JP2008147671A

JP2008147671A - コンタクトホールの形成方法

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Publication number: JP2008147671A
Application number: JP2007317477A
Authority: JP
Inventors: 昌一 ▲たか▼鍋; Shiyouichi Takanabe; Tadashi Ura; 匡史裏; Nobuhiro Nakamura; 伸宏中村; Osamu Ito; 攻伊藤; Yukio Endo; 幸雄遠藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2017-05-28
Also published as: JP4747157B2

Abstract

【課題】コンタクト抵抗を下げて適切な値にできるコンタクト部の形成方法を提供する。
【解決手段】コンタクトホールの形成方法では、（１）基板上に第１の導電膜を成膜したのち、該第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線を形成する第１の工程と、（２）該基板上に絶縁膜を成膜する第２の工程と、（３）該絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３の工程と、（４）該絶縁膜上に第２の導電膜を成膜したのち、該第２の導電膜をパターニングして第２の電極配線を形成する第４の工程とを含むコンタクトホールの形成方法であって、該コンタクトホールのコンタクト抵抗を下げるために、該第１の導電膜をパターニングした後であって、該絶縁膜を成膜する前に、第１の導電膜の表面を酸化雰囲気下でＵＶ光を照射するＵＶ処理をすることで表面を酸化処理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、いわゆる薄膜技術を用いて形成する薄膜トランジスタや半導体装置におけるコンタクトホールの形成方法に関する。さらに詳しくは、薄膜トランジスタや半導体装置における薄膜層間の電気的接続のためのコンタクトホールにかかわるコンタクト抵抗を低減できる形成方法に関する。

物理的気相成長（physical vapor deposition、以下、「ＰＶＤ」という）法や化学的気相成長（chemical vapor deposition、以下、「ＣＶＤ」という）法などのいわゆる薄膜技術を用いて、半導体薄膜（以下、「半導体膜」という）や絶縁性薄膜（以下、「絶縁膜」という）、導電性薄膜（以下、「導電膜」という）などを成膜して積層し、エッチングなどの方法によってパターニングしたり、コンタクトホールを形成して層間の電気接続をとり、液晶表示装置（liquid crystal display、ＬＣＤ）や電気蛍光発光表示装置（electroluminescent display、ＥＬＤ）などにおけるアクティブマトリクス回路を形成している。いうまでもなく、この技術は半導体装置にも適用されている。

このようなアクティブマトリクス回路に設けられるコンタクトホールは、絶縁膜などに、この絶縁膜の下層に位置する膜まで達する開孔を設けたのち、この開孔を埋めつつ覆うようにして上層の膜を成膜することによって、下層の膜と上層の膜とが接続するように設けられる。

コンタクトホールの形成には、アクティブマトリクス回路に要求される電気的機能を設計どおりにうることと同時にコスト、保有設備の制限などが考慮されて最適の形成方法が検討される。

本発明の対象とするプロセスは、ＬＣＤやＥＬＤなどにおけるアクティブマトリクス回路の形成に用いるものであるが、以下、ＬＣＤの製造プロセスに例をとってコンタクトホールの形成方法を説明する。

薄膜トランジスタ（thin film transistor、以下、「ＴＦＴ」という）は、基板上に基板側から順に、第１の電極配線、絶縁膜、半導体膜、および第２の電極配線などが形成されて構成されている。ＴＦＴアレイ基板は、基板と、この基板上にアレイ状に形成されるＴＦＴと、各種の配線と、各種の電極とからなる。このうち、各種の配線とは、たとえばアクティブマトリクス型液晶表示装置においては第１の電極配線である制御配線、第２の電極配線である画素配線、およびその他補助容量配線などの共通配線である。

ここでは、ＴＦＴアレイ基板に例をとって、その製法にしたがってコンタクトホールの形成方法を説明する。以下の説明では、コンタクトホールの形成にかかわる問題に対しては、半導体膜は直接関係しないので半導体膜の形成の説明を省略する。

まず、基板上に第１の導電膜を成膜し、パターニングして第１の電極配線を形成する。すなわち、この第１の導電膜の所望の位置にレジストを塗布し、露光し、さらにポストベークして形成したのち、第１の導電膜をウェットエッチングし、第１の電極配線を形成する。第１の導電膜は、クロムまたはモリブデンを用いて、たとえばＰＶＤ法によって形成する。また、ウェットエッチングは、たとえば硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合液を用いて温度２５℃程度に保って行われる。つぎに、レジストを剥離して除去したのち、第１の電極配線上および基板上に絶縁膜、第２の導電膜を順に成膜する。絶縁膜は、たとえば、ＣＶＤ法により、ＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ₂およびＨ₂などのガスを導入して窒化ケイ素の膜を成膜する。絶縁膜の材料としては窒化ケイ素のかわりに酸化ケイ素を用いることもでき、同様にＣＶＤ法などにより形成することができる。

この絶縁膜上の所望の位置にレジストを形成し、絶縁膜をドライエッチングしてコンタトホールを形成する。ドライエッチングは、たとえば６フッ化イオウと酸素との混合ガスを用いてＲＦパワーを１Ｗ／ｃｍ²程度、圧力を７Ｐａ程度として行われる。このレジストを剥離して除去したのち、このコンタクトホールおよび絶縁膜を覆って第２の導電膜を形成する。

第２の導電膜は、クロム、アルミニウム合金、モリブデン合金またはインジウム・スズ酸化物（indium tin oxide、以下、「ＩＴＯ」という）を用いてたとえばＩＴＯをＰＶＤ法により形成する。こののち、第２の導電膜上の所望の位置にあらたにレジストを形成して第２の導電膜をエッチングし、第２の電極配線を形成する。エッチング後、レジストを除去する。

このような従来技術によって絶縁膜にコンタトホールを設けて、このコンタトホールを介して絶縁膜の上層の配線（たとえば、第２の電極配線）および下層の配線（たとえば、第１の電極配線）を接続させるばあい、それぞれの配線の接続部（配線の接続部を、以下、コンタクト部という）の抵抗すなわち、コンタクト抵抗が高いという問題がある。

とくに、ＴＦＴアレイ基板の製造工程、いわゆるアレイプロセスで用いるマスク数を６枚から５枚に削減してＴＦＴアレイ基板を製造するように層構造を設計したばあい、コンタクト抵抗が高くなりやすい構造となるばあいが生ずる。図５は、コンタクト部の一例を示した断面説明図であるが、図５において、１は基板であり、３は絶縁膜であり、１１は共通配線であり、１２は画素配線であり、１３は第２の絶縁膜であり、１４は第２の導電膜である。第２の導電膜としてはＩＴＯ膜が用いられている。ここでは、ＩＴＯ膜は、共通配線１１を対向電極（図示せず）に接続するために、共通配線１１と第２の導電膜１４とのコンタクト部、および画素配線１２と第２の導電膜１４とのコンタクト部を有しており、コンタクト部が共通配線と対向電極とのあいだに存在する構造となり、とくに、コンタクト抵抗が高くなるようなばあいが生じる。コンタクト抵抗は製造の際のばらつきを含めて低い方が好ましい。また、共通配線である補助容量配線を制御配線と共用するばあい（Ｃｓオンゲート）は、制御配線上の信号に対する影響が大きいので、コンタクト抵抗が上がることは、さらに不都合となり、コンタクト抵抗をできるだけ下げることが必要である。

本発明は、このようなコンタクト抵抗を下げて適切な値にできるコンタクト部の形成方法を提供することを目的とする。

請求項１のコンタクトホールの形成方法では、（１）基板上に第１の導電膜を成膜したのち、該第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線を形成する第１の工程と、（２）該基板上に絶縁膜を成膜する第２の工程と、（３）該絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３の工程と、（４）該絶縁膜上に第２の導電膜を成膜したのち、該第２の導電膜をパターニングして第２の電極配線を形成する第４の工程とを含むコンタクトホールの形成方法であって、該コンタクトホールのコンタクト抵抗を下げるために、該第１の導電膜をパターニングした後であって、該絶縁膜を成膜する前に、第１の導電膜の表面を酸化雰囲気下でＵＶ光を照射するＵＶ処理をすることで表面を酸化処理する。

請求項２のコンタクトホールの形成方法では、ＵＶ光の波長が１８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、該ＵＶ光の光源から第１の電極配線の表面までの距離が１ｍｍのとき該ＵＶ光の出力が０．０５Ｗ／ｃｍ²以上０．５Ｗ／ｃｍ²以下であり、ＵＶ処理する時間が１分以上５分以下であり、ＵＶ光を照射するときの雰囲気の温度が１００℃以上２００℃以下である条件下でＵＶ処理する。

請求項３のコンタクトホールの形成方法では、（１）基板上に第１の導電膜を成膜したのち、該第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線を形成する第１の工程と、（２）該基板上に絶縁膜を成膜する第２の工程と、（３）該絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３の工程と、（４）該絶縁膜上に第２の導電膜を成膜したのち、該第２の導電膜をパターニングして第２の電極配線を形成する第４の工程とを含むコンタクトホールの形成方法であって、該コンタクトホールのコンタクト抵抗を下げるために、該第１の導電膜をパターニングした後であって、該絶縁膜を成膜する前に、第１の導電膜の表面を、酸素プラズマを発生させて酸素プラズマ雰囲気にさらす酸素プラズマ処理を行うことで表面を酸化処理する。

請求項４のコンタクトホールの形成方法では、酸素プラズマを発生させるためのプラズマ放電源から第１の電極配線の表面までの距離が１５ｍｍのとき、該酸素プラズマを発生するＲＦパワー密度が０．０１Ｗ／ｃｍ²以上１０Ｗ／ｃｍ²以下であり、該酸素プラズマの圧力が１００Ｐａ以上２００Ｐａ以下であり、酸素プラズマ処理する時間が１分以上３０分以下であり、酸素プラズマ処理するときの雰囲気の温度が２５℃以上４００℃以下である条件下で酸素プラズマ処理する。

請求項５のコンタクトホールの形成方法では、第１の電極配線が、クロムおよびモリブデンのうちのいずれか１種からなり、かつ、絶縁膜が窒化ケイ素および酸化ケイ素のうちのいずれか１種からなり、さらに、第２の電極配線がクロム、アルミニウム合金、モリブデン合金およびインジウム・スズ酸化物のうちのいずれか１種からなる。

本発明にかかわるコンタクトホールの形成方法は、（１）基板上に第１の導電膜を成膜したのち、該第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線を形成する第１の工程と、（２）該基板上に絶縁膜を成膜する第２の工程と、（３）該絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３の工程と、（４）該絶縁膜上に第２の導電膜を成膜したのち、該第２の導電膜をパターニングして第２の電極配線を形成する第４の工程とを含むコンタクトホールの形成方法であって、第１の導電膜の表面を酸化処理するので低い抵抗のコンタクトホールをうるという効果を奏する。

前記第１の工程において、レジストを塗布する前にまたは、パターニングしたのちに該第１の導電膜の表面を酸化処理するので他の絶縁膜などへの影響なく酸化処理して低い抵抗のコンタクトホールをうるという効果を奏する。

ＵＶ処理によって酸化処理するので簡便な方法で導電膜表面の酸化処理ができるという効果を奏する。

また、本発明にかかわる他のコンタクトホールの形成方法は、プラズマ処理によって酸化処理するので、酸素との表面反応が大きくなり、酸化が促進され、短時間で酸化処理できるという効果を奏する。

前記第１の電極配線が、クロムおよびモリブデンのうちのいずれか１種からなり、かつ、前記絶縁膜が窒化ケイ素および酸化ケイ素のうちのいずれか１種からなり、さらに、前記第２の電極配線がクロム、アルミニウム、モリブデンおよびインジウム・スズ酸化物のうちのいずれか１種からなるので、ＬＣＤやＥＬＤに用いられるアクティブマトリクス回路や、半導体装置の各種回路にも適用可能であるという効果を奏する。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明のコンタクトホールの形成方法について、より詳細に説明する。

実施の形態１．
本発明にかかわるコンタクトホールの形成方法は、導電膜の表面を酸化処理することにより低いコンタクト抵抗をうる形成方法である。本実施の形態においては、導電膜に対する酸化処理の具体的な手段としてＵＶ照射を行ない、このＵＶ照射によって大気中から発生するオゾンによる酸化雰囲気下で酸化処理する。このＵＶ照射による酸化処理をＵＶ処理という。以下、かかるＵＶ処理を行なう方法を説明する。

図１および図２は、本発明の一実施の形態にかかわるコンタクトホールの形成方法を工程順に示す断面説明図である。図１および図２において、１は基板であり、２は第１の導電膜であり、２ａは第１の電極配線であり、３は絶縁膜であり、４はコンタトホールであり、５は第２の導電膜であり、Ａは、ＵＶ光を第１の導電膜に照射するＵＶ処理を示している。第２の導電膜５はパターニングされて、第２の電極配線とされる。

本発明にかかわるコンタクトホールは、図２の（ｃ）に示したように、基板１と、基板１上に形成された第１の電極配線２ａと、基板１および第１の電極配線２ａを覆って形成された絶縁膜３と、絶縁膜３を覆って形成された第２の導電膜５とからなる。したがって、絶縁膜３中にコンタトホール４が形成されていて第２の導電膜と第１の電極配線２ａとが接続される構造とされている。

つぎに、本発明にかかわるコンタクトホールの製法を説明する。

まず、第１の工程として第１の導電膜２を成膜し、パターニングして第１の電極配線２ａを形成する工程を説明する。基板として、ガラスなどからなり、大きさが３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、厚さが０．７ｍｍ程度の基板１を準備する（図１の（ａ）参照）。この基板１上に第１の導電膜２をＰＶＤ法により成膜する。第１の導電膜２は、クロムまたはモリブデンからなり、膜厚４００・程度に成膜される（図１の（ｂ）参照）。こののち、第１の導電膜を酸化処理するためにＵＶ光を照射するＵＶ処理を行なう。まず、酸化しやすいように基板を加熱し、波長が１８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下のＵＶ光を利用し、ＵＶ光の光源から第１の導電膜の表面までの距離が１ｍｍのとき、ＵＶ光の出力が０．０５Ｗ／ｃｍ²以上０．５Ｗ／ｃｍ²以下、ＵＶ処理する時間を１分以上５分以下としてＵＶ光を照射してＵＶ処理を行なう。ここで、ＵＶ光の波長を１８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下と限定する理由はオゾンが最も発生しやすく、容易に酸化雰囲気をうるためであり、この範囲においてオゾンを効率よく発生して酸化処理ができる効果がある。とくに好ましくは、分解効率の理由により、１８５ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。また、第１の導電膜の表面までの距離を１ｍｍとするとき、ＵＶ光の出力を０．０５Ｗ／ｃｍ²以上と限定する理由は酸素の分解効率のためであり、０．５Ｗ／ｃｍ²以下と限定する理由は低消費電力化できるためである。したがって、この範囲において酸素の分解効率がよく低消費電力で酸化処理ができる効果がある。とくに好ましくは、酸素の分解効率が高い理由により、０．１Ｗ／ｃｍ²以上０．３Ｗ／ｃｍ²以下である。したがって、この範囲において高いスループットで酸化処理できる効果がある。さらに、ＵＶ処理する時間を１分以上と限定する理由は導電膜の表面の酸化を促進できるためであり、５分以下と限定する理由はスループットを高くできるためである。さらに、ＵＶ光を照射するときの雰囲気の温度を１００℃以上と限定する理由は導電膜の、酸素との表面反応を増加させるためであり、２００℃以下と限定する理由はスループットを高くできることおよび成膜装置で容易に達成できる温度の限度であることである。したがって、アレイプロセス中で比較的低い温度で酸化処理できる効果がある。とくに好ましくは、表面酸化および高スループットの理由により、１５０℃程度が好ましい。

このように、第１の導電膜２の表面をＵＶ処理することにより、第１の導電膜の表面層として抵抗値の低い酸化物の層が存在することとなる（図１の（ｃ）参照）。

このＵＶ処理された第１の導電膜２をパターニングして第１の電極配線２ａを形成する。すなわち、写真製版技術により、この第１の導電膜の所望の位置にレジストを塗布し、露光し、さらにポストベークして形成したのち、第１の導電膜をエッチングし、第１の電極配線２ａを形成する。また、エッチングは、たとえば硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合液を用いて温度２５℃程度としてウェットエッチングによって行なわれる。こののち、レジストが除去される（図１の（ｄ）参照）。

つぎに、第２の工程として、絶縁膜を成膜する工程を説明する。すなわち、第１の電極配線２ａおよび基板１上を覆って絶縁膜３を厚さ４０００・程度に成膜する。絶縁膜３として用いられる材料は従来と同じ窒化ケイ素または酸化ケイ素であり、絶縁膜の成膜方法も従来と同じＣＶＤ法である（図２の（ａ）参照）。

さらに、第３の工程として絶縁膜にコンタクトホールを形成する。絶縁膜に設けるコンタクトホールの形成方法も従来と同じであり、コンタクトホールは、絶縁膜３の上の所望の位置にレジスト（図示せず）を塗布し、露光し、ポストベークしたのち、ドライエッチングによって、３０μｍ程度の大きさに形成される。ドライエッチング後、レジストは除去される（図２の（ｂ）参照）。

つぎに、第４の工程として、絶縁膜３およびコンタトホール４を覆って第２の導電膜５を厚さ１０００・程度に成膜する。第２の導電膜５として用いられる材料は、クロム、アルミニウム合金、モリブデン合金またはインジウム・スズ酸化物であり、第２の導電膜の成膜方法はＰＶＤ法であり、材料および成膜方法とも従来と同じである（図２の（ｃ）参照）。

コンタクトホール４および絶縁膜３を覆って、たとえばＩＴＯなどからなる第２の導電膜を成膜したのち、パターニングして第２の電極配線を形成した。

このようにして、ＵＶ処理することにより第１の電極配線の表面層として抵抗値の低い酸化物の層が形成されたことにより、簡便な方法で酸化処理ができ、低いコンタクト抵抗がえられるという効果がある。

本実施の形態にかかわるコンタクトホールのコンタクト部のコンタクト抵抗を、１辺の長さが３５μｍの正方形のコンタクトホールに対して測定電圧０．１Ｖで測定してみたところ、表１に示すように、ＵＶ処理を行なった本発明にかかわるＴＦＴのコンタクト抵抗は２４．５Ωであったのに対し、ＵＶ処理を行なわない従来のＴＦＴのコンタクト抵抗は３１．２Ωであった。

本実施の形態において説明した、導電膜の表面の酸化処理の条件および用いられる電極配線の材料の条件は、たとえばＬＣＤやＥＬＤなどに用いられるアクティブマトリクス回路の作製や、半導体装置の各種回路の作製におけるコンタクトホール形成にも適用できる。

実施の形態２．
本実施の形態においては、導電膜に対する酸化処理の具体的な手段として酸素プラズマを発生させて導電膜の表面を酸素プラズマ雰囲気にさらして酸化処理を行なう酸素プラズマ処理を行なう方法を説明する。

基板１上に第１の導電膜を成膜するまでは、実施の形態１と同じである。こののち、第１の導電膜の表面を酸素プラズマによってプラズマ処理するが、本実施の形態では酸素プラズマを発生するために、たとえば、プラズマＣＶＤ装置によって酸素プラズマを発生させ、この酸素プラズマを第１の導電膜２の表面に供給し、酸素プラズマ処理する。

このときの酸素プラズマ発生条件の一例を示す。ただし、酸素プラズマを発生させるための放電源から第１の導電膜の表面までの距離を１５ｍｍとする。

酸素ガス流量５００ｓｃｃｍ
ＲＦパワー１０００Ｗ
ＲＦパワー密度０．３７ｗ／ｃｍ²
圧力２００Ｐａ
温度２５℃
処理時間２分

このように本実施の形態において酸素プラズマ処理する条件は、酸素プラズマを発生させる高周波放電（ＲＦ放電）の放電源から第１の導電膜の表面までの距離を１５ｍｍとし、酸素プラズマを発生するＲＦ放電の出力（ＲＦパワー）のパワー密度を０．０１Ｗ／ｃｍ²以上１０Ｗ／ｃｍ²以下とし、酸素プラズマの圧力は１００Ｐａ以上２００Ｐａ以下とし、処理する時間を１分以上３０分以下、雰囲気の温度を２５℃以上４００℃以下とする。酸素プラズマを発生するＲＦパワー密度を０．０１Ｗ／ｃｍ²以上と限定する理由は、この発生密度以下では酸素ガスがプラズマ化しないためであり、１０Ｗ／ｃｍ²以下と限定する理由は、通常の装置では容易にこれ以上達成できないためである。すなわち、この範囲において、装置の改造などのコスト上昇がなく、容易に酸素プラズマを発生することができる効果がある。とくに好ましくは、酸素ガスのプラズマ化の効率の理由により、０．１Ｗ／ｃｍ²以上であり、二次分解抑制の理由により数Ｗ以下である。酸素プラズマの圧力を１００Ｐａ以上と限定する理由は第１の導電膜の表面の酸化の効率がよいためであり、２００Ｐａ以下と限定する理由は成膜装置で容易に達成できる圧力の限度であるためである。この範囲において、通常の装置において容易に効率よく酸化できる効果がある。また、処理する時間を１分以上と限定する理由は第１の導電膜の表面の酸化をより確実にうるためであり、３０分以下と限定する理由はスループットを高くできるためである。したがって、この範囲において、表面の酸化を確実にでき、高いスループットをうることができる効果がある。とくに好ましくは、第１の導電膜の表面の酸化をより確実にうるとともにスループットを高くできるため５分以上１５分以下である。さらに酸素プラズマ処理するときの雰囲気の温度を２５℃以上と限定する理由は第１の導電膜の表面の酸化が促進できるためであり、４００℃以下と限定する理由は通常の装置で容易に達成できるためである。したがって、この範囲において、通常の装置で容易に表面の酸化を効率よく行なうことができる効果がある。とくに好ましくは、スループットを高くできるため、絶縁膜形成の温度と同程度の温度が好ましい。このようにして、プラズマ処理によって酸化処理するので、酸素との表面での反応が大きくなり、酸化が促進され、短時間で酸化処理できる。

以上のように、第１の導電膜２の表面を酸素プラズマ処理することにより、第１の電極配線２ａの表面層として抵抗値の低い酸化物の層が存在することとなり、低いコンタクト抵抗がえられた。

なお、本実施の形態において、酸素プラズマを発生する装置としてプラズマＣＶＤ装置を利用したが、他に、プラズマアッシャーやドライエッチング装置など、酸素プラズマを発生しうる装置を好適に利用することができる。

プラズマアッシャーやドライエッチング装置を用いるばあいも、酸素プラズマを発生して酸素プラズマ処理する条件をプラズマＣＶＤ装置のばあいと同様に定めて処理し、同じ効果をうる。

たとえば、プラズマアッシャーを用いた酸素プラズマ発生条件の一例を示す。

酸素ガス流量４５０ｓｃｃｍ
ＲＦパワー２５０Ｗ
ＲＦパワー密度０．０９ｗ／ｃｍ²
圧力１５０Ｐａ
温度１２０℃

このようにしてプラズマ処理された第１の導電膜２をパターニングして第１の電極配線を形成する。以降の工程は実施の形態１と同じである。

本実施の形態において説明した、導電膜表面の酸化処理の条件および用いられる電極配線の材料の条件は、たとえばＬＣＤやＥＬＤなどに用いられるアクティブマトリクス回路や、他の半導体装置の各種回路の作製におけるコンタクトホール形成にも適用できる。

実施の形態３．
本実施の形態においては、導電膜に対する酸化処理の具体的な手段として、ウェットエッチングによって酸化処理を行なう方法を説明する。

基板１上に第１の導電膜を成膜するまでは、実施の形態１と同じである。こののち、エッチング液中で第１の導電膜の表面がウェットエッチングされて酸化されるように基板をエッチング液に浸漬する。

エッチング液としては硝酸、過塩素酸、過酸化水素、過マンガン酸カリウムおよび硫酸セリウムアンモニウムから選ばれた少なくとも１種のエッチング液またはこれらを組み合わせて利用する。ウェットエッチングの処理温度は２０℃以上８０℃以下、処理時間は１分以上３０分以下にして行なう。

このとき、エッチング液としては硝酸、過塩素酸、過酸化水素、過マンガン酸カリウムおよび硫酸セリウムアンモニウムから選ばれた少なくとも１種からなる安価で入手しやすいエッチング液によって導電膜の表面の酸化の効果をうることができる。また、処理温度を２０℃以上と限定する理由はエッチングを促進できるためであり、８０℃以下と限定する理由はエッチングの進行の制御がしやすいためである。したがって、この範囲において、エッチングの制御性がよく酸化処理ができる。また、処理時間を１分以上と限定する理由は導電膜の表面の酸化の効果をうるためであり、３０分以下と限定する理由はスループットを高くできるためである。したがって、この範囲において、スループットを高くすることができる。ウェットエッチングによる酸化においては酸化処理の面内均一性がよく、スループットも大きくできるという効果がある。

このようにしてウェットエッチング処理された第１の導電膜２をパターニングして第１の電極配線２ａを形成する以降の工程は実施の形態１と同じである。

以上のように、第１の導電膜２の表面をウェットエッチング処理することにより、第１の電極配線２ａの表面層として抵抗値の低い酸化物の層が存在することとなり、低いコンタクト抵抗がえられた。

実施の形態４．
実施の形態１〜３においては第１の導電膜を成膜したのち、レジスト塗布前に酸化処理したが、第１の導電膜２をパターニングして第１の電極配線２ａとしたのちに酸化処理することもできる。このばあいの酸化処理の手段として本実施の形態においては、実施の形態１と同様のＵＶ処理によって第１の電極配線の表面の酸化処理を行なう。

図３および図４は、本発明の実施の形態にかかわるコンタクトホールの形成方法を工程順に示す断面説明図である。図３および図４において、図１および図２に示した部分と同一の部分には同じ符号を付して示しており、その他、ＡはＵＶ処理を示している。本実施の形態においては、第１の導電膜２をパターニングして第１の電極配線２ａを形成したのち、第１の電極配線２ａの表面にＵＶ光を照射してこの表面を酸化処理するＵＶ処理を行なって第１の電極配線２ａの表面層として抵抗値の低い酸化物の層を形成することが特徴である。第１の導電膜２をパターニングして第１の電極配線２ａとしたのち、ＵＶ処理を行なう点以外は実施の形態１と同じである。

すなわち、基板１上に第１の導電膜を成膜（図３の（ｂ）参照）し、この第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線を形成（図３の（ｃ）参照）したのち、酸化雰囲気下でＵＶ光を電極配線２ａの表面に照射して酸化処理を行なう。このとき、ＵＶ光の波長、出力、処理する時間、雰囲気の温度などの条件のそれぞれの範囲を、実施の形態１と同じにして、第１の電極配線２ａの表面の酸化処理を行なう。このように、第１の電極配線２ａの表面をＵＶ処理することにより、第１の電極配線の表面層として抵抗値の低い酸化物の層が存在することとなる（図３の（ｄ）参照）。こののち、実施の形態１と同様にして絶縁膜３を形成（図４の（ａ）参照）し、絶縁膜３にコンタクトホール４を形成（図４の（ｂ）参照）し、第２の導電膜を形成（図４の（ｃ）参照）する。

このようにして、第１の電極配線の表面層として抵抗値の低い酸化物の層が形成されたことにより、低いコンタクト抵抗がえられた。

本実施の形態のように、第１の導電膜をパターニングして、第１の電極配線２ａとしたのちＵＶ処理することにより、実施の形態１と同じ効果をうる。

実施の形態５．
本実施の形態においては第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線としたのち、その表面を酸化処理する方法として酸素プラズマ処理する方法を説明する。このばあいの酸化処理の手段として実施の形態２と同様の酸素プラズマ処理によって第１の電極配線の表面の酸化処理を行ない、第１の電極配線２ａの表面層として抵抗値の低い酸化物の層を形成することが特徴である。

すなわち、第１の導電膜２をパターニングして第１の配線２ａとするまでの工程は実施の形態４と同じである。こののち、実施の形態２と同様にして第１の電極配線の表面を酸素プラズマ処理する。酸素プラズマを発生する装置として、プラズマＣＶＤ装置やプラズマアッシャー、ドライエッチング装置など、酸素プラズマを発生しうる装置を好適に用いることができ、このとき、酸素プラズマのＲＦパワー密度、圧力、処理時間および雰囲気の温度などの条件のそれぞれの範囲を実施の形態２と同じにして、第１の電極配線２ａの表面の酸化処理を行なう。本実施の形態のように、第１の導電膜をパターニングして、第１の電極配線２ａとしたのち、酸素プラズマ処理することにより、実施の形態２と同じ効果をうる。

こののち、実施の形態１と同様にして絶縁膜３を形成し、絶縁膜３にコンタクトホール４を形成し、第２の導電膜を形成する。

たとえば、本実施の形態のうち、プラズマアッシャーを用いて第１の電極配線２ａの表面を酸素プラズマ処理した本実施の形態にかかわるコンタクトホールのコンタクト部のコンタクト抵抗を、１辺の長さが３５μｍの正方形のコンタトホールに対して測定電圧０．１Ｖで測定してみたところ、表２に示すように、酸素プラズマ処理を行なった本発明にかかわるコンタクトホールのコンタクト抵抗は２３．４Ωであったのに対し、酸素プラズマ処理を行わない従来のコンタクトホールのコンタクト抵抗は２７．８Ωであった。

実施の形態６．
本実施の形態においては、第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線としたのち、その表面を酸化処理する方法としてウェットエッチング処理する方法を説明する。このばあいの酸化処理の手段として実施の形態３と同様のウェットエッチング処理によって第１の電極配線の表面の酸化処理を行ない、第１の電極配線２ａの表面層として抵抗値の低い酸化物の層を形成することが特徴である。

すなわち、第１の導電膜２をパターニングして第１の配線２ａとするまでの工程は実施の形態４と同じである。こののち、実施の形態３と同様にして第１の電極配線の表面をウェットエッチング処理する。

このとき、エッチング液の種類、エッチング液の温度、エッチング処理の時間などの条件のそれぞれの範囲を実施の形態３と同じにして第１の電極配線２ａの表面の酸化処理を行なう。本実施の形態のように、第１の導電膜をパターニングして、第１の電極配線２ａとしたのち、ウェットエッチング処理することにより、実施の形態３と同じ効果をうる。

本発明の一実施の形態にかかわるコンタクトホールの形成方法を工程順に示した断面説明図である。本発明の一実施の形態にかかわるコンタクトホールの形成方法を工程順に示した断面説明図である。本発明の他の実施の形態にかかわるコンクタクトホールの形成方法を工程順に示した断面説明図である。本発明の他の実施の形態にかかわるコンクタクトホールの形成方法を工程順に示した断面説明図である。コンタクト抵抗がとくに高くなるばあいのコンタクト部の断面構造を示した説明図である。

符号の説明

１基板
２第１の導電膜
２ａ第１の電極配線
３絶縁膜
４コンタトホール
５第２の導電膜

Claims

（１）基板上に第１の導電膜を成膜したのち、該第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線を形成する第１の工程と、
（２）該基板上に絶縁膜を成膜する第２の工程と、
（３）該絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３の工程と、
（４）該絶縁膜上に第２の導電膜を成膜したのち、該第２の導電膜をパターニングして第２の電極配線を形成する第４の工程とを含むコンタクトホールの形成方法であって、
該コンタクトホールのコンタクト抵抗を下げるために、該第１の導電膜をパターニングした後であって、該絶縁膜を成膜する前に、前記第１の導電膜の表面を酸化雰囲気下でＵＶ光を照射するＵＶ処理をすることで前記表面を酸化処理するコンタクトホールの形成方法。
前記ＵＶ光の波長が１８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、該ＵＶ光の光源から前記第１の電極配線の表面までの距離が１ｍｍのとき該ＵＶ光の出力が０．０５Ｗ／ｃｍ²以上０．５Ｗ／ｃｍ²以下であり、前記ＵＶ処理する時間が１分以上５分以下であり、前記ＵＶ光を照射するときの雰囲気の温度が１００℃以上２００℃以下である条件下でＵＶ処理する請求項１記載のコンタクトホールの形成方法。
（１）基板上に第１の導電膜を成膜したのち、該第１の導電膜をパターニングして第１の電極配線を形成する第１の工程と、
（２）該基板上に絶縁膜を成膜する第２の工程と、
（３）該絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３の工程と、
（４）該絶縁膜上に第２の導電膜を成膜したのち、該第２の導電膜をパターニングして第２の電極配線を形成する第４の工程とを含むコンタクトホールの形成方法であって、
該コンタクトホールのコンタクト抵抗を下げるために、該第１の導電膜をパターニングした後であって、該絶縁膜を成膜する前に、前記第１の導電膜の表面を、酸素プラズマを発生させて酸素プラズマ雰囲気にさらす酸素プラズマ処理を行うことで前記表面を酸化処理するコンタクトホールの形成方法。
前記酸素プラズマを発生させるためのプラズマ放電源から前記第１の電極配線の表面までの距離が１５ｍｍのとき、該酸素プラズマを発生するＲＦパワー密度が０．０１Ｗ／ｃｍ²以上１０Ｗ／ｃｍ²以下であり、該酸素プラズマの圧力が１００Ｐａ以上２００Ｐａ以下であり、前記酸素プラズマ処理する時間が１分以上３０分以下であり、前記酸素プラズマ処理するときの雰囲気の温度が２５℃以上４００℃以下である条件下で酸素プラズマ処理する請求項３記載のコンタクトホールの形成方法。
前記第１の電極配線が、クロムおよびモリブデンのうちのいずれか１種からなり、かつ、前記絶縁膜が窒化ケイ素および酸化ケイ素のうちのいずれか１種からなり、さらに、前記第２の電極配線がクロム、アルミニウム合金、モリブデン合金およびインジウム・スズ酸化物のうちのいずれか１種からなる請求項１記載のコンタクトホールの形成方法。