JP2892432B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半導体集
積回路における配線取り出し用電極の製造方法に関す
る。
積回路における配線取り出し用電極の製造方法に関す
る。
（従来の技術） 以下、第２図を参照して従来の半導体装置の製造方法
について説明する。第２図は従来の半導体装置の製造方
法を工程順に示した断面図である。
について説明する。第２図は従来の半導体装置の製造方
法を工程順に示した断面図である。
まず、半導体基板20上に第１の金属配線層21を形成
し、第１の金属配線層21上に絶縁膜22を形成する（第２
図（ａ））。
し、第１の金属配線層21上に絶縁膜22を形成する（第２
図（ａ））。
次に、絶縁膜22上にフォトレジスト23を塗布し、RIE
（反応性イオンエッチング）法によりコンタクトホール
25を形成し、第１の金属配線層21の表面を露出させる
（第２図（ｂ））。
（反応性イオンエッチング）法によりコンタクトホール
25を形成し、第１の金属配線層21の表面を露出させる
（第２図（ｂ））。
その後、第１の金属配線層21および絶縁膜22上に第２
の金属配線層26を形成する（第２図（ｃ））。
の金属配線層26を形成する（第２図（ｃ））。
この製造方法を用いると、反応性イオンエッチング時
にフォトレジスト23およびエッチングに用いるガス中の
C,Fが放出され、またエッチングが第１の金属配線層21
表面まで達すると金属自身や表面不純物C,F,Clがスパッ
タ放出されるため、コンタクトホール25の側面および第
１の金属配線層21の表面に反応生成物24として付着して
しまう。又、近年の高集積化に伴う素子の微細化によ
り、コンタクトのアスペクト比が大きくなってくるのに
伴い、第２の金属配線層26をスパッタ蒸着する時にホー
ルから突出した反応生成物のために被覆形状が著しく悪
化する（第２図（ｃ））。これらの反応物は、コンタク
トホール25内に高融点金属を選択成長させ埋め込む場合
にも、側面部で異常成長を起こしてしまう。
にフォトレジスト23およびエッチングに用いるガス中の
C,Fが放出され、またエッチングが第１の金属配線層21
表面まで達すると金属自身や表面不純物C,F,Clがスパッ
タ放出されるため、コンタクトホール25の側面および第
１の金属配線層21の表面に反応生成物24として付着して
しまう。又、近年の高集積化に伴う素子の微細化によ
り、コンタクトのアスペクト比が大きくなってくるのに
伴い、第２の金属配線層26をスパッタ蒸着する時にホー
ルから突出した反応生成物のために被覆形状が著しく悪
化する（第２図（ｃ））。これらの反応物は、コンタク
トホール25内に高融点金属を選択成長させ埋め込む場合
にも、側面部で異常成長を起こしてしまう。
さらに、コンタクトホール25開孔後、第２の金属配線
層をスパッタ蒸着するまで大気中に放置しておくと、以
下に示す様な金属の腐食反応が起こる（Clの場合、Ｆも
同様の反応式）。
層をスパッタ蒸着するまで大気中に放置しておくと、以
下に示す様な金属の腐食反応が起こる（Clの場合、Ｆも
同様の反応式）。
Al＋4Cl-→▲AlCl- 4▼＋3e 2AlCl4＋6H2O→2Al（OH）3＋6H+＋8Cl- 一度この反応が始まると、Alの水酸化物が形成される時
に生成されるCl-によってさらにAlの腐食が促進され、
第１の金属配線層21の表面に厚いAlの水酸化物27が形成
され、導通不良を生じる。従来の方法には以上のような
問題点があった。
に生成されるCl-によってさらにAlの腐食が促進され、
第１の金属配線層21の表面に厚いAlの水酸化物27が形成
され、導通不良を生じる。従来の方法には以上のような
問題点があった。
（発明が解決しようとする課題） このような方法を用いると、コンタクトホール側面お
よび第１の金属配線層上に反応生成物が付着するため第
２の金属配線層の被覆形状悪化および高融点金属埋め込
みの際のコンタクトホール側面部の異常成長を起こし、
金属配線層が腐食するという問題点があった。
よび第１の金属配線層上に反応生成物が付着するため第
２の金属配線層の被覆形状悪化および高融点金属埋め込
みの際のコンタクトホール側面部の異常成長を起こし、
金属配線層が腐食するという問題点があった。
本発明は、以上の点に鑑み、コンタクトホール側面お
よび第１の金属配線層上に付着する反応生成物を除去
し、かつ第１の金属配線層の腐食を除去する方法を提供
する。
よび第１の金属配線層上に付着する反応生成物を除去
し、かつ第１の金属配線層の腐食を除去する方法を提供
する。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板上
に第１の金属配線層を形成する工程と、この第１の金属
配線層上に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜にコン
タクトホールを形成し前記第１の金属配線層の表面を露
出させる工程と、前記コンタクトホールを有機アルカリ
系溶液で処理後熱処理を行う工程と、金属酸化物の還元
効果を有する化合物でプラズマ処理を行う工程と、第２
の金属配線層を形成する工程とを具備したことを特徴と
する。
に第１の金属配線層を形成する工程と、この第１の金属
配線層上に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜にコン
タクトホールを形成し前記第１の金属配線層の表面を露
出させる工程と、前記コンタクトホールを有機アルカリ
系溶液で処理後熱処理を行う工程と、金属酸化物の還元
効果を有する化合物でプラズマ処理を行う工程と、第２
の金属配線層を形成する工程とを具備したことを特徴と
する。
（作用） この製造方法では、第１の金属配線層上の絶縁膜にコ
ンタクトホールを形成後、コンタクトホールを有機アル
カリ溶液で処理後熱処理して反応生成物中の不純物を除
去し第１の金属配線層表面を酸化し、続いて金属酸化物
の還元効果を有する化合物のプラズマ処理して金属表面
を清浄化する。
ンタクトホールを形成後、コンタクトホールを有機アル
カリ溶液で処理後熱処理して反応生成物中の不純物を除
去し第１の金属配線層表面を酸化し、続いて金属酸化物
の還元効果を有する化合物のプラズマ処理して金属表面
を清浄化する。
（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。
第１図は、本発明の実施例を工程順に示した断面図であ
る。
第１図は、本発明の実施例を工程順に示した断面図であ
る。
まず、半導体基板10上にCVD法により膜厚3000Åのシ
リコン酸化膜18を形成し、その上から膜厚8000ÅのBPSG
膜19を形成し、半導体基板10表面を平坦化する。次に、
第１の金属配線層11であるAl−1.0％Si−0.5％Cu膜を80
0nmスパッタ堆積する。その後、PEPおよびRIEにより所
望の寸法に加工した後、低温プラズマCVD装置中で絶縁
膜12を膜厚１〜1.5μｍ程度形成し、平坦化処理を行
う。次に、フォトレジスト13を用いPEP及びRIEにより第
１の金属配線層11と接続をとるためコンタクトホール15
を形成し、コンタクトホール15内底部の第１の金属配線
層11の表面を露出させる。このとき、レジスト13やエッ
チングに用いるガス中のＣやＦがコンタクトホール15の
側面および第１の金属配線層11上の表面に付着し、かつ
第１の金属配線層11の表面が露出すると、スパッタされ
たAl,C,F,Clがコンタクトホール15の側面に付着し、コ
ンタクトホール15内面に反応生成物14として付着する
（第１図（ａ））。
リコン酸化膜18を形成し、その上から膜厚8000ÅのBPSG
膜19を形成し、半導体基板10表面を平坦化する。次に、
第１の金属配線層11であるAl−1.0％Si−0.5％Cu膜を80
0nmスパッタ堆積する。その後、PEPおよびRIEにより所
望の寸法に加工した後、低温プラズマCVD装置中で絶縁
膜12を膜厚１〜1.5μｍ程度形成し、平坦化処理を行
う。次に、フォトレジスト13を用いPEP及びRIEにより第
１の金属配線層11と接続をとるためコンタクトホール15
を形成し、コンタクトホール15内底部の第１の金属配線
層11の表面を露出させる。このとき、レジスト13やエッ
チングに用いるガス中のＣやＦがコンタクトホール15の
側面および第１の金属配線層11上の表面に付着し、かつ
第１の金属配線層11の表面が露出すると、スパッタされ
たAl,C,F,Clがコンタクトホール15の側面に付着し、コ
ンタクトホール15内面に反応生成物14として付着する
（第１図（ａ））。
次に、コリン液（２−ハイドロキシエテル、トリメチ
ルアンモニウム、ハイドロオキサイド）で30秒程度処理
した後、400℃N2雰囲気中で１時間熱処理を行い反応生
成物14を除去し、第１の金属配線層11表面のAlをAl2O31
7へ変化させる（第１図（ｂ））。
ルアンモニウム、ハイドロオキサイド）で30秒程度処理
した後、400℃N2雰囲気中で１時間熱処理を行い反応生
成物14を除去し、第１の金属配線層11表面のAlをAl2O31
7へ変化させる（第１図（ｂ））。
その後、BCl3プラズマ処理を行うことにより、 Al2O3＋BCl3→Al＋BO3＋AlCl3 の反応でAl2O317をAlへ還元させる。さらに400℃真空下
で５分間熱処理を行い、Al表面のAlCl3を完全に除去
し、第１の金属配線層11であるAl表面を清浄する（第１
図（ｃ））。
で５分間熱処理を行い、Al表面のAlCl3を完全に除去
し、第１の金属配線層11であるAl表面を清浄する（第１
図（ｃ））。
この後は、第２の金属配線層16の被覆形状悪化を防ぐ
ために、コンタクトホール15内にCVD法により高融点金
属膜（たとえばＷ）16−ａを成長させ、コンタクトホー
ル15を埋め込む。この上から配線層16−ｂであるAl−1.
0％Si−0.5％Cu膜を形成し、高融点金属膜16−ａおよび
配線層16−ｂで第２の金属配線層16を形成する（第１図
（ｄ））。
ために、コンタクトホール15内にCVD法により高融点金
属膜（たとえばＷ）16−ａを成長させ、コンタクトホー
ル15を埋め込む。この上から配線層16−ｂであるAl−1.
0％Si−0.5％Cu膜を形成し、高融点金属膜16−ａおよび
配線層16−ｂで第２の金属配線層16を形成する（第１図
（ｄ））。
本実施例によれば、コンタクトホール側面および第１
の金属配線11の表面に付着した反応生成物14をコリン液
処理後N2雰囲気中で熱処理をし、BCl3プラズマ処理にて
除去し、コンタクトホール側面および第１の金属配線層
11表面を洗浄するため、従来の方法で問題だった反応生
成物14を除去し、また、第１の金属配線層11の表面の腐
食を防止できる。
の金属配線11の表面に付着した反応生成物14をコリン液
処理後N2雰囲気中で熱処理をし、BCl3プラズマ処理にて
除去し、コンタクトホール側面および第１の金属配線層
11表面を洗浄するため、従来の方法で問題だった反応生
成物14を除去し、また、第１の金属配線層11の表面の腐
食を防止できる。
なお、本実施例では、コンタクトホール15内に高融点
金属を埋め込んだが、配線層16−ｂを直接第２の金属配
線層16として形成してもよい。また、BCl3プラズマ処理
の代わりにB2H6等の化合物を使用してもよい。
金属を埋め込んだが、配線層16−ｂを直接第２の金属配
線層16として形成してもよい。また、BCl3プラズマ処理
の代わりにB2H6等の化合物を使用してもよい。
［発明の効果］ 以上の結果から、本発明を用いることによって、コン
タクトホール側面および第１の金属配線層上に付着する
反応生成物を除去し、かつ第１の金属配線層の腐食を防
止する。
タクトホール側面および第１の金属配線層上に付着する
反応生成物を除去し、かつ第１の金属配線層の腐食を防
止する。
第１図は本発明の実施例に係わる半導体装置の製造方法
を工程順に示した断面図、第２図は従来技術に係わる半
導体装置の製造方法を工程順に示した断面図である。 10,20…半導体基板、11,21…第１の金属配線層、12,22
…絶縁膜、15,25…コンタクトホール、16,26…第２の金
属配線層。
を工程順に示した断面図、第２図は従来技術に係わる半
導体装置の製造方法を工程順に示した断面図である。 10,20…半導体基板、11,21…第１の金属配線層、12,22
…絶縁膜、15,25…コンタクトホール、16,26…第２の金
属配線層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−191450（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−79446（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/3205 - 21/3213 H01L 21/768
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板上に第１の金属配線層を形成す
る工程と、この第１の金属配線層上に絶縁膜を形成する
工程と、この絶縁膜にコンタクトホールを形成し前記第
１の金属配線層の表面を露出させる工程と、前記コンタ
クトホールを有機アルカリ系溶液で処理後熱処理を行う
工程と、前記コンタクトホールを金属酸化物の還元効果
を有する化合物のプラズマ処理を行う工程と、第２の金
属配線層を形成する工程とを具備したことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】コンタクトホールを金属酸化物の還元効果
を有する化合物のプラズマ処理を行う工程と、コンタク
トホールを導電体で埋め込む工程と、第２の金属配線層
を形成する工程とを具備したことを特徴とする請求項
（１）記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】金属酸化物の還元効果を有する化合物とし
てBCl3を用いることを特徴とする請求項（１）記載の半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9650390A JP2892432B2 (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9650390A JP2892432B2 (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03295257A JPH03295257A (ja) | 1991-12-26 |
| JP2892432B2 true JP2892432B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=14166914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9650390A Expired - Fee Related JP2892432B2 (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892432B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106548936A (zh) * | 2015-09-23 | 2017-03-29 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种金属层的刻蚀方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100235937B1 (ko) * | 1992-03-31 | 1999-12-15 | 김영환 | 반도체소자 제조공정의 비아 콘택형성방법 |
-
1990
- 1990-04-13 JP JP9650390A patent/JP2892432B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106548936A (zh) * | 2015-09-23 | 2017-03-29 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种金属层的刻蚀方法 |
| CN106548936B (zh) * | 2015-09-23 | 2022-04-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种金属层的刻蚀方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03295257A (ja) | 1991-12-26 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |