JP3475666B2 - ドライエッチング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はドライエッチング方
法に関し、さらに詳しくは、基板の下地層上にブランケ
ットＣＶＤ法で形成された高融点金属層をエッチバック
してコンタクトプラグを形成するドライエッチング方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のＶＬＳＩ（Ｖery Ｌarge Ｓcale
Ｉntegrated circuit ）やＵＬＳＩ（Ｕltra Ｌarge
Ｓcale Ｉntegrated circuit ）等に見られるよう
に、半導体装置の高集積化および高性能化の進展に伴
い、デバイスチップ上では配線部分の占める割合が増大
する傾向にあり、チップ面積の大幅な増大を抑止しつつ
実現する為に今や多層配線技術は必須のものとなってい
る。従来、配線形成方法としては、アルミニウム等で構
成された金属薄膜をスパッタリング法により形成するこ
とが広く行われてきたが、多層配線化が進展して基板の
表面段差や接続孔のアスペクト比が増大している状況下
では、スパッタリング法におけるステップカバレージの
不足により、上層配線と基板との間の接続不良や配線間
における接続不良が大きな課題の一つとなっている。

【０００３】そこで近年、タングステン、モリブデン、
タンタル等の高融点金属、あるいはアルミニウム、銅等
の金属を接続孔内に選択的に成長させることによりアス
ペクト比の高い接続孔を埋め込む技術が提案されてい
る。かかる選択成長の手段としては、金属フッ化物や有
機金属化合物等のガスを下層配線材料により還元して金
属を析出させる選択ＣＶＤ（Ｃhemical Ｖapor Ｄepos
ition ）法がその代表的なものである。しかしながら、
選択ＣＶＤ法は研究レベルでは良好な結果を得ているも
のの、連続処理時に次第に選択性が劣化すること、ある
いはネイルヘッドと通称される過剰成長部のエッチバッ
ク除去の際の制御性が悪いこと等の難点があり、量産へ
の導入を困難なものとしている。この選択ＣＶＤ法に代
わるものとして、基板の全面に金属あるいは合金を堆積
させるブランケットＣＶＤ法が注目を集めている。その
代表的なプロセスの一例としては、接続孔が開口された
絶縁膜の全面を被覆し、この接続孔を埋める如くタング
ステン等の高融点金属層を形成するものである。

【０００４】ところで、高融点金属層を接続孔内部に埋
め込んで、所謂コンタクトプラグとして使用する場合に
は、高融点金属層のエッチバックが必要となる。このエ
ッチバック工程では、ウェハ面内およびウェハ間の処理
速度の不均一性を考慮して数１０％のオーバーエッチン
グが行われるのが一般的である。しかしながら、同じウ
ェハであっても、エッチング装置内のプラズマ密度の疎
密やウェハ面内の温度分布の関係等でエッチング速度の
速い領域では、他の部分と比較して層間絶縁膜の露出に
伴う被エッチング面積の急激な減少が早い時期に生じる
こととなる。エッチング速度の速い領域における被エッ
チング面積の急激な減少は、結合の相手である高融点金
属を失って相対的に過剰となったエッチング種が接続孔
内に集中し、接続孔に埋め込まれた高融点金属層やバリ
アメタル層を大きく侵食するという問題が生じる。

【０００５】図２（ａ）ないし（ｃ）は、従来のコンタ
クトプラグを形成するプロセスを工程順に示したウェハ
の概略断面図であり、ブランケットＣＶＤ法により高融
点金属層５やバリアメタル層４が大きく侵食される一例
を示すものである。同図（ａ）に示したように、予め不
純物拡散領域２の形成された基板１上には、不純物拡散
領域２に臨んで開口する接続孔６を有する層間絶縁膜３
が形成され、さらにスパッタリング法により基板１全体
を被覆するようにＴｉＮ／Ｔｉ層を有するバリアメタル
層４が接続孔６を埋め込まないように形成され、さらに
ブランケットＣＶＤ法により高融点金属層５が形成され
ている。そして、同図（ｂ）に示したように、フッ素系
ガスを用いて高融点金属層５をエッチバックすると、エ
ッチング速度の速い領域ではバリアメタル層４の表面が
露出した段階の早い時期にＦ^* ラジカルが過剰となる。
この過剰となったＦ^* ラジカルが接続孔６内に埋め込ま
れた高融点金属層５の表面に集中し、オーバーエッチン
グを行っている間に高融点金属侵食部７が形成されるこ
ととなる。さらに条件を変えてバリアメタル層４をエッ
チバックすると、今度は層間絶縁膜３の表面が露出した
時点でラジカルが過剰となり、この過剰となったラジカ
ルが接続孔６内に埋め込まれたバリアメタル層４の僅か
な断面に集中する。この結果、同図（ｃ）に示したよう
に、バリアメタル層侵食部８が形成されることとなる。

【０００６】このように、急激にエッチング速度が大と
なる現象はローディング効果と一般的に呼称されてお
り、被エッチング材料層の面積の減少に伴ってラジカル
が相対的に過剰となることは、ブランケットＣＶＤ法を
用いて高融点金属層５を形成するものではしばしば発生
する問題となっている。今後の半導体装置の製造分野で
は、デバイスチップの大型化に伴ってウェハが大口径化
され、しかもスループットの低下を招かないように高密
度プラズマを用いて高速エッチングを行う枚葉式プラズ
マエッチング装置が主流になると予想されており、ロー
ディング効果は一層顕著になる虞がある。従って、ロー
ディング効果に対する効果的な解決策の早急な確立が切
望されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はローデ
ィング効果に対する効果的なドライエッチング方法を示
し、微細なデザインルールに基づいて設計され、高集積
度、高性能、高信頼性の何れも満足する半導体装置を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明のドライエッチング方法では、基板
上に、接続孔を有する層間絶縁膜が形成され、基板全体
を被覆するようにバリアメタル層が接続孔を埋め込まな
いように形成され、バリアメタル層上に形成された高融
点金属層を、アルコール、エーテル、アセトンのうちの
少なくとも一種を有するエッチングガスで除去する、エ
ッチング工程を有するものであることを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明のドライエッチング方法で
は、基板上に、接続孔を有する層間絶縁膜が形成され、
基板全体を被覆するようにバリアメタル層が接続孔を埋
め込まないように形成され、バリアメタル層上に形成さ
れた高融点金属層を、ＳＦ₆等のフッ素系化合物を有す
るエッチングガスで、バリアメタル層上に高融点金属層
の残余部を残して除去する第一のエッチング工程と、フ
ッ素系化合物にアルコール、エーテル、アセトンのうち
の少なくとも一種を添加したエッチングガスで、残余部
を除去するとともに、高融点金属層とバリアメタル層を
オーバーエッチングする第二のエッチング工程とを有す
るものであることを特徴とする。

【００１０】請求項５の発明のドライエッチング方法で
は、基板上に、接続孔を有する層間絶縁膜が形成され、
基板全体を被覆するようにバリアメタル層が接続孔を埋
め込まないように形成され、バリアメタル層上に高融点
金属層が形成されたものを室温以下に制御し、高融点金
属層を、放電解離条件下でプラズマ中に遊離の硫黄を生
成する硫黄系化合物と、アルコール、エーテル、アセト
ンのうちの少なくとも一種とを添加したエッチングガス
で除去する、エッチング工程を有するものであることを
特徴とする。

【００１１】上記した請求項１、３および５の発明にお
ける望ましいものとしては、エッチングガスにＡｒガ
ス、Ｈｅガスのうちの少なくとも一種を添加するもので
ある。また、エッチング工程におけるプラズマ密度は１
×１０¹¹ｃｍ^-3以上１×１０¹⁴ｃｍ^-3以下が望ましい。

【００１２】上述した手段による作用を以下に記す。請
求項１のブランケットＣＶＤ法により形成された高融点
金属層を、アルコール、エーテル、アセトンのうちの少
なくとも一種を有するエッチングガスで除去するエッチ
ング工程を有するものでは、放電プラズマ中に遊離生成
するＨ原子がタングステン等で構成された高融点金属層
のエッチャントであるフッ素ラジカルＦ^* を捕捉し、オ
ーバーエッチング時におけるコンタクトプラグ表面への
ラジカルの集中を抑制する。そして、同時に放電プラズ
マ中に遊離生成するＯ原子が高融点金属層の表面を僅か
に酸化しながらエッチングが進行する為、純粋なフッ化
物以外に反応生成物としてオキシフッ化物も多く生成す
るようになる。タングステン等の高融点金属のオキシフ
ッ化物は、フッ化タングステン等のように高い蒸気圧を
有しない為、反応生成物の脱離にはある程度のエネルギ
ーを有するイオン衝撃が必要となる。従って、従来は殆
どがラジカル反応で占められていたエッチングの形態が
イオンアシスト反応の要素を多く有するものとなる為、
オーバーエッチング時の過剰ラジカルに起因したローデ
ィング効果を大きく低減する作用をする。この結果、異
常な侵食部のない平坦な埋め込み表面を有する良好なコ
ンタクトプラグが形成され、また、オーバーエッチング
時における高融点金属層の下地層である層間絶縁膜の膜
減りも、従来のフッ素系ガスを用いたプロセスと比較し
て大きく軽減される。

【００１３】請求項３のブランケットＣＶＤ法により形
成された高融点金属層を二段階の工程でエッチングする
ものでは、第一のエッチング工程においてタングステン
等で構成された高融点金属層はＦ^* ラジカル反応を主体
にして高速でエッチングが進行し、エッチングガスにア
ルコール等を添加した第二のエッチング工程においてオ
ーバーエッチング時に過剰となるＦ^* ラジカルが減少
し、且つ反応生成物に占めるオキシフッ化物の生成比率
が大となることによりイオンアシスト反応が主体となる
エッチングが行われる。従って、異常な侵食部のない平
坦な埋め込み表面を有する良好なコンタクトプラグを形
成することができる。

【００１４】請求項５の下地層上に高融点金属層が形成
された基板を室温以下に制御し、高融点金属層を放電解
離条件下でプラズマ中に遊離の硫黄を生成する硫黄系化
合物と、アルコール、エーテル、アセトンのうちの少な
くとも一種とを添加したエッチングガスで除去するエッ
チング工程を有するものでは、基板の室温以下の制御に
よるラジカル反応の抑制とエッチングと競合して生じる
硫黄の堆積とにより、オーバーエッチング時におけるロ
ーディング効果が一層軽減し、コンタクトプラグの侵食
は殆ど見られない。また、高融点金属層表面の微細な凹
凸が硫黄の堆積により平滑化されながらエッチングが進
行する為、エッチング後に高融点金属層の下地層である
層間絶縁膜に表面荒れを生じさせる虞がなくなる。これ
等により後工程で形成する配線層の密着性や信頼性も従
来と比較して大きく向上する。なお、高融点金属層表面
の微細な凹凸に堆積した硫黄は、エッチング後にウェハ
温度を９０℃以上に昇温すれば昇華除去されるので、残
渣として残ることはなく、パーティクル汚染源となる虞
はない。

【００１５】上記したエッチングガスにＡｒガス、Ｈｅ
ガスのうちの少なくとも一種を添加させれば、スパッタ
リング効果、希釈効果、冷却効果を向上させる作用があ
る。また、エッチング工程におけるプラズマ密度を１×
１０¹¹ｃｍ^-3以上１×１０¹⁴ｃｍ^-3以下とすることによ
り良好なプロセス条件の設定が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を適用した好ましい具体的な実
施例について、コンタクトプラグを形成するプロセスを
工程順に示したウェハの概略断面図である図１を参照し
て説明する。なお、図中の構成要素で従来の技術と同様
の構造を成しているものについては同一の参照符合を付
すものとする。

【００１７】実施例１ 本実施例は、ブランケットＣＶＤ法により形成された高
融点金属層５をＳＦ₆とＣＨ₃ ＯＨとの混合ガスを用い
てエッチバックするものである。このプロセスの一例を
図１（ａ）、（ｃ）および（ｄ）を参照して説明する。

【００１８】図１（ａ）に示したように、予め不純物拡
散領域２が形成された基板１上には、不純物拡散領域２
に臨んで開口する接続孔６を有する層間絶縁膜３が形成
され、さらにスパッタリング法により基板１全体を被覆
するようにＴｉＮ／Ｔｉ層を有するバリアメタル層４が
接続孔６を埋め込まないように形成され、さらにブラン
ケットＣＶＤ法により高融点金属層５が形成されている
ウェハを用意した。ここでのブランケットＣＶＤ法とし
ては、例えばＷＦ₆ 流量２５ＳＣＣＭ、ＳｉＨ₄ 流量１
０ＳＣＣＭ、ガス圧１０６６５．８Ｐａ、ウェハ温度４
７５℃の条件で２０秒間の核成長を行った後、ガス供給
条件をＷＦ₆ 流量６０ＳＣＣＭ、Ｈ₂ 流量３６０ＳＣＣ
Ｍと変化させた条件で高融点金属層５を堆積することが
できる。

【００１９】次に、有磁場マイクロ波プラズマエッチン
グ装置のウェハ載置電極にウェハをセットして高融点金
属層５を下記条件でエッチバックし、図１（ｃ）に示し
たように下地のバリアメタル層４の表面が露出した時点
で停止する。

【００２０】 ガス流量 ＳＦ₆ ／ＣＨ₃ ＯＨ＝４０／１０ＳＣＣＭ 圧力 １．３Ｐａ マイクロ波電力 ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス ２００Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 室温

【００２１】このエッチバック工程では、ＳＦ₆ の解離
によりプラズマ中に生成するＦ^* によるラジカル反応
が、ＳＦ_x ⁺ 、Ｏ⁺ 等のイオンにアシストされることに
よりエッチングが進行する。そしてＨ原子によるＦ^* ラ
ジカルの捕捉や反応生成物としてオキシフッ化物が生じ
るエッチング形態は、従来のようにラジカル反応ではな
くイオンアシスト反応が主体となる為、高融点金属層５
のエッチング速度は低下する。従って、バリアメタル層
４の表面が露出した時点においても、接続孔６の内部へ
エッチャントが過剰に集中して高融点金属層５を侵食す
ることがなく、ローディング効果を防止することができ
た。

【００２２】次に、Ｃｌ₂ 流量４０ＳＣＣＭ、Ｏ₂ 流量
１０ＳＣＣＭ、ガス圧１．３Ｐａ、マイクロ波パワー８
５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）、ＲＦバイアスパワー２００
Ｗ（２ＭＨｚ）の条件でバリアメタル層４をエッチバッ
クし、層間絶縁膜３が露出した時点で停止すれば、図１
（ｄ）に示したように、接続孔６内にバリアメタル層４
と高融点金属層５が層間絶縁膜３と平坦に埋め込まれ、
侵食部が発生しない良好なコンタクトプラグを形成する
ことができた。

【００２３】実施例２ 本実施例は、ブランケットＣＶＤ法により形成された高
融点金属層５を二段階の工程でエッチバックするもので
あり、高融点金属層５をＳＦ₆ ガスで下地のバリアメタ
ル層４が露出する手前で停止するバルクエッチング工程
と、バルクエッチング工程後に（ＣＨ₃ ）₂ Ｏを添加し
た混合ガスで高融点金属層５の残余部を除去するオーバ
ーエッチング工程とを有するものである。このプロセス
の一例を図１（ａ）ないし（ｄ）を参照して説明する。
なお、用意したウェハは実施例１において図１（ａ）を
参照した事例のものと同様であり、説明を省略する。

【００２４】有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置
のウェハ載置電極にウェハをセットして高融点金属層５
を下記条件でエッチバックし、図１（ｂ）に示したよう
に下地のバリアメタル層４の表面が露出する手前で停止
する。この停止させる時間は予め下記条件によるエッチ
ング速度を測定しておき、その経過時間に基づいて決定
した。

【００２５】 ガス流量 ＳＦ₆ ＝５０ＳＣＣＭ 圧力 １．３Ｐａ マイクロ波電力 ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス ２００Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 室温

【００２６】このエッチバック工程では、ＳＦ₆ の解離
によりプラズマ中に大量に生成するＦ^* によるラジカル
反応が、ＳＦ_x ⁺ イオンにアシストされることによりエ
ッチングが高速に進行する。そして、図１（ｂ）に示し
たように、バリアメタル層４上に僅かな高融点金属層５
の残余部を残した状態でエッチングを停止する。

【００２７】次に、高融点金属層５の残余部を下記条件
によりエッチバックし、図１（ｃ）に示したように下地
のバリアメタル層４の表面が露出した時点で停止する。

【００２８】 ガス流量 ＳＦ₆ ／（ＣＨ₃ ）₂ Ｏ＝３５／１５ＳＣＣＭ 圧力 １．３Ｐａ マイクロ波電力 ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス ２００Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 室温

【００２９】このエッチバック工程では、（ＣＨ₃ ）₂
Ｏの添加によりエッチング反応におけるラジカル性が低
減され、効果的にローディング効果を防止することがで
きた。

【００３０】次に、必要に応じてＣｌ₂ 流量４０ＳＣＣ
Ｍ、Ｏ₂ 流量１０ＳＣＣＭ、ガス圧１．３Ｐａ、マイク
ロ波パワー８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）、ＲＦバイアス
パワー２００Ｗ（２ＭＨｚ）の条件でバリアメタル層４
をエッチバックし、層間絶縁膜３が露出した時点で停止
すれば、図１（ｄ）に示したように、接続孔６内にバリ
アメタル層４と高融点金属層５が層間絶縁膜３と平坦に
埋め込まれ、侵食部が発生しない良好なコンタクトプラ
グを形成することができた。

【００３１】本実施例では、ローディング効果による異
常な侵食部の形成を防止するとともに、平坦な埋め込み
表面を有するコンタクトプラグを高速に形成することが
でき、生産性に優れたプロセスとすることができた。

【００３２】実施例３ 本実施例は、ブランケットＣＶＤ法により形成された高
融点金属層５をＳ₂ Ｆ₂ とＣ₂ Ｈ₅ ＯＨとの混合ガスを
用いてウェハを冷却しながらエッチバックするものであ
る。このプロセスの一例を図１（ａ）、（ｃ）および
（ｄ）を参照して説明する。なお、用意したウェハは実
施例１において図１（ａ）を参照した事例のものと同様
であり、説明を省略する。

【００３３】有磁場マイクロ波プラズマエッチング装置
のウェハ載置電極にウェハをセットして高融点金属層５
を下記条件でエッチバックし、図１（ｃ）に示したよう
に下地のバリアメタル層４の表面が露出した時点で停止
する。

【００３４】 ガス流量 Ｓ₂ Ｆ₂ ／Ｃ₂ Ｈ₅ ＯＨ＝４０／１０ＳＣＣＭ 圧力 １．３Ｐａ マイクロ波電力 ８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ） ＲＦバイアス ２００Ｗ（２ＭＨｚ） ウェハ温度 ０℃

【００３５】このエッチバック工程では、ウェハの低温
冷却によりラジカルの反応性が抑制されること、オキシ
フッ化物を主反応生成物とすることでエッチング反応に
おけるラジカル性が低減されること、Ｓ₂ Ｆ₂ ガスの放
電解離により生成する硫黄が高融点金属層５の表面に堆
積する過程とスパッタ除去される過程とが競合すること
等の理由により、極めて効果的にローディング効果を防
止することができた。従って、図１（ｃ）に示したよう
に、接続孔６内は高融点金属層５で平坦に埋め込まれた
状態となった。また、ここでは硫黄の堆積が高融点金属
層５の表面平滑化に有効に作用し、エッチバック後にお
いて下地である層間絶縁膜３に高融点金属層５の表面荒
れが転写されることもなかった。

【００３６】次に、必要に応じてＣｌ₂ 流量４０ＳＣＣ
Ｍ、Ｏ₂ 流量１０ＳＣＣＭ、ガス圧１．３Ｐａ、マイク
ロ波パワー８５０Ｗ（２．４５ＧＨｚ）、ＲＦバイアス
パワー２００Ｗ（２ＭＨｚ）の条件でバリアメタル層４
をエッチバックし、層間絶縁膜３が露出した時点で停止
すれば、図１（ｄ）に示したように、接続孔６内にバリ
アメタル層４と高融点金属層５が層間絶縁膜３と平坦に
埋め込まれ、侵食部が発生しない良好なコンタクトプラ
グを形成することができた。

【００３７】本実施例は、ローディング効果を防止する
とともにエッチバックされた表面の平滑性にも優れてお
り、プラグ形成後の層間絶縁膜３や後工程で形成する上
層配線の表面モホロジーの向上にも寄与し、これにより
上層配線材料層との密着性や信頼性が従来の技術と比べ
て大きく改善することができた。

【００３８】以上、実施例１ないし３を挙げて説明した
が本発明はこれ等に限定されるものでなく、被エッチン
グ膜種や構造、エッチング装置、エッチング条件等、本
発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜選択可能であること
は言うまでもない。例えば、実施例１ないし３では不純
物拡散領域２に臨む接続孔６内への高融点金属層５の埋
め込みによるコンタクトプラグの形成プロセスを一例と
して説明したが、多層配線基板における下層配線上の層
間絶縁膜３に形成したヴィアホール内への埋め込みプロ
セスに応用することができる。また、接続孔６内に埋め
込まれる高融点金属層５の構成材としてはタングステ
ン、モリブデン、タンタル、チタン等の高融点金属の他
に、アルミニウムや銅等の金属を使用することもでき
る。そして、アルコール、エーテル、ケトンとしては、
エッチングチェンバ内へ気化させた状態で容易に導入で
きる化合物が実用上好ましく、かかる観点からＣＨ₃ Ｏ
Ｈ、Ｃ₂ Ｈ₅ ＯＨ、（ＣＨ₃ ）₂ Ｏ、（Ｃ₂ Ｈ₅ ）
₂ Ｏ、ＣＨ₃ ＣＯＣＨ₃等を挙げることができるが、こ
れ等以外の蒸気圧の低いものであってもＨｅガスバブリ
ング等の手段によって気化させることで使用することが
できる。さらに、フッ素系化合物としてはＳＦ₆ 以外に
ＮＦ₃ 、ＣＦ₄ 、ＣｌＦ₃ 、ＸｅＦ₂ 、Ｆ₂ 等を用いる
ことができる。放電解離条件下でプラズマ中に硫黄を放
出し得る硫黄系化合物としてはＳ₂ Ｆ₂ 、ＳＦ₂ 、ＳＦ
₄ 、Ｓ₂ Ｆ₁₀等のフッ化硫黄、Ｓ₂Ｃｌ₂ 、Ｓ₃ Ｃ
ｌ₂ 、ＳＣｌ₂ 等の塩化硫黄、Ｈ₂ Ｓ等も使用可能であ
る。さらにまた、エッチングガスにはスパッタリング効
果、希釈効果、冷却効果等が期待できるＡｒやＨｅ等の
希ガスを適宜添加しても良い。

【００３９】

【発明の効果】本発明のドライエッチング方法によれ
ば、オーバーエッチング時におけるローディング効果を
抑制しつつ、ブランケットＣＶＤ法により形成された高
融点金属層のエッチングを行うことができ、層間絶縁膜
に開口した接続孔に異常な侵食部を生じさせることな
く、平坦な埋め込み表面を有するコンタクトプラグを形
成することが可能となる。従って、微細なデザインルー
ルに基づいて設計され、高集積度、高性能、高信頼性の
何れも満足する半導体装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のプロセスを工程順に示したウェハの
概略断面図であり、（ａ）はブランケットＣＶＤ法によ
り高融点金属層が形成された状態を示し、（ｂ）は高融
点金属層のエッチングをバリアメタル層の表面が露出す
る手前で停止した状態を示し、（ｃ）は高融点金属層の
残余部をエッチングで除去した状態を示し、（ｄ）はバ
リアメタル層をエッチングで除去した状態を示す。

【図２】 従来のプロセスを工程順に示したウェハの概
略断面図であり、（ａ）はブランケットＣＶＤ法により
高融点金属層が形成された状態を示し、（ｂ）は高融点
金属層がエッチングで侵食された状態を示し、（ｃ）は
高融点金属層とバリアメタル層がエッチングで侵食され
たを示す。

【符号の説明】

１…基板、２…不純物拡散領域、３…層間絶縁膜、４…
バリアメタル層、５…高融点金属層、６…接続孔、７…
高融点金属層侵食部、８…バリアメタル層侵食部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3065 C23F 4/00 H01L 21/3213

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に、接続孔を有する層間絶縁膜が
   形成され、前記基板全体を被覆するようにバリアメタル
   層が前記接続孔を埋め込まないように形成され、前記バ
   リアメタル層上に形成された高融点金属層を、 アルコール、エーテル、アセトンのうちの少なくとも一
   種を有するエッチングガスで除去する、エッチング工程
   を有するものであることを特徴とするドライエッチング
   方法。
2. 【請求項２】 前記エッチングガスに、Ａｒガス、Ｈｅ
   ガスのうちの少なくとも一種が添加されているものであ
   ることを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング
   方法。
3. 【請求項３】 基板上に、接続孔を有する層間絶縁膜が
   形成され、前記基板全体を被覆するようにバリアメタル
   層が前記接続孔を埋め込まないように形成され、前記バ
   リアメタル層上に形成された高融点金属層を、 フッ素系化合物を有するエッチングガスで、前記バリア
   メタル層上に前記高融点金属層の残余部を残して除去す
   る第一のエッチング工程と、 前記フッ素系化合物にアルコール、エーテル、アセトン
   のうちの少なくとも一種を添加したエッチングガスで、 前記残余部を除去するとともに、 前記高融点金属層と前記バリアメタル層をオーバーエッ
   チングする第二のエッチング工程とを有するものである
   ことを特徴とするドライエッチング方法。
4. 【請求項４】 前記エッチングガスに、Ａｒガス、Ｈｅ
   ガスのうちの少なくとも一種が添加されているものであ
   ることを特徴とする請求項３に記載のドライエッチング
   方法。
5. 【請求項５】 基板上に、接続孔を有する層間絶縁膜が
   形成され、前記基板全体を被覆するようにバリアメタル
   層が前記接続孔を埋め込まないように形成され、前記バ
   リアメタル層上に高融点金属層が形成されたものを室温
   以下に制御し、 前記高融点金属層を、 放電解離条件下でプラズマ中に遊離の硫黄を生成する硫
   黄系化合物と、 アルコール、エーテル、アセトンのうちの少なくとも一
   種とを添加したエッチングガスで除去する、エッチング
   工程を有するものであることを特徴とするドライエッチ
   ング方法。
6. 【請求項６】 前記エッチングガスに、Ａｒガス、Ｈｅ
   ガスのうちの少なくとも一種が添加されているものであ
   ることを特徴とする請求項５に記載のドライエッチング
   方法。
7. 【請求項７】 前記エッチング工程におけるプラズマ密
   度が１×１０¹¹ｃｍ^-3以上１×１０¹⁴ｃｍ^-3以下である
   ことを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載のド
   ライエッチング方法。