JPS61111544A - エツチング方法 - Google Patents
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- JPS61111544A JPS61111544A JP23345384A JP23345384A JPS61111544A JP S61111544 A JPS61111544 A JP S61111544A JP 23345384 A JP23345384 A JP 23345384A JP 23345384 A JP23345384 A JP 23345384A JP S61111544 A JPS61111544 A JP S61111544A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、例えば、半導体集積回路基板上の絶Ａ＆膜に
開孔された倣細孔底面のエッチング方法に関する。
開孔された倣細孔底面のエッチング方法に関する。
微細孔の底面をエッチングする技術は、半導体集積回路
の製造工程、例えば配線金属上に設けられるコンタクト
ホール形成工程においてしばしば用いられており、近年
は、＠積回路の高集積度化。
の製造工程、例えば配線金属上に設けられるコンタクト
ホール形成工程においてしばしば用いられており、近年
は、＠積回路の高集積度化。
配線の多層化に伴なって、ますます重要な技術となりつ
つある。その反面、コンタクトホール寸法の微細化、コ
ンタクトホール数の増加とともに、従来の技術では、コ
ンタクトホール底面の薄膜カ充分に除去し切れないとい
う間趙が生じている。
つある。その反面、コンタクトホール寸法の微細化、コ
ンタクトホール数の増加とともに、従来の技術では、コ
ンタクトホール底面の薄膜カ充分に除去し切れないとい
う間趙が生じている。
以下に、半導体集積回路多層配線工程でのコンタクトホ
ール形成の場合を主な工程順に断面図で示した第２図ｔ
ｉｔ乃至（ｄｌに沿って従来行なわれているエッチング
方法を説明する。第２図ｆａｒは半導体シリコン基板１
上のフィールド酸化膜２の表面に第１１（ｔｉｔ−８ｉ
膜を０．５μｍ堆積し、フォトリソグラフィ工程により
４１１−配線３を形成する工程、 ｌｂ）は第１層配線
３Ｉ３上に酸化膜を主成分とする０、７μ憔厚の層間絶
縁膜４を形成する工程、ｆｃｌはフォトリソグラフィ工
程により、ポジ型レジストにコンタクトホールパターン
を形成し、レジストをマスクとして、炭化弗素系カスの
プラズマエツチングにて、層間絶縁膜４にコンタクトホ
ール５を開孔した後、酸素プラズマにて、レジストの灰
化を行う工程である。この酸素７ラズマによる灰化工程
では、酸素イオン−’ｔ’＋ｙ素ラジカル等が存在し、
極めて強い酸化性雰囲気となっている。そのため、第１
層配１ｌｉｌＪ１３の露出した表面が強（酸化され、数
１０〜１００λの酸化アルミニウム膜６が成長する。ま
た、レジストの灰化工程で酸素プラズマを用いない湿式
法を用いても、この工程終了後次工程までの間に、第１
層配線３の露出表面は大気にさらされるためドライエツ
チングのときと同様に１０〜数ｌＯへの酸化アルミニウ
ム膜６が成長する。このような酸化膜６は、５ｇ１層配
線３とその上に形成される後述の第２層配線７との間の
コンタクトをとろつとする場合に、絶縁膜として働き、
コンタクト不良の原因となる。したがって、ｔｃ）の工
程で生じた酸化アルミニウム膜６をエッチング除去する
ために従来は、たとえば燐酸を主成分とする酸性の液を
処理液として使用していた。この場合コンタクトホール
５の寸法が５μ惜以上あれば上記のエツチング液がコン
タクトホール５内に充満するので、第１層配線３上の酸
化アルミニウム膜６をエッチング除去することが可能で
ある。しかし、コンタクトホール５の寸法が３μ爲程度
になるとＩＩＩのエツチング液がコンタクトホール５内
に浸入することが困難になる。たとえ液が浸入したとし
【もエッチングによって生じた気泡がコンタクトホール
５Ｖ′３から放出されず、その気泡がエッチングの進行
を阻止するという事態を招き、結局第１層配線３上の酸
化アルミニウム膜６が完全に除去されず残ってしまう。
ール形成の場合を主な工程順に断面図で示した第２図ｔ
ｉｔ乃至（ｄｌに沿って従来行なわれているエッチング
方法を説明する。第２図ｆａｒは半導体シリコン基板１
上のフィールド酸化膜２の表面に第１１（ｔｉｔ−８ｉ
膜を０．５μｍ堆積し、フォトリソグラフィ工程により
４１１−配線３を形成する工程、 ｌｂ）は第１層配線
３Ｉ３上に酸化膜を主成分とする０、７μ憔厚の層間絶
縁膜４を形成する工程、ｆｃｌはフォトリソグラフィ工
程により、ポジ型レジストにコンタクトホールパターン
を形成し、レジストをマスクとして、炭化弗素系カスの
プラズマエツチングにて、層間絶縁膜４にコンタクトホ
ール５を開孔した後、酸素プラズマにて、レジストの灰
化を行う工程である。この酸素７ラズマによる灰化工程
では、酸素イオン−’ｔ’＋ｙ素ラジカル等が存在し、
極めて強い酸化性雰囲気となっている。そのため、第１
層配１ｌｉｌＪ１３の露出した表面が強（酸化され、数
１０〜１００λの酸化アルミニウム膜６が成長する。ま
た、レジストの灰化工程で酸素プラズマを用いない湿式
法を用いても、この工程終了後次工程までの間に、第１
層配線３の露出表面は大気にさらされるためドライエツ
チングのときと同様に１０〜数ｌＯへの酸化アルミニウ
ム膜６が成長する。このような酸化膜６は、５ｇ１層配
線３とその上に形成される後述の第２層配線７との間の
コンタクトをとろつとする場合に、絶縁膜として働き、
コンタクト不良の原因となる。したがって、ｔｃ）の工
程で生じた酸化アルミニウム膜６をエッチング除去する
ために従来は、たとえば燐酸を主成分とする酸性の液を
処理液として使用していた。この場合コンタクトホール
５の寸法が５μ惜以上あれば上記のエツチング液がコン
タクトホール５内に充満するので、第１層配線３上の酸
化アルミニウム膜６をエッチング除去することが可能で
ある。しかし、コンタクトホール５の寸法が３μ爲程度
になるとＩＩＩのエツチング液がコンタクトホール５内
に浸入することが困難になる。たとえ液が浸入したとし
【もエッチングによって生じた気泡がコンタクトホール
５Ｖ′３から放出されず、その気泡がエッチングの進行
を阻止するという事態を招き、結局第１層配線３上の酸
化アルミニウム膜６が完全に除去されず残ってしまう。
この状態で第２図１ｄｌに示すようにＡｔの第２１配線
金属７を蒸着し、フォトリソグラフィーにより配線を形
成しても、上記の残留酸化アルミニウム膜６がバリアと
なって、第１層配線３と第２層配線７との良好なコンタ
クトがとれない。集積回路では、上述のようなコンタク
トのよくない箇所が１ケ所でもあれば配線としては不完
全となり、不良となる。以上のようｌこ従来のエッチン
グ技術では、半導体集積回路の集積度が高（なるにつれ
て、配線間のコンタクト不良の確圭が極めて高くなり、
素子の製造歩留りが格段に低下するという問題が生じて
いる。
金属７を蒸着し、フォトリソグラフィーにより配線を形
成しても、上記の残留酸化アルミニウム膜６がバリアと
なって、第１層配線３と第２層配線７との良好なコンタ
クトがとれない。集積回路では、上述のようなコンタク
トのよくない箇所が１ケ所でもあれば配線としては不完
全となり、不良となる。以上のようｌこ従来のエッチン
グ技術では、半導体集積回路の集積度が高（なるにつれ
て、配線間のコンタクト不良の確圭が極めて高くなり、
素子の製造歩留りが格段に低下するという問題が生じて
いる。
本発明は、上述の欠点を除去し、半導体集積回路におけ
るきわめて微細なコンタクトホールにおいても、歩留り
良く配線間コンタクト形成が可能なエッチング方法を提
供することを目的とする。
るきわめて微細なコンタクトホールにおいても、歩留り
良く配線間コンタクト形成が可能なエッチング方法を提
供することを目的とする。
本発明は、５μフル以下の大きさのコンタクトホールを
通じて、配ｙ層間に良好なコンタクトを形ｇするために
、コンタクトホール低面に残存する絶Ｍ、膜を酸性のエ
ツチング液にて除去するに際して、耐酸性の非イオン活
性剤を添加したエツチング液を用いて微細なコンタクト
ホール内にエツチング液を充満させることにより、該絶
縁膜を完全に除去できるようにしたものである。
通じて、配ｙ層間に良好なコンタクトを形ｇするために
、コンタクトホール低面に残存する絶Ｍ、膜を酸性のエ
ツチング液にて除去するに際して、耐酸性の非イオン活
性剤を添加したエツチング液を用いて微細なコンタクト
ホール内にエツチング液を充満させることにより、該絶
縁膜を完全に除去できるようにしたものである。
はじめに本発明の実施例を再び第２図を参照して説明す
る。本発明の主眼は、微細なコンタクトホール内にエツ
チング液を充満させることを可能とすることにある。す
なわち、本発明の実施例では、燐酸を主成分とするエツ
チング液に非イオン活性剤例えばポリエチレングリコー
ルラクリルエーテルを０．１容量％添加したものをエツ
チング液として用いる。この種の非イオン活性剤は酸に
対する耐性が大きく、酸中でも充分表面活性効果を発揮
する。従って第２図１ｄｌにおいて、このエツチング液
を用いるときはコンタクトホール５内にエッチング液が
充満し、第１層配線Ｍ３上の酸化アルミニウム膜５を完
全に除去することができる。
る。本発明の主眼は、微細なコンタクトホール内にエツ
チング液を充満させることを可能とすることにある。す
なわち、本発明の実施例では、燐酸を主成分とするエツ
チング液に非イオン活性剤例えばポリエチレングリコー
ルラクリルエーテルを０．１容量％添加したものをエツ
チング液として用いる。この種の非イオン活性剤は酸に
対する耐性が大きく、酸中でも充分表面活性効果を発揮
する。従って第２図１ｄｌにおいて、このエツチング液
を用いるときはコンタクトホール５内にエッチング液が
充満し、第１層配線Ｍ３上の酸化アルミニウム膜５を完
全に除去することができる。
その結果第２図ｉｄｌの第１層配線３と第２ノー配線７
との良好なコンタクトが得られるようになる。次に本発
明の別の実施例としてＳｉゲー）ＭＯＳ塑を界効果トラ
ンジスタに適用した例を第２図に做って主要な工程順に
第１図１ａｌ乃至ｉｄｌに示す。第２図と共通部分は同
一符号で表わしである。第１図１ａｌは、ポリシリコン
ゲート８．ソース９１．ドレイン９２を形成した後、層
間絶縁酸化膜１０を形成する工程である。ｔｂｌはソー
ス９１．ドレイン９２から電極を引き出すための３μｍ
角の極めて微細なコンタクトホール５１．５２ヲフオト
リソグラフイー技術により開口する工程である。この場
合も、フォトリソグラフィー後のレジスト灰化工程で酸
素ガスプラズマを使用し、その後も表面が大気に曝され
るためコンタクトホール５１ 、５２底面のソース９１
． ドレイン９２に相当するシリコン基板１が酸化さ
れ、その部分にそれぞれ１０〜数１ＯＡの酸化シリコン
膜１１゜１２が成長する。ｔｃ＋が本発明を適用する工
程であり、１：２０の希弗酸に０．１容量％のポリエチ
レングリコールラウリルエーテルを添加した酸性の液で
エッチングする。液は活性化されており、上記の微細な
開口部５１ 、５２にも充分浸入して、開口部底面の酸
化シリコン膜１１ 、１２を完全に除去することができ
る。その後、ＡＬ−５ｉｊｉを堆積し、フォ） １１ノ
グラフイー技術により配線パターン３１を形成すれば、
接触抵抗の極めて低い良好な配線が得られる。
との良好なコンタクトが得られるようになる。次に本発
明の別の実施例としてＳｉゲー）ＭＯＳ塑を界効果トラ
ンジスタに適用した例を第２図に做って主要な工程順に
第１図１ａｌ乃至ｉｄｌに示す。第２図と共通部分は同
一符号で表わしである。第１図１ａｌは、ポリシリコン
ゲート８．ソース９１．ドレイン９２を形成した後、層
間絶縁酸化膜１０を形成する工程である。ｔｂｌはソー
ス９１．ドレイン９２から電極を引き出すための３μｍ
角の極めて微細なコンタクトホール５１．５２ヲフオト
リソグラフイー技術により開口する工程である。この場
合も、フォトリソグラフィー後のレジスト灰化工程で酸
素ガスプラズマを使用し、その後も表面が大気に曝され
るためコンタクトホール５１ 、５２底面のソース９１
． ドレイン９２に相当するシリコン基板１が酸化さ
れ、その部分にそれぞれ１０〜数１ＯＡの酸化シリコン
膜１１゜１２が成長する。ｔｃ＋が本発明を適用する工
程であり、１：２０の希弗酸に０．１容量％のポリエチ
レングリコールラウリルエーテルを添加した酸性の液で
エッチングする。液は活性化されており、上記の微細な
開口部５１ 、５２にも充分浸入して、開口部底面の酸
化シリコン膜１１ 、１２を完全に除去することができ
る。その後、ＡＬ−５ｉｊｉを堆積し、フォ） １１ノ
グラフイー技術により配線パターン３１を形成すれば、
接触抵抗の極めて低い良好な配線が得られる。
以上二つの実施例で微細孔の大きさの下限は１μｍまで
適用することができる。１μ惧角以下の小さい孔では酸
エッチング自体不可能となる。
適用することができる。１μ惧角以下の小さい孔では酸
エッチング自体不可能となる。
なお本発明では、非イオン活性剤を上述のポリエチレン
グリコールラウリルエーテルに限ることなく例えば、ポ
リエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレン
グリコールアルキルフェニルエーテル、ポリエチレンク
リコール脂肪酸エステルなど非イオン活性剤全般を包括
することは言うまでもない。また本発明の方法は半導体
素子に限ることなく例えば単体の金属や合金などの微細
孔や複雑形状部でエッチング液が十分行きわたらないと
きに、その部分に形成された表面酸化被膜を除去する場
合などにも有効に作用する。
グリコールラウリルエーテルに限ることなく例えば、ポ
リエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレン
グリコールアルキルフェニルエーテル、ポリエチレンク
リコール脂肪酸エステルなど非イオン活性剤全般を包括
することは言うまでもない。また本発明の方法は半導体
素子に限ることなく例えば単体の金属や合金などの微細
孔や複雑形状部でエッチング液が十分行きわたらないと
きに、その部分に形成された表面酸化被膜を除去する場
合などにも有効に作用する。
以上説明したように、半導体素子にコンタクトホールを
設ける過程でレジストを灰化するとき、コンタクトホー
ルの底面となる下地が酸化雰囲気にさらされることや放
置されることによって下地面に酸化破膜が形成されるの
で、この酸化被膜を除去しなげればならないが、従来用
いてきた酸性工、テンダ液は５μ筒以下の微細なコンタ
クトホールではエッチング液がコンタクトホール内に浸
入しにくくその酸化被膜の除去が困難であり、コンタク
トホールを介して配線金属とのコンタクトをとるのに、
残された酸化被膜のもつ大きな電気抵抗に阻害されて良
好な接続状態が得られなかったのに対して、本発明によ
れば実施例で述べたごとく、半導体素子に悪影響を及ば
ずことなく濡れ性を良くする耐酸性の非イオン活性剤を
添加した酸性エッチング液を用いることにより、５μｍ
以下の微細孔径のコンタクトホールでも微細孔中に十分
エッチング液が浸入充満し、残存する酸化被膜は完全に
除去されるので、多数の砿細なコンタクトホールを必要
とする半導体集積回路を＃造するに当って多ノー配線間
や半導体基板と配線金属間に極めて歩留りよくｔ気的に
良好なコンタクトを得ることができ・ｂ。
設ける過程でレジストを灰化するとき、コンタクトホー
ルの底面となる下地が酸化雰囲気にさらされることや放
置されることによって下地面に酸化破膜が形成されるの
で、この酸化被膜を除去しなげればならないが、従来用
いてきた酸性工、テンダ液は５μ筒以下の微細なコンタ
クトホールではエッチング液がコンタクトホール内に浸
入しにくくその酸化被膜の除去が困難であり、コンタク
トホールを介して配線金属とのコンタクトをとるのに、
残された酸化被膜のもつ大きな電気抵抗に阻害されて良
好な接続状態が得られなかったのに対して、本発明によ
れば実施例で述べたごとく、半導体素子に悪影響を及ば
ずことなく濡れ性を良くする耐酸性の非イオン活性剤を
添加した酸性エッチング液を用いることにより、５μｍ
以下の微細孔径のコンタクトホールでも微細孔中に十分
エッチング液が浸入充満し、残存する酸化被膜は完全に
除去されるので、多数の砿細なコンタクトホールを必要
とする半導体集積回路を＃造するに当って多ノー配線間
や半導体基板と配線金属間に極めて歩留りよくｔ気的に
良好なコンタクトを得ることができ・ｂ。
第１図は本発明の適用されるＳｉゲー）ＭＯ８型電界効
果トランジスタの主な製造工程順を示した断面図、第２
図は従来および本発明の適用される半導体集積回路の主
な製造工程順を示した断面図である。 ｌ・・・シリコン基板、２・・・フィールド酸化膜、３
．３１・・・第１層配線、４，１０・・・層間絶縁膜。 ５ 、５１、．５２・・・コンタクトホール、６・・・
酸化アルミニウム膜、７・・・第２層配線、８・・・ポ
リシリコンゲート、９１・・・ソース、９２・・・ドレ
イン。
果トランジスタの主な製造工程順を示した断面図、第２
図は従来および本発明の適用される半導体集積回路の主
な製造工程順を示した断面図である。 ｌ・・・シリコン基板、２・・・フィールド酸化膜、３
．３１・・・第１層配線、４，１０・・・層間絶縁膜。 ５ 、５１、．５２・・・コンタクトホール、６・・・
酸化アルミニウム膜、７・・・第２層配線、８・・・ポ
リシリコンゲート、９１・・・ソース、９２・・・ドレ
イン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）微細孔の底面に生成される酸化被膜をエッチング除
去する方法において、耐酸性の非イオン活性剤を含む酸
性エッチング液を用いることを特徴とするエッチング方
法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、微細孔
の大きさは１〜５μｍ角であることを特徴とするエッチ
ング方法。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法にお
いて、酸化被膜がＡｌ＿２Ｏ＿３であり、燐酸を主成分
とするエッチング液を用いることを特徴とするエッチン
グ方法。 ４）特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法にお
いて、酸化被膜がＳｉＯ＿２であり、弗酸を主成分とす
るエッチング液を用いることを特徴とするエッチング方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23345384A JPS61111544A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | エツチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23345384A JPS61111544A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | エツチング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61111544A true JPS61111544A (ja) | 1986-05-29 |
| JPH0416011B2 JPH0416011B2 (ja) | 1992-03-19 |
Family
ID=16955272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23345384A Granted JPS61111544A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | エツチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61111544A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9290695B2 (en) | 2013-04-19 | 2016-03-22 | Joled Inc | Method for manufacturing a thin-film semiconductor device using an etching solution for an aluminum oxide film |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5956482A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-31 | Daikin Ind Ltd | エツチング剤組成物 |
-
1984
- 1984-11-06 JP JP23345384A patent/JPS61111544A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5956482A (ja) * | 1982-08-30 | 1984-03-31 | Daikin Ind Ltd | エツチング剤組成物 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9290695B2 (en) | 2013-04-19 | 2016-03-22 | Joled Inc | Method for manufacturing a thin-film semiconductor device using an etching solution for an aluminum oxide film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0416011B2 (ja) | 1992-03-19 |
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