JPH0472627A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は半導体装置の製造方法に関し、更に詳しくは
コンタクトホールの形成方法に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来のこの種方法としては、第２図に示すように、レジ
ストパターン１９をマスクにして、（ｉ）ＨＦ系による
ウェットエツチングあるいは等方性エツチングでＳｉ基
板２０上の被エツチング膜２１をラウンドエッチして第
１開口２２を形成する第１ステツプと、（１１）異方性
エツチング（ＲｒＥ＋ＣＨＦ３↑ＣＦ、）でＳｉ基板２
０に達する第２開口２３を形成する第２ステツプとから
主としてなっている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、アスペクト比を小さくするため最初にＷｅｔエ
ッチや等方性のドライエツチングを行い、その後の異方
性エッチの際、等方性エッチで生じたレジストと被エツ
チング膜間の空間か影響して形状が順テーパーとなり結
果的にコンタクトホール２４の径がフォト後より大きく
なってしまう。

しかもテーパーがつくことからコンタクトホール径の制
御性が悪くなり、ＬＳＩの微細化にともないホール径の
制御性が問題となる。

（ニ）課題を解決するための手段及び作用この発明は、
半導体基板上に、全面に、被エツチング膜を積層した後
レノストパターンを形成し、そのレジストパターンをマ
スクにして、ウェットエツチングあるいは等方性のドラ
イエツチングをおニなって被エツチング膜におけるコン
タクト形成領域の上部を開口して第■開口部を形成し、
続いて異方性エツチングをおこなって彼エツチング膜に
おけるコンタクト形成領域の下部を開口して半導体基板
に至る第２開口部を形成し、コンタクトホールを形成す
るに際して、異方性エツチングにおける印加バイアスお
よびガス流量をその前半部分と後半部分で制御するよう
にし、異方性エツチングの前半部分では予め形成された
第１開口部の側壁に異方性エツチングにより発生した堆
積物を埋設し、異方性エツチングの後半部分では残りの
被エツチング膜を除去して第２開口部を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法である。

すなわち、この発明は、コンタクトホール形成時、等方
性エツチングで生じた、レノストと被エツチング膜の空
間をその後におこなう異方性エツチングによるデポ物で
埋めてコンタクトホールの加工を行う方法であり、異方
性エッチの時のレジストと被エツチング膜の空間を異方
性エツチング量を制御することにより制御された異方性
エツチングでデポ物を多量に発生させ、それによって第
１開口部の空間を埋めてから半導体基板に至るエツチン
グを開始して第２開口を形成する。これにより垂直なエ
ツチング形状のコンタクトホールが得られ、コンタクト
ホール径の制御性が向上する。

また、デポ物を生成する異方性エツチングの前半部分で
は、印加バイアスＶｄｃを高めてイオン衝撃を増やすこ
とにより、空間部にデポ物を集中させる。

この発明による異方性エツチングにおいて使用するガス
組成は、ＣＦ、、ＣＨＦ３あるいはＣＦ、。

ＣＨＦ　ｓおよびＡｒの混合ガスからなるものが好まし
い。

また、他のガス組成としては、Ｏ＊、　−ＣｔＦ　＊。

ＣＨＦ３などの混合ガスからなるもの用いられる。

この発明における異方性エツチングの前半部分では、印
加バイアスＶｄｃを一５０ボルトからＯボルトを設定す
るのが好ましく、−１０ボルトがより好ましい。またガ
ス流量比は、例えば、ＣＦ、／ＣＨＦ、では少なくとら
ＣＨＦ、の混合割合が１／４以上が好ましく、１・ｌか
より好ましい。

前半部分では、上記のごとく印加バイアスおよびガス流
量を設定する二とにより縦方向よりも横方向のイオン衝
撃を後半部分より大きくでき、カーボン系の（Ｃ，Ｈ，
）よを発生させて、これを堆積物として少なくとも第１
開口の空間の側壁部を埋設できる。

この発明における異方性エツチングの後半部分では、前
半部分のガス組成をそのまま使用して、印加バイアスと
ガス流量を制御することにより最終的に第２開口部を形
成する。

この際、印加バイアスは１００〜３００ボルトが好まし
く、１５０〜２００ボルトがより好ましい。また、ガス
流量比は、例えば、ＣＦ、／ＣＨＦ５では１：０〜３．
１が好ましく、５：ｌがより好ましい。このように、第
１開口部の空間を埋設することにより、順テーパーでは
ない垂直なエツチング形状を有す−るコンタクトホール
が得られる。

（ホ）実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する
。これによってこの発明か限定されるものではない。

第１図はこの発明の一実施例を示す。

まず、第１図（ａ）に示すように、Ｓｉ基板ｌ上に、全
面に、ＢＰＳＧＨ’ＰＮＳＧ膜あるいはそれらの積層膜
である被エツチング膜２を積層した後レジストパターン
３を形成し、そのレジストパターンをマスクにして、Ｈ
Ｆ系によるウェットエツチングをおこなって被エツチン
グｌＥ２におけるコンタクト形成領域Ｒの上部を開口し
て第１ｒｊ！ｉ口部分４を形成し、続いてＲＩＥによる
異方性エツチング（ＲＩＥ＋ＣＨＦ、＋ＣＦ、）をおこ
なって、第り図（ｃ）に示すような、被エツチング膜２
におけるコンタクト形成領域Ｒの下部を開口して第２開
口部５を形成し、コンタクトホール６を形成するに際し
て、異方性エツチングの前半部分では予め形成された第
１開口部の側壁４λに異方性エツチングにより発生した
カーボン系の堆積物７であるＣ　ｔ　Ｈｓを埋設する［
第１図（ｂ）参照］。

この際、Ｖｄｃを一１Ｏボルト、ＣＦ４／ＣＨＦコを！
：ｌに設定する。

次に、異方性エツチングの後半部分では残りの被エツチ
ング膜２を除去して第２開口部５を形成する［第１図（
ｃ）参照コ。これにより垂直なエツチング形状のコンタ
クトホール６を形成できる。

（へ）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、異方性エッチ時のレジ
ストと被エツチング膜の空間を、異方性エツチング前に
エツチングで生じるデポ物を多量に発生させ空間を埋め
てからエツチングを開始するようにしたので、これによ
り垂直なエツチング形状を得ることができて、コンタク
トホール径の制御性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するための製造工程
説明図、第２図は従来例を示す構成説明図である。 ・・５１基板、２　・被エツチング膜、３・・レジスト
パターン、４・・・第１開口部、４＆・−第１開口部に
おける彼エツチング膜側壁、５−・−第２開口部、６・
　・コンタクトホール、７・・・・堆積物。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に、全面に、被エッチング膜を積層し
   た後レジストパターンを形成し、そのレジストパターン
   をマスクにして、ウェットエッチングあるいは等方性の
   ドライエッチングをおこなって被エッチング膜における
   コンタクト形成領域の上部を開口して第１開口部を形成
   し、続いて異方性エッチングをおこなって被エッチング
   膜におけるコンタクト形成領域の下部を開口して半導体
   基板に至る第２開口部を形成し、コンタクトホールを形
   成するに際して、 異方性エッチングにおける印加バイアスおよびガス流量
   をその前半部分と後半部分で制御するようにし、異方性
   エッチングの前半部分では予め形成された第１開口部の
   側壁に異方性エッチングにより発生した堆積物を埋設し
   、異方性エッチングの後半部分では残りの被エッチング
   膜を除去して第２開口部を形成することを特徴とする半
   導体装置の製造方法。２、印加バイアスが、異方性エッ
   チングの前半部分では５０ボルト以下であり、後半部分
   では１００〜３００ボルトである請求項１記載の半導体
   装置の製造方法。 ３、異方性エッチングはＣＦ＿４とＣＨＦ＿３のガス組
   成でおこなわれ、そのガス流量比（ＣＦ＿４／ＣＨＦ＿
   ３）が、異方性エッチングの前半部分では１：１であり
   、後半部分では５：１である請求項１記載の半導体装置
   の製造方法。