JP3627617B2 - 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 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含む高融点金属の加工方法、及び、この様な金属を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板上に形成されるＣｒＳｉ等で構成される薄膜抵抗体は、所望の抵抗値を得るために用いられる。この薄膜抵抗体の電極構造には、薄膜抵抗体とＡｌ配線との相互拡散による電流許容量の低下を避けるため、薄膜抵抗体とＡｌ配線との間に、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属からなるバリアメタルをサンドイッチした、薄膜抵抗体／バリアメタル／Ａｌ配線という構造が採用されている。
【０００３】
図９に、従来の薄膜抵抗体を有する半導体装置の一例における製造工程の一部を、概略断面図にて示す。図９（ａ）に示すように、種々の製造工程を経て、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハＪ１の一方のシリコン層Ｊ１ａ上の絶縁膜Ｊ２上に薄膜抵抗体Ｊ３がパターン形成され、さらにその上にバリアメタルＪ４がパターン形成された状態になっている。
【０００４】
また、薄膜抵抗体Ｊ３とバリアメタルＪ４の両端、及び酸化膜Ｊ２上の所望の領域にはＡｌ配線Ｊ５が形成されている。そして、バリアメタルＪ４の中央部のみが開口するように、ホトレジストＪ６が堆積されている。
【０００５】
次に、図９（ｂ）に示すように、バリアメタルＪ４をエッチングして薄膜抵抗体Ｊ３を露出させる。その後、図示していないが、層間絶縁膜、Ａｌ薄膜層をパターン形成し、最後に保護膜を形成して半導体装置が完成する。
【０００６】
このとき、上述の図９（ｂ）で示したバリアメタルＪ４のエッチングは、ウェットエッチングで行い、そのエッチング液として過酸化水素水（以下、Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液とする）、または過酸化水素水にアンモニア等のアルカリを混入させた溶液（以下、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液とする）を用いることが一般に知られている。
【０００７】
そして、エッチングレートの高さや、バリアメタルＪ４の表面に多少の変質層があってもエッチングが可能であるというエッチングの安定性、及び半導体装置内に形成されるトランジスタの特性に影響を与える金属イオンを含まないという点を総合して、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液が使われるのが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エッチングの進行によって薄膜抵抗体Ｊ３の表面がＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液に直接触れるようになると、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液に対する、薄膜抵抗体Ｊ３とバリアメタルＪ４のイオン化傾向が異なり、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液が高い電気伝導性を示すことから、薄膜抵抗体Ｊ３とバリアメタルＪ４との間に局部的な電流経路が形成され、局部的な電池効果が発生する。
【０００９】
そして、この電池効果により、バリアメタルＪ４の横方向へのエッチングが急激に進行するようになり、加工寸法（両バリアメタル間の寸法）が安定しない。その結果、図９（ｂ）の矢印Ａで示すように、Ａｌ配線Ｊ５の内側までバリアメタルＪ４がエッチングされてしまう。
【００１０】
そして、この様にバリアメタルＪ４が横方向にオーバーエッチされると、後工程の層間絶縁膜を形成するときに、このオーバーエッチされた部分に層間絶縁膜が入り込まず空洞が生じるなどする。その結果、この空洞に水が入るなどして、半導体装置に不具合が生じる。
【００１１】
一方、アルカリを混入させないＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いれば、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液よりも電気伝導性が小さいため、上述のようにエッチングが急激に進行することは防げる。しかし、製造工程中の処理によってバリアメタルＪ４の表面がダメージを受け、例えば酸化される等すると、Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液ではエッチングが実質上困難になるという問題がある。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑み、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属を確実に精度よく加工する方法、及び、この金属からなるバリアメタルを確実に精度よく加工することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１の金属（３）と、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属からなる第２の金属（４）とを積層し、第２の金属（４）の上に設けられたマスクを用いて第２の金属（４）をウェットエッチングすることにより、第１の金属（３）の上に第２の金属（４）を残して前記第１の金属（３）を露出させるようにする高融点金属の加工方法であって、ウェットエッチングを電気伝導率の異なる２種類のエッチング液を用いて２段階で行い、１段階目のエッチングを、２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の大きい第１のエッチング液を用いて行い、２段階目のエッチングを、２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の小さい第２のエッチング液を用いて行うことを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、第２の金属（４）が露出したときに、電気伝導率の大きい第１のエッチング液ではなく、電気伝導率の小さい第２のエッチング液を用いることができる。その結果、第１の金属（３）と第２の金属（４）との間に生じる電池効果を抑制してエッチングの急激な進行を防ぎ、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属を、確実に精度よく加工する方法を提供することができる。
【００１５】
この場合における、１段階目のエッチングと２段階目のエッチングとを切り換えるポイントについては、請求項２に記載の発明のように、エッチング液を介して、第１の金属（３）と第２の金属（４）との間に電流経路が発生しない状態では、１段階目のエッチングを行い、電流経路が発生する状態では、２段階目のエッチングを行うとよい。
【００１６】
また、例えば、第２の金属（４）の表面に変質層が形成された状態で第２の金属（４）のエッチングを行う場合は、請求項３に記載の発明のように、１段階目のエッチングを、第２の金属（４）の表面に形成された変質層が除去され、かつ第１の金属（３）が露出しない状態まで行い、その後、２段階目のエッチングを行うことができる。
【００１７】
これにより、エッチング力の弱い第２のエッチング液では除去することが困難な変質層を、エッチング力の高い第１のエッチング液により好適に除去することができる。そして、第１の金属（３）が露出した状態では、第２のエッチング液により精度よくバリアメタル（４）を加工することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明のように、第１のエッチング液として、過酸化水素水にアルカリが混合された溶液を用い、第２のエッチング液として、過酸化水素水を用いることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、薄膜抵抗材料（３ａ）上に形成されたバリアメタル（４）をエッチングして、薄膜抵抗材料（３ａ）による薄膜抵抗体（３）を確定すると共に、この薄膜抵抗体（３）の電極取り出し位置にバリアメタル（４）を配置するようになした半導体装置の製造方法において、バリアメタル（４）のエッチングを電気伝導率の異なる２種類のエッチング液を用いた２段階のウェットエッチングにより行い、１段階目のエッチングを、２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の大きい第１のエッチング液を用いて行い、２段階目のエッチングを、２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の小さい第２のエッチング液を用いて行うことを特徴としている。
【００２０】
本発明は、請求項１の発明のより具体的な発明であり、第１の金属（３）として薄膜抵抗体（３）を、第２の金属（４）としてバリアメタルを用いた半導体装置の製造方法について示しており、請求項１の発明と同様の効果を発揮することができる。
【００２１】
また、請求項６ないし８に記載の発明も、各々請求項２ないし４の発明と同様の効果を発揮することができる。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１に、本発明の第１実施形態を適用して製造した、金属薄膜抵抗体を備えた半導体装置の断面図を示す。
【００２４】
図１に示されるように、半導体基板１０はＳＯＩ構造で構成されている。この半導体基板１０は、高不純物濃度のｐ型基板１１と、このｐ型基板１１上に配置されたシリコン酸化膜１２と、このシリコン酸化膜１２上に配置された活性層１００とから構成されている。この活性層１００は、半導体基板１０の一面１０ａ側からこのシリコン酸化膜１２に向かって形成され、シリコン酸化膜で充填された分離溝１３によって、素子（トランジスタ）形成領域１４と薄膜抵抗体形成領域１５とに素子分離されている。
【００２５】
素子形成領域１４においては、高不純物濃度のｐ型基板１１上に形成されたシリコン酸化膜１２上に、高不純物濃度のｎ型層１４ａ及び低不純物濃度のｎ型層１４ｂが配置されている。そして、ｎ型層１４ｂの表層部には、ｐ型のベース領域１４ｃ及びｎ型のエミッタ領域１４ｄが形成され、トランジスタが形成されている。
【００２６】
半導体基板１０上には、ボロン（Ｂ）やリン（Ｐ）を含むＢＰＳＧ膜等からなる絶縁膜２が堆積されている。素子形成領域１４では、トランジスタの上部において、絶縁膜２にはコンタクトホール２ａが形成されており、このコンタクトホール２ａを介してＡｌ配線５ｂがトランジスタと電気的に接続されている。
【００２７】
一方、薄膜抵抗体形成領域１５においては、高不純物濃度のｐ型基板１１上に形成されたシリコン酸化膜１２上が、低不純物濃度のｎ型層１５ａとなっている。また、半導体基板１０上に絶縁膜２が形成されており、この絶縁膜２上に金属薄膜抵抗体（請求項でいう第１の金属であり、以下、単に薄膜抵抗体という）３が形成されている。
【００２８】
ここで、薄膜抵抗体３としては、例えば、ＣｒＳｉ、ＮｉＣｒ、またはＮｉＣｏ等からなるものを用いることができる。また、薄膜抵抗体３の両端部には、ＷあるいはＴｉの少なくとも一方を含む高融点金属からなるバリアメタル（請求項でいう第２の金属であり、本例ではＴｉＷを用いている）４を介してＡｌ電極５ａが形成されている。
【００２９】
そして、これら薄膜抵抗体３やバリアメタル４、Ａｌ電極５ａ及びＡｌ配線５ｂが、ＴＥＯＳ酸化膜等からなる保護膜６によって覆われて半導体装置が構成されている。
【００３０】
次に、図１に示した半導体装置の製造方法について説明する。図２ないし図４に半導体装置の製造工程を示し、この図に基づいて説明する。
【００３１】
〔図２（ａ）に示す工程〕まず、ＳＯＩ構造の半導体基板１０を用意し、この一面１０ａ側から溝１３ａを形成し、この溝１３ａを酸化膜１３ｂで埋め込んで分離溝１３を形成する。この分離溝１３によって、半導体基板１０の活性層１００が素子形成領域１４と薄膜抵抗体形成領域１５とに素子分離される。
【００３２】
次に、活性層１００の素子形成領域１４の下層に高不純物濃度のｎ型層１４ａを形成し、上層の低不純物濃度のｎ型層１４ｂにｐ型のベース領域１４ｃ及びｎ型のエミッタ領域１４ｄよりなるトランジスタを形成する。そして、このＳＯＩ構造の半導体基板１０の一面１０ａ上に、プラズマＣＶＤ、常温ＣＶＤ、熱酸化等によって絶縁膜２を一様に形成する。
【００３３】
〔図２（ｂ）に示す工程〕フォトリソグラフィ工程を経て、素子形成領域１４におけるトランジスタと電気的接続を行うためのコンタクトホール２ａを絶縁膜２に形成する。
【００３４】
〔図２（ｃ）に示す工程〕ＣｒＳｉ若しくはＮｉＣｒ等からなる薄膜抵抗材料３ａをスパッタ法により１５ｎｍ程度の厚さで被着し、さらにＴｉＷからなるバリアメタル４を１５０ｎｍ程度の厚さで被着する。
【００３５】
〔図３（ａ）に示す工程〕フォトレジスト７１をマスクとして、Ｈ２Ｏ２を含むエッチング液でバリアメタル４をウェットエッチングし、フォトレジスト７１およびパターニングされたバリアメタル４をマスクとして、ＣＦ４ 等のガスを用いたドライエッチングによって薄膜抵抗材料３ａをパターニングする。
【００３６】
〔図３（ｂ）に示す工程〕フォトレジスト７１を除去した後、ＡｌやＡｌＳｉ等からなる電極材料としてのＡｌ膜を全面的に１．０μｍ程度の厚さで被着する。続いて、フォトレジストをマスクとしてエッチングを行い、Ａｌ膜をパターニングして薄膜抵抗体３との接続用のＡｌ電極５ａ、及びトランジスタ上のＡｌ配線５ｂを同時に形成する。
【００３７】
このとき、パターニングされたバリアメタル４上においてＡｌ膜が除去され、Ａｌ膜に開口部５ｃが形成される。なお、この工程を、例えば、酸素プラズマを含むドライエッチング（レジストアッシング等）など、酸化雰囲気におけるエッチングによって行う等すると、バリアメタル４上に酸化膜が形成されることがある。
【００３８】
〔図３（ｃ）に示す工程〕フォトレジスト７２を一様に堆積した後、バリアメタル４上における該フォトレジスト７２を除去して開口部７２ａを設ける。このとき、図に示すように、バリアメタル４の両端上に形成されたＡｌ電極５ａを、完全にフォトレジスト７２で覆い、フォトレジスト７２に設けられた開口部７２ａの端部から、Ａｌ電極５ａが露出しないようにする。
【００３９】
〔図４（ａ）に示す工程〕（１段階目のエッチング）フォトレジスト７２をマスクとして、ウェットエッチングによりバリアメタル４のエッチングを行う。このとき、エッチング液としては、過酸化水素水にアルカリを混合した溶液（請求項でいう第１のエッチング液であり、以下、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液という）を用いる。
【００４０】
具体的には、例えば、過酸化水素の３０ｗｔ％水溶液（以下、原液という）とアンモニアの２９ｗｔ％水溶液とを、体積比で１００対５となるように混合させた溶液を用いることができる。また、この混合比は適宜変更することができる。このＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液は、アルカリとしてのアンモニアを溶解させることにより電気伝導率が高くなっている。
【００４１】
そして、このＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液を用いたエッチングでは、バリアメタル４の表面に形成されたエッチングされ難い層である変質層を除去し、薄膜抵抗材料３ａが露出する直前まで、バリアメタル４をエッチングする。
【００４２】
ここでいう、薄膜抵抗材料３ａの露出とは、エッチングにより形成されるバリアメタル４の微細な孔による薄膜抵抗材料３ａの露出を示すものではなく、薄膜抵抗材料３ａが露出してバリアメタル４と薄膜抵抗材料３ａがエッチング液と接触し、このエッチング液を介して、バリアメタル４と薄膜抵抗材料３ａとの間に電流経路が発生する状態を示すものである。
【００４３】
また、変質層とは、上述の図３の（ｂ）に示す工程で形成された酸化膜や、バリアメタル４の表面に形成されたＴｉが高濃度になっている層等を示し、その厚さは、例えば、１０×１０−１０〜１００×１０−１０ｍ程度である。
【００４４】
〔図４（ｂ）に示す工程〕（２段階目のエッチング）エッチング液をＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液から、過酸化水素水（請求項でいう第２のエッチング液であり、以下、Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液という）に換え、続けてバリアメタル４のエッチングを行う。Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液は、例えば、体積比で、上記過酸化水素の原液と水とを１００対１００の割合で混合させた溶液を用いることができる。
【００４５】
このＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液では、アルカリを溶解させていないため、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液よりも電気伝導率が低い。そして、薄膜抵抗材料３ａが所望の長さ（面積）露出するまでエッチングを行って、薄膜抵抗体３が形成される。
【００４６】
この様に、バリアメタル４が露出した状態では、電気伝導率の低いＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いることにより、バリアメタル４と薄膜抵抗材料３ａとの間の電池効果を抑制してエッチングの急激な進行を防ぎ、バリアメタル４を所望の長さに確実に精度よく加工することができる。
【００４７】
また、バリアメタル４のエッチングを初めからＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いて行うとエッチングレートが低く、特にバリアメタル４の表面にエッチングされ難い変質層が形成されている場合はエッチングが困難である。しかし、本実施形態では、エッチング力の高いＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液を用いて、電池効果が発生する直前までバリアメタル４のエッチングを行っているため、エッチングレートの低下を最小限に止めることができる。
【００４８】
この後、フォトレジスト７２を除去し保護膜６等を形成した後、窒素雰囲気下で４５０℃、２０分間の熱処理を行って、薄膜抵抗体３を備えた半導体装置が完成する。
【００４９】
この様に、バリアメタル４のエッチングを、エッチング力の高いＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液で行った後、電気伝導率の小さいＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いて行うという、２段階のエッチングで行っているため、パターニングされた薄膜抵抗体３の両端上に形成されるバリアメタル４の間隔のバラツキ、つまり薄膜抵抗体３の寸法のバラツキを制御することができる。
【００５０】
次に、上述の２段階のエッチングによってバリアメタル４をエッチングすることにより薄膜抵抗体３を形成し、その薄膜抵抗体３の精度を測定した実験について述べる。上述の２段階のエッチングによって、ＳＯＩウェハ上に実際に使われるパターンである様々な長さの薄膜抵抗体３を形成した。
【００５１】
エッチング後における各薄膜抵抗体３において、フォトレジスト７２の開口部７２ａの端部間の距離である抵抗長Ｌと、このフォトレジスト７２の開口部７２ａの端部から、バリアメタル４におけるエッチングされた薄膜抵抗体３側の端部までの距離であるサイドエッチ量Ｄを測定した（図４（ｂ）参照）。また、比較例として、２段階のエッチングではなく、上記Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液のみを用いて同様の実験を行った。
【００５２】
図５は、この結果を示すグラフであり、横軸は抵抗長Ｌ（μｍ）を、縦軸はサイドエッチ量Ｄ（μｍ）を示す。図中、黒丸で示されるプロットは、本実施形態のように２段階のエッチングを行った結果であり、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液を用いた１段階目のエッチングを１分行った後、Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いた２段階目のエッチングを４３分行った結果である（以上、第１実験例という）。また、白丸で示されるプロットも２段階のエッチングを行った結果であり、上記黒丸で示されるプロットと比較して、２段階目のエッチングを２０分行った結果である（以上、第２実験例という）。
【００５３】
また、白四角及び白三角で示されるプロットは比較例であって、上記Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液のみを用いて、４分間エッチングを行った結果である。ここで、白四角で示される結果と白三角で示される結果は、異なるウェハに同様の薄膜抵抗体を形成したものである。
【００５４】
この図５に示すように、従来のようにＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液のみを用いた１段階のエッチングでは、抵抗長Ｌが長くなるとサイドエッチ量Ｄが大きくなる。また、各々のウェハにおいて形成した、抵抗長Ｌの同じ薄膜抵抗体におけるサイドエッチ量Ｄのバラツキも、特に抵抗長Ｌが大きくなると大きくなる。
【００５５】
なお、白四角のプロットで示される結果と白三角のプロットで示される結果は、全く同じ実験を行ったものであるが、各抵抗長Ｌにおけるサイドエッチ量Ｄがかなり異なる結果となった。これは、半導体基板に薄膜抵抗体を形成するまでの各工程のバラツキに因るものと思われる。
【００５６】
それに対して、本実施形態のように２段階のエッチングを行うと、各抵抗長Ｌが長くなってもサイドエッチ量Ｄが大きくなることはなく、さらに、サイドエッチ量Ｄのバラツキを低減させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態において、エッチング液としては、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液とＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いる例について示したが、これらの溶液に限定されるものではなく、１段階目のエッチングをエッチング力の高い、電気伝導率が大きいエッチング液を用いて行い、２段階目のエッチングを電気伝導率の小さいエッチング液を用いて行うようにすればよい。
【００５８】
（第２実施形態）
本発明のバリアメタル４を２段階でエッチングして薄膜抵抗体３を形成する方法は、上記第１実施形態に示した半導体装置の製造方法以外にも、様々な製造方法において適用することができる。本実施形態は、その一例を示すものであり、第１実施形態と比較して、バリアメタル４をエッチングするまでの工程が異なる。
【００５９】
図６及び図７に本実施形態の半導体装置の製造工程を概略断面図で示し、以下、図中、図１ないし図４と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。なお、図６及び図７では、本発明の特徴部分である図１における薄膜抵抗体形成領域１５についてのみ示している。
【００６０】
〔図６（ａ）に示す工程〕半導体基板１０上に絶縁膜２を形成し、薄膜抵抗材料３ａを一様に被着させる。その後、フォトレジストをマスクとしてエッチングを行い、薄膜抵抗材料３ａをパターニングする。この後、フォトレジストを除去する。
【００６１】
〔図６（ｂ）に示す工程〕バリアメタル４を一様に被着し、続いて、Ａｌ膜５を一様に被着する。
【００６２】
〔図７（ａ）に示す工程〕フォトレジスト７３をマスクとしてエッチングを行い、Ａｌ膜５をパターニングしてＡｌ電極５ａを形成する。
【００６３】
〔図７（ｂ）に示す工程〕第１実施形態の図４（ａ）に示す工程及び図４（ｂ）に示す工程と同様にして、２段階のエッチングを行って薄膜抵抗体３を形成する。
【００６４】
その後、フォトレジスト７３を除去して保護膜６等を形成し、半導体装置が完成する。
【００６５】
なお、素子形成領域１４におけるＡｌ配線５ｂの形成については省略したが、薄膜抵抗材料３ａを被着させる前にＡｌ配線５ｂを形成して保護膜で覆った後、薄膜抵抗材料３ａを被着するなど、上記工程において、適宜、素子形成領域１４のＡｌ配線５ｂを形成する工程を加えることができる。
【００６６】
（他の実施形態）
なお、本発明の２段階のエッチングは上記各実施形態のみに適用できるものではなく、例えば、図８に示す製造方法においても、本発明の２段階のエッチングを適用することができる。図８（ａ）に示すように、半導体基板１０上に絶縁膜２、薄膜抵抗材料３ａ、バリアメタル４、及びＡｌ膜５を続けて形成し、フォトレジスト７４をマスクとして各々の薄膜２、３ａ、４、５のパターニングをする。その後、図８（ｂ）に示すように、フォトレジスト７５をマスクとして、Ａｌ膜５のエッチング、及びバリアメタル４の２段階エッチングを行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る薄膜抵抗体を有する半導体装置の断面図である。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図３】図２に続く製造工程を示す断面図である。
【図４】図３に続く製造工程を示す断面図である。
【図５】第１実施形態に示す製造方法と従来の製造方法とによってエッチングした結果を比較したグラフである。
【図６】第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】図６に続く製造工程を示す断面図である。
【図８】他の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】従来の薄膜抵抗体を有する半導体装置に係る製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
３…薄膜抵抗体、３ａ…薄膜抵抗材料、４…バリアメタル、５…Ａｌ膜、
１０…半導体基板。
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含む高融点金属の加工方法、及び、この様な金属を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板上に形成されるＣｒＳｉ等で構成される薄膜抵抗体は、所望の抵抗値を得るために用いられる。この薄膜抵抗体の電極構造には、薄膜抵抗体とＡｌ配線との相互拡散による電流許容量の低下を避けるため、薄膜抵抗体とＡｌ配線との間に、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属からなるバリアメタルをサンドイッチした、薄膜抵抗体／バリアメタル／Ａｌ配線という構造が採用されている。
【０００３】
図９に、従来の薄膜抵抗体を有する半導体装置の一例における製造工程の一部を、概略断面図にて示す。図９（ａ）に示すように、種々の製造工程を経て、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハＪ１の一方のシリコン層Ｊ１ａ上の絶縁膜Ｊ２上に薄膜抵抗体Ｊ３がパターン形成され、さらにその上にバリアメタルＪ４がパターン形成された状態になっている。
【０００４】
また、薄膜抵抗体Ｊ３とバリアメタルＪ４の両端、及び酸化膜Ｊ２上の所望の領域にはＡｌ配線Ｊ５が形成されている。そして、バリアメタルＪ４の中央部のみが開口するように、ホトレジストＪ６が堆積されている。
【０００５】
次に、図９（ｂ）に示すように、バリアメタルＪ４をエッチングして薄膜抵抗体Ｊ３を露出させる。その後、図示していないが、層間絶縁膜、Ａｌ薄膜層をパターン形成し、最後に保護膜を形成して半導体装置が完成する。
【０００６】
このとき、上述の図９（ｂ）で示したバリアメタルＪ４のエッチングは、ウェットエッチングで行い、そのエッチング液として過酸化水素水（以下、Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液とする）、または過酸化水素水にアンモニア等のアルカリを混入させた溶液（以下、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液とする）を用いることが一般に知られている。
【０００７】
そして、エッチングレートの高さや、バリアメタルＪ４の表面に多少の変質層があってもエッチングが可能であるというエッチングの安定性、及び半導体装置内に形成されるトランジスタの特性に影響を与える金属イオンを含まないという点を総合して、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液が使われるのが一般的である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エッチングの進行によって薄膜抵抗体Ｊ３の表面がＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液に直接触れるようになると、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液に対する、薄膜抵抗体Ｊ３とバリアメタルＪ４のイオン化傾向が異なり、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液が高い電気伝導性を示すことから、薄膜抵抗体Ｊ３とバリアメタルＪ４との間に局部的な電流経路が形成され、局部的な電池効果が発生する。
【０００９】
そして、この電池効果により、バリアメタルＪ４の横方向へのエッチングが急激に進行するようになり、加工寸法（両バリアメタル間の寸法）が安定しない。その結果、図９（ｂ）の矢印Ａで示すように、Ａｌ配線Ｊ５の内側までバリアメタルＪ４がエッチングされてしまう。
【００１０】
そして、この様にバリアメタルＪ４が横方向にオーバーエッチされると、後工程の層間絶縁膜を形成するときに、このオーバーエッチされた部分に層間絶縁膜が入り込まず空洞が生じるなどする。その結果、この空洞に水が入るなどして、半導体装置に不具合が生じる。
【００１１】
一方、アルカリを混入させないＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いれば、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液よりも電気伝導性が小さいため、上述のようにエッチングが急激に進行することは防げる。しかし、製造工程中の処理によってバリアメタルＪ４の表面がダメージを受け、例えば酸化される等すると、Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液ではエッチングが実質上困難になるという問題がある。
【００１２】
本発明は上記問題点に鑑み、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属を確実に精度よく加工する方法、及び、この金属からなるバリアメタルを確実に精度よく加工することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１の金属（３）と、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属からなる第２の金属（４）とを積層し、第２の金属（４）の上に設けられたマスクを用いて第２の金属（４）をウェットエッチングすることにより、第１の金属（３）の上に第２の金属（４）を残して前記第１の金属（３）を露出させるようにする高融点金属の加工方法であって、ウェットエッチングを電気伝導率の異なる２種類のエッチング液を用いて２段階で行い、１段階目のエッチングを、２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の大きい第１のエッチング液を用いて行い、２段階目のエッチングを、２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の小さい第２のエッチング液を用いて行うことを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、第２の金属（４）が露出したときに、電気伝導率の大きい第１のエッチング液ではなく、電気伝導率の小さい第２のエッチング液を用いることができる。その結果、第１の金属（３）と第２の金属（４）との間に生じる電池効果を抑制してエッチングの急激な進行を防ぎ、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属を、確実に精度よく加工する方法を提供することができる。
【００１５】
この場合における、１段階目のエッチングと２段階目のエッチングとを切り換えるポイントについては、請求項２に記載の発明のように、エッチング液を介して、第１の金属（３）と第２の金属（４）との間に電流経路が発生しない状態では、１段階目のエッチングを行い、電流経路が発生する状態では、２段階目のエッチングを行うとよい。
【００１６】
また、例えば、第２の金属（４）の表面に変質層が形成された状態で第２の金属（４）のエッチングを行う場合は、請求項３に記載の発明のように、１段階目のエッチングを、第２の金属（４）の表面に形成された変質層が除去され、かつ第１の金属（３）が露出しない状態まで行い、その後、２段階目のエッチングを行うことができる。
【００１７】
これにより、エッチング力の弱い第２のエッチング液では除去することが困難な変質層を、エッチング力の高い第１のエッチング液により好適に除去することができる。そして、第１の金属（３）が露出した状態では、第２のエッチング液により精度よくバリアメタル（４）を加工することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明のように、第１のエッチング液として、過酸化水素水にアルカリが混合された溶液を用い、第２のエッチング液として、過酸化水素水を用いることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、薄膜抵抗材料（３ａ）上に形成されたバリアメタル（４）をエッチングして、薄膜抵抗材料（３ａ）による薄膜抵抗体（３）を確定すると共に、この薄膜抵抗体（３）の電極取り出し位置にバリアメタル（４）を配置するようになした半導体装置の製造方法において、バリアメタル（４）のエッチングを電気伝導率の異なる２種類のエッチング液を用いた２段階のウェットエッチングにより行い、１段階目のエッチングを、２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の大きい第１のエッチング液を用いて行い、２段階目のエッチングを、２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の小さい第２のエッチング液を用いて行うことを特徴としている。
【００２０】
本発明は、請求項１の発明のより具体的な発明であり、第１の金属（３）として薄膜抵抗体（３）を、第２の金属（４）としてバリアメタルを用いた半導体装置の製造方法について示しており、請求項１の発明と同様の効果を発揮することができる。
【００２１】
また、請求項６ないし８に記載の発明も、各々請求項２ないし４の発明と同様の効果を発揮することができる。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１に、本発明の第１実施形態を適用して製造した、金属薄膜抵抗体を備えた半導体装置の断面図を示す。
【００２４】
図１に示されるように、半導体基板１０はＳＯＩ構造で構成されている。この半導体基板１０は、高不純物濃度のｐ型基板１１と、このｐ型基板１１上に配置されたシリコン酸化膜１２と、このシリコン酸化膜１２上に配置された活性層１００とから構成されている。この活性層１００は、半導体基板１０の一面１０ａ側からこのシリコン酸化膜１２に向かって形成され、シリコン酸化膜で充填された分離溝１３によって、素子（トランジスタ）形成領域１４と薄膜抵抗体形成領域１５とに素子分離されている。
【００２５】
素子形成領域１４においては、高不純物濃度のｐ型基板１１上に形成されたシリコン酸化膜１２上に、高不純物濃度のｎ型層１４ａ及び低不純物濃度のｎ型層１４ｂが配置されている。そして、ｎ型層１４ｂの表層部には、ｐ型のベース領域１４ｃ及びｎ型のエミッタ領域１４ｄが形成され、トランジスタが形成されている。
【００２６】
半導体基板１０上には、ボロン（Ｂ）やリン（Ｐ）を含むＢＰＳＧ膜等からなる絶縁膜２が堆積されている。素子形成領域１４では、トランジスタの上部において、絶縁膜２にはコンタクトホール２ａが形成されており、このコンタクトホール２ａを介してＡｌ配線５ｂがトランジスタと電気的に接続されている。
【００２７】
一方、薄膜抵抗体形成領域１５においては、高不純物濃度のｐ型基板１１上に形成されたシリコン酸化膜１２上が、低不純物濃度のｎ型層１５ａとなっている。また、半導体基板１０上に絶縁膜２が形成されており、この絶縁膜２上に金属薄膜抵抗体（請求項でいう第１の金属であり、以下、単に薄膜抵抗体という）３が形成されている。
【００２８】
ここで、薄膜抵抗体３としては、例えば、ＣｒＳｉ、ＮｉＣｒ、またはＮｉＣｏ等からなるものを用いることができる。また、薄膜抵抗体３の両端部には、ＷあるいはＴｉの少なくとも一方を含む高融点金属からなるバリアメタル（請求項でいう第２の金属であり、本例ではＴｉＷを用いている）４を介してＡｌ電極５ａが形成されている。
【００２９】
そして、これら薄膜抵抗体３やバリアメタル４、Ａｌ電極５ａ及びＡｌ配線５ｂが、ＴＥＯＳ酸化膜等からなる保護膜６によって覆われて半導体装置が構成されている。
【００３０】
次に、図１に示した半導体装置の製造方法について説明する。図２ないし図４に半導体装置の製造工程を示し、この図に基づいて説明する。
【００３１】
〔図２（ａ）に示す工程〕まず、ＳＯＩ構造の半導体基板１０を用意し、この一面１０ａ側から溝１３ａを形成し、この溝１３ａを酸化膜１３ｂで埋め込んで分離溝１３を形成する。この分離溝１３によって、半導体基板１０の活性層１００が素子形成領域１４と薄膜抵抗体形成領域１５とに素子分離される。
【００３２】
次に、活性層１００の素子形成領域１４の下層に高不純物濃度のｎ型層１４ａを形成し、上層の低不純物濃度のｎ型層１４ｂにｐ型のベース領域１４ｃ及びｎ型のエミッタ領域１４ｄよりなるトランジスタを形成する。そして、このＳＯＩ構造の半導体基板１０の一面１０ａ上に、プラズマＣＶＤ、常温ＣＶＤ、熱酸化等によって絶縁膜２を一様に形成する。
【００３３】
〔図２（ｂ）に示す工程〕フォトリソグラフィ工程を経て、素子形成領域１４におけるトランジスタと電気的接続を行うためのコンタクトホール２ａを絶縁膜２に形成する。
【００３４】
〔図２（ｃ）に示す工程〕ＣｒＳｉ若しくはＮｉＣｒ等からなる薄膜抵抗材料３ａをスパッタ法により１５ｎｍ程度の厚さで被着し、さらにＴｉＷからなるバリアメタル４を１５０ｎｍ程度の厚さで被着する。
【００３５】
〔図３（ａ）に示す工程〕フォトレジスト７１をマスクとして、Ｈ２Ｏ２を含むエッチング液でバリアメタル４をウェットエッチングし、フォトレジスト７１およびパターニングされたバリアメタル４をマスクとして、ＣＦ４ 等のガスを用いたドライエッチングによって薄膜抵抗材料３ａをパターニングする。
【００３６】
〔図３（ｂ）に示す工程〕フォトレジスト７１を除去した後、ＡｌやＡｌＳｉ等からなる電極材料としてのＡｌ膜を全面的に１．０μｍ程度の厚さで被着する。続いて、フォトレジストをマスクとしてエッチングを行い、Ａｌ膜をパターニングして薄膜抵抗体３との接続用のＡｌ電極５ａ、及びトランジスタ上のＡｌ配線５ｂを同時に形成する。
【００３７】
このとき、パターニングされたバリアメタル４上においてＡｌ膜が除去され、Ａｌ膜に開口部５ｃが形成される。なお、この工程を、例えば、酸素プラズマを含むドライエッチング（レジストアッシング等）など、酸化雰囲気におけるエッチングによって行う等すると、バリアメタル４上に酸化膜が形成されることがある。
【００３８】
〔図３（ｃ）に示す工程〕フォトレジスト７２を一様に堆積した後、バリアメタル４上における該フォトレジスト７２を除去して開口部７２ａを設ける。このとき、図に示すように、バリアメタル４の両端上に形成されたＡｌ電極５ａを、完全にフォトレジスト７２で覆い、フォトレジスト７２に設けられた開口部７２ａの端部から、Ａｌ電極５ａが露出しないようにする。
【００３９】
〔図４（ａ）に示す工程〕（１段階目のエッチング）フォトレジスト７２をマスクとして、ウェットエッチングによりバリアメタル４のエッチングを行う。このとき、エッチング液としては、過酸化水素水にアルカリを混合した溶液（請求項でいう第１のエッチング液であり、以下、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液という）を用いる。
【００４０】
具体的には、例えば、過酸化水素の３０ｗｔ％水溶液（以下、原液という）とアンモニアの２９ｗｔ％水溶液とを、体積比で１００対５となるように混合させた溶液を用いることができる。また、この混合比は適宜変更することができる。このＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液は、アルカリとしてのアンモニアを溶解させることにより電気伝導率が高くなっている。
【００４１】
そして、このＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液を用いたエッチングでは、バリアメタル４の表面に形成されたエッチングされ難い層である変質層を除去し、薄膜抵抗材料３ａが露出する直前まで、バリアメタル４をエッチングする。
【００４２】
ここでいう、薄膜抵抗材料３ａの露出とは、エッチングにより形成されるバリアメタル４の微細な孔による薄膜抵抗材料３ａの露出を示すものではなく、薄膜抵抗材料３ａが露出してバリアメタル４と薄膜抵抗材料３ａがエッチング液と接触し、このエッチング液を介して、バリアメタル４と薄膜抵抗材料３ａとの間に電流経路が発生する状態を示すものである。
【００４３】
また、変質層とは、上述の図３の（ｂ）に示す工程で形成された酸化膜や、バリアメタル４の表面に形成されたＴｉが高濃度になっている層等を示し、その厚さは、例えば、１０×１０−１０〜１００×１０−１０ｍ程度である。
【００４４】
〔図４（ｂ）に示す工程〕（２段階目のエッチング）エッチング液をＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液から、過酸化水素水（請求項でいう第２のエッチング液であり、以下、Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液という）に換え、続けてバリアメタル４のエッチングを行う。Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液は、例えば、体積比で、上記過酸化水素の原液と水とを１００対１００の割合で混合させた溶液を用いることができる。
【００４５】
このＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液では、アルカリを溶解させていないため、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液よりも電気伝導率が低い。そして、薄膜抵抗材料３ａが所望の長さ（面積）露出するまでエッチングを行って、薄膜抵抗体３が形成される。
【００４６】
この様に、バリアメタル４が露出した状態では、電気伝導率の低いＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いることにより、バリアメタル４と薄膜抵抗材料３ａとの間の電池効果を抑制してエッチングの急激な進行を防ぎ、バリアメタル４を所望の長さに確実に精度よく加工することができる。
【００４７】
また、バリアメタル４のエッチングを初めからＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いて行うとエッチングレートが低く、特にバリアメタル４の表面にエッチングされ難い変質層が形成されている場合はエッチングが困難である。しかし、本実施形態では、エッチング力の高いＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液を用いて、電池効果が発生する直前までバリアメタル４のエッチングを行っているため、エッチングレートの低下を最小限に止めることができる。
【００４８】
この後、フォトレジスト７２を除去し保護膜６等を形成した後、窒素雰囲気下で４５０℃、２０分間の熱処理を行って、薄膜抵抗体３を備えた半導体装置が完成する。
【００４９】
この様に、バリアメタル４のエッチングを、エッチング力の高いＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液で行った後、電気伝導率の小さいＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いて行うという、２段階のエッチングで行っているため、パターニングされた薄膜抵抗体３の両端上に形成されるバリアメタル４の間隔のバラツキ、つまり薄膜抵抗体３の寸法のバラツキを制御することができる。
【００５０】
次に、上述の２段階のエッチングによってバリアメタル４をエッチングすることにより薄膜抵抗体３を形成し、その薄膜抵抗体３の精度を測定した実験について述べる。上述の２段階のエッチングによって、ＳＯＩウェハ上に実際に使われるパターンである様々な長さの薄膜抵抗体３を形成した。
【００５１】
エッチング後における各薄膜抵抗体３において、フォトレジスト７２の開口部７２ａの端部間の距離である抵抗長Ｌと、このフォトレジスト７２の開口部７２ａの端部から、バリアメタル４におけるエッチングされた薄膜抵抗体３側の端部までの距離であるサイドエッチ量Ｄを測定した（図４（ｂ）参照）。また、比較例として、２段階のエッチングではなく、上記Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液のみを用いて同様の実験を行った。
【００５２】
図５は、この結果を示すグラフであり、横軸は抵抗長Ｌ（μｍ）を、縦軸はサイドエッチ量Ｄ（μｍ）を示す。図中、黒丸で示されるプロットは、本実施形態のように２段階のエッチングを行った結果であり、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液を用いた１段階目のエッチングを１分行った後、Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いた２段階目のエッチングを４３分行った結果である（以上、第１実験例という）。また、白丸で示されるプロットも２段階のエッチングを行った結果であり、上記黒丸で示されるプロットと比較して、２段階目のエッチングを２０分行った結果である（以上、第２実験例という）。
【００５３】
また、白四角及び白三角で示されるプロットは比較例であって、上記Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液のみを用いて、４分間エッチングを行った結果である。ここで、白四角で示される結果と白三角で示される結果は、異なるウェハに同様の薄膜抵抗体を形成したものである。
【００５４】
この図５に示すように、従来のようにＨ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液のみを用いた１段階のエッチングでは、抵抗長Ｌが長くなるとサイドエッチ量Ｄが大きくなる。また、各々のウェハにおいて形成した、抵抗長Ｌの同じ薄膜抵抗体におけるサイドエッチ量Ｄのバラツキも、特に抵抗長Ｌが大きくなると大きくなる。
【００５５】
なお、白四角のプロットで示される結果と白三角のプロットで示される結果は、全く同じ実験を行ったものであるが、各抵抗長Ｌにおけるサイドエッチ量Ｄがかなり異なる結果となった。これは、半導体基板に薄膜抵抗体を形成するまでの各工程のバラツキに因るものと思われる。
【００５６】
それに対して、本実施形態のように２段階のエッチングを行うと、各抵抗長Ｌが長くなってもサイドエッチ量Ｄが大きくなることはなく、さらに、サイドエッチ量Ｄのバラツキを低減させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態において、エッチング液としては、Ｈ２Ｏ２／ＮＨ４ＯＨ系溶液とＨ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ系溶液を用いる例について示したが、これらの溶液に限定されるものではなく、１段階目のエッチングをエッチング力の高い、電気伝導率が大きいエッチング液を用いて行い、２段階目のエッチングを電気伝導率の小さいエッチング液を用いて行うようにすればよい。
【００５８】
（第２実施形態）
本発明のバリアメタル４を２段階でエッチングして薄膜抵抗体３を形成する方法は、上記第１実施形態に示した半導体装置の製造方法以外にも、様々な製造方法において適用することができる。本実施形態は、その一例を示すものであり、第１実施形態と比較して、バリアメタル４をエッチングするまでの工程が異なる。
【００５９】
図６及び図７に本実施形態の半導体装置の製造工程を概略断面図で示し、以下、図中、図１ないし図４と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。なお、図６及び図７では、本発明の特徴部分である図１における薄膜抵抗体形成領域１５についてのみ示している。
【００６０】
〔図６（ａ）に示す工程〕半導体基板１０上に絶縁膜２を形成し、薄膜抵抗材料３ａを一様に被着させる。その後、フォトレジストをマスクとしてエッチングを行い、薄膜抵抗材料３ａをパターニングする。この後、フォトレジストを除去する。
【００６１】
〔図６（ｂ）に示す工程〕バリアメタル４を一様に被着し、続いて、Ａｌ膜５を一様に被着する。
【００６２】
〔図７（ａ）に示す工程〕フォトレジスト７３をマスクとしてエッチングを行い、Ａｌ膜５をパターニングしてＡｌ電極５ａを形成する。
【００６３】
〔図７（ｂ）に示す工程〕第１実施形態の図４（ａ）に示す工程及び図４（ｂ）に示す工程と同様にして、２段階のエッチングを行って薄膜抵抗体３を形成する。
【００６４】
その後、フォトレジスト７３を除去して保護膜６等を形成し、半導体装置が完成する。
【００６５】
なお、素子形成領域１４におけるＡｌ配線５ｂの形成については省略したが、薄膜抵抗材料３ａを被着させる前にＡｌ配線５ｂを形成して保護膜で覆った後、薄膜抵抗材料３ａを被着するなど、上記工程において、適宜、素子形成領域１４のＡｌ配線５ｂを形成する工程を加えることができる。
【００６６】
（他の実施形態）
なお、本発明の２段階のエッチングは上記各実施形態のみに適用できるものではなく、例えば、図８に示す製造方法においても、本発明の２段階のエッチングを適用することができる。図８（ａ）に示すように、半導体基板１０上に絶縁膜２、薄膜抵抗材料３ａ、バリアメタル４、及びＡｌ膜５を続けて形成し、フォトレジスト７４をマスクとして各々の薄膜２、３ａ、４、５のパターニングをする。その後、図８（ｂ）に示すように、フォトレジスト７５をマスクとして、Ａｌ膜５のエッチング、及びバリアメタル４の２段階エッチングを行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る薄膜抵抗体を有する半導体装置の断面図である。
【図２】第１実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図３】図２に続く製造工程を示す断面図である。
【図４】図３に続く製造工程を示す断面図である。
【図５】第１実施形態に示す製造方法と従来の製造方法とによってエッチングした結果を比較したグラフである。
【図６】第２実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】図６に続く製造工程を示す断面図である。
【図８】他の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図９】従来の薄膜抵抗体を有する半導体装置に係る製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
３…薄膜抵抗体、３ａ…薄膜抵抗材料、４…バリアメタル、５…Ａｌ膜、
１０…半導体基板。
Claims (8)
- 第１の金属（３）と、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有する高融点金属からなる第２の金属（４）とを積層し、前記第２の金属（４）の上に設けられたマスクを用いて前記第２の金属（４）をウェットエッチングすることにより、前記第１の金属（３）の上に前記第２の金属（４）を残して前記第１の金属（３）を露出させるようにする高融点金属の加工方法であって、
前記ウェットエッチングを電気伝導率の異なる２種類のエッチング液を用いて２段階で行い、
１段階目のエッチングを、前記２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の大きい第１のエッチング液を用いて行い、２段階目のエッチングを、前記２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の小さい第２のエッチング液を用いて行うことを特徴とする高融点金属の加工方法。 - 前記エッチング液を介して、前記第１の金属（３）と前記第２の金属（４）との間に電流経路が発生しない状態では、前記１段階目のエッチングを行い、
前記電流経路が発生する状態では、前記２段階目のエッチングを行うことを特徴とする請求項１に記載の金属の加工方法。 - 前記１段階目のエッチングを、前記第２の金属（４）の表面に形成された変質層が除去され、かつ前記第１の金属（３）が露出しない状態まで行うことを特徴とする請求項１に記載の金属の加工方法。
- 前記第１のエッチング液として、過酸化水素水にアルカリが混合された溶液を用い、前記第２のエッチング液として、過酸化水素水を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の金属の加工方法。
- 基板（１０）上に、薄膜抵抗材料（３ａ）、Ｗ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含有するバリアメタル（４）、及び電極材料（５）を順に配置し、パターニングした前記電極材料（５）に基づいて前記バリアメタル（４）をエッチングして、前記薄膜抵抗材料（３ａ）による薄膜抵抗体（３）を確定すると共に、該薄膜抵抗体（３）の電極取り出し位置に前記バリアメタル（４）を配置するようになした半導体装置の製造方法において、
前記バリアメタル（４）のエッチングを電気伝導率の異なる２種類のエッチング液を用いた２段階のウェットエッチングにより行い、
１段階目のエッチングを、前記２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の大きい第１のエッチング液を用いて行い、２段階目のエッチングを、前記２種類のエッチング液のうち、電気伝導率の小さい第２のエッチング液を用いて行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記エッチング液を介して、前記バリアメタル（４）と前記薄膜抵抗材料（３ａ）との間に電流経路が発生しない状態では、前記１段階目のエッチングを行い、
前記電流経路が発生する状態では、前記２段階目のエッチングを行うことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記１段階目のエッチングを、前記バリアメタル（４）の表面に形成された変質層が除去され、かつ前記薄膜抵抗材料（３ａ）が露出しない状態まで行うことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第１のエッチング液として、過酸化水素水にアルカリが混合された溶液を用い、前記第２のエッチング液として、過酸化水素水を用いることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
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