JP3185677B2 - 高融点金属を用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents
高融点金属を用いた半導体装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高融点金属を用
いた半導体装置の製造方法に関し、クロム（Ｃｒ）−シ
リコン（Ｓｉ）系薄膜のバリアメタルとしてタングステ
ン（Ｗ）を含有する高融点金属を用いた半導体装置にあ
って該高融点金属をパターニングする方法の改良に関す
る。
いた半導体装置の製造方法に関し、クロム（Ｃｒ）−シ
リコン（Ｓｉ）系薄膜のバリアメタルとしてタングステ
ン（Ｗ）を含有する高融点金属を用いた半導体装置にあ
って該高融点金属をパターニングする方法の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばチタンタングステン（Ｔｉ
Ｗ）など、タングステン（Ｗ）を含有する高融点金属を
パターニングする方法としては、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2
）系の溶液を用いたウェットエッチング加工が知られ
ている。
Ｗ）など、タングステン（Ｗ）を含有する高融点金属を
パターニングする方法としては、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2
）系の溶液を用いたウェットエッチング加工が知られ
ている。
【０００３】しかし、上記過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）系の
溶液は、このエッチングのマスク材となるレジストをア
タックしてその密着性を低下させることから、同加工方
法によると、パターニングされる上記高融点金属の寸法
ばらつきが無視できない程度に大きなものともなる。そ
して、このような高融点金属が用いられる半導体装置に
あっては、こうした寸法ばらつきがその性能向上や微細
化を図る上での大きな障害となっている。
溶液は、このエッチングのマスク材となるレジストをア
タックしてその密着性を低下させることから、同加工方
法によると、パターニングされる上記高融点金属の寸法
ばらつきが無視できない程度に大きなものともなる。そ
して、このような高融点金属が用いられる半導体装置に
あっては、こうした寸法ばらつきがその性能向上や微細
化を図る上での大きな障害となっている。
【０００４】そこで従来は、その対策として、ｐＨ（水
素指数）を８〜９程度に調整した過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2
）系溶液、或いはフェリシアン化カリウム溶液を用い
て上記ウェットエッチング加工を行う方法なども提案さ
れている。
素指数）を８〜９程度に調整した過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2
）系溶液、或いはフェリシアン化カリウム溶液を用い
て上記ウェットエッチング加工を行う方法なども提案さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、ｐＨ調整
したエッチング液を用いることで、上記マスク材となる
レジストへのアタックは緩和され、その密着性も、確か
に維持されるようにはなる。
したエッチング液を用いることで、上記マスク材となる
レジストへのアタックは緩和され、その密着性も、確か
に維持されるようにはなる。
【０００６】しかし、薄膜抵抗体として用いられるクロ
ム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系の薄膜のバリアメタル
として上記タングステン（Ｗ）を含有する高融点金属が
用いられる場合、すなわち同高融点金属の下にＣｒＳｉ
などのクロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系薄膜が存在
する場合には、このｐＨ調整したエッチング液によるウ
ェットエッチングに際して両者間の電池効果による急激
なサイドエッチが進行し、やはりその加工寸法は安定し
なくなる。
ム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系の薄膜のバリアメタル
として上記タングステン（Ｗ）を含有する高融点金属が
用いられる場合、すなわち同高融点金属の下にＣｒＳｉ
などのクロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系薄膜が存在
する場合には、このｐＨ調整したエッチング液によるウ
ェットエッチングに際して両者間の電池効果による急激
なサイドエッチが進行し、やはりその加工寸法は安定し
なくなる。
【０００７】結局、クロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）
系の薄膜のバリアメタルとして上記タングステン（Ｗ）
を含有する高融点金属が用いられる場合には、そのウェ
ットエッチング加工に際して、上記ｐＨ調整したエッチ
ング液を用いることはできなかった。
系の薄膜のバリアメタルとして上記タングステン（Ｗ）
を含有する高融点金属が用いられる場合には、そのウェ
ットエッチング加工に際して、上記ｐＨ調整したエッチ
ング液を用いることはできなかった。
【０００８】
【０００９】この発明は、クロム（Ｃｒ）−シリコン
（Ｓｉ）系薄膜のバリアメタルとしてタングステン
（Ｗ）を含有する高融点金属が用いられる場合であって
も、同高融点金属のパターニングをより高精度に行うこ
とのできる高融点金属を用いた半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
（Ｓｉ）系薄膜のバリアメタルとしてタングステン
（Ｗ）を含有する高融点金属が用いられる場合であって
も、同高融点金属のパターニングをより高精度に行うこ
とのできる高融点金属を用いた半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、この発明にかかる高融点金属を用いた半導体装置
の製造方法では、クロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系
薄膜のバリアメタルとして用いられるタングステン
（Ｗ）を含有する高融点金属のパターニングに関して、
請求項１に記載のように、 ・前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成さ
れるレジストをマスク材とするウェットエッチングを行
う際に、同高融点金属を、エッチング液の液温を室温以
下としたウェットエッチングにてパターニングする。と
いった方法を採用する。
ため、この発明にかかる高融点金属を用いた半導体装置
の製造方法では、クロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系
薄膜のバリアメタルとして用いられるタングステン
（Ｗ）を含有する高融点金属のパターニングに関して、
請求項１に記載のように、 ・前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成さ
れるレジストをマスク材とするウェットエッチングを行
う際に、同高融点金属を、エッチング液の液温を室温以
下としたウェットエッチングにてパターニングする。と
いった方法を採用する。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】このように、エッチング液の液温を室温以
下としたウェットエッチングにてパターニングすること
で、そのマスク材となるレジストの浮きが抑制され、当
の高融点金属の加工寸法のばらつきも好適に低減される
ことが発明者等による実験によって確認されている。
下としたウェットエッチングにてパターニングすること
で、そのマスク材となるレジストの浮きが抑制され、当
の高融点金属の加工寸法のばらつきも好適に低減される
ことが発明者等による実験によって確認されている。
【００１７】また、上記高融点金属のパターニングに関
して、請求項２記載の発明によるように、 ・前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成さ
れるレジストをマスク材とするウェットエッチングを行
う際に、同高融点金属を、エッチング液の液温を２５℃
以下としたウェットエッチングにてパターニングする。
といった方法によって、上記高融点金属の加工寸法ばら
つき低減効果がより確実となることも発明者等によって
確認されている。
して、請求項２記載の発明によるように、 ・前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成さ
れるレジストをマスク材とするウェットエッチングを行
う際に、同高融点金属を、エッチング液の液温を２５℃
以下としたウェットエッチングにてパターニングする。
といった方法によって、上記高融点金属の加工寸法ばら
つき低減効果がより確実となることも発明者等によって
確認されている。
【００１８】また、同じく高融点金属のパターニングに
関して、請求項３記載の発明によるように、 ・前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成さ
れるレジストをマスク材とするウェットエッチングを行
う際に、同高融点金属を、エッチング液の液温を２３℃
以下としたウェットエッチングにてパターニングする。
といった方法によれば、上記高融点金属の加工寸法ばら
つき低減効果が更に促進されるとともに、同高融点金属
のエッチング形状を理論値に近づけることができること
も発明者等による実験によって確認されている。
関して、請求項３記載の発明によるように、 ・前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成さ
れるレジストをマスク材とするウェットエッチングを行
う際に、同高融点金属を、エッチング液の液温を２３℃
以下としたウェットエッチングにてパターニングする。
といった方法によれば、上記高融点金属の加工寸法ばら
つき低減効果が更に促進されるとともに、同高融点金属
のエッチング形状を理論値に近づけることができること
も発明者等による実験によって確認されている。
【００１９】なおこれらの製造方法にあっては、請求項
４記載の発明によるように、 ・前記エッチング液として、濃度３１％の過酸化水素と
水を容量比で１：１に混合した溶液を用いる。ことで、
上記クロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系薄膜と上記タ
ングステン（Ｗ）を含有する高融点金属との間で前述し
た電池効果によるサイドエッチが進行することもなくな
り、また、請求項５記載の発明によるように、 ・前記ウェットエッチングにかかるエッチング時間を４
０％のオーバーエッチとなる時間に設定する。ことで、
上記高融点金属の加工寸法ばらつきも更に効果的に低減
されるようになる。
４記載の発明によるように、 ・前記エッチング液として、濃度３１％の過酸化水素と
水を容量比で１：１に混合した溶液を用いる。ことで、
上記クロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系薄膜と上記タ
ングステン（Ｗ）を含有する高融点金属との間で前述し
た電池効果によるサイドエッチが進行することもなくな
り、また、請求項５記載の発明によるように、 ・前記ウェットエッチングにかかるエッチング時間を４
０％のオーバーエッチとなる時間に設定する。ことで、
上記高融点金属の加工寸法ばらつきも更に効果的に低減
されるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。図１に、この発明にかかる半導体装置の
製造方法が適用される高融点金属を用いた半導体装置の
一例として、ＣｒＳｉ等、クロム（Ｃｒ）−シリコン
（Ｓｉ）−窒素（Ｎ）系薄膜からなる薄膜抵抗体が搭載
されたバイポーラトランジスタの断面構造を示す。
いて説明する。図１に、この発明にかかる半導体装置の
製造方法が適用される高融点金属を用いた半導体装置の
一例として、ＣｒＳｉ等、クロム（Ｃｒ）−シリコン
（Ｓｉ）−窒素（Ｎ）系薄膜からなる薄膜抵抗体が搭載
されたバイポーラトランジスタの断面構造を示す。
【００２１】すなわちこの半導体装置にあっては、半導
体基板１上に酸化膜２を介して上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄
膜３からなる薄膜抵抗体が堆積形成され、更にその上
に、同薄膜抵抗体のバリアメタルとしてＴｉＷ薄膜４な
どのタングステン（Ｗ）を含有する高融点金属が配設さ
れるようになる。
体基板１上に酸化膜２を介して上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄
膜３からなる薄膜抵抗体が堆積形成され、更にその上
に、同薄膜抵抗体のバリアメタルとしてＴｉＷ薄膜４な
どのタングステン（Ｗ）を含有する高融点金属が配設さ
れるようになる。
【００２２】以下、図２〜図４を参照して、こうした構
造を有する半導体装置の製造方法について説明する。同
半導体装置の製造に際してはまず、図２（ａ）に示され
るように、半導体基板１に通常の方法によって半導体素
子（バイポーラトランジスタ）を形成した後、その主表
面全面に酸化膜２を形成する。
造を有する半導体装置の製造方法について説明する。同
半導体装置の製造に際してはまず、図２（ａ）に示され
るように、半導体基板１に通常の方法によって半導体素
子（バイポーラトランジスタ）を形成した後、その主表
面全面に酸化膜２を形成する。
【００２３】次いで、上記酸化膜２上にレジストを塗布
した後、ホトリソグラフィーにより所望のパターンを形
成し、更にエッチングにより不要な酸化膜２を除去する
ことによって、図２（ｂ）に示されるようなコンタクト
ホールを形成する。
した後、ホトリソグラフィーにより所望のパターンを形
成し、更にエッチングにより不要な酸化膜２を除去する
ことによって、図２（ｂ）に示されるようなコンタクト
ホールを形成する。
【００２４】こうしてコンタクトホールを形成すると次
に、ＣｒとＳｉの合金または混合体からなるターゲッ
ト、並びにアルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ2 ）の混合ガス
を用いたスパッタリングにより、図３（ａ）に示される
態様で、Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３を約１５ｎｍの厚さに
形成する。
に、ＣｒとＳｉの合金または混合体からなるターゲッ
ト、並びにアルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ2 ）の混合ガス
を用いたスパッタリングにより、図３（ａ）に示される
態様で、Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３を約１５ｎｍの厚さに
形成する。
【００２５】なおこのとき、上記ＡｒとＮ2 の比率及び
ガス流量は、形成される薄膜の抵抗温度係数（ＴＣＲ：
Thermal Coefficient of Resistance ）が所望の値とな
るように調整される。すなわち、該ＴＣＲを正の値（温
度の上昇に伴い抵抗値が上昇する）にするためにはＮ2
の量を減らし、同ＴＣＲを負の値（温度の上昇に伴い抵
抗値が減少する）にするためにはＮ2 の量を増やすよう
に調整される。通常はこのＴＣＲがほぼ「０」となるよ
うに調整される。
ガス流量は、形成される薄膜の抵抗温度係数（ＴＣＲ：
Thermal Coefficient of Resistance ）が所望の値とな
るように調整される。すなわち、該ＴＣＲを正の値（温
度の上昇に伴い抵抗値が上昇する）にするためにはＮ2
の量を減らし、同ＴＣＲを負の値（温度の上昇に伴い抵
抗値が減少する）にするためにはＮ2 の量を増やすよう
に調整される。通常はこのＴＣＲがほぼ「０」となるよ
うに調整される。
【００２６】こうしてＣｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３の形成を
終えると、ウェハを一旦大気中に出し、次いで、Ｔｉと
Ｗの合金または混合体からなるターゲット、例えばＴｉ
の含有量が１０重量％となるターゲット、並びにＡｒガ
スを用いたスパッタリングにより、図３（ｂ）に示され
る態様で、上記バリアメタルとしてのＴｉＷ薄膜４を約
１５０ｎｍの厚さに形成する。
終えると、ウェハを一旦大気中に出し、次いで、Ｔｉと
Ｗの合金または混合体からなるターゲット、例えばＴｉ
の含有量が１０重量％となるターゲット、並びにＡｒガ
スを用いたスパッタリングにより、図３（ｂ）に示され
る態様で、上記バリアメタルとしてのＴｉＷ薄膜４を約
１５０ｎｍの厚さに形成する。
【００２７】ここで、上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３の形
成後、ウェハを一旦大気中に出すことで、その形成した
Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３の抵抗値をより正確にモニタす
ることも可能となる。
成後、ウェハを一旦大気中に出すことで、その形成した
Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３の抵抗値をより正確にモニタす
ることも可能となる。
【００２８】こうしてＴｉＷ薄膜４を形成すると、同実
施形態の製造方法にあっては、次に示す方法によってこ
のＴｉＷ薄膜４をパターニングする。すなわち、ＴｉＷ
薄膜４上にレジスト５を塗布し、これをホトリソグラフ
ィーによって所望の抵抗パターンに形成した後、過酸化
水素（３１％）と水を容量比で１：１に混合した溶液を
用い、２２．５℃の液温で、該所望の抵抗パターンに形
成したレジスト５をマスク材とするウェットエッチング
を行う。
施形態の製造方法にあっては、次に示す方法によってこ
のＴｉＷ薄膜４をパターニングする。すなわち、ＴｉＷ
薄膜４上にレジスト５を塗布し、これをホトリソグラフ
ィーによって所望の抵抗パターンに形成した後、過酸化
水素（３１％）と水を容量比で１：１に混合した溶液を
用い、２２．５℃の液温で、該所望の抵抗パターンに形
成したレジスト５をマスク材とするウェットエッチング
を行う。
【００２９】なお、このときのエッチング時間は、４０
％のオーバーエッチとなる時間に設定される。因みに、
上記溶液（エッチング液）の液温を２２．５℃とする同
例の場合、該４０％のオーバーエッチとなるエッチング
時間は約４３分となる。
％のオーバーエッチとなる時間に設定される。因みに、
上記溶液（エッチング液）の液温を２２．５℃とする同
例の場合、該４０％のオーバーエッチとなるエッチング
時間は約４３分となる。
【００３０】このような方法によって上記ＴｉＷ薄膜４
をウェットエッチングすることにより、同ＴｉＷ薄膜４
の不要な部分は図３（ｃ）に示される態様で好適に除去
されるようになる。
をウェットエッチングすることにより、同ＴｉＷ薄膜４
の不要な部分は図３（ｃ）に示される態様で好適に除去
されるようになる。
【００３１】そして、こうしてＴｉＷ薄膜４をパターニ
ングした後は、過酸化水素（３１％）と水、及びアンモ
ニア水（２９％）をそれぞれ１００：１００：５の割合
で混合した溶液に当該ウェハを１５秒間侵漬させて、上
記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３の表面に残っているＴｉＷ薄
膜４のエッチング残渣を除去する。
ングした後は、過酸化水素（３１％）と水、及びアンモ
ニア水（２９％）をそれぞれ１００：１００：５の割合
で混合した溶液に当該ウェハを１５秒間侵漬させて、上
記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３の表面に残っているＴｉＷ薄
膜４のエッチング残渣を除去する。
【００３２】その後、上記パターニングされたＴｉＷ薄
膜４及びレジスト５をマスクとして上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ
系薄膜３をケミカルドライエッチングによりエッチング
する。具体的には、ケミカルドライエッチング装置を用
い、四フッ化炭素（ＣＦ4 ）と酸素をそれぞれ４０ＳＣ
ＣＭ、３６０ＳＣＣＭ導入し、圧力３０Ｐａ、パワー５
００Ｗで活性種を発生させ、図４（ａ）に示される態様
で、同Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３をエッチングする。
膜４及びレジスト５をマスクとして上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ
系薄膜３をケミカルドライエッチングによりエッチング
する。具体的には、ケミカルドライエッチング装置を用
い、四フッ化炭素（ＣＦ4 ）と酸素をそれぞれ４０ＳＣ
ＣＭ、３６０ＳＣＣＭ導入し、圧力３０Ｐａ、パワー５
００Ｗで活性種を発生させ、図４（ａ）に示される態様
で、同Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３をエッチングする。
【００３３】こうしてＣｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３をエッチ
ングし、上記薄膜抵抗体を形成した後は、レジスト５を
除去した後、１％のＳｉを含むアルミニウム（Ａｌ）薄
膜６をスパッタリングにより９００ｎｍの厚さに形成す
る。
ングし、上記薄膜抵抗体を形成した後は、レジスト５を
除去した後、１％のＳｉを含むアルミニウム（Ａｌ）薄
膜６をスパッタリングにより９００ｎｍの厚さに形成す
る。
【００３４】そして、その上にレジスト７を塗布して、
ホトリソグラフィーにより配線パターンを形成した後、
塩素系ガスを用いて、図４（ｂ）に示される態様で上記
Ａｌ薄膜６をエッチングする。このとき、上記ＴｉＷ薄
膜４は、上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３が損傷を受けない
ようにこれを保護する保護膜として働く。
ホトリソグラフィーにより配線パターンを形成した後、
塩素系ガスを用いて、図４（ｂ）に示される態様で上記
Ａｌ薄膜６をエッチングする。このとき、上記ＴｉＷ薄
膜４は、上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３が損傷を受けない
ようにこれを保護する保護膜として働く。
【００３５】こうしてＡｌ薄膜６による配線が施された
後は、過酸化水素（３１％）とアンモニア水（２９％）
をそれぞれ１００：５の割合で混合した溶液に当該ウェ
ハを約４分間浸し、図４（ｃ）に示される態様で余分な
ＴｉＷ薄膜４を除去する。
後は、過酸化水素（３１％）とアンモニア水（２９％）
をそれぞれ１００：５の割合で混合した溶液に当該ウェ
ハを約４分間浸し、図４（ｃ）に示される態様で余分な
ＴｉＷ薄膜４を除去する。
【００３６】そして最後に、上記レジスト７を除去した
後、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）とシリコン窒化膜（Ｓ
ｉＮ）との積層膜８からなる保護膜を形成して、図１に
示した構造を有する半導体装置を完成する。
後、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）とシリコン窒化膜（Ｓ
ｉＮ）との積層膜８からなる保護膜を形成して、図１に
示した構造を有する半導体装置を完成する。
【００３７】このような半導体装置の製造に際して同実
施形態の方法では、特に上記ＴｉＷ薄膜４のパターニン
グ（図３（ｃ）参照）に、 （Ａ）過酸化水素（３１％）と水を容量比で１：１に混
合した溶液を用いる。 （Ｂ）この溶液（エッチング液）の液温を２２．５℃と
する。 （Ｃ）エッチング時間を４０％のオーバーエッチとなる
時間に設定する。 といったウェットエッチング加工を採用したことによ
り、そのマスク材であるレジスト５の浮きが抑制され、
エッチング対象となる同ＴｉＷ薄膜４の加工寸法のばら
つきも好適に低減されることが発明者等によって確認さ
れている。
施形態の方法では、特に上記ＴｉＷ薄膜４のパターニン
グ（図３（ｃ）参照）に、 （Ａ）過酸化水素（３１％）と水を容量比で１：１に混
合した溶液を用いる。 （Ｂ）この溶液（エッチング液）の液温を２２．５℃と
する。 （Ｃ）エッチング時間を４０％のオーバーエッチとなる
時間に設定する。 といったウェットエッチング加工を採用したことによ
り、そのマスク材であるレジスト５の浮きが抑制され、
エッチング対象となる同ＴｉＷ薄膜４の加工寸法のばら
つきも好適に低減されることが発明者等によって確認さ
れている。
【００３８】そして、上記（Ｂ）の液温を種々変えて、
同条件に基づくエッチングを試みたところ、それら液温
と上記ＴｉＷ薄膜４のテーパ角θとの関係について、図
５に示す結果を得ることができた。なお、テーパ角の測
定は断面ＳＥＭによって行い、その角度θは同図５に併
せ示すように、ＴｉＷ薄膜４の上面と下面のエッジ部を
結ぶ直線と同ＴｉＷ薄膜４の下面とのなす角度として求
めた。ＴｉＷ薄膜４の膜厚は１５０ｎｍである。
同条件に基づくエッチングを試みたところ、それら液温
と上記ＴｉＷ薄膜４のテーパ角θとの関係について、図
５に示す結果を得ることができた。なお、テーパ角の測
定は断面ＳＥＭによって行い、その角度θは同図５に併
せ示すように、ＴｉＷ薄膜４の上面と下面のエッジ部を
結ぶ直線と同ＴｉＷ薄膜４の下面とのなす角度として求
めた。ＴｉＷ薄膜４の膜厚は１５０ｎｍである。
【００３９】因みにこの場合、該ＴｉＷ薄膜４が完全に
等方的にエッチングされた仮定すると、そのテーパ角θ
は約４５度となるはずである。この点、同図５にＳ１と
して示すエッチング液の液温が上記２２．５℃の場合に
は、該テーパ角θが４１度となり、ほぼ理論値に近いエ
ッチング形状が得られていることが判る。
等方的にエッチングされた仮定すると、そのテーパ角θ
は約４５度となるはずである。この点、同図５にＳ１と
して示すエッチング液の液温が上記２２．５℃の場合に
は、該テーパ角θが４１度となり、ほぼ理論値に近いエ
ッチング形状が得られていることが判る。
【００４０】また、同図５にＳ２或いはＳ３として示す
エッチング液の液温がそれぞれ１６℃、或いは１９℃の
場合にも、同テーパ角θが４１度となり、ほぼ理論値に
近いエッチング形状が得られている。
エッチング液の液温がそれぞれ１６℃、或いは１９℃の
場合にも、同テーパ角θが４１度となり、ほぼ理論値に
近いエッチング形状が得られている。
【００４１】また、同図５にＳ４として示すエッチング
液の液温が２５℃の場合には、上記テーパ角θが２５度
とやや小さく、上記レジスト５にもその端部に多少の浮
きが発生しているものと考えられるが、実用上はＴｉＷ
薄膜４の加工寸法ばらつきを低減しうる液温として採用
可能である。
液の液温が２５℃の場合には、上記テーパ角θが２５度
とやや小さく、上記レジスト５にもその端部に多少の浮
きが発生しているものと考えられるが、実用上はＴｉＷ
薄膜４の加工寸法ばらつきを低減しうる液温として採用
可能である。
【００４２】他方、同図５にＳ５或いはＳ６として示す
エッチング液の液温がそれぞれ３０℃、或いは３５℃の
場合には、エッチング中にレジスト５が完全に剥離して
しまい、パターニングが困難となった。
エッチング液の液温がそれぞれ３０℃、或いは３５℃の
場合には、エッチング中にレジスト５が完全に剥離して
しまい、パターニングが困難となった。
【００４３】これらの実験結果を総括すると、上記エッ
チング液の液温が室温以下であればマスク材となるレジ
スト５の浮きが抑制され、エッチング対象となるＴｉＷ
薄膜４の加工寸法のばらつきも好適に低減されることが
判る。
チング液の液温が室温以下であればマスク材となるレジ
スト５の浮きが抑制され、エッチング対象となるＴｉＷ
薄膜４の加工寸法のばらつきも好適に低減されることが
判る。
【００４４】また、同液温が２３℃以下であれば、こう
した加工寸法のばらつき低減効果が更に促進されるとと
もに、同ＴｉＷ薄膜４のエッチング形状を理論値に近づ
けることができるようにもなる。
した加工寸法のばらつき低減効果が更に促進されるとと
もに、同ＴｉＷ薄膜４のエッチング形状を理論値に近づ
けることができるようにもなる。
【００４５】なお補足するに、上記各条件でのエッチン
グに際して、上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３と上記ＴｉＷ
薄膜４との間で前述した電池効果によるサイドエッチが
進行することもなかった。
グに際して、上記Ｃｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜３と上記ＴｉＷ
薄膜４との間で前述した電池効果によるサイドエッチが
進行することもなかった。
【００４６】以上説明したように、同実施形態にかかる
半導体装置の製造方法によれば、 （イ）レジストの浮きが抑制され、ＴｉＷ薄膜を極めて
高い精度でウェットエッチング加工することができる。 （ロ）また、同ＴｉＷ薄膜がＣｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜のバ
リアメタルとして用いられる場合であれ、それらＴｉＷ
薄膜とＣｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜との間で電池効果によるサ
イドエッチが進行することもない。 （ハ）特に、エッチング液の液温を２３℃以下とするこ
とで、そのエッチングにかかる精度もより顕著となり、
ＴｉＷ薄膜のエッチング形状を理論値に近づけることが
できる。 等々の優れた効果が奏せられるようになる。
半導体装置の製造方法によれば、 （イ）レジストの浮きが抑制され、ＴｉＷ薄膜を極めて
高い精度でウェットエッチング加工することができる。 （ロ）また、同ＴｉＷ薄膜がＣｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜のバ
リアメタルとして用いられる場合であれ、それらＴｉＷ
薄膜とＣｒ−Ｓｉ−Ｎ系薄膜との間で電池効果によるサ
イドエッチが進行することもない。 （ハ）特に、エッチング液の液温を２３℃以下とするこ
とで、そのエッチングにかかる精度もより顕著となり、
ＴｉＷ薄膜のエッチング形状を理論値に近づけることが
できる。 等々の優れた効果が奏せられるようになる。
【００４７】なお、同実施形態にあっては、ＴｉＷ薄膜
をウェットエッチング加工する場合について示したが、
同エッチング加工の対象となる高融点金属は上記ＴｉＷ
薄膜には限られない。すなわち、タングステン（Ｗ）を
含有する金属でさえあれば、上記に準じたかたちでこれ
をパターニングすることはできる。
をウェットエッチング加工する場合について示したが、
同エッチング加工の対象となる高融点金属は上記ＴｉＷ
薄膜には限られない。すなわち、タングステン（Ｗ）を
含有する金属でさえあれば、上記に準じたかたちでこれ
をパターニングすることはできる。
【００４８】また、この発明の加工方法は、エッチング
対象となる上記タングステン（Ｗ）を含有する高融点金
属がＣｒ−Ｓｉ系薄膜のバリアメタルとして用いられる
場合に限って適用される方法でもない。
対象となる上記タングステン（Ｗ）を含有する高融点金
属がＣｒ−Ｓｉ系薄膜のバリアメタルとして用いられる
場合に限って適用される方法でもない。
【００４９】すなわちこの加工方法は、前述のｐＨ調整
したエッチング液を用いる方法とは異なり、エッチング
対象となるタングステン（Ｗ）を含有する高融点金属の
下に上記Ｃｒ−Ｓｉ系薄膜が存在する場合であってもそ
の電池効果を抑えた好適なパターニングを実現する方法
ではあるが、特にそうした構造に限られることなく、一
般にタングステン（Ｗ）を含有する高融点金属をウェッ
トエッチングにて加工する方法としても利用することが
できる。
したエッチング液を用いる方法とは異なり、エッチング
対象となるタングステン（Ｗ）を含有する高融点金属の
下に上記Ｃｒ−Ｓｉ系薄膜が存在する場合であってもそ
の電池効果を抑えた好適なパターニングを実現する方法
ではあるが、特にそうした構造に限られることなく、一
般にタングステン（Ｗ）を含有する高融点金属をウェッ
トエッチングにて加工する方法としても利用することが
できる。
【００５０】そしてその場合であれ、エッチング液の液
温を室温以下とする、或いは２５℃以下とする、或いは
２３℃以下とする、といった液温制御を行うことで、そ
れら高融点金属の上記に準じた高精度なパターニングを
実現することはできる。
温を室温以下とする、或いは２５℃以下とする、或いは
２３℃以下とする、といった液温制御を行うことで、そ
れら高融点金属の上記に準じた高精度なパターニングを
実現することはできる。
【図１】この発明の加工方法が適用される半導体装置構
造例を示す断面図。
造例を示す断面図。
【図２】同半導体装置の製造プロセスを示す断面図。
【図３】同半導体装置の製造プロセスを示す断面図。
【図４】同半導体装置の製造プロセスを示す断面図。
【図５】同加工方法によるエッチング液温とテーパ角と
の関係を示すグラフ。
の関係を示すグラフ。
１…半導体基板、２…酸化膜、３…クロム（Ｃｒ）−シ
リコン（Ｓｉ）−窒素（Ｎ）系薄膜、４…チタンタング
ステン（ＴｉＷ）薄膜、５…レジスト、６…アルミニウ
ム（Ａｌ）薄膜、７…レジスト、８…シリコン酸化膜
（ＳｉＯ2 ）とシリコン窒化膜（ＳｉＮ）との積層膜。
リコン（Ｓｉ）−窒素（Ｎ）系薄膜、４…チタンタング
ステン（ＴｉＷ）薄膜、５…レジスト、６…アルミニウ
ム（Ａｌ）薄膜、７…レジスト、８…シリコン酸化膜
（ＳｉＯ2 ）とシリコン窒化膜（ＳｉＮ）との積層膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−305518（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−61353（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/306,21/308,21/28 C23F 1/00 - 3/06
Claims (5)
- 【請求項１】クロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系薄膜
のバリアメタルとしてタングステン（Ｗ）を含有する高
融点金属を用いた半導体装置の製造方法であって、 前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成され
るレジストをマスク材とするウェットエッチングを行う
際に、前記高融点金属を、エッチング液の液温を室温以
下としたウェットエッチングにてパターニングする こと
を特徴とする高融点金属を用いた半導体装置の製造方
法。 - 【請求項２】クロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系薄膜
のバリアメタルとしてタングステン（Ｗ）を含有する高
融点金属を用いた半導体装置の製造方法であって、 前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成され
るレジストをマスク材とするウェットエッチングを行う
際に、前記高融点金属を、エッチング液の液温を２５℃
以下としたウェットエッチングにてパターニングする こ
とを特徴とする高融点金属を用いた半導体装置の製造方
法。 - 【請求項３】クロム（Ｃｒ）−シリコン（Ｓｉ）系薄膜
のバリアメタルとしてタングステン（Ｗ）を含有する高
融点金属を用いた半導体装置の製造方法であって、 前記高融点金属膜上に接触配置され、パターン形成され
るレジストをマスク材とするウェットエッチングを行う
際に、前記高融点金属を、エッチング液の液温を２３℃
以下としたウェットエッチングにてパターニングする こ
とを特徴とする高融点金属を用いた半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の
高融点金属を用いた半導体装置の製造方法において、 前記エッチング液として、濃度３１％の過酸化水素と水
を容量比で１：１に混合した溶液を用いる ことを特徴と
する高融点金属を用いた半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】請求項４に記載の高融点金属を用いた半導
体装置の製造方法において、 前記ウェットエッチングにかかるエッチング時間を４０
％のオーバーエッチとなる時間に設定する ことを特徴と
する高融点金属を用いた半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21239196A JP3185677B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 高融点金属を用いた半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21239196A JP3185677B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 高融点金属を用いた半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1056007A JPH1056007A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3185677B2 true JP3185677B2 (ja) | 2001-07-11 |
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ID=16621815
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21239196A Expired - Fee Related JP3185677B2 (ja) | 1996-08-12 | 1996-08-12 | 高融点金属を用いた半導体装置の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3185677B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1566831A2 (en) | 2004-02-18 | 2005-08-24 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing it |
| US7335967B2 (en) | 2004-03-23 | 2008-02-26 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device |
| US7358592B2 (en) | 2004-03-02 | 2008-04-15 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device |
| US7425753B2 (en) | 2004-09-30 | 2008-09-16 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device |
| US7550819B2 (en) | 2004-02-19 | 2009-06-23 | Ricoh Company, Ltd. | Metal thin-film resistance element on an insulation film |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3627617B2 (ja) | 2000-04-06 | 2005-03-09 | 株式会社デンソー | 高融点金属の加工方法及びこの金属を用いた半導体装置の製造方法 |
| JP4141407B2 (ja) | 2003-06-11 | 2008-08-27 | 株式会社リコー | 半導体装置の製造方法 |
| US7999352B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-08-16 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device |
-
1996
- 1996-08-12 JP JP21239196A patent/JP3185677B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7358592B2 (en) | 2004-03-02 | 2008-04-15 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device |
| US7335967B2 (en) | 2004-03-23 | 2008-02-26 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device |
| US7615844B2 (en) | 2004-03-23 | 2009-11-10 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device |
| US7425753B2 (en) | 2004-09-30 | 2008-09-16 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1056007A (ja) | 1998-02-24 |
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