JPH11251294A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高集積度半導体装置における、薄膜化された
金属シリサイド層に臨む接続孔開口工程後の、レジスト
アッシングにともなう金属シリサイド層の酸化を防止す
る。これにより、低抵抗コンタクトの形成を可能にす
る。 【解決手段】 レジストマスク１０の除去工程に、窒素
系活性種を用いる。 【効果】 レジストは、窒素系活性種によりＣＨあるい
はＣＮ等の反応生成物となり除去される。一方金属シリ
サイド層８は窒素系活性種により酸化層が形成されるこ
とがない。したがって、レジストアッシング後のソフト
エッチングが不要、あるいは極く軽度ですみ、薄膜化さ
れた金属シリサイド層８の損傷が防止される。

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
法に関し、さらに詳しくは、薄膜化された金属シリサイ
ド層上の層間絶縁膜に接続孔を開口後の、レジストマス
クの除去方法に特徴を有する半導体装置の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＵＬＳＩ(Ultra Large Scale Integrate
d Circuits) 等の半導体装置の高集積度化が進展するに
伴い、設計デザインルールの微細化が進展している。微
細化は配線幅や接続孔の開口径等、横方向の微細化に留
まらず、ＭＩＳ(Metal Insulator Semiconductor) 型ト
ランジスタのゲート絶縁膜厚や拡散層深さ等、縦方向の
微細化も要求される。

【０００３】かかる微細化の要求に応えるためには、新
しい製造プロセスや材料の導入が不可欠である。不純物
拡散層やゲート電極・配線の低抵抗化のためのサリサイ
ド（Ｓａｌｉｃｉｄｅ； Self Aligned Silicide) プロ
セスもその１つである。サリサイドプロセスは、ＭＩＳ
トランジスタのソース／ドレイン領域とゲート電極と
を、同時にかつ自己整合的に金属シリサイド化する新規
プロセスとして、０．２５μｍルールの世代から１部の
高速ロジック系の半導体装置で実用化されてきた。金属
シリサイドは、不純物を含むシリコン材料よりも約１桁
シート抵抗値が小さい。金属シリサイドとしては、プロ
セスの容易性や電気特性等の観点から、ＴｉＳｉ₂ やＣ
ｏＳｉ₂ 等が主として採用される。

【０００４】サリサイドプロセスを次世代以降の高集積
度半導体装置に採用してゆくためには、微細化にともな
うシャロージャンクション化に適応して、金属シリサイ
ド形成時のジャンクションリークの抑制が不可欠であ
る。ジャンクションリーク低減のためには、金属シリサ
イド層の薄膜化は避けられない。

【０００５】ところでサリサイドプロセスにおいては、
次工程において層間絶縁膜を成膜し、接続孔の開口およ
び導電材料の埋め込み等の工程を経て、金属シリサイド
層と第１層配線とのコンタクトがとられる。この際、特
に接続孔開口後の後処理に問題を残すと、コンタクト抵
抗が設計値より上昇し、金属シリサイド層を設けたこと
による低抵抗化が無意味となるケースもあり得る。

【０００６】この後処理の例として、接続孔エッチング
終了後のレジストマスクの除去工程があげられる。また
接続孔底部に露出した金属シリサイド層表面等に堆積し
ているフルオロカーボン系ポリマの除去工程も、重要な
後工程の１つである。このポリマは、接続孔開口のため
のドライエッチングに用いるガス系に起因するものであ
る。

【０００７】これらフルオロカーボン系ポリマおよびレ
ジストマスクの除去には、従来より酸素プラズマによる
アッシングが採用される。しかしながら、このアッシン
グ工程においては、接続孔底部に露出する金属シリサイ
ド層表面も酸素活性種に触れて酸化され、金属シリサイ
ドの表面に酸化層が形成される。この酸化層は絶縁体で
あるので、今度はこの酸化層を除去しないことには低抵
抗のコンタクトをとることができない。

【０００８】金属シリサイド層表面に形成された酸化層
の除去のためには、アッシング後にさらにＡｒ等の希ガ
スイオンによる軽度のスパッタエッチングが一般的にお
こなわれる。この工程はソフトエッチングと称される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、現在のサ
リサイドプロセスにおいては、金属シリサイド層表面に
形成された酸化層の除去のためのソフトエッチングが必
須である。ところが前述のように、デザインルールの微
細化にともなうシャロージャンクション化と金属シリサ
イド層の薄膜化は、このソフトエッチングのプロセスマ
ージンを狭いものにしつつある。すなわち、レジストマ
スク等をアッシング後に金属シリサイド層表面に形成さ
れた酸化層を充分に除去するために、ソフトエッチング
を充分なマージンをもって施すと、薄膜化した金属シリ
サイド層迄もエッチオフされる場合が生じる。これでは
サリサイドプロセスを採用した低抵抗化のメリットを充
分に享受することができない。逆にソフトエッチング量
を控え目にすると、アッシング後の酸化層を充分除去で
きず、高抵抗層が残存し、コンタクト抵抗の充分な低減
が図れない。

【００１０】本発明はこのような技術的背景のもとに提
案するものである。すなわち、本発明の課題は、高集積
度半導体装置へのサリサイドプロセスの適用にあたり、
形成される金属シリサイド層の薄膜化にも良好に対応で
きる、低抵抗のコンタクト形成プロセスを含む半導体装
置の製造方法を提供することである。

【００１１】

【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、上述の課題を解決するために提案するもので
あり、表面に金属シリサイド層が形成された半導体基板
上に、層間絶縁膜を形成する工程、この層間絶縁膜上
に、レジストマスクを形成する工程、このレジストマス
クをエッチングマスクとして層間絶縁膜をエッチング
し、金属シリサイド層に臨む接続孔を開口する工程、レ
ジストマスクを除去する工程、この接続孔内に導電材料
層を埋め込む工程を具備する半導体装置の製造方法であ
って、このレジストマスクを除去する工程は、窒素系活
性種によるドライエッチング工程であることを特徴とす
る。

【００１２】ここで窒素系活性種とは、窒素イオン、窒
素ラジカル、窒素原子あるいはＮＨのごとき窒素を含む
化合物のイオン、ラジカルを含む。また加熱により回
転、振動、並進等の運動エネルギを高められた窒素分子
あるいは窒素を含む化合物をも意味する。ただし、窒素
を含む化合物からは、酸化性の化合物、すなわちＮＯ₂
やＮＯ等のＮＯ_x 系ガスは除く。

【００１３】本発明で採用する窒素系活性種は、Ｎ₂ 、
Ｎ₂ ＋Ｈ₂ 、ＮＨ₃ またはＮ₂ Ｈ₄ のいずれか少なくと
も１種を含むガスの励起工程により得ることが望まし
い。Ｎ₂ ＋Ｈ₂ からなる混合ガスとしては、市販のフォ
ーミングガスを用いてもよい。またこれらのガスと、さ
らにＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、ＮｅまたはＫｒのいずれか少な
くとも１種とを含むガスの励起工程により得ることも望
ましい。

【００１４】これらのガスの励起工程は、放電解離励
起、光励起または熱励起により達成することができる。

【００１５】つぎに作用の説明に移る。ドライプロセス
による従来のレジストマスクの除去工程、すなわちアッ
シング方法は、通常被エッチング基板を載置する基板ス
テージを２５０℃程度に加熱しながら酸素プラズマ等の
酸素系活性種により処理するものである。すなわち、有
機物であるレジストの酸化燃焼反応を用いるものであっ
た。一方ＴｉＳｉ₂ やＣｏＳｉ₂ をはじめとする金属シ
リサイドは、これら励起状態にある酸素活性種により表
面酸化が進行する。特に加熱状態にある場合には、金属
シリサイド層のバルク方向すなわち深さ方向にも酸化は
進行する。このため、後処理のソフトエッチング工程で
は、酸化された金属シリサイド層の表面からある程度の
厚さの酸化層を除去しないと、良好なコンタクトは得ら
れない。したがって、金属シリサイド層の膜厚が薄い高
集積度半導体装置においては、前述したようにソフトエ
ッチングのプロセスマージンは極めて狭いものになる。

【００１６】本発明のポイントは、金属シリサイド層に
臨む接続孔開口後の、不要となったレジストマスクやフ
ルオロカーボン系ポリマの除去工程から酸素系活性種を
排除し、窒素系活性種によった点にある。レジスト等の
炭化水素系樹脂は、窒素系活性種と反応してＣＮやＣＨ
といった形の反応生成物を形成し、これらは気化性であ
るのでエッチングが進行し、レジストマスクの除去が可
能である。

【００１７】一方の金属シリサイドは、窒素系活性種に
よる窒化反応は、酸素活性種による酸化反応に比較すれ
ば極く僅かである。また窒素系活性種の原料ガスからは
酸化性のガスは排除されているので、金属シリサイド層
が酸化されることはない。このため、充分なプロセスマ
ージンをもってレジストマスクの除去工程を施すことが
できる。したがって、デザインルールの微細化にともな
う金属シリサイド層の薄膜化に充分対応できる、安定性
の高い低抵抗コンタクトを形成することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施の形態
例につき図面を参照しながら説明する。図２〜図３は本
発明が適用されるサリサイドプロセスの工程を示す概略
断面図である。

【００１９】まずシリコン等の半導体基板１上に、選択
酸化法やトレンチ埋め込み法等により素子分離領域２を
形成する。つぎに熱酸化法等により酸化シリコン膜、お
よび減圧ＣＶＤ法等により不純物を含む多結晶シリコン
膜を成膜し、これらをパターニングしてゲート絶縁膜３
およびゲート電極４を形成する。この後、ゲート電極４
をマスクとして、不純物を浅くイオン注入する。つぎに
全面に酸化シリコン膜を形成後、これをエッチバック
し、ゲート電極４の側面にサイドウォールスペーサ５を
残す。この後、ゲート電極４およびサイドウォールスペ
ーサ５をマスクとし、再び不純物をイオン注入し、活性
化熱処理を施すことにより、図２（ａ）に示すようにＬ
ＤＤ (Lightly Doped Drain)構造の不純物拡散層６を形
成する。

【００２０】つぎに図２（ｂ）に示すように、全面にＴ
ｉ等の金属層７を形成する。この後６００℃程度の第１
の熱処理を施して不純物拡散層６上およびゲート電極４
上の金属層７を固相拡散により選択的にＴｉＳｉ_x （ｘ
は２未満の数）に変換する。この第１の熱処理により形
成されるＴｉＳｉ_x はＣ４９型結晶構造であり、比較的
高抵抗である。

【００２１】この後素子分離領域２やサイドウォールス
ペーサ５上の未反応の金属層７を、アンモニア過水溶液
（ＮＨ₃ とＨ₂ Ｏ₂ との混合水溶液）でウェットエッチ
ング除去し、不純物拡散層６およびゲート電極４上にＴ
ｉＳｉ_x を残す。

【００２２】この後、８００℃程度の第２の熱処理によ
り、ＴｉＳｉ_x をＴｉＳｉ₂ に結晶変換する。この結
果、図２（ｃ）に示すように金属シリサイド層８が自己
整合的に不純物拡散層６およびゲート電極４上に形成さ
れる。ＴｉＳｉ₂ はＣ５４型結晶構造をもち、ＴｉＳｉ
_x に比較して低抵抗であり、抵抗率は１５μΩ・ｃｍ程
度である。なお、ゲート電極４上に酸化シリコン等のス
ペーサを残しておけば、ゲート電極４上に金属シリサイ
ド層８は形成されない。以上がサリサイドプロセスの要
部である。金属層７にＣｏを採用すれば、金属シリサイ
ド層８としてＣｏＳｉ₂ が形成される。ＮｉやＰｔ等他
の金属でも同様である。

【００２３】つぎに、図２（ｄ）に示すように全面に酸
化シリコン等により層間絶縁膜９を形成し、さらに接続
孔の開口形状を有するレジストマスク１０を形成する。

【００２４】さらに、レジストマスク１０をエッチング
マスクとして層間絶縁膜９をドライエッチングし、金属
シリサイド層８に臨む接続孔１１を開口する。図３
（ｅ）に示す状態はエッチング終了時点の状態を示す。
接続孔１１底部に露出する金属シリサイド層８表面等に
は、ドライエッチングに用いたエッチングガスに起因し
て、フルオロカーボン系ポリマ（不図示）が薄く付着し
ている。

【００２５】この後の工程、すなわち不要となったレジ
ストマスク１０やフルオロカーボン系ポリマを除去す
る。従来法であれば、酸素やオゾンをエッチングガスと
し、これらから生成する酸素活性種によりレジストマス
ク１０を酸化燃焼して除去するが、本発明においては窒
素系活性種によりレジストマスク１０を除去する。窒素
系活性種は、Ｎ₂ 、Ｎ₂ ＋Ｈ₂ 、ＮＨ₃ またはＮ₂ Ｈ₄
等を原料ガスとし、これらのガスを放電解離してＮ⁺ イ
オン、Ｎラジカル、ＮＨ⁺ イオンあるいはＮＨラジカル
等の形として得ることができる。またこれらのガスにさ
らにＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、ＮｅあるいはＫｒ等の希ガスを
混合すれば、放電による解離効率を向上することができ
る。

【００２６】窒素系活性種の生成は、これら原料ガスに
高エネルギの光、すなわち短波長の紫外光等を照射する
ことによってもよい。紫外光源としては、低圧および高
圧水銀ランプ、Ｄ₂ （重水素）ランプ、Ｘｅランプ、Ｘ
ｅ−Ｈｇランプ、ホローカソードランプ、エキシマレー
ザ、あるいはＳＲ (Synchrotron Orbital Radiation)光
等が例示される。

【００２７】さらに窒素系活性種の生成は、これら原料
ガスを熱励起しても得られる。すなわち原料ガスをヒー
タ加熱等により数百℃から千℃前後に加熱することによ
り、ガス分子の運動エネルギ、即ち回転、振動あるいは
並進等のエネルギを高めた窒素系活性種が得られる。

【００２８】レジストマスク１０が窒素系活性種により
除去された状態を図３（ｆ）に示す。この状態では、レ
ジストマスク１０とともに、接続孔１１底部に付着して
いたフルオロカーボン系ポリマも除去されている。また
接続孔１１底部に露出する金属シリサイド層８表面に
は、殆ど、あるいは全く酸化層が形成されることがな
い。

【００２９】この後、図３（ｇ）に示すように、次工程
のメタライゼーションプロセスにより第１層配線１２を
形成する。メタライゼーションプロセスに移る前に、接
続孔１１底部に露出する金属シリサイド層８表面に極く
僅かの酸化層、あるいは窒化層等の変質層が存在する場
合には、Ａｒ⁺ イオン等によりソフトエッチングして除
去してもよい。このソフトエッチングは、従来の条件よ
り軽度でよく、金属シリサイド層８表面が１〜２ｎｍ程
度の厚さでスパッタリング除去される条件でよい。また
Ａｒ⁺ イオン等によるソフトエッチングを全く用いず、
水素プラズマを照射するだけでもよい。ソフトエッチン
グと水素プラズマ照射を併用してもよい。

【００３０】第１層配線１２は、Ａｌ系金属やＣｕ系金
属等のスパッタリングあるいは化学的気相成長法等によ
り形成する。ＴｉＮ等のバリア層との積層構造としても
よい。また接続孔１１内に、タングステン等の高融点金
属によるコンタクトプラグを埋め込み、その表面を層間
絶縁膜９表面と同一レベルとなるように平坦化後、第１
層配線を形成してもよい。高融点金属によるコンタクト
プラグは、周知の選択ＣＶＤ法、あるいはブランケット
ＣＶＤ法とこれに引き続く化学的機械研磨法あるいはエ
ッチバック法により形成することができる。

【００３１】以上の工程により、高集積度半導体装置に
サリサイドプロセスを適用した際の、薄膜化された金属
シリサイド層にも充分対応できる、低抵抗コンタクト形
成プロセスを含む半導体装置の製造が可能となる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の半導体装置の製造方法の要部
につき、さらに具体的な実施例により、図１を参照して
説明する。

【００３３】〔実施例１〕本実施例は、半導体基板上に
形成された、ＣｏＳｉ₂ からなる金属シリサイド層上に
形成された、酸化シリコンからなる層間絶縁膜にレジス
トマスクを用いて接続孔を開口し、この後のレジストマ
スク除去工程に本発明を適用した例である。

【００３４】本実施例で採用した試料は、図１（ａ）に
その要部を示すように、ＭＩＳ型トランジスタ等の素子
（不図示）を形成したシリコン等の半導体基板１上に、
ＣｏＳｉ₂ からなる金属シリサイド層８を例えば８ｎｍ
の厚さに形成後、層間絶縁膜９およびレジストマスク１
０を形成したものである。これらのうち、金属シリサイ
ド層８はＣｏ金属膜のスパッタリングおよびその後の熱
処理による周知の方法により形成されたものである。ま
た層間絶縁膜９は酸化シリコンのプラズマＣＶＤあるい
は減圧ＣＶＤ等により、８００ｎｍの厚さに形成された
ものである。またレジストマスク１０は、化学増幅レジ
ストの塗布およびエキシマレーザ露光等により、０．１
８μｍの開口径にパターニングされたものである。

【００３５】図１（ａ）に示す試料を、平行平板型プラ
ズマエッチング装置の基板載置電極上にセッティング
し、レジストマスク１０から露出する層間絶縁膜９を下
記条件でエッチングした。 Ｃ₄ Ｆ₈ １２ ｓｃｃｍ ＣＯ ５０ ｓｃｃｍ Ａｒ １５０ ｓｃｃｍ Ｏ₂ ２ ｓｃｃｍ 圧力 ５ Ｐａ ＲＦ電力 １５００ Ｗ

【００３６】エッチングが終了し、接続孔が開口された
試料の状態を図１（ｂ）に示す。本エッチング工程で
は、エッチングガスの反応生成物およびレジストマスク
１０の分解生成物等の混合物からなるフルオロカーボン
系ポリマ１３が、レジストマスク１０およびパターニン
グされつつある接続孔の側面に堆積し、側壁保護膜とな
って異方性エッチングが進行する。また、露出した金属
シリサイド層８表面にもフルオロカーボン系ポリマ１３
が堆積している。

【００３７】そこで、図１（ｂ）に示す試料を、ＩＣＰ
(Inductively Coupled Plasma)タイプのプラズマ発生源
を有するダウンフロー型アッシング装置に搬送して基板
ステージ上に載置し、下記条件によりレジストマスク１
０およびフルオロカーボン系ポリマ１３をエッチング除
去し、接続孔１１を完成した。 ＮＨ₃ ５００ ｓｃｃｍ Ａｒ １５００ ｓｃｃｍ 圧力 ２５０ Ｐａ ＲＦ電力 ８００ Ｗ 基板ステージ温度 ２５０ ℃

【００３８】本エッチング条件によるレジストマスク１
０のエッチングレートは、約３００ｎｍ／ｍｉｎであ
り、図１（ｃ）に示すようにレジストマスク１０が除去
された段階においてフルオロカーボン系ポリマ１３も完
全に除去された。また本エッチング条件中には酸素活性
種は存在しないので、金属シリサイド層８表面に酸化層
が新たに形成されることがない。

【００３９】この後、必要に応じてＡｒ⁺ イオンを用い
てソフトエッチングを施し、金属シリサイド層８表面を
１〜２ｎｍ程度除去する。金属シリサイド層８表面に酸
化層あるいは変質層が存在しなければ、ソフトエッチン
グは省略することができる。

【００４０】図１（ｃ）に示す試料を次にＥＣＲ (Elec
tron Cyclotron Resonance) プラズマＣＶＤ装置に搬送
し、下記条件で水素プラズマ処理を施し、接続孔１１底
部に露出する金属シリサイド層８表面を清浄化する。 Ｈ₂ １００ ｓｃｃｍ 圧力 ０．５ Ｐａ マイクロ波電力 ２５００ Ｗ 基板ステージ温度 ４００ ℃ 本水素プラズマ処理により、金属シリサイド層８表面に
僅かに残る酸化層や変質層も除去され、低抵抗のコンタ
クトを形成する準備は完了する。なお、先のソフトエッ
チングは省略し、水素プラズマ処理のみ施してもよい。
またＡｒとＨ₂の混合ガスによりソフトエッチングを施
し、水素プラズマ処理を兼用してもよい。

【００４１】さて、以下は第１層配線形成のためのメタ
ライゼーション工程である。同じＥＣＲプラズマＣＶＤ
装置内で、図１（ｄ）に示すように、まずＴｉ層／Ｔｉ
Ｎ層各２０ｎｍの厚さからなるバリア層１４を形成す
る。バリア層の厚さは、層間絶縁膜９表面の平坦部分で
の厚さであり、接続孔１１の内部はカバレッジの関係で
２０ｎｍより薄く形成される。 Ｔｉ層のプラズマＣＶＤ条件 ＴｉＣｌ₄ ５ ｓｃｃｍ Ｈ₂ １５０ ｓｃｃｍ Ａｒ ２００ ｓｃｃｍ 圧力 １．０ Ｐａ マイクロ波電力 ２８００ Ｗ 基板ステージ温度 ４００ ℃ ＴｉＮ層のプラズマＣＶＤ条件 ＴｉＣｌ₄ ５ ｓｃｃｍ Ｈ₂ ７５ ｓｃｃｍ Ｎ₂ １５０ ｓｃｃｍ Ａｒ １５０ ｓｃｃｍ 圧力 １．０ Ｐａ マイクロ波電力 ２８００ Ｗ 基板ステージ温度 ４００ ℃

【００４２】つぎに、本実施例では第１層配線材料とし
てＣｕを採用し、原料ガスとしてＣｕ(hfac)(tmvs)を用
いた減圧ＣＶＤ法によりＣｕ金属層１５を形成した。Ｃ
ｕ(hfac)(tmvs)は、Ｃｕ原子に hfac(Hexafluoroacetyl
acetonate)とtmvs(Trimethylvinylsilane)が結合した有
機金属化合物である。 Ｃｕ金属層の減圧ＣＶＤ条件 Ｃｕ(hfac)(tmvs) ０．７ ｇ／ｍｉｎ Ｈ₂ １０００ ｓｃｃｍ 圧力 １５００ Ｐａ 基板ステージ温度 ２００ ℃

【００４３】Ｃｕ金属層１５は、接続孔１１内部にボイ
ド等を発生させることなく、充分に埋め込まれる迄形成
する。このとき、層間絶縁膜９上のＣｕ金属層１５は例
えば５００ｎｍの厚さである。この後、層間絶縁膜９上
のＣｕ金属層１５およびバリア層１４をパターニングし
て第１層金属配線を形成する。あるいは、化学的機械研
磨法により層間絶縁膜９上のＣｕ金属層１５およびバリ
ア層１４を除去して接続孔１１内にコンタクトプラグを
形成し、あらたに第１層金属配線を形成してもよい。

【００４４】本実施例によれば、レジストマスクの除去
工程で薄いＣｏＳｉ₂ からなる金属シリサイド層に酸化
層は形成されることがなく、したがって酸化層除去のた
めのソフトエッチングが不要、あるいは極く軽度で済
む。このため低抵抗の金属シリサイド層が膜減りあるい
はエッチオフされる不都合は解消され、サリサイドプロ
セスを用いた高集積度半導体装置を安定に製造すること
ができる。

【００４５】〔実施例２〕本実施例は、半導体基板上に
形成された、ＴｉＳｉ₂ からなる金属シリサイド層上に
形成された、酸化シリコンからなる層間絶縁膜に、レジ
ストマスクを用いて接続孔を開口し、この後のレジスト
マスク除去工程に本発明を適用した例である。

【００４６】本実施例で採用した試料は、同じく図１
（ａ）にその要部を示すようにＭＩＳ型トランジスタ等
の素子（不図示）を形成したシリコン等の半導体基板１
上に、ＴｉＳｉ₂ からなる金属シリサイド層８を例えば
８ｎｍの厚さに形成した点を除いては、前実施例１に準
じるものであるので、重複する説明は省略する。金属シ
リサイド層８はＴｉ金属膜のスパッタリングおよびその
後の熱処理による周知の方法により形成されたものであ
る。

【００４７】この後の工程、すなわち図１（ｂ）に示す
接続孔開口工程も前実施例１に準じるものであり、エッ
チング条件の詳細な記述は省略する。

【００４８】図１（ｂ）に示す試料をＩＣＰタイプのプ
ラズマ発生源を有するダウンフロー型アッシング装置に
搬送して基板ステージ上に載置し、本実施例ではＮ₂ ／
Ｈ₂混合ガスによる下記条件により、レジストマスク１
０およびフルオロカーボン系ポリマ１３をエッチング除
去し、接続孔１１を完成した。この工程は、マイクロ波
プラズマアッシング装置や、アノードカップル型の平行
平板型プラズマアッシング装置を用いてもよい。 Ｎ₂ １５００ ｓｃｃｍ Ｈ₂ ５００ ｓｃｃｍ 圧力 ２５０ Ｐａ ＲＦ電力 ８００ Ｗ 基板ステージ温度 ２５０ ℃

【００４９】本エッチング条件によるレジストマスク１
０のエッチングレートは約２００ｎｍ／ｍｉｎであり、
図１（ｃ）に示すようにレジストマスク１０が除去され
た段階においてフルオロカーボン系ポリマ１３も完全に
除去された。また本エッチング条件中には酸素活性種は
存在しないので、金属シリサイド層８表面に酸化層が新
たに形成されることがない。

【００５０】この後のＡｒ⁺ イオンを用いてのソフトエ
ッチング工程、水素プラズマ処理工程および第１層配線
のメタライゼーション工程等は、いずれも前実施例１と
同様でよい。第１層配線のメタライゼーション工程は、
Ｃｕ系金属層の減圧ＣＶＤの他に、Ａｌ系金属の高温ス
パッタリングや、タングステンの選択ＣＶＤやブランケ
ットＣＶＤ法によってもよい。

【００５１】本実施例によれば、レジストマスクの除去
工程で、薄く、また酸化されやすいＴｉＳｉ₂ からなる
金属シリサイド層に酸化層は形成されることがなく、し
たがって酸化層除去のためのソフトエッチングが不要、
あるいは極く軽度で済む。このため低抵抗の金属シリサ
イド層が膜減りあるいはエッチオフされる不都合は解消
され、サリサイドプロセスを用いた高集積度半導体装置
を安定に製造することができる。

【００５２】以上、本発明を２例の実施例により詳細に
説明したが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるも
のではない。

【００５３】例えば、実施例はいずれも半導体基板、す
なわち不純物拡散層上に形成された金属シリサイド層に
臨む接続孔を開口する工程後の、レジストマスク除去工
程に本発明を適用した。サリサイドプロセスでは多結晶
シリコンによるゲート電極およびゲート電極から延在す
る配線も金属シリサイド化されるが、これらゲート電極
・配線に臨む接続孔開口後のレジストマスク除去に本発
明を適用してもよいことは当然である。

【００５４】窒素系活性種の原料ガスとしてＮＨ₃ やＮ
₂ ／Ｈ₂ 混合ガスの他に、Ｎ₂ 単独ガスや、Ｎ₂ Ｈ
₄ （ヒドラジン）を用いてもよい。これらの原料ガスの
活性化手段として、放電励起の他に、光あるいは熱励起
を用いることもできる。これら励起装置は、光励起エッ
チング装置、あるいはガスエッチング装置として周知で
ある。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体装置の製造方法によれば、デザインルールの微
細化によりシャロージャンクション化した半導体装置へ
のサリサイドプロセスの適用にあたり、金属シリサイド
層の薄膜化にも充分対応できる、低抵抗のコンタクト形
成プロセスを含む半導体装置の製造方法を提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の工程を説明する概略断面図で
ある。

【図２】本発明が適用される半導体装置の製造方法を説
明する概略断面図である。

【図３】本発明が適用される半導体装置の製造方法を説
明する概略断面図であり、図２に続く工程を示す。

【符号の説明】

１…半導体基板、２…素子分離領域、３…ゲート絶縁
膜、４…ゲート電極、５…サイドウォールスペーサ、６
…不純物拡散層、７…金属層、８…金属シリサイド層、
９…層間絶縁膜、１０…レジストマスク、１１…接続
孔、１２…第１層配線、１３…フルオロカーボン系ポリ
マ、１４…バリア層、１５…Ｃｕ金属層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に金属シリサイド層が形成された半
   導体基板上に、層間絶縁膜を形成する工程、 前記層間絶縁膜上に、レジストマスクを形成する工程、 前記レジストマスクをエッチングマスクとして前記層間
   絶縁膜をエッチングし、前記金属シリサイド層に臨む接
   続孔を開口する工程、 前記レジストマスクを除去する工程、 前記接続孔内に導電材料層を埋め込む工程以上の工程を
   具備する半導体装置の製造方法であって、 前記レジストマスクを除去する工程は、 窒素系活性種によるドライエッチング工程であることを
   特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記窒素系活性種は、 Ｎ₂ 、Ｎ₂ ＋Ｈ₂ 、ＮＨ₃ およびＮ₂ Ｈ₄ から選ばれる
   少なくとも１種を含むガスの励起工程により得ることを
   特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記窒素系活性種は、 Ｎ₂ 、Ｎ₂ ＋Ｈ₂ 、ＮＨ₃ およびＮ₂ Ｈ₄ から選ばれる
   少なくとも１種と、 Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、ＮｅおよびＫｒから選ばれる少なく
   とも１種とを含むガスの励起工程により得ることを特徴
   とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記励起工程は、 放電解離励起、光励起および熱励起のうちのいずれか１
   種の励起によることを特徴とする請求項２または３記載
   の半導体装置の製造方法。