(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板上の導電層上に形成された層間絶縁膜に、前記導電層に臨む接続孔を開口する工程、
前記接続孔底部に露出した前記導電層表面の自然酸化膜を除去する工程、
少なくとも前記接続孔内に、上層導電層を形成する工程を具備する半導体装置の製造方法であって、
前記自然酸化膜の除去工程は、
前記被処理基板を予めアルゴン雰囲気中で、前記被処理基板が８０℃〜７００℃の範囲内であり、前記被処理基板全面が均一な温度となるように加熱するとともに、加熱された前記被処理基板に１０Ｖ以上３００Ｖ以下の基板バイアス電位を印加しつつ、フッ化水素とアルゴンとの混合ガスから生成した水素活性種を照射する工程であり、
前記水素活性種の照射工程は、プラズマ密度が１×１０１０ｃｍ−３以上１×１０１４ｃｍ−３未満の高密度プラズマ発生源を有するプラズマ処理装置を用いた工程である
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程における被処理基板温度は、１００℃であ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。
【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、さらに詳しくは、高集積度半導体装置の多層配線構造の層間接続 (Interconnection)において、上層導電層の形成 (Metalization) 工程に入る前の、前処理工程に特徴を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＵＬＳＩ(Ultra Large Scale Integrated Circuits) 等の半導体装置の高集積化が進展し、その設計デザインルールが微細化するとともに、多層配線構造も多用されつつある。多層配線構造においては、層間絶縁膜に形成された接続孔を介して、下層の導電層と上層導電層とが電気的に接続される。この接続孔も微細化の方向にあり、例えば最小デザインルールが０．１８μｍの半導体装置においては、接続孔の開口径は０．２４μｍ程度である。層間絶縁膜の厚さそのものは、配線間容量や耐圧の関係から１．０μｍ程度あるので、接続孔のアスペクト比は４以上に達する。
【０００３】
このような微細で高アスペクト比の接続孔により、低抵抗で信頼性の高い多層配線構造を実現するためには、接続孔の底部に露出した下層の導電層表面に不可避的に形成された、自然酸化膜を除去する前処理工程が不可欠である。
【０００４】
シリコン等の半導体基板の不純物拡散層を下層の導電層とする接続孔、すなわちコンタクトホール底部に露出する不純物拡散層表面の自然酸化膜は、酸化シリコンである。この自然酸化膜の除去には、従来より希フッ酸水溶液によるウェット洗浄が主として用いられてきた。しかしながら、接続孔側壁の層間絶縁膜も等方的にエッチングされてオーバーハング形状となる結果、コンタクトプラグや上層配線の埋め込み性が悪化する問題があった。
また、微細な開口径で高アスペクト比の接続孔においては、接続孔内部にまで洗浄液が充分にゆき渡らない結果、接続孔底部の自然酸化膜除去効果が低下する問題もあった。
【０００５】
ウェット洗浄に換わり、Ａｒ+ イオンによる逆スパッタリングを用いたドライ洗浄が提案され、Ａｌ系金属等の下層配線を下層の導電層とするビア(Via) コンタクトホールの前処理には実用化されている。Ａｒ+ イオンは電界等によりその方向性を制御できるので、微細で高アスペクト比の接続孔底部の自然酸化膜の除去も容易である。しかしながら、ゲート電極から延在する下層配線表面の自然酸化膜除去においては、入射するＡｒ+ イオンによる電荷の蓄積により、ゲート絶縁膜破壊をおこす懸念が指摘されている。
また下層の導電層が半導体基板に形成された薄い不純物拡散層の場合には、高イオンエネルギのＡｒ+ イオンの入射によるダメージにより、ジャンクションリークを引き起こす可能性があった。
【０００６】
そこで、本発明者らはコンタクトホール内へ上層導電層を形成する際の前処理方法として、低基板バイアスかつ高密度プラズマを用いたドライ前処理方法を、特開平７−９４４７３号公報に開示した。この方法によれば、低エネルギのＡｒ+ イオンを用いた低ダメージの前処理が可能である。またこれにより懸念されるエッチングレートの低下は、プラズマ密度の向上により補うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体装置の高集積度化がさらに進み、例えばゲート絶縁膜の厚さが１０ｎｍ以下となり、不純物拡散層の厚さも同様に薄膜化しつつある現状においては、さらに低ダメージのドライ前処理方法が望まれる。また上層導電層としてＡｌ系金属のスパッタリング形成以外に、タングステン等の高融点金属や、低抵抗の銅等の金属をＣＶＤ法や電界めっき法で形成する場合には、より厳しいクリーン度が要求される。
またこうしたドライ前処理を施しても、被処理基板表面に強固に吸着した水分等は必ずしも充分には除去しきれず、コンタクト界面での電気抵抗の上昇や経時変化を発生する要因となっていた。また上層導電層を形成する際にアウトガスを発生し、上層導電層中に不純物として混入して上層導電層の固有抵抗値を上昇する場合もあった。
【０００８】
本発明は、上述した背景技術の問題点を解決することをその課題とする。
すなわち本発明は、サブクオータミクロンのデザインルールが適用される半導体装置においても、低抵抗で信頼性の高いコンタクトを形成することが可能で、しかも低ダメージなドライ前処理方法を用いた、半導体装置の製造方法を提供することをその課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、上述の課題を達成するために提案するものである。
すなわち、本発明の請求項１の半導体装置の製造方法は、被処理基板上の導電層上に形成された層間絶縁膜に、導電層に臨む接続孔を開口する工程、開口した接続孔底部に露出した導電層表面の自然酸化膜を除去する工程、少なくともこの接続孔内に、上層導電層を形成する工程を具備する半導体装置の製造方法であって、この自然酸化膜の除去工程は、被処理基板を予めアルゴン雰囲気中で、被処理基板が８０℃〜７００℃の範囲内であり、被処理基板全面が均一な温度となるように加熱するとともに、加熱された被処理基板に１０Ｖ以上３００Ｖ以下の基板バイアス電位を印加しつつ、フッ化水素とアルゴンとの混合ガスから生成した水素活性種を照射する工程であることを特徴とする。
【００１３】
本発明において、加熱工程における被処理基板温度は、８０℃以上７００℃以下であることが望ましい。８０℃未満では吸着水分等の除去効果が低下し、７００℃を超えると不純物拡散層のプロファイルの劣化等の不都合が発生する。後述するように静電吸着チャックを用いる場合には、基板ステージ温度が２００℃を超えると保持能力が低下する場合もみられるので、この場合には８０℃以上２００℃以下に被処理基板温度を制御することがさらに望ましい。
被処理基板温度の制御は、被処理基板を載置する基板ステージに、ヒータや熱媒体循環等の基板加熱手段および基板冷却手段を具備させ、さらに静電吸着チャック機構等の基板密着保持手段を具備させることにより、高精度に制御することができる。さらに、基板ステージと被処理基板裏面との熱伝導を良好に保つために、基板ステージ側から被処理基板裏面に向け、Ｈｅ等の熱伝導媒体を流出させることも好ましい。被処理基板温度を高精度に制御することにより、自然酸化膜のエッチングレートを高精度に制御することができ、オーバーエッチングによるダメージや、エッチング不足によるコンタクト不良等の回避が可能となる。
【００１４】
また本発明において、基板バイアス電位は、１０Ｖ以上３００Ｖ以下であることが望ましい。１０Ｖ未満では自然酸化膜の除去効果が不足し、３００Ｖを超えると被処理基板に与えるダメージが増大する。
【００１６】
さらに本発明においては、フッ化水素とアルゴンとの混合ガスから生成した水素活性種の照射工程は、プラズマ密度が１×１０１０ｃｍ−３以上１×１０１４ｃｍ−３未満の高密度プラズマ発生源を有するプラズマ処理装置を用いた工程である。
【００１７】
本発明で特に好適に採用されるプラズマ処理装置としては、ＩＣＰ (Inductively Coupled Plasma) 処理装置、ＴＣＰ (Transformer Coupled Plasma) 処理装置、ヘリコン波プラズマ処理装置あるいはＥＣＲ (Electron Cyclotron Resonance) プラズマ処理装置等が例示される。これらの装置は、１×１０11ｃｍ-3以上の高密度プラズマ発生源を有する。
また１×１０10ｃｍ-3台のプラズマ密度が得られる装置としては、マグネトロン放電を利用した平行平板型プラズマ処理装置があげられる。
【００１８】
プラズマ密度が１×１０10ｃｍ-3未満であると、従来の平行平板型プラズマ処理装置の場合と同様に、エッチングレートの面でスループットが若干低下する。
またプラズマ密度は高い方が望ましいが、１×１０14ｃｍ-3のプラズマ密度は、現状の高真空プラズマ処理装置においては、ほぼ限界値である。
ここで例示された高密度プラズマ発生源を有し、さらに基板バイアスを独立に設定できる基板バイアス電源を有するプラズマ処理装置が望ましい。
【００１９】
本発明での自然酸化膜の除去工程においては、被処理基板に対して紫外光の照射を併用してもよい。紫外光源としては、エキシマレーザ光であることが望ましい。しかしながら、低圧水銀ランプあるいは高圧水銀ランプ等のランプ光源であってもよい。また、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ等の長波長レーザを非線型光学素子で高調波とした紫外光等であってもよい。
【００２０】
自然酸化膜の除去工程後は、被処理基板を大気に曝すことなく、直ちに上層導電層を形成することが望ましい。このためには、同じプラズマ処理装置内でプラズマＣＶＤ等で上層導電層を形成してもよいし、被処理基板をスパッタリング装置等に真空搬送してスパッタリングにより上層導電層を形成してもよい。
【００２２】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、被処理基板を加熱することにより吸着水分が充分除去される。これに加え、高密度かつ低照射エネルギのフッ化水素とアルゴンとの混合ガスから生成した水素活性種により、接続孔底部の自然酸化膜は化学的還元反応をも利用することにより、被処理基板にダメージを与えることなく充分なエッチングレートでほぼ完全に除去される。
【００２３】
このため、自然酸化膜の除去効果が充分であることに加え、上層導電層の形成工程においては被処理基板からのアウトガスが抑制され、水分等の不純物ガス発生による悪影響を受けることがない。したがって、純度が高く、経時変化の少ない上層導電層材料による低抵抗な層間接続構造を実現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施の形態につき、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、本発明の半導体装置の製造方法で使用したプラズマ処理装置の構成例を、図２〜図４を参照して説明する。
【００２６】
図２はトライオード平行平板型プラズマ処理装置の概略断面図である。すなわち、プラズマ処理室１６内には、被処理基板１０を載置するとともに、一方の電極ともなる基板ステージ１２と、対向電極１３、およびこれら容量電極の中間位置に格子電極１５が配置されている。基板ステージ１１には、基板バイアス電位を与える基板バイアス電源１２が、対向電極１３にはプラズマ生成電源１４がそれぞれ接続される一方、格子電極１５は接地電位とされている。なお図２ではガス導入手段、ガス排気手段、被処理基板１０の搬入搬出手段等の装置細部は図示を省略する。また、後工程で被処理基板１０を真空搬送し、連続的に上層導電層を成膜するスパッタリング装置等の成膜装置も図示していない。
【００２７】
図２のプラズマ処理装置によれば、対向電極１３と格子電極１５間に１０9 ｃｍ-3台の、プラズマ１７が生成されるとともに、プラズマ生成電源１４の入力レベルとは独立してイオンの入射エネルギを制御することができる。すなわち、プラズマ１７中のＡｒ+ 等の陽イオンは、格子電極１５を通過し、基板バイアス電源１２が形成する弱い基板バイアス電位により、被処理基板１０に向けて入射する。なお、対向電極１３の裏側や、プラズマ処理室１６の周囲に磁石を配置し、プラズマ１７中の電子のマグネトロン運動を用いたマグネトロン平行平板型プラズマ処理装置として構成すれば、１０10ｃｍ-3台のプラズマ密度を得ることができる。
【００２８】
図３は誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）処理装置の概略断面図である。
すなわち、プラズマ処理室１６内には、被処理基板１０を載置した基板ステージ１１が配設されている。この基板ステージ１１には、基板バイアス電位を与える基板バイアス電源１２が接続されている。プラズマ処理室１６の周囲には、誘導結合コイル１８が多重に巻回されており、ここにはＩＣＰ電源１９が接続されている。なお図３でもガス導入手段、ガス排気手段、被処理基板１０の搬入搬出手段等の装置細部は図示を省略する。また、後工程で被処理基板１０を真空搬送し、連続的に上層導電層を成膜するスパッタリング装置等の成膜装置も図示していない。
【００２９】
図３のプラズマ処理装置によれば、誘導結合コイル１８が形成する交番電界により、１０11ｃｍ-3台以上の高密度のプラズマ１７を生成することができる。プラズマ１７中の大量のＡｒ+ 等の陽イオンは、基板バイアス電源１２が形成する弱い基板バイアス電位により、被処理基板１０に向けて入射する。
【００３０】
図２および図３のプラズマ処理装置の基板ステージ１１の概略断面図を図４に示す。
被処理基板１０を載置する基板ステージ１１内には、ヒータ２１およびエタノール等の冷媒を循環させる冷媒配管２２が配設されており、不図示の温度センサおよび温度制御手段により、被処理基板１０の温度を所望の温度に制御することができる。基板ステージ１１表面は、放射形状等の微細な溝が形成された石英等のセラミックスにより構成され、その下部には静電吸着電極２０が埋め込まれている。また基板ステージ１１の中心部を貫通して、Ｈｅガス等の熱伝導ガスを導入する熱伝導媒体導入孔２３が形成されている。
【００３１】
図４の基板ステージ１１の構成により、被処理基板１０は基板ステージ１１表面に密着し、また熱伝導ガスによる熱伝導効果も加わって、被処理基板１０温度を高精度に制御することができる。
【００３２】
図２および図３に例示したプラズマ処理装置によれば、被処理基板温度を８０℃〜７００℃の範囲内の所望の温度に制御するとともに、基板バイアス電位を１０Ｖ〜３００Ｖの範囲の比較的低電位に保ちつつ、被処理基板に対して希ガスイオンあるいはフッ化水素とアルゴンとの混合ガスから生成した水素活性種を照射することができる。したがって、低ダメージ条件での自然酸化膜の除去は勿論のこと、吸着水分も充分に除去され、後工程での上層導電層において、低抵抗かつ高信頼性のコンタクトを形成することができる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明をさらに詳しく具体的な実験例により説明する。しかしながら、本発明は以下の実験例により何ら限定を受けるものではない。
【００３４】
〔実験例１〕
本実験例は、図２に示したトライオード型平行平板型プラズマ処理装置により、接続孔底部に露出した導電層表面の自然酸化膜をＡｒ＋イオン照射により除去した例であり、この工程を図１を参照して説明する。
【００３５】
本実験例で採用した被処理基板は、図１（ａ）に示すように、シリコン等の半導体基板１表面に形成された素子分離領域２、この素子分離領域２に囲まれた領域内に形成されたゲート電極３および不純物拡散層５、さらにこの不純物拡散層５に臨み、層間絶縁膜６に開口された接続孔７等を有するものである。また素子分離領域２上には下層配線４が形成され、この下層配線４に臨み、接続孔 (via)７が開口されている。
不純物拡散層５はＭＩＳトランジスタのソース・ドレイン領域であり、導電層を構成するものである。ゲート電極３から延在する下層配線４は、ゲート電極３と同種の導電材料、すなわち多結晶シリコンや高融点金属ポリサイドにより構成されており、これも導電層を構成する。これら導電層、すなわち接続孔７底部に露出した不純物拡散層５や下層配線４の表面には、自然酸化膜８が形成されている。図１（ａ）では、自然酸化膜８は説明のため、実際より厚く表示されている。
【００３６】
図１（ａ）に示す被処理基板を、図２に示したトライオード平行平板型プラズマ処理装置の基板ステージ１１上にセッティングし、自然酸化膜８の除去工程を施した。
〔自然酸化膜除去条件〕
Ａｒ                  ３０  ｓｃｃｍ
圧力                １．０  Ｐａ
基板ステージ温度    １００  ℃
プラズマ生成電力    ６００  Ｗ（２ＭＨｚ）
基板バイアス電圧    ２５０  Ｖ（１３．５６ＭＨｚ）
時間                  ６０  ｓｅｃ
【００３７】
この自然酸化膜除去工程では、図１（ｂ）に示すように矢印で示すＡｒ＋イオンの照射により、接続孔７底部の自然酸化膜８は効果的にスパッタリング除去される。本実験例でのＡｒ＋イオンの照射エネルギは比較的低エネルギであり、自然酸化膜８のスパッタリング除去速度も実用範囲内ではあるが比較的小さい。
【００３８】
またこの自然酸化膜除去工程では、被処理基板を加熱しているので、吸着水分も同時に脱離する。したがって、後工程で上層導電層を成膜する前のキュアリング工程は必要でない。被処理基板温度が１００℃に精密に制御されていることから、本自然酸化膜除去工程では被処理基板全面にわたり、あるいは異なる被処理基板間においても、均一な自然酸化膜除去および吸着水分除去が可能である。
【００３９】
この後、被処理基板をゲートバルブを介してスパッタリング装置内に真空搬送し、直ちに上層導電層９を形成する。本実験例では、上層導電層９として１２０ｎｍの厚さのバリア層９ｂと、６００ｎｍの厚さのＡｌ−０．５％Ｃｕからなる配線層９ａをスパッタリング成膜した。このうち、バリア層９ｂはＴｉ／ＴｉＮ／Ｔｉの３層構造とし、それぞれの厚さを３０／６０／３０ｎｍとして形成した。上層導電層９を形成した状態を図１（ｃ）に示す。このスパッタリング工程においては、被処理基板からのアウトガスが無いので、上層導電層９、特にバリア層９ｂの純度が向上するとともに、密着性にも優れた上層導電層９が形成される。
【００４０】
この後、図示は省略するがレジストマスク形成と異方性エッチングにより、上層導電層９を所望の配線形状にパターニングする。また上層導電層９をコンタクトプラグとする場合には、全面エッチバック法、あるいは化学的機械研磨法により層間絶縁膜６上の上層導電層９を除去すればよい。
【００４１】
以上、本実験例によればトライオード平行平板型プラズマ処理装置を用い、被処理基板加熱を併用しつつ比較的低エネルギのＡｒ＋イオンを照射することにより、コンタクト部での接触抵抗が低減されるとともに、上層導電層自体の配線抵抗も低減することができる。また上層導電層の密着性が向上する等、信頼性の高い多層配線構造を得ることができる。
【００４２】
なお、図１（ｂ）に示す工程において、被処理基板加熱とＡｒ+ イオン照射とを同時に施したが、まず被処理基板加熱を施し、吸着水分を脱離させてからＡｒ+ イオン照射をおこなっても、同様の効果をおさめることができる。
【００４３】
〔実験例２〕
本実験例（本発明の実施例）は、図３に示したＩＣＰ処理装置により、接続孔底部に露出した導電層表面の自然酸化膜を、主としてフッ化水素とアルゴンとの混合ガスから生成した水素活性種の照射により除去した例であり、この工程を同じ図１を参照して説明する。
【００４４】
本実験例で採用した被処理基板は、前実験例１で図１（ａ）を参照して説明したものと同様であるので重複する説明は省略する。
図１（ａ）に示す被処理基板を、図３に示したＩＣＰ処理装置の基板ステージ１１上にセッティングし、まず減圧雰囲気（真空）中での加熱工程を施した。
〔減圧雰囲気中での加熱工程〕
Ａｒ                １００  ｓｃｃｍ
圧力                    ３  Ｐａ
基板ステージ温度    １００  ℃
時間                １２０  ｓｅｃ
この加熱工程では被処理基板の吸着水分が脱離する。
【００４５】
つぎに水素活性種生成ガスとしてＨＦを採用し、自然酸化膜８の除去工程を施した。
〔自然酸化膜除去条件〕
ＨＦ                    ５  ｓｃｃｍ
Ａｒ                  ２５  ｓｃｃｍ
圧力                ０．７  Ｐａ
基板ステージ温度    １００  ℃
ＩＣＰ電源電力    １０００  Ｗ（４５０ｋＨｚ）
基板バイアス電圧    １５０  Ｖ（１３．５６ＭＨｚ）
時間                  ６０  ｓｅｃ
【００４６】
この自然酸化膜除去工程では、図１（ｂ）に示すように、矢印で示すＡｒ＋イオンおよびＨ＋イオン等の水素活性種の照射により、接続孔７底部の自然酸化膜８は、化学的還元反応および物理的スパッタリング効果により、極めて効果的に除去される。本実験例でのＡｒ＋イオンの照射エネルギは比較的低エネルギであり、被処理基板に与えるダメージは少ない。
【００４７】
またこの自然酸化膜除去工程では、予め被処理基板を加熱しているので、吸着水分はすでに脱離している。したがって、後工程で上層導電層を成膜する前のキュアリング工程は必要でない。被処理基板温度が１００℃に精密に制御されていることから、本加熱工程および自然酸化膜除去工程では被処理基板全面にわたり、あるいは異なる被処理基板間においても、均一な自然酸化膜除去および吸着水分除去が可能である。
清浄な不純物拡散層５表面、すなわちシリコン表面が露出すると、最表面のシリコン原子のダングリングボンドはＦ原子によりターミネイトされ、化学的に活性な状態となる。
【００４８】
この後、被処理基板をゲートバルブを介してスパッタリング装置内に真空搬送し、直ちに上層導電層９を形成する。本実験例では、上層導電層９として１２０ｎｍの厚さのバリア層９ｂと、６００ｎｍの厚さのＷからなる配線層９ａをスパッタリング成膜した。このうち、バリア層９ｂはＴｉ／ＴｉＮ／Ｔｉの３層構造とし、それぞれの厚さを３０／６０／３０ｎｍとして形成した。上層導電層９を形成した状態を図１（ｃ）に示す。このスパッタリング工程においては、被処理基板からのアウトガスが無いので、上層導電層９、特にバリア層９ｂの純度が向上するとともに、密着性にも優れた上層導電層９が形成される。
【００４９】
この後、図示は省略するがレジストマスク形成と異方性エッチングにより上層導電層９を所望の配線形状にパターニングする。また上層導電層９をコンタクトプラグとする場合には、全面エッチバック法、あるいは化学的機械研磨法により層間絶縁膜６上の上層導電層９を除去すればよい。
【００５０】
以上、本実験例によればＩＣＰ処理装置を用い、減圧雰囲気中での被処理基板加熱を施した後、比較的低エネルギのＡｒ＋イオンおよびフッ化水素とアルゴンとの混合ガスから生成した水素活性種を照射することにより、コンタクト部の清浄度は一層高まり、その接触抵抗が低減されるとともに、上層導電層自体の配線抵抗も低減することができる。また上層導電層の密着性が向上する等、信頼性の高い多層配線構造を得ることができる。
【００５１】
なお、本実験例においては、減圧雰囲気中での被処理基板加熱後、Ａｒ＋イオンとフッ化水素とアルゴンとの混合ガスから生成した水素活性種とを照射したが、これらを同時におこなっても、同様の効果をおさめることができる。
【００５２】
以上、本発明を実験例により詳細に説明したが、本発明はこれら実験例に何ら限定されるものではない。
【００５３】
例えば、プラズマ処理装置としてトライオード平行平板型装置やＩＣＰ装置の他に、ＥＣＲプラズマ処理装置やヘリコン波プラズマ処理装置等を採用することができる。低イオンエネルギでのソフトエッチングが可能という観点からは、イオン密度が１×１０11ｃｍ-3以上の高密度プラズマ処理装置が好ましく使用される。
【００５４】
また被処理基板上の導電層として、シリコン基板に形成された不純物拡散層やゲート電極・配線の他に、薄膜トランジスタの半導体膜等であってもよい。また半導体基板として、シリコンの他に、ＳｉＧｅやＧｅ、あるいはＧａＡｓ等の化合物半導体であってもよい。
その他、被処理基板の構成等、適宜変更可能であることは言う迄もない。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の半導体装置の製造方法によれば、下地となる導電層にダメージを与えることなく、自然酸化膜および吸着水分等を除去することができる。また後工程で形成する上層導電層中の不純物を低減し、その密着性を高めることができる。
したがって、微細な開口径で高アスペクト比の接続孔による層間接続構造を、低抵抗かつ信頼性の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の工程を説明する概略断面図である。
【図２】実施の形態例で用いたトライオード平行平板型プラズマ処理装置を示す概略断面図である。
【図３】他の実施の形態例で用いた誘導結合型プラズマ処理装置を示す概略断面図である。
【図４】  実験例で用いたプラズマ処理装置の基板ステージを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…半導体基板、２…素子分離領域、３…ゲート電極、４…下層配線、５…不純物拡散層、６…層間絶縁膜、７…接続孔、８…自然酸化膜、９…上層導電層、９ａ…配線層、９ｂ…バリア層
１０…被処理基板、１１…基板ステージ、１２…基板バイアス電源、１３…対向電極、１４…プラズマ生成電源、１５…格子電極、１６…プラズマ処理室、１１７…プラズマ、１８…誘導結合コイル、１９…ＩＣＰ電源、２０…静電吸着電極、２１…ヒータ、２２…冷媒配管、２３…熱伝導媒体導入孔
【図１】
0004395896.tif 000002
【図２】
0004395896.tif 000003
【図３】
0004395896.tif 000004
【図４】
0004395896.tif 000005