JPH11204507A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH11204507A
JPH11204507A JP820098A JP820098A JPH11204507A JP H11204507 A JPH11204507 A JP H11204507A JP 820098 A JP820098 A JP 820098A JP 820098 A JP820098 A JP 820098A JP H11204507 A JPH11204507 A JP H11204507A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
etching
layer
conductive
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP820098A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunori Suzuki
克典 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP820098A priority Critical patent/JPH11204507A/ja
Publication of JPH11204507A publication Critical patent/JPH11204507A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドライエッチングの際、帯電による絶縁膜の
劣化を防止することの可能な半導体装置の製造方法を提
供する。 【解決手段】 SOI基板を用いる半導体装置の製造方
法において、半導体素子或いはそれを接続する配線上に
絶縁膜を形成し、次いでその絶縁膜上に第1の導電性膜
を形成する工程と、エッチングにより前記第1の導電性
膜及び前記絶縁膜に前記半導体素子の導電性領域あるい
は前記配線に到達しない程度に開口し、その後前記開口
の側壁に第2の導電性膜を形成し、その第2の導電性膜
を前記第1の導電性膜と電気的に導通させた状態で前記
半導体素子の導電性領域或いは前記配線の上の前記絶縁
膜をドライエッチングにより開口することによりホール
を形成する工程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関するものであり、特にフローティング状態にあ
る半導体領域や導電性領域へコンタクトを取るためのド
ライエッチング工程を含む半導体装置の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のSOI基板を用いる半導体装置の
製造方法として、CMOSを形成する例について図2を
参照し以下に説明する。図7(1)に示すように、SO
I基板は支持基板3の上に埋め込み酸化膜2及びその上
にシリコン膜1を有する。これは、例えば、シリコンで
ある支持基板3の表面シリコン層は厚いため、高品質の
SOIを得るために、トランジスタを形成する表面シリ
コン層1を酸化し、さらにシリコン層を形成するととも
にエッチング等を用いてそのシリコン層1の厚みを70
nmに調整することにより得る。ここで酸化膜2の厚さ
は100nmである。
【0003】次いで、熱酸化法により酸化膜4を10n
m厚さに形成し、LPCVD(低温化学的気相成長法)
によりSIN膜(図示せず)を100nmの厚さに形成
し、フォトリソグラフィー法及びドライエッチングによ
り素子分離領域のSIN膜、酸化膜4を除去する。次ぎ
に、熱酸化を160nmの厚さで行い素子分離用の酸化
膜5を形成し、熱リン酸によりSIN膜を除去する(図
7(2)参照)。
【0004】PMOS活性領域のフォトリソグラフィー
法及びイオン注入法により、リンを注入エネルギー25
KeV、ドーズ量5×1012イオン/cm2でイオン注
入し、PMOSのチャンネル領域6の不純物濃度を決定
する。続いて、NMOS活性領域にフォトリソグラフィ
ー法及びイオン注入法によりボロンを注入エネルギー3
0KeV、ドーズ量5×1012イオン/cm2でイオン
注入し、NMOSのチャンネル領域7の不純物濃度を決
定する。更に、1%HFにより酸化膜4を除去し、熱酸
化法によりゲート酸化膜8を7nmの厚さに形成する。
続いて、LPCVD法によりポリシリコン層9を150
nmの厚さに形成し、イオン注入法によりリンをポリシ
リコン層9に注入エネルギー20KeV、ドーズ量5×
1015イオン/cm2でイオン注入し、続いてCVD法
によりWSi層10を100nmの厚さに形成する。そ
の後、フォトリソグラフィー法及びドライエッチング法
によりWSi層10及びポリシリコン層9をエッチング
しゲート電極を形成する(図7(3)参照)。
【0005】PMOS活性領域にフォトリソグラフィー
法及びイオン注入法によりBF2を注入エネルギー20
KeV、ドーズ量5×1013イオン/cm2でイオン注
入し、PMOSのドレイン緩衝拡散層11の不純物濃度
を決定する。なお、このドレイン緩衝拡散層11は所謂
LDDとするために設ける。続いて、NMOS活性領域
にフォトリソグラフィー法及びイオン注入法によりリン
を注入エネルギー15KeV、ドーズ量5×1013イオ
ン/cm2でイオン注入し、NMOSのドレイン緩衝拡
散層12の不純物濃度を決定する。このドレイン緩衝拡
散層は所謂LDDとするために設ける。PMOS、NM
OSの活性領域部は基本的に空乏化させて使うため、膜
厚は薄くかつ低濃度に形成している。続いて、酸化膜
(図示せず)をCVD法により150nm形成し、ドラ
イエッチング法により該酸化膜を140nmエッチバッ
クし、ゲート電極側壁に酸化膜のサイドウオール13を
形成する。
【0006】続いて、PMOS活性領域にフォトリソグ
ラフィー法及びイオン注入法によりBF2を注入エネル
ギー20KeV、ドーズ量5×1015イオン/cm2
イオン注入し、PMOSのソース、ドレイン拡散層14
の不純物濃度を決定する。続いて、NMOS活性領域に
フォトリソグラフィー法及びイオン法によりリンを注入
エネルギー15KeV、ドーズ量5×1015イオン/c
2でイオン注入し、NMOSのソース、ドレイン拡散
層15の不純物濃度を決定する(図7(4)参照)。
【0007】NSG(ノンドープシリケートガラス)膜
16を塗布法により150nm形成し、続いてBPSG
(ボロンリンシリケートガラス)膜17を塗布法により
750nm形成する。その後、900℃、窒素雰囲気、
20分の熱処理を行いBPSG膜17のリフロー及び前
記でイオン注入した不純物の活性化を行う。その後、フ
ォトリソグラフィー法により半導体素子と電極配線を接
続するためのコンタクトホール部19の開口をレジスト
18に形成する(図7(5)参照)。
【0008】次に、コンタクトホール部19を開口した
レジスト18をマスクにBPSG膜17、NSG膜16
にコンタクトホール部20を開口する。このとき、エッ
チング装置は、誘導結合型プラズマエッチング装置でウ
エハー保持電極にも高周波電力を印加している。エッチ
ング条件はC26流量50sccm、真空度5mTor
r、ソース印加電力2500W、ウエハー保持電極印加
電力800Wで、オーバーエッチング量は最深ソースド
レインコンタクト部に対して30%としている。なお、
このオーバーエッチングは、ジャストエッチングに対し
てバラツキを考慮してすべてのコンタクトが形成される
ようにエッチング時間を多めにしている(図8(6)参
照)。この後、レジスト18が除去される。
【0009】次に、スパッタ法により、Ti層を60n
mの厚さに形成し、続いてスパッタ法によりTiN層を
60nmの厚さに形成し、バリアメタル層21を形成す
る。次に、CVD法によりW層22を500nmの厚さ
に形成し、その後ドライエッチング法によりW層22を
エッチバックし、コンタクトホール部20のみにW層2
2を残す。次に、ドライエッチング法によりバリアメタ
ル層21をエッチバックし、コンタクトホール部20の
みにバリアメタル層21を残す。次に、スパッタ法によ
りTiN層23を80nmの厚さに、AlCu層24
(Cu濃度0.5%)を400nmの厚さに、TiN層
25を80nmの厚さにそれぞれ形成する。その後、フ
オトグラフィー法及びドライエッチング法によりTiN
層25、AlCu層24、TiN層23を電極配線パタ
ーンにエッチングし、電極配線を形成する(図8(7)
参照)。
【0010】次いで、プラズマCVD法によりSiO2
膜26を2μm厚さに形成し、続いてCMP法(化学的
機械研磨法)によりSiO2膜26を平坦化する。この
ときSiO2膜の膜厚は電極配線上で1μmとする。次
に、フォトリソグラフィー法により電極配線と上部配線
を接続するホール部(ヴィアホール部)28である開口
をレジスト27に形成する(図9(8)参照)。このヴ
ィアホール部28を開口したレジスト27をマスクにド
ライエッチングによりSiO2膜26にホール(ヴィア
ホール)29を開口する。このとき、エッチング装置は
誘導結合型プラズマエッチング装置で、ウエハー保持電
極にも高周波電力を印加している。そのエッチング条件
は、C26流量50sccm、真空度5mTorr、ソ
ース印加電力2500W、ウエハー保持電極印加電力8
00Wでオーバーエッチング量は50%としている(図
9(9)参照)。その後、フォトレジスト27を除去す
る。
【0011】次に、スパッタ法によりTi層を60nm
厚さに形成し、続いてスパッタ法によりTiN層を60
nm厚さに形成し、バリアメタル層30を形成する。次
に、CVD法によりW層31を500nmの厚さに形成
し、ドライエッチング法によりW層31をエッチングバ
ックし、ヴィアホール部29のみにW層31を残す。次
に、ドライエッチング法によりバリアメタル層30をエ
ッチングバックし、ヴィアホール部29のみにバリアメ
タル層30を残す。更に、スパッタ法によりTiN層3
2を80nmの厚さに形成し、続いてAlCu層33
(Cu濃度0.5%)を800nmの厚さに、更にTi
N層34を80nmの厚さにそれぞれ形成する。その
後、フォトリソグラフィー法及びドライエッチング法に
より、TiN層34、AlCu層33、TiN層32を
エッチングし、上部電極配線を形成する。その後、プラ
ズマCVD法によりパッシベーション膜のSiN層35
を600nmの厚さに形成する(図10(10)参
照)。続いて、フォリリソグラフィー法及びドライエッ
チング法によりボンディングパッド接続孔をSiN層3
5に開口する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】微細化の進むLSIの
製造では、半導体素子と金属配線を接続するコンタクト
ホール及び、上部金属配線と下部金属配線を接続するヴ
ィアホールは層間絶縁膜等にドライエッチングを用いて
加工することにより形成する。そのドライエッチングに
おいてホールの側壁は運動方向のランダムな電子により
負に帯電し、その結果ホールに流入する電子の量は減少
する。逆に、正イオンは方向性の高いためホール内への
流入は変わらず、その結果ホール底部は正に帯電する。
その傾向は微細化、高アスペクト化が進むにつれて著し
くなる。SOIデバイスの場合、ホール底部が帯電する
と活性領域と支持基板との間に電位差が発生し、その間
にある埋め込み酸化膜が劣化する。その埋め込み酸化膜
の劣化のためLSIの信頼性、歩留まりが低下する。
【0013】本発明は、ドライエッチングの際、帯電に
よる絶縁膜の劣化を防止することの可能な半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、SOI基板を用いる半導体装置の製造方法に
おいて、半導体素子或いはそれを接続する配線上に絶縁
膜を形成し、次いでその絶縁膜上に第1の導電性膜を形
成する工程と、エッチングにより前記第1の導電性膜及
び前記絶縁膜に前記半導体素子の導電性領域あるいは前
記配線に到達しない程度に開口し、その後前記開口の側
壁に第2の導電性膜を形成し、その第2の導電性膜を前
記第1の導電性膜と電気的に導通させた状態で前記半導
体素子の導電性領域或いは前記配線の上の前記絶縁膜を
ドライエッチングにより開口することによりホールを形
成する工程を有することを特徴とする。
【0015】本発明の半導体装置の製造方法は、好まし
くは、前記ホールの形成は、前記第1の導電性膜上に形
成されたフォトレジストをマスクに前記第1の導電性層
をエッチングした後このフォトレジストを除去し、続い
て該第1の導電性膜をマスクに前記絶縁膜をドライエッ
チングすることにより行うことができる。
【0016】本発明の半導体装置の製造方法は、空間的
に絶縁分離された半導体もしくは導電性の領域への電気
的接続をを形成するためのコンタクトホールを絶縁層に
プラズマエッチングにより開口する工程を有するものに
おいて、前記工程はプラズマエッチングを前記領域に達
する前に止め、その後プラズマエッチングにより形成し
た開口の側壁部を含め前記絶縁層の露出する面に導電性
層を形成した状態で前記領域に達するまでプラズマエッ
チングを行うことを特徴とする。
【0017】本発明の半導体装置の製造方法は、好まし
くは、前記工程によりコンタクトホールを形成した後、
ウエットエッチングにより前記導電性層を除去する工程
を有することができる。
【0018】本発明の作用を以下に説明する。本発明の
半導体装置の製造方法は、エッチングにより前記第1の
導電性膜及び前記絶縁膜に前記半導体素子の導電性領域
あるいは前記配線に到達しない程度に開口し、その後前
記開口の側壁に第2の導電性膜を形成し、その第2の導
電性膜を前記第1の導電性膜と電気的に導通させた状態
で前記半導体素子の導電性領域或いは前記配線の上の前
記絶縁膜をドライエッチングにより開口することにより
ホールを形成することから、ホールの底部は導電性領域
あるいは配線に達してもその底部の帯電を従来に比べて
低減できることから、SOI基板の絶縁膜の絶縁破壊に
よる劣化の防止に役立つものとできる。
【0019】更に、前記ホールの形成は、前記第1の導
電性膜上に形成されたフォトレジストをマスクに前記第
1の導電性層をエッチングした後このフォトレジストを
除去し、続いて該第1の導電性膜をマスクに前記絶縁膜
をドライエッチングすることにより行うことから、自己
整合的にホールを形成できる。
【0020】又、空間的に絶縁分離された半導体もしく
は導電性の領域への電気的接続を形成するためのコンタ
クトホールを絶縁層にエッチングにより開口する半導体
装置の製造方法において、エッチングを前記領域に達す
る前に止め、その後エッチングにより形成した開口の側
壁部を含め前記絶縁層の露出する面に導電性層を形成し
た状態で前記領域に達するまでプラズマエッチングを行
ないコンタクトホールを形成することにより、プラズマ
エッチングによりコンタクトホールの底部が半導体もし
くは導電性の領域に達してもその底部の帯電を従来に比
べて低減できることから、帯電による絶縁層等の層に対
する悪影響を軽減でき装置の特性の劣化を防止すること
に寄与する。
【0021】更に、コンタクトホールを形成した後、ウ
エットエッチングにより前記導電性層を除去することに
より、ドライエッチングに比べて、そのコンタクトホー
ルの下方の下地に対する悪影響を低減することができ
る。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明は、半導体装置の製造方法
において、特にドライエッチングを絶縁層にコンタクト
ホールのようなホールを形成するために行うに当たっ
て、ホールの底部が導電性部分に接触してもその導電性
部分の帯電が従来に比べて低減されるようにするもので
ある。その為に、ホールを少なくとも2段階のように複
数回に分けてエッチングすることとし、例えば1回では
導電性部分には達しない前にホール形成のためのエッチ
ングを一旦とめ、その後のエッチングについては、ホー
ルの側壁を含め露出する面に導電性層を形成した状態で
ホール形成のためのドライエッチングをホールが導電性
部分に達するまで行うものである。従って、この導電性
部分は、半導体装置の製造方法において、フローティン
グの状態になっている半導体領域、配線等に対しコンタ
クトホールのようなホールを形成する場合にすべて適応
することにより、導電性部分の帯電による悪影響を低減
することができる。SOI基板に半導体装置例えばCM
OS等を形成する場合、ソース、ドレイン領域や、金属
配線、不純物のドープされた導電性半導体やポリシリコ
ン等の半導体層等に対する接続用ホールの形成に利用し
て好適である。
【0023】(実施の形態)SOI基板を用いる半導体
装置の製造方法として、CMOSを形成する例について
図1を参照し以下に説明する。この図1は、本発明の半
導体装置の製造方法の実施の形態の工程を模式的に説明
する断面図である。尚、この図1において、図2に示す
従来例と同等の部分については同様の符号にて示してい
る。
【0024】図1(1)に示すように、SOI基板は支
持基板3の上に埋め込み酸化膜2及びその上にシリコン
膜1を有する。これは、例えばシリコンである支持基板
3の表面シリコン層は厚いため、高品質のSOIを得る
ために、トランジスタを形成する表面シリコン層1を酸
化し、さらにシリコン層を形成するとともにエッチング
等を用いてそのシリコン層1の厚みを70nmに調整す
ることにより得る。ここで酸化膜2の厚さは100nm
である。
【0025】次いで、熱酸化法により酸化膜4を10n
m厚さに形成し、LPCVD(低温化学的気相成長法)
によりSIN膜(図示せず)を100nmの厚さに形成
し、フォトリソグラフィー法及びドライエッチングによ
り素子分離領域のSIN膜、酸化膜4を除去する。次ぎ
に、熱酸化を160nmの厚さで行い素子分離用の酸
化,膜5を形成し、熱リン酸によりSIN膜を除去する
(図1(2)参照)。
【0026】PMOS活性領域のフォトリソグラフィー
法及びイオン注入法により、リンを注入エネルギー25
KeV、ドーズ量5×1012イオン/cm2でイオン注
入し、PMOSのチャンネル領域6の不純物濃度を決定
する。続いて、NMOS活性領域にフォトリソグラフィ
ー法及びイオン注入法によりボロンを注入エネルギー3
0KeV、ドーズ量5×1012イオン/cm2でイオン
注入し、NMOSのチャンネル領域7の不純物濃度を決
定する。更に、1%HFにより酸化膜4を除去し、熱酸
化法によりゲート酸化膜8を7nmの厚さに形成する。
続いて、LPCVD法によりポリシリコン層9を150
nmの厚さに形成し、イオン注入法によりリンをポリシ
リコン層9に注入エネルギー20KeV、ドーズ量5×
1015イオン/cm2でイオン注入し、CVD法により
WSi層10を100nmの厚さに形成する。その後、
フォトリソグラフィー法及びドライエッチング法により
WSi層10及びポリシリコンをエッチングしゲート電
極を形成する(図1(3)参照)。
【0027】PMOS活性領域にフォトリソグラフィー
法及びイオン注入法によりBF2を注入エネルギー20
KeV、ドーズ量5×1013イオン/cm2でイオン注
入し、PMOSのドレイン緩衝拡散層11の不純物濃度
を決定する。なお、このドレイン緩衝拡散層11は所謂
LDDとするために設ける。続いて、NMOS活性領域
にフォトリソグラフィー法及びイオン注入法によりリン
を注入エネルギー15KeV、ドーズ量5×1013イオ
ン/cm2でイオン注入し、NMOSのドレイン緩衝拡
散層12の不純物濃度を決定する。このドレイン緩衝拡
散層は所謂LDDとするために設ける。PMOS、NM
OSの活性領域部は基本的に空乏化させて使うため、膜
厚は薄くかつ低濃度に形成している。続いて、酸化膜
(図示せず)をCVD法により150nm形成し、ドラ
イエッチング法により該酸化膜を140nmエッチバッ
クし、ゲート電極側壁に酸化膜のサイドウオール13を
形成する。
【0028】続いて、PMOS活性領域にフォトリソグ
ラフィー法及びイオン注入法によりBF2を注入エネル
ギー20KeV、ドーズ量5×1015イオン/cm2
イオン注入し、PMOSのソース、ドレイン拡散層14
の不純物濃度を決定する。続いて、NMOS活性領域に
フォトリソグラフィー法及びイオン法によりリンを注入
エネルギー15KeV、ドーズ量5×1015イオン/c
2でイオン注入し、NMOSのソース、ドレイン拡散
層15の不純物濃度を決定する(図1(4)参照)。
【0029】NSG(ノンドープシリケートガラス)膜
16を塗布法により150nm形成し、続いてBPSG
(ボロンリンシリケートガラス)膜17を塗布法により
750nm形成する。尚、NSG膜16及びBPSG膜
17は層間絶縁膜を形成するものとなる。その後、90
0℃、窒素雰囲気、20分の熱処理を行いBPSG膜1
6のリフロー及び前記でイオン注入した不純物の活性化
を行う。こうして、PMOS、NMOS活性領域は、ソ
ース領域、ドレイン領域が形成され、PMOS、NMO
Sの半導体素子が形成されることとなる。
【0030】その後、スパッタ法によりTiN層36を
300nmの厚さに形成する。尚、ここでは、導電性の
層として、TiNの例を挙げたが、あとの工程で除去し
うる導電性膜であれば良く、その形成方法はスパッタ法
に限定されるものではなくCVD法、蒸着法等によるも
のでも良い。その膜厚は、この例に限定されるものでは
なく、後の工程での除去、コンタクトエッチング時の耐
性を考慮すれば200〜400nmが望ましく、特に2
50〜300nmが望ましい。その後、フォトリソグラ
フィー法により半導体素子と電極配線を接続するための
コンタクトホール部19の開口をレジスト18に形成す
る(図1(5)参照)。
【0031】コンタクトホール部19を開口したレジス
ト18をマスクにドライエッチングによりTiN層36
をエッチングする。このとき、エッチング装置はμ波プ
ラズマエッチング装置を用い、エッチング条件はBCL
3流量30sccm、Cl2流量70sccm、真空度8
mTorr、μ波電流300mA、ウエハー保持電極印
加電力70Wで、オーバーエッチング量はTiN層36
の膜厚に対して30%としている。その後、このレジス
ト18をマスクにドライエッチングによりBPSG膜1
7、NSG膜16にコンタクトホール20を開口する。
このきのコンタクトホール20のエッチング深さはゲー
ト電極のやや上方に達する程度とする。従って、このコ
ンタクトホール20は、ソース領域、ドレイン領域上方
において、ゲート電極のやや上方に位置する程度の深さ
に形成されるものであり、ゲート電極、ソース領域、ド
レイン領域に達することはない。エッチング装置は誘導
結合型プラズマエッチング装置を用い、ウエハー保持電
極にも高周波を印加している。そのエッチング条件は、
26流量50sccm、真空度5mTorr、ソース
印加電力2500W、ウエハー保持電極印加電力800
Wである。
【0032】その後、プラズマアッシング法によりレジ
スト18を除去し、有機剥離を行う(図2(6)参
照)。
【0033】次いで、スパッタ法によりTiN層37を
20nmの厚さに形成する。この膜は、TiNに限らず
導電性の膜で、コンタクトホール20の側壁に形成でき
るものであれば良く、形成方法もスパッタ法に限定され
るものでなく、CVD法、蒸着法によるものでもよい。
この膜厚は、特に限定されるものではないが、5〜30
nmの厚さが望ましく、特に形成膜の安定性等から10
〜30nm程度が良い(図2(7)参照)。
【0034】次に、異方性ドライエッチング法により、
コンタクトホール20の底部のTiN層37部分を除去
し、TiN層37とTiN層36が電気的に導通のある
ようにコンタクトホール20の側壁にTiN層37のサ
イドウオールを形成する。このとき、エッチング装置は
μ波プラズマエッチング装置を用い、エッチング条件が
BCl3流量30sccm、Cl2流量70sccm、真
空度8mTorr、μ波電流300mA、ウエハー保持
電極電力70Wで、オーバエッチング量はコンタクトホ
ール20の底部のTiN膜37の厚さに対して20%と
している。更に、コンタクトホール20の底部に残って
いる酸化膜であるのBPSG膜17、NSG膜16をド
ライエッチングにより開口する(図2(8)参照)。こ
のときエッチング装置は誘導結合型プラズマエッチング
装置を用い、ウエハー保持電極にも高周波を印加してい
る。エッチング条件はC26流量50sccm、真空度
5mTorr、ソース印加電力2500W、ウエハー保
持電極印加電力800Wである。このエッチング中にホ
ール20の側壁にTiN層36に電気的に導通するTi
N層37がサイドウオールとして存在するため、ホール
20の側壁の帯電は従来に比べて低減される。その結
果、コンタクトホール20底部がドライエッチングの進
行に伴って活性領域とされているソース、ドレイン領域
に達するが、その底部の活性領域の帯電が従来に比べて
緩和され、活性領域と支持基板との間の電位差も従来に
比べて小さくなり、埋め込み酸化膜2の劣化が防止され
る。
【0035】次に、150℃の硫酸と過酸化水素水の溶
液への侵液により、TiN層37、36を除去する。
尚、ここで、ウエットエッチングを行ったのは、もしド
ライエッチングにより穴明けを行うと下地半導体(活性
領域であるソース、ドレイン領域)がダメージを受ける
ので、これを防止する為である。その後、スパッタ法に
よりTiを60nmの厚さで形成し、続いてTiNを6
0nmの厚さで形成してバリアメタル層21を形成す
る。更に、CVD法により、W層22を500nmの厚
さで形成し、ドライエッチング法によりW層22をエッ
チングバックし、コンタクトホール20の部分のみにW
層22を残す。次に、ドライエッチング法によりバリア
メタル層21をエッチバックし、コンタクトホール20
部分のみにバリアメタル21を残す。次いで、スパッタ
法によりTiN層23を80nmの厚さで、AlCu層
24(Cu濃度0.5%)を400nmの厚さで、Ti
N層25を80nmの厚さで順次形成する。その後、フ
ォトリソグラフィー法及びドライエッチング法により、
TiN層25、AlCu層24、TiN層23をエッチ
ングし、電極配線を形成する(図3(9)参照)。
【0036】プラズマCVD法により、SiO2層26
を2μmの厚さで形成し、続いてCMP法によりSiO
2層26を平坦化する。ここで、CMP後のSiO2層2
6の膜厚は電極配線上で1μmにする。尚、このSiO
2層26は層間絶縁膜となる。その後、スパッタ法によ
りTiN層38を300nmの厚さで形成する。この膜
は、TiNに限定されるものではなく、後の工程で除去
できる導電性膜であれば良く、形成方法もスパッタ法に
限定されるものではなくCVD法、蒸着法等によるもの
で良い。その膜厚は、特に限定されるものではないが後
工程での除去、形成膜の安定性等を考慮すれば200〜
400nmが望ましく、特に250〜300nmが望ま
しい。次いで、フォトグラフィ法により電極配線と上部
電極配線を接続するヴィアホール部28の開口をレジス
ト27に形成する(図3(10)参照)。
【0037】このヴィアホール部28を開口したレジス
ト27をマスクにドライエッチングを行うことによりT
iN層38をエッチングする。エッチング装置はμ波プ
ラズマエッチング装置を用い、エッチング条件はBCl
3流量30sccm、Cl2流量70sccm、真空度8
mTorr、μ波電流300mA、ウエハー保持電極印
加電力70Wでオーバエッチング量はTiN層38の膜
厚に対して30%としている。その後、このレジスト2
7をマスクにドライエッチングすることにより、層間絶
縁膜であるSiO2膜26にヴィアホール29を開口す
る。このとき、ヴィアホール29のエッチング深さは電
極配線まで達しないようにする(図4(11(参照)。
エッチング装置は誘導結合型プラズマエッチング装置を
用い、ウエハー保持電極にも高周波を印加している。エ
ッチング条件は、C26流量50sccm、真空度5m
Toor、ソース印加電力2500W,ウエハー保持電
極印加電力800Wである。
【0038】その後、プラズマアッシング法によりレジ
スト27を除去し、有機剥離を行う。次いで、スパッタ
法によりTiN層39を10nmの厚さに形成する(図
4(12)参照)。このとき、膜38は、TiNに限ら
ず導電性の膜でヴィアホール28の側壁に形成できるも
のであればよく、形成方法もスパッタ法に限定されるも
のではなく、CVD法、蒸着法等によるものでもよい。
この膜厚は、特に限定されるものではないが、5〜30
nmが望ましく、特に形成膜の安定性等から10〜30
nm程度が良い。
【0039】次に、異方性ドライエッチング法により、
ヴィアホール29の底部の残りのTiN層39を除去
し、TiN層38とTiN層39が電気的に導通のある
ようにヴィアホール29の側壁にTiN層39のサイド
ウオールを形成する。エッチング装置はμ波プラズマエ
ッチング装置を用い、エッチング条件はBCl3流量3
0sccm、Cl2流量70sccm、真空度8mTo
rr、μ波電流300mA、ウエハー保持電極印加電力
70Wで、オーバエッチング量はヴィアホール29底部
のTiN層39の膜厚に対して20%としている。更
に、ヴィアホール29の底部の酸化膜(SiO2膜2
6)の残っている部分をドライエッチングにより開口す
る(図5(13)参照)。エッチング装置は誘導結合型
プラズマエッチング装置を用い、ウエハー保持電極に高
周波を印加している。エッチング条件はC26流量50
sccm、真空度5mTorr、ソース印加電力250
0W、ウエハー保持電極印加電力800Wである。この
エッチング中にヴィアホール29の側壁にTiN層38
と電気的に導通するTiN層39がサイドウオールとし
て存在するため、ヴィアホール29の側壁の帯電は従来
に比べて低減される。その結果、ヴィアホール29の底
部がドライエッチングの進行に伴って電極配線をなすT
iN層25に達するが、その底部の電極配線の帯電が従
来に比べて緩和され、電極配線と支持基板との間の電位
差も従来に比べて小さくなり、埋め込み絶縁膜2の劣化
が防止される。次いで、TiN層39、38を除去す
る。次に、スパッタ法によりTi層を60nmの厚さに
形成し、続いてスパッタ法によりTiN層を60nmの
厚さに形成し、バリアメタル層30を形成する。次に、
CVD法によりW層31を500nmの厚さに形成し、
ドライエッチング法によりW層31をエッチングバック
し、ヴィアホール29部のみにW層31を残す。次に、
ドライエッチング法によりTiN層38及びバリアメタ
ル層30をエッチバックし、ヴィアホール29部のみに
バリアメタル層30を残す(図5(14)参照)。
【0040】次に、スッパタ法によりTiN層32を8
0nmの厚さに、AlCu層33(Cu濃度0.5%)
を800nmの厚さに、TiN層34を80nmの厚さ
に順に形成する。その後、フォトリソグラフィ法及びド
ライエッチング法により、TiN層34、AiCu層3
3、TiN層32をエッチングし、上部配線を形成す
る。続いて、プラズマCVD法によりパッシベーション
膜のSiN膜35を600nmの厚さに形成する(図6
(15)参照)。その後、フォトリソグラフィー法及び
ドライエッチング法によりボンディグパッド接続孔をS
iN層35に開口する。
【0041】本発明の実施の形態の製造法により製造し
た場合の埋め込み酸化膜の耐圧分布を図11(1)に示
し、従来の製造法により製造した場合の埋め込み酸化膜
の耐圧分布を図11(2)にそれぞれ示している。図1
1においては、横軸に耐圧(MV/cm)を縦軸に頻度
(%)を示している。この図11から、耐圧1MV/c
m以下の初期破壊が従来の製造法のものでは63%であ
るのに対し、本発明の製造法の用いたものでは6%と大
幅に減少していることが分かる。
【0042】本発明の半導体装置の製造方法は、その実
施の形態としてSOI基板を用いた半導体の製造方法の
例について説明したが、これに限らず、フローティグ状
態の半導体層、もしくは導電体層へのコンタクト形成の
ためのドライエッチング、例えばメモリーのフロティン
ゲートへのコンタクト形成等にも適用できる。
【0043】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法は、エッ
チングにより前記第1の導電性膜及び前記絶縁膜に前記
半導体素子の導電性領域あるいは前記配線に到達しない
程度に開口し、その後前記開口の側壁に第2の導電性膜
を形成し、その第2の導電性膜を前記第1の導電性膜と
電気的に導通させた状態で前記半導体素子の導電性領域
或いは前記配線の上の前記絶縁膜をドライエッチングに
より開口することによりホールを形成することから、ホ
ールの底部は導電性領域あるいは配線に達してもその底
部の帯電を従来に比べて低減できることから、SOI基
板の絶縁膜の絶縁破壊による劣化の防止に役立ち、この
絶縁膜の電気的絶縁耐圧を従来に比べて改善することが
でき半導体装置の信頼性向上に寄与するところ大であ
る。
【0044】更に、前記ホールの形成は、前記第1の導
電性膜上に形成されたフォトレジストをマスクに前記第
1の導電性層をエッチングした後このフォトレジストを
除去し、続いて該第1の導電性膜をマスクに前記絶縁膜
をドライエッチングすることにより行うことから、自己
整合的にホールを形成できることから、精度よく製造す
ることができ、安定した性能の半導体装置を得ることが
できる。
【0045】又、空間的に絶縁分離された半導体もしく
は導電性の領域への電気的接続を形成するためのコンタ
クトホールを絶縁層にエッチングにより開口する半導体
装置の製造方法において、エッチングを前記領域に達す
る前に止め、その後エッチングにより形成した開口の側
壁部を含め前記絶縁層の露出する面に導電性層を形成し
た状態で前記領域に達するまでプラズマエッチングを行
ないコンタクトホールを形成することにより、プラズマ
エッチングによりコンタクトホールの底部が半導体もし
くは導電性の領域に達してもその底部の帯電を従来に比
べて低減できることから、帯電による絶縁層等の層に対
する悪影響を軽減でき装置の特性の劣化を防止すること
ができ、更に、コンタクトホールを形成した後、ウエッ
トエッチングにより前記導電性層を除去することによ
り、ドライエッチングに比べて、そのコンタクトホール
の下方の下地に対する悪影響を低減することができ、特
性の良い装置を得ることに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態の
製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態の
製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図3】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態の
製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図4】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態の
製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図5】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態の
製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図6】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態の
製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図7】従来の半導体装置の製造方法の実施の形態の製
造工程を模式的に説明する断面図である。
【図8】従来の半導体装置の製造方法の実施の形態の製
造工程を模式的に説明する断面図である。
【図9】従来の半導体装置の製造方法の実施の形態の製
造工程を模式的に説明する断面図である。
【図10】従来の半導体装置の製造方法の実施の形態の
製造工程を模式的に説明する断面図である。
【図11】本発明と従来の半導体装置の製造方法により
製造された素子の電気的絶縁耐圧特性を説明する図面で
ある。
【符号の説明】

支持基板 2
埋め込み酸化膜 3
シリコン膜 4、5
酸化膜 8
ゲート酸化膜 9
ポリシリコン層 13
サイドウオール 16
NSG膜 17
BPSG膜 18、27
レジスト 20
コンタクトホール 21
バリアメタル層 22
W層 23、25、32、34、36、37、38、39
TiN層 24、33
AlCu層 26
SiO2膜 29
ヴィアホール 35
SiN膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SOI基板を用いる半導体装置の製造方
    法において、 半導体素子或いはそれを接続する配線上に絶縁膜を形成
    し、次いでその絶縁膜上に第1の導電性膜を形成する工
    程と、 エッチングにより前記第1の導電性膜及び前記絶縁膜に
    前記半導体素子の導電性領域あるいは前記配線に到達し
    ない程度に開口し、その後前記開口の側壁に第2の導電
    性膜を形成し、その第2の導電性膜を前記第1の導電性
    膜と電気的に導通させた状態で前記半導体素子の導電性
    領域或いは前記配線の上の前記絶縁膜をドライエッチン
    グにより開口することによりホールを形成する工程を有
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ホールの形成は、前記第1の導電性
    膜上に形成されたフォトレジストをマスクに前記第1の
    導電性層をエッチングした後このフォトレジストを除去
    し、続いて該第1の導電性膜をマスクに前記絶縁膜をド
    ライエッチングすることにより行うことを特徴とする請
    求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 空間的に絶縁分離された半導体もしくは
    導電性の領域への電気的接続を形成するためのコンタク
    トホールを絶縁層にエッチングにより開口する工程を有
    する半導体装置の製造方法において、 前記工程はエッチングを前記領域に達する前に止め、そ
    の後エッチングにより形成した開口の側壁部を含め前記
    絶縁層の露出する面に導電性層を形成した状態で前記領
    域に達するまでプラズマエッチングを行ないコンタクト
    ホールを形成することを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 前記工程によりコンタクトホールを形成
    した後、ウエットエッチングにより前記導電性層を除去
    する工程を有することを特徴とする請求項3に記載の半
    導体装置の製造方法。
JP820098A 1998-01-20 1998-01-20 半導体装置の製造方法 Pending JPH11204507A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP820098A JPH11204507A (ja) 1998-01-20 1998-01-20 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP820098A JPH11204507A (ja) 1998-01-20 1998-01-20 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11204507A true JPH11204507A (ja) 1999-07-30

Family

ID=11686634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP820098A Pending JPH11204507A (ja) 1998-01-20 1998-01-20 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11204507A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151696A (ja) * 2000-11-14 2002-05-24 Takehide Shirato Mis電界効果トランジスタ及びその製造方法
US7173339B1 (en) 1998-06-22 2007-02-06 Micron Technology, Inc. Semiconductor device having a substrate an undoped silicon oxide structure and an overlaying doped silicon oxide structure with a sidewall terminating at the undoped silicon oxide structure
US7319075B2 (en) 1998-06-22 2008-01-15 Micron Technology, Inc. Etchant with selectivity for doped silicon dioxide over undoped silicon dioxide and silicon nitride, processes which employ the etchant, and structures formed thereby
JP2013105898A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 半導体装置の製造方法
JP2018139330A (ja) * 2013-03-22 2018-09-06 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
CN113284910A (zh) * 2021-04-29 2021-08-20 合肥鑫晟光电科技有限公司 显示背板、制作方法以及显示装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7173339B1 (en) 1998-06-22 2007-02-06 Micron Technology, Inc. Semiconductor device having a substrate an undoped silicon oxide structure and an overlaying doped silicon oxide structure with a sidewall terminating at the undoped silicon oxide structure
US7319075B2 (en) 1998-06-22 2008-01-15 Micron Technology, Inc. Etchant with selectivity for doped silicon dioxide over undoped silicon dioxide and silicon nitride, processes which employ the etchant, and structures formed thereby
JP2002151696A (ja) * 2000-11-14 2002-05-24 Takehide Shirato Mis電界効果トランジスタ及びその製造方法
JP2013105898A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Sumitomo Electric Device Innovations Inc 半導体装置の製造方法
US9299770B2 (en) 2011-11-14 2016-03-29 Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. Method for manufacturing semiconductor device
JP2018139330A (ja) * 2013-03-22 2018-09-06 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
CN113284910A (zh) * 2021-04-29 2021-08-20 合肥鑫晟光电科技有限公司 显示背板、制作方法以及显示装置
CN113284910B (zh) * 2021-04-29 2023-09-19 合肥鑫晟光电科技有限公司 显示背板、制作方法以及显示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6406963B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US5723893A (en) Method for fabricating double silicide gate electrode structures on CMOS-field effect transistors
US6001726A (en) Method for using a conductive tungsten nitride etch stop layer to form conductive interconnects and tungsten nitride contact structure
JP3466874B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20070210339A1 (en) Shared contact structures for integrated circuits
JP2001257259A (ja) 素子分離構造形成方法
CN108321083B (zh) 半导体结构及其形成方法
US20020146911A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6455433B1 (en) Method for forming square-shouldered sidewall spacers and devices fabricated
US6103608A (en) Method of forming a contact window
JPH11204507A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000236090A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3331304B2 (ja) 半導体装置の製造方法
TW202115791A (zh) 形成半導體結構的方法、形成絕緣層上半導體(soi)基底的方法以及半導體結構
JP4296769B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2004140151A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100382542B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
JP2001267418A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2000031489A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3778065B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6521517B1 (en) Method of fabricating a gate electrode using a second conductive layer as a mask in the formation of an insulating layer by oxidation of a first conductive layer
JPH11219934A (ja) 半導体装置の製造方法
WO1998037583A1 (fr) Procede pour fabriquer un dispositif a semi-conducteurs
WO2000068987A1 (fr) Dispositif semi-conducteur et procede de fabrication d'un tel dispositif
JP2002009146A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法および半導体集積回路装置