(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に最上部が窒化チタン膜によって構成され、かつその下方がアルミニウム膜によって構成される下地層を形成する工程（ａ）と、
上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、
上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、
上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、
上記工程（ｄ）の後に、上記レジストパターンをアッシングして除去する工程（ｅ）と、
上記工程（ｅ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分をフッ化アンモン系の水溶液で洗浄する工程（ｆ）と、
上記工程（ｆ）の後に、上記基板を大気にさらす前に、加熱温度６０℃以上、かつ加熱時間１分間以上で上記基板全体を加熱処理する工程（ｇ）と、
上記工程（ｇ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記下地層をエッチングする工程（ｈ）とを含む電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
基板上に最上部が窒化タンタル膜，タンタル膜及びタングステン膜のうち少なくともいずれか１つによって構成され、かつその下方がアルミニウム膜によって構成される下地層を形成する工程（ａ）と、
上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、
上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、
上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、
上記工程（ｄ）の後に、上記レジストパターンをアッシングして除去する工程（ｅ）と、
上記工程（ｅ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分をフッ化アンモン系の水溶液で洗浄する工程（ｆ）と、
上記工程（ｆ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記下地層をエッチングする工程（ｇ）とを含む電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
基板上に最上部がアルミニウム膜，ＴａＮ膜，Ｔａ膜及びＷ膜のうち少なくともいずれか１つによって構成され、かつその下方が上層の窒化チタン膜および下層のアルミニウム膜によって構成される下地層を形成する工程（ａ）と、
上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、
上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、
上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、
上記工程（ｄ）の後に、上記レジストパターンをアッシングして除去する工程（ｅ）と、
上記工程（ｅ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分をフッ化アンモン系の水溶液で洗浄する工程（ｆ）と、
上記工程（ｆ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記下地層のアルミニウム膜及び窒化チタン膜をエッチングする工程（ｇ）とを含む電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を含む電子デバイスの製造方法に係り、特に、配線パターンの精度向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置を含む電子デバイスにおいて、素子の高集積化に伴って半導体装置を構成する各部のパターンの微細化がますます進んでいる。例えば、マイクロコンピューター用のＬＳＩチップ等では特にメタル配線層の微細化が高集積化のカギを握っているといわれている。このメタル配線層を形成する際に用いられるフォトリソグラフィーでは、微細化を実現させるためにフォトレジスト膜の薄膜化が必要となってきている。しかしながら、一般に、フォトレジストマスクを用いて配線材料であるアルミニウム膜（ＳｉやＣｕが添加されたアルミニウム合金膜を意味する）をエッチングする際に、アルミニウムとフォトレジストとの選択比はあまり大きく確保することができないために、フォトレジストマスクを薄くすると、アルミニウム配線のパターニング精度が悪化するおそれがある。そこで、この不具合を回避する方法として、アルミニウム膜上に形成した絶縁膜をエッチングマスク（ハードマスク）として用いるドライエッチングが行われるようになってきた。
【０００３】
図１２（ａ）〜（ｄ）は、上述のハードマスクを用いた従来のメタル配線層を形成するための製造工程を示す断面図である。
【０００４】
まず、図１２（ａ）に示す工程で、基板（図示せず）上に形成されているシリコン酸化膜１０１（例えば基板上の層間絶縁膜あるいは素子分離用絶縁膜）の上に、反応性スパッタリング法及び通常のスパッタリング法により、膜厚が約５０ｎｍのＴｉＮ膜１０２と、膜厚が約０．４５μｍのアルミニウム膜１０３と、膜厚が約３０ｎｍのＴｉＮ膜１０４とを順次堆積させる。そして、このＴｉＮ膜１０４の上に、プラズマＣＶＤ法により、膜厚が約２００ｎｍのシリコン酸化膜１０５を堆積する。
【０００５】
その後、シリコン酸化膜１０５の上に化学増幅型フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、ＫｒＦエキシマレーザーによるリソグラフィー技術を用いて、膜厚０．７μｍのフォトレジストマスク１０６を形成する。
【０００６】
次に、図１２（ｂ）に示す工程で、フォトレジストマスク１０６をエッチングマスクとして用い、かつ、ドライエッチャーとして例えばＢＣｌ3 を用いたドライエッチングによりシリコン酸化膜１０５をパターニングして、メタル用ハードマスク１０８を形成する。このとき、オーバーエッチングによってＴｉＮ膜１０４も部分的にエッチングされる。
【０００７】
次に、図１２（ｃ）に示す工程で、アッシング及び洗浄を行ない、フォトレジストマスク１０６を除去する。アッシングは、マイクロ波を用いたダウンストリーム法によって行なわれ、洗浄液にはフッ化アンモン系の洗浄液が用いられる。
【０００８】
その後、図１２（ｄ）に示す工程で、メタル用ハードマスク１０８をエッチングマスクとして用いて、メタル用ドライエッチャーにより、下地のメタル積層膜１１５（ＴｉＮ膜１０４，アルミニウム膜１０３及びＴｉＮ膜１０２の積層膜）をエッチングし、メタル配線パターン１０９を形成する。
【０００９】
このように、ＴｉＮ膜１０４，アルミニウム膜１０３及びＴｉＮ膜１０２の積層膜からメタル配線パターン１０９を構成することにより、アルミニウム膜１０３の耐エレクトロマイグレーション特性、耐ストレスマイグレーション特性が向上し、信頼性の高い配線構造を有する電子デバイスが形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の製造工程において、以下のような不具合がある。
【００１１】
まず、図１２（ｂ）に示すように、メタル配線パターンの形成工程において、メタル用ハードマスク１０８を形成するためのエッチングが行なわれた後に、ＴｉＮ膜１０４の上に異物として堆積物１０７が局所的に成長することがわかった。これらの反応生成物は比較的不安定な状態で存在するが、堆積物１０７を残した状態で下地層であるメタル積層膜１１５のエッチングを行なうと、図１２（ｄ）に示すごとく、堆積物１０７がマイクロマスクとなるので、メタル積層膜１１５をパターニングして得られるメタル配線パターン１０９中には、エッチング残部１１０（パターン欠陥）が含まれることになる。また、この堆積物１０７が存在している状態でウエハーを大気中に露出させると、その後、アッシングや洗浄を行なっても、堆積物１０７を除去することは困難であることがわかった。
【００１２】
また、図１２（ｃ）での洗浄工程において、ＴｉＮ膜１０４の上の堆積物１０７を洗浄により除去した直後に新たな堆積物を生じることがわかった。この堆積物は、洗浄液であるフッ化アンモンのフッ素とＴｉＮ膜１０４との反応によるＴｉＦx 系の化合物であると考えられる。
【００１３】
本発明の目的は、ハードマスクを用いて配線パターンを形成する際に、上述のような堆積物を有効に除去し、あるいは堆積物の成長を抑制する手段を講ずることにより、パターン欠陥のないメタル配線パターンを有する電子デバイスの製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の電子デバイスの製造方法は、基板上に最上部が窒化チタン膜によって構成される下地層を形成する工程（ａ）と、上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、上記工程（ｄ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分を、フッ素を含まない無機酸，有機酸及び有機アルカリのうち少なくともいずれか１種類を含む洗浄液を用いて洗浄する工程（ｅ）と、上記工程（ｅ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記下地層をエッチングする工程（ｆ）とを含んでいる。
【００１５】
この方法により、工程（ｄ）において絶縁膜をエッチングする際に堆積物が生じても、その後にフッ酸を含まない洗浄液を用いて洗浄することにより、堆積物が効果的に除去されるとともに、フッ素とチタンとの反応生成物が生じることがないので、新たな堆積物の発生が抑制される。したがって、窒化チタン膜などから形成される下地層パターンのパターン欠陥が少ない電子デバイスを製造することができる。
【００１６】
上記工程（ａ）では、上記下地層として、窒化チタン膜の下方にアルミニウム膜と窒化チタン膜とが上方から順に設けられた下地層を形成することにより、窒化チタン膜で挟まれた耐マイグレーション特性の高い配線構造を有する電子デバイスを製造することができる。
【００１７】
上記工程（ｄ）では、上記絶縁膜のエッチャントとしてフッ素を含むガスを用いることにより、エッチングレート及びエッチング選択比の高い条件でハードマスクを形成することができる。
【００１８】
上記工程（ｅ）では、洗浄液として発煙硝酸を用いて洗浄することにより、新たな堆積物を生ぜしめることなく、工程（ｄ）で生じた堆積物を効果的に除去することができる。
【００１９】
本発明の第２の電子デバイスの製造方法は、基板上に最上部が窒化チタン膜によって構成される下地層を形成する工程（ａ）と、上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、上記工程（ｄ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分を洗浄する工程（ｅ）と、上記工程（ｅ）の後に、基板全体を加熱処理する工程（ｆ）と、上記工程（ｆ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記下地層をエッチングする工程（ｇ）とを含んでいる。
【００２０】
この方法により、工程（ｄ）において絶縁膜をエッチングする際に堆積物が生じ、その後工程（ｅ）で例えばフッ酸を含む洗浄液を用いて洗浄することによりさらに堆積物が生じたとしても、その後に加熱処理をすることにより、堆積物が効果的に除去される。したがって、窒化チタン膜などから形成される下地層パターンのパターン欠陥が少ない電子デバイスを製造することができる。
【００２１】
本発明の第３の電子デバイスの製造方法は、基板上に最上部が窒化チタン膜によって構成され、かつその下方がアルミニウム膜によって構成される下地層を形成する工程（ａ）と、上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜及び窒化チタン膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、上記工程（ｄ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分を洗浄する工程（ｅ）と、上記工程（ｅ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記アルミニウム膜をエッチングする工程（ｆ）とを含んでいる。
【００２２】
この方法により、工程（ｄ）において、窒化チタン膜をパターニングすることで、チタンとフッ素との反応生成物が生じても窒化チタン膜のうちフォトレジスト膜で覆われていない部分がすべて除去されるに伴って、反応生成物も除去されて堆積物が残らない。したがって、下地層から形成される下地層パターンのパターン欠陥が少ない電子デバイスを製造することができる。
【００２３】
本発明の第４の電子デバイスの製造方法は、基板上に最上部が窒化チタン膜によって構成され、かつその下方がアルミニウム膜によって構成される下地層を形成する工程（ａ）と、上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、上記工程（ｄ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分を洗浄する工程（ｅ）と、上記工程（ｅ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記下地層の窒化チタン膜を上記工程（ｄ）におけるよりも圧力が高い反応ガスを用いたドライエッチングによりエッチングする工程（ｆ）とを含んでいる。
【００２４】
この方法により、工程（ｄ）及び（ｅ）でチタンとフッ素との反応生成物が生じても、工程（ｆ）において、反応ガス圧力が高くなることで、窒化チタン膜を下地層のアルミニウム膜に対して高いエッチング選択比となる条件でエッチングが行なわれ、堆積物が効果的に除去される。したがって、窒化チタン上に生成した反応生成物によるアルミニウム膜のパターン欠陥発生を未然に防止し、パターン欠陥が少ない電子デバイスを製造することができる。
【００２５】
本発明の第５の電子デバイスの製造方法は、基板上に最上部が窒化タンタル膜，タンタル膜及びタングステン膜のうち少なくともいずれか１つによって構成される下地層を形成する工程（ａ）と、上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、上記工程（ｄ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分を洗浄する工程（ｅ）と、上記工程（ｅ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記下地層をエッチングする工程（ｆ）とを含んでいる。
【００２６】
この方法により、下地層の最上部が窒化タンタル膜，タンタル膜，タングステン膜窒化等によって構成されているので、チタン膜を最上部に有する場合のごとく、工程（ｄ），（ｅ）でチタンとフッ素の反応生成物のような反応生成物による堆積物が生じることがない。したがって、下地層から形成される下地層パターンのパターン欠陥が少ない電子デバイスを製造することができる。
【００２７】
本発明の第６の電子デバイスの製造方法は、基板上に最上部がアルミニウム膜アルミニウム膜，ＴａＮ膜，Ｔａ膜及びＷ膜のうちによって構成され、かつその下方に窒化チタン膜が設けられた下地層を形成する工程（ａ）と、上記下地層の上に絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、上記絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程（ｃ）と、上記レジストパターンをマスクとするエッチングにより、上記絶縁膜をパターニングしてハードマスクを形成する工程（ｄ）と、上記工程（ｄ）の後に、上記下地層及びハードマスクの露出部分を洗浄する工程（ｅ）と、上記工程（ｅ）の後に、上記ハードマスクを用いて上記下地層のアルミニウム膜及び窒化チタン膜をエッチングする工程（ｆ）とを含んでいる。
【００２８】
この方法により、工程（ｄ），（ｅ）で窒化チタン膜が露出されていないので、チタンとフッ素の反応生成物による堆積物が生じることがない。したがって、下地層から形成される下地層パターンのパターン欠陥が少ない電子デバイスを製造することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子デバイスの製造方法の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る電子デバイス（半導体装置）の製造方法について、図１（ａ）〜（ｅ）及び図２を参照しながら説明する。図１（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【００３１】
まず、図１（ａ）に示す工程で、基板上のシリコン酸化膜１１（例えば基板上の層間絶縁膜あるいは素子分離用絶縁膜）の上に、反応性スパッタリング法及び通常のスパッタリング法により膜厚が約５０ｎｍのＴｉＮ膜１２と、膜厚が約０．４５μｍのアルミニウム膜１３（ＳｉやＣｕが添加されたアルミニウム合金膜を意味する）と、膜厚が約３０ｎｍのＴｉＮ膜１４とを順次堆積させる。そして、このＴｉＮ膜１４の上に、プラズマＣＶＤ法により膜厚が約２００ｎｍのシリコン酸化膜１５を堆積する。
【００３２】
その後、シリコン酸化膜１５の上に化学増幅型フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、ＫｒＦエキシマレーザーによるリソグラフィー技術を用いて、約０．７μｍの膜厚を有するフォトレジストマスク１６を形成する。
【００３３】
次に、図１（ｂ）に示す工程で、フォトレジストマスク１６をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、シリコン酸化膜１５をパターニングして、ＴｉＮ用ハードマスク１７を形成する。その際には、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＣＨＦ3 とＯ2 とを、流量ＣＨＦ3 ／Ｏ2 ≒０．１／０．０１（ｓｌｍ），ガス圧力が約１００Ｐａの条件で流し、上下の両電極間に高周波電力約４００Ｗを印加してエッチングを行う。このとき、オーバーエッチングによってＴｉＮ膜１４も部分的にエッチングされる。
【００３４】
このエッチング後に、ＴｉＮ膜１４の上に異物として堆積物１８が局所的に成長する。この堆積物１８は、ＴｉＮ膜１４中のＴｉとエッチングガス中のＦとが反応して、局所的にチタンのフッ化物が生成され、これが成長して形成されたものと思われる。ＴｉとＦとが反応すると、気体のＴｉＦ3 と固体のＴｉＦ3 とが生成されることが一般的に知られていることから、この堆積物１８は、固体であるＴｉＦ3 などであると考えられる。
【００３５】
次に、図１（ｃ）に示す工程で、アッシングを行ない、フォトレジストマスク１６を除去する。アッシングは、マイクロ波を用いたダウンストリーム法によって行なう。
【００３６】
次に、図１（ｄ）に示す工程で、発煙硝酸を用いて２５℃で５分間ウエハーを洗浄し、その後純水でリンスする。その結果、ＴｉＮ膜１４の上に存在していた堆積物１８はほぼ除去されている。また、新たな堆積物１８の発生は認められていない。
【００３７】
その後、図１（ｅ）に示す工程で、ＴｉＮ用ハードマスク１７をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、下地のメタル積層膜２０（ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜）をパターニングして、メタル配線パターン１９を形成する。その際、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 とを、流量ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ≒０．０３／０．０４（ｓｌｍ），ガス圧力が約１０Ｐａの条件で流し、上下の電極間に高周波電力約２５０Ｗを印加してエッチングを行う。
【００３８】
このように、ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜からメタル配線パターン１９を構成することにより、アルミニウム膜１３の耐エレクトロマイグレーション特性、耐ストレスマイグレーション特性が向上し、信頼性の高い配線構造を有する電子デバイスが形成される。
【００３９】
図２は、シリコン酸化膜をエッチングした後の発煙硝酸での洗浄時間とメタル積層膜２０をエッチングして形成されるメタル配線パターン１９のパターン欠陥数との関係を示す図である。図２において、横軸は洗浄時間（秒）を表し、縦軸は８インチウエハ当たりのパターン欠陥数（個）を表している。図２に示すように、フッ化アンモン系の洗浄液を用いた場合に比べ、発煙硝酸を用いた洗浄を行なった場合には、パターン欠陥数が減少している。このことから、フッ素を含まない洗浄液である発煙硝酸による洗浄によって堆積物１８が効果的に除去され、かつ、新たな堆積物の発生が抑制されていることがわかる。
【００４０】
上述のように、従来のフッ化アンモニウムの水溶液を用いた洗浄液では、ＴｉＮ膜の上の異物である堆積物を除去することができたとしても、フッ化アンモン系の洗浄液の残留フッ素によってＴｉＮ膜とフッ素が反応し新たな堆積物がＴｉＮ膜上に残るおそれがあった。
【００４１】
それに対し、本実施形態によれば、シリコン酸化膜１５をエッチングした後に、ＴｉＮ膜１４上に成長した堆積物１８をフッ素を含まない洗浄液である発煙硝酸よる洗浄をすることにより、メタル積層膜２０をエッチングして形成されるメタル配線パターン１９のパターン欠陥の発生を抑制することができる。
【００４２】
なお、発煙硝酸による洗浄時間が長いほど、より効果的にパターン欠陥数を低減することができる。具体的に、発煙硝酸による洗浄時間は、５０秒以上であればフッ化アンモン系の洗浄液による洗浄（１８０秒）よりもパターン欠陥数を低減することができるが、より効果的にパターン欠陥数を低減するためには、発煙硝酸による洗浄時間が９０秒以上であることが好ましい。
【００４３】
なお、本実施形態では堆積物を除去するためのフッ素を含まない洗浄液として発煙硝酸を用いたが、発煙硝酸以外にも、過酸化水素や、硝酸，硫酸等の無機酸や、クエン酸，酢酸，酒石酸等の有機酸や、アンモニア，アミン類などの有機塩基物を洗浄液として用いても、本実施形態とほぼ同様の効果を発揮することができる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、ＴｉＮ用ハードマスク１７をシリコン酸化膜から形成したが、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜からＴｉＮ用ハードマスクを形成しても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電子デバイス（半導体装置）の製造方法について、図３（ａ）〜（ｄ）及び図４を参照しながら説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【００４６】
まず、図３（ａ）に示す工程で、基板上のシリコン酸化膜１１（例えば基板上の層間絶縁膜あるいは素子分離用絶縁膜）の上に、反応性スパッタリング法及び通常のスパッタリング法により膜厚が約５０ｎｍのＴｉＮ膜１２と、膜厚が約０．４５μｍのアルミニウム膜１３（ＳｉやＣｕが添加されたアルミニウム合金膜を意味する）と、膜厚が約３０ｎｍのＴｉＮ膜１４とを順次堆積させる。そして、このＴｉＮ膜１４の上に、プラズマＣＶＤ法により膜厚が約２００ｎｍのシリコン酸化膜１５を堆積する。
【００４７】
その後、シリコン酸化膜１５の上に化学増幅型フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、ＫｒＦエキシマレーザーによるリソグラフィー技術を用いて、約０．７μｍの膜厚を有するフォトレジストマスク１６を形成する。
【００４８】
次に、図３（ｂ）に示す工程で、フォトレジストマスク１６をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、シリコン酸化膜１５をパターニングして、ＴｉＮ用ハードマスク１７を形成する。その際には、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＣＨＦ3 とＯ2 とを、流量ＣＨＦ3 ／Ｏ2 ≒０．１／０．０１（ｓｌｍ），ガス圧力が約１００Ｐａの条件で流し、上下の両電極間に高周波電力約４００Ｗを印加してエッチングを行う。このとき、オーバーエッチングによってＴｉＮ膜１４も部分的にエッチングされる。
【００４９】
以上の工程は、第１の実施形態と同様であるので、このエッチング後に、上記第１の実施形態と同様に、ＴｉＮ膜１４の上に異物として堆積物１８が局所的に成長する。
【００５０】
次に、図３（ｃ）に示す工程で、アッシング及び洗浄を行ない、フォトレジストマスク１６を除去する。アッシングは、マイクロ波を用いたダウンストリーム法によって行い、洗浄液には一般的に広く用いられているフッ化アンモン系の水溶液を用いた。
【００５１】
このようなフッ化アンモニウムの水溶液を用いた洗浄液では、従来の製造方法と同様に、ＴｉＮ膜１４の上の異物である堆積物１８を除去したとしても、さらにフッ化アンモン系の洗浄液の残留フッ素によってＴｉＮ膜１４とフッ素が反応し、新たな堆積物がＴｉＮ膜１４上に生じやすい。
【００５２】
そこで、本実施形態においては、フッ化アンモン系の洗浄液を用いた洗浄と純水によるリンスとを行なった後、ウエハーを大気にさらす前に窒素雰囲気でウエハーを加熱処理する。
【００５３】
その後、図３（ｄ）に示す工程で、ＴｉＮ用ハードマスク１７をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、下地のメタル積層膜２０（ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜）をパターニングして、メタル配線パターン１９を形成する。その際、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 とを、流量ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ≒０．０３／０．０４（ｓｌｍ），ガス圧力が約１０Ｐａの条件で流し、上下の電極間に高周波電力約２５０Ｗを印加してエッチングを行う。
【００５４】
このように、ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜からメタル配線パターン１９を構成することにより、アルミニウム膜１３の耐エレクトロマイグレーション特性、耐ストレスマイグレーション特性が向上し、信頼性の高い配線構造を有する電子デバイスが形成される。
【００５５】
図４は、シリコン酸化膜をエッチングした後のフッ化アンモン系洗浄液後の加熱処理とメタル積層膜２０をエッチングして形成されるメタル配線パターン１９の８インチウエハ当たりのパターン欠陥数との関係を示す図である。図４に示すように、加熱処理をすることによりパターン欠陥数が減少している。このことから、加熱処理によってフッ化アンモン系洗浄液の残留フッ素による堆積物の発生が効果的に抑制されていることがわかる。
【００５６】
上述のように、本実施形態によれば、シリコン酸化膜１５をエッチングした後に、ＴｉＮ膜１４上に成長した堆積物１８をフッ化アンモン系洗浄液で洗浄した後加熱処理することにより、メタル積層膜２０をエッチングして形成されるメタル配線パターン１９のパターン欠陥の発生を抑制することができる。
【００５７】
なお、加熱処理温度が高いほど、また、加熱処理時間が長いほど、より効果的にパターン欠陥数を低減することができる。具体的に、効果的にパターン欠陥数を低減するためには、加熱温度６０℃以上で、加熱時間が１分間以上であることが好ましい。
【００５８】
なお、本実施形態においては、ＴｉＮ用ハードマスク１７をシリコン酸化膜から形成したが、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜からＴｉＮ用ハードマスクを形成しても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る電子デバイス（半導体装置）の製造方法について、図５（ａ）〜（ｄ）及び図６を参照しながら説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【００６０】
まず、図５（ａ）に示す工程で、基板上のシリコン酸化膜１１（例えば基板上の層間絶縁膜あるいは素子分離用絶縁膜）の上に、反応性スパッタリング法及び通常のスパッタリング法により膜厚が約５０ｎｍのＴｉＮ膜１２と、膜厚が約０．４５μｍのアルミニウム膜１３（ＳｉやＣｕが添加されたアルミニウム合金膜を意味する）と、膜厚が約３０ｎｍのＴｉＮ膜１４とを順次堆積させる。そして、このＴｉＮ膜１４の上に、プラズマＣＶＤ法により膜厚が約２００ｎｍのシリコン酸化膜１５を堆積する。
【００６１】
その後、シリコン酸化膜１５の上に化学増幅型フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、ＫｒＦエキシマレーザーによるリソグラフィー技術を用いて、約０．７μｍの膜厚を有するフォトレジストマスク１６を形成する。
【００６２】
次に、図５（ｂ）に示す工程で、フォトレジストマスク１６をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、シリコン酸化膜１５をパターニングして、ＴｉＮ用ハードマスク１７を形成する。その際には、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＣＨＦ3 とＯ2 とを、流量ＣＨＦ3 ／Ｏ2 ≒０．１／０．０１（ｓｌｍ），ガス圧力が約１００Ｐａの条件で流し、上下の両電極間に高周波電力約４００Ｗを印加してエッチングを行う。
【００６３】
ここで、本実施形態においては、ＴｉＮ用ハードマスク１７を形成した後、さらに、エッチングを行なってＴｉＮ膜１４もパターニングする。その結果、ＴｉＮ膜１４のうちＴｉＮ用ハードマスク１７で覆われていない部分を除去することにより、堆積物の発生が抑制される。
【００６４】
次に、図５（ｃ）に示す工程で、アッシング及び洗浄を行ない、フォトレジストマスク１６を除去する。アッシングは、マイクロ波を用いたダウンストリーム法によって行い、洗浄液には一般的に広く用いられているフッ化アンモン系の水溶液を用いた。
【００６５】
その後、図５（ｄ）に示す工程で、ＴｉＮ用ハードマスク１７をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、下地のメタル積層膜２０（ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜）をパターニングして、メタル配線パターン１９を形成する。その際、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 とを、流量ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ≒０．０３／０．０４（ｓｌｍ），ガス圧力が約１０Ｐａの条件で流し、上下の電極間に高周波電力約２５０Ｗを印加してエッチングを行う。
【００６６】
このように、ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜からメタル配線パターン１９を構成することにより、アルミニウム膜１３の耐エレクトロマイグレーション特性、耐ストレスマイグレーション特性が向上し、信頼性の高い配線構造を有する電子デバイスが形成される。
【００６７】
図６は、シリコン酸化膜１５をパターニングする時に、ＴｉＮ膜１４をパターニングしたときと、ＴｉＮ膜１４をパターニングしなかったときの８インチウエハ当たりのパターン欠陥数を比較する図である。図６に示すように、図５（ｂ）に示す工程で、ＴｉＮ膜１４をパターニングせずにオーバーエッチングにより部分的にエッチングする程度でとどめた場合には、ＴｉＮ膜１４上に上述のような堆積物が生成するが、本実施形態のごとく図５（ｂ）に示す工程で、ＴｉＮ膜１４をパターニングした場合には、堆積物の発生が効果的に抑制されていることがわかる。
【００６８】
上述のように、本実施形態によれば、シリコン酸化膜１５とＴｉＮ膜１４を同時にパターニングすることにより、メタル積層膜２０をエッチングして形成されるメタル配線パターン１９のパターン欠陥の発生を抑制することができる。
【００６９】
なお、本実施形態においては、ＴｉＮ用ハードマスク１７をシリコン酸化膜から形成したが、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜からＴｉＮ用ハードマスクを形成しても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る電子デバイス（半導体装置）の製造方法について、図７（ａ）〜（ｅ）及び図８を参照しながら説明する。図７（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【００７１】
まず、図７（ａ）に示す工程で、基板上のシリコン酸化膜１１（例えば基板上の層間絶縁膜あるいは素子分離用絶縁膜）の上に、反応性スパッタリング法及び通常のスパッタリング法により膜厚が約５０ｎｍのＴｉＮ膜１２と、膜厚が約０．４５μｍのアルミニウム膜１３（ＳｉやＣｕが添加されたアルミニウム合金膜を意味する）と、膜厚が約３０ｎｍのＴｉＮ膜１４とを順次堆積させる。そして、このＴｉＮ膜１４の上に、プラズマＣＶＤ法により膜厚が約２００ｎｍのシリコン酸化膜１５を堆積する。
【００７２】
その後、シリコン酸化膜１５の上に化学増幅型フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、ＫｒＦエキシマレーザーによるリソグラフィー技術を用いて、約０．７μｍの膜厚を有するフォトレジストマスク１６を形成する。
【００７３】
次に、図７（ｂ）に示す工程で、フォトレジストマスク１６をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、シリコン酸化膜１５をパターニングして、ＴｉＮ用ハードマスク１７を形成する。その際には、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスの種類と流量とがＣＨＦ3 ／Ｏ2 ≒０．１／０．０１（ｓｌｍ），ガス圧力が約１００Ｐａ，高周波出力が約４００Ｗというエッチング条件のもとでエッチングを行う。このとき、オーバーエッチングによってＴｉＮ膜１４も部分的にエッチングされる。
【００７４】
このエッチング後に、ＴｉＮ膜１４の上に異物として堆積物１８が局所的に成長する。この堆積物１８は、ＴｉＮ膜１４中のＴｉとエッチングガス中のＦとが反応して、局所的にチタンのフッ化物が生成され、これが成長して形成されたものと思われる。ＴｉとＦとが反応すると、気体のＴｉＦ3 と固体のＴｉＦ3 とが生成されることが一般的に知られていることから、この堆積物１８は、固体であるＴｉＦ3 などであると考えられる。
【００７５】
次に、図７（ｃ）に示す工程で、アッシング及び洗浄を行ない、フォトレジストマスク１６を除去する。アッシングは、マイクロ波を用いたダウンストリーム法によって行い、洗浄液にはフッ化アンモン系の洗浄液を用いた。ここでは、従来の製造工程と同様に、フッ化アンモニウムの水溶液を用いた洗浄を行なっているので、フォトレジストマスク１６を除去することはできてもＴｉＮ膜１４上の堆積物１８を効果的に除去することは困難であり、かつ、新たな堆積物が生じている可能性もある。
【００７６】
ここで、本実施形態においては、図７（ｄ）に示す工程で、ＴｉＮ用ハードマスク１７を用いて、下地のアルミニウム膜１３に対して十分選択比の高い条件でＴｉＮ膜１４をパターニングする。このとき、ＴｉＮ膜１４の十分なオーバーエッチングを行なうことにより、ＴｉＮ膜１４上の堆積物１８も同時に除去することができる。その際には、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用いて、例えば、反応ガスとしてＣＨＦ3 とＯ2 とを、流量ＣＨＦ3 ／Ｏ2 ≒０．１／０．０１（ｓｌｍ），ガス圧力が約２００Ｐａの条件で流し、上下の両電極間に高周波電力約４００Ｗを印加してエッチングを行う。
【００７７】
このとき、ガス圧力を変化させることによって、下地のアルミニウム膜１３とＴｉＮ膜１４とのエッチング選択比を調整することができる。つまり、低ガス圧になるほど物理的スパッタ成分が大きくなり両者の選択比を高くすることが困難になるが、２００Ｐａまでガス圧力を高めることにより、アルミニウム膜１３とＴｉＮ膜１４とのエッチング選択比を高く維持することができ、アルミニウム膜１３をあまりエッチングすることなく、ＴｉＮ膜１４のうちＴｉＮ用ハードマスク１７で覆われていない部分を除去することができる。
【００７８】
その後、図７（ｅ）に示す工程で、ＴｉＮ用ハードマスク１７をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、下地のメタル積層膜２０（ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜）をパターニングして、メタル配線パターン１９を形成する。その際、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 とを、流量ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ≒０．０３／０．０４（ｓｌｍ），ガス圧力が約１０Ｐａの条件で流し、上下の電極間に高周波電力約２５０Ｗを印加してエッチングを行う。
【００７９】
このように、ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜からメタル配線パターン１９を構成することにより、アルミニウム膜１３の耐エレクトロマイグレーション特性、耐ストレスマイグレーション特性が向上し、信頼性の高い配線構造を有する電子デバイスが形成される。
【００８０】
図８は、ＴｉＮ膜をエッチングするときのＴｉＮ膜１４とアルミニウム膜１３とのエッチング選択比と、メタル配線パターン１９の８インチウエハ当たりのパターン欠陥数との関係を示す図である。図８に示すように、エッチング選択比が大きいほど、下地のアルミニウム膜１３に対し十分オーバーエッチングをかけることが可能となり、ＴｉＮ膜１４上の堆積物１８の影響を排除することができ、パターン欠陥を未然に防ぐことができる。
【００８１】
上述のように、本実施形態によれば、シリコン酸化膜１５をパターニングしてＴｉＮ用ハードマスク１７を形成した後に、下地アルミニウム膜１３に対する十分なエッチング選択性を有する条件でＴｉＮ膜１４をエッチングすることにより、下地のアルミニウム膜１３をあまりエッチングすることなくオーバーエッチングをかけることが可能となる。したがって、ＴｉＮ膜１４上の堆積物１８の影響を排除でき、メタル積層膜２０をエッチングして形成されるメタル配線パターン１９のパターン欠陥の発生を抑制することができる。
【００８２】
なお、ＴｉＮ膜１４のアルミニウム膜１３に対するエッチング選択比が大きいほど、下地のアルミニウム膜１３に対し十分オーバーエッチングをかけることが可能となり、より効果的にパターン欠陥数を低減することができる。具体的に、アルミニウム膜とＴｉＮ膜との選択比としては、選択比３程度であればフッ化アンモン系の洗浄液（１８０秒）よりもパターン欠陥数を低減することができるが、より効果的にパターン欠陥数を低減するためには、選択比が５以上であることが好ましい。
【００８３】
なお、本実施形態においては、ＴｉＮ用ハードマスク１７をシリコン酸化膜から形成したが、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜からＴｉＮ用ハードマスクを形成しても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００８４】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る電子デバイス（半導体装置）の製造方法について、図９（ａ）〜（ｄ）及び図１０を参照しながら説明する。図９（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【００８５】
まず、図９（ａ）に示す工程で、基板上のシリコン酸化膜１１（例えば基板上の層間絶縁膜あるいは素子分離用絶縁膜）の上に、反応性スパッタリング法及び通常のスパッタリング法により膜厚が約５０ｎｍのＴｉＮ膜１２と、膜厚が約０．４５μｍのアルミニウム膜１３（ＳｉやＣｕが添加されたアルミニウム合金膜を意味する）と、膜厚が約２０ｎｍのＴａＮ膜２２とを順次堆積させる。そして、このＴａＮ膜２２の上に、プラズマＣＶＤ法により膜厚が約２００ｎｍのシリコン酸化膜１５を堆積する。
【００８６】
その後、シリコン酸化膜１５の上に化学増幅型フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、ＫｒＦエキシマレーザーによるリソグラフィー技術を用いて、約０．７μｍの膜厚を有するフォトレジストマスク１６を形成する。
【００８７】
次に、図９（ｂ）に示す工程で、フォトレジストマスク１６をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、シリコン酸化膜１５をパターニングして、ＴａＮ用ハードマスク２４を形成する。その際には、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＣＨＦ3 とＯ2 とを、流量ＣＨＦ3 ／Ｏ2 ≒０．１／０．０１（ｓｌｍ），ガス圧力が約１００Ｐａの条件で流し、上下の両電極間に高周波電力約４００Ｗを印加してエッチングを行う。この時、ＴａＮ用ハードマスク２４を形成した後、さらに、オーバーエッチングを行なうので、ＴａＮ膜２２のうちＴａＮ用ハードマスク２４で覆われていない部分も部分的にエッチングされる。
【００８８】
ここで、本実施形態においては、上記各実施形態でＴｉＮ膜１４上に生じていような堆積物が生じていない。ＴａＮ膜２２の代わりにＴａ膜やＷ膜を用いた場合にも堆積物がみられなかった。これは、ＴｉＮ膜１４を用いた場合には、エッチングガス中のフッ素とＴｉＮとが反応し、潮解性のＴｉＦx （ｘ＝３，or４）が生じていたが、ＴａＮやＴａ，Ｗとフッ素とは潮解性の反応生成物を生ぜしめないからと考えられる。
【００８９】
次に、図９（ｃ）に示す工程で、アッシング及び洗浄を行ない、フォトレジストマスク１６を除去する。アッシングは、マイクロ波を用いたダウンストリーム法によって行い、洗浄液には一般的に広く用いられているフッ化アンモン系の水溶液を用いた。
【００９０】
その後、図９（ｄ）に示す工程で、ＴａＮ用ハードマスク２４をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、下地のメタル積層膜２３（ＴａＮ膜２２，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜）をパターニングして、メタル配線パターン２５を形成する。その際、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 とを、流量ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ≒０．０３／０．０４（ｓｌｍ），ガス圧力が約１０Ｐａの条件で流し、上下の電極間に高周波電力約２５０Ｗを印加してエッチングを行う。
【００９１】
このように、ＴａＮ膜２２，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜からメタル配線パターン２５を構成することにより、アルミニウム膜１３の耐エレクトロマイグレーション特性、耐ストレスマイグレーション特性が向上し、信頼性の高い配線構造を有する電子デバイスが形成される。
【００９２】
図１０は、ＴｉＮ膜を最上部に設けたメタル積層膜から形成されるメタル配線パターンと、本実施形態のＴａＮ膜２２又はＴａ膜，Ｗ膜を最上部に設けたメタル積層膜から形成されるメタル配線パターンとの８インチウエハ当たりのパターン欠陥数を比較する図である。図１０に示すように、従来のＴｉＮ膜を用いている場合には、パターン欠陥数が５００個程度あったのに対し、本実施形態におけるＴａＮ膜や、Ｔａ膜，Ｗ膜を用いた場合には、同じ面積当たりで３０個以下まで低減されている。
【００９３】
よって、本実施形態によれば、シリコン酸化膜１５とＴｉＮ膜１４に代えてＴａＮ膜２２を用いることにより、高い耐マイグレーション特性を維持しつつ、メタル積層膜２４をエッチングして形成されるメタル配線パターン２５のパターン欠陥の発生を抑制することができる。
【００９４】
なお、本実施形態においては、ＴａＮ用ハードマスク２４をシリコン酸化膜から形成したが、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜からＴａＮ用ハードマスクを形成しても本実施形態と同様の効果が得られる。
【００９５】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る電子デバイス（半導体装置）の製造方法について、図１１（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。図１１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【００９６】
まず、図１１（ａ）に示す工程で、基板上のシリコン酸化膜１１（例えば基板上の層間絶縁膜あるいは素子分離用絶縁膜）の上に、反応性スパッタリング法及び通常のスパッタリング法により膜厚が約５０ｎｍのＴｉＮ膜１２と、膜厚が約０．４５μｍのアルミニウム膜１３（ＳｉやＣｕが添加されたアルミニウム合金膜を意味する）と、膜厚が約３０ｎｍのＴａＮ膜１４と、膜厚が約３０ｎｍのアルミニウム薄膜２７（ＳｉやＣｕが添加されたアルミニウム合金薄膜を意味する）とを順次堆積させる。そして、このアルミニウム薄膜２７の上に、プラズマＣＶＤ法により膜厚が約２００ｎｍのシリコン酸化膜１５を堆積する。
【００９７】
その後、シリコン酸化膜１５の上に化学増幅型フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成し、ＫｒＦエキシマレーザーによるリソグラフィー技術を用いて、約０．７μｍの膜厚を有するフォトレジストマスク１６を形成する。
【００９８】
次に、図１１（ｂ）に示す工程で、フォトレジストマスク１６をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、シリコン酸化膜１５をパターニングして、ＴｉＮ用ハードマスク２８を形成する。その際には、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＣＨＦ3 とＯ2 とを、流量ＣＨＦ3 ／Ｏ2 ≒０．１／０．０１（ｓｌｍ），ガス圧力が約１００Ｐａの条件で流し、上下の両電極間に高周波電力約４００Ｗを印加してエッチングを行う。この時、ＴｉＮ用ハードマスク２８を形成した後、さらに、オーバーエッチングを行なうので、アルミニウム薄膜２７のうちＴｉＮ用ハードマスク２８で覆われていない部分は相当の厚み分だけエッチングされる。
【００９９】
ここで、本実施形態においては、上記各実施形態でＴｉＮ膜１４上に生じていような堆積物が生じていない。これは、ＴｉＮ膜１４の上がアルミニウム薄膜２７で覆われているので、ＴｉＮ膜１４を用いた場合のとごく、エッチングガス中のフッ素とＴｉＮとの反応による潮解性のＴｉＦx （ｘ＝３，or４）が生じないからと考えられる。
【０１００】
次に、図１１（ｃ）に示す工程で、アッシング及び洗浄を行ない、フォトレジストマスク１６を除去する。アッシングは、マイクロ波を用いたダウンストリーム法によって行い、洗浄液には一般的に広く用いられているフッ化アンモン系の水溶液を用いた。
【０１０１】
その後、図１１（ｄ）に示す工程で、ＴｉＮ用ハードマスク２８をエッチングマスクとして用いたドライエッチングにより、下地のメタル積層膜３０（アルミニウム薄膜２７，ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜）をパターニングして、メタル配線パターン３１を形成する。その際、一般的な平行平板型の反応性イオンエッチング装置を用い、例えば、反応ガスとしてＢＣｌ3 とＣｌ2 とを、流量ＢＣｌ3 ／Ｃｌ2 ≒０．０３／０．０４（ｓｌｍ），ガス圧力が約１０Ｐａの条件で流し、上下の電極間に高周波電力約２５０Ｗを印加してエッチングを行う。
【０１０２】
このように、アルミニウム薄膜２７，ＴｉＮ膜１４，アルミニウム膜１３及びＴｉＮ膜１２の積層膜からメタル配線パターン３１を構成することにより、アルミニウム膜１３の耐エレクトロマイグレーション特性、耐ストレスマイグレーション特性が向上し、信頼性の高い配線構造を有する電子デバイスが形成される。
【０１０３】
本実施形態によれば、メタル積層膜において、ＴｉＮ膜１４の上にさらにアルミニウム薄膜２７を設けることにより、図１１（ｂ）に示すＴｉＮ用ハードマスク２８形成時におけるフッ素とＴｉとの反応に起因する堆積物の発生を抑制することができ、よって、メタル積層膜３０をエッチングして形成されるメタル配線パターン３１のパターン欠陥の発生を抑制することができる。
【０１０４】
なお、アルミニウム薄膜２７に代えて、ＴａＮ膜，Ｔａ膜，Ｗ膜を形成しても同じ効果を発揮することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態においては、ＴｉＮ用ハードマスク２８をシリコン酸化膜から形成したが、シリコン窒化膜やシリコン酸窒化膜からＴｉＮ用ハードマスクを形成しても本実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０６】
また、アルミニウム薄膜２７に代えて、Ｎｉ薄膜，Ｃｏ薄膜，Ｃｕ薄膜を用いても同様の効果を発揮することができる。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明に係る電子デバイスの製造方法によれば、窒化チタン上に発生する堆積物の影響を、フッ素を含まない洗浄液による洗浄や、加熱処理によるフッ素との反応防止、エッチングステップなどの変更により抑制するので、下地層であるアルミニウム膜をエッチングした後におけるパターン欠陥の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態において、シリコン酸化膜をエッチングした後の洗浄時間と、メタル配線パターンのパターン欠陥数との関係を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【図４】第２の実施形態において、加熱処理とメタル配線パターンのパターン欠陥数との関係を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【図６】シリコン酸化膜をパターニングする時におけるＴｉＮ膜のパターニングの有無によるパターン欠陥数を比較する図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、第４の実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【図８】第４の実施形態において、ＴｉＮとアルミニウムとのエッチング選択比と、メタル配線パターンのパターン欠陥数との関係を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、第５の実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【図１０】ＴｉＮ膜を最上部に設けた従来のメタル積層膜から形成されるメタル配線パターンと、本実施形態のＴａＮ膜又はＴａ膜，Ｗ膜を最上部に設けたメタル積層膜から形成されるメタル配線パターンとのパターン欠陥数を比較する図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、第６の実施形態におけるＴｉＮ膜の形成工程からメタル積層膜のパターニング工程までの各工程を示す断面図である。
【図１２】従来のメタル配線層を形成するための各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１１  シリコン酸化膜
１２  ＴｉＮ膜
１３  アルミニウム膜
１４  ＴｉＮ膜
１５  シリコン酸化膜
１６  フォトレジストマスク
１７  ハードマスク
１８  堆積物
１９  メタル配線パターン
２０  メタル積層膜
２２  ＴａＮ膜
２３  メタル積層膜
２４  ハードマスク
２５  メタル配線パターン
２７  アルミニウム薄膜
２８  ハードマスク
３０  メタル積層膜
３１  メタル配線パターン
【図１】
0004646346.tif 000002
【図２】
0004646346.tif 000003
【図３】
0004646346.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004646346.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004646346.tif 000008
【図８】
0004646346.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004646346.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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