JP2701773B2 - エッチング方法 - Google Patents
エッチング方法Info
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- JP2701773B2 JP2701773B2 JP5566695A JP5566695A JP2701773B2 JP 2701773 B2 JP2701773 B2 JP 2701773B2 JP 5566695 A JP5566695 A JP 5566695A JP 5566695 A JP5566695 A JP 5566695A JP 2701773 B2 JP2701773 B2 JP 2701773B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はエッチング方法に関し、
特にタングステンあるいはその合金による配線形成のた
めのタングステン膜やその合金膜のエッチング方法に関
する。
特にタングステンあるいはその合金による配線形成のた
めのタングステン膜やその合金膜のエッチング方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置や液晶表示装置の薄膜トラン
ジスタの電極や配線にタングステンやタングステン合金
が用いられている。
ジスタの電極や配線にタングステンやタングステン合金
が用いられている。
【０００３】タングステンやタングステンシリサイドは
従来から半導体装置のゲート電極に用いられてきたが、
特にタングステンは最近ではサブミクロンレベルの微細
なコンタクトホールやビアホールの埋め込み金属として
も、広く用いられるようになってきた。さらに、コンタ
クトホールやビアホールを埋め込んだ後、基板全面に成
膜されたタングステンを直接加工して配線として用いる
場合もある。
従来から半導体装置のゲート電極に用いられてきたが、
特にタングステンは最近ではサブミクロンレベルの微細
なコンタクトホールやビアホールの埋め込み金属として
も、広く用いられるようになってきた。さらに、コンタ
クトホールやビアホールを埋め込んだ後、基板全面に成
膜されたタングステンを直接加工して配線として用いる
場合もある。
【０００４】また、チタンタングステンのようにバリア
メタルとして半導体装置の電極部に用いられるものもあ
る。またチタンタングステンはアルミニウムや金等と積
層構造にして配線として用いられることもある。
メタルとして半導体装置の電極部に用いられるものもあ
る。またチタンタングステンはアルミニウムや金等と積
層構造にして配線として用いられることもある。
【０００５】さてタングステンやタングステン合金の加
工は一般的にはドライエッチングで行なわれる。例えば
タングステンはＳＦ6 ／Ｎ2 やＣＦ4 ／Ｏ2 等のガス
で、タングステンシリサイドはＳＦ6 ／Ｃｌ2 やＳＦ6
／ＨＢr 等のガスで、チタンタングステンはＣＦ4 ／Ｏ
2 やＳＦ6 ／Ａr 等のガスでエッチングされる。
工は一般的にはドライエッチングで行なわれる。例えば
タングステンはＳＦ6 ／Ｎ2 やＣＦ4 ／Ｏ2 等のガス
で、タングステンシリサイドはＳＦ6 ／Ｃｌ2 やＳＦ6
／ＨＢr 等のガスで、チタンタングステンはＣＦ4 ／Ｏ
2 やＳＦ6 ／Ａr 等のガスでエッチングされる。
【０００６】しかしながら、チタンタングステンをドラ
イエッチングで加工する場合、ドライエッチング装置の
エッチング室や排気配管内にチタンが付着しやすく、パ
ーティクル発生の原因になるという問題があった。
イエッチングで加工する場合、ドライエッチング装置の
エッチング室や排気配管内にチタンが付着しやすく、パ
ーティクル発生の原因になるという問題があった。
【０００７】このような問題を解決するために、ウェッ
トエッチングで加工することが多い。また特に液晶表示
装置の薄膜トランジスタ形成工程のように、半導体装置
ほど加工精度を要求されず、かつ生産効率を要求される
場合は、処理能力に優るウェットエッチングで加工する
方が望ましい。そこでタングステンやタングステン合金
をウェットエッチングで加工する場合、過酸化水素水や
過酸化水素とアンモニアと水の混合液で行なうことが多
い。例えば、タングステンについては、特開昭６２−１
４３４２２号公報で、ほぼシリコンを含まないタングス
テン膜を過酸化水素溶液で除去する技術が開示されてい
る。またタングステンシリサイドについては、特開平０
３−２０９７７５号公報や特開昭６１−１４７５７９号
公報等で過酸化水素とアンモニアと水の混合液でエッチ
ングする技術が、チタンタングステンについては特開昭
６３−２９９１２０号公報、特開平０１−１７３７４０
号公報、特開平０２−１００３７６号公報、特開平０３
−０３４３２４号公報、特開平０４−３１４３３４号公
報等で過酸化水素水でエッチングする技術が開示されて
いる。
トエッチングで加工することが多い。また特に液晶表示
装置の薄膜トランジスタ形成工程のように、半導体装置
ほど加工精度を要求されず、かつ生産効率を要求される
場合は、処理能力に優るウェットエッチングで加工する
方が望ましい。そこでタングステンやタングステン合金
をウェットエッチングで加工する場合、過酸化水素水や
過酸化水素とアンモニアと水の混合液で行なうことが多
い。例えば、タングステンについては、特開昭６２−１
４３４２２号公報で、ほぼシリコンを含まないタングス
テン膜を過酸化水素溶液で除去する技術が開示されてい
る。またタングステンシリサイドについては、特開平０
３−２０９７７５号公報や特開昭６１−１４７５７９号
公報等で過酸化水素とアンモニアと水の混合液でエッチ
ングする技術が、チタンタングステンについては特開昭
６３−２９９１２０号公報、特開平０１−１７３７４０
号公報、特開平０２−１００３７６号公報、特開平０３
−０３４３２４号公報、特開平０４−３１４３３４号公
報等で過酸化水素水でエッチングする技術が開示されて
いる。
【０００８】また、その他のエッチング液としては弗酸
と硝酸の混合液等があるが、これはシリコンやシリコン
酸化膜、シリコン窒化膜、ガラス等もエッチングするの
で、電極や配線パターン形成の際のオーバーエッチング
時にその下地膜もエッチングされてしまう。従ってデバ
イス製造におけるエッチング液としては適さず、用いら
れていない。
と硝酸の混合液等があるが、これはシリコンやシリコン
酸化膜、シリコン窒化膜、ガラス等もエッチングするの
で、電極や配線パターン形成の際のオーバーエッチング
時にその下地膜もエッチングされてしまう。従ってデバ
イス製造におけるエッチング液としては適さず、用いら
れていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タング
ステンやタングステン合金膜をウェットエッチングで加
工する場合、従来のように過酸化水素水や過酸化水素と
アンモニアと水の混合液を用いても、通常のオーバーエ
ッチング時間では粒状または皮膜状のエッチング残渣が
発生し、これが原因となって電極間、配線間のリークを
引き起こしてしまうことが判明した。
ステンやタングステン合金膜をウェットエッチングで加
工する場合、従来のように過酸化水素水や過酸化水素と
アンモニアと水の混合液を用いても、通常のオーバーエ
ッチング時間では粒状または皮膜状のエッチング残渣が
発生し、これが原因となって電極間、配線間のリークを
引き起こしてしまうことが判明した。
【００１０】本発明者の実験によると、このエッチング
残渣は単にエッチング時間を長くしたり、エッチング液
の温度を上げても容易に除去できないことがわかった。
例えばタングステンの場合、過酸化水素３０％水溶液及
び過酸化水素：アンモニア：水＝１：１：８の混合液の
常温でのエッチングレートは、それぞれ約４０ｎｍ／ｍ
ｉｎ，約２０ｎｍ／ｍｉｎであるが、タングステン膜の
エッチング除去後、基板を１時間それぞれのエッチング
液中に放置しても、エッチング残渣は除去できないこと
がわかった。さらにタングステンの成膜温度を変えて
も、エッチング残渣の発生程度はほとんど変わらないこ
ともわかった。
残渣は単にエッチング時間を長くしたり、エッチング液
の温度を上げても容易に除去できないことがわかった。
例えばタングステンの場合、過酸化水素３０％水溶液及
び過酸化水素：アンモニア：水＝１：１：８の混合液の
常温でのエッチングレートは、それぞれ約４０ｎｍ／ｍ
ｉｎ，約２０ｎｍ／ｍｉｎであるが、タングステン膜の
エッチング除去後、基板を１時間それぞれのエッチング
液中に放置しても、エッチング残渣は除去できないこと
がわかった。さらにタングステンの成膜温度を変えて
も、エッチング残渣の発生程度はほとんど変わらないこ
ともわかった。
【００１１】残渣の生じる原因は明確でないが、シリコ
ンまたはシリコンを含む化合物（シリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜、ガラス等）上にタングステンもしくはタン
グステン合金を成膜する場合、シリコンを過剰に含むタ
ングステンシリサイドの合金層が形成される為であると
思われる。
ンまたはシリコンを含む化合物（シリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜、ガラス等）上にタングステンもしくはタン
グステン合金を成膜する場合、シリコンを過剰に含むタ
ングステンシリサイドの合金層が形成される為であると
思われる。
【００１２】このように、従来のウェットエッチングの
技術では、タングステンもしくはタングステン合金の電
極や配線間にリークを生じ、製品の特性が劣化したり、
歩留が低下するという問題があった。
技術では、タングステンもしくはタングステン合金の電
極や配線間にリークを生じ、製品の特性が劣化したり、
歩留が低下するという問題があった。
【００１３】よって、本発明の目的は、電極間、配線間
のリークやショートを防止することのできるエッチング
方法を提供することにある。また、電極間や配線間のリ
ークやショートを防止できしかもパーティクルの発生を
低減することのできるエッチング方法を提供することに
ある。
のリークやショートを防止することのできるエッチング
方法を提供することにある。また、電極間や配線間のリ
ークやショートを防止できしかもパーティクルの発生を
低減することのできるエッチング方法を提供することに
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のエッチング方法
は、基板上に形成されたタングステンもしくはタングス
テン合金膜上にマスクパターンを形成し、該マスクパタ
ーンをマスクにして上記タングステンもしくはタングス
テン合金膜を過酸化水素水または過酸化水素を含む混合
液でエッチングして配線パターンを形成した後、上記エ
ッチングによって上記基板上に発生した残渣をフッ素系
ガスまたはフッ素系ガスを含む混合ガスでドライエッチ
ングして除去することを特徴とする。
は、基板上に形成されたタングステンもしくはタングス
テン合金膜上にマスクパターンを形成し、該マスクパタ
ーンをマスクにして上記タングステンもしくはタングス
テン合金膜を過酸化水素水または過酸化水素を含む混合
液でエッチングして配線パターンを形成した後、上記エ
ッチングによって上記基板上に発生した残渣をフッ素系
ガスまたはフッ素系ガスを含む混合ガスでドライエッチ
ングして除去することを特徴とする。
【００１５】
【作用】タングステンもしくはタングステン合金膜は、
まず過酸化水素水または過酸化水素を含む混合液でエッ
チングされ除去される。このエッチングで除去できずに
残っている残渣は、薄い皮膜状あるいは粒状のものであ
り、タングステンもしくはタングステン合金膜と比較す
るとごく薄くあるいは小さいものであるが、その後にド
ライエッチングによって除去される。除去されたタング
ステンやその合金は微量であるのでエッチング室等には
ほとんど付着せず、付着しても問題が生じにくいレベル
である。
まず過酸化水素水または過酸化水素を含む混合液でエッ
チングされ除去される。このエッチングで除去できずに
残っている残渣は、薄い皮膜状あるいは粒状のものであ
り、タングステンもしくはタングステン合金膜と比較す
るとごく薄くあるいは小さいものであるが、その後にド
ライエッチングによって除去される。除去されたタング
ステンやその合金は微量であるのでエッチング室等には
ほとんど付着せず、付着しても問題が生じにくいレベル
である。
【００１６】
【実施例】上記および他の目的、特徴および効果をより
明瞭にすべく、以下図面を参照して本発明の実施例につ
き説明する。
明瞭にすべく、以下図面を参照して本発明の実施例につ
き説明する。
【００１７】図１（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第一実施
例を説明する為の半導体装置の断面図である。１１はシ
リコン基板のような半導体基板、１２は拡散層、１３は
酸化シリコンのような絶縁膜である。酸化シリコン１３
に拡散層１２に達するコンタクトホール１４をフォトリ
ソグラフィー法により開口した後、コンタクトホール１
４の拡散層１２上部に白金シリサイド１５を形成する。
ここで白金シリサイド１５は基板全面に白金薄膜を成膜
後、４００℃程度の熱処理により拡散層１２と接する部
分をシリサイド化し、酸化シリコン１３上の白金をエッ
チング除去することにより得られる。この状態を図１
（ａ）に示す。
例を説明する為の半導体装置の断面図である。１１はシ
リコン基板のような半導体基板、１２は拡散層、１３は
酸化シリコンのような絶縁膜である。酸化シリコン１３
に拡散層１２に達するコンタクトホール１４をフォトリ
ソグラフィー法により開口した後、コンタクトホール１
４の拡散層１２上部に白金シリサイド１５を形成する。
ここで白金シリサイド１５は基板全面に白金薄膜を成膜
後、４００℃程度の熱処理により拡散層１２と接する部
分をシリサイド化し、酸化シリコン１３上の白金をエッ
チング除去することにより得られる。この状態を図１
（ａ）に示す。
【００１８】次に、図１（ｂ）のように、基板全面にチ
タンタングステン膜１６を成膜した後、フォトリソグラ
フィー法によりコンタクトホール部にフォトレジスト１
７のようなマスクパターンを形成する。ここで、チタン
タングステン膜１６はチタンが１０ＷＴ％の組成のター
ゲットを用いてスパッタリングにより成膜した。
タンタングステン膜１６を成膜した後、フォトリソグラ
フィー法によりコンタクトホール部にフォトレジスト１
７のようなマスクパターンを形成する。ここで、チタン
タングステン膜１６はチタンが１０ＷＴ％の組成のター
ゲットを用いてスパッタリングにより成膜した。
【００１９】次に、図１（ｃ）のように、マスクパター
ンとしてのフォトレジスト１７をマスクにしてチタンタ
ングステン膜１６をまず過酸化水素水でウェットエッチ
ングする。オーバーエッチング時間はチタンタングステ
ン膜１６のエッチング（エッチングレートは常温で約８
ｎｍ／ｍｉｎ）に要する時間の約５０％にする。このと
き酸化シリコン１３上の被エッチング部分に薄い皮膜状
のエッチング残渣１８が生じる。
ンとしてのフォトレジスト１７をマスクにしてチタンタ
ングステン膜１６をまず過酸化水素水でウェットエッチ
ングする。オーバーエッチング時間はチタンタングステ
ン膜１６のエッチング（エッチングレートは常温で約８
ｎｍ／ｍｉｎ）に要する時間の約５０％にする。このと
き酸化シリコン１３上の被エッチング部分に薄い皮膜状
のエッチング残渣１８が生じる。
【００２０】次に、マスクパターンとしてのフォトレジ
スト１７をマスクにして四フッ化炭素（ＣＦ4 ）と酸素
（Ｏ2 ）の混合ガスでプラズマエッチングを行ない、エ
ッチング残渣１８を除去する。エッチング条件は例えば
圧力４００〜６００ｍＴｏｒｒ、四フッ化炭素流量６０
〜８０ＳＣＣＭ、酸素流量１５〜２０ＳＣＣＭ、電力２
００Ｗ、エッチング時間３０秒程度が適当である。この
後フォトレジスト１７をドライ及びウェット処理により
剥離除去して、チタンタングステン／白金シリサイド電
極１９を形成する。この状態を図１（ｄ）に示す。この
後配線金属膜を成膜、パターニングして、電極及び一層
目配線が形成される。本実施例によれば、導電性の残渣
１８が除去されるので、リークを低減することができ
る。
スト１７をマスクにして四フッ化炭素（ＣＦ4 ）と酸素
（Ｏ2 ）の混合ガスでプラズマエッチングを行ない、エ
ッチング残渣１８を除去する。エッチング条件は例えば
圧力４００〜６００ｍＴｏｒｒ、四フッ化炭素流量６０
〜８０ＳＣＣＭ、酸素流量１５〜２０ＳＣＣＭ、電力２
００Ｗ、エッチング時間３０秒程度が適当である。この
後フォトレジスト１７をドライ及びウェット処理により
剥離除去して、チタンタングステン／白金シリサイド電
極１９を形成する。この状態を図１（ｄ）に示す。この
後配線金属膜を成膜、パターニングして、電極及び一層
目配線が形成される。本実施例によれば、導電性の残渣
１８が除去されるので、リークを低減することができ
る。
【００２１】従来のチタンタングステン膜をドライエッ
チングにより配線や電極に加工した場合には、ドライエ
ッチング装置のエッチング室や排気管内にチタンが付着
しやすくパーティクル発生の原因になっていた。本実施
例においては、過酸化水素水によるウェットエッチング
によりチタンタングステン膜１６を除去し、除去できず
に残っている薄い皮膜状の導電性エッチング残渣１８を
プラズマエッチングにより除去している。エッチング残
渣１８は、厚さが数ｎｍとチタンタングステン膜１６と
比較して非常に薄いので、ドライエッチングすることに
起因するドライエッチング装置のエッチング室や排気管
内へのチタンの付着を減らすことができ、パーティクル
発生を低減することができる。しかも、残渣除去によっ
て、配線や電極同士のリークやショートを防止すること
ができる。
チングにより配線や電極に加工した場合には、ドライエ
ッチング装置のエッチング室や排気管内にチタンが付着
しやすくパーティクル発生の原因になっていた。本実施
例においては、過酸化水素水によるウェットエッチング
によりチタンタングステン膜１６を除去し、除去できず
に残っている薄い皮膜状の導電性エッチング残渣１８を
プラズマエッチングにより除去している。エッチング残
渣１８は、厚さが数ｎｍとチタンタングステン膜１６と
比較して非常に薄いので、ドライエッチングすることに
起因するドライエッチング装置のエッチング室や排気管
内へのチタンの付着を減らすことができ、パーティクル
発生を低減することができる。しかも、残渣除去によっ
て、配線や電極同士のリークやショートを防止すること
ができる。
【００２２】図２（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第二実施
例を説明する為の液晶表示装置の薄膜トランジスタの断
面図である。ここではトランジスタのゲート電極間を結
ぶゲート線に適用した例を示す。
例を説明する為の液晶表示装置の薄膜トランジスタの断
面図である。ここではトランジスタのゲート電極間を結
ぶゲート線に適用した例を示す。
【００２３】図２（ａ）のようにガラス基板２１のよう
な絶縁基板上にタングステン膜２２を成膜した後、フォ
トリソグラフィー法によりゲート電極及びゲート線部に
フォトレジスト２３のようなマスクパターンを形成す
る。
な絶縁基板上にタングステン膜２２を成膜した後、フォ
トリソグラフィー法によりゲート電極及びゲート線部に
フォトレジスト２３のようなマスクパターンを形成す
る。
【００２４】次に、図２（ｂ）のように、フォトレジス
ト２３をマスクにしてタングステン膜２２をまず過酸化
水素水でウェットエッチングする。オーバーエッチング
時間はタングステン膜２２のエッチング（エッチングレ
ートは常温で約４０ｎｍ／ｍｉｎ）に要する時間の約５
０％にする。このときガラス基板２１上の被エッチング
部分に粒状のエッチング残渣２４が生じる。このエッチ
ング残渣２４の粒の大きさは１００ｎｍ程度である。
ト２３をマスクにしてタングステン膜２２をまず過酸化
水素水でウェットエッチングする。オーバーエッチング
時間はタングステン膜２２のエッチング（エッチングレ
ートは常温で約４０ｎｍ／ｍｉｎ）に要する時間の約５
０％にする。このときガラス基板２１上の被エッチング
部分に粒状のエッチング残渣２４が生じる。このエッチ
ング残渣２４の粒の大きさは１００ｎｍ程度である。
【００２５】次に、マスクパターンとしてのフォトレジ
スト２３をマスクにして四フッ化炭素と酸素の混合ガス
でプラズマエッチングを行ない、エッチング残渣２４を
除去する。エッチング条件は例えば圧力１００〜２００
ｍＴｏｒｒ、四フッ化炭素流量２５〜３０ＳＣＣＭ、酸
素流量３〜５ＳＣＣＭ、電力２００Ｗ、エッチング時間
２分程度が適当である。この後フォトレジスト２３をド
ライ及びウェット処理により剥離除去して、タングステ
ンからなるゲート電極及びゲート線２５を形成する。こ
の状態を図２（ｃ）に示した。
スト２３をマスクにして四フッ化炭素と酸素の混合ガス
でプラズマエッチングを行ない、エッチング残渣２４を
除去する。エッチング条件は例えば圧力１００〜２００
ｍＴｏｒｒ、四フッ化炭素流量２５〜３０ＳＣＣＭ、酸
素流量３〜５ＳＣＣＭ、電力２００Ｗ、エッチング時間
２分程度が適当である。この後フォトレジスト２３をド
ライ及びウェット処理により剥離除去して、タングステ
ンからなるゲート電極及びゲート線２５を形成する。こ
の状態を図２（ｃ）に示した。
【００２６】図３（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第三実施
例の工程フローを説明する為の液晶表示装置の薄膜トラ
ンジスタの断面図である。ここでは、チャネル保護型逆
スタガ構造の薄膜トランジスタのソース、ドレイン線に
適用した例を示す。
例の工程フローを説明する為の液晶表示装置の薄膜トラ
ンジスタの断面図である。ここでは、チャネル保護型逆
スタガ構造の薄膜トランジスタのソース、ドレイン線に
適用した例を示す。
【００２７】第二実施例と同様のプロセスを用いて、基
板としてガラス基板２１のような絶縁基板の上にゲート
電極２５′を形成した後、プラズマＣＶＤにより低温窒
化シリコンからなるゲート絶縁膜２６と半導体層となる
アモルファスシリコンとチャネル保護膜となる低温窒化
シリコンとを連続成膜する。フォトリソグラフィー法に
よりまずゲート電極２５′上部にゲート電極２５′上方
を延在するチャネル保護膜２８を形成する。次にプラズ
マＣＶＤによりチャネル保護膜８及び半導体層２７を、
コンタクト層となるリンをドープしたｎ型アモルファス
シリコンを連続的に覆うように、成膜する。フォトリソ
グラフィー法によりゲート電極２５′上部に半導体層２
７とコンタクト層２９の島を形成する。この状態を図３
（ａ）に示す。
板としてガラス基板２１のような絶縁基板の上にゲート
電極２５′を形成した後、プラズマＣＶＤにより低温窒
化シリコンからなるゲート絶縁膜２６と半導体層となる
アモルファスシリコンとチャネル保護膜となる低温窒化
シリコンとを連続成膜する。フォトリソグラフィー法に
よりまずゲート電極２５′上部にゲート電極２５′上方
を延在するチャネル保護膜２８を形成する。次にプラズ
マＣＶＤによりチャネル保護膜８及び半導体層２７を、
コンタクト層となるリンをドープしたｎ型アモルファス
シリコンを連続的に覆うように、成膜する。フォトリソ
グラフィー法によりゲート電極２５′上部に半導体層２
７とコンタクト層２９の島を形成する。この状態を図３
（ａ）に示す。
【００２８】次に、図３（ｂ）のように、タングステン
膜３０をコンタクト層２９の上に成膜し、フォトリソグ
ラフィー法により、ソース、ドレイン電極及びドレイン
線部にマスクパターンとしてのフォトレジスト３１を形
成する。
膜３０をコンタクト層２９の上に成膜し、フォトリソグ
ラフィー法により、ソース、ドレイン電極及びドレイン
線部にマスクパターンとしてのフォトレジスト３１を形
成する。
【００２９】次に図３（ｃ）のように、フォトレジスト
３１をマスクにしてタングステン膜３０をまず過酸化水
素水でウェットエッチングする。このとき、コンタクト
層２９上の被エッチング部分に粒状のエッチング残渣３
２が生じる。
３１をマスクにしてタングステン膜３０をまず過酸化水
素水でウェットエッチングする。このとき、コンタクト
層２９上の被エッチング部分に粒状のエッチング残渣３
２が生じる。
【００３０】次にマスクパターンとしてのフォトレジス
ト３１をマスクにして、四フッ化炭素と酸素の混合ガス
でプラズマエッチングを行ない、エッチング残渣３２を
除去する。エッチング条件は第二実施例と同じだが、第
三実施例では、チャネル保護膜２８上のコンタクト層２
９も同時にエッチングして、コンタクト層２９をソース
側とドレイン側とに分割しチャネルを形成する。よっ
て、エッチング時間はチャネル保護膜２８が少し掘り込
まれる程度に制御する。この後フォトレジスト３１をド
ライ及びウェット処理により剥離除去して、タングステ
ンからなるソース、ドレイン電極３３及びドレイン線を
形成する。この状態を図３（ｄ）に示した。
ト３１をマスクにして、四フッ化炭素と酸素の混合ガス
でプラズマエッチングを行ない、エッチング残渣３２を
除去する。エッチング条件は第二実施例と同じだが、第
三実施例では、チャネル保護膜２８上のコンタクト層２
９も同時にエッチングして、コンタクト層２９をソース
側とドレイン側とに分割しチャネルを形成する。よっ
て、エッチング時間はチャネル保護膜２８が少し掘り込
まれる程度に制御する。この後フォトレジスト３１をド
ライ及びウェット処理により剥離除去して、タングステ
ンからなるソース、ドレイン電極３３及びドレイン線を
形成する。この状態を図３（ｄ）に示した。
【００３１】以上の実施例のように、本発明のエッチン
グ方法を適用することによりウェットエッチングだけで
は不可避的に生じるタングステンもしくはタングステン
合金からなる電極、配線間の導電性のエッチング残渣を
完全に除去することができる。実施例ではエッチング液
に過酸化水素水を用いたが、これは過酸化水素水とアン
モニア水の混合液でもよく、またエッチングガスには、
四フッ化炭素と酸素の混合ガスを用いたが、これはフッ
素系のガスが含まれていればよく例えば三フッ素−水素
化炭素（ＣＨＦ3 ）や六フッ化イオウ（ＳＦ6 ）等やこ
れと酸素、塩素（Ｃｌ2 ）、窒素（Ｎ2 ）等の混合ガス
でもよい。
グ方法を適用することによりウェットエッチングだけで
は不可避的に生じるタングステンもしくはタングステン
合金からなる電極、配線間の導電性のエッチング残渣を
完全に除去することができる。実施例ではエッチング液
に過酸化水素水を用いたが、これは過酸化水素水とアン
モニア水の混合液でもよく、またエッチングガスには、
四フッ化炭素と酸素の混合ガスを用いたが、これはフッ
素系のガスが含まれていればよく例えば三フッ素−水素
化炭素（ＣＨＦ3 ）や六フッ化イオウ（ＳＦ6 ）等やこ
れと酸素、塩素（Ｃｌ2 ）、窒素（Ｎ2 ）等の混合ガス
でもよい。
【００３２】また、実施例２及び３では、チャネル保護
型逆スタガ構造の薄膜トランジスタの例について述べた
が、チャネルエッチ型逆スタガ構造や順スタガ構造の薄
膜トランジスタにも本発明は適用できる。さらに、本発
明は、チタンを含有するタングステン合金以外にも適用
できる。例えば、シリコンを含有したタングステンであ
るタングステンシリサイド、モリブデンタングステン、
タンタルタングステンのエッチング等に対しても適用可
能である。モリブデンタングステンやタンタルタングス
テンについては、モリブデンやタンタルの含有量が２原
子％以下であることが好ましい。
型逆スタガ構造の薄膜トランジスタの例について述べた
が、チャネルエッチ型逆スタガ構造や順スタガ構造の薄
膜トランジスタにも本発明は適用できる。さらに、本発
明は、チタンを含有するタングステン合金以外にも適用
できる。例えば、シリコンを含有したタングステンであ
るタングステンシリサイド、モリブデンタングステン、
タンタルタングステンのエッチング等に対しても適用可
能である。モリブデンタングステンやタンタルタングス
テンについては、モリブデンやタンタルの含有量が２原
子％以下であることが好ましい。
【００３３】図４に本発明による歩留改善データの一例
を示す。データはコンタクト部に図１の構造を有する三
層配線オープン／ショートチェックパターンで実験した
ものである。本発明のエッチング方法を適用すると、パ
ターンのスペースが比較的広い１．４μｍのものと比
べ、図４のように１．０μｍ以下のスペースの一層目配
線間のショート不良率が顕著に低減し、歩留が向上する
ことを確認できた。
を示す。データはコンタクト部に図１の構造を有する三
層配線オープン／ショートチェックパターンで実験した
ものである。本発明のエッチング方法を適用すると、パ
ターンのスペースが比較的広い１．４μｍのものと比
べ、図４のように１．０μｍ以下のスペースの一層目配
線間のショート不良率が顕著に低減し、歩留が向上する
ことを確認できた。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、タングス
テンもしくはタングステン合金のエッチングを過酸化水
素または過酸化水素を含む混合液で行ない、その後フッ
素系ガスまたはフッ素系ガスを含む混合ガスでドライエ
ッチングするようにしたので、前者のウェットエッチン
グだけの場合に比べ、生産効率をそれほど悪化させず、
かつパーティクルの問題を発生させることなく、導電性
のエッチング残渣を完全に除去することができ、電極、
配線間のリークを低減することができる。この結果、製
品の特性、歩留が改善し、信頼性が向上するという効果
を有する。
テンもしくはタングステン合金のエッチングを過酸化水
素または過酸化水素を含む混合液で行ない、その後フッ
素系ガスまたはフッ素系ガスを含む混合ガスでドライエ
ッチングするようにしたので、前者のウェットエッチン
グだけの場合に比べ、生産効率をそれほど悪化させず、
かつパーティクルの問題を発生させることなく、導電性
のエッチング残渣を完全に除去することができ、電極、
配線間のリークを低減することができる。この結果、製
品の特性、歩留が改善し、信頼性が向上するという効果
を有する。
【図１】本発明の第一実施例の工程フローを示す半導体
装置の断面図。
装置の断面図。
【図２】第二実施例の工程フローを示す液晶表示装置の
薄膜トランジスタの断面図。
薄膜トランジスタの断面図。
【図３】本発明の第三実施例の工程フローを示す液晶表
示装置の薄膜トランジスタの断面図。
示装置の薄膜トランジスタの断面図。
【図４】本発明による歩留改善効果を示すグラフ。
１１ シリコン基板 １２ 拡散層 １３ 酸化シリコン １４ コンタクトホール １５ 白金シリサイド １６ チタンタングステン膜 １７，２３，３１ フォトレジスト １８，２４，３２ エッチング残渣 １９ チタンタングステン／白金シリサイド電極 ２１ ガラス基板 ２２，３０ タングステン膜 ２５ ゲート線 ２５′ ゲート電極 ２６ ゲート絶縁膜 ２７ 半導体層 ２８ チャネル保護膜 ２９ コンタクト層 ３３ ソース、ドレイン電極
Claims (10)
- 【請求項１】 基板上に形成されたタングステンもしく
はタングステン合金膜上にマスクパターンを形成し、前
記マスクパターンをマスクして前記タングステンもしく
はタングステン合金膜を過酸化水素水又は過酸化水素を
含む混合液でエッチングしてパターン形成した後で、前
記エッチングで発生した残渣をフッ素系ガス又はフッ素
系ガスを含む混合ガスで前記マスクパターンをマスクに
してドライエッチングして除去することを特徴とするエ
ッチング方法。 - 【請求項２】 半導体基板に拡散層を形成し、前記拡散
層を露出させるコンタクトホールを備えた絶縁膜を前記
半導体基板上に形成する工程と、前記コンタクトホール
を介して前記拡散層に電気的に接続されかつ前記絶縁膜
上を覆うタングステン合金膜を形成する工程と、前記コ
ンタクトホール上方の前記タングステン合金膜上にマス
クパターンを形成する工程と、前記マスクパターンをマ
スクして前記タングステン合金膜を過酸化水素水又は過
酸化水素を含む混合液でエッチングしてパターン形成す
る工程と、前記エッチングで発生した残渣をフッ素系ガ
ス又はフッ素系ガスを含む混合ガスで前記マスクパター
ンをマスクにしてドライエッチングして除去することを
特徴とするエッチング方法。 - 【請求項３】 前記タングステン合金膜が、チタンを含
有していることを特徴とする請求項２記載のエッチング
方法。 - 【請求項４】 トランジスタのゲート電極及びゲート線
の形成に用いられるエッチング方法であって、基板上に
形成されたタングステンもしくはタングステン合金膜上
にマスクパターンを形成し、前記マスクパターンをマス
クにして前記タングステンもしくはタングステン合金膜
を過酸化水素水又は過酸化水素を含む混合液でエッチン
グしてパターン形成した後で、前記エッチングで発生し
た残渣をフッ素系ガス又はフッ素系ガスを含む混合ガス
で前記マスクパターンをマスクにしてドライエッチング
して除去することによって前記ゲート電極及び前記ゲー
ト線を形成することを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項５】 基板上に形成された第１のタングステン
もしくはタングステン合金膜上に第１のマスクパターン
を形成し、前記第１のマスクパターンをマスクにして前
記第１のタングステンもしくはタングステン合金膜を過
酸化水素水又は過酸化水素を含む混合液でエッチングし
てパターン形成した後で、前記エッチングで発生した残
渣をフッ素系ガス又はフッ素系ガスを含む混合ガスで前
記第１のマスクパターンをマスクにしてドライエッチン
グして除去することによって、ゲート電極を形成する工
程、前記ゲート電極及び前記基板を覆うゲート絶縁膜を
形成する工程、前記ゲート電極上方の前記ゲート絶縁膜
上に半導体層を形成する工程、前記ゲート電極上方に前
記ゲート電極と平行に延在するチャネル保護膜を形成す
る工程、前記チャネル保護膜及び前記半導体層を連続的
に覆うコンタクト層を形成する工程、前記コンタクト層
を覆う第２のタングステンもしくはタングステン合金膜
を形成する工程、前記ゲート電極上方に位置する部分の
前記第２のタングステンもしくはタングステン合金膜を
露出させ前記部分以外の前記第２のタングステンもしく
はタングステン合金膜を覆う第２のマスクパターンを形
成し、前記第２のマスクパターンをマスクにして前記第
２のタングステンもしくはタングステン合金膜を過酸化
水素水又は過酸化水素を含む混合液でエッチングした後
で、前記エッチングで発生した残渣をフッ素系ガス又は
フッ素系ガスを含む混合ガスで前記第２のマスクパター
ンをマスクにしてドライエッチングして除去することに
よって、ソース・ドレイン電極を形成する工程を有する
ことを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項６】 前記エッチングで発生した残渣をフッ素
系ガス又はフッ素系ガスを含む混合ガスで前記第２のマ
スクパターンをマスクにしてドライエッチングして除去
する時に、前記コンタクト層が前記ソース電極に接続さ
れた部分と前記ドレイン電極に接続された部分とに分割
されることを特徴とする請求項５記載のエッチング方
法。 - 【請求項７】 基板上に形成されたゲート電極、前記ゲ
ート電極及び前記基板を連続的に覆うゲート絶縁膜、前
記ゲート絶縁膜上に形成された半導体層であって、ソー
ス、ドレイン及びチャネルとして働く半導体層、及び前
記半導体層の前記ソース及びドレインにそれぞれ電気的
に接続されたソース電極及びドレイン電極を有する薄膜
トランジスタの製造に用いられるエッチング方法であっ
て、前記基板上に形成されたタングステンもしくはタン
グステン合金膜上にマスクパターンを形成し、前記マス
クパターンをマスクにして前記タングステンもしくはタ
ングステン合金膜を過酸化水素水又は過酸化水素を含む
混合液でエッチングしてパターン形成した後で、前記エ
ッチングで発生した残渣をフッ素系ガス又はフッ素系ガ
スを含む混合ガスで前記マスクパターンをマスクにして
ドライエッチングして除去することによって前記ゲート
電極を形成することを特徴とするエッチング方法。 - 【請求項８】 基板上に形成されたゲート電極、前記ゲ
ート電極及び前記基板を連続的に覆うゲート絶縁膜、前
記ゲート絶縁膜上に形成された半導体層であって、ソー
ス、ドレイン及びチャネルとして働く半導体層、及び前
記半導体層の前記ソース及びドレインにそれぞれ電気的
に接続されたソース電極及びドレイン電極を有する薄膜
トランジスタの製造に用いられるエッチング方法であっ
て、前記半導体層上方に形成されたタングステンもしく
はタングステン合金膜上にマスクパターンを形成し、前
記マスクパターンをマスクにして前記タングステンもし
くはタングステン合金膜を過酸化水素水又は過酸化水素
を含む混合液でエッチングしてパターン形成した後で、
前記エッチングで発生した残渣をフッ素系ガス又はフッ
素系ガスを含む混合ガスで前記マスクパターンをマスク
にしてドライエッチングして除去することによって前記
ソース電極及び前記ドレイン電極を形成することを特徴
とするエッチング方法。 - 【請求項９】 前記半導体層と前記タングステンもしく
はタングステン合金膜との間にコンタクト層が形成され
ており、前記エッチングで発生した残渣をフッ素系ガス
又はフッ素系ガスを含む混合ガスで前記第２のマスクパ
ターンをマスクにしてドライエッチングして除去する時
に、前記コンタクト層が前記ソース電極に接続された部
分と前記ドレイン電極に接続された部分とに分割される
ことを特徴とする請求項８記載のエッチング方法。 - 【請求項１０】 前記タングステン合金膜が、チタン、
シリコン、モリブデン又はタンタルを含有していること
を特徴とする請求項１，２，４，５，６，７，８又は９
記載のエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5566695A JP2701773B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | エッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5566695A JP2701773B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | エッチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250462A JPH08250462A (ja) | 1996-09-27 |
| JP2701773B2 true JP2701773B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=13005189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5566695A Expired - Fee Related JP2701773B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | エッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2701773B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100339957C (zh) * | 2003-10-24 | 2007-09-26 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 在金属层蚀刻后移除光阻的方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6770564B1 (en) | 1998-07-29 | 2004-08-03 | Denso Corporation | Method of etching metallic thin film on thin film resistor |
| JP4075228B2 (ja) * | 1998-09-09 | 2008-04-16 | 株式会社デンソー | 半導体装置の製造方法 |
| KR100353805B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2002-09-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 캐패시터 형성방법 |
| JP5578389B2 (ja) * | 2006-05-16 | 2014-08-27 | Ｎｌｔテクノロジー株式会社 | 積層膜パターン形成方法及びゲート電極形成方法 |
| CN103484864B (zh) * | 2012-06-11 | 2016-04-27 | 北大方正集团有限公司 | 钨层去除溶液 |
| JP7246237B2 (ja) * | 2019-04-15 | 2023-03-27 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP5566695A patent/JP2701773B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100339957C (zh) * | 2003-10-24 | 2007-09-26 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 在金属层蚀刻后移除光阻的方法 |
Also Published As
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|---|---|
| JPH08250462A (ja) | 1996-09-27 |
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