(57)【要約】【課題】多層配線の上下配線間を高い歩留りで導電性プラグで接続する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体基板上方に第１金属配線を形成する工程と、（ｂ）前記第１金属配線を覆って、前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、（ｃ）前記層間絶縁膜上に、前記第１金属配線の接続部に対応する開口を有するレジストパターンを形成する工程と、（ｄ）前記レジストパターンをエッチングマスクとして、前記層間絶縁膜を異方性エッチングし、前記第１金属配線に達する接続孔を形成する工程と、（ｅ）酸素ラジカルを供給し、前記レジストパターン表面の反応層を除去する工程と、（ｆ）アミン系有機溶剤を含む薬液で、前記レジストパターン表面を処理し、少なくとも前記異方性エッチングによる反応生成物を除去する工程と、を含む。【選択図】  図２
2004241642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体基板上方に第１金属配線を形成する工程と、
（ｂ）前記第１金属配線を覆って、前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、
（ｃ）前記層間絶縁膜上に、前記第１金属配線の接続部に対応する開口を有するレジストパターンを形成する工程と、
（ｄ）前記レジストパターンをエッチングマスクとして、前記層間絶縁膜を異方性エッチングし、前記第１金属配線に達する接続孔を形成する工程と、
（ｅ）酸素ラジカルを供給し、前記レジストパターン表面の反応層を除去する工程と、
（ｆ）アミン系有機溶剤を含む薬液で、前記レジストパターン表面を処理し、少なくとも前記異方性エッチングによる反応生成物を除去する工程と、を含む半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｅ）が、前記半導体基板を酸素を含むガスのプラズマのダウンフローに曝すことを含む請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｅ）が、酸素を含む雰囲気中で酸素ラジカルを発生する波長の紫外線を照射することを含む請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記紫外線が１８５ｎｍおよび２５４ｎｍのピーク波長を有する請求項３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
さらに、
（ｇ）前記工程（ｆ）の後、酸素プラズマを用いたアッシングを行い、残りのレジストを除去する工程、を含む請求項１〜４のいずれか１項記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にレジストパターンをエッチングマスクとして層間絶縁膜にアスペクト比の高い接続孔をエッチングする工程を含む半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大規模半導体装置には、多層配線が用いられる。配線層間は層間絶縁膜で絶縁される。配線層間の電気的接続のために層間絶縁膜に接続孔が形成される。接続孔を上層配線層で埋めるのが困難な状況では、接続孔に導電性プラグが埋め込まれ、上下配線層間の電気的接続を形成する。
【０００３】
半導体デバイスの高集積化に伴い、ＭＯＳトランジスタのゲート幅、下層配線の幅、接続孔の径等に、大幅な寸法縮小が要求される。特に接続孔は、孔径を縮小すると共に深さは深くなる傾向にある。孔径に対する深さの比であるアスペクト比の高い接続孔をエッチングするためには、プラズマの加速電圧Ｖｐｐを高くしイオンエネルギを上げた異方性エッチングを行ない、エッチング形状を確保する必要がある。
【０００４】
層間絶縁膜に対してイオンエネルギの高い異方性エッチングを行ない、下層配線を露出すると、エッチされた下層配線の金属とエッチングガス（フッ素、炭素）とが反応し、反応生成物として有機又は無機化合物のポリマを生じさせ、接続孔の側壁や底面に付着する。又、高イオンエネルギのプラズマに曝されたレジスト表面には反応（変質）層が形成される。このようなレジストパターンに対し酸素プラズマのアッシングを行なうと、レジストパターンは除去できても有機又は無機のポリマが酸化し、除去困難になる。
【０００５】
導電性プラグを埋め込んでも、導電性プラグと下層配線との間に酸化層が介在し、十分低抵抗の電気的接触を得ることが困難になる。又、酸化層が脱ガス源となり、その後の工程における導電性プラグのオーミック接触を阻害する。
【０００６】
反応生成物のポリマを除去する方法として、ＥＫＣ２６５、ＥＫＣ２７０、（ＥＫＣテクノロジ）ＡＣＴ９３５、ＡＣＴ９３６、（Ａｓｈｌａｎｄ）（ＳＴ−２６Ｓ（日産化学）ＳＰＲ−２０１（関東化学）Ｒｅｐｓ−ｓｓｃ（住友化学））等のアミン系薬液が知られているが、酸化した反応生成物はアミン系薬液では十分除去できない。
【０００７】
そこで、異方性エッチングに続き、アミン系薬液で接続孔側壁や底面に付着した反応生成物のポリマを除去する方法が取られる。しかし、反応生成物は撥水性であり、薬液の浸透を妨げる。薬液処理の温度を昇温することにより反応を促進することはできる。例えば薬液の温度を６５℃〜８５℃とし、１０分〜２５分のウエット処理を行なう。
【０００８】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、関連技術による接続孔形成工程を示す。図８（Ａ），（Ｂ）において、左側に接続孔の多い密パターン領域、右側に接続孔の少ない疎パターン領域を示す。
【０００９】
図８（Ａ）に示すように、半導体基板１にシャロートレンチアイソレーションによる素子分離領域２を形成し、必要なウェルをイオン注入で形成する。素子分離領域２で囲まれた活性領域上にゲート絶縁膜を形成し、その上に多結晶シリコン、ポリサイド等によるゲート電極３を形成する。ソース／ドレイン領域のエクステンション領域をイオン注入した後、ゲート電極３側壁上に酸化シリコン膜等のサイドウォールスペーサ４を形成する。サイドウォールスペーサ外側に高濃度ソース／ドレイン領域をイオン注入して、ＭＯＳ構造を形成する。
【００１０】
ＭＯＳ構造を酸化シリコン等の第１層間絶縁膜７で覆い、必要に応じて化学機械研磨（ＣＭＰ）等により表面を平坦化する。第１層間絶縁膜７にホトリソグラフィとエッチングを用いてコンタクト孔を形成し、多結晶シリコン、タングステン等の導電性プラグ８を埋め込む。例えば、Ｔｉ層をスパッタリングしたのち、化学気相堆積（ＣＶＤ）によりブランケットタングステン層を堆積し、ＣＭＰで不要部を除去する。
【００１１】
第１層間絶縁膜７上に、例えばＴｉ層１１ａ、Ａｌ層１１ｂ、Ｔｉ層１１ｃの積層で第１配線層を形成し、ホトリソグラフィとエッチングでパターニングし、第１配線１１を形成する。第１配線１１を酸化シリコン等の第２層間絶縁膜１２で覆う。第２層間絶縁膜１２上に、第１配線の接続部に対応した開口を有するレジストパターンＰＲを形成する。
【００１２】
レジストパターンＰＲをエッチングマスクとして、第２層間絶縁膜１２をエッチングし、第１配線１１の接続部を露出する。図中左側の２つの接続孔は、第１配線の端部を露出するボーダレスコンタクト構造となっている。接続孔を確実に形成するため、接続孔形成用エッチングは、目的とする接続孔の深さの約１．５倍程度までオーバーエッチングを行なう。レジストパターンＰＲ表面が高イオンエネルギのプラズマに曝され、反応層ＰＲｘを形成する。露出した第１配線がエッチングガスに曝され、反応生成物として有機又は無機のポリマ１３を生成し、特に接続孔側壁及び底面及びレジスト表面に付着する。。
【００１３】
図８（Ｂ）に示すように、アミン系有機溶剤を主成分とした処理薬液を用い、ウエット処理を行なって接続孔側壁及び底面の有機又は無機化合物のポリマを除去する。処理（薬液）温度は６５℃〜８５℃であり、処理時間は１０分〜２５分程度である。続いて、プラズマアッシングチャンバーに基板を搬入し、高周波電力１５００Ｗ、作動ガスＯ２：Ｎ２＝２０００：１００、ステージ温度２５０℃で約６０秒間のアッシング処理を行ない、残ったレジストを除去する。
【００１４】
薬液処理温度が６５℃の場合、ウエット処理及びアッシング処理によっても全てのレジストは除去できず、レジスト残さＲＳが表面上に残る。この残さＲＳは、基板表面上で移動し、形成した接続孔の上を覆う場合もある。この状態で、接続孔を埋め込む導電性のプラグの形成工程を行なっても、レジスト残さＲＳで覆われた接続孔内には導電性プラグが形成されない。
【００１５】
薬液処理温度を高温、例えば８５℃、にすると、レジスト残さＲＳは残り難いが、下層配線の肩部が露出しているボーダレスコンタクトにおいては、主配線層１１ｂのＡｌ層が溶解し、コンタクト不良を起こすことがある。又、薬液を高温にすると、放置温度が高い為に水分蒸発が激しく発生する事から薬液の寿命が低下する。
【００１６】
図８（Ｃ）は、アミン系薬液を用いたウエット処理に続いてアッシング処理を行なった場合の歩留りを示すグラフである。横軸はウエット処理の薬液処理温度を示し、縦軸は歩留りを％で示す。ウエット処理の処理温度が６５℃の場合、歩留りは２０％以下と著しく低い。処理温度を７５℃、８５℃と昇温させると、歩留まりは向上するが、上述のコンタクト不良、薬液寿命低下等の他の問題も生じる。
【００１７】
本発明者は、レジスト面をエッチング用プラズマに曝すことによってどのような影響が生じるかをウエット処理において調べた。レジスト面にエッチング処理を行なっていない場合、７５℃のウエット処理を１分間行なうことにより、レジストは除去可能であった。これに対し、ウエハ全面に形成したレジストにエッチング処理を行なった場合、７５℃のウエット処理を３０分間行なってもレジスト層を除去することは不可能であった。
【００１８】
エッチング処理によりレジスト表面に反応層が形成され、一旦反応層が形成されると、ウエット処理によってはレジスト層が除去できない状態となることが明かである。レジスト表面の反応層がアミン系有機溶剤で除去できないので、ウエット処理によってはレジスト残さを除去できないと考えられる。
【００１９】
ウエハに接続孔が存在する場合、接続孔の分布によりレジスト残さの程度が変化することが観察された。全面をレジストが覆い、接続孔が存在しない場合、ウエット処理によってはレジストは除去できない。接続孔が存在する場合、接続孔の分布密度が高くなるほどレジストは除去され易くなる。
【００２０】
特開２００１−１７６８５５は、基板を加熱した状態で酸素プラズマアッシングを行なうことにより、レジスト表面を撥水性から親水性に変換することを提案している。レジスト層及びポリマー層の表面が酸素と反応することにより、表面が親水性に変換すると説明されている。
【００２１】
特開２００２−１８３７９は、紫外線とオゾンと水蒸気とを用い、レジストを剥離する方法を提案している。
特願２００２−１３８６１０は、ドライエッチングにより変質したレジスト表面に紫外線を照射し、その後アミン系薬液で処理することによりレジスト層を除去する方法を提案している。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００１−１７６８５５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８３７９号公報
【特許文献３】
特願２００２−１３８６１０
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、接続孔形成用エッチングによりレジストパターン表面に反応層やポリマ層が形成されても、効率よくレジスト層を除去し、接続孔を埋め込む導電性プラグを歩留りよく製造する半導体装置の製造方法を提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、上下配線間を導電性プラグで接続する多層配線構造を高い歩留りで製造することができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の１観点によれば、（ａ）半導体基板上方に第１金属配線を形成する工程と、（ｂ）前記第１金属配線を覆って、前記半導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程と、（ｃ）前記層間絶縁膜上に、前記第１金属配線の接続部に対応する開口を有するレジストパターンを形成する工程と、（ｄ）前記レジストパターンをエッチングマスクとして、前記層間絶縁膜を異方性エッチングし、前記第１金属配線に達する接続孔を形成する工程と、（ｅ）酸素ラジカルを供給し、前記レジストパターン表面の反応層を除去する工程と、（ｆ）アミン系有機溶剤を含む薬液で、前記レジストパターン表面を処理し、少なくとも前記異方性エッチングによる反応生成物を除去する工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１（Ａ）〜図４（Ｈ）は、本発明の実施例による半導体装置の製造方法の主要工程を概略的に示す断面図及びグラフである。
【００２７】
図１（Ａ）に示すように、シリコン基板等の半導体基板１の表面に、シャロートレンチアイソレーション等の素子分離領域２を形成し、素子分離領域２で囲まれた活性領域内にＭＯＳトランジスタ等の半導体素子を形成する。
【００２８】
図においては、活性領域表面に熱酸化膜等のゲート絶縁膜を介して多結晶シリコン、ポリサイド等のゲート電極３が形成され、エクステンション領域形成用のイオン注入を行なった後、ゲート電極３側壁上に酸化シリコン等のサイドウォールスペーサ４が形成される。サイドウォールスペーサ４形成後、高濃度ソース／ドレイン領域形成用のイオン注入を行なう。
【００２９】
ゲート電極構造を埋め込むように第１層間絶縁膜７を酸化シリコン等により形成する。第１層間絶縁膜７表面上は、必要に応じてＣＭＰ等により平坦化する。
ホトリソグラフィとエッチングにより、第１層間絶縁膜７に接続孔を形成し、ＭＯＳトランジスタのソース／ドレイン領域等を露出させる。接続孔にＴｉ層をスパッタリングし、続いてブランケットタングステン層をＣＶＤにより形成することにより、接続孔を埋め込む導電性プラグ８を形成する。第１層間絶縁膜７表面上の不要の金属層をＣＭＰ等により除去し、埋め込みプラグ８を残す。
【００３０】
第１層間絶縁膜７表面上に、例えばＴｉ層１１ａ、Ａｌ層１１ｂ、Ｔｉ層１１ｃ等の積層からなる第１配線層１１を形成し、ホトリソグラフィとエッチングを用いてパターニングする。なお、第１配線の積層は、上述の例に限らない。例えば、バリア層としてＴｉＮ層やＴａ層等を用いることもできる。主配線もＡｌ層に限らず、Ａｌ合金層等を用いてもよい。表面にＳｉＮ等の反射防止膜を形成してもよい。
【００３１】
第１配線１１を形成した後、酸化シリコン等の第２層間絶縁膜１２を形成し、第１配線１１を覆う。第２層間絶縁膜１２の表面上にレジストパターンＰＲを形成する。レジストパターンＰＲは、第１配線の接続部に対応する領域に開口を有する。
【００３２】
なお、図中左側には接続孔が密に分布したビア孔密領域を示し、図中右側には接続孔が疎に分布したビア孔疎領域を示す。
図１（Ｂ）に示すように、１０℃に保ったステージ上に半導体基板を配置し、エッチングガスとしてＣＦ４：ＣＨＦ３：Ａｒ＝４０：４０：１５０を用い、上部電極に２０００ＷのＲＦ電力、下部電極に１２００ＷのＨＦ電力を印加し、ＲＩＥによる異方性エッチングを行なう。レジストパターンＰＲ表面は、エッチング用のプラズマにさらされる事により、反応層ＰＲｘを形成する。レジストパターンＰＲの開口内に露出された第２層間絶縁膜１２は、異方性エッチされ、接続孔を形成する。
【００３３】
接続孔底部に第１配線１１が露出すると、第１配線の金属とエッチングガスとが反応し、反応生成物として有機又は無機のポリマを生成する。このポリマが接続孔側壁上や底面上に付着し、ポリマ付着物１３を形成する。なお、レジスト層表面に最も多くポリマが付着する。第１配線１１が露出した後、さらに約５０％のオーバーエッチングを行ない、接続孔底面に完全に第１配線が露出されるようにする。
【００３４】
エッチングを終了した時点で、レジストパターンＰＲ表面には反応層ＰＲｘが形成されており、接続孔表面上には反応生成物の有機又は無機のポリマ１３が付着している。
【００３５】
図２（Ｃ）に示すように、半導体基板表面上に酸素ラジカルＯ＊を供給し、表面反応層を除去する。
酸素ラジカルを供給する方法は、例えば作動ガスとしてＯ２：Ｈ２Ｎ２：ＣＦ４＝２０００：１００：５０を供給し、１７００Ｗのμ波で励起し、プラズマを発生させる。Ｏ２は、酸素ラジカルを発生させるための主たるソースガスであり、Ｈ２Ｎ２は、酸素を活性化させる機能を有するガスである。プラズマ下流のダウンフロー領域に設置し、２７０℃に設定したステージ上に基板を配置し、１０秒間ダウンフロー処理を行なう。プラズマ中のイオンは消滅し、酸素ラジカルがレジスト層表面上に供給される。
【００３６】
図７（Ａ）にプラズマダウンフロー処理装置の例を示す。ガス導入口３００から酸素ガスが導入され、μ波チャンバ３０１からのμ波でプラズマが励起される。プラズマ下流のダウンフローは拡散板３０２を通りウエハ３０３上に流れる。
ウエハ３０３の位置ではイオンは消滅しており、酸素ラジカルが残っている。ウエハ３０３はリフトピン３０４で保持され、ランプヒータ３０５で加熱される。
【００３７】
なお、作動ガスは上述の例に限らない。酸素ラジカルを発生することのできる種々の作動ガスを採用できよう。プラズマダウンフロー処理装置も上述のものに限らない。例えば、パンチングメタルを備え、イオンをパンチングメタル下流には通過させないプラズマダウンフロー装置を用いてもよい。
【００３８】
図２（Ｄ）に示すように、酸素ラジカル処理の後、基板を例えば図７（Ｂ）に示すようなバッチ式後処理装置に搬入し、上方よりアミン系薬液ＡＭを供給してウエット処理を行なう。
【００３９】
図７（Ｂ）において、薬液導入口１０７から薬液が導入され、ノズル１０９から薬液が吹き出す。ロータ回転軸の回転により薬液の吹き出す方向は変化する。処理後の薬液は薬液排出口１０８から排出される。
【００４０】
アミン系薬液としては、ＥＫＣ２６５、ＥＫＣ２７０（ＥＫＣテクノロジ）、ＡＣＴ９３５、ＡＣＴ９３６（Ａｓｈｌａｎｄ）、ＳＴ−２６Ｓ（日産化学）、ＳＰＲ−２０１（関東化学）、Ｒｅｐｓ−ｓｓｃ（住友化学）等を用いる。
【００４１】
アミン系薬液のウエット処理により、接続孔側壁又は底面上に形成された有機又は無機の化合物ポリマを除去する。
ウエット処理条件は、例えば処理温度６５℃〜８５℃、処理時間１０分〜２５分程度である。
【００４２】
その後、アッシング処理を行ない、残っているレジストパターンを除去する。必要に応じ、アッシング後水洗等のウエット処理を行なう。
図３（Ｅ）は、プラズマダウンフローによる酸素ラジカル処理によりレジスト層表面の水に対する接触角がどのように変化するかを調べた結果を示すグラフである。横軸は処理時間を秒で示し、縦軸は接触角を度で示す。
【００４３】
初期状態においては、接触角は９０度〜１００度程度と高いが、処理が進むにつれ接触角は急激に低下し、５秒の処理により接触角は１０度以下に低下している。１０秒以上の酸素ラジカル処理を行なった場合、次のウエット処理によりレジスト層は完全に除去された。ウエット処理により完全にレジストが除去される場合、アッシング処理は省略してもよい。
【００４４】
図３（Ｆ）に示すように、レジストパターンを除去した半導体基板表面上に、例えばスパッタリングによりＴｉ層１４をバリア層として形成し、その後ブランケットタングステン層１５をＣＶＤにより形成する。レジストパターンが完全に除去され、残さもないため、埋込導電層１４、１５は第１配線１１に良好な電気的接触を形成する。
【００４５】
図４（Ｇ）に示すように、ＣＭＰを行なって第２層間絶縁膜１２表面上のＷ層１５、Ｔｉ層１４を除去し、平坦な表面を形成する。
図４（Ｈ）に示すように、導電性プラグを形成した第２層間絶縁膜表面上に、例えばＴｉ層１７ａ、Ａｌ層１７ｂ、Ｔｉ層１７ｃの積層を形成し、ホトリソグラフィとエッチングによりパターニングして第２配線１７を形成する。
【００４６】
必要に応じ、第２配線を埋め込む層間絶縁膜を形成し、接続孔を形成した後導電性プラグを形成し、さらにその表面上に第３配線を形成する。配線層の数は任意に増減することができる。
【００４７】
上述の実施例においては、酸素ラジカルをプラズマダウンフローにより供給した。酸素ラジカルの供給方法はプラズマのダウンフローに限らない。
図５（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の他の実施例による半導体装置の製造方法を説明するための断面図及びグラフである。先ず、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す工程を行ない、接続孔を形成する。この状態において、レジスト層ＰＲ表面には反応層ＰＲｘが形成され、接続孔側壁上及び底面上にはポリマ層１３が堆積している。
この状態で基板を大気中に配置し、上方より紫外線ＵＶを照射する。紫外線照射により大気中の酸素が活性化され、酸素ラジカルが発生する。
【００４８】
図７（Ｃ）は、紫外線照射装置の例を示す。ステージ２０１上にウエハ２００を配置し、上方の低圧水銀ランプ２０２から紫外線を照射する。ステージ２０１下にはヒータ２０３が備えられており、ウエハ２００を所望温度に加熱できる。
【００４９】
紫外線源として、波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍのピーク波長を有する紫外線を供給するＵＶキュア装置を用いた。１８５ｎｍ及び２５４ｎｍは、酸素の吸収波長であり、この波長の紫外線照射により効率的に酸素ラジカルを発生させることができる。ステージ温度を１００℃とし、４０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を例えば約３００秒間照射した。
【００５０】
紫外線照射の後、前述の実施例同様のアミン系有機溶剤を主成分としたウエット処理を行ない、さらにアッシングを行なった。
図５（Ｂ）は、上述の紫外線照射による接触角の変化を示すグラフである。横軸は紫外線照射の処理時間を単位秒で示し、縦軸は接触角を単位度で示す。
【００５１】
初期状態は、図３（Ｅ）の場合と同様、接触角は約９０〜１００度である。紫外線照射時間の増加と共に接触角は低下している。約１８０秒間の紫外線照射により、接触角は５度以下になる。なお、ノッチ部分においては接触角がやや大きく、１８０秒間の処理によって接触角は約１０度程度である。３６０秒間の処理を行なうと、ウエハ上の位置に係わらず、接触角は全て５度以下となった。約２５０秒以上の以上の処理を行なうと、その後のウエット処理により基板全面に形成したレジストが除去可能となった。
【００５２】
なお、紫外線の波長は１８５ｎｍ及び２５４ｎｍに限定されない。
一般点に広く用いられている紫外線源の波長３４５ｎｍを照射した場合を以下に説明する。３４５ｎｍの紫外線を、ステージ温度１９０℃で４０ｍＷ／ｃｍ２のエネルギーで１２０秒間照射した。その後、前述同様のアミン系有機溶剤によるウエット処理を行ない、さらにアッシングを行なった。
【００５３】
図６（Ａ）は、紫外線照射による接触角の変化を示すグラフである。横軸は処理時間を単位秒で示し、縦軸は接触角を単位度で示す。初期状態において接触角は約９０度であったが、紫外線を照射するにつれ、接触角は緩やかに低下した。約１６０秒間の紫外線照射により、接触角は８０度程度まで低下した。しかし、この紫外線照射によっては次のウエット処理でレジスト層は除去されない。
【００５４】
図６（Ｂ）は、処理温度を変化させた時の結果としての欠陥数の変化を示すグラフである。横軸は処理温度を単位℃で示し、縦軸は欠陥数を示す。処理温度を１００℃〜１５０℃に設定すると、処理温度０〜５０℃による処理と比較して、欠陥数は約１桁低下している。しかしながら、この温度領域をはずれると、欠陥数は増大してしまう。
【００５５】
図６（Ｃ）は、処理時間に対する欠陥数の変化示すグラフである。横軸は処理時間を単位秒で示し、縦軸が欠陥数を示す。処理が開始すると、欠陥数は急激に減少し、約３０秒間の処理により、約１０秒以下の処理に比較して、欠陥数は１桁以上低下している。その後、一旦欠陥数はわずかに増大し、さらに徐々に低下する。約３０秒間以上の処理を行うことにより、約１０秒以下の処理に比較して、欠陥数は１桁以上低下できる。
【００５６】
図６（Ｄ）は、表面処理を行なった場合と行なわなかった場合の歩留りの変化を調べた結果を示すグラフである。横軸はウエット処理の処理温度を、縦軸は歩留まりを示す。表面処理を行なった場合、ウエット処理の温度は６５℃でも歩留りは９０％以上あり、７５℃に昇温すると、歩留りは増加する。表面処理を行なわなかった場合は、ウエット処理の処理温度が６５℃では歩留りは３０％以下と低く、７５℃に昇温して歩留りが表面処理を行なった場合とほぼ同様まで増加した。表面処理を行なわなくても歩留りを高くすることが可能であるが、温度条件が厳しくなる。プロセス条件が変化すると、歩留りが低下する可能性が高く、プロセスマージンが狭くなる。
【００５７】
図６（Ａ）に示すように、波長３４５ｎｍの紫外線は接触角を低下させるが、その程度は低い。図３（Ｅ）や図５（Ｂ）に示すように、プラズマダウンフローの酸素ラジカルに露出したり、波長１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線を照射すると接触角は大幅に低下する。このように接触角を大幅に低下させた場合、より高い歩留りが期待できることは明かであろう。
【００５８】
以下、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合せが可能なことは当業者に自明であろう。
【００５９】
【発明の効果】
高い歩留りで、高いアスペクト比の接続孔を形成し、導電性プラグを埋込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例による半導体装置の製造方法を示すグラフ及び断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例による半導体装置の製造方法を示す断面図及びグラフである。
【図６】本発明の他の実施例を説明するグラフである。
【図７】本発明の実施例に用いる処理装置を示す断面図である。
【図８】関連技術による半導体装置の製造方法を示す断面図及びグラフである。
【符号の説明】
１  シリコン基板
２  素子分離領域
３  ゲート電極
４  サイドウォールスペーサ
７  第１層間絶縁膜
８  導電性プラグ
１１  第１配線
１２  第２層間絶縁膜
１３  反応生成物
ＰＲ  ホトレジスト層
ＰＲｘ  （ホトレジスト層の）反応層
Ｏ＊  酸素ラジカル
ＡＭ  アミン系薬液
１４  Ｔｉ層
１５  Ｗ層
１７  第２配線
ＵＶ  紫外線
１０７  薬液導入口
１０８  薬液排出口
１０９  ノズル
１１０  ローター回転軸
３００  ガス導入口
３０１  μ−波
３０２  拡散板
３０３  ウエハ
３０４  リフトピン
３０５  ランプヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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