JPH056942A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、選択性の劣化により発生した絶縁
膜上のタングステン粒を完全に無くし、また下地絶縁膜
の凹凸によりエッチング残査として発生したタングステ
ン粒を完全に無くす半導体装置の製造方法を提供する。 【構成】 基板上に絶縁膜２およびバッファー層となる
ＰＳＧ膜３を順次堆積する工程と、絶縁膜２およびバッ
ファー層３を貫くコンタクトホール４を開口する工程
と、前記コンタクトホール４内にのみタングステン５を
形成する工程と、前記バッファー層３をエッチングする
ことにより除去することで、前記タングステン５を形成
する工程においてコンタクトホール４以外の箇所に発生
したタングステン粒６も同時に除去する工程を含むこと
を特徴をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、絶縁膜にコンタクトホ−ルを開け、コンタクト
ホールにのみタングステンを形成した後、金属配線を行
う工程の、より改善された方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】絶縁膜上にコンタクトホ−ルを開け、ア
ルミニウムをスパッタ法により堆積しコンタクトを形成
する工程において、半導体装置の集積度が高められるに
従い、コンタクトホールの側壁及び底部のアルミニウム
の膜厚が極端に薄くなるため、コンタクト抵抗およびそ
の信頼性が保証できなくなりつつある。この問題を解決
する手段の一つとして、コンタクトホールのみにタング
ステンを埋め込むことにより、コンタクトホール部での
アルミニウムの膜厚を厚くする方法が知られている。

【０００３】このコンタクトホールにのみタングステン
を埋め込む方法の第一の例として、六フッ化タングステ
ンを用いて選択的にコンタクトホールにタングステンを
堆積する方法が従来より知られている。この方法の一つ
として、原料ガスにシランを加えるというものがある。
シランを加えることにより、速い堆積速度が得られ、し
かも下地の侵食が少ないという報告である。この方法
は、例えば特開昭５９ー７２１３２号公報、あるいはア
イ・トリプルイー・アイ・イー・ディー・エム・テクニ
カル・ダイジェスト、ＩＥＥＥ・ＩＥＤＭ・Ｔｅｃｈｎ
ｉｃａｌ・Ｄｉｇｅｓｔ ｐ２１３ーｐ２２０，１９８
７、あるいは、アイ・トリプルイー・トランザクション
・オン・エレクトロン・デバイシズ ＩＥＥＥ ＴＲＡ
ＮＳＡＣＴＩＯＮ ＯＮ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＤＥＶＩ
ＣＥＳ Ｖｏｌ ３７ ｐ５６９−ｐ５７６，１９９０
に報告されている。さらに、選択性を向上させる方法も
また種々報告されている。選択性は、埋め込むタングス
テンの膜厚が厚い程劣化し、選択性劣化が始まる膜厚が
タングステンの膜厚の上限を決定している。このため、
より厚い膜厚のタングステンの埋め込みを行うために
は、選択性を向上させることが必要となる。選択性と絶
縁膜は密接な関係があり、絶縁膜としてＰＳＧ膜を用い
たときが、シリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜を用
いるときよりも選択性が良いという報告が、ジャーナル
・オブ・エレクトロケミカル・ソサエティＪ．Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ． Ｖｏｌ．１３３ ｐ１２１
４−ｐ１２１７、 １９８６ あるいは アプライド・
フィジックス・レター Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ． Ｖｏｌ．５０ ｐ９６５−ｐ９６７，１９８７に
記載されている。この報告では、さらにＰＳＧ中のリン
濃度が高いと選択性が向上することが記載されている。
この応用的な方法として、絶縁膜上にＰＳＧを堆積する
ことで選択性を向上させる方法が、例えば特開昭６３ー
２８０４４２号公報に報告されている。

【０００４】次にコンタクトホールにのみタングステン
を形成する第二の例として、絶縁膜上にコンタクトホー
ルを開け、全面にタングステンを形成した後、全面をエ
ッチバックすることでコンタクトホールにのみタングス
テンを形成する方法が従来より知られている。

【０００５】この方法の改良案の１例として、絶縁膜上
にシリコン窒化膜を形成しておくことで、エッチバック
したときに発生する、タングステン表面凹凸の下地絶縁
膜への転写を防ぐことができるという報告がある。この
報告は、プロシ−ディング・アイ・トリプルイー・ブイ
エルエスアイ・マルチレベル・インタ−コネクション・
コンファレンス、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ＩＥＥＥ Ｖ
ＭＩＣ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｐ１２９−１３５ １
９８９に記載されている。また、下地絶縁膜の凹凸を
０．２μｍ以下にすることで、エッチバックしたときの
タングステンのエッチング残査が無くなるという報告が
ある。この報告は、プロシ−ディング・アイ・トリプル
イー・ブイエルエスアイ・マルチレベル・インタ−コネ
クション・コンファレンス、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ Ｉ
ＥＥＥ ＶＭＩＣ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｐ３５７−
３６５ １９８８に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の第一の例では、
選択成長と非選択成長では反応副生成物が異なるという
報告が、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックズ
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ ６９ ｐ１０１３
−ｐ１０１９ １９９１に記載されているが、どうすれ
ば選択成長になるかの理論は未だ明かにされていない。
メカニズムが明らかにならないため、選択性が劣化した
場合の対処法が不明であり、歩留まりが安定しない。

【０００７】さらに、絶縁膜上にＰＳＧ膜を堆積した場
合でも、ＰＳＧ膜表面のタングステン成長の核となるも
のの存在を完全に除去することは不可能であり、高い歩
留まりが得られないという課題がある。

【０００８】また、選択性はＰＳＧ膜中のリン濃度を高
くすると向上するが、ＰＳＧ膜中のリン濃度が８ｗｔ％
以上になると、ＰＳＧ膜上に形成するアルミ配線を腐食
するという課題を有している。歩留まりを向上させ、安
定させ、さらに厚いタングステンを形成するためには、
選択性の劣化により発生したタングステン粒を後工程に
より除去することが重要となる。

【０００９】また従来の第二の例では、タングステンを
エッチバックするとき、下地絶縁膜の凹凸によりエッチ
ング残査が発生するという課題を有している。この課題
は、例えば前述のプロシ−ディング・アイ・トリプルイ
ー・ブイエルエスアイ・マルチレベル・インタ−コネク
ション・コンファレンス、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ＩＥ
ＥＥ ＶＭＩＣ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｐ３５７−３
６５ １９８８に記載されているように、下地絶縁膜の
凹凸が０．２μｍ以下の場合には発生しない。しかし、
例えば４Ｍｂｉｔ以上の集積度を有するＤＲＡＭに用い
られている、スタック型セルの場合、下地絶縁膜の凹凸
は０．４μｍ以上にも達する。スタックセルを用いると
き、セル容量はセルの高さに依存する。セルの高さを低
くする方法が、例えば アイ・トリプルイー・アイ・イ
ー・ディー・エム・テクニカル・ダイジェスト、ＩＥＥ
Ｅ・ＩＥＤＭ・Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ・Ｄｉｇｅｓｔ ｐ
５９２ーｐ５９５，１９８８に記載されているが、この
場合でもセル容量を確保するためには、０．４μｍ程度
のセル高さが必要となる。

【００１０】スタックセルを形成後、セル上に絶縁膜を
形成すると、セルの存在する箇所としない箇所の境界で
段差が生じ、絶縁膜表面の凹凸となって残る。このよう
に絶縁膜表面の凹凸は増加する傾向があり、完全に平坦
化することは不可能に近い。また、エッチング残査のタ
ングステン粒が発生しないようにオーバーエッチ量を多
くすると、コンタクトホール内のタングステンも減少
し、タングステンを埋め込む効果がなくなる。タングス
テン粒を無くし、さらに埋め込むタングステンの膜厚を
厚くするためには、第一の例と同様に、エッチング残査
として発生したタングステン粒を後工程により除去する
ことが重要となる。

【００１１】しかしながら、選択性の劣化により発生し
たタングステン粒、あるいはエッチバック残査として発
生したタングステン粒を、後工程により除去するときも
課題は多い。まず、ポリッシングによりタングステン粒
を除去するとき、下地絶縁膜の凸部では除去されるが、
凹部では完全に除去することは難しい。さらに、埋め込
みが不十分なとき、コンタクトホールに埋め込んだタン
グステンの高さが達せず、この箇所にタングステン粒が
溜まり、コンタクト不良が発生するという課題がある。

【００１２】また、下地絶縁膜をウエットエッチングす
ることでタングステン粒をリフトオフする方法では、タ
ングステン粒の存在する箇所がエッチングされにくいた
め、図４（Ａ）−（Ｃ）に示すようにタングステン粒の
存在が下地絶縁膜に転写するという課題がある。図４は
この方法の概略工程断面図であり、（Ａ）はタングステ
ン５の堆積直後、（Ｃ）はタングステン粒６のリフトオ
フ後、（Ｂ）はその中間である。この場合、絶縁膜２上
に金属配線を形成すると、タングステン粒６が存在して
いた箇所で金属配線の膜質および膜厚が変わるため、こ
の箇所での金属配線の信頼性が非常に悪くなる。また、
この箇所で配線がショートする可能性もある。ここで、
１はシリコン基板、４は絶縁膜２に開口したコンタクト
ホールである本発明は、かかる点に鑑み、選択性の劣化
により発生した絶縁膜上のタングステン粒を完全に無く
し、また下地絶縁膜の凹凸によりエッチング残査として
発生したタングステン粒を完全に無くす半導体装置の製
造方法を提供する事を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に絶縁
膜およびバッファー層を順次堆積する工程と、前記絶縁
膜およびバッファー層を貫くコンタクトホールを開口す
る工程と、前記コンタクトホール内にのみ金属を形成す
る工程と、前記バッファー層をエッチングすることによ
り除去することで、前記金属を形成する工程においてコ
ンタクトホール以外の箇所に発生した金属粒も同時に除
去する工程を含むことを特徴をする半導体装置の製造方
法である。

【００１４】

【作用】本発明は上記構成により、バッファー層をエッ
チングにより除去することで、選択性の劣化あるいは下
地絶縁膜の凹凸によりエッチング残査として発生した絶
縁膜上の金属粒をリフトオフし同時に除去できる。

【００１５】

【実施例】（実施例１）図１は本発明の実施例１におけ
る半導体装置の製造方法の概略製造工程図である。以下
順次同図（Ａ）,（Ｂ）にそって本実施例を詳細に説明
する。

【００１６】図１（Ａ）では、シリコン基板１上に、絶
縁膜２として例えばシリコン酸化膜をＣＶＤ法により８
００ｎｍ厚さに堆積させ、その上にバッファ層としてＰ
ＳＧ膜３を５０ｎｍ堆積する。その後、０.７μｍ角の
コンタクトホール４を開口する。このとき、ＰＳＧ膜３
のリン濃度を８ｗｔ％とする。

【００１７】その後、六フッ化タングステン、水素及び
シランを含む混合ガスを用い、ＣＶＤ法により、前記コ
ンタクトホール４のみに選択的にタングステン５を堆積
する。ガス流量は、六フッ化タングステンを１０ｓｃｃ
ｍ、シランを９ｓｃｃｍ、水素を２０ｓｃｃｍ、キャリ
アガスとしてのアルゴンを１００ｓｃｃｍとする。温度
は２５０℃とし、１５ｍｔｏｒｒ程度の真空中にて、１
５０ｓｅｃの時間タングステン５を堆積する。この時、
選択性の劣化により、前記コンタクトホール４以外の箇
所にもタングステン粒６が形成される。

【００１８】図１（Ｂ）ではその後、フっ酸：フっ化ア
ンモニウム＝１：２０の混合液を用いて、３０秒ウエッ
トエッチングすることでＰＳＧ３を除去する。このとき
タングステン粒６もリフトオフされることにより同時に
除去される。なお、ウエットエッチング中に超音波を印
加しても良い。

【００１９】図１（Ｃ）ではその後、所望の金属配線７
を行う。このとき、１５０ｓｅｃの堆積時間では、選択
性の劣化を表面観察により判断するのは難しいため、５
００ｓｅｃの堆積を行い、故意に選択性を劣化させた。
この結果、図５（Ａ）の暗視野表面顕微鏡写真に示すよ
うに、選択性の劣化のより発生したタングステン粒は、
約６３００個／ｃｍ²である。その後、フっ酸：フっ化
アンモニウム＝１：２０の混合液を用いて、３０秒ウエ
ットエッチングすることでＰＳＧ３を除去する。このと
きタングステン粒６もリフトオフされることにより同時
に除去され、図５（Ｂ）に示すように、暗視野表面顕微
鏡では観察されない程度まで減少し、しかもタングステ
ン粒６の存在が転写することもなかった。

【００２０】図５（Ａ）に示した選択性の劣化により発
生したタングステン粒の大きさは、図５（Ｃ）の走査型
電子顕微鏡写真に示すように、約１μｍ程度である。タ
ングステンを形成した後に形成するアルミ配線の配線幅
および配線間隔を０．７μｍとし、タングステン粒はラ
ンダムに分散していると仮定すると、０．７μｍのアル
ミ配線間に１μｍのタングステン粒が存在した場合、ア
ルミ配線のエッチングを行う時、タングステン粒はエッ
チングされずそのまま残るため、この配線はショートし
不良となる。

【００２１】次に、バッファ層として用いたＰＳＧ膜
の、リン濃度とウエットエッチング速度の関係を図６お
よび図７に示す。図６はウエットエッチング液としてフ
っ酸：フっ化アンモニウム＝１：２０を用いた場合で、
図７はウエットエチング液としてフっ酸：水＝１：５０
の場合である。それれぞれ、室温でのウエットエッチン
グ速度であり、堆積直後と、熱処理後（９００℃・３０
分・窒素雰囲気中）のウエットエッチング速度を示して
ある。これらの図より明らかなように、ＰＳＧ膜のウエ
ットエッチング速度は、リン濃度が高くなるほど速く、
また堆積直後の方が速く、さらにフっ酸と水の混合液の
ほうが速い。タングステン粒が十分除去されてた実施例
１の条件では、シリコン酸化膜（図６中のリン濃度が０
ｗｔ％に相当する）のウエットエッチング速度は、堆積
直後で２０ｎｍ／ｍｉｎであるのに対し、リン濃度が８
ｗｔ％のＰＳＧ膜は堆積直後で約２００ｎｍ／ｍｉｎで
あり、ウエットエッチング速度の比は約１０となる。こ
れより、ウエットエッチング速度比が、少なくとも１０
程度あれば、タングステン粒は容易にリフトオフされ、
さらにタングステン粒の存在は下地に転写しないことが
解る。

【００２２】次に、ウエットエッチング液として、フっ
酸：フっ化アンモニウム＝１：５０を用いたときは、図
７に示すように、シリコン酸化膜（図７中のリン濃度が
０ｗｔ％に相当する）のウエットエッチング速度は堆積
直後で、２０ｎｍ／ｍｉｎであるのに対し、リン濃度が
８ｗｔ％のＰＳＧ膜は堆積直後で約５００ｎｍ／ｍｉｎ
であり、ウエットエッチング速度の比は約２５にも達
し、タングステン粒は容易にリフトオフされる。

【００２３】次に、絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を用いた場
合を示す。（表１）にＢＰＳＧ膜のウエットエッチング
速度を示す。ここでＢＰＳＧ濃度はリン濃度：６．０ｗ
ｔ％、ボロン濃度：３．５ｗｔ％であり、熱処理は９０
０℃・３０分・窒素雰囲気中で行った。用いたウエット
エッチング液はフっ酸：水＝１：５０である。

【００２４】

【表１】

【００２５】ＢＰＳＧ膜は、９００℃の熱処理により軟
化するという特徴を利用して、下地基板の凹凸を平坦化
するために用いられる。このため、ＢＰＳＧ膜を絶縁膜
として用いる場合、熱処理後の状態を考えればよい。熱
処理後のＢＰＳＧ膜のウエットエッチング速度は約５０
ｎｍ／ｍｉｎであり、堆積直後の８ｗｔ％のＰＳＧ膜の
ウエットエッチング速度は約５００ｎｍ／ｍｉｎであ
り、エッチング速度の比は約１０となり、この場合もタ
ングステン粒はリフトオフされる。

【００２６】以上説明したように本実施例によれば、選
択性の劣化によりタングステン粒６が形成された場合で
も、ＰＳＧ膜３をウエットエッチンすることでタングス
テン粒６をリフトオフし除去するため、その後の金属配
線７がショートすることがない。また、タングステン粒
６を後工程で除去するため、選択性の劣化がある程度許
容できるようになり、埋め込むタングステン５を厚くす
ることができる。またウエットエッチングにより除去す
ることで、絶縁膜２の表面荒れは生ぜず、シリコン基板
１へのダメージもない。また、ウエットエッチング速度
の早いＰＳＧ膜３を用いることで、絶縁膜２をほとんど
エッチングせずにＰＳＧ膜３のみ除去することができ
る。また、タングステン粒６の存在が絶縁膜２に転写す
ることがない。さらに、選択性の良いＰＳＧ３を絶縁膜
２上に形成していることで、タングステン粒６の発生自
体も抑制することができる。

【００２７】（実施例２）図２および図３は本発明の実
施例２における半導体装置の製造方法の概略工程図であ
る。本実施例ではエッチバックを用いてタングステンを
コンタクトホール内に形成する方法を用いる。なお、図
２は絶縁膜表面が平坦な箇所での断面図であり、図３は
絶縁膜表面に凹凸がある箇所の断面図である。以下順次
同図（Ａ）〜（Ｃ）にそって本実施例を説明する。

【００２８】図２（Ａ）および図３（Ａ）では、シリコ
ン基板１上に、絶縁膜２として例えばシリコン酸化膜を
ＣＶＤ法により８００ｎｍ厚さに堆積させ、その上にＰ
ＳＧ膜３を５０ｎｍ堆積する。その後、０.７μｍ角の
コンタクトホール４を開口する。このとき、ＰＳＧ膜３
のリン濃度を８ｗｔ％とする。その後、全面にアドヒー
ジョンレイヤとしてチタン８を５ｎｍスパッタ法により
堆積し、チタンナイトライド９を１００ｎｍスパッタ法
にて堆積する。その後、六フッ化タングステンおよび水
素及びシランを含む混合ガスを用い、ＣＶＤ法により、
全面にタングステン１０を堆積する。この時、温度は４
７０℃とし、６０ｔｏｒｒ程度の真空中にてタングステ
ン１０を堆積する。この時、なるべくコンタクトホール
４においてタングステン１０にボイドが発生しない堆積
条件を用いる。ただし、ボイドが発生しない場合でも、
コンタクトホール４において、エッチング耐性の弱いス
リット１１は発生する。この時、タングステン１０は等
方的に堆積されるため、タングステン１０の膜厚は絶縁
膜２の表面に垂直な方向に対し一定となる。このため、
図３（Ａ）中に示すように、シリコン基板１に垂直な方
向のタングステン１０の実効的な厚さ（ａ）は、絶縁膜
２の表面に垂直な方向の厚さ（ｂ）より厚くなる。

【００２９】図２（Ｂ）および図３（Ｂ）では、その
後、六フッ化硫黄を用いて、全面をエッチバックするこ
とで、コンタクトホール４以外のタングステン１０を除
去し、コンタクトホール４にのみタングステン１０を残
す。この時、チタンナイトライド９あるいはＰＳＧ３を
エッチングストッパとして用い、コンタクトホール４に
残すタングステン１０の高さが絶縁膜２と同じ高さにな
るまでエッチバックする。

【００３０】ここで、エッチバック条件として、シリコ
ン基板１に垂直方向のエッチング速度が速い異方性エッ
チングを用いると、図３（Ｂ）に示すように、絶縁膜２
の表面が傾斜した箇所に、エッチング残査のタングステ
ン粒１２が発生する。これは、図３（Ａ）に示すよう
に、シリコン基板１に垂直な方向のタングステン１０の
実効的な厚さ（ａ）が、絶縁膜２に垂直な方向の厚さ
（ｂ）より厚いためである。一方、等方性エッチングを
用いたとき、コンタクトホール４内のタングステン１０
は、スリット１１に沿って速くエッチングされるため、
コンタクトホール４内のタングステン１０の中心部にボ
イドが発生し膜厚が減少する。このため、エッチバック
条件は、等方性と異方性を取り混ぜ、エッチング残査の
タングステン１２がなるべく発生せず、しかもコンタク
トホール４内にボイドがなるべく発生しない条件を選
ぶ。しかし、ボイドの発生によるタングステン１０の膜
厚減少を抑えながら、タングステン粒１２を完全に無く
すことは難しい。そこで本発明はエッチバック条件とし
て、シリコン基板１に垂直方向のエッチング速度が速い
異方性エッチングを用いてエッチング残査のタングステ
ン粒１２を故意に発生させ、後工程でＰＳＧ３の除去と
同時にタングステン粒１１もリフトオフして除去するこ
とを特徴とする。

【００３１】図２（Ｃ）および図３（Ｃ）ではその後、
フっ酸：フっ化アンモニウム＝１：２０の混合液を用い
て、３０秒ウエットエッチングすることでＰＳＧ３を除
去する。このときタングステン粒１１もリフトオフされ
同時に除去される。ウエットエッチング中に超音波を印
加しても良い。その後、所望の金属配線７を行う。

【００３２】以上説明したように本実施例によれば、下
地絶縁膜の凹凸によりタングステン粒１１が発生した場
合でも、実施例１と同様な方法により、ウエットエッチ
ングを用いてＰＳＧ３と同時にタングステン粒１１をリ
フトオフし除去することで、その後の金属配線７がショ
ートすることがない。また、後工程で除去することを考
慮して、あらかじめエッチバック量を少なくすること
で、コンタクトホール４内のタングステン１０の減少を
少なくすることができる。またウエットエッチングによ
り除去することで、絶縁膜２の表面荒れは生ぜず、シリ
コン基板１へのダメージもない。また、ウエットエッチ
ング速度の早いＰＳＧ３を用いることで、絶縁膜２をほ
とんどエッチングせずにＰＳＧ３のみ除去することがで
きる。また、タングステン粒１２の存在が絶縁膜２に転
写することもない。さらに、チタンナイトライド９ある
いはＰＳＧ３をエッチングスットパとして用いること
で、タングステン１０表面の凹凸をそのまま下地の絶縁
膜２に転写することもない。

【００３３】なお、実施例１、２においてコンタクトホ
ール４はシリコン基板１上に形成したが、金属配線たと
えばアルミ配線やシリサイド配線上に形成しても全く同
様な効果が得られる。またＰＳＧ膜３中のリン濃度は８
ｗｔ％のものを用いたが、下地絶縁膜２とのウエットエ
ッチング速度の比が１０程度以上になるリン濃度を用い
れば問題ない。また、ＰＳＧ膜３の膜厚を５０ｎｍとし
たが、タングステン粒がリフトオフされる膜厚であり、
かつコンタクトホール４を開口できる膜厚であれば問題
ない。

【００３４】また、下地絶縁膜２として、シリコン酸化
膜あるいはＢＰＳＧ膜を用いたが、ＰＳＧ３膜とのウエ
ットエッチング速度の比が１０程度以上あれば他の膜で
も問題ない。また、ＰＳＧ膜３の除去方法としてフっ
酸：フっ化アンモニウム＝１：２０の混合液あるいはフ
っ酸：水＝１：５０の混合液を用いて、３０秒のウエッ
トエッチングを行ったが、他のフっ酸を含む混合液を用
いた場合でも下地絶縁膜２とのウエットエッチング速度
の比が１０程度以上あり、ほとんど絶縁膜２をエッチン
グせず、ＰＳＧ膜３のみを除去する条件であれば問題な
い。また、実施例１において用いた選択的にタングステ
ン５を堆積する条件は、他の条件を用いても良い。さら
に、実施例２において用いたエッチバック条件は、他の
条件を用いても良く、チタン８およびチタンナイトライ
ド９の変わりにチタンタングステンなどの他のバリアメ
タルを用いても良い。

【００３５】また、絶縁膜上に、バッファ層として異な
る膜を形成しこの膜を除去することでリフトオフする方
法として、一般的にリフトオフに用いられるポリミドを
バッファ層として絶縁膜上に形成しても良い。ただしこ
の場合、タングステンを選択的に堆積するときの選択性
が悪く、リフトオフした後、タングステン粒が再付着す
るという可能性がある。また、コンタクトホールを開口
するときに用いたフォトレジストをバッファ層として用
いても良いが、ポリミドと同様に選択性が悪く、さらに
タングステンを堆積する温度においてフォトレジストが
変質するという可能性がある。また、シリコン窒化膜を
バッファ層として用いても良いが、この場合も同様に選
択性が悪く、さらに一般的な熱リン酸を用いたウエット
エッチングでは、エッチングレートが遅くなる。

【００３６】また本実施例では、タングステン粒につい
て説明したが、アルミ、チタン、クロム等の金属粒に対
しても本発明の方法は有効である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッファー層をエッチングにより除去することで、選択
性の劣化あるいは下地絶縁膜の凹凸によりエッチング残
査として発生した絶縁膜上の金属粒をリフトオフし同時
に除去できる。

【００３８】また実施例１,２によれば、絶縁膜上にＰ
ＳＧ膜を形成することで、選択性の劣化あるいは下地絶
縁膜の凹凸によるエッチング残査としてタングステン粒
が形成された場合でも、ＰＳＧ膜をウエットエッチング
すると同時にタングステン粒をリフトオフし除去するこ
とで、その後の金属配線がショートすることがない。ま
た、タングステン粒を後行程で除去することを考慮し
て、あらかじめ形成するタングステンの膜厚を厚くする
ことができる。またウエットエッチングにより除去する
ことで、絶縁膜の表面荒れは生ぜず、基板シリコンへの
ダメージもない。また、ウエットエッチング速度の早い
ＰＳＧ膜を用いることで、絶縁膜をほとんどエッチング
せずにＰＳＧ膜のみ除去することができる。また、タン
グステン粒の存在が絶縁膜に転写することもない。この
ようにしてコンタクトホ−ルにのみ形成されたタングス
テンにより、信頼性の高い良好なコンタクト特性が得ら
れ、また、選択性の劣化により発生したタングステン
粒、あるいはエッチング残査のタングステン粒が除去さ
れるため高い歩留まりの金属配線が得られ、その実用的
効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１にかかる半導体装置の製造方
法の概略工程断面図

【図２】本発明の実施例２にかかる半導体装置の製造方
法の概略工程断面図

【図３】同実施例にかかる半導体装置の製造方法の概略
工程断面図

【図４】タングステン粒の存在が絶縁膜に転写したとき
の概略工程断面図

【図５】タングステン粒が存在するときとウエットエッ
チングにより除去したときの暗視野表面顕微鏡写真に基
づく表面図

【図６】ウエットエッチング液にフっ酸：フっ化アンモ
ニウム＝１：２０を用いたときのウエットエッチング速
度とリン濃度の関係を示した特性図

【図７】ウエットエッチング液にフっ酸：水＝１：５０
を用いたときのウエットエッチング速度とリン濃度の関
係を示した特性図

【符号の説明】

１ シリコン基板 ２ 絶縁膜 ３ ＰＳＧ ４ コンタクトホ−ル ５,１０ タングステン ６,１２ タングステン粒 ７ 金属配線 ８ チタン ９ チタンナイトライド １１ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 勉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に絶縁膜およびバッファ−層を順次
   堆積する工程と、前記絶縁膜およびバッファー層を貫く
   コンタクトホールを開口する工程と、前記コンタクトホ
   ール内にのみ金属を形成する工程と、前記バッファー層
   をエッチングすることにより除去することで、前記金属
   を形成する工程においてコンタクトホール以外の箇所に
   発生した金属粒も同時に除去する工程を含むことを特徴
   をする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】基板上に絶縁膜およびリンを含むシリコン
   酸化膜（以後ＰＳＧ膜と略す）を順次堆積する工程と、
   前記絶縁膜およびＰＳＧ膜を貫くコンタクトホ−ルを開
   口する工程と、化学気相成長によってタングステンを選
   択的に前記コンタクトホ−ル内に堆積する工程と、その
   後前記ＰＳＧ膜をフッ酸を含む混合液を用いたウエット
   エッチングにより除去することで、前記タングステンを
   選択的に堆積する工程においてコンタクトホール以外の
   箇所に発生したタングステン粒を同時に除去する工程を
   含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】基板上に、絶縁膜およびリンを含むシリコ
   ン酸化膜（以後ＰＳＧ膜と略す）を順次堆積する工程
   と、前記絶縁膜およびＰＳＧ膜を貫くコンタクトホ−ル
   を開口する工程と、アドヒージョンレイヤを全面に形成
   した後、化学気相成長によってタングステンを全面に堆
   積した後全面をエッチバックすることでコンタクトホ−
   ル内にのみタングステンを形成する工程と、その後前記
   ＰＳＧ膜をフッ酸を含む混合液を用いたウエットエッチ
   ングにより除去することで、前記タングステンをエッチ
   バックする工程においてエッチング残査としてコンタク
   トホール以外の箇所に残ったタングステン粒を同時に除
   去する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
   法。
4. 【請求項４】絶縁膜がシリコン酸化膜あるいは、ボロン
   およびリンを含むシリコン酸化膜（以後ＢＰＳＧ膜と略
   す）であ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。
5. 【請求項５】ＰＳＧ膜のリン濃度が８ｗｔ％以上である
   ことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方
   法。