JP2002319619A

JP2002319619A - 半導体装置およびエッチング方法

Info

Publication number: JP2002319619A
Application number: JP2001123300A
Authority: JP
Inventors: Michinari Yamanaka; 通成山中; Takeshi Yamashita; 武志山下
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】接続孔または接続孔の終点制御の精度を高め
ることができ、半導体装置に欠陥が生じるのを抑制し得
るエッチング方法、および欠陥が抑制された半導体装置
を提供することにある。【解決手段】最初に、コンタクト領域２ａと非コンタ
クト領域２ｂとを有する基板１上に、保護膜３と絶縁膜
４とからなる積層膜１０を形成する。次に、コンタクト
領域２ａ上の積層膜１０に接続孔８を形成するのと同時
に、非コンタクト領域２ｂ上の積層膜１０にダミー接続
孔９を形成する。

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、及び
主にその製造工程において用いられるエッチング方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置としては配線層が二層
〜三層のものが主流であったが、近年の高集積化に伴
い、半導体装置においては従来以上の多層配線化が進め
られている。このような多層配線化の採用のため、従来
からの課題であったトランジスタアレーにおける信号遅
延の問題に加え、配線における遅延も大きな問題となり
つつある。その対策として、配線の構成材料としては、
従来のＡｌ化合物より抵抗の小さいＣｕ又はＣｕ化合物
の採用が進められている。また、このＣｕ配線の採用に
より、配線構造においては、Ｃｕ配線のドライエッチン
グが不要であって、Ｃｕ埋め込み配線を用いるデュアル
ダマシン構造が主流となっている。更に、より配線容量
を小さくするため、層間絶縁膜として誘電率の低い絶縁
膜の採用が進められている。

【０００３】次に図面を参照しながら、配線材料にＣｕ
配線を用いたデュアルダマシン構造について説明する。
図６は従来のデュアルダマシン構造を有する半導体装置
の製造方法を示す工程断面図である。

【０００４】最初に、図６（ａ）に示すように半導体基
板７1の上に第１の配線層７２を積層する。第１の配線
層７２は、埋め込み配線である第１の配線パターン７２
ａと第１の層間絶縁膜７２ｂとで構成されている。第１
の配線パターン７２ａは、半導体基板７１の上に第１の
層間絶縁膜７２ｂを形成した後、一連のリソグラフィー
工程、ドライエッチング工程、メッキ工程およびＣＭＰ
（Chemical Mechanical Polishing）工程等からなる
シングルダマシン法を用いて形成されている。更に、第
１の配線層７２の上に配線パターン７２ａの酸化を抑制
するためのシリコン窒化膜７３を積層する。

【０００５】次に、図６（ｂ）に示すように、シリコン
窒化膜７３の上に第２の層間絶縁膜７４ｂを形成する。
更に層間絶縁膜７４ｂの上に、リソグラフィー法を用い
てパターン形成された第１のレジスト７６を形成し、レ
ジスト７６のパターンに従ってドライエッチングを行な
い、第１の配線パターン７２ａと接続する接続孔７５を
形成する。エッチング終了後、第１のレジスト７６は除
去する。

【０００６】更に、図６（ｃ）に示すように、リソグラ
フィー法を用いてパターン形成された第２のレジスト７
８を形成し、ドライエッチングを行なって溝パターン７
７を形成する。この溝パターンは後述する第２の配線パ
ターン７４ａのパターン形状に合わせて形成されてい
る。溝パターン７７の形成後、第２のレジスト７８は除
去する。

【０００７】次いで、図６（ｄ）に示すように、ドライ
エッチング法により接続孔７５の直下にあるシリコン窒
化膜７３の除去を行なう。最後に、図６（ｅ）に示すよ
うに、メッキ法により接続孔７５および溝パターン７７
に金属材料を充填し、ＣＭＰ法により研磨を行なって第
２の配線パターン７４ａを形成して第２の配線層７４を
形成する。これにより、デュアルダマシン構造が完成す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示すデュアルダマシン構造の製造方法においては、図６
（ｂ）で示した接続孔７５を形成するドライエッチング
の際に以下のような問題点を有している。

【０００９】第1の問題は、接続孔７５の開口率が低い
ために、発光による終点検出が困難という問題である。
つまり、通常ドライエッチングでは、被エッチング物か
らの発光、またはエッチング生成物からの発光をモニタ
リングすることにより、終点（エンドポイント）検出を
行なっている。しかしながら、上記図６（ｂ）に示した
ドライエッチングの場合、第１の配線パターン７２ａに
接続される接続孔７５の開口率は、形成される全ての接
続孔を合わせても多くのデバイスでは１％未満である。
そのため、接続孔７５がシリコン窒化膜７３に達した際
における被エッチング物やエッチング生成物からの発光
（ＣＮ、ＳｉＮ、Ｎ、Ｎ⁺等の発光）は両者とも微弱で
あり、発光をモニタリングすることによる終点検出が非
常に困難という問題がある。

【００１０】また、第２の問題は、接続孔７５のドライ
エッチングにおける異方性を高めると、第２の層間絶縁
膜７４ｂとシリコン窒化膜７３との選択比が十分に確保
できないという問題である。

【００１１】つまり、近年の半導体装置における配線パ
ターンの微細化、高集積化のため、配線層と配線層とを
接続する接続孔のアスペクト比（接続孔深さ／接続孔
径）は、世代毎に大きくなりつつある。そのため、接続
孔の形成にはより異方性の高いドライエッチングが要求
されている。このドライエッチングにおける異方性の向
上を図る方法としては、接続孔の底に供給するエッチャ
ントの供給量を増大させる方法や、エッチング時に接続
孔の底に形成される膜の形成を抑制する方法がある。し
かしながら、ドライエッチングによる異方性を増大させ
ると、第２の層間絶縁膜７４ｂとシリコン窒化膜７３と
の選択比が低下してしまうという問題が生じてしまう。

【００１２】かかる上記の二つの問題から、接続孔７５
の形成においては、終点検出はエッチング時間の制御に
よって行なわれており、またエッチング条件は異方性の
高い条件に設定されている。このため、接続孔７５の形
成をシリコン窒化膜７３で止めるのは非常に困難であ
り、よってドライエッチングによりシリコン窒化膜７３
が破れ、第１の配線パターン７２ａが酸化して配線欠陥
が生じるという第３の問題が生じてしまう。

【００１３】この第３の問題について図７を用いて説明
する。図７は従来のデュアルダマシン構造を有する半導
体装置の製造工程の一部を示す断面図である。図７
（ａ）に示すように、終点制御をエッチング時間で行な
い、異方性を高めると接続孔７５のドライエッチング工
程においてシリコン窒化膜７３が破れてしまい（図中点
線で囲まれた部分を参照）、第１の配線パターン７２ａ
は露出した状態となる。

【００１４】この後第１のレジスト７６の除去を行な
い、更に図６（ｃ）に示すように溝パターン７７の形成
が行なわれるが、第１のレジスト７６の除去は酸素ガス
を用いたレジストアッシングにより行なわれる。このた
め、図７（ｂ）に示すように第１の配線パターン７２ａ
は酸素ガスにより一部が酸化されてしまい、配線欠陥と
なってしまう。６９は第１の配線パターン７２ａにおい
て酸化された部分を示している。更に、その後の工程で
大気に曝されることによっても第１の配線パターン７２
ａの一部は酸化されてしまい、配線欠陥となってしま
う。

【００１５】また、上記の三つの問題は、図６に示した
配線間を接続する接続孔を形成する場合に限られるもの
ではない。例えば、不純物拡散層の上に保護膜、絶縁膜
を順に形成し、保護膜及び絶縁膜を貫通して不純物拡散
層に達する接続孔を形成する場合においても保護膜が破
れて不純物拡散層に欠陥が生じる場合がある。

【００１６】本発明は、上記問題を解決し、接続孔また
は接続孔の終点制御の精度を高めることができ、半導体
装置に欠陥が生じるのを抑制し得るエッチング方法、お
よび欠陥が抑制された半導体装置を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかるエッチング方法は、コンタクト領域及
び非コンタクト領域を有する基板上に形成された保護膜
と、前記保護膜上に形成された絶縁膜とからなる積層膜
に、前記コンタクト領域に達する接続孔を形成するため
のエッチング方法であって、前記コンタクト領域上の前
記積層膜に前記接続孔を形成するのと同時に、前記非コ
ンタクト領域上の前記積層膜にダミー接続孔を形成する
ことを特徴とする。

【００１８】上記本発明にかかるエッチング方法におい
て、前記コンタクト領域は金属配線または不純物拡散層
が形成された領域であるのが良い。また、前記ダミー接
続孔は密集して複数形成しても良いし、前記接続孔より
も開口径が大きいものであっても良い。更に、前記保護
膜はＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣＮまたはＳｉ
ＯＮのいずれかにより形成されているのが好ましい。

【００１９】上記本発明にかかるエッチング方法では、
エッチング中に被エッチング物から放出されるプラズマ
発光を検出することによって、エッチングの終点制御を
行うことができる。このとき検出できるプラズマ発光と
しては、Ｎ発光、ＣＮ発光、ＣＮ⁺発光、Ｎ⁺発光、Ｎ₂
発光、ＣＯ発光、ＣＯ⁺発光、ＮＯ発光、ＮＯ⁺発光が挙
げられる。

【００２０】また、上記本発明にかかるエッチング方法
では、前記エッチングにおいて基板上に形成されるチッ
プ面積をＳ１とし、前記チップ内の接続孔とダミー接続
孔とのエッチング面積の総和をＳ２としたとき、開口率
（Ｓ２／Ｓ１）が１．５％以上であるのが好ましい態様
である。

【００２１】更に、上記本発明にかかるエッチング方法
においては、前記ダミー接続孔が前記保護膜に達した
後、前記保護膜よりも前記絶縁膜の方が、エッチング速
度が大きくなるようにエッチングの条件を変更してエッ
チングを継続し、前記接続孔が前記保護膜に達した時点
でエッチングを停止するのが好ましい態様である。

【００２２】また、上記目的を達成するために本発明に
かかる半導体装置の第１の態様は、基板上に、コンタク
ト領域と、非コンタクト領域と、保護膜及び絶縁膜から
なる積層膜と、前記積層膜を貫通して前記コンタクト領
域に達する接続プラグと、前記積層膜を貫通して前記非
コンタクト領域に達するダミープラグとが形成された半
導体装置であって、前記ダミープラグは前記半導体装置
の回路動作に寄与しないプラグであることを特徴とす
る。この本発明にかかる半導体装置の第1の態様におい
ては、前記接続プラグの上部に前記絶縁膜に埋め込まれ
た配線を形成することもできる。

【００２３】また、上記目的を達成するために本発明に
かかる半導体装置の第２の態様は、基板上に、不純物拡
散領域と、ゲート電極と、前記ゲート電極の側壁に設け
られたサイドウォールと、素子分離領域と、前記ゲート
電極、前記サイドウォール及び前記不純物拡散領域の少
なくとも一部を覆う保護膜と、前記保護膜を覆う絶縁膜
と、前記絶縁膜及び前記保護膜を貫通して前記不純物拡
散領域に達する接続プラグと、前記絶縁膜及び前記保護
膜を貫通して前記素子分離領域に達するダミープラグと
が形成された半導体装置であって、前記ダミープラグは
前記半導体装置の回路動作に寄与しない接続プラグであ
ることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態１にかかるエッチング方法及び半導体装置に
ついて、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明
の実施の形態１にかかるエッチング方法及び半導体装置
を示す断面図である。

【００２５】最初に本実施の形態１にかかるエッチング
方法について説明する。本実施の形態１にかかるエッチ
ング方法は、コンタクト領域２ａに達する接続孔８を形
成するためのエッチング方法である。先ず、図１（ａ）
に示すように、コンタクト領域２ａ及び非コンタクト領
域２ｂを有する基板１上に形成された保護膜３と、保護
膜３上に形成された絶縁膜４とからなる積層膜１０を形
成する。ここで、本発明でいうコンタクト領域とは、ビ
アやコンタクトに埋め込まれた導体部材が接続される下
層の領域をいい、下層配線や半導体基板に形成された不
純物拡散領域などを意味する。

【００２６】図１（ａ）の例では、コンタクト領域２ａ
及び非コンタクト領域２ｂは、基板１上に配線層２を設
けて形成されている。配線層２の形成は、半導体基板１
の上に第１の層間絶縁膜６を形成し、一連のリソグラフ
ィー工程、ドライエッチング工程、メッキ工程およびＣ
ＭＰ工程等からなるシングルダマシン法を用いて第１の
配線パタ−ン５と第２の配線パターン７とを形成するこ
とによって行なわれている。なお、第１の配線パターン
５および第２の配線パターン７は共にＣｕ配線である
が、本実施の形態ではＣｕ配線に限定されるものではな
い。

【００２７】この二種類の配線パターンのうち第１の配
線パターン５は、半導体装置を駆動するのに用いられる
ものであるが、第２の配線パターン７は半導体装置を駆
動するのに用いられないものである。具体的には、第２
の配線パターン７は、ＣＭＰ工程における平坦性の確保
のためのダミーパターンや、リソグラフィー工程におけ
るアライメント確認のためのアライメントパターン等で
ある。

【００２８】よって、配線層２において第１の配線パタ
ーン５の露出した領域がコンタクト領域２ａとなり、第
１の層間絶縁膜６および第２の配線パターン７の露出し
た領域が非コンタクト領域２ｂとなる。なお、本実施の
形態１においては、配線層２は第２の配線パターン７を
有さない態様であっても良い。

【００２９】図１（ａ）の例では、保護膜３および絶縁
膜（以下「第２の層間絶縁膜」とする。）４は、ＣＶＤ
法等によって形成されている。図１（ａ）の例では保護
膜３はシリコン窒化（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜であり、第１の配線
パターン５の保護のために形成されている。但し、本実
施の形態において保護膜３は、第１の配線パターン５の
酸化を抑制し得るものであれば特に限定されるものでは
ない。その他の保護膜３としては、ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、
ＳｉＣＮ又はＳｉＯＮなどにより形成されたものが挙げ
られる。また、図１（ａ）の例では、第２の層間絶縁膜
４はＳｉＯ₂膜である。但し、本実施の形態において第
２の層間絶縁膜４は、これに限定されるものではなく、
その他ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、有機材料または
ポーラス状材料のいずれかで形成された膜であっても良
い。

【００３０】但し、保護膜３と第２の層間絶縁膜４との
選択比を確保するため、保護膜３は第２の層間絶縁膜４
のエッチング時に、第２の層間絶縁膜４よりもエッチン
グ速度が遅くなるように形成されているのが好ましい。
よって、この点を考慮して保護膜３および第２の層間絶
縁膜４の構成材料及びエッチング条件を選択する必要が
ある。

【００３１】次に、図１（ｂ）に示すように、コンタク
ト領域２ａ上の積層膜１０に接続孔８を形成するのと同
時に、非コンタクト領域２ｂ上の積層膜１０にダミー接
続孔９を形成する。なお、接続孔８は実際には複数個形
成されるが、図１においては単一の接続孔のみを示して
いる。

【００３２】図１（ｂ）の例では、接続孔８の形成とダ
ミー接続孔９の形成とは同時に開始されている。具体的
には、接続孔８及びダミー接続孔９は、第２の層間絶縁
膜４の上面にレジスト１１を設け、これを接続孔８及び
ダミー接続孔９のパターン形状に合わせてパターン形成
し、プラズマエッチング装置等によってドライエッチン
グを行うことで形成されている。なお、ドライエッチン
グ条件は異方性の高い条件に設定されている。

【００３３】また、図１（ｂ）の例では、ダミー接続孔
９は密集して複数形成されている。このため、ドライエ
ッチング時において、接続孔８の深さ方向のエッチング
速度と、ダミー接続孔９の深さ方向のエッチング速度と
を比較すると、図１（ｂ）の例に示すようにマイクロロ
ーディング効果によりダミー接続孔９のエッチング速度
の方が速くなる。

【００３４】本実施の形態１において複数のダミー接続
孔９間のピッチをＤＰ１とすると、ＤＰ１は後述のマイ
クロローディング効果が顕著に表れるようにするため、
接続孔８間のピッチＨＰ１に対して、ＤＰ１≦ＨＰ１と
なるように設定するのが好ましく、特にはＤＰ１≦（Ｈ
Ｐ１−０．０２μｍ）となるように設定するのが好まし
い。

【００３５】また、本実施の形態１において、接続孔８
とダミー接続孔９とは、これらを合わせた開口率が経験
上１．５％以上となるように形成するのが好ましい。な
お、本発明でいう開口率とは、エッチングにおいて基板
１上に形成されるチップの面積をＳ１とし、このチップ
内の接続孔とダミー接続孔とのエッチング面積の総和を
Ｓ２としたときに、下記式（１）によって算出される比
をいう。開口率［％］＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００
（１）ここで、絶縁膜にドライエッチングによって
接続孔を形成する際の一般的なマイクロローディング効
果について説明する。通常、接続孔のドライエッチング
は、プラズマ中から等方的に入射する中性粒子と絶縁膜
とが反応することによって行なわれるが、この時、プラ
ズマ中から異方的に入射するイオンにより反応エネルギ
ーが与えられることによりエッチングが進行する。ま
た、同時に等方的に供給されるデポ種によって横方向の
反応が抑制されるとともに、被エッチング物とその下地
層との選択比が確保される。

【００３６】このため、孤立した接続孔８と、密集状態
にあるダミー接続孔９とを比較した場合、単位面積当た
りのエッチャントの供給量は略同程度であるが、ホール
底へ供給されるデポ種の供給量は、密集状態にあるダミ
ー接続孔９の方が少なくなる。その結果、図１（ｂ）で
示すように密集状態にあるダミー接続孔９のエッチング
速度の方が大きくなる。よって、図１（ｃ）に示すよう
に、ドライエッチングを続けると、ダミー接続孔９の方
が接続孔８よりも早く下地層である保護膜３に到達す
る。

【００３７】ところで、上述の従来例のように接続孔８
のみが形成される場合では、接続孔８全体の開口率は１
％未満であるため、発光による終点検出は困難である。
しかし、本実施の形態１においては、上述したようにダ
ミー接続孔９が形成されている。また、接続孔８とダミ
ー接続孔９とを合わせた開口率は好ましくは１．５％以
上に設定される。

【００３８】よって、図１（ｃ）に示すようにダミー接
続孔９の底が保護膜３に到達すると、保護膜３がシリコ
ン窒化膜であるため、プラズマ中においてＮ発光、ＣＮ
発光、ＣＮ⁺発光、Ｎ⁺発光、Ｎ₂発光、ＣＯ発光、ＣＯ⁺
発光、ＮＯ発光、ＮＯ⁺発光等を容易に検出できる。こ
のため、図１（ｂ）から図１（ｃ）の工程においては、
終点検出は発光の検出によって行なわれており、エッチ
ング時間によって行なわれていない。なお、発光検出に
よる終点検出は従来から利用されている終点検出装置に
より行なうことができる。また、保護膜３の種類が異な
ると検出される発光も異なるため、発光の種類は上記に
限定されるものではない。

【００３９】次に、図１（ｄ）に示すように、終点を検
出した後、第２の層間絶縁膜４と保護膜３との選択比が
高くなるように、即ち、保護膜３よりも第２の絶縁膜４
の方が、エッチング速度が大きくなるようにエッチング
の条件を変更して、更にドライエッチングを継続する。
このとき接続孔８の終点制御はエッチング時間によって
行なわれるが、選択比が高いため従来に比べて終点制御
の精度を高くできる。このため、接続孔８においては、
保護膜３上でエッチングの進行を止めることが容易に行
なえる。

【００４０】ドライエッチングの終了後、酸素ガスを用
いたレジストアッシングによりレジスト１１の除去が行
なわれる。このとき第１の配線パターン５は露出されて
おらず、そのため第１の配線パターン５の酸化は抑制さ
れ、従来のような配線不良の発生が抑制されている。な
お、第２の配線パターン７は露出されているため、レジ
スト１１の除去の際に酸化されてしまうが、これによっ
て第１の配線パターン５に配線欠陥が生じることはな
い。

【００４１】その後、図１（ｅ）に示すように、リソグ
ラフィー法、ドライエッチング法により溝パターン１２
を形成する。更に図１（ｆ）に示すように、接続孔８の
底に露出している保護膜３をドライエッチングにより除
去し、メッキ法およびＣＭＰ法を行なう。これにより接
続プラグ１４、ダミープラグ１５、及び第３の配線パタ
ーン１３が形成される。よって、積層膜１０は配線層と
なり、デュアルダマシン構造が得られる。このように図
１（ａ）から図１（ｆ）に示す工程を経ることにより、
本実施の形態１にかかる半導体装置が得られる。

【００４２】このように本実施の形態１にかかる半導体
装置の製造方法を用いれば、接続孔８が保護膜３の近傍
に達するまでは異方性の高い条件に設定してエッチング
することができ、達した後は選択比の高い条件に変更し
てエッチングすることができる。このため、接続孔８の
形成の際における終点制御を精度良く行なうことができ
る。よって、従来のような配線不良が配線層に生じるの
を抑制することができ、特にアスペクト比の高い接続孔
の形成において有効である。

【００４３】次に、本実施の形態１にかかる半導体装置
について説明する。上述の図１（ｆ）に示すように、本
実施の形態１にかかる半導体装置は、基板１上に、コン
タクト領域２ａと、非コンタクト領域２ｂと、保護膜３
及び絶縁膜４からなる積層膜１０と、接続プラグ１４
と、ダミープラグ１５とが形成されて構成されたもので
ある。接続プラグ１４は、積層膜１０を貫通してコンタ
クト領域に達するよう形成されており、半導体装置の回
路動作に寄与するものである。一方、ダミープラグは、
積層膜１０を貫通して非コンタクト領域２ｂに達するよ
う形成されており、半導体装置の回路動作に寄与しない
ものである。

【００４４】このように本実施の形態１にかかる半導体
装置では、従来の半導体装置と異なり、接続孔８とダミ
ー接続孔９とにより接続プラグ１４とダミープラグ１５
とが形成されるため、配線欠陥が極めて少ないものとな
っている。また、本実施の形態１にかかる半導体装置で
は、ダミー接続孔９によって開口率（Ｓ２／Ｓ１）を制
御することができ、ダミー接続孔９はドライエッチング
工程及びＣＭＰ工程におけるプロセスモニタリングや、
その制御に利用できる。

【００４５】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２にかかるエッチング方法及び半導体装置について、図
２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形
態２にかかるエッチング方法及び半導体装置を示す断面
図である。

【００４６】最初に本実施の形態２にかかるエッチング
方法について説明する。本実施の形態２にかかるエッチ
ング方法も、コンタクト領域２２ａに達する接続孔２８
を形成するためのエッチング方法である。先ず、図２
（ａ）に示すように、コンタクト領域２２ａ及び非コン
タクト領域２２ｂを有する基板２１上に形成された保護
膜２３と、保護膜２３上に形成された絶縁膜２４とから
なる積層膜２０を形成する。この工程は図１（ａ）に示
した工程と同じである。

【００４７】図２（ａ）の例においても、コンタクト領
域２２ａ及び非コンタクト領域２２ｂは、基板２１上に
配線層２２を設けて形成されている。配線層２２の形成
は、実施の形態１と同様に第１の層間絶縁膜２６を形成
し、シングルダマシン法によって第１の配線パタ−ン２
５と第２の配線パターン２７とを形成することによって
行なわれている。図２（ａ）の例においても第１の配線
パタ−ン２５と第２の配線パターン２７とはＣｕ配線で
ある。また、第１の配線パターン２５は、半導体装置を
駆動するのに用いられるものであるが、第２の配線パタ
ーン２７はダミーパターンやアライメントパターン等の
半導体装置を駆動するのに用いられないものである。

【００４８】配線層２２においても、実施の形態１と同
様に、第１の配線パターン２５の露出した領域がコンタ
クト領域２２ａ、第１の層間絶縁膜２６と第２の配線パ
ターン２７とが占める領域が非コンタクト領域２２ｂと
なっている。配線層２２は第２の配線パターン２７を有
さない態様であっても良い。また、図２の例に示す保護
膜２３および絶縁膜（以下「第２の層間絶縁膜」とす
る。）２４も、実施の形態１と同様の構成材料および同
様の形成方法で形成されている。

【００４９】次に、図２（ｂ）に示すように、コンタク
ト領域２２ａ上の積層膜２０に接続孔２８を形成するの
と同時に、非コンタクト領域２２ｂ上の積層膜２０にダ
ミー接続孔２９を形成する。なお、接続孔２８は実際に
は複数個形成されるが、図２においては単一の接続孔の
みを示している。

【００５０】図２（ｂ）の例では、接続孔２８の形成と
ダミー接続孔２９の形成とは同時に開始されている。具
体的には、実施の形態１と同様に、接続孔２８およびダ
ミー接続孔２９は、第２の層間絶縁膜２４の上面にレジ
スト３１を設け、これを接続孔２８及びダミー接続孔２
９のパターン形状に合わせてパターン形成し、ドライエ
ッチングを行うことで形成されている。本工程において
も、ドライエッチング条件は異方性の高い条件に設定さ
れている。

【００５１】また、図２（ｂ）の例では、ダミー接続孔
２９は、実施の形態１で示したような密集して複数形成
されたものではなく、接続孔２８よりも開口径の大きな
孔で構成されている。具体的には、ダミー接続孔２９の
開口径をＤｄ１、接続孔２８の開口径をＨｄ１とする
と、Ｄｄ１は、Ｄｄ１≧（Ｈｄ１＋０．０２μｍ）、特
にはＤｄ１≧（Ｈｄ１＋０．１μｍ）となるように設定
するのが好ましい。このようにダミー接続孔２９を開口
径の大きな孔で形成した場合、ホトリソグラフィー工程
における露光限界に影響されずにダミー接続孔を形成で
きるという利点がある。

【００５２】また、本実施の形態１において、ダミー接
続孔２９間のピッチをＤＰ２とすると、ＤＰ２は、ＤＰ
２≧（Ｈｄ１＋０．０２μｍ）となるように設定するの
が好ましく、特にはＤＰ２≧（Ｈｄ１＋０．１μｍ）と
なるように設定するのが好ましい。更に、本実施の形態
２においても、実施の形態１と同様に、接続孔２８とダ
ミー接続孔２９とは、これらを合わせた開口率が経験上
１．５％以上となるように形成するのが好ましい。

【００５３】この図２（ｂ）に示すドライエッチングに
おいて、接続孔２８の深さ方向のエッチング速度と、ダ
ミー接続孔２９の深さ方向のエッチング速度とを比較す
ると、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、ＲＩＥ−Ｌａ
ｇにより、ダミー接続孔２９のエッチング速度の方が速
くなる。

【００５４】ここで、絶縁膜にドライエッチングによっ
て接続孔を形成する際のＲＩＥ−Ｌａｇについて説明す
る。ＲＩＥ−ｌａｇとは、接続孔の深さ方向のエッチン
グ速度は、接続孔のアスペクト比（ホール深さ/ホール
径（開口径））に依存するというものである。通常、接
続孔のドライエッチングは、プラズマ中から等方的に入
射する中性粒子と絶縁膜とが反応することによって行な
われるが、この時、プラズマ中から異方的に入射するイ
オンにより反応エネルギーが与えられることによりエッ
チングが進行する。また、同時に等方的に供給されるデ
ポ種によって横方向の反応が抑制されるとともに、被エ
ッチング物とその下地層との選択比が確保される。

【００５５】次に、入射イオン種について着目すると、
プラズマから入射するイオンは、シースでの散乱等によ
り、ある程度の角度分布をもってシリコン基板等の被エ
ッチング物に入射する。そのため、ホール底に到達する
イオンの量は、アスペクト比の高い接続孔（即ち、小開
口径パターン）に比べ、アスペクト比の低い接続孔（即
ち、大開口径パターン）の方が多くなる。また、同様の
理由から、エッチングに寄与する中性粒子がホール底へ
入射する量もアスペクト比が低いパターンの方が多くな
る。その結果、アスペクト比の低い接続孔のエッチング
速度は、アスペクト比の高い接続孔のエッチング速度に
比べて速くなるのである。このことから、図２（ｂ）で
示したようにダミー接続孔２９のエッチングは接続孔２
８のエッチングよりも速く進むことになる。

【００５６】従って、図２（ｃ）に示すようにドライエ
ッチングを続けると、ダミー接続孔２９は接続孔２８よ
りも早く下地層である保護膜２３に到達する。更に、上
述したようにダミー接続孔２９は、その開口径が接続孔
２８の開口径よりも大きくなるように形成されている。
このため、本実施の形態２においても保護膜２３の種類
に応じた発光を検出することができ、発光検出による終
点検出を行なうことができる。

【００５７】次に、図２（ｄ）に示すように、終点を検
出した後、ドライエッチング条件を第２の層間絶縁膜２
４と保護膜２３との選択比が高くなるように、即ち、保
護膜２３よりも第２の絶縁膜２４の方が、エッチング速
度が大きくなるようにエッチングの条件を変更して、更
にドライエッチングを継続する。このとき接続孔２８の
終点制御は、実施の形態１と同様に、エッチング時間に
よって行なわれる。ドライエッチングの終了後、酸素ガ
スを用いたレジストアッシングによりレジスト３１の除
去が行なわれる。本実施の形態１においても、第１の配
線パターン２５は露出されておらず、第１の配線パター
ン２５の酸化は抑制されている。なお、第２の配線パタ
ーン７はレジスト１１の除去の際に酸化されてしまう
が、これによって第１の配線パターン２５に配線欠陥が
生じることはない。

【００５８】その後、図２（ｅ）に示すように、リソグ
ラフィー法、ドライエッチング法により溝パターン３２
を形成する。更に図２（ｆ）に示すように、ビアパター
ン２８の底に露出している保護膜２３をドライエッチン
グにより除去し、メッキ法およびＣＭＰ法を行なう。こ
れにより接続プラグ３４、ダミープラグ３５、及び第３
の配線パターン３３が形成される。よって、積層膜２０
は配線層となり、デュアルダマシン構造が得られる。こ
のように図２（ａ）から図２（ｆ）に示す工程を経るこ
とにより、本実施の形態２にかかる半導体装置が得られ
る。

【００５９】次に、本実施の形態２にかかる半導体装置
について説明する。上述の図２（ｆ）に示すように、本
実施の形態２にかかる半導体装置も、実施の形態１にか
かる半導体装置と同様に、基板２１上に、コンタクト領
域２２ａと、非コンタクト領域２２ｂと、保護膜２３及
び絶縁膜２４からなる積層膜２０と、接続プラグ３４
と、ダミープラグ３５とが形成されて構成されたもので
ある。接続プラグ３４は、積層膜２０を貫通してコンタ
クト領域に達するよう形成されており、半導体装置の回
路動作に寄与するものである。一方、ダミープラグは、
積層膜２０を貫通して非コンタクト領域２２ｂに達する
よう形成されており、半導体装置の回路動作に寄与しな
いものである。

【００６０】このように本実施の形態２にかかる半導体
装置においても、従来の半導体装置と異なり、接続孔２
８とダミー接続孔２９とにより接続プラグ３４とダミー
プラグ３５とが形成されるため、配線欠陥が極めて少な
いものとなっている。また、本実施の形態２にかかる半
導体装置においても、実施の形態１と同様に、ダミー接
続孔２９によって開口率（Ｓ２／Ｓ１）を制御すること
ができ、ダミー接続孔２９はドライエッチング工程及び
ＣＭＰ工程におけるプロセスモニタリングや、その制御
に利用できる。

【００６１】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３にかかる半導体について図３を参照しながら説明す
る。図３は、本発明の実施の形態３にかかる半導体装置
を示す断面図である。

【００６２】図３の例に示すように、本実施の形態３に
かかる半導体装置は、コンタクト領域と非コンタクト領
域とが設けられた複数の配線層１２０、１３０、１４０
および１５０を積層して構成したものである。なお、最
下層の配線層１２０は半導体基板１１０の上に積層され
ている。

【００６３】図３の例では、配線層１２０は、図１で示
した配線層２と同様のものである。配線層１２０の形成
は、第１の層間絶縁膜１２３を形成し、シングルダマシ
ン法によって、Ｃｕ配線で形成された第１の配線パター
ン１２１および第２の配線パターン１２２を形成するこ
とによって行なわれている。なお、第２の配線パターン
１２２はダミーパターンやアライメントパターンといっ
た半導体装置の駆動に用いられない配線パターンであ
る。配線層１２０においても、図１で示した配線層２と
同様に、第１の配線パターン１２１が露出した領域がコ
ンタクト領域となっており、それ以外の領域が非コンタ
クト領域となっている。

【００６４】また、配線層１３０は、図１（ｆ）で示し
た配線層（積層膜１０）と同様のものである。配線層１
３０の形成は、図１（ａ）〜（ｆ）で示した工程に準じ
た工程によって行なわれており、ダミー接続孔１３２を
形成するためのエッチングと接続孔１３４を形成するた
めのエッチングとは同時に開始されている。このため、
接続孔１３４の形成によって保護膜１３５が破れ、配線
層１２０の第１の配線パターン１２１に配線欠陥が生じ
るのが抑制されている。

【００６５】１３１はＣｕ配線で形成された第３の配線
パタ−ンであり、１３３は第２の層間絶縁膜である。ま
た、１３５は接続孔１３４で形成された接続プラグ、１
３６はダミー接続孔１３２で形成されたダミープラグで
ある。配線層１３０においては、第２の配線パターン１
３１が露出した領域がコンタクト領域となり、それ以外
の領域が非コンタクト領域となる。

【００６６】配線層１４０も図１（ｆ）で示した配線層
（積層膜１０）と同様のものである。配線層１４０の形
成も図１（ａ）〜（ｆ）で示した工程に準じた工程によ
って行なわれている。そのため、ダミー接続孔１４２を
形成するためのエッチングと接続孔１４４を形成するた
めのエッチングとは同時に開始されており、保護膜１４
５が破れて配線層１３０の第３の配線パターン１３１に
配線欠陥が生じるのが抑制されている。

【００６７】１４５は接続孔１４４で形成された接続プ
ラグ、１４６はダミー接続孔１４２で形成されたダミー
プラグ、１４３は第３の層間絶縁膜である。配線層１４
０においても、Ｃｕ配線で形成された第４の配線パター
ン１４１が露出した領域がコンタクト領域となり、それ
以外の領域が非コンタクト領域となる。

【００６８】配線層１５０は、図２（ｆ）で示した配線
層（積層膜２０）と同様のものである。配線層１５０の
形成は、図２（ａ）〜（ｆ）で示した工程に準じた工程
によって行なわれており、ダミー接続孔１５２を形成す
るためのエッチングと接続孔１５４を形成するためのエ
ッチングとは同時に開始されている。このため、配線層
１５０においても接続孔１５４の形成によって保護膜１
５５が破れ、配線層１４０の第４の配線パターン１４１
に配線欠陥が生じるのが抑制されている。

【００６９】１５５は接続孔１５４で形成された接続プ
ラグ、１５６はダミー接続孔１５２で形成されたダミー
プラグ、１５３は第４の層間絶縁膜である。配線層１５
０においても、Ｃｕ配線で形成された第５の配線パター
ン１５１が露出した領域がコンタクト領域となり、それ
以外の領域が非コンタクト領域となる。

【００７０】このように、本実施の形態３にかかる半導
体装置は、接続プラグ１３５、１４５及び１５５の上部
に、絶縁膜に埋め込まれた配線が形成されたものであ
る。本実施の形態３にかかる半導体装置においては、最
下層の配線層１２０以外の配線層１３０、１４０および
１５０は、それよりも下層のコンタクト領域の上方に位
置する接続プラグ１３５、１４５及び１５５を介して、
該下層のコンタクト領域と接続されている。また、最下
層の配線層１２０以外の配線層１３０、１４０および１
５０は、その下層に位置する配線層の非コンタクト領域
の上方に位置し、これに達するダミープラブ１３６、１
４６および１５６を有している。

【００７１】図３の例では、中間に位置する配線層１３
０及び配線層１４０においては、配線パターン（１３１
又は１４１）のピッチ（Ｐ１又はＰ２）はダミー接続孔
のピッチよりも大きく設定されている。また、配線層１
３０及び配線層１４０に設けられたダミー接続孔１３２
及び１４２は、密集して複数形成されている。これは、
配線層１３０や１４０のように配線パターンのピッチＰ
１及びＰ２が０．８０μｍ以下の中間層や下層において
は、ＣＭＰでのディシングを考慮しなくてすむからであ
る。

【００７２】一方、上部に位置する配線層１５０におい
ては、配線パターン１５１のピッチＰ３はダミー接続孔
１５２のピッチよりも小さく設定されている。また、配
線層１５０に設けられたダミー接続孔１５２は、接続孔
１５５よりも開口径の大きな孔で構成されている。これ
は、配線層１５０のように配線パターンのピッチＰ３が
０．８０μｍより大きい上層においては、マイクロロー
ディング効果の影響が少なくなるためである。

【００７３】（実施の形態４）次に本発明の実施の形態
４にかかるエッチング方法及び半導体装置について、図
４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態
４にかかるエッチング方法及び半導体装置を示す断面図
である。

【００７４】最初に本実施の形態４にかかるエッチング
方法について説明する。本実施の形態４にかかるエッチ
ング方法も、コンタクト領域４２に達する接続孔４０を
形成するためのエッチング方法である。

【００７５】先ず、図４（ａ）の例に示すように、コン
タクト領域４２及び非コンタクト領域４３を有する基板
３１上に形成された保護膜３６と、保護膜３６上に形成
された絶縁膜３８とからなる積層膜４４を形成する。な
お、図４（ａ）の例では、絶縁膜３８の上には、後述の
接続孔４０およびダミー接続孔４１のパターン形状を有
するレジスト３９が形成されている。

【００７６】図４（ａ）の例では、基板３１上には、不
純物拡散層３２、分離層３７、ＬＤＤ（Lightly doped
Drain）層３３、ゲート電極３４及びサイドウォール３
５が設けられており、その上に積層膜４４が形成されて
いる。このため、不純物拡散層３２が露出した領域がコ
ンタクト領域（不純物拡散領域）４２となり、分離層３
７が露出した領域が非コンタクト領域（素子分離領域）
４３となる。

【００７７】保護膜３６および絶縁膜３８は、ＣＶＤ法
等によって形成されている。図４（ａ）の例では保護膜
３６は、Ｓｉ₃Ｎ₄で形成されたＳｉＮライナーである。
なお、本実施の形態において保護膜３６は、これに限定
されるものではなく、その他ＳｉＣ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣ
ＮまたはＳｉＯＮ等で形成されたものであっても良い。
また、図４（ａ）の例では、絶縁膜３８はＳｉＯ₂膜で
ある。絶縁膜３８は、これに限定されるものではなく、
その他ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、有機材料または
ポーラスのいずれかで形成された膜であっても良い。

【００７８】但し、実施の形態１と同様に、保護膜３６
と絶縁膜３８との選択比を確保するため、保護膜３６は
絶縁膜３８よりもエッチング速度が遅くなるように形成
されているのが好ましい。よって、本実施の形態２にお
いても、この点を考慮して保護膜３６および絶縁膜３８
の構成材料を選択する必要がある。

【００７９】次に、図４（ｂ）の例に示すように、コン
タクト領域４２上の積層膜４４に接続孔４０を形成する
のと同時に、非コンタクト領域４３上の積層膜４４にダ
ミー接続孔４１を形成する。なお、接続孔４０は実際に
は複数個形成されるが、図４においては単一の接続孔の
みを示している。

【００８０】図４（ｂ）の例では、接続孔４０の形成と
ダミー接続孔４１の形成とは、同時に開始されている。
接続孔４０及びダミー接続孔４１は、プラズマエッチン
グ装置等を用いたドライエッチングによって形成されて
いる。なお、本実施の形態４においてもドライエッチン
グ条件は異方性の高い条件に設定されている。

【００８１】また、図４（ｂ）の例では、ダミー接続孔
４１は、実施の形態１で示したものと同様に、密集して
複数形成されている。このため、実施の形態１と同様
に、ドライエッチング時において、接続孔４０の深さ方
向のエッチング速度と、ダミー接続孔４１の深さ方向の
エッチング速度とを比較すると、図４（ｂ）の例に示す
ように、上述したマイクロローディング効果によりダミ
ー接続孔４１のエッチング速度の方が速くなる。従っ
て、図４（ｃ）に示すようにダミー接続孔４１の方が接
続孔４０よりも早く保護膜３６に到達する。

【００８２】本実施の形態４において複数のダミー接続
孔４１間のピッチをＤＰ４とすると、ＤＰ４はマイクロ
ローディング効果が顕著に表れるようにするため、接続
孔４０間のピッチＨＰ４に対して、ＤＰ４≦ＨＰ４とな
るように設定するのが好ましく、特にはＤＰ４≦（ＨＰ
４−０．０２μｍ）となるように設定するのが好まし
い。また、本実施の形態４においても接続孔４０とダミ
ー接続孔４１とは、これらを合わせた開口率が経験上
１．５％以上となるように形成するのが好ましい。

【００８３】よって、本実施の形態４においても、図４
（ｃ）に示すようにダミー接続孔４１の底が保護膜３６
に到達すると、保護膜３６がＳｉＮライナーであるた
め、プラズマ中においてＮ発光、ＣＮ発光、ＣＮ⁺発
光、Ｎ⁺発光、Ｎ₂発光、ＣＯ発光、ＣＯ⁺発光、ＮＯ発
光、ＮＯ⁺発光等を容易に検出できる。このため、図４
（ｂ）から図４（ｃ）の工程において、終点検出は発光
の検出によって行なわれており、エッチング時間によっ
て行なわれていない。なお、終点検出装置としては実施
の形態１と同様に従来から利用されているものを用いる
ことができる。また、保護膜３６の種類が異なると検出
される発光も異なるため、発光の種類は上記に限定され
るものではない。

【００８４】次に、図４（ｄ）に示すように、終点を検
出した後、ドライエッチング条件を絶縁膜３８と保護膜
３６との選択比が高くなるように変更し、即ち、保護膜
３６よりも絶縁膜３８の方が、エッチング速度が大きく
なるようにエッチングの条件を変更して、更にドライエ
ッチングを継続する。このとき接続孔４０の終点制御は
エッチング時間によって行なわれるが、選択比が高いた
め従来に比べて終点制御の精度を高くできる。このた
め、接続孔４０において、保護膜３６上でエッチングの
進行を止めることが容易に行なえる。更にレジスト３９
の除去を行なう。

【００８５】その後、図４（ｅ）に示すように、接続孔
４０の底に露出している保護膜３６をドライエッチング
により除去する。更に、レジスト３９も除去し、メッキ
法により接続孔４０およびダミー接続孔４１の内部に導
電性材料を充填し、接続プラグ４５及びダミープラグ４
６を形成する。これにより本実施の形態４にかかる半導
体装置が得られる。

【００８６】このように本実施の形態４にかかる半導体
装置の製造方法を用いれば、接続孔４０が保護膜３６の
近傍に達するまでは異方性の高い条件に設定してエッチ
ンすることができ、達した後は選択比の高い条件でエッ
チング変更してエッチングすることができる。このため
接続孔４０の形成の際における終点制御を精度良く行な
うことができる。よって、従来のように不純物拡散層３
２に不良が生じるのを抑制することができ、特にコンタ
クトホールのアスペクト比が高い場合に有効である。

【００８７】次に、本実施の形態４にかかる半導体装置
について説明する。上述の図４（ｅ）に示すように、本
実施の形態４にかかる半導体装置は、基板３１上に、不
純物拡散領域（コンタクト領域）４２と、ゲート電極３
４と、ゲート電極の側壁に設けられたサイドウォール３
５と、素子分離領域（非コンタクト領域）４３と、保護
膜３６と、保護膜３６を覆う絶縁膜３８と、接続プラグ
４５と、ダミープラグ４６とが形成されたものである。

【００８８】このうち保護膜３６は、ゲート電極３４、
サイドウォール３５及び不純物拡散領域４２の少なくと
も一部を覆うように形成されている。また、接続プラグ
４５は、絶縁膜３８及び保護膜３６を貫通して不純物拡
散領域４２に達するように形成されており、半導体装置
の回路動作に寄与するものである。一方、ダミープラグ
４６は、絶縁膜３８及び保護膜３６を貫通して素子分離
領域４３に達するように形成されており、半導体装置の
回路動作に寄与しないものである。

【００８９】このように本実施の形態４にかかる半導体
装置では、従来の半導体装置と異なり、接続孔４０と共
にダミー接続孔４１が形成されているため、不純物拡散
層３２の欠陥が極めて少ないものとなっている。また、
本実施の形態４にかかる半導体装置においても、実施の
形態１と同様に、ダミー接続孔４１によってパターン開
口率を制限することができ、ダミー接続孔４１はドライ
エッチング工程及びＣＭＰ工程におけるプロセスモニタ
リングや、その制御に利用できる。

【００９０】（実施の形態５）次に本発明の実施の形態
５にかかるエッチング方法及び半導体装置について図５
を参照しながら説明する。図５は、本発明の実施の形態
５にかかるエッチング方法及び半導体装置を示す断面図
である。

【００９１】最初に本実施の形態５にかかるエッチング
方法について説明する。本実施の形態５にかかるエッチ
ング方法も、コンタクト領域６２に達する接続孔６０を
形成するためのエッチング方法である。

【００９２】先ず、図５（ａ）の例に示すように、コン
タクト領域６２及び非コンタクト領域６３を有する基板
５１上に形成された保護膜５６と、保護膜５６上に形成
された絶縁膜５８とからなる積層膜６４を形成する。こ
の工程は、図４（ａ）に示した工程と同じである。な
お、図５（ａ）の例においても、絶縁膜５８の上に、後
述の接続孔６０およびダミー接続孔６１のパターン形状
を有するレジスト５９が形成されている。

【００９３】図５（ａ）の例においても、基板５１上に
は、不純物拡散層５２、分離層５７、ＬＤＤ（Lightly
doped Drain）層５３、ゲート電極５４及びサイドウォ
ール５５が設けられており、その上に積層膜６４が形成
されている。このため、本実施の形態においても、不純
物拡散層５２が露出した領域がコンタクト領域（不純物
拡散領域）６２となり、分離層５７が露出した領域が非
コンタクト領域（素子分離領域）６３となる。また、保
護膜５６も図４で示した保護膜３６と同様のものであ
り、絶縁膜５８も図４で示した絶縁膜３８と同様のもの
である。

【００９４】次に、図５（ｂ）の例に示すように、コン
タクト領域６２上の積層膜６４に接続孔６０を形成する
のと同時に、非コンタクト領域６３上の積層膜６４にダ
ミー接続孔６１を形成する。なお、接続孔６０は実際に
は複数個形成されるが、図５においては単一の接続孔の
みを示している。

【００９５】図５（ｂ）の例においても、接続孔６０の
形成とダミー接続孔６１の形成とは、図４（ｂ）の工程
と同様に、同時開始されている。接続孔６０及びダミー
接続孔６１は、プラズマエッチング装置等を用いたドラ
イエッチングによって形成されている。本実施の形態５
においても、ドライエッチング条件は異方性の高い条件
に設定されている。

【００９６】本実施の形態５においては、ダミー接続孔
６１は、実施の形態２で示したものと同様に、接続孔６
０よりも開口径の大きな孔で構成されている。従って、
本実施の形態５においても、実施の形態２と同様に、Ｒ
ＩＥ−Ｌａｇにより、ダミー接続孔６１の深さ方向のエ
ッチング速度の方が、接続孔６０の深さ方向のエッチン
グ速度よりも速くなる。従って、本実施の形態において
も図４（ｃ）に示すようにダミー接続孔６１の方が接続
孔６０よりも早く保護膜５６に到達する。

【００９７】本実施の形態５においてダミー接続孔６１
の開口径をＤｄ２、接続孔６０の開口径をＨｄ２とする
と、Ｄｄ２はＨｄ２よりも大きく、具体的にはＤｄ２≧
（Ｈｄ２＋０．０２μｍ）、特にはＤｄ２≧（Ｈｄ２＋
０．１μｍ）となるように設定するのが好ましい。

【００９８】また、本実施の形態１において、ダミー接
続孔６１間のピッチをＤＰ5とすると、ＤＰ５は、ＤＰ
５≧（Ｈｄ２＋０．０２μｍ）となるように設定するの
が好ましく、特にはＤＰ５≧（Ｈｄ２＋０．１μｍ）と
なるように設定するのが好ましい。更に、本実施の形態
５においても、実施の形態１と同様に、接続孔６０とダ
ミー接続孔６１とは、これらを合わせた開口率が経験上
１．５％以上となるように形成するのが好ましい。

【００９９】本実施の形態５においても図５（ｃ）に示
すように、ダミー接続孔６１の底が保護膜５６に到達す
ると、プラズマ中においてＮ発光、ＣＮ発光、ＣＮ⁺発
光、Ｎ⁺発光、Ｎ₂発光、ＣＯ発光、ＣＯ⁺発光、ＮＯ発
光、ＮＯ⁺発光等を容易に検出できる。このため、図５
（ｂ）から図５（ｃ）の工程においても、終点検出は発
光の検出によって行なわれている。

【０１００】次に、図５（ｄ）に示すように、終点を検
出した後、ドライエッチング条件を絶縁膜５８と保護膜
５６との選択比が高くなるように変更し、即ち、保護膜
５６よりも絶縁膜５８の方が、エッチング速度が大きく
なるようにエッチングの条件を変更して、更にドライエ
ッチングを継続する。本実施の形態５においても、接続
孔４０の終点制御の精度は、選択比が高いため従来に比
べて高いと考えられる。よって、接続孔６０のエッチン
グの進行を保護膜５６上で止めるのは容易に行なえる。
更にレジスト５９の除去を行う。

【０１０１】その後、図５（ｅ）に示すように、接続孔
６０の底に露出している保護膜５６をドライエッチング
により除去する。更に、レジスト５９も除去し、メッキ
法により接続孔６０およびダミー接続孔６１の内部に導
電性材料を充填する。これにより本実施の形態５にかか
る半導体装置が得られる。なお、この工程は図４（ｅ）
に示した工程と同様である。

【０１０２】このように本実施の形態５にかかる半導体
装置の製造方法を用いることによっても、接続孔６０が
保護膜５６の近傍に達するまでは異方性の高い条件に設
定してエッチンすることができ、達した後は選択比の高
い条件に変更してエッチングすることができる。このた
め、接続孔６０の形成の際における終点制御を精度良く
行なうことができる。よって、従来のように不純物拡散
層５２に不良が生じるのを抑制することができ、特にコ
ンタクトホールのアスペクト比が高い場合に有効であ
る。

【０１０３】次に、本実施の形態５にかかる半導体装置
について説明する。上述の図５（ｅ）に示すように、本
実施の形態５にかかる半導体装置は、基板５１上に、不
純物拡散領域（コンタクト領域）６２と、ゲート電極５
４と、ゲート電極の側壁に設けられたサイドウォール５
５と、素子分離領域（非コンタクト領域）６３と、保護
膜５６と、保護膜５６を覆う絶縁膜５８と、接続プラグ
６５と、ダミープラグ６６とが形成されたものである。

【０１０４】このうち保護膜５６は、ゲート電極５４、
サイドウォール５５及び不純物拡散領域６２の少なくと
も一部を覆うように形成されている。また、接続プラグ
６５は、絶縁膜５８及び保護膜５６貫通して不純物拡散
領域６２に達するように形成されており、半導体装置の
回路動作に寄与するものである。一方、ダミープラグ６
６は、絶縁膜５８及び保護膜５６を貫通して素子分離領
域６３に達するように形成されており、半導体装置の回
路動作に寄与しないものである。

【０１０５】このように本実施の形態５にかかる半導体
装置においても、実施の形態４と同様に、接続孔６０と
共にダミー接続孔６１が形成されているため、拡散層５
２の欠陥が極めて少ないものとなっている。また、本実
施の形態５にかかる半導体装置においても、実施の形態
４と同様に、ダミー接続孔６１によってパターン開口率
を制限することができ、ダミー接続孔６１はドライエッ
チング工程及びＣＭＰ工程におけるプロセスモニタリン
グや、その制御に利用できる。

【０１０６】

【発明の効果】以上のように本発明にかかる半導体装置
の製造方法によれば、ダミー接続孔の終点制御を発光に
よって行なうことができるため、接続孔または接続孔の
形成を異方性の高い条件で行なうことができ、更にこれ
らの終点制御の精度を高めることもできる。よって、本
発明にかかる半導体装置の製造方法を用いることによ
り、配線パターンや不純物拡散層に欠陥が発生するのを
抑制することができる。また、本発明にかかる半導体装
置においては、配線パターンや不純物拡散層における欠
陥が極めて少なくなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかるエッチング方法
及び半導体装置を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態２にかかるエッチング方法
及び半導体装置を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態３にかかる半導体装置を示
す断面図である。

【図４】本発明の実施の形態４にかかるエッチング方法
及び半導体装置を示す断面図である。

【図５】本発明の実施の形態５にかかるエッチング方法
及び半導体装置を示す断面図である。

【図６】従来のデュアルダマシン構造を有する半導体装
置の製造方法を示す工程断面図である。

【図７】従来のデュアルダマシン構造を有する半導体装
置の製造工程の一部を示す断面図である。

【符号の説明】

１、２１、３１、５１、１１０基板２、２２、１２０、１３０、１４０、１５０配線層２ａ、２２ａ、４２、６２コンタクト領域２ｂ、２２ｂ、４３、６３非コンタクト領域３、２３、３６、５６、１３５、１４５、１５５保護
膜４、２４、１３３絶縁膜（第２の層間絶縁膜）５、２５、１２１第１の配線パターン７、２７、１２２第２の配線パターン６、２６、１２３第１の層間絶縁膜８、２８、４０、６０、１３４、１４４、１５４接続
孔９、２９、４１、６１、１３２、１４２、１５２ダミ
ー接続孔１０、２０、４４、６４積層膜１１、３１、３９レジスト１２、３２溝パターン１３、３３、１３１第３の配線パターン１４、３４、４５、６５、１３５、１４５、１５５接
続プラグ１５、３５、４６、６６、１３６、１４６、１５６ダ
ミープラグ３２、５２不純物拡散層３３、５３ＬＤＤ層３４、５４ゲート電極３５、５５サイドウォール３７、５７分離層３８、５８絶縁膜１４１第４の配線パターン１４３第３の層間絶縁膜１５３第４の層間絶縁膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4M104 BB04 CC01 DD03 DD05 DD08 DD15 DD16 DD17 DD18 DD75 DD94 EE09 EE14 EE16 EE17 EE18 GG09 HH15 5F004 AA03 AA16 CB01 CB14 CB15 DB00 DB07 FA08 5F033 HH11 KK11 MM01 MM02 NN00 PP26 QQ09 QQ10 QQ12 QQ16 QQ21 QQ35 QQ37 QQ39 QQ48 RR04 RR06 RR08 RR21 RR29 SS11 TT02 TT04 TT08 VV01 WW01 XX04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンタクト領域及び非コンタクト領域を
有する基板上に形成された保護膜と、前記保護膜上に形
成された絶縁膜とからなる積層膜に、前記コンタクト領
域に達する接続孔を形成するためのエッチング方法であ
って、前記コンタクト領域上の前記積層膜に前記接続孔を形成
するのと同時に、前記非コンタクト領域上の前記積層膜
にダミー接続孔を形成することを特徴とするエッチング
方法。
【請求項２】前記コンタクト領域は金属配線または不
純物拡散層が形成された領域であることを特徴とする請
求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】前記ダミー接続孔は密集して複数形成す
ることを特徴とする請求項１または２に記載のエッチン
グ方法。
【請求項４】前記ダミー接続孔は前記接続孔よりも開
口径が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載
のエッチング方法。
【請求項５】前記保護膜はＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ、ＳｉＯ
Ｃ、ＳｉＣＮまたはＳｉＯＮのいずれかにより形成され
ていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
載のエッチング方法。
【請求項６】前記エッチング方法は、エッチング中に
被エッチング物から放出されるプラズマ発光を検出する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のエ
ッチング方法。
【請求項７】前記プラズマ発光の検出は、Ｎ発光、Ｃ
Ｎ発光、ＣＮ⁺発光、Ｎ⁺発光、Ｎ₂発光、ＣＯ発光、Ｃ
Ｏ⁺発光、ＮＯ発光、ＮＯ⁺発光を検出することを特徴と
する請求項６に記載のエッチング方法。
【請求項８】前記エッチングにおいて基板上に形成さ
れるチップ面積をＳ１とし、前記チップ内の接続孔とダ
ミー接続孔とのエッチング面積の総和をＳ２としたと
き、開口率（Ｓ２／Ｓ１）が１．５％以上であることを
特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のエッチン
グ方法。
【請求項９】前記ダミー接続孔が前記保護膜に達した
後、前記保護膜よりも前記絶縁膜の方が、エッチング速
度が大きくなるようにエッチングの条件を変更してエッ
チングを継続し、前記接続孔が前記保護膜に達した時点
でエッチングを停止することを特徴とする請求項１から
８のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項１０】基板上に、コンタクト領域と、非コン
タクト領域と、保護膜及び絶縁膜からなる積層膜と、前
記積層膜を貫通して前記コンタクト領域に達する接続プ
ラグと、前記積層膜を貫通して前記非コンタクト領域に
達するダミープラグとが形成された半導体装置であっ
て、前記ダミープラグは前記半導体装置の回路動作に寄与し
ないプラグであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】前記接続プラグの上部に前記絶縁膜に
埋め込まれた配線が形成されていることを特徴とする請
求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】基板上に、不純物拡散領域と、ゲート
電極と、前記ゲート電極の側壁に設けられたサイドウォ
ールと、素子分離領域と、前記ゲート電極、前記サイドウォール及び前記不純物拡
散領域の少なくとも一部を覆う保護膜と、前記保護膜を
覆う絶縁膜と、前記絶縁膜及び前記保護膜を貫通して前
記不純物拡散領域に達する接続プラグと、前記絶縁膜及
び前記保護膜を貫通して前記素子分離領域に達するダミ
ープラグとが形成された半導体装置であって、前記ダミープラグは前記半導体装置の回路動作に寄与し
ない接続プラグであることを特徴とする半導体装置。