硬化を行う。次にフォトレジストを用いるフ
ォトリングラフィ工程を経て有機系樹脂膜３を下記記載
の方法によりエツチングする。有機系樹脂膜３のエツチ
ングはヒドラジンとエチレンジアミンの混合溶液を用い
たエツチング液による湿式エツチング法、あるいはＲＩ
Ｅ （１（ｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ
）による乾式エツチング液で行える。
下層配線酸化層４を有しＡ３（アルミ−ニウム）から成
る下層配線５を形成したウェハー６に、例えばポリイミ
ドのような有機系樹脂膜６を回転塗布し熱硬化する。有
機系樹脂膜３は通常０，８μｍ〜３、Ｏμｍ程度の厚さ
に形成し、２５０°Ｃ〜４００℃の温度にて３０分〜９
０分間の熱硬化を行う。次にフォトレジストを用いるフ
ォトリングラフィ工程を経て有機系樹脂膜３を下記記載
の方法によりエツチングする。有機系樹脂膜３のエツチ
ングはヒドラジンとエチレンジアミンの混合溶液を用い
たエツチング液による湿式エツチング法、あるいはＲＩ
Ｅ （１（ｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ
）による乾式エツチング液で行える。
次にレジスト剥離を行ってスルーホール１を形成する。
スルーホール１部の下層配線酸化層４上に有機系被膜２
が形成される。この有機系被膜２ができてしまう原因は
有機系樹脂膜３の形成やレジスト剥離リ等の工程によっ
て有機物が付着してしまうためである。
が形成される。この有機系被膜２ができてしまう原因は
有機系樹脂膜３の形成やレジスト剥離リ等の工程によっ
て有機物が付着してしまうためである。
次に第１図（ｂ）に示すように、有機系樹脂膜３０表面
処理をオゾン７と紫外線照射によって行い有機系被膜２
を除去する。表面処理の条件は有機系被膜２がごく薄い
ので比較的に軽く、酸素流量が１〜１０１／ｒｔｉｘの
場合、基板加熱温度が室温〜・３００６Ｃの範囲で、時
間は１分〜３０分間行う。
処理をオゾン７と紫外線照射によって行い有機系被膜２
を除去する。表面処理の条件は有機系被膜２がごく薄い
ので比較的に軽く、酸素流量が１〜１０１／ｒｔｉｘの
場合、基板加熱温度が室温〜・３００６Ｃの範囲で、時
間は１分〜３０分間行う。
紫外線照射をせずにオゾン７のみで表面処理をすること
も可能である。オゾン７には有機物を分解除去する作用
があり、反応すると二酸化炭素８とｊｃって除去できる
。さらに詳しく述べると、有機物ンζ紫外線を照射する
ことによりその分子結合を９〉解し、光分解反応で生成
した有機物のフリーラ７．−カルと、オゾンから発生し
た原子状の酸素が反１、．１−冊５７、二酸化炭素、水
、窒素、酸素等のような単純へ分子を形成し気相化させ
て除去する。
も可能である。オゾン７には有機物を分解除去する作用
があり、反応すると二酸化炭素８とｊｃって除去できる
。さらに詳しく述べると、有機物ンζ紫外線を照射する
ことによりその分子結合を９〉解し、光分解反応で生成
した有機物のフリーラ７．−カルと、オゾンから発生し
た原子状の酸素が反１、．１−冊５７、二酸化炭素、水
、窒素、酸素等のような単純へ分子を形成し気相化させ
て除去する。
次に第１図（Ｃ）に示すように、Ａｌのエツチング族に
よって表面処理を行い下層配線酸化層４を除去する。Ａ
／のエツチング族にはリン酸と硝酸の混合溶液を用い、
液温は３５°Ｃ〜４０℃で使用する。表面処理の時間は
下層配線酸化層４がごく薄いために３０秒〜６０秒程度
で十分である。ここでオーバーエツチングによって下層
配線５がエツチングされることは僅かにとどめておけば
問題とはならない。表面処理の後、純水洗浄を２段階以
上それぞれ数分間行い乾燥する。Ａｌのエツチング族は
リン酸、リン酸と硝酸と酢酸の混合溶液、硝酸水溶液等
に置き換えることが可能である。
よって表面処理を行い下層配線酸化層４を除去する。Ａ
／のエツチング族にはリン酸と硝酸の混合溶液を用い、
液温は３５°Ｃ〜４０℃で使用する。表面処理の時間は
下層配線酸化層４がごく薄いために３０秒〜６０秒程度
で十分である。ここでオーバーエツチングによって下層
配線５がエツチングされることは僅かにとどめておけば
問題とはならない。表面処理の後、純水洗浄を２段階以
上それぞれ数分間行い乾燥する。Ａｌのエツチング族は
リン酸、リン酸と硝酸と酢酸の混合溶液、硝酸水溶液等
に置き換えることが可能である。
下層配線５としてＡ／以外の銅や高融点金属あるいはシ
リサイドを用いたときは、これらのエツチング液を用い
て下層配線酸化層４をエツチング除去する。
リサイドを用いたときは、これらのエツチング液を用い
て下層配線酸化層４をエツチング除去する。
下層配線酸化層４の除去は湿式エツチングであるために
水分の吸着が起こるが、真空乾燥処理を行うことによっ
てスルーホール１部の下層配線５表面を清浄に保ったま
ま脱水することができる。
水分の吸着が起こるが、真空乾燥処理を行うことによっ
てスルーホール１部の下層配線５表面を清浄に保ったま
ま脱水することができる。
この真空乾燥の条件の１例を示すと、温度８０℃〜１１
０℃、時間３０分〜６０分、真空度ｌ Ｔｏｒｒ程度あ
るいは次に記す上層配線９を形成するための装置内で真
空度１０ Ｔｏｒｒ、温度２００℃〜３５０℃、時
間２０分程度の処理を行う。
０℃、時間３０分〜６０分、真空度ｌ Ｔｏｒｒ程度あ
るいは次に記す上層配線９を形成するための装置内で真
空度１０ Ｔｏｒｒ、温度２００℃〜３５０℃、時
間２０分程度の処理を行う。
本発明者の実験によると上記脱水方法として大気中乾燥
とＮ！ （窒素）雰囲気乾燥と真空乾燥を試みた結果、
上層配線９と下層配線５の接続抵抗は真空乾燥法が最も
低抵抗で安定していることが確認された。
とＮ！ （窒素）雰囲気乾燥と真空乾燥を試みた結果、
上層配線９と下層配線５の接続抵抗は真空乾燥法が最も
低抵抗で安定していることが確認された。
次に第１図（ｄ）に示すように、有機系被膜２と下層配
線酸化層４が除去された清浄な下層配線５上に上層配線
９を形成する。下層配線５と上層配線９の接続部には有
機系被膜２−？下層配線酸化層４の絶縁性被膜がなく、
電気的に導通の妨げになるものがないので低抵抗での接
続がなされる。
線酸化層４が除去された清浄な下層配線５上に上層配線
９を形成する。下層配線５と上層配線９の接続部には有
機系被膜２−？下層配線酸化層４の絶縁性被膜がなく、
電気的に導通の妨げになるものがないので低抵抗での接
続がなされる。
以上の説明で明らかなように、本発明の製造方法によれ
ば有機系被膜除去用にオゾン、下層配線酸化膜除去用に
その配線材料のエツチング液を用いて表面処理を行うこ
とによって、スルーホールの下層配線表面は清浄と九り
上層配線と下層配線の接続を低抵抗で行うことが可能と
なる。
ば有機系被膜除去用にオゾン、下層配線酸化膜除去用に
その配線材料のエツチング液を用いて表面処理を行うこ
とによって、スルーホールの下層配線表面は清浄と九り
上層配線と下層配線の接続を低抵抗で行うことが可能と
なる。
表面処理に真空装置を用いずに常圧下で処理できる比較
的安価なオゾン処理用の装置を用いることによって設備
は小規模となり、連続の処理が可能となるので処理効率
が向上する。オゾンは有機物を気体にして除去するので
装置内を汚染することはなく、真空系を持たないことか
らメンテナンスが容易にできる。
的安価なオゾン処理用の装置を用いることによって設備
は小規模となり、連続の処理が可能となるので処理効率
が向上する。オゾンは有機物を気体にして除去するので
装置内を汚染することはなく、真空系を持たないことか
らメンテナンスが容易にできる。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の表面処理方法を工程順
に示す断面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は従来例における
スパッタエツチング法を示す断面図である。 １・・・・・・スルーホール、 ２・・・・・・有機系被膜、 ６・・・・・・有機系樹脂膜、 ４・・・・・・下層配線酸化層、 ５・・・・・・下層配線、 ６・・・・・・ウェハー ７・・・・・・オゾン、 ８・・・・・・二酸化炭素、 ９・・・・・・上層配線、 １０・・・・・・Ａｒ原子。 第１図 第２図
に示す断面図、第２図（ａ）〜（Ｃ）は従来例における
スパッタエツチング法を示す断面図である。 １・・・・・・スルーホール、 ２・・・・・・有機系被膜、 ６・・・・・・有機系樹脂膜、 ４・・・・・・下層配線酸化層、 ５・・・・・・下層配線、 ６・・・・・・ウェハー ７・・・・・・オゾン、 ８・・・・・・二酸化炭素、 ９・・・・・・上層配線、 １０・・・・・・Ａｒ原子。 第１図 第２図
Claims (1)
- 下層配線上に層間絶縁膜として絶縁性を有する有機系樹
脂膜を形成し、該有機系樹脂膜にスルーホールを形成後
上層配線を形成する半導体装置の製造方法において、前
記有機系樹脂膜に形成する前記スルーホール内の前記下
層配線表面をＯ＿３（オゾン）による乾式エッチングと
前記下層配線のエッチング液による湿式エッチングにて
表面処理し、その後真空乾燥の工程を経て前記上層配線
を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21125489A JPH0376145A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21125489A JPH0376145A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0376145A true JPH0376145A (ja) | 1991-04-02 |
Family
ID=16602865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21125489A Pending JPH0376145A (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0376145A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999038208A1 (fr) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Citizen Watch Co., Ltd. | Procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteurs |
| JP2007108780A (ja) * | 1997-05-27 | 2007-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | アクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP21125489A patent/JPH0376145A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007108780A (ja) * | 1997-05-27 | 2007-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | アクティブマトリクス基板のコンタクトホール形成方法 |
| WO1999038208A1 (fr) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Citizen Watch Co., Ltd. | Procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteurs |
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