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JP2000164569A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2000164569A
JP2000164569A JP10334382A JP33438298A JP2000164569A JP 2000164569 A JP2000164569 A JP 2000164569A JP 10334382 A JP10334382 A JP 10334382A JP 33438298 A JP33438298 A JP 33438298A JP 2000164569 A JP2000164569 A JP 2000164569A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
copper
film
based metal
metal film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10334382A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidemitsu Aoki
秀充 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP10334382A priority Critical patent/JP2000164569A/en
Publication of JP2000164569A publication Critical patent/JP2000164569A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 銅配線を備えた多層構造を形成する際、工程
の煩雑化をもたらすことなく銅配線の酸化を防ぐこと。 【解決手段】 銅系金属膜の上部にエッチングにより接
続孔を設けた後、エッチングに使用したレジストを剥離
する際、基板温度を−50℃〜50℃として酸素プラズ
マエッチングを行う。
(57) [PROBLEMS] To prevent oxidation of copper wiring without complicating the process when forming a multilayer structure having copper wiring. SOLUTION: After forming a connection hole by etching on a copper-based metal film, when removing the resist used for the etching, oxygen plasma etching is performed at a substrate temperature of -50 ° C to 50 ° C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に銅
系金属膜からなる配線や接続プラグを備えた半導体装置
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a wiring and a connection plug made of a copper-based metal film on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】銅配線を備えた半導体装置の製造方法に
ついて、第一の従来技術を図4〜6を参照して説明す
る。
2. Description of the Related Art A method of manufacturing a semiconductor device having copper wiring will be described with reference to FIGS.

【0003】まずトランジスタ等の素子を形成した半導
体基板(不図示)上に、シリコン酸化膜1、シリコン窒
化膜2、シリコン酸化膜3をこの順で形成し、さらにそ
の上に所定の形状にパターニングしたレジスト4を設け
る(図4(a))。
[0003] First, a silicon oxide film 1, a silicon nitride film 2, and a silicon oxide film 3 are formed in this order on a semiconductor substrate (not shown) on which elements such as transistors are formed, and further patterned thereon in a predetermined shape. A resist 4 is provided (FIG. 4A).

【0004】次にレジスト4をマスクとしてドライエッ
チングを行い、シリコン酸化膜3中に下層配線埋め込み
用の溝を形成する。このときシリコン窒化膜2がエッチ
ングストッパーとして機能する。つづいて、酸素プラズ
マのアッシングおよびアミン化合物を含有する剥離液を
用いた洗浄により、レジスト4を剥離処理する(図4
(b))。
Next, dry etching is performed using the resist 4 as a mask to form a groove for embedding a lower wiring in the silicon oxide film 3. At this time, the silicon nitride film 2 functions as an etching stopper. Subsequently, the resist 4 is stripped by ashing with oxygen plasma and washing with a stripping solution containing an amine compound (FIG. 4).
(B)).

【0005】次に、全面にバリアメタル膜としてTaN
膜5をスパッタリング法により堆積する。さらにその上
に銅膜6をスパッタリング法により堆積し、溝部を埋め
込む(図4(c))。つづいてCMP(Chemical Mechan
ical Polishing;化学的機械的研磨法)により溝外部に
形成された不要なTaN膜5および銅膜6を除去して下
層配線を完成する(図4(d))。
Next, a TaN film as a barrier metal film is formed on the entire surface.
The film 5 is deposited by a sputtering method. Further, a copper film 6 is deposited thereon by a sputtering method to fill the groove (FIG. 4C). Next, CMP (Chemical Mechan)
Unnecessary TaN film 5 and copper film 6 formed outside the groove are removed by ical polishing (chemical mechanical polishing method) to complete the lower wiring (FIG. 4D).

【0006】下層配線形成後、シリコン窒化膜7、シリ
コン酸化膜8をこの順で形成し、さらにその上に所定の
形状にパターニングしたレジスト9を設ける(図5
(a))。このレジスト9をマスクとしてシリコン窒化
膜7が露出するまでシリコン酸化膜8をドライエッチン
グし、層間接続孔を形成する(図5(b))。層間接続
孔の開口径は、たとえば0.25μmとする。エッチン
グガスとしてはC48、Ar、O2を含む混合ガスを用
いる。このガスは、シリコン酸化膜8とシリコン窒化膜
7に対し大きなエッチングレートを有するため(シリコ
ン酸化膜:シリコン窒化膜=20:1)、エッチングは
シリコン窒化膜7の上部でストップする。
After the lower wiring is formed, a silicon nitride film 7 and a silicon oxide film 8 are formed in this order, and a resist 9 patterned in a predetermined shape is provided thereon (FIG. 5).
(A)). Using the resist 9 as a mask, the silicon oxide film 8 is dry-etched until the silicon nitride film 7 is exposed to form an interlayer connection hole (FIG. 5B). The opening diameter of the interlayer connection hole is, for example, 0.25 μm. As the etching gas, a mixed gas containing C 4 F 8 , Ar, and O 2 is used. Since this gas has a large etching rate with respect to the silicon oxide film 8 and the silicon nitride film 7 (silicon oxide film: silicon nitride film = 20: 1), the etching is stopped above the silicon nitride film 7.

【0007】つづいてシリコン窒化膜7をドライエッチ
ングし、下層配線の表面を露出させる(図5(c))。
エッチングガスとして、CHF3、Arの混合ガスを用
いる。つづいて、酸素プラズマアッシングを行いレジス
ト9を剥離処理する(図6(a))。アッシング時の基
板温度は150〜250℃とし、処理ガスは、酸素ガス
とする。レジストの除去後、シリコン酸化膜8上にレジ
スト残渣11が残存するとともに、層間接続孔内部に堆
積物12が付着する。この堆積物12は、レジスト材料
や銅等がエッチングガス(CHF3含有ガス)と反応し
生成したものである。
Subsequently, the silicon nitride film 7 is dry-etched to expose the surface of the lower wiring (FIG. 5C).
A mixed gas of CHF 3 and Ar is used as an etching gas. Subsequently, oxygen plasma ashing is performed to remove the resist 9 (FIG. 6A). The substrate temperature during ashing is 150 to 250 ° C., and the processing gas is oxygen gas. After the removal of the resist, a resist residue 11 remains on the silicon oxide film 8 and a deposit 12 adheres inside the interlayer connection hole. The deposit 12 is formed by reacting a resist material, copper, or the like with an etching gas (CHF 3 -containing gas).

【0008】次に、上述のレジスト残渣11や堆積物1
2を除去するため、剥離液を用いて洗浄を行う(図6
(b))。その後、層間接続孔内部にバリアメタル膜、
埋め込み導電膜を成膜し、表面を平坦化することにより
層間接続プラグを完成する。
Next, the above-described resist residue 11 and deposit 1
In order to remove No. 2, cleaning is performed using a stripping solution (FIG. 6).
(B)). After that, a barrier metal film inside the interlayer connection hole,
An interlayer connection plug is completed by forming a buried conductive film and flattening the surface.

【0009】以上述べた例では、レジスト9の剥離処理
を、図5(c)のシリコン窒化膜7のエッチング後に行
っているが、シリコン窒化膜7のエッチング前の図5
(b)の段階で剥離処理してもよい。このような方法に
よる第二の従来技術について、図面を参照して説明す
る。
In the above-described example, the resist 9 is stripped off after the etching of the silicon nitride film 7 in FIG.
The peeling treatment may be performed at the stage (b). A second conventional technique according to such a method will be described with reference to the drawings.

【0010】まず図4(a)〜(d)と同様にして下線
配線を形成する。下層配線形成後、シリコン窒化膜7、
シリコン酸化膜8をこの順で形成し、さらにその上に所
定の形状にパターニングしたレジスト9を設ける(図7
(a))。次にこのレジスト9をマスクとしてシリコン
窒化膜7が露出するまでシリコン酸化膜8をドライエッ
チングし、層間接続孔を形成する(図7(b))。層間
接続孔の開口径は、たとえば0.25μmとする。エッ
チングガスとしてはC48、ArおよびO2を含む混合
ガスを用いる。
First, an underline wiring is formed in the same manner as in FIGS. 4 (a) to 4 (d). After forming the lower wiring, the silicon nitride film 7,
A silicon oxide film 8 is formed in this order, and a resist 9 patterned in a predetermined shape is further provided thereon (FIG. 7).
(A)). Next, using the resist 9 as a mask, the silicon oxide film 8 is dry-etched until the silicon nitride film 7 is exposed, thereby forming an interlayer connection hole (FIG. 7B). The opening diameter of the interlayer connection hole is, for example, 0.25 μm. As an etching gas, a mixed gas containing C 4 F 8 , Ar and O 2 is used.

【0011】この状態でレジスト9を酸素プラズマアッ
シングにより除去する。アッシング時の基板温度は15
0〜250℃とし、処理ガスは酸素ガスとする。レジス
トの除去後、シリコン酸化膜8上にレジスト残渣11が
残存するとともに、層間接続孔内部に堆積物10が付着
する(図7(c))。そこで、これらのレジスト残渣1
1や堆積物10を除去するため剥離液を用いて洗浄を行
う(図8(a))。
In this state, the resist 9 is removed by oxygen plasma ashing. Substrate temperature during ashing is 15
The temperature is 0 to 250 ° C., and the processing gas is oxygen gas. After the removal of the resist, the resist residue 11 remains on the silicon oxide film 8 and the deposit 10 adheres inside the interlayer connection hole (FIG. 7C). Therefore, these resist residues 1
Cleaning is performed using a stripping solution to remove 1 and the deposit 10 (FIG. 8A).

【0012】つづいてシリコン窒化膜7をドライエッチ
ングし、下層配線の表面を露出させる(図8(b))。
エッチングガスとしてCHF3、Arの混合ガスを用い
る。
Subsequently, the silicon nitride film 7 is dry-etched to expose the surface of the lower wiring (FIG. 8B).
A mixed gas of CHF 3 and Ar is used as an etching gas.

【0013】ドライエッチング後、レジスト残渣11や
堆積物12を除去するため、再度アミン化合物を含有す
る剥離液を用いて洗浄を行う(図8(c))。その後、
層間接続孔内部にバリアメタル膜、埋め込み導電膜を成
膜し、表面を平坦化することにより層間接続プラグを完
成する。
After the dry etching, in order to remove the resist residues 11 and the deposits 12, cleaning is performed again using a stripping solution containing an amine compound (FIG. 8C). afterwards,
A barrier metal film and a buried conductive film are formed inside the interlayer connection hole, and the surface is flattened to complete the interlayer connection plug.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術においては、以下のような点で改善の余地を有して
いた。
However, in the above-mentioned prior art, there is room for improvement in the following points.

【0015】第一の従来技術は、図6(a)に示すよう
に、酸素プラズマアッシングを行うと銅膜が酸化され、
酸化銅14が形成される。銅の酸化は、表面のみならず
50nm程度の深さにまで進行する。このような酸化銅
14が形成されると、コンタクト配線の抵抗が増大した
り接続不良が生じ、素子の信頼性が低下するという問題
があった。
In the first prior art, as shown in FIG. 6A, when oxygen plasma ashing is performed, a copper film is oxidized,
Copper oxide 14 is formed. The oxidation of copper proceeds not only on the surface but also to a depth of about 50 nm. When such copper oxide 14 is formed, there is a problem that the resistance of the contact wiring increases or a connection failure occurs, and the reliability of the element is reduced.

【0016】上記酸素プラズマアッシングは、プラズマ
放電により発生させた酸素ラジカルのような活性種と、
加熱により活性化したレジスト樹脂とを反応させること
により行うものである。これにより、レジストの主成分
である有機樹脂が酸素プラズマ放電により生成される活
性種と反応してCO2やH2O等のガスに分解され基板表面か
ら除去される。
In the oxygen plasma ashing, active species such as oxygen radicals generated by plasma discharge are used.
This is performed by reacting with a resist resin activated by heating. As a result, the organic resin, which is the main component of the resist, reacts with the active species generated by the oxygen plasma discharge to be decomposed into a gas such as CO 2 or H 2 O and removed from the substrate surface.

【0017】ここで酸素プラズマアッシングを行うため
には、基板を加熱しレジストを一定温度以上にすること
が必要となる。これは、酸素プラズマ中の活性酸素種や
酸素イオン種がレジスト中の有機樹脂と化学反応を起こ
すためのしきい値温度が存在するためである。レジスト
として用いられる通常の有機樹脂では、基板温度を10
0℃未満とした状態では特に反応が遅くなる。通常は、
プロセス効率を考慮して150℃以上の温度で処理がな
される。
Here, in order to perform oxygen plasma ashing, it is necessary to heat the substrate to make the resist have a certain temperature or higher. This is because there is a threshold temperature for active oxygen species and oxygen ion species in oxygen plasma to cause a chemical reaction with the organic resin in the resist. In a typical organic resin used as a resist, a substrate temperature of 10
If the temperature is lower than 0 ° C., the reaction is particularly slow. Normally,
The processing is performed at a temperature of 150 ° C. or more in consideration of the process efficiency.

【0018】一方、アッシング時の温度をあまり高くす
ると、CO2やH2O等のガス生成反応以外に有機樹脂の炭化
反応が起こり、レジストが焦げ付くことがある。このた
め通常、250℃以下の温度で処理が行われる。
On the other hand, if the temperature at the time of ashing is too high, a carbonization reaction of the organic resin occurs in addition to a gas generation reaction such as CO 2 and H 2 O, and the resist may be scorched. Therefore, the treatment is usually performed at a temperature of 250 ° C. or less.

【0019】以上のことから、レジストの焦げ付きが起
こらない程度に、しかもCO2やH2O等のガスを高収率に生
成させるため、アッシングの際、基板温度を150〜2
50℃に制御することが必要となる。ところがこの温度
でアッシングを行うと、前述のように銅膜の酸化が進行
し、コンタクト配線抵抗が上昇するという問題が生じる
のである。この問題は銅系金属膜の酸化の進行が速いこ
とにより生じるものであり、銅系金属膜を設けた場合に
特有に発生する問題である。
From the above, in order to generate a gas such as CO 2 or H 2 O in a high yield to the extent that the resist is not scorched, the substrate temperature is set to 150 to 2 during ashing.
It is necessary to control to 50 ° C. However, when ashing is performed at this temperature, oxidation of the copper film proceeds as described above, and a problem arises in that the contact wiring resistance increases. This problem is caused by the rapid progress of the oxidation of the copper-based metal film, and is a problem that occurs specifically when the copper-based metal film is provided.

【0020】一方、前述の第二の従来技術は、銅配線の
表面をシリコン窒化膜で覆った状態でアッシングを行う
ため、上記のような銅の酸化を防止できる。しかしなが
ら、工程数が増加し、操作が煩雑となるという問題があ
る。この方法を採用した場合、剥離液により処理を図7
(c)の後と図8(b)の後の両方で行う必要がある。
この剥離液による処理は、エッチングやアッシングを行
う装置からウエハを取り出して行う必要があり、ウエハ
の移動を伴うため工程時間が増大する。
On the other hand, in the above-mentioned second prior art, ashing is performed in a state where the surface of the copper wiring is covered with the silicon nitride film, so that oxidation of copper as described above can be prevented. However, there is a problem that the number of steps increases and the operation becomes complicated. When this method is adopted, the treatment is carried out by using a stripper as shown in FIG.
This must be performed both after (c) and after FIG. 8 (b).
It is necessary to take out the wafer from the apparatus for performing the etching or ashing and perform the process using the stripping solution, and the process time is increased because the wafer is moved.

【0021】なお、上述した以外の方法として、第一の
従来技術の方法において酸素プラズマアッシングを行わ
ずに剥離液でレジストを除去する方法も考えられる。し
かしこの場合、レジストも堆積物も効果的に除去できる
とともに銅膜を劣化させないような特殊な剥離液が必要
とされ、また剥離液の交換頻度も高くなる。ところがこ
のような要求を充分に満たす剥離液は見出されておら
ず、上述した第一または第二の従来技術に頼らざるを得
ないのが現状である。
As a method other than the method described above, a method of removing the resist with a stripping solution without performing oxygen plasma ashing in the method of the first prior art may be considered. However, in this case, a special stripping solution that can effectively remove the resist and the deposit and does not deteriorate the copper film is required, and the frequency of changing the stripping solution is increased. However, a stripper that sufficiently satisfies such requirements has not been found, and at present it is necessary to rely on the above-described first or second prior art.

【0022】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、銅配線多層構造を形成する際、工程の煩
雑化をもたらすことなく銅配線の酸化を防ぐことを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to prevent oxidation of copper wiring without complicating the steps when forming a copper wiring multilayer structure.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
基板上に銅系金属膜を形成する工程と、該銅系金属膜の
上に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上に所定の形状
にパターニングされたレジストを形成する工程と、該レ
ジストをマスクとして該絶縁膜中に前記銅系金属膜に達
する孔を設ける工程と、前記半導体基板の温度を−50
℃〜50℃として酸素プラズマエッチングを行い前記レ
ジストを除去する工程とを有することを特徴とする半導
体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention, a step of forming a copper-based metal film on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on the copper-based metal film, Forming a resist patterned in a predetermined shape, providing a hole in the insulating film to reach the copper-based metal film using the resist as a mask, and setting the temperature of the semiconductor substrate to -50.
Removing the resist by performing oxygen plasma etching at a temperature of 50 ° C. to 50 ° C. to provide a method of manufacturing a semiconductor device.

【0024】本発明は、従来技術における酸素プラズマ
アッシングに代え、酸素プラズマエッチングによりレジ
ストを除去するものである。
In the present invention, the resist is removed by oxygen plasma etching instead of oxygen plasma ashing in the prior art.

【0025】前述のように、酸素プラズマアッシングで
は、活性酸素種や酸素イオン種がレジスト樹脂と化学反
応を起こすためのしきい値温度が存在する。レジストと
して用いられる通常の有機樹脂では、基板温度を100
℃以下とした状態ではプラズマアッシング処理では極端
に反応が遅くなる。
As described above, in oxygen plasma ashing, there is a threshold temperature at which active oxygen species and oxygen ion species cause a chemical reaction with the resist resin. In a normal organic resin used as a resist, a substrate temperature of 100
When the temperature is lower than or equal to ° C., the reaction becomes extremely slow in the plasma ashing process.

【0026】これに対し上記半導体装置の製造方法は、
基板温度を−50℃〜50℃とした状態で半導体基板を
酸素プラズマ中に置き、酸素プラズマエッチングにより
レジストの除去を行うものである。この温度領域では従
来の酸素プラズマアッシング処理を効率よく行うことは
困難であった。ところが本発明者の検討によれば、この
ような温度領域においても、RFバイアスを印加したり
処理雰囲気の圧力の調整する等の方法により、レジスト
の除去が可能となることが明らかになった。本発明はか
かる知見に基づいてなされたものであり、銅系金属膜の
酸化の進行を抑制しつつレジストを除去することができ
る。
On the other hand, the method of manufacturing the semiconductor device is as follows.
The semiconductor substrate is placed in oxygen plasma at a substrate temperature of -50 ° C to 50 ° C, and the resist is removed by oxygen plasma etching. In this temperature range, it has been difficult to efficiently perform the conventional oxygen plasma ashing. However, according to the study of the present inventors, it has been clarified that the resist can be removed even in such a temperature range by a method such as applying an RF bias or adjusting the pressure of a processing atmosphere. The present invention has been made based on such knowledge, and it is possible to remove a resist while suppressing the progress of oxidation of a copper-based metal film.

【0027】また上記半導体装置の製造方法は、レジス
ト剥離後に残存するレジスト残渣をその後の洗浄工程で
容易に除去できるという利点を有する。レジスト残渣と
は、レジストの剥離の際、レジスト樹脂とエッチングガ
スやアッシングガスとの反応生成物が絶縁膜上に付着し
たものである。本発明の方法を用いた場合、このレジス
ト残渣を、その後の洗浄により容易に除去することがで
きる。これは、レジスト剥離時の処理温度を低くしてい
るため、残存するレジスト樹脂の膜質が変化することに
よるものと推察される。本発明の方法では低温下でレジ
ストの剥離を行うため従来のアッシング処理と比較して
レジスト残渣の量が増大する場合があるが、このような
場合でも後の洗浄工程でレジスト残渣を容易に除去でき
るため、特に問題とならない。
The method for manufacturing a semiconductor device has an advantage that a resist residue remaining after the resist is stripped can be easily removed in a subsequent cleaning step. The resist residue is one in which a reaction product of a resist resin and an etching gas or an ashing gas adheres to an insulating film when the resist is stripped. When the method of the present invention is used, the resist residue can be easily removed by subsequent washing. This is presumed to be due to a change in the film quality of the remaining resist resin because the processing temperature at the time of removing the resist was lowered. In the method of the present invention, since the resist is stripped at a low temperature, the amount of the resist residue may increase as compared with the conventional ashing process, but even in such a case, the resist residue can be easily removed in the subsequent cleaning step. Because it is possible, there is no particular problem.

【0028】また本発明によれば、半導体基板上に銅系
金属膜と絶縁膜とレジストとを順次積層し、前記銅系金
属膜が露出する開口部を形成した後、前記銅系金属膜表
面の酸化を抑制できる温度で前記レジストを除去するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
According to the present invention, a copper-based metal film, an insulating film, and a resist are sequentially laminated on a semiconductor substrate, and an opening for exposing the copper-based metal film is formed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising removing the resist at a temperature at which oxidation of the resist can be suppressed.

【0029】この半導体装置の製造方法によれば、銅系
金属膜の酸化の進行を抑制しつつレジストを除去するこ
とができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device, the resist can be removed while suppressing the progress of oxidation of the copper-based metal film.

【0030】この半導体装置の製造方法において、レジ
ストの除去は、酸素プラズマエッチングにより行うこと
が好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device, the resist is preferably removed by oxygen plasma etching.

【0031】上記銅系金属膜表面の酸化を抑制できる温
度は、たとえば、酸素プラズマエッチングにより上記レ
ジストを除去する時間内に銅系金属膜が酸化される膜厚
を、銅系金属膜の膜厚の3%以下に抑制できる温度とす
ることが望ましく、特に−50〜50℃とすることが望
ましい。銅系金属膜が酸化されると、後工程で銅系金属
膜を除去するので、その分、銅系金属膜の膜厚が減るこ
ととになる。一般に、この膜厚が2〜3%以上減ると、
配線抵抗の増加等、半導体装置の電気特性に影響すると
いわれている。従って、たとえば300nmの銅系金属
膜を使用した場合、酸化される膜厚を9nm(=300
×0.03)以内に収めることが望ましい。銅系金属膜
の膜厚は、酸素プラズマエッチング等によりレジストを
除去する時間と、エッチングするときの半導体基板の温
度で決まり、時間が長くなればなるほど、また、温度が
高くなればなるほど厚くなる。また、レジストの除去時
間は、温度が低くなるほど、除去しきれるまでの時間が
長くなる。これらの点を考慮して、銅系金属膜が酸化さ
れる膜厚を銅系金属膜の膜厚の3%以下に抑制できる温
度とすることが望ましく、さらに2%以下とすることが
より望ましい。
The temperature at which the oxidation of the surface of the copper-based metal film can be suppressed is, for example, the film thickness at which the copper-based metal film is oxidized within the time of removing the resist by oxygen plasma etching. It is preferable that the temperature be controlled to 3% or less of the temperature, particularly -50 to 50 ° C. When the copper-based metal film is oxidized, the copper-based metal film is removed in a later step, and accordingly, the thickness of the copper-based metal film is reduced. Generally, when this film thickness is reduced by 2-3% or more,
It is said that the increase in wiring resistance affects the electrical characteristics of the semiconductor device. Therefore, for example, when a copper-based metal film of 300 nm is used, the thickness of the oxidized film is 9 nm (= 300 nm).
× 0.03). The thickness of the copper-based metal film is determined by the time for removing the resist by oxygen plasma etching or the like and the temperature of the semiconductor substrate at the time of etching, and the longer the time and the higher the temperature, the thicker. In addition, the lower the temperature of the resist, the longer the time until the resist is completely removed. In consideration of these points, it is preferable that the temperature at which the thickness of the copper-based metal film oxidized is suppressed to 3% or less of the thickness of the copper-based metal film, and more preferably 2% or less. .

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】本発明において酸素プラズマエッ
チングを行う際、基板温度を−50℃〜50℃とする
が、より好ましくは−50℃〜30℃とする。このよう
な温度とすることにより銅系金属膜の酸化の進行をより
効果的に抑制することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In performing oxygen plasma etching in the present invention, the substrate temperature is set to -50.degree. C. to 50.degree. C., and more preferably, -50.degree. With such a temperature, the progress of oxidation of the copper-based metal film can be more effectively suppressed.

【0033】また酸素プラズマエッチングを行う雰囲気
の圧力を好ましくは500mtorr以下、さらに好ま
しくは100mtorr以下、最も好ましくは10mt
orr以下とする。このような低い圧力とすることによ
り、レジストの剥離をより効率的に行うことができる。
なお下限は特に無いが、0.1mtorr以上とするこ
とで充分である。従来の酸素プラズマアッシングでは、
処理雰囲気の真空度を一定値以上とすることが必要とな
る。アッシング処理は等方的処理であることが望ましい
ため、プラズマ中の活性種の平均自由工程を短くするこ
とが重要となる。このため処理雰囲気の真空度を一定値
以上とすることが必要とされており、通常、1〜3to
rr程度とされていた。これに対し本発明の方法では、
上述のように、アッシングを行う場合よりも処理雰囲気
を低圧に調整することが好ましい。これによりプラズマ
中の活性種の平均自由工程を長くし、エッチング作用を
向上させることができる。
The pressure of the atmosphere in which the oxygen plasma etching is performed is preferably 500 mtorr or less, more preferably 100 mtorr or less, and most preferably 10 mtr or less.
orr or less. With such a low pressure, the resist can be stripped more efficiently.
There is no particular lower limit, but it is sufficient to set the lower limit to 0.1 mtorr or more. In conventional oxygen plasma ashing,
It is necessary to set the degree of vacuum of the processing atmosphere to a certain value or more. Since it is desirable that the ashing process is an isotropic process, it is important to shorten the mean free path of the active species in the plasma. For this reason, it is necessary that the degree of vacuum of the processing atmosphere be equal to or more than a certain value, and is usually 1 to 3 to
rr. In contrast, in the method of the present invention,
As described above, it is preferable to adjust the processing atmosphere to a lower pressure than when ashing is performed. Thereby, the mean free path of the active species in the plasma can be lengthened, and the etching action can be improved.

【0034】本発明において、半導体基板を高周波電源
に接続した電極上に載置し、半導体基板に高周波バイア
スを印加した状態で酸素プラズマエッチングを行うこと
が好ましい。このようにすることによってレジスト表面
に高エネルギーの活性種による衝撃を与えることがで
き、低温下においても充分にレジストを剥離することが
できる。高周波バイアスは、エッチング装置の種類等に
より適宜設定されるが、通常、10W〜50Wとされ
る。あまり高いバイアスをかけると、銅膜の表面がエッ
チングされたり、銅の酸化が深い位置まで進行する場合
がある。ここで上記バイアスはプラズマ中の活性種が基
板にほぼ垂直に加速されるように印加することが好まし
い。
In the present invention, it is preferable that the semiconductor substrate is mounted on an electrode connected to a high-frequency power source, and oxygen plasma etching is performed with a high-frequency bias applied to the semiconductor substrate. By doing so, the resist surface can be impacted by high energy active species, and the resist can be sufficiently stripped even at a low temperature. The high-frequency bias is appropriately set depending on the type of the etching apparatus and the like, and is usually set to 10 W to 50 W. If a too high bias is applied, the surface of the copper film may be etched or copper oxidation may progress to a deep position. Here, it is preferable to apply the bias so that the active species in the plasma is accelerated almost perpendicularly to the substrate.

【0035】本発明において酸素プラズマエッチングを
行う際、酸素流量は、処理を行うチャンバーの体積や排
気量等を考慮し、安定したエッチング処理が実現できる
ように適宜に設定される。通常は10〜100sccm程度
とする。
When oxygen plasma etching is performed in the present invention, the flow rate of oxygen is appropriately set in consideration of the volume of the chamber in which the processing is performed, the amount of exhaust, and the like, so that a stable etching processing can be realized. Usually, it is about 10 to 100 sccm.

【0036】本発明の半導体装置の製造方法は、レジス
ト剥離後に残存するレジスト残渣をその後の洗浄工程で
容易に除去できるという利点を有する。特にアミン化合
物を含む剥離液を用いれば、一層容易にレジスト残渣を
除去することができる。すなわち、レジストを除去する
工程の後、アミン化合物を含む剥離液を用いて孔の内壁
を洗浄する工程を有するプロセスとすることにより、本
発明の効果がより顕著に発揮される。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention has an advantage that a resist residue remaining after the resist is stripped can be easily removed in a subsequent cleaning step. In particular, if a stripping solution containing an amine compound is used, the resist residue can be more easily removed. That is, the effect of the present invention can be more remarkably exhibited by employing a process having a step of cleaning the inner wall of the hole using a stripping solution containing an amine compound after the step of removing the resist.

【0037】なお本発明は銅系金属膜形成以後のプロセ
スに特徴を有するものであり、半導体基板の種類は特に
限定されない。具体的には、シリコン等のIV族元素から
なる半導体基板のほか、III-V族やII-VI族の化合物半導
体からなる半導体基板を用いることもできる。
The present invention is characterized by the process after the formation of the copper-based metal film, and the type of the semiconductor substrate is not particularly limited. Specifically, in addition to a semiconductor substrate made of a group IV element such as silicon, a semiconductor substrate made of a group III-V or II-VI compound semiconductor can also be used.

【0038】本発明における銅系金属膜とは、銅または
銅合金から金属膜をいい、配線として用いられる膜のほ
か、層間接続プラグ等に用いられる膜等を含む。銅合金
とは、たとえば銅/アルミニウム合金等をいう。銅系金
属膜の成膜工程は特に制限がなく、めっき法やスパッタ
法、CVD法が主として用いられる。
The copper-based metal film in the present invention refers to a metal film made of copper or a copper alloy, and includes a film used as an interconnect, a film used as an interlayer connection plug, and the like. The copper alloy refers to, for example, a copper / aluminum alloy or the like. The step of forming the copper-based metal film is not particularly limited, and a plating method, a sputtering method, and a CVD method are mainly used.

【0039】本発明において銅系金属膜の形成はダマシ
ン法等を用いることができる。たとえば、層間絶縁膜の
所定箇所に凹部を形成した後、凹部を埋め込むように銅
系金属膜を成膜し、さらに銅系金属膜の不要部分を除去
することにより銅系金属膜を形成することができる。銅
系金属膜の不要部分の除去は、CMP等により行う。
In the present invention, the copper-based metal film can be formed by a damascene method or the like. For example, after forming a concave portion at a predetermined portion of an interlayer insulating film, a copper-based metal film is formed so as to fill the concave portion, and further, an unnecessary portion of the copper-based metal film is removed to form the copper-based metal film. Can be. An unnecessary portion of the copper-based metal film is removed by CMP or the like.

【0040】本発明における絶縁膜としては、従来から
用いられているシリコン酸化膜の他、SOG膜等の低誘
電率材料を用いることができる。ここでSOG膜の種類
は特に限定されず、無機SOG膜、有機SOG膜、HS
Q(Hydrogen Silisesquioxane)膜等を用いることがで
きる。
As the insulating film in the present invention, a low dielectric constant material such as an SOG film can be used in addition to a conventionally used silicon oxide film. Here, the type of the SOG film is not particularly limited, and an inorganic SOG film, an organic SOG film, an HS
A Q (Hydrogen Silisesquioxane) film or the like can be used.

【0041】本発明におけるレジストは、酸素プラズマ
エッチングにより除去されるものであれば特に限定され
ず、有機化合物からなる一般的なレジスト材料を用いる
ことができる。たとえばノボラック系のレジスト材料の
ほか、化学増幅型のレジスト材料等を用いることもでき
る。
The resist in the present invention is not particularly limited as long as it can be removed by oxygen plasma etching, and a general resist material made of an organic compound can be used. For example, in addition to a novolak-based resist material, a chemically amplified resist material or the like can be used.

【0042】本発明において酸素プラズマエッチングを
行う装置は、処理時の半導体基板温度を−50〜50℃
の範囲内の温度に調整することのできるものが使用され
る。また、前述のように、酸素プラズマエッチングを行
う際、処理雰囲気の圧力を500mtorr以下の低圧
とし、半導体基板に高周波バイアスを印加することが好
ましいことから、このような条件を実現できる装置を使
用することが好ましい。ECRプラズマ装置は、低真空
とした場合でも高いプラズマ密度を実現することができ
るので、本発明に好適に適用することができる。また平
行平板型のプラズマ装置も、半導体基板に好適に高周波
バイアスを印加することができるので好ましい。
In the present invention, the apparatus for carrying out the oxygen plasma etching has a semiconductor substrate temperature of -50 to 50 ° C. during processing.
The one that can be adjusted to a temperature within the range is used. Further, as described above, when performing the oxygen plasma etching, it is preferable to set the pressure of the processing atmosphere to a low pressure of 500 mtorr or less and apply a high-frequency bias to the semiconductor substrate. Therefore, an apparatus which can realize such conditions is used. Is preferred. The ECR plasma device can realize a high plasma density even in a low vacuum, and thus can be suitably applied to the present invention. A parallel plate type plasma device is also preferable because a high frequency bias can be suitably applied to the semiconductor substrate.

【0043】[0043]

【実施例】実施例1 本実施例について図1〜3を参照して説明する。Embodiment 1 This embodiment will be described with reference to FIGS.

【0044】まずトランジスタ等の素子を形成した半導
体基板(不図示)上に、シリコン酸化膜1、シリコン窒
化膜2、シリコン酸化膜3をこの順で形成し、さらにそ
の上に所定の形状にパターニングしたレジスト4を設け
た(図1(a))。
First, a silicon oxide film 1, a silicon nitride film 2, and a silicon oxide film 3 are formed in this order on a semiconductor substrate (not shown) on which elements such as transistors are formed, and further patterned thereon in a predetermined shape. A resist 4 was provided (FIG. 1A).

【0045】次にレジスト4をマスクとしてドライエッ
チングを行い、シリコン酸化膜3中に下層配線埋め込み
用の溝を形成した。このときシリコン窒化膜2がエッチ
ングストッパーとして機能する。つづいて、酸素プラズ
マのアッシングおよびアミン化合物を含有する剥離液を
用いた洗浄により、レジスト4を剥離処理した(図1
(b))。
Next, dry etching was performed using the resist 4 as a mask to form a trench for embedding a lower wiring in the silicon oxide film 3. At this time, the silicon nitride film 2 functions as an etching stopper. Subsequently, the resist 4 was stripped by ashing with oxygen plasma and washing using a stripping solution containing an amine compound (FIG. 1).
(B)).

【0046】次に、全面にバリアメタル膜としてTaN
膜5(膜厚50nm)をスパッタリング法により堆積し
た。さらにその上に銅膜6をスパッタリング法により堆
積し、溝部を埋め込んだ(図1(c))。つづいてCM
P(Chemical Mechanical Polishing;化学的機械的研磨
法)により溝外部に形成された不要なTaN膜5および
銅膜6を除去して下層配線を完成した(図1(d))。
Next, TaN is formed on the entire surface as a barrier metal film.
Film 5 (film thickness 50 nm) was deposited by a sputtering method. Further, a copper film 6 was deposited thereon by a sputtering method to fill the groove (FIG. 1C). Next, CM
Unnecessary TaN film 5 and copper film 6 formed outside the groove were removed by P (Chemical Mechanical Polishing) to complete the lower wiring (FIG. 1D).

【0047】下層配線形成後、シリコン窒化膜7(膜厚
100nm)、シリコン酸化膜8(膜厚1200nm)
をこの順で形成し、さらにその上に所定の形状にパター
ニングしたレジスト9を設けた(図2(a))。レジス
ト材料としては、g線あるいはi線用レジストとして使
用されるクレゾールノボラック樹脂−ナフトキノンジア
ジド(NQD)感光剤系ポジ型レジストを用いた。
After forming the lower wiring, a silicon nitride film 7 (100 nm thick) and a silicon oxide film 8 (1200 nm thick)
Were formed in this order, and a resist 9 patterned into a predetermined shape was further provided thereon (FIG. 2A). As a resist material, a cresol novolak resin-naphthoquinonediazide (NQD) photosensitizer-based positive resist used as a resist for g-line or i-line was used.

【0048】このレジスト9をマスクとしてシリコン窒
化膜7が露出するまでシリコン酸化膜8をドライエッチ
ングし、層間接続孔を形成した(図2(b))。層間接
続孔の開口径は、0.25μmとした。エッチングガス
としてはC48、Ar、O2を含む混合ガスを用いた。
このガスは、シリコン酸化膜8とシリコン窒化膜7に対
し大きなエッチングレートを有するため(シリコン酸化
膜:シリコン窒化膜=20:1)、エッチングはシリコ
ン窒化膜7の上部でストップした。
Using the resist 9 as a mask, the silicon oxide film 8 was dry-etched until the silicon nitride film 7 was exposed to form an interlayer connection hole (FIG. 2B). The opening diameter of the interlayer connection hole was 0.25 μm. A mixed gas containing C 4 F 8 , Ar, and O 2 was used as an etching gas.
Since this gas has a large etching rate for the silicon oxide film 8 and the silicon nitride film 7 (silicon oxide film: silicon nitride film = 20: 1), the etching was stopped at the upper part of the silicon nitride film 7.

【0049】つづいてシリコン窒化膜7をドライエッチ
ングし、下層配線の表面を露出させた(図2(c))。
エッチングガスとしてCHF3、Arの混合ガスを用い
た。
Subsequently, the silicon nitride film 7 was dry-etched to expose the surface of the lower wiring (FIG. 2C).
A mixed gas of CHF 3 and Ar was used as an etching gas.

【0050】つづいて下記表1の条件にて酸素プラズマ
エッチングを行い、レジスト9を剥離処理した(図3
(a))。エッチングに際しては、公知のECRプラズ
マ装置を用いた。
Subsequently, oxygen plasma etching was performed under the conditions shown in Table 1 below to remove the resist 9 (FIG. 3).
(A)). At the time of etching, a known ECR plasma device was used.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】基板温度は、ウエハ表面中央部の温度をサ
ーモラベルにより測定した。温度の調整は、基板を載置
した電極に冷媒を通し、この冷媒の温度を制御すること
により行った。半導体基板は高周波電源に接続した電極
上に載置し、半導体基板に高周波バイアスを印加した状
態で酸素プラズマエッチングを行った。
The substrate temperature was measured at the center of the wafer surface using a thermo label. The temperature was adjusted by passing a coolant through the electrode on which the substrate was placed, and controlling the temperature of the coolant. The semiconductor substrate was mounted on an electrode connected to a high-frequency power supply, and oxygen plasma etching was performed with a high-frequency bias applied to the semiconductor substrate.

【0053】以上のように酸素プラズマによるエッチン
グ処理を行うと、シリコン酸化膜8上にレジスト残渣1
1が残存するとともに、層間接続孔内部に銅膜6がエッ
チングされることによって生じる堆積物12が付着す
る。これらを除去するため、アミン化合物を含有する剥
離液を用いて洗浄を行った。
As described above, when the etching process by the oxygen plasma is performed, the resist residue 1 on the silicon oxide film 8 is formed.
1 remains, and deposits 12 generated by etching the copper film 6 adhere to the inside of the interlayer connection hole. In order to remove these, washing was performed using a stripping solution containing an amine compound.

【0054】その後、層間接続孔内部を前処理した後、
TaNからなるバリアメタル膜およびタングステンから
なる埋め込み導電膜を成膜した(不図示)。さらにその
表面を平坦化することにより層間接続プラグを完成し
た。
Then, after pre-processing the inside of the interlayer connection hole,
A barrier metal film made of TaN and a buried conductive film made of tungsten were formed (not shown). The surface was flattened to complete an interlayer connection plug.

【0055】本実施例の方法によれば、レジスト剥離工
程で、基板温度を−20℃として酸素プラズマエッチン
グを行っている。従来技術では基板温度を150〜25
0℃とした酸素プラズマによるアッシングによりレジス
ト剥離を行っていた。このため図6(b)のように銅膜
の表面から酸化が進行し、酸化銅14が形成されるとい
う弊害があった。これに対し本実施例では、基板温度を
−20℃とする処理を行っている。このような低温で行
うエッチング処理を行った場合、従来のアッシング処理
よりもレジスト除去速度は低下するものの銅配線の酸化
を効果的に防止することができる。エッチング処理を行
った場合でも銅配線の表面で酸化が起こるが、酸化層の
形成される深さは100Å(10nm)以下にとどま
り、その後に行われる剥離液による処理や次工程のプラ
グ埋め込み処理の前処理の段階で充分に除去することが
できる。
According to the method of this embodiment, oxygen plasma etching is performed at a substrate temperature of −20 ° C. in the resist stripping step. In the prior art, the substrate temperature is set to 150 to 25.
The resist was stripped by ashing with oxygen plasma at 0 ° C. For this reason, as shown in FIG. 6B, there is a problem that oxidation proceeds from the surface of the copper film and copper oxide 14 is formed. On the other hand, in the present embodiment, a process for setting the substrate temperature to −20 ° C. is performed. When the etching process performed at such a low temperature is performed, although the resist removal rate is lower than that of the conventional ashing process, the oxidation of the copper wiring can be effectively prevented. Even when the etching process is performed, oxidation occurs on the surface of the copper wiring, but the depth at which the oxide layer is formed is limited to 100 ° (10 nm) or less. It can be sufficiently removed at the stage of pretreatment.

【0056】以上のように、本実施例の方法によれば工
程の煩雑化をもたらすことなく銅配線の酸化を防ぐこと
ができる。
As described above, according to the method of this embodiment, oxidation of copper wiring can be prevented without complicating the steps.

【0057】実施例2 次に、従来の酸素プラズマアッシングを行った場合と本
発明の酸素プラズマエッチングを行った場合についてモ
デル実験を行い、レジストエッチング速度および銅の酸
化の進行の比較した結果を示す。
Example 2 Next, a model experiment was conducted for a case where conventional oxygen plasma ashing was performed and a case where oxygen plasma etching of the present invention was performed, and the results of comparing the resist etching rate and the progress of copper oxidation are shown. .

【0058】(レジストエッチング速度)表面にシリコ
ン酸化膜を設けたシリコン基板上に、レジスト材料を塗
布し、試料を作製した。レジスト材料としては、クレゾ
ールノボラック樹脂−ナフトキノンジアジド(NQD)
感光剤系ポジ型レジストを用いた。レジストの膜厚は2
μmとした。
(Resist Etching Rate) A resist material was applied on a silicon substrate provided with a silicon oxide film on the surface to prepare a sample. Cresol novolak resin-naphthoquinonediazide (NQD) as a resist material
A photosensitive-type positive resist was used. The thickness of the resist is 2
μm.

【0059】次いで下記表2に示す条件下でレジスト剥
離処理を行った。この条件で処理を行った場合の、処理
時間とレジスト除去量の関係を図9に示す。本発明の方
法では、処理温度が低いためにレジスト除去速度が低下
するものの、従来のアッシングの1/2以上の速度でレ
ジストを除去することができる。
Next, the resist was stripped under the conditions shown in Table 2 below. FIG. 9 shows the relationship between the processing time and the resist removal amount when the processing is performed under these conditions. According to the method of the present invention, the resist removal rate is reduced due to the low processing temperature, but the resist can be removed at a rate equal to or more than half that of the conventional ashing.

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】(銅の酸化の進行)表面にシリコン酸化膜
を設けたシリコン基板上に、めっき法にて銅膜を成膜
し、試料を作製した。次いで上記表2に示した雰囲気下
に試料を2分間放置した。その後、XPS法により銅酸
化層の深さを測定した。本発明の方法および従来方法の
銅酸化層の深さを図10に示す。本発明の方法では、銅
酸化層の深さが100Å以下に抑えられていることが明
らかになった。
(Progress of Oxidation of Copper) A copper film was formed by a plating method on a silicon substrate having a silicon oxide film provided on the surface to prepare a sample. Next, the sample was left for 2 minutes in the atmosphere shown in Table 2 above. Thereafter, the depth of the copper oxide layer was measured by the XPS method. FIG. 10 shows the depth of the copper oxide layer according to the method of the present invention and the conventional method. According to the method of the present invention, it was found that the depth of the copper oxide layer was suppressed to 100 ° or less.

【0062】実施例3 実施例2で示した本発明の方法による処理を、基板温度
を変えて行った結果を図11に示す。図11の結果よ
り、基板温度を−50〜50℃とすれば銅の酸化を抑制
しつつレジストを好適に除去できることが明らかになっ
た。特に基板温度を30℃以下とすれば、銅酸化層の厚
みが100Å以下とすることができ、また若干の温度の
変動があっても銅酸化層の厚みを安定的に低減できる。
Example 3 FIG. 11 shows the result of performing the processing according to the method of the present invention shown in Example 2 while changing the substrate temperature. From the results of FIG. 11, it has been clarified that when the substrate temperature is -50 to 50 ° C., the resist can be suitably removed while suppressing the oxidation of copper. In particular, when the substrate temperature is 30 ° C. or lower, the thickness of the copper oxide layer can be reduced to 100 ° or less, and the thickness of the copper oxide layer can be stably reduced even if there is a slight temperature fluctuation.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、銅
系金属膜の上部に接続孔を設けた後、レジストを剥離す
る際、銅系金属膜表面の酸化を抑制できる温度でレジス
トを除去している。たとえば、基板温度を−50℃〜5
0℃として酸素プラズマエッチングを行うことによりレ
ジストを除去している。このため、工程の煩雑化をもた
らすことなく銅配線の酸化を防ぐことができる。
As described above, according to the present invention, when a resist is peeled off after a connection hole is formed on a copper-based metal film, the resist is removed at a temperature at which oxidation of the surface of the copper-based metal film can be suppressed. Has been removed. For example, if the substrate temperature is -50 ° C to 5
The resist is removed by performing oxygen plasma etching at 0 ° C. Therefore, oxidation of the copper wiring can be prevented without complicating the process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体装置の製造方法の工程断面であ
る。
FIG. 1 is a process cross section of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法の工程断面であ
る。
FIG. 2 is a process cross section of the semiconductor device manufacturing method of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法の工程断面であ
る。
FIG. 3 is a process cross section of the semiconductor device manufacturing method of the present invention.

【図4】従来の半導体装置の製造方法の工程断面であ
る。
FIG. 4 is a process cross section of a conventional semiconductor device manufacturing method.

【図5】従来の半導体装置の製造方法の工程断面であ
る。
FIG. 5 is a process cross section of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図6】従来の半導体装置の製造方法の工程断面であ
る。
FIG. 6 is a process cross section of a conventional semiconductor device manufacturing method.

【図7】従来の半導体装置の製造方法の工程断面であ
る。
FIG. 7 is a process cross section of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図8】従来の半導体装置の製造方法の工程断面であ
る。
FIG. 8 is a process cross section of a conventional semiconductor device manufacturing method.

【図9】本発明および従来のレジスト剥離処理を行った
ときの処理時間とレジスト除去量の関係を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a processing time and a resist removal amount when performing a resist stripping process of the present invention and a conventional resist.

【図10】本発明および従来のレジスト剥離処理を行っ
た後の銅の酸化の進行の程度を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the progress of oxidation of copper after the present invention and a conventional resist stripping process are performed.

【図11】酸素プラズマエッチング処理における処理時
間および銅酸化層の深さの基板温度依存性を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing the substrate temperature dependence of the processing time and the depth of the copper oxide layer in the oxygen plasma etching processing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 シリコン窒化膜 3 シリコン酸化膜 4 レジスト 5 TaN膜 6 銅膜 7 シリコン窒化膜 8 シリコン酸化膜 9 レジスト 10 堆積物 11 レジスト残渣 12 堆積物 13 シリコン窒化膜 14 酸化銅 REFERENCE SIGNS LIST 1 silicon substrate 2 silicon nitride film 3 silicon oxide film 4 resist 5 TaN film 6 copper film 7 silicon nitride film 8 silicon oxide film 9 resist 10 deposit 11 resist residue 12 deposit 13 silicon nitride film 14 copper oxide

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に銅系金属膜を形成する工
程と、該銅系金属膜の上に絶縁膜を形成する工程と、該
絶縁膜上に所定の形状にパターニングされたレジストを
形成する工程と、該レジストをマスクとして該絶縁膜中
に前記銅系金属膜に達する孔を設ける工程と、前記半導
体基板の温度を−50℃〜50℃として酸素プラズマエ
ッチングを行い前記レジストを除去する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A step of forming a copper-based metal film on a semiconductor substrate, a step of forming an insulating film on the copper-based metal film, and forming a resist patterned into a predetermined shape on the insulating film. Performing a step of providing a hole reaching the copper-based metal film in the insulating film using the resist as a mask, and removing the resist by performing oxygen plasma etching with the temperature of the semiconductor substrate being −50 ° C. to 50 ° C. And a method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 前記酸素プラズマエッチングを行う際、
前記半導体基板の温度を−50℃〜30℃とすることを
特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. When performing the oxygen plasma etching,
2. The method according to claim 1, wherein the temperature of the semiconductor substrate is -50C to 30C.
【請求項3】 前記酸素プラズマエッチングを行う雰囲
気の圧力を500mtorr以下とすることを特徴とす
る請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the pressure of the atmosphere in which the oxygen plasma etching is performed is set to 500 mtorr or less.
【請求項4】 前記半導体基板を高周波電源に接続した
電極上に載置し、該半導体基板に高周波バイアスを印加
した状態で前記酸素プラズマエッチングを行うことを特
徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の半導体装置の
製造方法。
4. The oxygen plasma etching according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is mounted on an electrode connected to a high-frequency power supply, and the oxygen plasma etching is performed with a high-frequency bias applied to the semiconductor substrate. 13. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項5】 前記酸素プラズマエッチングを行う際、
酸素流量を10〜100sccmとすることを特徴とす
る請求項1乃至4いずれかに記載の半導体装置の製造方
法。
5. When performing the oxygen plasma etching,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an oxygen flow rate is 10 to 100 sccm.
【請求項6】 前記レジストを除去する工程の後、アミ
ン化合物を含む剥離液を用いて前記孔の内壁を洗浄する
工程を有することを特徴とする請求項1乃至5いずれか
に記載の半導体装置の製造方法。
6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising, after the step of removing the resist, a step of cleaning an inner wall of the hole using a stripping solution containing an amine compound. Manufacturing method.
【請求項7】 半導体基板上に銅系金属膜と絶縁膜とレ
ジストとを順次積層し、前記銅系金属膜が露出する開口
部を形成した後、前記銅系金属膜表面の酸化を抑制でき
る温度で前記レジストを除去することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
7. A copper-based metal film, an insulating film, and a resist are sequentially laminated on a semiconductor substrate to form an opening through which the copper-based metal film is exposed, and then oxidation of the surface of the copper-based metal film can be suppressed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising removing the resist at a temperature.
【請求項8】 前記レジストの除去を酸素プラズマエッ
チングにより行うことを特徴とする請求項7に記載の半
導体装置の製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the resist is removed by oxygen plasma etching.
【請求項9】 前記銅系金属膜表面の酸化を抑制できる
温度は、前記酸素プラズマエッチングにより前記レジス
トを除去する時間内に前記銅系金属膜が酸化される膜厚
を前記銅系金属膜の膜厚の3%以下に抑制できる温度で
あることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製
造方法。
9. A temperature at which oxidation of the surface of the copper-based metal film can be suppressed, the film thickness at which the copper-based metal film is oxidized within a time period for removing the resist by the oxygen plasma etching is set to a value corresponding to the thickness of the copper-based metal film. 9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the temperature is a temperature that can be suppressed to 3% or less of the film thickness.
【請求項10】 前記銅系金属膜表面の酸化を抑制でき
る温度は、−50〜50℃であることを特徴とする請求
項7乃至9いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein a temperature at which oxidation of the surface of the copper-based metal film can be suppressed is −50 to 50 ° C.
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