JP3080055B2

JP3080055B2 - ドライエッチング方法

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Publication number: JP3080055B2
Application number: JP09339919A
Authority: JP
Inventors: 啓一原島
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: JPH11176803A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はドライエッチング方
法に係り、特に独立した２つの高周波電源をもち、シリ
コン酸化膜に対しプラズマエッチングを行うドライエッ
チング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、コンタク
トホール径、電極配線及び電極配線間隔の微細化が要求
されている。このため、図７に示すように、シリコン基
板１１上にシリコン酸化膜１２を介して電極配線１６を
形成した後、ホウ素−燐珪酸ガラス（ＢＰＳＧ）膜１８
を被覆し、更にその上にレジストパターン１９を形成し
てから、電極配線１６の間にコンタクトホール２７を形
成するような場合、電極パターンに対するコンタクトパ
ターンの少量の目ずれで電極配線１６とコンタクトホー
ル２７とがショートしてしまう危険性が増大する。

【０００３】これを解決するために、自己整合的にコン
タクトホールを形成する必要ある。自己整合的にコンタ
クトホールを形成する方法としては、従来よりエッチン
グストッパを使用する方法が知られている。この方法
は、図８に示すように、電極配線１６の上面及び側面を
それぞれエッチングストッパ２８及び２９で予め覆って
おき、その後エッチングストッパ２８及び２９に対して
層間絶縁膜であるＢＰＳＧ膜１８を選択的にエッチング
する。これにより、図８に示すように、コンタクトホー
ル３０が隣接する電極配線１６の間から若干目ずれした
場合でも、電極配線１６とショートさせることはない。

【０００４】上記のエッチングストッパ２８及び２９と
しては、従来は文献（１９９３年ドライプロセスシンポ
ジウム予稿集、１９３頁）に記載されているように、層
間膜に対して選択比がとれる絶縁膜として、シリコン窒
化膜が考えられている。しかしながら、このシリコン窒
化膜は、誘電率などの膜特性がシリコン酸化膜と異なる
ことがある。このシリコン窒化膜をエッチングストッパ
２８及び２９として使用した場合、トランジスタ特性に
与える影響が大きいことが懸念される。このため、エッ
チングストッパ２８及び２９には、現在ＬＤＤサイドウ
ォールに使用されているシリコン酸化膜を使用すること
が望ましいと考えられる。

【０００５】シリコン酸化膜をエッチングストッパ２８
及び２９として用いた場合、シリコン酸化膜に対して、
ＢＰＳＧ膜１８（これはリンー珪酸ガラス（ＰＳＧ）膜
でもよい）を選択的に、かつ、異方的にエッチングする
必要がある。コンタクトホールのドライエッチングに
は、従来、ＣＨＦ₃とＣＦ₄の混合ガスが用いられている
が、この混合ガスを用いた場合、シリコン酸化膜に対す
るＢＰＳＧ膜のエッチング速度は、１．５倍から２倍程
度である。

【０００６】これに対し、ＣＨＦ₃、ＣＦ₄及びＣＯの混
合ガスを用い、ＢＰＳＧ膜と混合ガス中のＣＨＦ₃、Ｃ
Ｆ₄との反応により発生するＣを半導体基板のエッチン
グ側壁に堆積させると共に、上記の反応により発生する
Ｏを上記の混合ガス中のＣＯと反応させてＣＯ₂を発生
させて反応室の外部へ排出させることにより、シリコン
酸化膜に対するＢＰＳＧ膜の選択エッチングを行うドラ
イエッチング方法も従来より知られている（特開平６−
２４４１５３号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のＣＨ
Ｆ₃とＣＦ₄との混合ガスでエッチングを行う従来方法
は、シリコン酸化膜似対するＢＰＳＧ膜の選択比が１．
５倍から２倍程度の低い値であり、選択的なエッチング
は不可能である。選択比が低い理由は、シリコン酸化膜
上に保護膜を形成する能力が低いためである。

【０００８】フロロカーボン系のガスによりドライエッ
チングを行う場合、エッチングと同時に炭素（Ｃ）とフ
ッ素（Ｆ）を主成分とするポリマー形成が起こってい
る。酸素を含む膜をエッチングする場合、エッチング中
に膜から放出される酸素原子がこのポリマーと結びつ
き、揮発性のＣＯ、ＣＯＦ等を発生し、排出するために
ポリマーが堆積せず、保護膜とならない。

【０００９】これに対し、酸素を含まない膜（シリコン
膜、シリコン窒化膜）をエッチングする際には、上記の
揮発性生成物が形成されにくいため、ポリマー堆積が促
進され、これが保護膜となる。この保護膜が下地をイオ
ン衝撃から保護するため、そのエッチング速度は低下
し、選択エッチングが可能となる。シリコン酸化膜は、
ＢＰＳＧ膜に比較してエッチング中の酸素の放出量は少
ないため、保護膜は形成され易いもののその堆積速度は
低い。これらより、シリコン酸化膜に対するＢＰＳＧ膜
の選択比は、１．５倍から２倍程度の低い値であり、選
択的なエッチングは困難である。

【００１０】このように、選択エッチングを達成するた
めには、高い保護膜形成能力と、それを選択的に堆積さ
せることが必要である。

【００１１】高い保護膜形成能力を得るためには、プラ
ズマ中でのガスの解離を促進させ、ポリマー形成の前駆
体を多量に生成させる必要がある。このため、高周波電
源に大きな電力を投入する必要がある。従来技術である
平行平板タイプのエッチング装置を使用した場合、投入
電力を大きくするとガスの分解は促進されるものの基板
へのイオン衝撃も大きくなり、堆積した保護膜をスパッ
タ除去してしまう。

【００１２】また、前記のＣＨＦ₃とＣＦ₄の混合ガスを
用いてＢＰＳＧ膜の選択エッチングを行う従来のドライ
エッチング方法では、選択的に保護膜を形成する能力が
低いという問題点がある。すなわち、ＣＨＦ₃ガスはエ
ッチングと共に保護膜の形成を行っているが、ＣＨＦ₃
ガスのみでは保護膜の形成が進み過ぎ、コンタクトホー
ル内ではＢＰＳＧ膜上にも保護膜が堆積してしまい、そ
のエッチングが停止してしまう。そこで、エッチング能
力の高いＣＦ₄ガスを添加することにより、エッチング
を進行させている。

【００１３】しかしながら、ＣＦ₄ガスは保護膜形成成
分を殆ど生成しないため、ＣＨＦ₃ガスによりシリコン
酸化膜上に形成された保護膜をもエッチングしてしま
う。このため、前記の従来方法では、シリコン酸化膜上
への保護膜形成の制御が難しく、選択エッチングは困難
である。

【００１４】また、従来、ＣＨＦ₃、ＣＦ₄及びＣＯガス
を添加することにより、シリコン酸化膜に対するＢＰＳ
Ｇ膜の選択比を１５倍程度に向上させるドライエッチン
グ方法が報告されている（１９９３年春季第４０回応用
物理学関連連合講演会予稿集第２分冊ｐ．６１２、３１
Ａ−ＺＥ−４、又は特開平６−２４４１５３号公報）。

【００１５】しかしながら、この従来方法では、使用す
るＣＯガスが毒性が強いため、取り扱う上で危険であ
り、ＣＯ₂などに変換して除外するための除外設備が必
要である等の問題がある。

【００１６】本発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、ＣＯガスを用いることなく、シリコン酸化膜に対す
るＢＰＳＧ膜若しくはＰＳＧ膜のエッチング選択比を向
上し得るドライエッチング方法を提供することを目的と
する。

【００１７】また、本発明の他の目的は、作業安全性
を高めつつ半導体装置の歩留りを向上できるドライエッ
チング方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のドライエッチング方法は、チャンバ内の下
部電極に第１の高周波電源が接続され、下部電極に離間
対向するチャンバ内の上部電極に第２の高周波電源が接
続され、チャンバ内に反応ガスを導入すると共に、第１
及び第２の高周波電源の電力を独立に制御することによ
り、下部電極に載置された半導体基板上のシリコン酸化
膜に対してＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜を選択的に異方性ド
ライエッチングするプラズマエッチング装置を使用した
ドライエッチング方法であって、反応ガスとして、炭
素、フッ素原子から構成されるガス、又は炭素、フッ
素、水素原子から構成されるガスと、希ガスとの混合ガ
スを用いて、第１の高周波電源の電力を保護膜がスパッ
タ作用により除去されないように調整し、かつ、第２の
高周波電源の電力をシリコン酸化膜に対して選択的に保
護膜が形成されるように調整することにより、シリコン
酸化膜に対してＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜を選択的に異方
性ドライエッチングすることを特徴とする。

【００１９】

【００２０】ここで、炭素、フッ素、水素原子から構成
されるガスとして、ＣＦ₄と水素の混合気体若しくはＣ
ＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈それぞれの単ガス又は
これらの二又は三以上の混合気体を用い、希ガスとして
Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ及びＸｅのうち少なくとも一つを用い
るようにしたものである。

【００２１】本発明では、エッチング対象物が載置され
ている電極に対向する電極に接続された高周波電源によ
るプラズマの独立制御により、保護膜の形成を促進し、
反応ガスとして、炭素、フッ素原子から構成されるガ
ス、又は炭素、フッ素、水素原子から構成されるガス
と、希ガスとの混合ガスを用い、希ガスにより保護膜の
堆積量を調整し、シリコン酸化膜への選択的な保護膜堆
積量を促進させることができるので、シリコン酸化膜に
対するＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜のエッチング選択比を増
加させることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。始めに、炭素及びフッ素を含む
化合物気体の一例として、Ｃ₄Ｆ₈ガスを、希ガスの一例
としてＡｒをそれぞれ選んだ場合について詳細に説明す
る。

【００２３】図１は本発明方法で用いるドライエッチ
ング装置の一例の概略構成図を示す。同図において、ウ
ェハー１は第１の高周波電源２にブロッキングキャパシ
タ３を介して接続された下部電極４上に載置される。ま
た、チャンバ１０内において下部電極４に離間対向する
位置に配置された上部電極５は、ブロッキングキャパシ
タ６を介して第２の高周波電源７に接続されている。こ
れにより、プラズマの生成とイオンのウェハー１への引
き込みをそれぞれ独立に制御できる。

【００２４】チャンバ１０内はターボ分子ポンプ８によ
り１０^-2Ｔｏｒｒ〜１０^-4Ｔｏｒｒに排気される。Ｃ₄
Ｆ₈ガスとＡｒガスをガス導入口９よりチャンバ１０内
に導入し、高周波電源２及び７に電力を投入することに
より、チャンバ１０内にプラズマを発生させ、少なくと
もＢＰＳＧ膜とシリコン酸化膜との積層構造を有するウ
ェハー１に対してエッチングを行う。エッチング中は冷
却器３１によりウェハー温度は一定となるように制御さ
れる。

【００２５】次に、上記のドライエッチング装置を用い
て得られた効果について説明する。図２は第２の高周波
電源７への投入電力に対するＢＰＳＧ膜とシリコン酸化
膜のエッチング速度の関係を示す。同図にＩで示すよう
に、ＢＰＳＧ膜のエッチング速度は投入電力の増加に伴
い単調増加している。これに対して、シリコン酸化膜の
エッチング速度は、同図にIIで示すように、投入電力の
増加と共に一旦は増加するが、更に投入電力を増加する
と減少に転じている。

【００２６】前述したように、フロロカーボン系のガス
によりドライエッチングを行う場合、エッチングと同時
に炭素とフッ素を主成分とするポリマー形成が起こり、
これが保護膜として働いている。第２の高周波電源７へ
の投入電力を増加させると、プラズマによるガスの分解
が促進され、ポリマー形成の前駆体の発生量を増加させ
ることができる。

【００２７】投入電力が小さい場合、ポリマー形成は少
なく、シリコン酸化膜、ＢＰＳＧ膜共に保護膜形成が促
進されず、投入電力の増加に応じてエッチング速度も上
昇する。これに対し、投入電力が大きい場合は、ポリマ
ー形成量が増加するため、酸素の発生が少ないシリコン
酸化膜上では保護膜の形成は促進され、図２にIIで示し
たように、エッチング速度が投入電力の増加に応じて低
下すると考えられる。図２から分かるように、第２の高
周波電源７への投入電力を２５００Ｗ以上にすることに
より、ＢＰＳＧ膜のエッチング速度とシリコン酸化膜の
エッチング速度とが所定値以上異なるため、シリコン酸
化膜に対するＢＰＳＧ膜の選択的なエッチングが可能と
なる。

【００２８】図３は、図１の装置を用いて圧力を変化さ
せたときのシリコン酸化膜とＢＰＳＧ膜のエッチング速
度の関係を示す。図３にIVで示すように、チャンバ１０
内の圧力が０．０３Ｔｏｒｒ未満の領域では、保護膜の
形成量が少ないため、シリコン酸化膜のエッチング速度
が大きくなり、選択エッチングは困難である。一方、圧
力が０．１Ｔｏｒｒよりも大きい領域では、図３にIII
で示すように、コンタクトホールのエッチングが停止し
てしまう。圧力が０．０３Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒの
範囲では、図３に示すように上記の不具合は生ぜず、よ
って、圧力が０．０３Ｔｏｒｒ〜０．１Ｔｏｒｒの範囲
でシリコン酸化膜とＢＰＳＧ膜を選択的、かつ、良好な
異方性形状でエッチングすることができる。

【００２９】図４は図１の装置で用いるＣ₄Ｆ₈とＡｒと
の混合ガスの総ガス流量に対するＡｒの混合比を変えた
場合の、シリコン酸化膜とＢＰＳＧ膜のエッチング速度
との関係を示す。Ａｒガスによる希釈効果で保護膜の堆
積量を制御することができる。Ａｒ混合比を４０Ｖｏｌ
％より減少させると、保護膜の形成が進み過ぎ、ＢＰＳ
Ｇ膜上にも保護膜が堆積するため、図４にVで示すよう
にＢＰＳＧ膜のエッチング速度が低下し、コンタクトホ
ールのエッチングが進行しなくなる。

【００３０】一方、Ａｒ混合比を７０Ｖｏｌ％より大き
くすると、保護膜の形成量が減少し、図３にVIで示すよ
うに、シリコン酸化膜のエッチング速度は大きくなるた
め、選択エッチングは困難となる。しかし、Ａｒ混合比
が４０Ｖｏｌ％〜７０Ｖｏｌ％の範囲内では上記の不具
合は生じないため、Ａｒ混合比が４０Ｖｏｌ％〜７０Ｖ
ｏｌ％の範囲内でＢＰＳＧ膜をシリコン酸化膜に対して
選択的にエッチングすることができる。

【００３１】

【実施例】次に、本発明をコンタクト形成に適用した実
施例について説明する。図５は本発明になるドライエッ
チング方法の第１実施例の工程説明用の素子断面図を示
す。まず、図５（ａ）に示すように、シリコン基板１１
上にシリコン酸化膜１２、ポリシリコン膜１３、シリコ
ン酸化膜１４を順次堆積する。次に、図５（ｂ）に示す
ように、レジストを塗布した後現像し、ゲート配線レジ
ストパターン１５を形成する。これをマスクとしてシリ
コン酸化膜１４、ポリシリコン膜１３及びシリコン酸化
膜１２をドライエッチングし、ポリシリコンによる電極
配線１６を形成する。

【００３２】次に、レジストパターン１５を公知の方法
で除去した後、図５（ｃ）に示すように、シリコン酸化
膜１７を全面に被覆した後、図５（ｄ）に示すように、
異方性ドライエッチングでエッチバックすることによ
り、電極配線１６の上面及び側面にシリコン酸化膜１
４、１７を形成する。その後、図５（ｅ）に示すよう
に、層間絶縁膜となるＢＰＳＧ膜１８を堆積し、その上
にレジストを塗布、現像することにより、コンタクトホ
ールのレジストパターン１９を形成する。

【００３３】次に、図１のドライエッチング装置を用
いて図５（ｆ）に示すように、シリコン酸化膜１４及び
１７をエッチングストッパとし、かつ、レジストパター
ン１９をマスクとしてＢＰＳＧ膜１８を異方性ドライエ
ッチングし、コンタクトホール２０を開口する。例え
ば、ＢＰＳＧ膜１８の厚さが８０００Å、電極配線１６
の厚さが２０００Å、ストッパ−シリコン酸化膜１４、
１７の厚さが１０００Åの構造において、５０％のオー
バーエッチング量でコンタクトホール２０を開口する場
合、ストッパ−シリコン酸化膜１４、１７の削れ量を５
００Å以下にする場合、選択比１４以上が必要である。

【００３４】図１のドライエッチング装置の第２の高周
波電源７への投入電力を２６００Ｗ、第１の高周波電源
２への投入電力を９００Ｗ、圧力０．０４Ｔｏｒｒ、Ｃ
₄Ｆ₈ガス４０ｓｃｃｍ、Ａｒガス６０ｓｃｃｍを用い、
エッチング時間２分でエッチングを行ったところ、２０
程度の選択比でＢＰＳＧ膜１８をエッチングすることが
でき、コンタクトホール２０を形成することができた。
このように、ＣＯのような毒性ガスを用いることなく、
２０程度の選択比でＢＰＳＧ膜１８をエッチングするこ
とができる。

【００３５】この後、図５（ｇ）に示すように、コンタ
クトホールレジストパターン１９を除去した後、上層配
線２１を形成する。このとき、図５（ｇ）に示すよう
に、コンタクトホール２０が電極配線１６と目ずれして
いる場合でも、シリコン酸化膜１４及び１７により上層
配線２１と電極配線１６とのショートを防ぐことができ
る。

【００３６】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図６は本発明になるドライエッチング方法の第２実
施例の工程説明用の素子断面図を示す。まず、図６
（ａ）に示すように、シリコン基板１１上にシリコン酸
化膜１２、ポリシリコン膜１３を順次堆積する。次に、
図６（ｂ）に示すように、レジストを塗布した後現像
し、ゲート配線レジストパターン１５を形成する。これ
をマスクとしてポリシリコン膜１３とシリコン酸化膜１
２をドライエッチングし、ポリシリコンによる電極配線
１６を形成する。

【００３７】次に、レジストパターン１５を公知の方法
で除去した後、図６（ｃ）に示すように、層間絶縁膜と
なるＢＰＳＧ膜１８及びシリコン酸化膜２３を全面に順
次堆積した後、レジストを塗布、現像することにより、
コンタクトホールレジストパターン１９を形成する。

【００３８】続いて、図６（ｄ）に示すように、レジス
トパターン１９をマスクとしてシリコン酸化膜２３を底
部のＢＰＳＧ膜１８が露出するまでエッチングし、ホー
ル２４を開口する。次に、図６（ｅ）に示すように、レ
ジストパターン１９を除去した後、シリコン酸化膜２５
を全面に堆積し、これを異方性ドライエッチでホール２
４底部のＢＰＳＧ膜１８が露出するまでエッチバックす
る。これにより、シリコン酸化膜２３の側壁にシリコン
酸化膜２５が形成される。

【００３９】次に、図１のドライエッチング装置を用
いて図６（ｆ）に示すように、シリコン酸化膜２３及び
２５をエッチングストッパ（マスク）としてＢＰＳＧ膜
１８を異方性ドライエッチングし、コンタクトホール２
６を開口する。例えば、ＢＰＳＧ膜１８の厚さが８００
０Å、シリコン酸化膜２３の厚さが２０００Åの構造に
おいて、５０％のオーバーエッチング量でコンタクトホ
ール２６を開口する場合、図１のドライエッチング装置
の第２の高周波電源７への投入電力を２６００Ｗ、第１
の高周波電源２への投入電力を９００Ｗ、圧力０．０４
Ｔｏｒｒ、Ｃ₄Ｆ₈ガス４０ｓｃｃｍ、Ａｒガス６０ｓｃ
ｃｍを用い、エッチング時間２分でエッチングを行った
ところ、マスクシリコン酸化膜２３、２５の削れ量を５
００Å以下でエッチングすることができた。

【００４０】本実施例においては、シリコン酸化膜２５
により、コンタクトホール２６の径はレジストパターン
１９よりも縮小されており、電極配線１６とコンタクト
ホール２６のマージンを大きくすることができる。ま
た、本実施例によれば、シリコン酸化膜２５のエッチバ
ック及びコンタクトホール２６の開口は同一チャンバ１
０で連続処理可能であり、更に、シリコン酸化膜２３及
び２５はそのまま層間膜として使用できるため、ポリシ
リコン膜を用いた場合に比し工程数が削減できるという
利点を有する。

【００４１】なお、本発明は以上の実施の形態及び実施
例に限定されるものではなく、ドライエッチング装置は
２つの高周波電源２及び７をもつ平行平板型を用いた
が、例えば第２の高周波電源によるプラズマの発生には
誘導結合型、更には電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）
型を用いてもよい。

【００４２】また、炭素、フッ素及び水素原子を含む化
合物気体としては、Ｃ₄Ｆ₈ガス以外にＣＦ₄と水素ガス
の混合ガス、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、ＣＨＦ₃を用いてもよ
い。エッチング反応ガスに混合される希ガスとして、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ｘｅを用いてもＡｒと同様の効果が得られ
る。

【００４３】また、上述した層間絶縁膜としてのＢＰＳ
Ｇ膜１８には、ＰＳＧ膜を用いてもよい。この場合に
も、エッチング中の酸素放出量の違いにより、シリコン
酸化膜に対して高い選択比でエッチングすることが可能
である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２つの高周波電源をもつエッチング装置を用い、炭素、
フッ素若しくはこれに水素を含む化合物気体と希ガスと
の混合ガスを用い、ドライエッチングを行うことによ
り、希ガスにより保護膜の堆積量を調整し、シリコン酸
化膜への選択的な保護膜堆積量を促進させることができ
るので、シリコン酸化膜に対するＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ
膜のエッチング選択比を増加させることができるため、
シリコン酸化膜をエッチングストッパとする自己整合コ
ンタクトを用いたコンタクトホールの開口手段を、毒性
ガスを用いることなく提供することができ、作業安全性
を高めつつ半導体装置の歩留りを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法で用いるドライエッチング装置の
一例の概略構成図である。

【図２】ＢＰＳＧ膜とシリコン酸化膜に対する図１の装
置の上部電極投入電力対エッチング速度特性を示す図で
ある。

【図３】ＢＰＳＧ膜とシリコン酸化膜に対する図１の装
置の圧力対エッチング速度特性を示す図である。

【図４】ＢＰＳＧ膜とシリコン酸化膜に対する図１の装
置のＡｒ混合比対エッチング速度特性を示す図である。

【図５】本発明を用いてコンタクトホールを形成した第
１の実施例を説明するための工程順の素子断面図であ
る。

【図６】本発明を用いてコンタクトホールを形成した第
２の実施例を説明するための工程順の素子断面図であ
る。

【図７】従来装置によりコンタクトホールを形成した素
子の一例の断面図である。

【図８】従来装置によりコンタクトホールを形成した素
子の他の例の断面図である。

【符号の説明】

１ウェハー２第１の高周波電源３、６ブロッキングキャパシタ４下部電極５上部電極７第２の高周波電源８ターボ分子ポンプ９ガス導入口１０チャンバ１１シリコン基板１２、２３、２５シリコン酸化膜１３ポリシリコン膜１４、１７シリコン酸化膜（エッチングストッパ）１５レジストパターン１６電極配線１８ＢＰＳＧ膜１９コンタクトホールレジストパターン２０、２６コンタクトホール２１上層配線２４ホール３１冷却器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】チャンバ内の下部電極に第１の高周波電
源が接続され、前記下部電極に離間対向する前記チャン
バ内の上部電極に第２の高周波電源が接続され、前記チ
ャンバ内に反応ガスを導入すると共に、前記第１及び第
２の高周波電源の電力を独立に制御することにより、前
記下部電極に載置された半導体基板上のシリコン酸化膜
に対してＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜を選択的に異方性ドラ
イエッチングするプラズマエッチング装置を使用したド
ライエッチング方法であって、前記反応ガスとして、炭素、フッ素原子から構成される
ガス、又は炭素、フッ素、水素原子から構成されるガス
と、希ガスとの混合ガスを用いて、前記第１の高周波電
源の電力を保護膜がスパッタ作用により除去されないよ
うに調整し、かつ、前記第２の高周波電源の電力を前記
シリコン酸化膜に対して選択的に保護膜が形成されるよ
うに調整することにより、前記シリコン酸化膜に対して
前記ＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜を選択的に異方性ドライエ
ッチングすることを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項２】前記炭素、フッ素、水素原子から構成さ
れるガスとして、ＣＦ₄と水素の混合気体若しくはＣＨ
Ｆ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈それぞれの単ガス又はこ
れらの二又は三以上の混合気体を用い、希ガスとしてＡ
ｒ、Ｈｅ、Ｎｅ及びＸｅのうち少なくとも一つを用いる
ことを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方
法。
【請求項３】シリコン基板上に第１のシリコン酸化膜
を介して電極配線が形成され、かつ、該電極配線の上面
及び側面に第２のシリコン酸化膜がそれぞれ形成された
半導体装置の全面にＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜を堆積する
第１の工程と、前記第１の工程により堆積された前記ＢＰＳＧ膜又はＰ
ＳＧ膜の上にレジストを塗布、現像してコンタクトホー
ルレジストパターンを形成する第２の工程と、前記プラズマエッチング装置を使用し、前記下部電極上
に前記第２の工程により得られた半導体装置を載置し
て、前記コンタクトホールレジストパターンをマスク、
前記電極配線の上面及び側面の第２のシリコン酸化膜を
エッチングストッパとし、前記反応ガスとして、炭素、
フッ素原子から構成されるガス、又は炭素、フッ素、水
素原子から構成されるガスと、希ガスとの混合ガスを用
いて前記ＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜を異方性ドライエッチ
ングしてコンタクトホールを開口する第３の工程とを含
むことを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方
法。
【請求項４】シリコン基板上に第１のシリコン酸化膜
を介して電極配線が形成された半導体装置の全面にＢＰ
ＳＧ膜又はＰＳＧ膜と第２のシリコン酸化膜を順次に堆
積する第１の工程と、前記第２のシリコン酸化膜の上にレジストを塗布、現像
してコンタクトホールレジストパターンを形成する第２
の工程と、前記コンタクトホールレジストパターンをマスクとし
て、前記第２のシリコン酸化膜を底部の前記ＢＰＳＧ膜
又はＰＳＧ膜が露出するまでエッチングし、ホールを開
口する第３の工程と、前記コンタクトホールレジストパターンを除去した後、
第３のシリコン酸化膜を全面に堆積する第４の工程と、前記第３のシリコン酸化膜をエッチバックして前記ホー
ルの底部の前記ＢＰＳＧ膜又はＰＳＧ膜が露出するまで
エッチングする第５の工程と、前記プラズマエッチング装置を使用し、前記下部電極上
に前記第５の工程により得られた半導体装置を載置し
て、前記第２及び第３のシリコン酸化膜をマスクとし、
前記反応ガスとして、炭素、フッ素原子から構成される
ガス、又は炭素、フッ素、水素原子から構成されるガス
と、希ガスとの混合ガスを用いて前記ＢＰＳＧ膜又はＰ
ＳＧ膜を異方性ドライエッチングしてコンタクトホール
を開口する第６の工程とを含むことを特徴とする請求項
１記載のドライエッチング方法。