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JP2016122801A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法 Download PDF

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JP2016122801A JP2014263483A JP2014263483A JP2016122801A JP 2016122801 A JP2016122801 A JP 2016122801A JP 2014263483 A JP2014263483 A JP 2014263483A JP 2014263483 A JP2014263483 A JP 2014263483A JP 2016122801 A JP2016122801 A JP 2016122801A
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Abstract

【課題】半導体装置の信頼度の低下を防止する。【解決手段】半導体ウェハの主面上に、アルミニウムを主成分とする電極パッドＰＡＤを形成する。続いて、電極パッドＰＡＤを覆うように、半導体ウェハの主面上に第１絶縁部材ＯＬ１および第２絶縁部材ＯＬ２を形成した後、ハロゲン系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチング法により、電極パッドＰＡＤの表面を露出させる開口部ＯＰを第１絶縁部材ＯＬ１および第２絶縁部材ＯＬ２に形成する。その後、大気雰囲気で２００℃〜３００℃の熱処理を行い、電極パッドＰＡＤの露出した表面に２ｎｍ〜６ｎｍの厚さの酸化膜ＯＦを形成した後に、半導体ウェハを保管する。【選択図】図２

Description

本発明は半導体装置の製造技術に関し、例えばアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする電極パッドを有する半導体装置の製造に好適に利用できるものである。
特開２００３−０３６６９２号公報（特許文献１）には、冗長置換用ブロック、冗長アドレス記憶部および置換制御部が設けられた不揮発性半導体記憶装置が記載されている。この不揮発性半導体記憶装置のフラッシュメモリの検査工程では、（第５の実施形態）および図５に記載されているように、プローブ検査を行いながら熱処理によるストレスを与えている。
特開２００３−０３６６９２号公報
前工程における製造が終了した半導体ウェハは、通常検査工程に移送されるが、半導体ウェハが検査の開始までに、または検査完了後に、長期間停滞する場合がある。長期間停滞した半導体ウェハでは、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする電極パッドの表面が腐食し、当該電極パッドと、これに接合される導電性部材との接合不良が発生して半導体装置の信頼度が低下するという問題が生じていた。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態による半導体装置の製造方法は、まず、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とする電極パッドを覆うように、半導体ウェハの主面上に絶縁部材を形成した後、ハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）を含むエッチングガスを用いたドライエッチング法により絶縁部材を加工して、電極パッドの表面を露出させる開口部を絶縁部材に形成する。その後、大気雰囲気で２００℃〜３００℃の熱処理を行い、電極パッドの露出した表面に２ｎｍ〜６ｎｍの厚さの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜を形成した後に、半導体ウェハを保管する。
一実施の形態によれば、半導体装置の信頼度の低下を防止することができる。
実施の形態１による半導体装置の製造方法の流れを説明する工程図である。 実施の形態１による半導体装置の製造工程を説明する電極パッドの要部断面図である。 実施の形態１による半導体ウェハ上のフッ素残留量を示すグラフ図である。 実施の形態１による電極パッドの表面に形成される酸化膜の厚さと熱処理時間との関係を示すグラフ図である。 実施の形態１による電極パッドの腐食発生率と熱処理時間との関係を示すグラフ図である。 実施の形態２による半導体装置の製造方法の流れを説明する工程図である。 実施の形態２による半導体装置の製造工程を説明する電極パッドの要部断面図である。 実施の形態３による半導体装置の製造方法の流れを説明する工程図である。 実施の形態３による半導体装置の製造工程を説明する電極パッドの要部断面図である。 実施の形態４による半導体装置の製造方法の流れを説明する工程図である。 実施の形態４による半導体ウェハ上のフッ素残留量を示すグラフ図である。
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（課題の詳細な説明）
まず、本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法がより明確となると思われるため、本発明者によって見出された半導体装置の製造方法における解決しようとする課題について詳細に説明する。
前工程における製造が終了した半導体ウェハは、一旦クリーンルーム内に保管され、その後、検査工程を経て、後工程へ移送される。半導体ウェハを保管する際には、半導体ウェハは、複数枚の半導体ウェハを収納するケースまたは１枚の半導体ウェハを収納するケースなどに梱包される。また、保管が長期間に亘る場合は、半導体ウェハが収納されたケースを梱包袋に入れ、脱気した後に保管される。
ところで、前工程における製造が終了した半導体ウェハは、例えば複数の半導体素子と、絶縁層と配線層とをそれぞれ複数段積み重ねた多層配線層と、この多層配線層を覆うようにして形成された表面保護膜（パッシベーション膜）とを有する構成になっている。
そして、半導体ウェハの主面上には、複数の半導体素子と電気的に接続された複数の電極パッドが配置されている。電極パッドは、上記多層配線層のうちの最上層の配線からなり、半導体ウェハの表面保護膜にそれぞれの電極パッドに対応して形成された開口部により露出している。電極パッドは、例えばアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする導電性材料からなる。また、表面保護膜は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜およびポリイミド膜（例えばＰＩＱ（Polyimideisoindoloquinazolinedion）など）が下層から順に積層された多層構造からなる。ポリイミド膜は、ソフトエラー対策または封止樹脂との熱応力緩和などに対して効果がある。
また、電極パッドには、後工程において、例えば熱圧着に超音波振動を併用したネイルヘッドボンディング（ボールボンディング）法により、導電性部材（例えばボンディングワイヤ）が電気的に、かつ機械的に接続される。
しかしながら、本発明者が検討したところ、半導体ウェハの保管が長期間に亘る場合は、電極パッドの表面が腐食して、電極パッドと、これに接合される導電性部材との接合不良が発生し、半導体装置の信頼度が低下するという問題が生じていた。
また、前工程における製造が終了した半導体ウェハは、後工程へ移送される前に、検査工程において半導体ウェハに形成された半導体チップ毎に良・不良が判定される。具体的には、各半導体チップの電極パッドに、例えばタングステン（Ｗ）などからなるプローブ針を接触させて、半導体ウェハに形成された半導体チップ毎の集積回路の電気的特性を測定し、これをテスターが読み取ることにより半導体チップ毎の良・不良が判定される。しかし、半導体チップの電極パッドにプローブ針が接触すると、電極パッドにプローブ痕が残り、電極パッドにプローブ針を接触させない場合よりも、電極パッドの表面が腐食しやすくなる傾向がある。
ここで、電極パッドの表面の腐食とは、主に、電極パッドの表面に絶縁性のフッ素化合物または塩素化合物が形成されることをいう。フッ素化合物または塩素化合物の厚さは、例えば１０μｍ程度であり、容易に除去することができない。このため、電極パッドと導電性部材との接合不良が発生してしまう。以下に、フッ素化合物または塩素化合物が形成されるプロセスについて考察する。
（１）電極パッドの表面を露出させるため、表面保護膜に開口部を形成する際には、表面保護膜をドライエッチング法により加工するが、エッチングガスには、ハロゲン系ガスを用いるため、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）が含まれる。フッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）が電極パッドの表面に残留していると、半導体ウェハを保管している間に、フッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）が大気中に含まれる酸素（Ｏ）と徐々に反応して、電極パッドの表面にフッ素化合物または塩素化合物が形成されると考えられる。
（２）また、表面保護膜をドライエッチング法により加工している際に、ポリイミド膜内に、エッチングガスからフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）が侵入する。半導体ウェハを保管している間に、ポリイミド膜内に侵入したフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）は徐々に抜けていき、大気中に含まれる酸素（Ｏ）と徐々に反応して、電極パッドの表面にフッ素化合物または塩素化合物が形成されると考えられる。この場合は、ポリイミド膜から徐々にフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）が抜けていくので、保管時間が長くなるに従って、塩素化合物またはフッ素化合物の厚さは増加すると推測される。
（３）また、電極パッドには、エレクトロマイグレーション対策として、アルミニウム（Ａｌ）に銅（Ｃｕ）などが含まれている。このため、アルミニウム（Ａｌ）と銅（Ｃｕ）との間に電池効果が発生して電流が流れるため、より、電極パッドの表面の腐食が進むと考えられる。
（実施の形態１）
本実施の形態１による半導体装置の製造方法を図１〜図５を用いて説明する。図１は、本実施の形態１による半導体装置の製造方法の流れを説明する工程図である。図２は、本実施の形態１による半導体装置の製造工程を説明する電極パッドの要部断面図である。図３は、本実施の形態１による半導体ウェハ上のフッ素残留量を示すグラフ図である。図４は、本実施の形態１による電極パッドの表面に形成される酸化膜の厚さと熱処理時間との関係を示すグラフ図である。図５は、本実施の形態１による電極パッドの腐食発生率と熱処理時間との関係を示すグラフ図である。
≪半導体装置の製造方法≫
１．ウェハ完成
まず、半導体ウェハの主面（回路形成面、表面とも言う）に集積回路を形成する。例えばシリコン（Ｓｉ）単結晶からなる半導体ウェハの主面に、電解効果トランジスタ、抵抗および容量などの種々の半導体素子を形成し、これらを、絶縁層と配線層とをそれぞれ複数段積み重ねた多層配線層を介して電気的に接続する。なお、半導体ウェハは、シリコン（Ｓｉ）に限らず、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）または炭化珪素（ＳｉＣ）などの化合物半導体であってもよい。
図２（ａ）に示すように、最上層の配線層ＭＬは、例えばアルミニウム（Ａｌ）を主成分とする導電性材料からなる。エレクトロマイグレーション耐性を向上させるため、この導電性材料には、銅（Ｃｕ）などが導入されており、また、この導電性材料上に、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）からなるバリアメタル膜ＢＭが形成されている。最上層の配線層ＭＬの厚さは、例えば０．４μｍ〜６．０μｍである。そして、この最上層の配線層ＭＬと同一層の導電性材料によって、複数の電極パッド（表面電極、パッド電極とも言う）ＰＡＤが形成されている。
次に、最上層の配線層ＭＬ（複数の電極パッドＰＡＤを含む）を覆うように、半導体ウェハの主面上に第１絶縁部材ＯＬ１を形成する。また、第１絶縁部材ＯＬ１は、無機絶縁膜であり、例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜、または酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜と窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜との積層膜などからなり、この膜は、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成される。第１絶縁部材ＯＬ１の厚さは、例えば０．６μｍ〜０．８μｍ程度である。
次に、半導体ウェハの主面上に第２絶縁部材ＯＬ２を形成する。第２絶縁部材ＯＬ２は、有機絶縁膜であり、例えばポリイミド膜（例えばＰＩＱ（Polyimideisoindoloquinazolinedion））などからなり、この膜は、例えば回転塗布法により形成される。第２絶縁部材ＯＬ２の厚さは、例えば５μｍ程度である。ポリイミド膜は、ソフトエラー対策または封止樹脂との熱応力緩和などに対して効果がある。
次に、リソグラフィ技術により形成されたレジストパターンをマスク（図示は省略）として、第２絶縁部材ＯＬ２をドライエッチング法により加工して、電極パッドＰＡＤ上の第２絶縁部材ＯＬ２を除去する。続いて、第１絶縁部材ＯＬ１をドライエッチング法により加工して、電極パッドＰＡＤ上の第１絶縁部材ＯＬ１を除去する。この際、電極パッドＰＡＤ上のバリアメタル膜ＢＭも除去されて、第１絶縁部材ＯＬ１および第２絶縁部材ＯＬ２に、電極パッドＰＡＤの表面を露出する開口部ＯＰが形成される。
第１絶縁部材ＯＬ１および第２絶縁部材ＯＬ２をドライエッチング法により加工する際には、ハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）を含むエッチングガスが用いられる。そのため、第１絶縁部材ＯＬ１および第２絶縁部材ＯＬ２に形成された開口部ＯＰに露出する電極パッドＰＡＤの表面には、自然酸化膜ＳＯを介して、フッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）が残留する。自然酸化膜ＳＯは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜であり、その厚さは、約５ｎｍ以下である。しかし、自然酸化膜ＳＯの厚さは、半導体ウェハの面内でばらつくため、不均一である。
また、第１絶縁部材ＯＬ１および第２絶縁部材ＯＬ２をドライエッチング法により加工する際には、有機絶縁膜からなる第２絶縁部材ＯＬ２内に、エッチングガスに含まれるハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）が入り込み、加工が終わった後も、その一部が残留する。
２．ウェハテスト
次に、図２（ｂ）に示すように、電極パッドＰＡＤに、例えばタングステン（Ｗ）などからなるプローブ針（探針とも言う）を接触させて、半導体ウェハに形成された半導体チップ毎の集積回路の電気的特性を測定し、これをテスターが読み取ることにより半導体チップ毎の良・不良を判定する。
３．熱処理（ベーク処理）
次に、図２（ｃ）に示すように、ウェハテストが終わった後の半導体ウェハに対して熱処理を行うことにより、プローブ痕がある電極パッドＰＡＤの表面に、均一な厚さの酸化膜ＯＦを一様に形成する。酸化膜ＯＦは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜である。酸化膜ＯＦの厚さが薄い場合は、均一な厚さの酸化膜ＯＦが形成できない可能性がある。一方、酸化膜ＯＦの厚さが厚い場合は、熱処理時間が長くなり、製造ＴＡＴが増加するという課題が生じ、また、電極パッドＰＡＤと、これに接合される導電性部材との接合不良が発生する可能性がある。これらを考慮すると、酸化膜ＯＦの厚さは、２ｎｍ〜６ｎｍの範囲が適切であり、また、４ｎｍを中心値とする範囲が最も好適であると考えられる。
熱処理温度は、例えば２００℃〜３００℃が適切な範囲であり、酸化膜ＯＦを形成することから、熱処理雰囲気は、例えば大気雰囲気または酸素雰囲気が適切であると考えられる。また、熱処理時間は、後に詳細を説明するが、バッチ式のベーク炉では、例えば３０分が適切であると考えられる。
さらに、この熱処理により、電極パッドＰＡＤの露出した表面および第２絶縁部材ＯＬ２内に残留していたハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）が除去される。
４．保管
その後、後工程へ移送されるまでの間、半導体ウェハはクリーンルーム内に保管される。半導体ウェハを保管する際には、半導体ウェハは、複数枚の半導体ウェハを収納するケースまたは１枚の半導体ウェハを収納するケースなどに梱包される。また、保管が長期間に亘る場合は、半導体ウェハが収納されたケースを梱包袋に入れ、脱気した後に保管される。
≪熱処理の効果≫
図３は、ウェハテスト後に熱処理を行った場合と、熱処理を行わなかった場合における半導体ウェハ上のフッ素残留量を示すグラフ図である。熱処理温度は、２５０℃であり、熱処理雰囲気は、大気雰囲気である。
図３に示すように、熱処理を行うことにより、半導体ウェハ上のフッ素残留量を２０％程度まで減少させることができる。
図４は、電極パッドの表面に形成される酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜の厚さと熱処理時間との関係を示すグラフ図である。熱処理温度は、２５０℃であり、熱処理雰囲気は、大気雰囲気である。また、熱処理には、バッチ式のベーク炉を用いた。
図４に示すように、３０分以上の熱処理により、例えば３．５ｎｍ程度の厚さの酸化膜が電極パッドの表面に形成されていることが分かる。熱処理を行わない場合であっても、電極パッドの表面には、約３ｎｍ以下の厚さの自然酸化膜が形成される。しかし、自然酸化膜の厚さは、半導体ウェハの面内でばらつき、不均一である。これに対して、熱処理により、積極的に電極パッドの表面に形成された酸化膜の厚さは、半導体ウェハの面内でのばらつきが自然酸化膜よりも小さく、ほぼ均一となり、酸化膜は、電極パッドの表面に一様に形成することができる。
電極パッドの表面に、均一な厚さの酸化膜を一様に形成することによる効果としては、以下が考えられる。
熱処理を行うことにより、図３に示したように、半導体ウェハ上のフッ素残留量を低減することができる。しかし、熱処理を行っても、第２絶縁部材内に含まれるハロゲン系ガスが完全には除去できず、絶対量が減るのみで、熱処理が終わった後も、その一部が残留する場合がある。このため、半導体ウェハを保管している間に、第２絶縁部材内に残留していたハロゲン系ガスが第２絶縁部材から徐々に抜け出して、電極パッドの表面に付着することがある。しかし、本実施の形態１では、電極パッドの表面に、均一な厚さの酸化膜を一様に形成しているので、半導体ウェハを保管している間に、ハロゲン系ガスが第２絶縁部材から徐々に抜け出しても、電極パッドの表面に直接付着しないので、電極パッドの表面の腐食を防止することができる。
図５は、電極パッドの腐食発生率と熱処理時間との関係を示すグラフ図である。熱処理温度は、２５０℃であり、熱処理雰囲気は、大気雰囲気である。また、熱処理には、バッチ式のベーク炉を用いた。なお、半導体ウェハを湿度１００％の中で所定時間（０分、３０分、１時間、４時間）保管した後、電極パッドの腐食発生率を測定した。
図５に示すように、フッ素系腐食の場合および塩素系腐食の場合共に、３０分以上の熱処理により、電極パッドの腐食発生率が著しく低減していることが分かる。
このように、本実施の形態１によれば、電極パッドＰＡＤの露出した表面および第２絶縁部材ＯＬ２内に残留していたハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）を除去することができるので、電極パッドＰＡＤの表面の腐食を防止することができる。さらに、電極パッドＰＡＤの表面には、例えば３．５ｎｍ程度の均一な厚さの酸化膜ＯＦが一様に形成されるので、半導体ウェハを保管している間に、ハロゲン系ガスが第２絶縁部材ＯＬ２から徐々に抜け出しても、電極パッドＰＡＤの表面と直接接触しないので、電極パッドＰＡＤの表面の腐食を防止することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態２による半導体装置の製造方法を図６および図７を用いて説明する。図６は、本実施の形態２による半導体装置の製造方法の流れを説明する工程図である。図７は、本実施の形態２による半導体装置の製造工程を説明する電極パッドの要部断面図である。
前述した実施の形態１と相違する点は、本実施の形態２では、図６および図７に示すように、ウェハテストと熱処理（ベーク処理）との間に水洗を追加していることである。すなわち、まず、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、電極パッドＰＡＤに、例えばタングステン（Ｗ）などからなるプローブ針を接触させて、ウェハテストを行う。次に、図７（ｃ）に示すように、ウェハテストが終わった後の半導体ウェハに対して水洗を行い、この水洗により、ハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）を電極パッドＰＡＤの表面から除去する。その後、図７（ｄ）に示すように、半導体ウェハに対して熱処理を行い、この熱処理により、電極パッドＰＡＤの露出した表面に酸化膜ＯＦを形成する。さらに、電極パッドＰＡＤの露出した表面および第２絶縁部材ＯＬ２内に残留していたハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）を除去する。
従って、熱処理の前に水洗を行っているので、水洗を行わずに熱処理を行った場合と比べると、熱処理時における電極パッドＰＡＤの表面に残留するハロゲン系ガスが減少して、より均一な厚さの酸化膜ＯＦを形成することができる。
水洗には、超純水（例えば不純物の量が０．００１μｇ／Ｌ程度の導電性のない水）が用いられ、超純水を満たしたプールに複数枚の半導体ウェハをつけるバッチ式水洗であってもよく、スピン洗浄による枚葉式水洗であってもよい。
本実施の形態２では、熱処理の前に水洗を行ったが、熱処理の後に水洗を行ってもよい。この場合は、熱処理により、電極パッドＰＡＤの露出した表面および第２絶縁部材ＯＬ２内からハロゲン系ガスが除去された後、さらに水洗により、電極パッドＰＡＤの露出した表面に付着したハロゲン系ガスが除去されるので、ハロゲン系ガスを除去する効果がより高くなると考えられる。
（実施の形態３）
本実施の形態３による半導体装置の製造方法を図８および図９を用いて説明する。図８は、本実施の形態３による半導体装置の製造方法の流れを説明する工程図である。図９は、本実施の形態３による半導体装置の製造工程を説明する電極パッドの要部断面図である。
前述した実施の形態１と相違する点は、本実施の形態３では、図８および図９に示すように、熱処理（ベーク）の後に、ウェハテストを行っていることである。すなわち、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、半導体ウェハに対して熱処理を行うことにより、電極パッドＰＡＤの露出した表面に、均一な厚さの酸化膜ＯＦを一様に形成することができる。さらに、電極パッドＰＡＤの露出した表面および第２絶縁部材ＯＬ２内に残留するハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）を低減することができる。
但し、本実施の形態３では、電極パッドＰＡＤの露出した表面に、均一な厚さの酸化膜ＯＦを一様に形成した後、電極パッドＰＡＤに、プローブ針を接触させて、半導体ウェハに形成された半導体チップ毎の集積回路の電気的特性を測定することになる。従って、図９（ｃ）に示すように、プローブ針が接触した電極パッドＰＡＤの表面の酸化膜ＯＦが削られて、プローブ針が接触した部分の酸化膜ＯＦの厚さが薄くなるまたは全て除去されることがある。しかし、その後、プローブ針が接触した部分には自然酸化膜ＳＯが形成されるので、不均一な厚さとはなるが、酸化膜ＯＦおよび自然酸化膜ＳＯによって電極パッドＰＡＤの表面が覆われるので、半導体ウェハを保管している間の電極パッドＰＡＤの表面の腐食を防止することができる。
さらに、ウェハ完成と熱処理（ベーク処理）との間、熱処理（ベーク処理）とウェハテストとの間、またはウェハ完成と熱処理（ベーク処理）との間および熱処理（ベーク処理）とウェハテストとの間に、前述の実施の形態２で説明した水洗を行ってもよい。水洗を追加することにより、熱処理のみの場合よりもハロゲン系ガスを除去する効果がより高くなる。
また、ウェハテストを行っている間に、半導体ウェハに対して熱処理を行ってもよい。この場合も上記した効果と同様の効果を得ることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態４による半導体装置の製造方法を図１０および図１１を用いて説明する。図１０は、本実施の形態４による半導体装置の製造方法の流れを説明する工程図である。図１１は、本実施の形態４によるウェハテスト後に水洗のみを行った場合と、水洗を行わなかった場合における半導体ウェハ上のフッ素残留量を示すグラフ図である。
前述した実施の形態１と相違する点は、本実施の形態４では、図１０に示すように、熱処理（ベーク処理）に代えて水洗を行っていることである。すなわち、水洗を行うことにより、電極パッドの露出した表面に残留していたハロゲン系ガス、例えばフッ素（Ｆ）または塩素（Ｃｌ）を除去することができるので、電極パッドの表面の腐食を防止することができる。
水洗には、前述の実施の形態２に説明した水洗と同様に、超純水（例えば不純物の量が０．００１μｇ／Ｌ程度の導電性のない水）が用いられ、超純水を満たしたプールに複数枚の半導体ウェハをつけるバッチ式水洗であってもよく、スピン洗浄による枚葉式水洗であってもよい。
本実施の形態４では、前述した実施の形態１で説明した熱処理を半導体ウェハに対して行っていないので、第２絶縁部材内に残留したハロゲン系ガスは除去されない。また、電極パッドの露出した表面には、均一な厚さの酸化膜は形成されず、不均一な厚さの自然酸化膜が形成される。このため、半導体ウェハを長期間に亘って保管している間に、ハロゲン系ガスが第２絶縁部材から徐々に抜け出して、電極パッドの表面の腐食が進行する可能性はある。
しかし、図１１に示すように、水洗を行うことにより、半導体ウェハ上のフッ素残留量を半分程度まで減少させることができる。従って、水洗のみを行った場合は、熱処理のみを行った場合と比較すると、ハロゲン系ガスの除去効果は低いが、ハロゲン系ガスは明らかに除去されているので、熱処理と水洗の両方を行わない場合よりも、半導体ウェハを保管している間の電極パッドの表面の腐食を防止することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
ＢＭ バリアメタル膜
ＭＬ 配線層
ＯＦ 酸化膜
ＯＬ１ 第１絶縁部材（無機絶縁膜）
ＯＬ２ 第２絶縁部材（有機絶縁膜）
ＯＰ 開口部
ＰＡＤ 電極パッド（表面電極、パッド電極）
ＳＯ 自然酸化膜

Claims (9)

  1. 以下の工程を含む半導体装置の製造方法：
    （ａ）半導体ウェハの主面上に電極パッドを形成する工程；
    （ｂ）前記電極パッドを覆うように、前記半導体ウェハの主面上に絶縁部材を形成する工程；
    （ｃ）ハロゲン系ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチング法により前記絶縁部材を加工して、前記電極パッドの表面が露出する開口部を前記絶縁部材に形成する工程；
    （ｄ）酸素を含む雰囲気で熱処理を行い、前記電極パッドの露出した表面に酸化膜を形成する工程；
    （ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記半導体ウェハを保管する工程。
  2. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｄ）工程における前記熱処理の温度は、２００℃から３００℃である、半導体装置の製造方法。
  3. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｃ）工程で、前記開口部に露出した前記電極パッドの表面には、フッ素化合物または塩素化合物が形成される、半導体装置の製造方法。
  4. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程との間、または前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程との間に、さらに以下の工程を含む：
    （ｆ）前記電極パッドの露出した表面を水洗する工程。
  5. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記（ｃ）工程と前記（ｄ）工程との間、または前記（ｄ）工程と前記（ｅ）工程との間に、さらに以下の工程を含む：
    （ｇ）前記半導体ウェハに形成された半導体チップ毎に、前記電極パッドにプローブ針を接触させて、前記半導体チップ毎の集積回路の電気的特性を測定する工程。
  6. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記酸化膜の厚さは、２ｎｍから６ｎｍである、半導体装置の製造方法。
  7. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記酸化膜の厚さは、４ｎｍである、半導体装置の製造方法。
  8. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記ハロゲン系ガスは、フッ素または塩素である、半導体装置の製造方法。
  9. 請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
    前記電極パッドは、アルミニウムを主成分とする導電性材料からなり、前記酸化膜は、酸化アルミニウムからなる、半導体装置の製造方法。
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