JPH08250480A - コンタクトエッチング方法 - Google Patents
コンタクトエッチング方法Info
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- JPH08250480A JPH08250480A JP6015095A JP6015095A JPH08250480A JP H08250480 A JPH08250480 A JP H08250480A JP 6015095 A JP6015095 A JP 6015095A JP 6015095 A JP6015095 A JP 6015095A JP H08250480 A JPH08250480 A JP H08250480A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一工程によって所定の傾斜を有するコンタ
クトホールを形成して工程の単純化を図るコンタクトエ
ッチング工程を提供すること。 【構成】 本発明は、基板上に絶縁層を形成するステッ
プと、絶縁層上にレジストパターンを形成して絶縁層の
一部を露出させるステップと、ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス
／バランスガスの組合わせを有するエッチング装置でバ
ランスガスの量を調節して絶縁層をエッチングするステ
ップと、残っているホトレジストパターンを除去して傾
斜側壁プロファイル（ｓｌｏｐｅｄ ｓｉｄｅｗａｌｌ
ｐｒｏｆｉｌｅ）を有するコンタクトホールをステッ
プと、を含むことを特徴とする。ポリマ形成ガスではＣ
ＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8等のガスを使用
し、バランスガスではＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎ2 等のガス
を使用する。
クトホールを形成して工程の単純化を図るコンタクトエ
ッチング工程を提供すること。 【構成】 本発明は、基板上に絶縁層を形成するステッ
プと、絶縁層上にレジストパターンを形成して絶縁層の
一部を露出させるステップと、ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス
／バランスガスの組合わせを有するエッチング装置でバ
ランスガスの量を調節して絶縁層をエッチングするステ
ップと、残っているホトレジストパターンを除去して傾
斜側壁プロファイル（ｓｌｏｐｅｄ ｓｉｄｅｗａｌｌ
ｐｒｏｆｉｌｅ）を有するコンタクトホールをステッ
プと、を含むことを特徴とする。ポリマ形成ガスではＣ
ＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8等のガスを使用
し、バランスガスではＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎ2 等のガス
を使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置のエッチン
グ工程に係り、特に単一工程により傾斜した側壁を有す
るコンタクトホールを形成するためのコンタクトエッチ
ング方法に関する。
グ工程に係り、特に単一工程により傾斜した側壁を有す
るコンタクトホールを形成するためのコンタクトエッチ
ング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高集積化によって素子の大
きさが段々縮小するに従って、コンタクトホールの大き
さも小さくなってきた。ドライエッチング法を用いてコ
ンタクトホールを形成する場合には、その側壁が垂直で
あるため重ね合わせマージンが不良となり、さらに後続
の堆積工程の時ステップカバレージの問題が発生するこ
とになる。
きさが段々縮小するに従って、コンタクトホールの大き
さも小さくなってきた。ドライエッチング法を用いてコ
ンタクトホールを形成する場合には、その側壁が垂直で
あるため重ね合わせマージンが不良となり、さらに後続
の堆積工程の時ステップカバレージの問題が発生するこ
とになる。
【０００３】こうした問題を形成するために傾斜側壁プ
ロファイルを有するコンタクトホールのエッチング工程
が提示された。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の互いに異
なるエッチング率を有する多層の絶縁層を利用した傾斜
したコンタクトホールを形成するためのエッチング工程
図を示すものである。
ロファイルを有するコンタクトホールのエッチング工程
が提示された。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の互いに異
なるエッチング率を有する多層の絶縁層を利用した傾斜
したコンタクトホールを形成するためのエッチング工程
図を示すものである。
【０００４】図１（Ａ）を参照すると、基板１１上に異
なるエッチング率を有する ＳｉＯ2層１２ＡとＰＳＧ層
１２Ｂからなる絶縁層１２を形成し、絶縁層１２上にホ
トレジスト膜を形成した後パターニングしてホトレジス
トパターン１３を形成する。この時、開口部１４内に絶
縁層１２の表面が露出している。
なるエッチング率を有する ＳｉＯ2層１２ＡとＰＳＧ層
１２Ｂからなる絶縁層１２を形成し、絶縁層１２上にホ
トレジスト膜を形成した後パターニングしてホトレジス
トパターン１３を形成する。この時、開口部１４内に絶
縁層１２の表面が露出している。
【０００５】図１（Ｂ）と（Ｃ）を参照すると、ホトレ
ジストパターンをマスクとしてＣＨＦ3／Ｏ2のガスケミ
ストリ（ｇａｓ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）で露出した絶縁
層１２をエッチングして開口を形成する。前記絶縁層１
２のエッチング工程は、二段階に分けられるが、先ず、
全体のガス量の１５％程度のＯ2 量で絶縁層１２のうち
ＰＳＧ層１２Ｂを下部のＳｉＯ2 層１２Ａが露出するま
でプラズマエッチングして開口部１５を形成する。次い
で、３％程度のＯ2 量で基板１１が露出するまでＳｉＯ
2 層１２Ａをエッチングして開口部１６を形成する。
ジストパターンをマスクとしてＣＨＦ3／Ｏ2のガスケミ
ストリ（ｇａｓ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）で露出した絶縁
層１２をエッチングして開口を形成する。前記絶縁層１
２のエッチング工程は、二段階に分けられるが、先ず、
全体のガス量の１５％程度のＯ2 量で絶縁層１２のうち
ＰＳＧ層１２Ｂを下部のＳｉＯ2 層１２Ａが露出するま
でプラズマエッチングして開口部１５を形成する。次い
で、３％程度のＯ2 量で基板１１が露出するまでＳｉＯ
2 層１２Ａをエッチングして開口部１６を形成する。
【０００６】この際、ＣＨＦ2 に対してＳｉＯ2 層１２
Ａは低いエッチング率を有し、ＰＳＧ層１２Ｂは高いエ
ッチング率を有する。したがって、２番目のステップで
ＳｉＯ2層１２Ａのエッチング時ＰＳＧ層１２Ｂもエッ
チングされ、開口部の傾斜（図面に１５′と図示）が増
加する。ここで、Ｏ2 はポリマガスＣＨＦ3 の使用によ
って生成されたポリマをアッシュングする役をする。
Ａは低いエッチング率を有し、ＰＳＧ層１２Ｂは高いエ
ッチング率を有する。したがって、２番目のステップで
ＳｉＯ2層１２Ａのエッチング時ＰＳＧ層１２Ｂもエッ
チングされ、開口部の傾斜（図面に１５′と図示）が増
加する。ここで、Ｏ2 はポリマガスＣＨＦ3 の使用によ
って生成されたポリマをアッシュングする役をする。
【０００７】図１（Ｄ）を参照すると、約９０％程度の
Ｏ2 量でエッチング工程を行って所定の傾斜を有するコ
ンタクトホールを形成する。この際、９０％程度のＯ2
量でエッチングする時、絶縁層よりホトレジストパター
ン１３が一層速くエッチングされ（図面上に番号１４′
と図示）、ＰＳＧ層１２ＢがＳｉＯ2 層１２Ａより相対
的に速くエッチングされ、所定の傾斜のコンタクトホー
ルを形成することになる。
Ｏ2 量でエッチング工程を行って所定の傾斜を有するコ
ンタクトホールを形成する。この際、９０％程度のＯ2
量でエッチングする時、絶縁層よりホトレジストパター
ン１３が一層速くエッチングされ（図面上に番号１４′
と図示）、ＰＳＧ層１２ＢがＳｉＯ2 層１２Ａより相対
的に速くエッチングされ、所定の傾斜のコンタクトホー
ルを形成することになる。
【０００８】図１に示したコンタクトホールの形成工程
は、エッチング率が互いに異なるＰＳＧとＳｉＯ2 から
なる絶縁層を３段階エッチングしてコンタクトホールを
形成する技術である。すなわち、第１段階ではＣＨＦ3
／Ｏ2 ガスケミストリで Ｏ2の量を全体ガスの１０〜２
０％程度としてＰＳＧをエッチングすることにより、若
干の傾斜を形成する。
は、エッチング率が互いに異なるＰＳＧとＳｉＯ2 から
なる絶縁層を３段階エッチングしてコンタクトホールを
形成する技術である。すなわち、第１段階ではＣＨＦ3
／Ｏ2 ガスケミストリで Ｏ2の量を全体ガスの１０〜２
０％程度としてＰＳＧをエッチングすることにより、若
干の傾斜を形成する。
【０００９】第２段階では、Ｏ2 の量を１〜８％程度と
してＳｉＯ2 をエッチングし、第３段階ではＯ2 の量を
８０〜１００％程度としてホトレジストパターンと一緒
に絶縁層をエッチングしてＰＳＧが大傾斜を有するよう
にする。即ち、エッチング率が互いに異なるＰＳＧとＳ
ｉＯ2 からなる絶縁層を各段階別にＯ2 の量を調節して
エッチングすることにより、所定の傾斜を有するコンタ
クトホールを形成する。前記したコンタクトホール形成
方法は、３段階の工程を行わなければならないので工程
が複雑であり、絶縁層のエッチング時ホトレジストパタ
ーンも一緒にエッチングされるので工程の再現性が難し
い。
してＳｉＯ2 をエッチングし、第３段階ではＯ2 の量を
８０〜１００％程度としてホトレジストパターンと一緒
に絶縁層をエッチングしてＰＳＧが大傾斜を有するよう
にする。即ち、エッチング率が互いに異なるＰＳＧとＳ
ｉＯ2 からなる絶縁層を各段階別にＯ2 の量を調節して
エッチングすることにより、所定の傾斜を有するコンタ
クトホールを形成する。前記したコンタクトホール形成
方法は、３段階の工程を行わなければならないので工程
が複雑であり、絶縁層のエッチング時ホトレジストパタ
ーンも一緒にエッチングされるので工程の再現性が難し
い。
【００１０】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の等方性エッ
チングと異方性エッチングを用いた傾斜を有するコンタ
クトホールを形成するためのエッチング工程図である。
図２（Ａ）を参照すると、導電層２１上に層間絶縁層２
２を形成し、層間絶縁層２２上にホトレジスト膜を塗布
しパターニングして、ホトレジストパターン２３を形成
する。ホトレジストパターン２３をマスクにして相関絶
縁層２２を等方性エッチングして開口部２４を形成し、
次いで、層間絶縁層２２を異方性エッチングして開口部
２４の下部のビアホールをさらに拡張する。
チングと異方性エッチングを用いた傾斜を有するコンタ
クトホールを形成するためのエッチング工程図である。
図２（Ａ）を参照すると、導電層２１上に層間絶縁層２
２を形成し、層間絶縁層２２上にホトレジスト膜を塗布
しパターニングして、ホトレジストパターン２３を形成
する。ホトレジストパターン２３をマスクにして相関絶
縁層２２を等方性エッチングして開口部２４を形成し、
次いで、層間絶縁層２２を異方性エッチングして開口部
２４の下部のビアホールをさらに拡張する。
【００１１】図２Ｂを参照すると、ホトレジストパター
ン２３の側壁及び上部の表面をマスク侵食ステップ（ｍ
ａｓｋ ｅｒｏｓｉｏｎ ｓｔｅｐ）によって点線２５
で表したように等方性エッチングする。
ン２３の側壁及び上部の表面をマスク侵食ステップ（ｍ
ａｓｋ ｅｒｏｓｉｏｎ ｓｔｅｐ）によって点線２５
で表したように等方性エッチングする。
【００１２】このような等方性エッチングステップ及び
マスク侵食ステップを繰り返し行うと、図２ｃのような
傾斜を有するビアホール２６が形成される。傾斜を有す
るビアホールを形成した後、ホトレジストパターン２３
を除去し、導電層２７を塗布すると、図２Ｄのようにビ
アホール内で良好なステップカバレージを有する第２導
電層が得られる。
マスク侵食ステップを繰り返し行うと、図２ｃのような
傾斜を有するビアホール２６が形成される。傾斜を有す
るビアホールを形成した後、ホトレジストパターン２３
を除去し、導電層２７を塗布すると、図２Ｄのようにビ
アホール内で良好なステップカバレージを有する第２導
電層が得られる。
【００１３】前記のコンタクトホール形成方法は、等方
性エッチング工程と異方性エッチング工程を繰り返し行
うので、工程が複雑であるという問題点がある。なお、
傾斜が段階式に形成されるので、完全な傾斜を有するコ
ンタクトホールを形成することができない。
性エッチング工程と異方性エッチング工程を繰り返し行
うので、工程が複雑であるという問題点がある。なお、
傾斜が段階式に形成されるので、完全な傾斜を有するコ
ンタクトホールを形成することができない。
【００１４】図３（Ａ）〜（Ｄ）は、従来のホトレジス
ト膜と基板のエッチング工程を複数回用いた別の傾斜を
有するコンタクトホールの形成工程図である。図３
（Ａ）に示すように基板３１上にホトレジスト膜３２を
塗布し、パターニングして開口部３３を形成する。図３
（Ｂ）に示すようにホトレジスト膜３２をマスクとして
基板３１をエッチングし、次いで、前記工程中に発生し
たポリマを除去する。次に、図３（Ｃ）のように点線で
表れているホトレジスト膜３２をエッチングした後、図
３（Ｄ）のようにエッチングされたホトレジスト膜３２
をマスクにして基板１２を再びエッチングする。このよ
うな工程を繰り返し行って最終的に傾斜を有するコンタ
クトホール３４を形成する。
ト膜と基板のエッチング工程を複数回用いた別の傾斜を
有するコンタクトホールの形成工程図である。図３
（Ａ）に示すように基板３１上にホトレジスト膜３２を
塗布し、パターニングして開口部３３を形成する。図３
（Ｂ）に示すようにホトレジスト膜３２をマスクとして
基板３１をエッチングし、次いで、前記工程中に発生し
たポリマを除去する。次に、図３（Ｃ）のように点線で
表れているホトレジスト膜３２をエッチングした後、図
３（Ｄ）のようにエッチングされたホトレジスト膜３２
をマスクにして基板１２を再びエッチングする。このよ
うな工程を繰り返し行って最終的に傾斜を有するコンタ
クトホール３４を形成する。
【００１５】しかし、前記の工程も、ホトレジスト膜エ
ッチング工程と基板エッチング工程及びポリマ除去工程
の３段階工程を数回繰り返し行い、コンタクトホールを
形成するので工程が複雑で、工程の再現性が物足りな
い。なお、傾斜が階段式に形成されるので、完全な傾斜
を有するコンタクトホールを形成することができない。
ッチング工程と基板エッチング工程及びポリマ除去工程
の３段階工程を数回繰り返し行い、コンタクトホールを
形成するので工程が複雑で、工程の再現性が物足りな
い。なお、傾斜が階段式に形成されるので、完全な傾斜
を有するコンタクトホールを形成することができない。
【００１６】図４（Ａ）と（Ｂ）は、従来のＣＨＦ3／
Ｆ4の量を調節して傾斜を有するコンタクトホールを形
成する工程図である。図４（Ａ）を参照すると、基板
（図面上には未図示）上に酸化膜のような絶縁層４２を
形成する。この時、絶縁層４２は基板上に予め形成され
ている金属の導電層４１を覆うように厚く形成される。
絶縁層４２上にホトレジスト膜を塗布した後パターニン
グしてホトレジストパターン４３を形成する。この際、
開口部４４が形成され絶縁層４２の表面は露出する。
Ｆ4の量を調節して傾斜を有するコンタクトホールを形
成する工程図である。図４（Ａ）を参照すると、基板
（図面上には未図示）上に酸化膜のような絶縁層４２を
形成する。この時、絶縁層４２は基板上に予め形成され
ている金属の導電層４１を覆うように厚く形成される。
絶縁層４２上にホトレジスト膜を塗布した後パターニン
グしてホトレジストパターン４３を形成する。この際、
開口部４４が形成され絶縁層４２の表面は露出する。
【００１７】図４（Ｂ）を参照すると、ＣＨＦ3／ＣＦ4
のガスケミストリの組合わせでホトレジストパターン４
３をマスクとして絶縁層４２を導電層４１が露出するま
でエッチングしてコンタクトホール４５を形成する。こ
のエッチング工程は、２段階にわたって行われるが、先
ず、ＣＨＦ3 ガスの量を２５％以上として絶縁層４２を
エッチングして大きな傾斜を形成し、次いで、ＣＨＦ3
ガスの量を５〜２５％程度として絶縁層４２をさらにエ
ッチングして所定の傾斜を形成する。
のガスケミストリの組合わせでホトレジストパターン４
３をマスクとして絶縁層４２を導電層４１が露出するま
でエッチングしてコンタクトホール４５を形成する。こ
のエッチング工程は、２段階にわたって行われるが、先
ず、ＣＨＦ3 ガスの量を２５％以上として絶縁層４２を
エッチングして大きな傾斜を形成し、次いで、ＣＨＦ3
ガスの量を５〜２５％程度として絶縁層４２をさらにエ
ッチングして所定の傾斜を形成する。
【００１８】前記したエッチング工程は、ＣＨＦ3／Ｃ
Ｆ4の量を調節して、所定の傾斜を有するコンタクトホ
ールを形成する際に２段階のエッチング工程で行ってい
る。２段階目の工程でＣＦ4 の量が多くなると、１段階
で形成されたコンタクトホールの側壁を形成するポリマ
がエッチングされ、所定の傾斜を有するコンタクトホー
ルを形成し難くなる。なお、この工程もＣＨＦ3／ＣＦ4
ガスの比を調節して２段階のエッチング工程によってコ
ンタクトホールを形成するために、コンタクトホール形
成工程が複雑で、工程の再現性が物足りないという問題
点があった。
Ｆ4の量を調節して、所定の傾斜を有するコンタクトホ
ールを形成する際に２段階のエッチング工程で行ってい
る。２段階目の工程でＣＦ4 の量が多くなると、１段階
で形成されたコンタクトホールの側壁を形成するポリマ
がエッチングされ、所定の傾斜を有するコンタクトホー
ルを形成し難くなる。なお、この工程もＣＨＦ3／ＣＦ4
ガスの比を調節して２段階のエッチング工程によってコ
ンタクトホールを形成するために、コンタクトホール形
成工程が複雑で、工程の再現性が物足りないという問題
点があった。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の傾斜コンタクトエッチング工程は、数回の段階を
通じて所定の傾斜のコンタクトホールを形成するエッチ
ング工程であって、工程が複雑で、工程の再現性が物足
りないという問題点があるだけでなく、階段式スローブ
を有するために所定の傾斜を有する傾斜を形成し難いと
いう問題点があった。
従来の傾斜コンタクトエッチング工程は、数回の段階を
通じて所定の傾斜のコンタクトホールを形成するエッチ
ング工程であって、工程が複雑で、工程の再現性が物足
りないという問題点があるだけでなく、階段式スローブ
を有するために所定の傾斜を有する傾斜を形成し難いと
いう問題点があった。
【００２０】本発明は、前記の問題点を解決するための
もので、その目的は、単一工程によって所定の傾斜を有
するコンタクトホールを形成し、工程の単純化を図った
コンタクトエッチング工程を提供することにある。
もので、その目的は、単一工程によって所定の傾斜を有
するコンタクトホールを形成し、工程の単純化を図った
コンタクトエッチング工程を提供することにある。
【００２１】本発明の他の目的は、バランスガスの量を
調節して微細なコンタクトホールをエッチングして、傾
斜した側壁を形成することができるコンタクトエッチン
グ工程を提供することにある。
調節して微細なコンタクトホールをエッチングして、傾
斜した側壁を形成することができるコンタクトエッチン
グ工程を提供することにある。
【００２２】本発明の別の目的は、ホトエッチング工程
時重ね合わせマージンの確保に有利であり、後続の蒸着
工程の時蒸着膜のステップカバレージを改善することが
できるコンタクトエッチング工程を提供することにあ
る。
時重ね合わせマージンの確保に有利であり、後続の蒸着
工程の時蒸着膜のステップカバレージを改善することが
できるコンタクトエッチング工程を提供することにあ
る。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、基板上に絶縁層を形成するステップと、
絶縁層上にレジストパターンを形成して絶縁層の一部を
露出させるステップと、ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バラ
ンスガスの組合わせを有するエッチング装置でバランス
ガスの量を調節して絶縁層をエッチングするステップ
と、残っているホトレジストパターンを除去して傾斜し
た側壁を有するコンタクトホールを形成するステップ
と、を含むことを特徴とする。ポリマ形成ガスとして
は、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ6 、ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8 等のガ
スを使用し、バランスガスとしてはＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、
Ｎ2 等のガスを使用する。
め、本発明は、基板上に絶縁層を形成するステップと、
絶縁層上にレジストパターンを形成して絶縁層の一部を
露出させるステップと、ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バラ
ンスガスの組合わせを有するエッチング装置でバランス
ガスの量を調節して絶縁層をエッチングするステップ
と、残っているホトレジストパターンを除去して傾斜し
た側壁を有するコンタクトホールを形成するステップ
と、を含むことを特徴とする。ポリマ形成ガスとして
は、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ6 、ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8 等のガ
スを使用し、バランスガスとしてはＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、
Ｎ2 等のガスを使用する。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明すると、下記の通りである。図５（Ａ）と
（Ｂ）は、本発明の実施例による傾斜を有するコンタク
トを形成するためのコンタクトエッチング工程図を示す
ものである。先ず、図５（Ａ）を参照すると、基板５１
上に酸化膜からなる絶縁層５２を形成し、絶縁層５２上
にホトレジスト膜を塗布し、パターニングしてホトレジ
ストパターン５３を形成する。この時、コンタクトホー
ルが形成される部分の絶縁層５２は露出する。
詳細に説明すると、下記の通りである。図５（Ａ）と
（Ｂ）は、本発明の実施例による傾斜を有するコンタク
トを形成するためのコンタクトエッチング工程図を示す
ものである。先ず、図５（Ａ）を参照すると、基板５１
上に酸化膜からなる絶縁層５２を形成し、絶縁層５２上
にホトレジスト膜を塗布し、パターニングしてホトレジ
ストパターン５３を形成する。この時、コンタクトホー
ルが形成される部分の絶縁層５２は露出する。
【００２５】図５（Ｂ）のように、前記ホトレジストパ
ターン５３をマスクにして絶縁層５２をエッチングし、
図５（Ｃ）のようにホトレジストパターン５３を除去し
て所定の傾斜を有するコンタクトホール５４を形成す
る。即ち、ＣＨＦ3／ＣＦ4／ＡｒのガスケミストリでＡ
ｒガスの量を調節して絶縁層５２を単一のエッチング工
程によってエッチングすることにより、所定の傾斜を有
するコンタクトホール５４を形成する。ここで、ＣＨＦ
3 は、ポリマ形成ガス（ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｏｒｍａｔ
ｉｏｎ ｇａｓ）であり、Ａｒはバランスガス（ｂａｒ
ａｎｃｅ ｇａｓ）である。ポリマ形成ガスとしてはＣ
ＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8等のガスを使用
し、バランスガスとしてはＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎ2 等の
ガスを使用する。
ターン５３をマスクにして絶縁層５２をエッチングし、
図５（Ｃ）のようにホトレジストパターン５３を除去し
て所定の傾斜を有するコンタクトホール５４を形成す
る。即ち、ＣＨＦ3／ＣＦ4／ＡｒのガスケミストリでＡ
ｒガスの量を調節して絶縁層５２を単一のエッチング工
程によってエッチングすることにより、所定の傾斜を有
するコンタクトホール５４を形成する。ここで、ＣＨＦ
3 は、ポリマ形成ガス（ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｏｒｍａｔ
ｉｏｎ ｇａｓ）であり、Ａｒはバランスガス（ｂａｒ
ａｎｃｅ ｇａｓ）である。ポリマ形成ガスとしてはＣ
ＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8等のガスを使用
し、バランスガスとしてはＡｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎ2 等の
ガスを使用する。
【００２６】本発明の実施例では、縦横比が３である
０．４μｍ大きさのコンタクトホールの形成時、傾斜が
８５°でありマイクロローディング（ｍｉｃｒｏ ｌｏ
ａｄｉｎｇ）が１０％未満であるターゲットで実験した
もので、ＭＥＲＩＥ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｈａｎｃ
ｅｄ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装
置及びＲＩＥ装置で実験が行われた。
０．４μｍ大きさのコンタクトホールの形成時、傾斜が
８５°でありマイクロローディング（ｍｉｃｒｏ ｌｏ
ａｄｉｎｇ）が１０％未満であるターゲットで実験した
もので、ＭＥＲＩＥ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｈａｎｃ
ｅｄ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）装
置及びＲＩＥ装置で実験が行われた。
【００２７】本実験の０．４μｍのホールの大きさ（縦
横比が３で、酸化膜の厚さが１．２μｍ）で８５°の傾
斜と１０％以下のマイクロローディングのターゲットを
達成するため、ＣＨＦ3／Ｏ2ガスケミストリによる傾斜
コンタクトエッチング工程と、ＣＨＦ3／ＣＦ4／Ａｒガ
スケミストリによる傾斜コンタクトエッチング工程を行
った。
横比が３で、酸化膜の厚さが１．２μｍ）で８５°の傾
斜と１０％以下のマイクロローディングのターゲットを
達成するため、ＣＨＦ3／Ｏ2ガスケミストリによる傾斜
コンタクトエッチング工程と、ＣＨＦ3／ＣＦ4／Ａｒガ
スケミストリによる傾斜コンタクトエッチング工程を行
った。
【００２８】まず、ＣＨＦ3／Ｏ2のガスケミストリによ
るエッチング工程では、ＣＨＦ3 ／Ｏ2 の組合わせのガ
スケミストリによって１次及び２次エッチング段階と、
及び１次及び２次エッチング段階の間に生成されたポリ
マを除去するための段階とからなる３段階のエッチング
工程を行ったが、８５°の傾斜と１０％未満のマイクロ
ローディングとの二つのターゲットを達成するのが不可
能であった。
るエッチング工程では、ＣＨＦ3 ／Ｏ2 の組合わせのガ
スケミストリによって１次及び２次エッチング段階と、
及び１次及び２次エッチング段階の間に生成されたポリ
マを除去するための段階とからなる３段階のエッチング
工程を行ったが、８５°の傾斜と１０％未満のマイクロ
ローディングとの二つのターゲットを達成するのが不可
能であった。
【００２９】一方、ＣＨＦ3／ＣＦ4／Ａｒガスケミスト
リによるエッチング工程では、ＣＨＦ3／ＣＦ4の比を予
めセッティングしていた状態でバランスガスのＡｒの量
を調節する工程により、８５°の傾斜と１０％未満のマ
イクロローディングの二つのターゲットを全部合わせる
ことができた。
リによるエッチング工程では、ＣＨＦ3／ＣＦ4の比を予
めセッティングしていた状態でバランスガスのＡｒの量
を調節する工程により、８５°の傾斜と１０％未満のマ
イクロローディングの二つのターゲットを全部合わせる
ことができた。
【００３０】即ち、エッチング装置がＭＥＲＩＥエッチ
ング装置である場合にはＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バラ
ンスガスの組合わせにおいて、バランスガスの量は０〜
２００ＳＣＣＭの範囲で適用され、ポリマ形成ガスの総
ガス量に対する割合は２０〜８０％の範囲内で適用され
る。一方、エッチング装置がＲＩＥエッチング装置また
はプラズマ形エッチング装置のような狭いギャップ装置
である場合には、ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バランスガ
スの組合わせにおいて、バランスガスは１００〜４００
ＳＣＣＭの範囲内で適用され、ポリマ形成ガスの総ガス
量に対する割合は２０〜８０％の範囲内で適用される。
ング装置である場合にはＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バラ
ンスガスの組合わせにおいて、バランスガスの量は０〜
２００ＳＣＣＭの範囲で適用され、ポリマ形成ガスの総
ガス量に対する割合は２０〜８０％の範囲内で適用され
る。一方、エッチング装置がＲＩＥエッチング装置また
はプラズマ形エッチング装置のような狭いギャップ装置
である場合には、ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バランスガ
スの組合わせにおいて、バランスガスは１００〜４００
ＳＣＣＭの範囲内で適用され、ポリマ形成ガスの総ガス
量に対する割合は２０〜８０％の範囲内で適用される。
【００３１】図６は、上記エッチング工程をＭＥＲＩＥ
エッチング装置（ｅｔｃｈｅｒ）で行った時に得たコン
タクトホールの図であって、図６（Ａ）はＡｒの量が５
０ＳＣＣＭ（ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔ
ｉｍｅｔｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）である場合を、
図６（Ｂ）はＡｒの量が０ＳＣＣＭである場合を各々示
すものである。図７は、前記エッチング工程をＲＩＥエ
ッチング装置で行われた時得たコンタクトホールの図で
あって、図７（Ａ）はＡｒの量が４００ＳＣＣＭである
場合を、図７（Ｂ）はＡｒの量が２００ＳＣＣＭである
場合を各々示すものである。
エッチング装置（ｅｔｃｈｅｒ）で行った時に得たコン
タクトホールの図であって、図６（Ａ）はＡｒの量が５
０ＳＣＣＭ（ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔ
ｉｍｅｔｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）である場合を、
図６（Ｂ）はＡｒの量が０ＳＣＣＭである場合を各々示
すものである。図７は、前記エッチング工程をＲＩＥエ
ッチング装置で行われた時得たコンタクトホールの図で
あって、図７（Ａ）はＡｒの量が４００ＳＣＣＭである
場合を、図７（Ｂ）はＡｒの量が２００ＳＣＣＭである
場合を各々示すものである。
【００３２】図６と図７を参照すると、ＭＥＲＩＥの場
合にはＡｒの量が０ＳＣＣＭである時、ＲＩＥの場合に
はＡｒの量が２００ＳＣＣＭである時に、一番よい結果
が得られた。各装置の最適条件を察してみると、ＭＥＲ
ＩＥ装置の場合は３０ＣＨＦ3／２０ＣＦ4／０Ａｒ／３
０ｍＴ／６５０Ｗ／７０Ｇであり、ＲＩＥ装置の場合は
３５ＣＨＦ3／２５ＣＦ4／２００Ａｒ／２５０ｍＴ／８
０Ｗである。前記で最適の結果を得るためのＡｒの量
は、エッチングの種類によって違ってくることがある。
合にはＡｒの量が０ＳＣＣＭである時、ＲＩＥの場合に
はＡｒの量が２００ＳＣＣＭである時に、一番よい結果
が得られた。各装置の最適条件を察してみると、ＭＥＲ
ＩＥ装置の場合は３０ＣＨＦ3／２０ＣＦ4／０Ａｒ／３
０ｍＴ／６５０Ｗ／７０Ｇであり、ＲＩＥ装置の場合は
３５ＣＨＦ3／２５ＣＦ4／２００Ａｒ／２５０ｍＴ／８
０Ｗである。前記で最適の結果を得るためのＡｒの量
は、エッチングの種類によって違ってくることがある。
【００３３】図５に示すように傾斜コンタクト工程で
は、Ａｒの量を調節して単一のステップで所定の傾斜を
有するコンタクトを形成することができた。この際、Ａ
ｒの量が多ければ多い程小傾斜を形成することができ、
小さければ小さい程大傾斜を形成することができる。
は、Ａｒの量を調節して単一のステップで所定の傾斜を
有するコンタクトを形成することができた。この際、Ａ
ｒの量が多ければ多い程小傾斜を形成することができ、
小さければ小さい程大傾斜を形成することができる。
【００３４】一方、本発明ではＡｒの量を調節して、マ
ルチステップによって所望の傾斜が得られる。即ち、一
番目の段階ではＡｒガスの量を少なくして大傾斜を形成
し、二番目の段階ではＡｒガスの量を大きくして一番目
の段階で形成された傾斜よりは小さく傾斜を形成してや
ることにより、全体のコンタクトプロファイルが二段階
の工程によって得られる。
ルチステップによって所望の傾斜が得られる。即ち、一
番目の段階ではＡｒガスの量を少なくして大傾斜を形成
し、二番目の段階ではＡｒガスの量を大きくして一番目
の段階で形成された傾斜よりは小さく傾斜を形成してや
ることにより、全体のコンタクトプロファイルが二段階
の工程によって得られる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来のように多段階の工程によって傾斜を調整するのでは
なく、Ａｒの量を調節することにより単一のステップに
よって傾斜を調整することができるため、工程が簡単で
あり、工程の再現性を向上させることができる。なお、
所望の大きさの傾斜をＡｒの量を調節して容易に得るこ
とができるので、ホトエッチング工程時重ね合わせマー
ジンの確保に有利であり、後続の蒸着工程時蒸着膜のス
テップカバレージを向上させることができる。
来のように多段階の工程によって傾斜を調整するのでは
なく、Ａｒの量を調節することにより単一のステップに
よって傾斜を調整することができるため、工程が簡単で
あり、工程の再現性を向上させることができる。なお、
所望の大きさの傾斜をＡｒの量を調節して容易に得るこ
とができるので、ホトエッチング工程時重ね合わせマー
ジンの確保に有利であり、後続の蒸着工程時蒸着膜のス
テップカバレージを向上させることができる。
【図１】従来の傾斜コンタクトエッチング工程図であ
る。
る。
【図２】従来の傾斜コンタクトエッチング工程図であ
る。
る。
【図３】従来の傾斜コンタクトエッチング工程図であ
る。
る。
【図４】従来の傾斜コンタクトエッチング工程図であ
る。
る。
【図５】（Ａ）と（Ｂ）は、本発明の実施例による傾斜
コンタクトエッチング工程図である。
コンタクトエッチング工程図である。
【図６】（Ａ）と（Ｂ）は、本発明の傾斜コンタクトエ
ッチングをＭＥＲＩＥ装置で進行する時のＡｒ量による
コンタクトホールを示す図である。
ッチングをＭＥＲＩＥ装置で進行する時のＡｒ量による
コンタクトホールを示す図である。
【図７】（Ａ）と（Ｂ）は、本発明の傾斜コンタクトエ
ッチングをＲＩＥ装置で進行する時のＡｒ量によるコン
タクトホールを示す図である。
ッチングをＲＩＥ装置で進行する時のＡｒ量によるコン
タクトホールを示す図である。
５１…基板、５２…絶縁層、５３…ホトレジストパター
ン、５４…コンタクトホール。
ン、５４…コンタクトホール。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の傾斜コンタクトエッチング工程図であ
る。
る。
【図２】従来の傾斜コンタクトエッチング工程図であ
る。
る。
【図３】従来の傾斜コンタクトエッチング工程図であ
る。
る。
【図４】従来の傾斜コンタクトエッチング工程図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施例による傾斜コンタクトエッチン
グ工程図である。
グ工程図である。
【図６】（Ａ）と（Ｂ）は、本発明の傾斜コンタクトエ
ッチングをＭＥＲＩＥ装置で進行する時のＡｒ量による
コンタクトホールを示す図である。
ッチングをＭＥＲＩＥ装置で進行する時のＡｒ量による
コンタクトホールを示す図である。
【図７】（Ａ）と（Ｂ）は、本発明の傾斜コンタクトエ
ッチングをＲＩＥ装置で進行する時のＡｒ量によるコン
タクトホールを示す図である。
ッチングをＲＩＥ装置で進行する時のＡｒ量によるコン
タクトホールを示す図である。
【符号の説明】 ５１…基板、５２…絶縁層、５３…ホトレジストパター
ン、５４…コンタクトホール。
ン、５４…コンタクトホール。
Claims (9)
- 【請求項１】 ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バランスガス
の組合わせを有するエッチング装置でバランスガスの量
を調節することにより、単一の工程で傾斜側壁を有する
コンタクトホールを形成することを特徴とするコンタク
トエッチング方法。 - 【請求項２】 基板上に絶縁層を形成するステップと、 絶縁層上にホトレジストパターンを形成して絶縁層の一
部を露出させるステップと、 ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バランスガスの組合わせを有
するエッチング装置でバランスガスの量を調節して絶縁
層をエッチングするステップと、 残っているホトレジストパターンを除去して傾斜側壁を
有するコンタクトホールを形成するステップと、を含む
ことを特徴とするコンタクトエッチング方法。 - 【請求項３】 前記バランスガスとして、Ａｒ、Ｈｅ、
Ｘｅ、Ｎ2 のうち一つが使用されることを特徴とする請
求項２記載のコンタクトエッチング方法。 - 【請求項４】 ポリマ形成ガスとして、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｈ
6、ＣＦ3、Ｃ3Ｆ8、Ｃ4Ｆ8のうち一つが使用されること
を特徴とする請求項２記載のコンタクトエッチング方
法。 - 【請求項５】 絶縁層としてシリコン酸化膜が用いられ
ることを特徴とする請求項２記載のコンタクトエッチン
グ方法。 - 【請求項６】 エッチング装置がＭＥＲＩＥ装置である
場合、ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バランスガスの組合わ
せでバランスガスの量は、０〜２００ＳＣＣＭの範囲内
で適用され、ポリマ形成ガスの総ガス量に対する割合
は、２０〜８０％の範囲内で適用されることを特徴とす
る請求項２記載のコンタクトエッチング方法。 - 【請求項７】 エッチング装置がナロウギャップ装置で
ある場合、ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バランスガスの組
合わせでバランスガスは、１００〜４００ＳＣＣＭの範
囲内で適用され、ポリマ形成ガスの総ガス量に対する割
合は２０〜８０％の範囲内で適用されることを特徴とす
る請求項２記載のコンタクトエッチング方法。 - 【請求項８】 ナロウギャップ装置ではＲＩＥエッチン
グ装置またはプラズマ形エッチング装置のうち一つが用
いられることを特徴とする請求項２記載のコンタクトエ
ッチング方法。 - 【請求項９】 基板上に絶縁層を形成するステップと、 絶縁層上にホトレジストパターンを形成して絶縁層の一
部を露出させるステップと、 ＣＦ4 ／ポリマ形成ガス／バランスガスの組合わせを有
するエッチング装置でバランスガスの量を少なく調節し
て絶縁層を１次にエッチングするステップと、 前記エッチング装置でバランスガスの量を前記１次エッ
チング時より相対的に多くなるように調節して絶縁層を
２次エッチングするステップと、 残っているホトレジストパターンを除去して所望の傾斜
側壁を有するコンタクトホールを形成するステップと、
を含むことを特徴とするコンタクトエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6015095A JPH08250480A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | コンタクトエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6015095A JPH08250480A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | コンタクトエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250480A true JPH08250480A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=13133846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6015095A Pending JPH08250480A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | コンタクトエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08250480A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5843846A (en) * | 1996-12-31 | 1998-12-01 | Intel Corporation | Etch process to produce rounded top corners for sub-micron silicon trench applications |
-
1995
- 1995-02-24 JP JP6015095A patent/JPH08250480A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5843846A (en) * | 1996-12-31 | 1998-12-01 | Intel Corporation | Etch process to produce rounded top corners for sub-micron silicon trench applications |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040727 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050104 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |