CN102655077A - 半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明使由阻挡金属膜和铝电极膜构成的层叠电极的前端区域为单层的阻挡金属电极，用剥离法形成在并列的阻挡金属电极间电连接的电阻器。从而提供在形成带有膜厚较薄的电阻器的电阻元件时针对电阻器的断线而言较强的电阻元件。

Description

半导体装置的制造方法
技术领域
本发明是半导体装置的制造方法，特别是涉及带有膜厚较薄的电阻器的电阻元件的制造方法。
背景技术
为了制造在半导体集成电路中使用的电阻元件，在电阻器的膜厚较厚的情况下，至今采用在图4(a)～图4(e)示出一个例子的制造方法。即，首先如图4(a)所示，在绝缘膜1上将电阻器2加工成期望的形状。接着如图4(b)所示，沉积层间绝缘膜3，利用蚀刻在层间绝缘膜3打开接触孔。接着如图4(c)所示，用溅射成膜阻挡金属(barrier metal)膜4。接着如图4(d)所示，在阻挡金属膜4上用溅射成膜法成膜铝金属膜5。接着如图4(e)所示，在铝金属膜5上形成抗蚀剂图案后，同时蚀刻阻挡金属膜4和金属膜5，其后通过去除抗蚀剂，形成铝电极10，能够形成在电阻器2的两端具有电极的电阻元件。该方法的问题点在于，在电阻器2的膜厚较薄的情况下，在执行图4(b)的工序中的利用蚀刻的接触部开孔时，会贯通电阻器2，铝电极10和电阻器2的接触面积变小。
因此，在电阻器的膜厚较薄的情况下，考虑图5那样的制造方法。首先在图5(a)中在绝缘膜1上溅射成膜阻挡金属膜4。接着在图5(b)中在阻挡金属膜4上溅射成膜铝金属膜5。接着在图5(c)中在铝金属膜5上形成抗蚀剂图案，利用蚀刻使阻挡金属4和金属5残留为期望的形状，通过剥离抗蚀剂而形成铝电极10。接着在图5(d)中对抗蚀剂7进行图案形成。接着在图5(e)中利用溅射成膜法成膜电阻器2。接着通过去除抗蚀剂7，能够得到如图5(f)那样将电阻器2作为用于布线的电极而连接的电阻元件。若是图5那样的方法，则不利用蚀刻形成接触孔就能够得到连接有电极的电阻器。(例如，参照专利文献1)
专利文献1：日本特开平6-21351号公报。
发明内容
然而，在利用上述图5说明的半导体装置中，成为布线的金属的膜厚较厚，在金属的角的部分对电阻器施加应力，在以后的热工序或高温偏差试验等中有断线之虞。
为了解决上述课题，在本发明的半导体装置的制造方法中，使电阻器的电极布线为膜厚较薄的阻挡金属。
通过采用膜厚较薄的阻挡金属作为电阻器的电极，减小施加至电阻器的应力，能够制作无断线之虞的、可靠性高的电阻元件。另外，通过利用为取得金属布线和Si衬底的接触部而原本需要的阻挡金属，能够抑制成本并制作目标电阻元件。
附图说明
图1是示出本发明的半导体装置的制造方法的实施例的工序顺序剖面图。
图2是示出本发明的半导体装置的制造方法的实施例的平面图。
图3是示出本发明的半导体装置的制造方法的实施例的平面图。
图4是用于说明现有半导体装置的制造方法的工序顺序剖面图。
图5是用于说明现有半导体装置的制造方法的工序顺序剖面图。
标号说明
1绝缘膜；2电阻器；3层间绝缘膜；4阻挡金属膜；5铝金属膜；6抗蚀剂图案；7抗蚀剂图案；8抗蚀剂开口区域；9阻挡金属电极；10铝电极(层叠电极)；11形成电阻器的区域；100本发明的实施例的电阻元件。
具体实施方式
以下基于附图对用于实施本发明的最佳的方式进行说明。
图1(a)～(g)是示出本发明的半导体装置的制造方法的实施方式的工序顺序剖面图。图2(a)～(d)以及图3(a)～(b)是示出本发明的半导体装置的制造方法的实施方式的平面图。
首先，如图1(a)所示，在半导体衬底上形成例如热氧化膜、TEOS等绝缘膜1。在其上使用溅射成膜法成膜例如Ti和TiN的层叠膜作为阻挡金属膜4，例如Ti成膜为
Figure BSA00000682624200031
以及TiN成膜为
Figure BSA00000682624200032
此外，阻挡金属膜也可以是Ti、TiW。
接着在图1(b)中，在阻挡金属膜4上例如使用溅射成膜法将例如Al-Si-Cu成膜
Figure BSA00000682624200033
作为铝金属膜5。接着如图1(c)那样，在铝金属膜5上利用光刻形成抗蚀剂图案，例如在使用Cl类气体的等离子蚀刻装置中，连续地蚀刻铝金属膜5和阻挡金属膜4，接着通过剥离抗蚀剂形成层叠有阻挡金属膜和铝金属膜的铝电极10。
接着如图2(a)所示，用抗蚀剂图案6覆盖2个铝电极10的前端区域以外。在此，在包含2个铝电极10的前端部的区域设置抗蚀剂开口区域8，在抗蚀剂开口区域8露出由阻挡金属膜和铝金属膜的层叠构成的铝电极10的前端区域。
接着，以抗蚀剂图案6为掩模选择性地去除铝电极10的上层的铝金属膜。作为一个例子，通过使用磷酸类蚀刻液作为蚀刻剂进行蚀刻，能够选择性地去除铝金属膜而不蚀刻阻挡金属膜。在此，在铝金属膜为Al-Si-Cu的情况下，仅用湿法蚀刻有可能在阻挡金属电极9上残留硅残渣，但通过对硅残渣进行干法蚀刻能够简单地去除。在铝金属膜为Al-Cu的情况下，仅用湿法蚀刻就容易地使阻挡金属电极9露出。(图2(b))。
在剥离抗蚀剂图案6后，如图2(c)那样形成铝电极10的前端区域为阻挡金属电极的电极。此时的剖面图相当于图1(d)，这示出沿连结2个阻挡金属电极9的线的剖面。接着如图1(e)及图2(d)所示，涂敷抗蚀剂，之后以使形成电阻器的区域11开口的方式形成抗蚀剂图案7。此时，使抗蚀剂图案7的膜厚充分厚，为电阻器2的膜厚的5倍至100倍左右。
接着在图1(f)中，为了使阻挡金属电极9表面活化，进行
Figure BSA00000682624200041
左右的溅射蚀刻，再利用溅射法以
Figure BSA00000682624200042
左右将SiCr成膜为成为电阻器2的薄膜。在形成电阻器的区域11成膜的SiCr沉积在绝缘膜1和阻挡金属电极9上，在除此以外的区域沉积在抗蚀剂图案7上。此外，虽然使用SiCr作为电阻器，但也可以是Poly-Si、或a-Si、或SiCr、或SiCrN。另外，也可以层叠这些而成。
接着在浸渍在有机剥离液时，抗蚀剂图案7连同抗蚀剂图案7上的薄膜被剥离而从半导体衬底剥离，示出图1(g)的剖面。此时的平面图如图3(a)所示。在半导体衬底上的绝缘膜1上，2个电极隔开并平行地排列。电极的前端区域是单层的阻挡金属电极9，前端区域以外为层叠阻挡金属膜和铝金属膜的铝电极10。以连接2个阻挡金属电极9的方式设置电阻器2，电阻器2的两端位于阻挡金属电极9上，与阻挡金属电极9电连接。回到图1(f)，电阻器2和阻挡金属电极9的接合部的阶梯差不到
Figure BSA00000682624200043
能避免在阶梯差部的断线。
在上述的说明中，电阻器形成于铝电极的前端区域，但自不待言，在铝电极的中间的一部分区域中也同样能够形成电阻器。该情况为如图3(b)所示的平面图那样。

Claims (6)

1.一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置具有电阻器，其特征在于，所述半导体装置的制造方法包括：
在半导体衬底上的绝缘膜上形成阻挡金属膜和铝金属膜的工序；
构图所述阻挡金属膜和铝金属膜而形成并列的2个铝电极的工序；
选择性地去除所述铝电极的一部分区域的铝金属膜而形成阻挡金属电极的工序；以及
以在隔开的2个阻挡金属电极之间电连接的方式形成电阻器的工序。
2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，形成所述电阻器的工序包括：
在隔开的2个阻挡金属电极之间用抗蚀剂形成开口区域的工序；
溅射蚀刻所述阻挡金属电极的工序；
沉积成为电阻器的薄膜的工序；以及
剥离所述抗蚀剂开口区域以外的区域的所述薄膜的工序。
3.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述抗蚀剂的膜厚是成为所述电阻器的薄膜的膜厚的5倍至100倍。
4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，使用含有磷酸的湿式蚀刻进行所述铝金属膜的选择性去除。
5.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述阻挡金属膜为Ti、或Ti和TiN的层叠膜、或TiW。
6.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述电阻器为Poly-Si、或a-Si、或SiCr、或SiCrN。
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