JPH07226438A - 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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- JPH07226438A JPH07226438A JP6016889A JP1688994A JPH07226438A JP H07226438 A JPH07226438 A JP H07226438A JP 6016889 A JP6016889 A JP 6016889A JP 1688994 A JP1688994 A JP 1688994A JP H07226438 A JPH07226438 A JP H07226438A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンタクト孔の配線膜成長のウエット前処理
に関し, コンタクト孔の側壁に凹凸の発生を防止し，良
好なコンタクト特性を確保する。 【構成】 １）下地 1上に異種絶縁膜 2, 3 の複合膜か
らなる層間絶縁膜を成膜し，層間絶縁膜を開口してコン
タクト孔を形成し，層間絶縁膜上に該コンタクト孔を介
して下地に接続する配線膜を成膜する前に，異種絶縁膜
2, 3 の各々に対しエッチレートが実質的に等しいエッ
チャントを用いて該コンタクト孔のウエット前処理を行
う, ２）異種絶縁膜が高温気相成長法で成膜されたSiO2膜(H
TO膜) 2と硼素を含むりん珪酸ガラス膜 (BPSG膜) 3で
ある場合に対し，前記エッチャントとして NH4F：HF：H2O ＝ 8： 1：(50 〜80) の混液を用いる。 ３）ウエット前処理をスピンプロセサを用いて行う。
に関し, コンタクト孔の側壁に凹凸の発生を防止し，良
好なコンタクト特性を確保する。 【構成】 １）下地 1上に異種絶縁膜 2, 3 の複合膜か
らなる層間絶縁膜を成膜し，層間絶縁膜を開口してコン
タクト孔を形成し，層間絶縁膜上に該コンタクト孔を介
して下地に接続する配線膜を成膜する前に，異種絶縁膜
2, 3 の各々に対しエッチレートが実質的に等しいエッ
チャントを用いて該コンタクト孔のウエット前処理を行
う, ２）異種絶縁膜が高温気相成長法で成膜されたSiO2膜(H
TO膜) 2と硼素を含むりん珪酸ガラス膜 (BPSG膜) 3で
ある場合に対し，前記エッチャントとして NH4F：HF：H2O ＝ 8： 1：(50 〜80) の混液を用いる。 ３）ウエット前処理をスピンプロセサを用いて行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
係り，特に異種絶縁膜の複合膜からなる層間絶縁膜に形
成されたコンタクト孔の配線前処理に関する。
係り，特に異種絶縁膜の複合膜からなる層間絶縁膜に形
成されたコンタクト孔の配線前処理に関する。
【０００２】近年, 半導体装置の高集積化, 微細化にと
もない，基板表面の平坦化のため異種絶縁膜の複合膜か
らなる層間絶縁膜が多く用いられるようになってきた
が, この膜に形成したコンタクト孔に配線前処理のエッ
チングをした際に, コンタクト孔の側壁に凹凸ができ,
配線の被覆性が悪くなりデバイスの信頼性を阻害するた
め, 対策が望まれている。
もない，基板表面の平坦化のため異種絶縁膜の複合膜か
らなる層間絶縁膜が多く用いられるようになってきた
が, この膜に形成したコンタクト孔に配線前処理のエッ
チングをした際に, コンタクト孔の側壁に凹凸ができ,
配線の被覆性が悪くなりデバイスの信頼性を阻害するた
め, 対策が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】従来の半導体装置の配線工程において
は，基板と１層目配線間や各層の配線間を接続するた
め，層間絶縁膜にコンタクト孔を形成している。コンタ
クト孔形成後，下地の自然酸化膜を除去するためにウエ
ット前処理を行い，次いで，下地と上層配線の反応を阻
止するバリアメタル膜を成膜し，その上に配線膜を成膜
している。
は，基板と１層目配線間や各層の配線間を接続するた
め，層間絶縁膜にコンタクト孔を形成している。コンタ
クト孔形成後，下地の自然酸化膜を除去するためにウエ
ット前処理を行い，次いで，下地と上層配線の反応を阻
止するバリアメタル膜を成膜し，その上に配線膜を成膜
している。
【０００４】ところが，従来のエッチャントを用いてウ
エット前処理を行うと，上記の複合膜の層間絶縁膜に対
しては，コンタクト孔の側壁に凹凸が生じてしまう。こ
のような状態で，バリアメタル膜および配線膜を成膜し
ても，両者の被覆状態が悪くなり，コンタクト孔の信頼
性が低下していた。
エット前処理を行うと，上記の複合膜の層間絶縁膜に対
しては，コンタクト孔の側壁に凹凸が生じてしまう。こ
のような状態で，バリアメタル膜および配線膜を成膜し
ても，両者の被覆状態が悪くなり，コンタクト孔の信頼
性が低下していた。
【０００５】図４(A),(B) は従来例の説明図である。こ
こで，図４(B) は図４(A) に対応した同様の断面形状を
示し, 庇状のHTO 膜の突起が側壁に形成され，側壁の凹
凸が激しくなっている。
こで，図４(B) は図４(A) に対応した同様の断面形状を
示し, 庇状のHTO 膜の突起が側壁に形成され，側壁の凹
凸が激しくなっている。
【０００６】図４(A1)において，シリコン(Si)基板 1上
に層間絶縁膜として 600℃以上の高温成長による二酸化
シリコン(SiO2)膜(HTO膜) 2 と硼素を含むりん珪酸ガラ
ス膜(BPSG 膜) 3 を順に気相成長する。なお，図４(B1)
ではさらにHTO 膜とBPSG膜を順に成長する。
に層間絶縁膜として 600℃以上の高温成長による二酸化
シリコン(SiO2)膜(HTO膜) 2 と硼素を含むりん珪酸ガラ
ス膜(BPSG 膜) 3 を順に気相成長する。なお，図４(B1)
ではさらにHTO 膜とBPSG膜を順に成長する。
【０００７】次いで, 通常のフォトリソグラフィ技術と
異方性エッチャントを用い, 層間絶縁膜にコンタクト孔
を開口する。コンタクト孔の底部にはSiの自然酸化膜 4
が生成されている。
異方性エッチャントを用い, 層間絶縁膜にコンタクト孔
を開口する。コンタクト孔の底部にはSiの自然酸化膜 4
が生成されている。
【０００８】次いで, 上層配線の成膜前処理として,NH4
F ：HF：H2O ＝24： 1： 0のエッチャントを用いてエッ
チングする。図４(A2),(B2) は前処理後の断面形状を示
し, いずれの場合も側壁には凹凸が形成されている。点
線は前処理を行う以前の形状を示す。
F ：HF：H2O ＝24： 1： 0のエッチャントを用いてエッ
チングする。図４(A2),(B2) は前処理後の断面形状を示
し, いずれの場合も側壁には凹凸が形成されている。点
線は前処理を行う以前の形状を示す。
【０００９】この前処理を行って, 上層配線を行いコン
タクト抵抗を測定したところ, ウエハ中央部でコンタク
ト抵抗が高くなっていた。
タクト抵抗を測定したところ, ウエハ中央部でコンタク
ト抵抗が高くなっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のエッチャントで
は異種絶縁膜に対するエッチレートが異なるため，側壁
に凹凸のないコンタクト孔を形成することができなかっ
た。従って，配線の信頼性が低下していた。
は異種絶縁膜に対するエッチレートが異なるため，側壁
に凹凸のないコンタクト孔を形成することができなかっ
た。従って，配線の信頼性が低下していた。
【００１１】本発明は上層配線膜成膜前のコンタクト孔
のウエット前処理において，コンタクト孔の側壁に凹凸
の発生を防止し，良好なコンタクト特性を得ることを目
的とする。
のウエット前処理において，コンタクト孔の側壁に凹凸
の発生を防止し，良好なコンタクト特性を得ることを目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は（図１
参照）， １）下地 1上に異種絶縁膜 2, 3 の複合膜からなる層間
絶縁膜を成膜し，該層間絶縁膜を開口してコンタクト孔
を形成し，該層間絶縁膜上に該コンタクト孔を介して下
地に接続する配線膜を成膜する前に，該異種絶縁膜 2,
3 の各々に対しエッチレートが実質的に等しいエッチャ
ントを用いて該コンタクト孔のウエット前処理を行う半
導体装置の製造方法，あるいは ２）前記異種絶縁膜が気相成長(CVD) 法で成膜された二
酸化シリコン(SiO2)膜〔HTO 膜〕 2と硼素を含むりん珪
酸ガラス膜〔BPSG膜〕 3である場合に対し，前記エッチ
ャントとして NH4F：HF：H2O ＝ 8： 1：(50 〜80) の
混液を用いる前記１）記載の半導体装置の製造方法，あ
るいは ３）前記ウエット前処理を，被処理体を回転し，該被処
理体に前記エッチャントを滴下または噴射して行う前記
１）あるいは２）記載の半導体装置の製造方法により達
成される。
参照）， １）下地 1上に異種絶縁膜 2, 3 の複合膜からなる層間
絶縁膜を成膜し，該層間絶縁膜を開口してコンタクト孔
を形成し，該層間絶縁膜上に該コンタクト孔を介して下
地に接続する配線膜を成膜する前に，該異種絶縁膜 2,
3 の各々に対しエッチレートが実質的に等しいエッチャ
ントを用いて該コンタクト孔のウエット前処理を行う半
導体装置の製造方法，あるいは ２）前記異種絶縁膜が気相成長(CVD) 法で成膜された二
酸化シリコン(SiO2)膜〔HTO 膜〕 2と硼素を含むりん珪
酸ガラス膜〔BPSG膜〕 3である場合に対し，前記エッチ
ャントとして NH4F：HF：H2O ＝ 8： 1：(50 〜80) の
混液を用いる前記１）記載の半導体装置の製造方法，あ
るいは ３）前記ウエット前処理を，被処理体を回転し，該被処
理体に前記エッチャントを滴下または噴射して行う前記
１）あるいは２）記載の半導体装置の製造方法により達
成される。
【００１３】
【作用】本発明では，各種絶縁膜およびエッチャントを
パラメータにして各種絶縁膜のエッチレートを詳細に調
べた。
パラメータにして各種絶縁膜のエッチレートを詳細に調
べた。
【００１４】図２は本発明の原理説明図(1) である。図
は，エッチャントとして, NH4F, HF, H2O の混液を用
い, NH4F：HF＝ 8：1に固定したとき，HF：H2O ＝ 1：
ｘ のｘに対する各種絶縁膜のエッチレートを示す。
は，エッチャントとして, NH4F, HF, H2O の混液を用
い, NH4F：HF＝ 8：1に固定したとき，HF：H2O ＝ 1：
ｘ のｘに対する各種絶縁膜のエッチレートを示す。
【００１５】パラメータは各種絶縁膜で，層間絶縁膜と
してよく用いられるBPSG膜，HTO 膜と, 自然酸化膜と同
等と見られる熱酸化SiO2膜〔T-OX膜〕の３種類である。
図よりわかるように, HF：H2O ＝ 1： (50〜80) では,
BPSG膜とHTO 膜のエッチレートがほぼ等しくなる。この
比率のエッチャントを用いて前処理を行えば,層間絶縁
膜にBPSG膜とHTO 膜の複合膜を用いる場合，シリコン(S
i)基板と１層目配線間や各相の配線間を接続するための
コンタクト孔の側壁には凹凸が生じないことが予想され
る。
してよく用いられるBPSG膜，HTO 膜と, 自然酸化膜と同
等と見られる熱酸化SiO2膜〔T-OX膜〕の３種類である。
図よりわかるように, HF：H2O ＝ 1： (50〜80) では,
BPSG膜とHTO 膜のエッチレートがほぼ等しくなる。この
比率のエッチャントを用いて前処理を行えば,層間絶縁
膜にBPSG膜とHTO 膜の複合膜を用いる場合，シリコン(S
i)基板と１層目配線間や各相の配線間を接続するための
コンタクト孔の側壁には凹凸が生じないことが予想され
る。
【００１６】ここで，ディップ（浸漬）式の前処理を行
うと，このエッチャントのエッチレートが大きいことか
ら，ウエハ内，ウエハ間およびロット間でのエッチレー
トの均一性を確保することはできない。このため，枚葉
式のスピンプロセッサを用いてウエット前処理を行った
ところ，コンタクト孔の形状とコンタクト抵抗のウエハ
内の均一性を確保することができた。
うと，このエッチャントのエッチレートが大きいことか
ら，ウエハ内，ウエハ間およびロット間でのエッチレー
トの均一性を確保することはできない。このため，枚葉
式のスピンプロセッサを用いてウエット前処理を行った
ところ，コンタクト孔の形状とコンタクト抵抗のウエハ
内の均一性を確保することができた。
【００１７】以上の結果より，枚葉式のスピンプロセッ
サを用いてウエット前処理をNH4F：HF＝ 8：1 で，HF：
H2O ＝ 1： (50〜80）となるエッチャントでウエット前
処理を行うと，側壁に凹凸のないコンタクト孔を開口で
きる。また，ウエハ内，ウエハ間およびロット間でのエ
ッチレートの均一性の確保が期待できる。
サを用いてウエット前処理をNH4F：HF＝ 8：1 で，HF：
H2O ＝ 1： (50〜80）となるエッチャントでウエット前
処理を行うと，側壁に凹凸のないコンタクト孔を開口で
きる。また，ウエハ内，ウエハ間およびロット間でのエ
ッチレートの均一性の確保が期待できる。
【００１８】次に，BPSGのエッチレートとT-OXのエッチ
レートの比について調査した。図３は本発明の原理説明
図(2) である。図は，NH4F：HF＝ 8：1 と NH4F：HF＝
24：1 の場合の, HF：H2O ＝ 1：ｘのｘに対するBPSGの
エッチレートとT-OXのエッチレートの比 (選択比, 図で
はBPSG/T-OX で表す) を示す。
レートの比について調査した。図３は本発明の原理説明
図(2) である。図は，NH4F：HF＝ 8：1 と NH4F：HF＝
24：1 の場合の, HF：H2O ＝ 1：ｘのｘに対するBPSGの
エッチレートとT-OXのエッチレートの比 (選択比, 図で
はBPSG/T-OX で表す) を示す。
【００１９】NH4F：HF＝ 8：1 と比べてNH4Fの濃度の高
いエッチャントを用いた場合は両者の選択比は小さく,
このエッチャントを用いて, コンタクト孔底部の自然酸
化膜(T-OXと同等であると考える) 除去を目的とするウ
エット前処理を行うとコンタクト孔側壁のBPSGのエッチ
ング量を少なくすることができ, コンタクト孔径の肥大
化を抑制できる。
いエッチャントを用いた場合は両者の選択比は小さく,
このエッチャントを用いて, コンタクト孔底部の自然酸
化膜(T-OXと同等であると考える) 除去を目的とするウ
エット前処理を行うとコンタクト孔側壁のBPSGのエッチ
ング量を少なくすることができ, コンタクト孔径の肥大
化を抑制できる。
【００２０】しかし, これ以上の高濃度NH4Fのエッチャ
ントを用いた場合は, 特に0.4 μｍ以下の微細なコンタ
クト孔のウエット前処理においては，スピンプロセサを
用いてもウエハ内のコンタクト抵抗の均一性が確保でき
ず, ウエハ中央部のコンタクト抵抗が高くなることが分
かった。
ントを用いた場合は, 特に0.4 μｍ以下の微細なコンタ
クト孔のウエット前処理においては，スピンプロセサを
用いてもウエハ内のコンタクト抵抗の均一性が確保でき
ず, ウエハ中央部のコンタクト抵抗が高くなることが分
かった。
【００２１】反対に，NH4Fの濃度が低すぎるエッチャン
トを用いた場合は, T-OXのエッチレートが相対的に小さ
くなり，自然酸化膜の除去が不十分となり，コンタクト
孔のエッチング特性が劣化する。このため，NH4F：HF＝
8：1 とすることが重要である。
トを用いた場合は, T-OXのエッチレートが相対的に小さ
くなり，自然酸化膜の除去が不十分となり，コンタクト
孔のエッチング特性が劣化する。このため，NH4F：HF＝
8：1 とすることが重要である。
【００２２】
【実施例】図１(A),(B) は本発明の実施例の説明図であ
る。ここで，図１(B) は図１(A) に対応した同様の断面
形状を示し, 庇状のHTO 膜の突起が側壁に形成され，側
壁の凹凸が激しくなっている。
る。ここで，図１(B) は図１(A) に対応した同様の断面
形状を示し, 庇状のHTO 膜の突起が側壁に形成され，側
壁の凹凸が激しくなっている。
【００２３】図１(A1)において，Si基板 1上に層間絶縁
膜として 600℃以上の温度で成長したHTO 膜(600℃以上
の温度で成長) 2 とBPSG膜 3を順に気相成長する。な
お，図１(B1)ではさらにHTO 膜とBPSG膜を順に成長す
る。
膜として 600℃以上の温度で成長したHTO 膜(600℃以上
の温度で成長) 2 とBPSG膜 3を順に気相成長する。な
お，図１(B1)ではさらにHTO 膜とBPSG膜を順に成長す
る。
【００２４】次いで, 通常のフォトリソグラフィ技術と
異方性エッチャントを用い, 層間絶縁膜にコンタクト孔
を開口する。コンタクト孔の底部にはSiの自然酸化膜 4
が生成されている。
異方性エッチャントを用い, 層間絶縁膜にコンタクト孔
を開口する。コンタクト孔の底部にはSiの自然酸化膜 4
が生成されている。
【００２５】次いで, 上層配線成膜の前処理として,NH4
F ：HF：H2O ＝ 8： 1：(50 〜80)のエッチャントを用
いてエッチングする。図１(A2), (B2)は前処理後の断面
形状を示し, いずれの場合も側壁には凹凸が形成されて
いない。点線は前処理を行う以前の形状を示す。
F ：HF：H2O ＝ 8： 1：(50 〜80)のエッチャントを用
いてエッチングする。図１(A2), (B2)は前処理後の断面
形状を示し, いずれの場合も側壁には凹凸が形成されて
いない。点線は前処理を行う以前の形状を示す。
【００２６】この前処理を行って, 上層配線を行いコン
タクト抵抗を測定したところ, ウエハ内は均一であっ
た。なお, 実施例のエッチャントを用いて, 枚葉式のス
ピンプロセサにより孔径が0.4 μｍ以下の微細なコンタ
クト孔のウエット前処理を行った場合には，コンタクト
孔の断面形状とコンタクト抵抗はウエハ内, ウエハ間,
ロット間で均一であることが確認できた。
タクト抵抗を測定したところ, ウエハ内は均一であっ
た。なお, 実施例のエッチャントを用いて, 枚葉式のス
ピンプロセサにより孔径が0.4 μｍ以下の微細なコンタ
クト孔のウエット前処理を行った場合には，コンタクト
孔の断面形状とコンタクト抵抗はウエハ内, ウエハ間,
ロット間で均一であることが確認できた。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば, 上層配線膜成膜前のコ
ンタクト孔のウエット前処理において，コンタクト孔の
側壁に凹凸の発生を防止でき，この前処理後に成膜する
バリアメタル膜や配線膜の被覆性が向上し，良好なコン
タクト特性を得ることができた。この結果, デバイスの
信頼性と性能向上に寄与することができた。
ンタクト孔のウエット前処理において，コンタクト孔の
側壁に凹凸の発生を防止でき，この前処理後に成膜する
バリアメタル膜や配線膜の被覆性が向上し，良好なコン
タクト特性を得ることができた。この結果, デバイスの
信頼性と性能向上に寄与することができた。
【図１】 本発明の実施例の説明図
【図２】 本発明の原理説明図(1)
【図３】 本発明の原理説明図(2)
【図４】 従来例の説明図
1 下地（半導体基板で Si 基板） 2 層間絶縁膜でHTO 膜 3 層間絶縁膜でBPSG膜 4 自然酸化膜
Claims (3)
- 【請求項１】 下地(1) 上に異種絶縁膜(2),(3）の複合
膜からなる層間絶縁膜を成膜し，該層間絶縁膜を開口し
てコンタクト孔を形成し，該層間絶縁膜上に該コンタク
ト孔を介して下地に接続する配線膜を成膜する前に，該
異種絶縁膜(2),(3）の各々に対しエッチレートが実質的
に等しいエッチャントを用いて該コンタクト孔のウエッ
ト前処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項２】 前記異種絶縁膜が気相成長法で成膜され
た二酸化シリコン(SiO2)膜〔HTO 膜〕(2) と硼素を含む
りん珪酸ガラス膜〔BPSG膜〕(3）である場合に対し，前
記エッチャントとして NH4F：HF：H2O ＝ 8： 1：(50
〜80) の混液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。 - 【請求項３】 前記ウエット前処理を，被処理体を回転
し，該被処理体に前記エッチャントを滴下または噴射し
て行うことを特徴とする請求項１あるいは２記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6016889A JPH07226438A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6016889A JPH07226438A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07226438A true JPH07226438A (ja) | 1995-08-22 |
Family
ID=11928740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6016889A Pending JPH07226438A (ja) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07226438A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998009320A1 (fr) * | 1996-08-28 | 1998-03-05 | Stella Chemifa Kabushiki Kaisha | Traitement de surface pour micro-usinage |
| US6326460B1 (en) | 1998-02-27 | 2001-12-04 | Basf Aktiengesellschaft | Method for extracting polyamide particles |
-
1994
- 1994-02-14 JP JP6016889A patent/JPH07226438A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998009320A1 (fr) * | 1996-08-28 | 1998-03-05 | Stella Chemifa Kabushiki Kaisha | Traitement de surface pour micro-usinage |
| US6027571A (en) * | 1996-08-28 | 2000-02-22 | Stella Chemifa Kabushiki Kaisha | Surface treatment for micromachining |
| US6326460B1 (en) | 1998-02-27 | 2001-12-04 | Basf Aktiengesellschaft | Method for extracting polyamide particles |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011030 |