JP2000114247A - 誘電体層をエッチングする処理方法 - Google Patents
誘電体層をエッチングする処理方法Info
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Classifications
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
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-
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- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 接点開口の底部でシリコン基板を損傷させな
い誘電体層エッチング処理方法を提供する。 【解決手段】 誘電体層１上にポリシリコン層４を形成
し、このポリシリコン層４上にホトレジストマスク層５
を形成し、前記ポリシリコン層４を選択的に除去するエ
ッチングマスクとして前記ホトレジストマスク層５を用
いて前記ポリシリコン層４をエッチングし、前記ホトレ
ジストマスク層５を前記ポリシリコン層４上から除去
し、前記ポリシリコン層４をマスクとして用いて前記誘
電体層１をエッチングし、次に、前記ポリシリコン層４
を遷移金属ケイ化物層に変換し、前記遷移金属ケイ化物
層をエッチングして前記誘電体層１上から前記遷移金属
ケイ化物層を選択的に除去する誘電体層エッチング処理
方法。
い誘電体層エッチング処理方法を提供する。 【解決手段】 誘電体層１上にポリシリコン層４を形成
し、このポリシリコン層４上にホトレジストマスク層５
を形成し、前記ポリシリコン層４を選択的に除去するエ
ッチングマスクとして前記ホトレジストマスク層５を用
いて前記ポリシリコン層４をエッチングし、前記ホトレ
ジストマスク層５を前記ポリシリコン層４上から除去
し、前記ポリシリコン層４をマスクとして用いて前記誘
電体層１をエッチングし、次に、前記ポリシリコン層４
を遷移金属ケイ化物層に変換し、前記遷移金属ケイ化物
層をエッチングして前記誘電体層１上から前記遷移金属
ケイ化物層を選択的に除去する誘電体層エッチング処理
方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は集積回路の製造に関
するものである。より詳細には、本発明は、例えば、電
気的な相互接続ラインを能動素子に接触させるための接
点開口を形成する処理方法のような、誘電体層内に開口
を形成する処理方法に関するものである。
するものである。より詳細には、本発明は、例えば、電
気的な相互接続ラインを能動素子に接触させるための接
点開口を形成する処理方法のような、誘電体層内に開口
を形成する処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＥＰＲＯＭあるいはフラッシュＥＥＰＲ
ＯＭのようなメモリ素子、又は電力半導体装置のような
いかなる集積回路も、一般的に少なくとも、例えば、金
属酸化膜半導体システム特性の特徴を利用する能動素子
と、この能動素子を動作させるために通常アルミニウム
合金で形成された電気的な相互接続ラインとを有する。
能動素子と電気的な相互接続ラインとは接点を介して連
通している。
ＯＭのようなメモリ素子、又は電力半導体装置のような
いかなる集積回路も、一般的に少なくとも、例えば、金
属酸化膜半導体システム特性の特徴を利用する能動素子
と、この能動素子を動作させるために通常アルミニウム
合金で形成された電気的な相互接続ラインとを有する。
能動素子と電気的な相互接続ラインとは接点を介して連
通している。
【０００３】接点は例えば、メモリ素子内の記憶セルあ
るいは論理回路のトランジスタをアクセスするためのも
のである。集積回路内の接点の数は数十万個〜数千万個
に及ぶ。従って、欠陥度、すなわち不良接点の数は、製
造処理の歩留りを判断する上での主要なパラメータとな
る。
るいは論理回路のトランジスタをアクセスするためのも
のである。集積回路内の接点の数は数十万個〜数千万個
に及ぶ。従って、欠陥度、すなわち不良接点の数は、製
造処理の歩留りを判断する上での主要なパラメータとな
る。
【０００４】接点はオーム抵抗特性を有する必要があ
り、このことは、印加電圧が変化すれば、測定電流はオ
ームの法則に従わなければならないということを意味す
る。
り、このことは、印加電圧が変化すれば、測定電流はオ
ームの法則に従わなければならないということを意味す
る。
【０００５】最近の装置におけるように、装置の大きさ
が小さくなると、接点を0.25μｍ程度に小さく形成しう
るようにする必要がある。このことは、接点の各製造工
程すなわちリソグラフィ、エッチング、材料の除去工程
を微細に制御することによってのみ達成される。
が小さくなると、接点を0.25μｍ程度に小さく形成しう
るようにする必要がある。このことは、接点の各製造工
程すなわちリソグラフィ、エッチング、材料の除去工程
を微細に制御することによってのみ達成される。
【０００６】リソグラフィ処理では、ホトレジスト層上
のクロムマスクを露光することによって接点を形成す
る。マスクを通過する光をレンズ系によってホトレジス
ト層上に焦合させる。次に、ホトレジスト層の露光領域
を基本的な現像溶液によって溶解する。焦点距離及び光
の強度を変化しても、良好なリソグラフィ処理によりホ
トレジスト層内の開口構造の寸法を安定に保証する必要
がある。
のクロムマスクを露光することによって接点を形成す
る。マスクを通過する光をレンズ系によってホトレジス
ト層上に焦合させる。次に、ホトレジスト層の露光領域
を基本的な現像溶液によって溶解する。焦点距離及び光
の強度を変化しても、良好なリソグラフィ処理によりホ
トレジスト層内の開口構造の寸法を安定に保証する必要
がある。
【０００７】最も進んだ露光技術（遠紫外線すなわちＤ
ＵＶ露光技術）では、スペクトルの紫外線領域（248n
ｍ）内の光を放出するエキシマレーザによって形成され
た光源を利用している。このような波長の光に感応する
殆どすべてのホトレジスト材料は、アンモニア及びアミ
ンのような物質が周囲に存在するため、あるいは、ある
特定の種類の基体と接触するために汚染されやすい。そ
の結果、このような汚染がホトレジスト層内に形成され
る開口の解像度を悪くし、不所望な残留部分（Ｔ字形の
トッピング及びフーチング）を存在させる。
ＵＶ露光技術）では、スペクトルの紫外線領域（248n
ｍ）内の光を放出するエキシマレーザによって形成され
た光源を利用している。このような波長の光に感応する
殆どすべてのホトレジスト材料は、アンモニア及びアミ
ンのような物質が周囲に存在するため、あるいは、ある
特定の種類の基体と接触するために汚染されやすい。そ
の結果、このような汚染がホトレジスト層内に形成され
る開口の解像度を悪くし、不所望な残留部分（Ｔ字形の
トッピング及びフーチング）を存在させる。
【０００８】接点はしばしば、誘電体層、代表的にはＢ
ＰＳＧ（ホウ素−リンシリコンガラス）内に形成され
る。ＢＰＳＧは、ホトレジスト材料に対する強い汚染剤
である。この問題の一般的な解決策は、ホトレジスト層
とＢＰＳＧ層との間に、ＴＥＯＳのようなドープされて
いない薄肉の誘電体層又は有機あるいは無機のいずれか
の反射防止材料層を介在させることである。
ＰＳＧ（ホウ素−リンシリコンガラス）内に形成され
る。ＢＰＳＧは、ホトレジスト材料に対する強い汚染剤
である。この問題の一般的な解決策は、ホトレジスト層
とＢＰＳＧ層との間に、ＴＥＯＳのようなドープされて
いない薄肉の誘電体層又は有機あるいは無機のいずれか
の反射防止材料層を介在させることである。
【０００９】しかし、この解決策は、接点内に欠陥を導
入し、集積化に当って問題を引き起こすおそれがある。
入し、集積化に当って問題を引き起こすおそれがある。
【００１０】ホトリソグラフィ技術により既にホトレジ
スト層内に形成された接点開口をエッチング工程により
その下の誘電体層、例えばＢＰＳＧ層内にもあけ、誘電
体層上に形成される金属相互接続ラインがその下の半導
体と接触するようにする。このエッチング工程は、化学
的作用と物理的作用とを兼備した作用を行なう活性種を
含むプラズマによって行なわれる。この作用はホトレジ
スト層に対して選択性でなければならない。接点の寸法
が、ＤＵＶ露光に適したホトレジスト材料を必要とする
くらい小さい場合には、エッチング工程に用いる従来の
化学組成は選択性に劣り、その結果接点の寸法制御を損
なうということを確めた。
スト層内に形成された接点開口をエッチング工程により
その下の誘電体層、例えばＢＰＳＧ層内にもあけ、誘電
体層上に形成される金属相互接続ラインがその下の半導
体と接触するようにする。このエッチング工程は、化学
的作用と物理的作用とを兼備した作用を行なう活性種を
含むプラズマによって行なわれる。この作用はホトレジ
スト層に対して選択性でなければならない。接点の寸法
が、ＤＵＶ露光に適したホトレジスト材料を必要とする
くらい小さい場合には、エッチング工程に用いる従来の
化学組成は選択性に劣り、その結果接点の寸法制御を損
なうということを確めた。
【００１１】ホトレジスト層を除去する処理では、Ｏ２
／Ｎ２プラズマエッチングにより殆どすべてのホトレジ
ストを除去し、次に、残存しているおそれのある部分を
除去するためにＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨを用いて湿式処理
を行なう。しかし、この湿式処理では接点用の壁部を等
方性エッチングしてしまい、これによって接点寸法を約
25％だけ広げてしまう。
／Ｎ２プラズマエッチングにより殆どすべてのホトレジ
ストを除去し、次に、残存しているおそれのある部分を
除去するためにＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨを用いて湿式処理
を行なう。しかし、この湿式処理では接点用の壁部を等
方性エッチングしてしまい、これによって接点寸法を約
25％だけ広げてしまう。
【００１２】これらの問題を解決するための、特に、寸
法制御の損ないを回避するとともにリソグラフィ処理に
よる接点の解像度を増大させるための技術が提案されて
いる。この技術は、誘電体層（例えば、ＢＰＳＧ層）上
にポリシリコン層を堆積することである。この場合、ポ
リシリコン層は無機マスクとして用いられる。このポリ
シリコン層は、誘電体によるホトレジスト層の汚染を防
ぐ。又、ポリシリコン層は、マスクを投写するレンズ系
の焦点距離が変化しても寸法の安定性を増大させる。ポ
リシリコン層の反射性のために光の強度を低くすること
ができ、従って、レンズの加熱を小さくすることができ
る。更に、ポリシリコン層の反射性のために、接点開口
の底部での残留物をより少なくすることができる。ポリ
シリコン層を使用することにより得られる主な特徴は、
エッチング工程でポリシリコンに対する選択性がホトレ
ジストに対する場合に比べて高いことである。これによ
って、薄いホトレジスト層を用いることができ、従っ
て、焦点深度を著しく増大させ、接点開口の寸法をより
小さくすることができる。
法制御の損ないを回避するとともにリソグラフィ処理に
よる接点の解像度を増大させるための技術が提案されて
いる。この技術は、誘電体層（例えば、ＢＰＳＧ層）上
にポリシリコン層を堆積することである。この場合、ポ
リシリコン層は無機マスクとして用いられる。このポリ
シリコン層は、誘電体によるホトレジスト層の汚染を防
ぐ。又、ポリシリコン層は、マスクを投写するレンズ系
の焦点距離が変化しても寸法の安定性を増大させる。ポ
リシリコン層の反射性のために光の強度を低くすること
ができ、従って、レンズの加熱を小さくすることができ
る。更に、ポリシリコン層の反射性のために、接点開口
の底部での残留物をより少なくすることができる。ポリ
シリコン層を使用することにより得られる主な特徴は、
エッチング工程でポリシリコンに対する選択性がホトレ
ジストに対する場合に比べて高いことである。これによ
って、薄いホトレジスト層を用いることができ、従っ
て、焦点深度を著しく増大させ、接点開口の寸法をより
小さくすることができる。
【００１３】上述した技術によれば、まず最初に、接点
開口をあける必要のある誘電体層上にポリシリコン層を
堆積する。次に、ホトレジスト層をポリシリコン層上に
堆積する。次に、ホトレジスト層を光源によりマスクを
介して露光し、このホトレジスト層を現像する。基本的
な現像溶液によってホトレジスト層を選択的に除去す
る。次に、プラズマエッチング処理を行ない、ホトレジ
スト層が除去されている個所でポリシリコン層をエッチ
ングする。これにより、接点開口がポリシリコン層内に
形成される。このプラズマエッチングでは、高エネルギ
ーのイオンがポリシリコン層の表面に対して直角な方向
に沿ってポリシリコン層に衝突する。プラズマ中の中性
の基は、あらゆる方向に沿って等方的に装置の表面に到
達し、化学反応を決定する。この化学反応の副生物は、
その殆どが装置の表面から脱離される揮発性ガスであ
り、エッチング領域から除去される。容易に除去できな
い不揮発性反応生成物が存在すると、重合体が生じ、こ
の重合体がしばしば欠陥となる。ホトレジスト層に対す
る選択性が高いことによって、不揮発性反応生成物層の
形成を減少させ、従って、重合体の形成を最少にし、等
方性エッチングの輪郭を保持する細い開口の横方向の壁
の形成を確実にする。又、ホトレジスト層及び下側の誘
電体層に対する選択性が高いことによって、全エッチン
グ処理中のホトリソグラフィ寸法及び基板の完全性を適
切に保持する。次に、ホトレジスト層を、エッチングの
輪郭を変更することなく完全に除去する。これで、ポリ
シリコン層はその下の誘電体層をエッチングするための
無機マスクとして作用するようになる。
開口をあける必要のある誘電体層上にポリシリコン層を
堆積する。次に、ホトレジスト層をポリシリコン層上に
堆積する。次に、ホトレジスト層を光源によりマスクを
介して露光し、このホトレジスト層を現像する。基本的
な現像溶液によってホトレジスト層を選択的に除去す
る。次に、プラズマエッチング処理を行ない、ホトレジ
スト層が除去されている個所でポリシリコン層をエッチ
ングする。これにより、接点開口がポリシリコン層内に
形成される。このプラズマエッチングでは、高エネルギ
ーのイオンがポリシリコン層の表面に対して直角な方向
に沿ってポリシリコン層に衝突する。プラズマ中の中性
の基は、あらゆる方向に沿って等方的に装置の表面に到
達し、化学反応を決定する。この化学反応の副生物は、
その殆どが装置の表面から脱離される揮発性ガスであ
り、エッチング領域から除去される。容易に除去できな
い不揮発性反応生成物が存在すると、重合体が生じ、こ
の重合体がしばしば欠陥となる。ホトレジスト層に対す
る選択性が高いことによって、不揮発性反応生成物層の
形成を減少させ、従って、重合体の形成を最少にし、等
方性エッチングの輪郭を保持する細い開口の横方向の壁
の形成を確実にする。又、ホトレジスト層及び下側の誘
電体層に対する選択性が高いことによって、全エッチン
グ処理中のホトリソグラフィ寸法及び基板の完全性を適
切に保持する。次に、ホトレジスト層を、エッチングの
輪郭を変更することなく完全に除去する。これで、ポリ
シリコン層はその下の誘電体層をエッチングするための
無機マスクとして作用するようになる。
【００１４】プラズマエッチングによって誘電体層内に
接点開口を形成する。このプラズマエッチングは、寸法
制御の損ないが最も少なくなり、誘電体層に対する選択
性が高くなり、接点開口の縦方向の輪郭が良好になるよ
うに行なう必要がある。ポリシリコンマスクは、ＤＵＶ
ホトリソグラフィに対して使用する従来のホトレジスト
マスクに比べて極めて有利である。実際、ポリシリコン
に対する誘電体層のエッチングの選択性は、ＤＵＶホト
レジストに対する選択性の少なくとも４倍である。これ
によって、接点寸法を殆ど完全に保持することができ
（寸法変化は殆どない）、又、極めて薄肉のポリシリコ
ン層を堆積することができ、従って、ポリシリコンマス
クの形成のためのポリシリコンエッチングを容易に制御
することができるという優れた利点が得られる。
接点開口を形成する。このプラズマエッチングは、寸法
制御の損ないが最も少なくなり、誘電体層に対する選択
性が高くなり、接点開口の縦方向の輪郭が良好になるよ
うに行なう必要がある。ポリシリコンマスクは、ＤＵＶ
ホトリソグラフィに対して使用する従来のホトレジスト
マスクに比べて極めて有利である。実際、ポリシリコン
に対する誘電体層のエッチングの選択性は、ＤＵＶホト
レジストに対する選択性の少なくとも４倍である。これ
によって、接点寸法を殆ど完全に保持することができ
（寸法変化は殆どない）、又、極めて薄肉のポリシリコ
ン層を堆積することができ、従って、ポリシリコンマス
クの形成のためのポリシリコンエッチングを容易に制御
することができるという優れた利点が得られる。
【００１５】従来のホトレジストマスクによる誘電体層
のエッチング中、ホトレジストと化学種との相互作用に
より、高分子不揮発性反応生成物を形成し、これらの生
成物がエッチングを続けることに対する障壁（エッチン
グストッパ）として作用するおそれがある。この現象が
多く生じれば生じる程接点開口が小さくなる。これに対
し、ポリシリコンマスクを用いると、エッチング処理の
選択性が高く、材料の化学組成が異なるために、重合度
が非常に小さいのでエッチングストッパの形成を完全に
防ぐ。従って、ポリシリコンマスクの使用は、寸法が臨
界的でアスペクト比が大きい接点開口を形成するのに特
に適している。
のエッチング中、ホトレジストと化学種との相互作用に
より、高分子不揮発性反応生成物を形成し、これらの生
成物がエッチングを続けることに対する障壁（エッチン
グストッパ）として作用するおそれがある。この現象が
多く生じれば生じる程接点開口が小さくなる。これに対
し、ポリシリコンマスクを用いると、エッチング処理の
選択性が高く、材料の化学組成が異なるために、重合度
が非常に小さいのでエッチングストッパの形成を完全に
防ぐ。従って、ポリシリコンマスクの使用は、寸法が臨
界的でアスペクト比が大きい接点開口を形成するのに特
に適している。
【００１６】誘電体層のエッチングが終了し、接点開口
が形成された後、ポリシリコン層を除去する必要があ
る。
が形成された後、ポリシリコン層を除去する必要があ
る。
【００１７】しかし、エッチングが終了してポリシリコ
ン層を除去することにより接点の機能性に悪影響を及ぼ
す。その理由は、接点開口の底部でのシリコン基板も損
傷するためである。
ン層を除去することにより接点の機能性に悪影響を及ぼ
す。その理由は、接点開口の底部でのシリコン基板も損
傷するためである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
したすべての問題によって悪影響を受けない誘電体層の
エッチング処理方法を提供することにある。
したすべての問題によって悪影響を受けない誘電体層の
エッチング処理方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体層をエ
ッチングする処理方法であって、前記誘電体層１上にポ
リシリコン層４を形成し、このポリシリコン層４上にホ
トレジストマスク層５を形成し、前記ポリシリコン層４
を選択的に除去するエッチングマスクとして前記ホトレ
ジストマスク層５を用いて前記ポリシリコン層４をエッ
チングし、前記ホトレジストマスク層５を前記ポリシリ
コン層４上から除去し、前記ポリシリコン層４をマスク
として用いて前記誘電体層１をエッチングする処理方法
において、次に、前記ポリシリコン層４を遷移金属ケイ
化物層10に変換し、前記遷移金属ケイ化物層10をエッチ
ングして前記誘電体層１上から前記遷移金属ケイ化物層
10を選択的に除去することを特徴とする。
ッチングする処理方法であって、前記誘電体層１上にポ
リシリコン層４を形成し、このポリシリコン層４上にホ
トレジストマスク層５を形成し、前記ポリシリコン層４
を選択的に除去するエッチングマスクとして前記ホトレ
ジストマスク層５を用いて前記ポリシリコン層４をエッ
チングし、前記ホトレジストマスク層５を前記ポリシリ
コン層４上から除去し、前記ポリシリコン層４をマスク
として用いて前記誘電体層１をエッチングする処理方法
において、次に、前記ポリシリコン層４を遷移金属ケイ
化物層10に変換し、前記遷移金属ケイ化物層10をエッチ
ングして前記誘電体層１上から前記遷移金属ケイ化物層
10を選択的に除去することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の特徴及び利点は、添付図
面に関し以下に詳述する一実施例によって明らかにする
も、本発明は添付図面に示す例のみ限定されるものでは
ない。
面に関し以下に詳述する一実施例によって明らかにする
も、本発明は添付図面に示す例のみ限定されるものでは
ない。
【００２１】図１〜10は本発明による処理のいくつかの
工程の断面図を示す。
工程の断面図を示す。
【００２２】図１を参照するに、例えば、金属化により
接点を形成すべきドープ領域３を内部に有する半導体基
板２上に、例えばＢＰＳＧ層のような誘電体層１を、従
来技術によって堆積する。次に、ポリシリコン層４を誘
電体層１上に堆積する。例えば0.25μｍ以下の接点を形
成する場合には、必要に応じ、反射防止層をポリシリコ
ン層上に堆積することができる。
接点を形成すべきドープ領域３を内部に有する半導体基
板２上に、例えばＢＰＳＧ層のような誘電体層１を、従
来技術によって堆積する。次に、ポリシリコン層４を誘
電体層１上に堆積する。例えば0.25μｍ以下の接点を形
成する場合には、必要に応じ、反射防止層をポリシリコ
ン層上に堆積することができる。
【００２３】ポリシリコン層４上にホトレジスト層５、
例えば、遠紫外光の露光に適するＤＵＶホトレジスト層
を堆積する。
例えば、遠紫外光の露光に適するＤＵＶホトレジスト層
を堆積する。
【００２４】図２を参照するに、ホトレジスト層５を、
マスクを介して光源に選択的にさらし、次に、露光領域
を基本的な現像溶液で溶解して、窓６をあける。
マスクを介して光源に選択的にさらし、次に、露光領域
を基本的な現像溶液で溶解して、窓６をあける。
【００２５】図３を参照するに、次にエッチング処理を
行ない、窓６の下の領域からポリシリコン層４を除去す
る。エッチング処理は通常プラズマエッチングである。
高エネルギーのイオンが露出したポリシリコン層に当っ
て、化学反応が起こる。ホトレジスト層でなく、殆どポ
リシリコン層のみをエッチングするという点で、プラズ
マエッチングではホトレジスト層に対する選択性が高
い。又、このエッチングではその下の誘電体層１に対す
る選択性が高いので、すべてのポリシリコン層４を窓６
の下から除去したら、エッチングは自動的に停止し、誘
電体層１は影響を受けない。エッチング処理が終了する
と、ポリシリコン層内には、ホトレジスト層５内の窓６
と殆ど完全に整列された窓７が形成されている。
行ない、窓６の下の領域からポリシリコン層４を除去す
る。エッチング処理は通常プラズマエッチングである。
高エネルギーのイオンが露出したポリシリコン層に当っ
て、化学反応が起こる。ホトレジスト層でなく、殆どポ
リシリコン層のみをエッチングするという点で、プラズ
マエッチングではホトレジスト層に対する選択性が高
い。又、このエッチングではその下の誘電体層１に対す
る選択性が高いので、すべてのポリシリコン層４を窓６
の下から除去したら、エッチングは自動的に停止し、誘
電体層１は影響を受けない。エッチング処理が終了する
と、ポリシリコン層内には、ホトレジスト層５内の窓６
と殆ど完全に整列された窓７が形成されている。
【００２６】図４を参照するに、次に、ホトレジスト層
５をポリシリコン層４上から除去する。ホトレジスト層
の除去中、ポリシリコン層内の窓７の形状は少しも変わ
らない。
５をポリシリコン層４上から除去する。ホトレジスト層
の除去中、ポリシリコン層内の窓７の形状は少しも変わ
らない。
【００２７】図５を参照するに、次に、ポリシリコン層
４をマスクとして用いてエッチング処理を行なう。エッ
チング処理は通常プラズマエッチングである。この処理
ではポリシリコンに対する選択性が高いので、殆ど誘電
体層１のみをエッチングする。従って、接点の窓８が誘
電体層１内に形成され、この窓８はポリシリコン層内の
窓７と殆ど同じ寸法である。更に、このエッチング処理
中、高分子反応生成物が殆ど形成されないので、エッチ
ングは停止せず、誘電体層１のエッチングはシリコン層
２の表面で停止する。
４をマスクとして用いてエッチング処理を行なう。エッ
チング処理は通常プラズマエッチングである。この処理
ではポリシリコンに対する選択性が高いので、殆ど誘電
体層１のみをエッチングする。従って、接点の窓８が誘
電体層１内に形成され、この窓８はポリシリコン層内の
窓７と殆ど同じ寸法である。更に、このエッチング処理
中、高分子反応生成物が殆ど形成されないので、エッチ
ングは停止せず、誘電体層１のエッチングはシリコン層
２の表面で停止する。
【００２８】図６を参照するに、次に、好ましくはチタ
ンあるいはコバルトのような遷移金属層９を、好ましく
はチタン窒化物のような遷移金属窒化物と一緒に堆積す
る。遷移金属層９は、露出したポリシリコン層４と、窓
７及び８の壁部と、窓８の底部とを被覆する。
ンあるいはコバルトのような遷移金属層９を、好ましく
はチタン窒化物のような遷移金属窒化物と一緒に堆積す
る。遷移金属層９は、露出したポリシリコン層４と、窓
７及び８の壁部と、窓８の底部とを被覆する。
【００２９】図７を参照するに、次に、例えば700℃よ
り高い温度で１分間装置を加熱するような急激な熱処理
を行なう。熱処理中、例えばチタンのような遷移金属
が、ポリシリコン内に拡散してこのポリシリコンと反応
し、チタンケイ化物のような遷移金属ケイ化物層10を形
成する。
り高い温度で１分間装置を加熱するような急激な熱処理
を行なう。熱処理中、例えばチタンのような遷移金属
が、ポリシリコン内に拡散してこのポリシリコンと反応
し、チタンケイ化物のような遷移金属ケイ化物層10を形
成する。
【００３０】図８を参照するに、タングステンを堆積
し、その後接点の窓内にタングステンプラグ11が形成さ
れるようにこのタングステンを除去する。この工程は必
ずしも必要でなく、場合によってはタングステンプラグ
11を設けなくても良い。
し、その後接点の窓内にタングステンプラグ11が形成さ
れるようにこのタングステンを除去する。この工程は必
ずしも必要でなく、場合によってはタングステンプラグ
11を設けなくても良い。
【００３１】図９を参照するに、金属層12を堆積する。
次に、通常のマスクを用いて、金属層12を選択的にエッ
チングし、相互接続ライン13を形成するように除去す
る。従来では、金属層に対するエッチング処理に塩素化
学が用いられている。このエッチング処理中、図10に示
すように、金属層12だけでなくその下の遷移金属ケイ化
物層10も除去する。
次に、通常のマスクを用いて、金属層12を選択的にエッ
チングし、相互接続ライン13を形成するように除去す
る。従来では、金属層に対するエッチング処理に塩素化
学が用いられている。このエッチング処理中、図10に示
すように、金属層12だけでなくその下の遷移金属ケイ化
物層10も除去する。
【００３２】本発明の処理の主な利点は、ホトレジスト
層の汚染が生ぜず、リソグラフィ処理が非常に安定し、
ポリシリコン層に対するエッチング処理の選択性が高い
ことでホトレジスト層の厚みを減少でき、焦点深度を深
くでき、誘電体エッチングの化学反応がホトレジスト材
料に対するよりもポリシリコンに対して著しい選択性を
呈し、誘電体層内に接点開口を形成した後にホトレジス
ト層を除去する必要がないために、接点寸法が維持さ
れ、遷移金属ケイ化物に一旦変換されたポリシリコン層
はより容易に除去されるということである。唯一の欠点
は、追加の２つの工程、すなわちポリシリコン層の堆積
工程とポリシリコン層のエッチングの工程とを必要とす
ることである。
層の汚染が生ぜず、リソグラフィ処理が非常に安定し、
ポリシリコン層に対するエッチング処理の選択性が高い
ことでホトレジスト層の厚みを減少でき、焦点深度を深
くでき、誘電体エッチングの化学反応がホトレジスト材
料に対するよりもポリシリコンに対して著しい選択性を
呈し、誘電体層内に接点開口を形成した後にホトレジス
ト層を除去する必要がないために、接点寸法が維持さ
れ、遷移金属ケイ化物に一旦変換されたポリシリコン層
はより容易に除去されるということである。唯一の欠点
は、追加の２つの工程、すなわちポリシリコン層の堆積
工程とポリシリコン層のエッチングの工程とを必要とす
ることである。
【図１】 本発明による処理の最初の数工程を示す断面
図である。
図である。
【図２】 同じくその次の工程を示す断面図である。
【図３】 同じくその次の工程を示す断面図である。
【図４】 同じくその次の工程を示す断面図である。
【図５】 同じくその次の工程を示す断面図である。
【図６】 同じくその次の工程を示す断面図である。
【図７】 同じくその次の工程を示す断面図である。
【図８】 同じくその次の工程を示す断面図である。
【図９】 同じくその次の工程を示す断面図である。
【図10】 同じくその次の工程を示す断面図である。
１ 誘電体層 ２ 半導体基板 ３ ドープ領域 ４ ポリシリコン層 ５ ホトレジスト層 ６〜８ 窓 ９ 遷移金属層 10 遷移金属ケイ化物層 11 タングステンプラグ 12 金属層 13 相互接続ライン
フロントページの続き (72)発明者 フランセスカ カナーリ イタリア国 ヴァレーゼ 21047 サロン ノ ヴィア レニャーニ ８ (72)発明者 フランセスコ カッザニガ イタリア国 ミラノ 20030 セヴェソ ヴィア パヴィア 26 (72)発明者 ルカ リヴァ イタリア国 ミラノ 20052 モンザ ヴ ィア モンテ ビアンコ 23 (72)発明者 カルメロ ロメオ イタリア国 ミラノ 20059 ヴィメルカ ーテ ヴィア ガリバルディ 49
Claims (7)
- 【請求項１】 誘電体層をエッチングする処理方法であ
って、前記誘電体層（１）上にポリシリコン層（４）を
形成し、このポリシリコン層（４）上にホトレジストマ
スク層（５）を形成し、前記ポリシリコン層（４）を選
択的に除去するエッチングマスクとして前記ホトレジス
トマスク層（５）を用いて前記ポリシリコン層（４）を
エッチングし、前記ホトレジストマスク層（５）を前記
ポリシリコン層（４）上から除去し、前記ポリシリコン
層（４）をマスクとして用いて前記誘電体層（１）をエ
ッチングする処理方法において、次に、前記ポリシリコ
ン層（４）を遷移金属ケイ化物層（10）に変換し、前記
遷移金属ケイ化物層（10）をエッチングして前記誘電体
層（１）上から前記遷移金属ケイ化物層（10）を選択的
に除去することを特徴とする処理方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の処理方法において、前
記ポリシリコン層（４）を遷移金属ケイ化物層（10）に
変換する工程に当り、遷移金属（９）を堆積し、この遷
移金属と前記ポリシリコン層（４）とを反応させること
を特徴とする処理方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の処理方法において、前
記遷移金属（９）をチタンとし、前記遷移金属ケイ化物
層（10）がチタンケイ化物層とすることを特徴とする処
理方法。 - 【請求項４】 請求項２に記載の処理方法において、前
記遷移金属（９）をコバルトとし、前記遷移金属ケイ化
物層（10）がコバルトケイ化物層とすることを特徴とす
る処理方法。 - 【請求項５】 請求項３又は４に記載の処理方法におい
て、前記誘電体層をエッチングすることによりこの誘電
体層内に複数の開口（８）を形成することを特徴とする
処理方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の処理方法において、前
記ポリシリコン層（４）を前記遷移金属ケイ化物（10）
に変換した後に、金属層（12）を堆積し、その下側の前
記遷移金属ケイ化物層（10）と一緒にこの金属層（12）
を選択的に除去して相互接続ライン（13）を形成するこ
とを特徴とする処理方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の処理方法において、前
記ポリシリコン層（４）を前記遷移金属ケイ化物（10）
に変換した後で前記金属層（12）を堆積する前に、前記
誘電体層（１）内に形成した前記開口（８）の内部にタ
ングステンプラグ（11）を形成することを特徴とする処
理方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98830564A EP0991115A1 (en) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | Process for the definition of openings in a dielectric layer |
| EP98830564:5 | 1998-09-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114247A true JP2000114247A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=8236803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11261939A Pending JP2000114247A (ja) | 1998-09-28 | 1999-09-16 | 誘電体層をエッチングする処理方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6313040B1 (ja) |
| EP (1) | EP0991115A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000114247A (ja) |
Cited By (2)
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| JP2009507135A (ja) * | 2005-08-31 | 2009-02-19 | ラム リサーチ コーポレーション | 無電解銅メッキによってパターン化銅線を形成するためのシステムおよび方法 |
| KR100895826B1 (ko) * | 2002-12-03 | 2009-05-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 콘택홀 형성방법 |
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| US9540736B2 (en) | 2014-07-29 | 2017-01-10 | Applied Materials, Inc. | Methods of etching films with reduced surface roughness |
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| JPH0766143A (ja) * | 1993-08-25 | 1995-03-10 | Sony Corp | 半導体装置におけるバリアメタル層の形成方法 |
| JPH08288390A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-11-01 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS57172737A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | Forming method of throughhole |
| US4378628A (en) * | 1981-08-27 | 1983-04-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Cobalt silicide metallization for semiconductor integrated circuits |
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| US5482882A (en) * | 1994-03-18 | 1996-01-09 | United Microelectronics Corporation | Method for forming most capacitor using polysilicon islands |
| US5468342A (en) * | 1994-04-28 | 1995-11-21 | Cypress Semiconductor Corp. | Method of etching an oxide layer |
| US5719089A (en) * | 1996-06-21 | 1998-02-17 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method for etching polymer-assisted reduced small contacts for ultra large scale integration semiconductor devices |
| US5945350A (en) * | 1996-09-13 | 1999-08-31 | Micron Technology, Inc. | Methods for use in formation of titanium nitride interconnects and interconnects formed using same |
-
1998
- 1998-09-28 EP EP98830564A patent/EP0991115A1/en not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-09-16 JP JP11261939A patent/JP2000114247A/ja active Pending
- 1999-09-28 US US09/406,903 patent/US6313040B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6313040B1 (en) | 2001-11-06 |
| EP0991115A1 (en) | 2000-04-05 |
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