(57)【要約】　　　（修正有）【課題】半導体基板と金属配線とのコンタクトを形成するとき、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程にて、酸化膜２の側壁２ａが逆テーパー形状となるのを防ぐことができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１の上に酸化膜２を形成した後、半導体基板１の表層にＰ＋型拡散層３をイオン注入により形成する。酸化膜２の上にＢＰＳＧ膜４を形成した後、酸化膜２及びＢＰＳＧ膜４にコンタクトホールを形成する。次に、コンタクトホールの底部に位置する半導体基板１の表面上に自然に生成した酸化膜をウェットエッチングにより除去する。このとき、第１の薬液を用いて、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａを後退させ、酸化膜２の上側表面２ｂを露出させる。続いて、第２の薬液を用いて、酸化膜２を側壁２ａに加え、上側表面２ｂからもエッチングが進行するようにする。【選択図】　　　　図１
2004079894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板（１）の上に酸化膜（２）を形成する工程と、
前記半導体基板（１）の表層にイオン注入により不純物拡散層（３）を形成する工程と、
前記酸化膜（２）の上に層間絶縁膜（４）を形成する工程と、
前記酸化膜（２）及び前記層間絶縁膜（４）にコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールを形成した後、前記コンタクトホールの底部に位置する前記半導体基板（１）の表面上の自然酸化膜をウェットエッチングにより除去する工程と、
前記コンタクトホールの内部及び前記層間絶縁膜（４）の上に金属配線（６、７）を成膜し、前記不純物拡散層（３）と前記金属配線（６、７）とを電気的に接続する工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記自然酸化膜（２）をウェットエッチングにより除去する工程では、前記層間絶縁膜（４）の側壁（４ａ）を後退させることで、前記酸化膜（２）の上側表面（２ｂ）を前記層間絶縁膜（４）から露出させ、前記酸化膜（２）を前記上側表面（２ｂ）及び側壁（２ａ）の両側からエッチングすることで、前記酸化膜（２）の上側と下側での前記コンタクトホールの開口幅を同じにする、又は前記酸化膜の上側での前記コンタクトホールの開口幅を下側の前記開口幅よりも広くすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記自然酸化膜（２）をウェットエッチングにより除去する工程は、前記層間絶縁膜（４）の側壁（４ａ）を後退させ、前記酸化膜（２）の上側表面（２ｂ）を前記層間絶縁膜（４）から露出させる第１のエッチング工程と、前記酸化膜（２）を前記上側表面（２ｂ）及び側壁（２ａ）の両側からエッチングする第２のエッチング工程とを有する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。
【請求項３】
前記第１のエッチング工程では、前記層間絶縁膜（４）の側壁（４ａ）の後退量（８）が、前記酸化膜（２）の膜厚（９）よりも長くなるようにエッチングを行うことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体基板（１）の上に酸化膜（２）を形成する工程と、
前記半導体基板（１）の表層にイオン注入により不純物拡散層（３）を形成する工程と、
前記酸化膜（２）の上に層間絶縁膜（４）を形成する工程と、
前記酸化膜（２）及び前記層間絶縁膜（４）にコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールを形成した後、前記コンタクトホールの底部に位置する前記半導体基板（１）の表面上の自然酸化膜をウェットエッチングにより除去する工程と、
前記コンタクトホールの内部及び前記層間絶縁膜（４）の上に金属配線（６、７）を成膜し、前記不純物拡散層（３）と前記金属配線（６、７）とを電気的に接続する工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記自然酸化膜（２）をウェットエッチングにより除去する工程は、前記層間絶縁膜（４）及び前記酸化膜（２）を同時にエッチングした場合、前記層間絶縁膜（４）のエッチング速度が前記酸化膜（２）のエッチング速度よりも大きい第１のエッチング液を用いてエッチングを行う工程と、
同一材料内において不純物濃度が異なる領域が存在しているとき、前記不純物濃度が異なる領域間でのエッチング速度差が前記第１のエッチング液よりも小さい第２のエッチング液を用いてエッチングを行う工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２のエッチング液は、前記酸化膜（２）を側壁（２ａ）からエッチングした場合、前記酸化膜（２）のうち、前記層間絶縁膜（４）との界面近傍である上層と、前記半導体基板（１）との界面近傍である下層とにおける所定時間での側壁（２ａ）の後退量を比較したとき、前記下層における後退量の上層における後退量に対する比が、１以上１．２未満であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
半導体基板（１）の上に酸化膜（２）を形成する工程と、
前記半導体基板（１）の表層にイオン注入により不純物拡散層（３）を形成する工程と、
前記酸化膜（２）の上に層間絶縁膜（４）を形成する工程と、
前記酸化膜（２）及び前記層間絶縁膜（４）にコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールを形成した後、前記コンタクトホールの底部の前記半導体基板（１）の表面上の自然酸化膜をウェットエッチングにより除去する工程と、
前記コンタクトホールの内部及び前記層間絶縁膜（４）の上に金属配線（６、７）を成膜し、前記不純物拡散層（３）と前記金属配線（６、７）とを電気的に接続する工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記不純物拡散層（３）を形成する工程と前記層間絶縁膜（４）を形成する工程との間に、前記酸化膜（２）のうち、前記層間絶縁膜（４）との界面近傍の領域での不純物濃度が、前記半導体基板（１）との界面近傍の領域と比較して、同等、又は高くなるように前記酸化膜（２）に対してイオン注入を行う工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
半導体基板（１）の上に酸化膜（２）を形成する工程と、
前記半導体基板（１）の表層にイオン注入により不純物拡散層（３）を形成する工程と、
前記酸化膜（２）の上に層間絶縁膜（４）を形成する工程と、
前記酸化膜（２）及び前記層間絶縁膜（４）にコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールを形成した後、前記コンタクトホールの底部の前記半導体基板（１）の表面上の自然酸化膜をウェットエッチングにより除去する工程と、
前記コンタクトホールの内部及び前記層間絶縁膜（４）の上に金属配線（６、７）を成膜し、前記不純物拡散層（３）と前記金属配線（６、７）とを電気的に接続する工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記コンタクトホールを形成する工程と、前記自然酸化膜（２）を除去する工程との間に、前記コンタクトホールを構成する前記酸化膜（２）及び前記層間絶縁膜（４）の側壁（２ａ、４ａ）の表面上に保護膜（１１）を形成する工程を有し、
前記自然酸化膜を除去する工程では、前記酸化膜（２）及び前記層間絶縁膜（４）の側壁（２ａ、４ａ）が前記保護膜（１１）にて覆われている状態でウェットエッチングを行い、前記自然酸化膜を除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記保護膜を形成する工程は、前記層間絶縁膜（４）の上から、前記コンタクトホールを構成する前記層間絶縁膜（４）及び前記酸化膜（２）の側壁（２ａ、４ａ）の上と、前記コンタクトホールの底に位置する前記半導体基板（１）の表面上とに渡って、酸化膜（１１）を形成し、該酸化膜（１１）を前記側壁（２ａ、４ａ）に残るようにエッチングすることで、前記保護膜としての酸化膜（１１）を形成することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板と外部配線とを電気的に接続させるためのコンタクトの形成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】
図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ）〜（ｄ）に従来技術の一例として半導体基板上のＰ＋型拡散層と半導体基板上に形成されたＡｌ配線とのコンタクトを形成する工程を示す。
【０００３】
図４（ａ）、（ｂ）に示す工程にて、シリコン基板により構成された半導体基板１の上に熱酸化法によりシリコン酸化膜２を形成する。なお、以下では、シリコン酸化膜を単に酸化膜と呼ぶ。その後、半導体基板１の表層にボロンイオンを注入し、熱処理することで、所望の表面濃度及び拡散深さのＰ＋型拡散層３を形成する。図４（ｃ）に示す工程にて、層間絶縁膜となるＢＰＳＧ膜４を形成する。図４（ｄ）に示す工程にて、レジストマスク５を形成し、レジストマスク５を介して、ＢＰＳＧ膜４と酸化膜２とをエッチングする。これにより、コンタクト形成予定領域にて、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａ及び酸化膜２の側壁２ａにより構成されたコンタクトホールを形成する。
【０００４】
図５（ａ）に示す工程にて、レジストマスク５を除去し、ＢＰＳＧ膜４に対してリフロー処理を行うことで、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａの上側角部を丸くする。このとき、コンタクトホールの底に位置し、ＢＰＳＧ膜４及び酸化膜２から露出されている半導体基板１の表面が空気に触れることで、この表面上には自然に酸化膜が生じている。なお、以下ではこの酸化膜を自然酸化膜と呼ぶ。
【０００５】
図５（ｂ）に示す工程にて、コンタクトホールの底に位置する半導体基板１の表面上に形成された自然酸化膜を除去するためにウェットエッチング工程を行う。なお、エッチング方法としては、ウェットエッチングの他にドライエッチングがあるが、通常、低コストで行えるウェットエッチングが行われる。図５（ｃ）に示す工程にて、ＢＰＳＧ膜４の上からコンタクトホールを介してＰ＋型拡散層３上に至って、ＴｉＮ膜６とＡｌ膜７とからなるＡｌ配線をスパッタリング法により形成する。なお、このＴｉＮ膜６はＡｌがＳｉ中に拡散するのを防止するためのバリアメタルとして機能を有する。このようにして、コンタクトが形成され、その後、図５（ｄ）に示す工程にて、図示しないが、Ａｌ配線上にパッシベーション膜の成膜、及びアニール工程等を経て、半導体装置が形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図４（ｂ）に示すボロン等の導電型不純物をイオン注入する工程では、酸化膜２の中に不純物が残留する。また、イオン注入後の熱処理により、半導体基板１の表層に注入された不純物が酸化膜２に拡散する。このため、酸化膜２は半導体基板１との界面近傍の領域にて不純物濃度が高くなっている。
【０００７】
そして、図５（ｂ）に示す自然酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程では、自然酸化膜だけでなく、ＢＰＳＧ膜４及び酸化膜２も同時にエッチングされる。一般的にウェットエッチング工程では、酸化膜中に含まれる不純物の濃度が高いほど、酸化膜のエッチング速度が大きい。このため、酸化膜２中における半導体基板１との界面近傍の領域と、ボロンやリンが多量に含まれているＢＰＳＧ膜４のエッチング速度が大きくなる。この結果、図５（ｂ）に示すように、コンタクトホールを構成する酸化膜２の側壁２ａが逆テーパー形状になってしまう。なお、この逆テーパー形状とは、コンタクトホールの開口幅が上側から下側に向けて、徐々に広くなっている状態を意味する。
【０００８】
酸化膜２の側壁２ａが逆テーパー形状、言い換えると、側壁２ａの上側に突起部が存在した状態で、図５（ｃ）に示す工程にて、ＴｉＮ膜６をスパッタリング法にて成膜したとき、酸化膜２の側壁２ａの突起部上にてＴｉＮ膜６の膜厚６ａが厚くなると同時に側壁２ａの近傍のＴｉＮ膜６の膜厚６ｂが局所的に薄くなる。このため、バリア性が低下し、図５（ｄ）に示すように、パッシベーション膜等のアニール処理を行ったとき、このＴｉＮ膜６の局所的に薄い部分６ａを介してＡｌ膜７からシリコン基板１中にＡｌが釘状に拡散する、いわゆるアロイスパイク１２と呼ばれる不良が生じる。この結果、半導体回路のリーク電流が増加し、動作不良が発生してしまう。
【０００９】
この対策として、特開平８−２９８２４８号公報にて提案されている方法がある。図６にこの方法によるコンタクトの形成工程を示す。この方法では、まず図４（ａ）〜（ｄ）に示す工程と同様にコンタクトホールを形成する。このとき、図４（ｂ）に示す工程では、Ｐ型拡散層３の不純物濃度を低く設定する。
【００１０】
図６（ａ）に示す工程では、ＢＰＳＧ膜４の上にレジストマスク１３を形成し、このレジストマスク１３を介して、導電型不純物としてボロンを再度イオン注入する。これにより、コンタクト層１４を形成する。この工程は、Ｐ型拡散層３の不純物濃度が低い場合、コンタクト抵抗が高くなり回路の性能が低下してしまうので、これを防ぐために行う。図６（ｂ）に示す工程にて、レジストマスク１３を除去し、ＢＰＳＧ膜４に対するリフロー処理を行い、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチングを行う。図６（ｃ）に示す工程にて、ＴｉＮ膜６とＡｌ膜７とを成膜する。
【００１１】
この方法では、酸化膜２の内部に存在する不純物を低減することができる。したがって、図６（ｂ）に示す工程におけるウェットエッチング工程後に酸化膜２の側壁２ａが逆テーパー形状になりにくくすることができる。
【００１２】
しかしながら、この方法であっても、酸化膜２の内部に不純物が存在し、酸化膜２の内部にて膜厚方向における不純物濃度の不均一が生じるため、自然酸化膜のウェットエッチング工程において、酸化膜２の側壁２ａが逆テーパー形状になってしまう可能性がある。
【００１３】
本発明は上記点に鑑みて、コンタクトを形成するとき、自然酸化膜をエッチングする工程にて、コンタクトホールを構成する酸化膜の側壁が逆テーパー形状となるのを抑制することができる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】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、コンタクトを形成する際の自然酸化膜（２）を除去するためのウェットエッチング工程において、層間絶縁膜（４）の側壁（４ａ）を後退させることで、酸化膜（２）の上側表面（２ｂ）を層間絶縁膜（４）から露出させ、酸化膜（２）を上側表面（２ｂ）及び側壁（２ａ）の両側からエッチングすることで、酸化膜（２）の上側と下側でのコンタクトホールの開口幅を同じにする、又は酸化膜の上側でのコンタクトホールの開口幅を下側の開口幅よりも広くすることを特徴としている。
【００１５】
このように酸化膜を側壁からだけでなく上側表面からもエッチングし、酸化膜（２）の上側と下側でのコンタクトホールの開口幅を同じにする、又は酸化膜の上側でのコンタクトホールの開口幅を下側の開口幅よりも広くすることで、ウェットエッチング後に酸化膜の側壁が逆テーパー形状となるのを防ぐことができる。これにより、酸化膜の開口端部の上側に突起部が存在しない状態となることから、層間絶縁膜上からコンタクトホールの内部に至って、バリアメタルを均一の膜厚にて成膜することができる。この結果、アロイスパイクの発生を抑制することができる。
【００１６】
請求項２に示すように、自然酸化膜（２）をウェットエッチングにより除去する工程にて、第１のエッチング工程と、第２のエッチング工程とを行うこともできる。
【００１７】
また、請求項３に示すように、第１のエッチング工程では、層間絶縁膜（４）の側壁４ａの後退量（８）が、酸化膜（２）の膜厚（９）よりも長くなるようにエッチングを行うのが好ましい。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、自然酸化膜（２）をウェットエッチングにより除去する工程は、層間絶縁膜（４）及び酸化膜（２）を同時にエッチングした場合、層間絶縁膜（４）のエッチング速度が酸化膜（２）のエッチング速度よりも大きい第１のエッチング液を用いてエッチングを行う工程と、同一材料内において不純物濃度が異なる領域が存在しているとき、不純物濃度が異なる領域間でのエッチング速度差が第１のエッチング液よりも小さい第２のエッチング液を用いてエッチングを行う工程とを有することを特徴としている。
【００１９】
具体的に、このようにエッチングを行うことができる。第１のエッチング液を用いてエッチングすることで、酸化膜上の層間絶縁膜を後退させ、酸化膜の上側表面を層間絶縁膜から露出させることができる。第２のエッチング液を用いてエッチングを行うことで、酸化膜のうち、半導体基板との界面近傍である下層の所定時間における後退量と、層間絶縁膜との界面近傍である上層での後退量との差を少なくすることができ、さらに、側壁側からだけでなく、上側表面からも酸化膜をエッチングすることから、酸化膜の側壁が逆テーパー形状となるのを抑制することができる。
【００２０】
また、請求項５に示すように、第２のエッチング液として、酸化膜（２）を側壁（２ａ）からエッチングした場合、酸化膜（２）のうち、半導体基板（１）との界面近傍である上層と、層間絶縁膜（４）との界面近傍である下層とにおける所定時間での側壁（２ａ）の後退量を比較したとき、下層における後退量の上層における後退量に対する比が、１以上１．２未満である薬液を用いることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明では、不純物拡散層（３）を形成するために半導体基板（１）の表層へイオン注入を行う工程の後、半導体基板（１）の上の酸化膜（２）に対してイオン注入を行う。このとき、酸化膜（２）のうち、層間絶縁膜（４）との界面近傍の領域での不純物濃度が、半導体基板（１）との界面近傍の領域と比較して、同等、又は高くなるようにイオン注入を行うことを特徴としている。
【００２２】
これにより、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程において、酸化膜のうち、半導体基板との界面近傍の領域でのエッチング速度が、層間絶縁膜との界面近傍の領域でのエッチング速度よりも大きくなるのを防ぐことができる。このため、ウェットエッチング後に酸化膜の側壁が逆テーパー形状となるのを抑制することができる。酸化膜の開口端部の上側に突起部が存在しない状態となることから、層間絶縁膜上からコンタクトホールの内部に至って、バリアメタルを均一の膜厚にて成膜することができる。この結果、アロイスパイクの発生を抑制することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明では、コンタクトホールを形成する工程の後、コンタクトホールを構成する酸化膜（２）及び層間絶縁膜（４）の側壁（２ａ、４ａ）の表面上に保護膜（１１）を形成する工程を行い、自然酸化膜（２）を除去する工程では、酸化膜（２）及び層間絶縁膜（４）の側壁（２ａ、４ａ）が保護膜（１１）にて覆われている状態で、自然酸化膜をウェットエッチングにより除去することを特徴としている。
【００２４】
これにより、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程のとき、コンタクトホールを構成する酸化膜はエッチングされないので、ウェットエッチング後に酸化膜の側壁が逆テーパー形状となるのを防ぐことができる。そして、酸化膜の開口端部の上側に突起部が存在しない状態となることから、層間絶縁膜上からコンタクトホールの内部に至って、バリアメタルを均一の膜厚にて成膜することができる。この結果、アロイスパイクの発生を抑制することができる。
【００２５】
この保護膜としては、請求項８に示す方法により形成された酸化膜（１１）を用いることができる。
【００２６】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に本発明の第１実施形態におけるコンタクトの形成工程の一部を示す。図１（ａ）は、図５（ａ）にて示される半導体装置の断面のうち、コンタクトホールを構成する酸化膜２の側壁２ａ及びＢＰＳＧ膜４の側壁４ａの片側を拡大した図である。
【００２８】
まず、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程の前までは、従来と同様に行う。すなわち、図４（ａ）〜（ｄ）に示す工程にて、酸化膜２及びＢＰＳＧ膜４にコンタクトホールを形成した後、図５（ａ）に示す工程にて、ＢＰＳＧ膜４に対してリフロー処理を行う。
【００２９】
本実施形態では、半導体基板１の表層に形成されたＰ＋型拡散層３は、導電型不純物としてボロンが用いられており、表面濃度が４×１０２０ｃｍ−３であり、拡散深さは０．６μｍとなっている。また、ＢＰＳＧ膜４中のボロン濃度は２．９ｗｔ％であり、リン濃度は３．９ｗｔ％である。
【００３０】
また、ＢＰＳＧ膜４及び酸化膜２に含まれる不純物濃度を比較すると、ＢＰＳＧ膜４＞酸化膜２中の半導体基板１との界面近傍＞酸化膜２中のＢＰＳＧ膜４との界面近傍、となっている。そこで、ＢＰＳＧ膜４に対してリフロー処理をした後、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程では、図１（ｂ）に示す第１のエッチング工程と、図１（ｃ）に示す第２のエッチング工程を行う。
【００３１】
まず、図１（ｂ）に示す第１のエッチング工程では、酸化膜をエッチングするとき、酸化膜に存在する不純物の濃度によって、酸化膜のエッチング速度が異なり、その不純物濃度差によるエッチング速度差が大きな薬液Ａを用いて、ウェットエッチングを行う。この薬液Ａとしては、例えば、５０倍の水で希釈したＨＦ液（１／５０ＨＦ液）を用いる。なお、この薬液Ａが特許請求の範囲に記載の第１のエッチング液に相当する。
【００３２】
これにより、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａを図１（ｂ）に示すように、点線の位置から実線にて示されている位置へ後退させ、酸化膜２の側壁２ａの近傍の上側表面２ｂをＢＰＳＧ膜４から露出させる。この第１のエッチング工程では、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａの後退量８が、酸化膜２の膜厚９よりも長くなるようにエッチングを行う。この理由は後述の第２のエッチング工程において、酸化膜２の開口端部、つまり側壁２ａの上側に突起部が存在しないようにするためである。このとき、酸化膜２の半導体基板１との界面近傍の領域も後退するが、酸化膜２の側壁２ａの後退量よりもＢＰＳＧ膜４の側壁４ａの後退量の方が多くなっている。なお、１／５０ＨＦ液を用い場合では、ＢＰＳＧ膜４と酸化膜２との所定時間あたりの後退量の比は８：１である。
【００３３】
また、この第１のエッチング工程では、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａの後退量８が、酸化膜２の膜厚９よりも長くなるように、エッチング時間はＢＰＳＧ膜４に含まれる不純物の濃度に合わせて設定する。
【００３４】
この薬液Ａとしては、酸化膜２とＢＰＳＧ膜４とを同時にエッチングしたとき、ＢＰＳＧ膜４の所定時間あたりのエッチング量、すなわち、エッチング速度が酸化膜２のエッチング速度よりも大きい薬液であれば、１／５０ＨＦ液に限らず、他の濃度、種類の薬液を使用することができる。この場合においても、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａの後退量８が、酸化膜２の膜厚９よりも長くなるように、エッチング時間を設定する。
【００３５】
図１（ｃ）に示す第２のエッチング工程では、不純物濃度差によるエッチング速度差が小さな薬液Ｂを用いて、ウェットエッチングを行う。この薬液Ｂとしては、例えば、１０倍の水で希釈したＨＦ−ＮＨ４Ｆ系のＢＨＦ液（１／１０ＢＨＦ液）を用いる。なお、この薬液Ｂが特許請求の範囲に記載の第２のエッチング液に相当する。
【００３６】
ウェットエッチングでは酸化膜のうち、薬液に接する領域がエッチングされる。したがって、この第２のエッチング工程では、酸化膜２の側壁２ａ側からエッチングが進行するのに加え、第１のエッチング工程により露出した酸化膜２の上側表面２ｂ側からもエッチングが進行する。また、薬液Ｂを用いてエッチングすることから、酸化膜２のうち、半導体基板１との界面近傍における後退量が少なくなっている。
【００３７】
この結果、酸化膜２の形状を図１（ｃ）中の点線の状態から実線にて示す状態つまり、酸化膜２の側壁２ａの上側に突起部が存在せず、酸化膜２の側壁２ａを順テーパー形状とすることができる。なお、この順テーパー形状とは、酸化膜２におけるコンタクトホールの開口幅が上側から下側に向かうにつれ、徐々に狭い形状となっていることを意味する。
【００３８】
この第１のウェットエッチング及び第２のウェットエッチングにて、自然酸化膜を除去した後、図５（ｃ）に示す工程と同様に、ＢＰＳＧ膜４の表面上から、コンタクトホールを構成するＢＰＳＧ膜４の側壁４ａ及び酸化膜２の側壁２ａの上及びコンタクトホールの底に位置する半導体基板１の表面上に渡って、バリアメタルとしてのＴｉＮ膜６及びＡｌ膜７をスパッタリング法により成膜する。続いて、その上にパッシベーション膜の成膜、アニール工程等を経ることで、半導体装置が製造される。
【００３９】
本実施形態では、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチングにおいて、このように２種類の薬液を用いてエッチングを行うことで、ＢＰＳＧ膜４の側壁を後退させ、酸化膜２の側壁２ａの上側に突起部が存在せず、酸化膜２の側壁２ａが順テーパー形状とすることができる。このため、酸化膜２の側壁２ａの上でのＴｉＮ膜６のカバレッジを従来よりも向上させることができ、すなわち、全領域におけるＴｉＮ膜６の膜厚が均一となるようにＴｉＮ膜６を成膜することができる。この結果、ＴｉＮ膜６の局所的に薄い部分が存在しないので、アロイスパイクの発生を防ぐことができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、酸化膜２の側壁２ａが順テーパー形状となる場合を説明したが、側壁２ａが順テーパー形状でなくても、側壁２ａの上側に突起部が存在しない状態であれば良い。すなわち、酸化膜２の上側と下側とにおけるコンタクトホールの開口幅を同じとなるようにしても良い。これによっても、酸化膜２の側壁２ａの上でのＴｉＮ膜６のカバレッジを従来よりも向上させることができる。
【００４１】
なお、図１（ｃ）の工程にて使用する薬液Ｂとしては、同一の材料内、つまり、酸化膜２において、不純物濃度が異なる領域が存在しているとき、濃度が異なる領域間でのエッチング速度差が薬液Ａよりも小さなものを用いるのが好ましい。具体的には、薬液Ａとしての１／５０ＨＦ液を用いてウェットエッチングを行ったとき、酸化膜２の側壁２ａの所定時間における後退量の酸化膜２の上層（ＢＰＳＧ膜４との界面近傍）と下層（半導体基板１との界面近傍）との比は、上層：下層＝１：１．２であった。また、エッチング速度差はできるだけない方が良い。したがって、薬液Ｂとしては、この上層と下層との比がこれよりも１：１に近い薬液を用いるのが好ましい。つまり、酸化膜（２）の上層と下層とにおける所定時間での側壁（２ａ）の後退量を比較したとき、下層における後退量の上層における後退量に対する比が、１以上１．２未満である薬液を用いることが好ましい。
【００４２】
なお、本実施形態では、２種類の薬液を用いてウェットエッチングを行っていたが、１種類の薬液だけを用いてウェットエッチングを行うこともできる。この場合では、図１（ａ）に示すように、コンタクトホールを形成した後、薬液Ｂを用いてウェットエッチングを行う。上記と同様に薬液Ｂとして、１／１０ＢＨＦ液を用いる。このＢＨＦ液を用いたエッチングでは、任意のエッチング時間でのＢＰＳＧ膜４と酸化膜２との後退量の比は４：１であり、１／５０ＨＦ液を用いたエッチングよりもＢＰＳＧ膜４のエッチング速度が小さい。したがって、１／５０ＨＦ液を用いたときよりもエッチング時間を長くする。
【００４３】
このように、薬液Ｂのみを用いてエッチングする場合では、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａを後退させ、酸化膜２の上部を十分に露出させ、さらに、酸化膜２を側壁２ａ側からと、露出した酸化膜２の上側表面２ｂ側からの両側から十分にエッチングを進行させるように、エッチング時間を適切に設定する。このようにしても、２種類の薬液を用いたときと同様の効果を有する。
【００４４】
なお、特開平８−２９８２４８号公報に提案されている方法では、従来の製造工程に対して、図６（ａ）に示す工程でのレジストマスク１３を形成する工程及びコンタクト層１４を形成するためのイオン注入工程、図６（ｂ）に示す工程でのレジストマスク１３を除去する工程の３つの工程を追加する必要がある。
【００４５】
これに対して、本実施形態では、２種類の薬液を用いる場合、薬液Ａとしては従来の製造工程で使用されている薬液を用いることができるので、従来の製造工程に対して、薬液Ｂを用いたエッチング工程を追加するだけである。また、１種類の薬液を用いる場合では、従来の製造工程に対して、新たな工程を追加する必要がなく、従来のウェットエッチング工程におけるエッチング時間が若干長くなる程度である。このように本実施形態によれば、特開平８−２９８２４８号公報に提案されている方法よりも製造工程を少なくすることができ、製造コストを低くすることができる。
【００４６】
（第２実施形態）
図２（ａ）〜（ｄ）に第２実施形態におけるコンタクトの形成工程の一部を示す。本実施形態では、従来における図４、５に示す工程に対して、図４（ａ）、（ｂ）に示す工程の代わりに、図２（ａ）〜（ｄ）に示す工程を行う。
【００４７】
図２（ａ）、（ｂ）に示す工程では、半導体基板１の上に酸化膜２を形成した後、半導体基板１の表層部にＰ＋型拡散層３を形成するための第１のイオン注入を行う。
【００４８】
図２（ｃ）に示す工程では、第１のイオン注入のときと同じ導電型不純物を用い、酸化膜２の表層１０にイオン注入ができるように低い加速度電圧に設定して、第２のイオン注入を行う。
【００４９】
図２（ｄ）に示す工程にて、Ｐ＋型拡散層３を所望の表面濃度及び拡散深さにするためのアニール処理を行う。
【００５０】
従来の方法では、酸化膜２の内部にＰ＋型拡散層３を形成するためのイオン注入での導電型不純物が残留したり、そのイオン注入後のアニールの際に、半導体基板１の表層の不純物の一部が酸化膜２へ拡散することによって、酸化膜２中の不純物濃度が半導体基板１との界面近傍で高くなっていた。これが、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程を行ったとき、酸化膜２の側壁２ａが逆テーパー形状となる原因であった。
【００５１】
これに対して、本実施形態では、第１のイオン注入にて、従来と同様に、酸化膜２の不純物濃度が半導体基板１との界面近傍で高くなっても、第２のイオン注入を行うことで酸化膜２の表層１０の不純物濃度を高くし、その後のアニール処理により、酸化膜２の不純物濃度を膜厚方向において均一にすることができる。
【００５２】
これにより、図５（ｂ）に示す工程にて、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチングを行っても、酸化膜２におけるコンタクトホールの開口幅を均一にすることができ、酸化膜２の側壁２ａが逆テーパー形状となるのを防ぐことができる。このため、酸化膜２の側壁２ａの上部に突起部が存在しないので、酸化膜２の側壁２ａの上でのＴｉＮ膜６のカバレッジを従来よりも向上させることができ、全領域における膜厚が均一となるようにＴｉＮ膜６を成膜することができる。この結果、ＴｉＮ膜６には局所的に薄い部分が存在しないので、アロイスパイクの発生を防ぐことができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、酸化膜２のうち、ＢＰＳＧ膜４との界面近傍の表層１０の不純物濃度が、半導体基板１との界面近傍の下層の不純物濃度と同一となるように第２のイオン注入を行う場合を説明したが、アニール処理後にて酸化膜２の表層１０が、酸化膜２の下層よりも高濃度となるように、第２のイオン注入を行うこともできる。
【００５４】
これにより、自然酸化膜除去のためのウェットエッチングにおいて、従来とは逆に、酸化膜２において、半導体基板１との界面近傍よりも表層１０を後退させ、酸化膜２の側壁２ａのうち下側が突出した状態、いわゆる順テーパー形状とすることができる。すなわち、コンタクトホールの開口幅を上側から下側に向かうにつれ、徐々に狭めた状態とすることができる。この結果、ＴｉＮ膜６のカバレッジをより向上させることができる。
【００５５】
なお、イオン注入条件は、上記のとおり、酸化膜２が所望の濃度となるように、酸化膜２の膜厚等を考慮して設定する。
【００５６】
また、本実施形態は、従来の製造工程に対して、図２（ｃ）に示す第２のイオン注入工程を追加したものである。したがって、本実施形態においても特開平８−２９８２４８号公報に提案されている方法よりも、製造工程が少ないので製造コストを低くすることができる。
【００５７】
（第３実施形態）
図３（ａ）〜（ｃ）に本発明の第３実施形態におけるコンタクトの形成工程の一部を示す。本実施形態は、従来における図４、５に示す工程に対して、図４（ｄ）の工程と、図５（ａ）に示す工程との間にて、図３（ａ）〜（ｃ）に示す工程を行う。
【００５８】
図４（ｄ）に示す工程にて、酸化膜２及びＢＰＳＧ膜４にコンタクトホールを形成した後、図３（ａ）に示す工程にて、コンタクトホール形成用のレジストマスク５を除去する。
【００５９】
図３（ｂ）に示す工程にて、ＢＰＳＧ膜４の上から、コンタクトホールを構成するＢＰＳＧ膜４の側壁４ａ及び酸化膜２の側壁２ａの上と、コンタクトホールの底に位置する半導体基板１の表面上に渡って、酸化膜１１をＣＶＤ法により成膜する。
【００６０】
図３（ｃ）に示す工程にて、酸化膜１１をエッチバックする。これにより、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａ及び酸化膜２の側壁２ａの上に酸化膜１１を残す。続いて、図５（ａ）に示すように、ＢＰＳＧ膜４に対して、リフロー処理を行った後、図５（ｂ）に示す工程にて自然酸化膜を除去するためのウェットエッチングを行う。このとき、酸化膜１１をＢＰＳＧ膜４の側壁４ａ及び酸化膜２の側壁２ａの上に残した状態でエッチングを行う。
【００６１】
その後、図５（ｃ）に示す工程にて、ＴｉＮ膜６、Ａｌ膜７を成膜し、さらにパッシベーション膜の成膜、アニール工程等を行うことで、半導体装置が製造される。
【００６２】
本実施形態では、ＢＰＳＧ膜４の側壁４ａ及び酸化膜２の側壁２ａの上に保護膜としての酸化膜１１を備えた状態で、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチングを行っている。これにより、酸化膜２はエッチングされないので、この側壁２ａが逆テーパー形状となるのを防ぐことができる。
【００６３】
なお、図３（ｂ）に示す工程で酸化膜１１を成膜するとき、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチングを行った後であっても、酸化膜２の側壁２ａが露出せず、酸化膜１１が側壁２ａを完全に覆っている状態となるように、酸化膜１１の膜厚を設定する。また、本実施形態では、この保護膜としての酸化膜１１がエッチングされるが、この酸化膜１１は不純物濃度が均一であることから、ウェットエッチングの際、この酸化膜１１の側壁が逆テーパー形状となることはない。
【００６４】
また、本実施形態では、ウェットエッチングの後、保護膜としての酸化膜１１を残した状態のまま、ＴｉＮ膜６を成膜している。通常、エッチバック工程により、側壁に酸化膜１１を形成した場合、図３（ｃ）に示すように、酸化膜１１は順テーパー形状となる。以上のことから、酸化膜２の側壁２ａの上でのＴｉＮ膜６のカバレッジを従来よりも向上させることができる。この結果、ＴｉＮ膜６には、局所的に薄い部分が存在しないので、アロイスパイクの発生を防ぐことができる。
【００６５】
本実施形態は、従来の製造工程に対して、図３（ｂ）に示す酸化膜１１を成膜する工程と、図３（ｃ）に示す酸化膜１１をエッチバックする工程とを追加したものである。したがって、本実施形態においても、特開平８−２９８２４８号公報に提案されている方法よりも製造工程が少ないので、製造コストを低くすることができる。
【００６６】
なお、本実施形態では、図５（ａ）に示すＢＰＳＧ膜４に対するリフロー処理を行う工程の前に、図３（ｂ）に示す工程で保護膜としての酸化膜１１を形成していたが、リフロー処理を行う工程の後に、この酸化膜１１を形成することもできる。また、ＣＶＤ法により酸化膜１１を半導体基板１の上に堆積していたが、酸化膜１１を熱酸化法にて形成することもできる。また、保護膜は酸化膜２に限らず、自然酸化膜を除去するためのウェットエッチング工程において、酸化膜２の側壁２ａがエッチングされないように保護することができる膜であれば、シリコン窒化膜等の他の膜を使用することもできる。
【００６７】
（他の実施形態）
上記した各実施形態では、半導体基板１の表層にＰ＋型拡散層３を形成する場合を例として説明したが、Ｐ＋型拡散層３の導電型を逆のＮ型とした場合においても、本発明を適用することができる。また、上記した各実施形態では、金属配線のうち、バリアメタルとしてのＴｉＮ膜６と、Ａｌ膜７とを用いる場合を例として説明したが、ＴｉＮ膜６の代わりにＴａＮ等の他のバリアメタルを用いたり、Ａｌ膜７の代わりにＡｌ合金等のＡｌを含む金属配線や、Ｃｕを含む金属配線等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における半導体装置の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態における半導体装置の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態における半導体装置の製造工程を示す図である。
【図４】従来における第１の例としての半導体装置の製造工程を示す図である。
【図５】図４に続く半導体装置の製造工程を示す図である。
【図６】従来における第２の例としての半導体装置の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１…半導体基板、２、１１…酸化膜、３…Ｐ＋型拡散層、４…ＢＰＳＧ膜、
５、１２…レジストマスク、６…ＴｉＮ膜、７…Ａｌ膜、
８…ＢＰＳＧ膜の後退量、９…酸化膜の膜厚、１０…酸化膜の上層、
１３…コンタクト層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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