JP3527165B2 - コンタクトホール形成方法 - Google Patents
コンタクトホール形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に形
成された絶縁膜にコンタクトホールを形成する方法、特
に高アスペクト比のコンタクトホール形成時の後処理方
法に関する。
成された絶縁膜にコンタクトホールを形成する方法、特
に高アスペクト比のコンタクトホール形成時の後処理方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置を構成する素子は微細
化に伴ってＭＯＳ電界効果トランジスタが主流となって
いる。中でもＭＯＳ電界効果トランジスタの微細化に伴
い、微細コンタクトホールの形成方法が重要な技術とな
ってきている。特に大きな課題となっているのは、寸法
を微細化しても層間絶縁膜の厚さはほとんど変わらない
にもかかわらず、開口面積を小さくするためにコンタク
トホールのアスペクト比が増大していることである。
化に伴ってＭＯＳ電界効果トランジスタが主流となって
いる。中でもＭＯＳ電界効果トランジスタの微細化に伴
い、微細コンタクトホールの形成方法が重要な技術とな
ってきている。特に大きな課題となっているのは、寸法
を微細化しても層間絶縁膜の厚さはほとんど変わらない
にもかかわらず、開口面積を小さくするためにコンタク
トホールのアスペクト比が増大していることである。
【０００３】一般的に、高アスペクト比のコンタクトホ
ールを形成するための一つの技術として、高密度プラズ
マエッチング装置を用いてコンタクトホールを形成する
方法が知られている。そして、既に特開平９−１６２１
６２号公報、特開平１１−１３５４８２号公報、特開平
１１−１４５１１１号公報等に記載されているように、
コンタクトホールを形成する方法に付随して、プラズマ
エッチング装置の同一反応室で後処理を行う技術が知ら
れている。この後処理技術は、ＰＥＴ（Post Etch Trea
tment）と呼ばれており、主に酸素ガス等を用いたプラ
ズマ処理を施すものである。これを以下ＰＥＴと称す。
ＰＥＴの役割は大きく分けて２点ある。一つは、エッチ
ング中に発生する、コンタクトホール底部及び側壁に付
着、堆積したエッチングガス成分や基板構成成分を含む
ポリマーを除去することである。もう一つは、エッチン
グを安定に連続処理するために、エッチング中に発生し
反応室内壁に付着したポリマーを除去することである。
ールを形成するための一つの技術として、高密度プラズ
マエッチング装置を用いてコンタクトホールを形成する
方法が知られている。そして、既に特開平９−１６２１
６２号公報、特開平１１−１３５４８２号公報、特開平
１１−１４５１１１号公報等に記載されているように、
コンタクトホールを形成する方法に付随して、プラズマ
エッチング装置の同一反応室で後処理を行う技術が知ら
れている。この後処理技術は、ＰＥＴ（Post Etch Trea
tment）と呼ばれており、主に酸素ガス等を用いたプラ
ズマ処理を施すものである。これを以下ＰＥＴと称す。
ＰＥＴの役割は大きく分けて２点ある。一つは、エッチ
ング中に発生する、コンタクトホール底部及び側壁に付
着、堆積したエッチングガス成分や基板構成成分を含む
ポリマーを除去することである。もう一つは、エッチン
グを安定に連続処理するために、エッチング中に発生し
反応室内壁に付着したポリマーを除去することである。
【０００４】以下に、図３及び４の工程断面図を参照し
て、従来のコンタクトホール形成方法を説明する。なお
図３及び４は一連の工程を示す。図３及び４において、
１はシリコン基板、２は導電膜、３は絶縁（酸化）層、
４は塗布型有機系反射防止膜（以下ＢＡＲＣ膜と呼
ぶ）、５はレジスト膜である。
て、従来のコンタクトホール形成方法を説明する。なお
図３及び４は一連の工程を示す。図３及び４において、
１はシリコン基板、２は導電膜、３は絶縁（酸化）層、
４は塗布型有機系反射防止膜（以下ＢＡＲＣ膜と呼
ぶ）、５はレジスト膜である。
【０００５】まず図３（ａ）に示すように、絶縁膜３上
に、ＢＡＲＣ膜４を塗布し、さらにレジスト膜５を塗布
し所望のコンタクトホールの形状を露光形成する。絶縁
膜３は、例えば酸化膜で形成し厚さ１．０μｍとする。
ＢＡＲＣ膜４は、例えばＤＶＶ４２Ｐ（クラリアント社
製）を用い厚さ７５ｎｍとする。次に、図３（ｂ）に示
すように、ＢＡＲＣ膜４をエッチングする。なおエッチ
ング条件の一例は（表１）に示す通りである。この例で
は誘導結合型プラズマ方式（ＩＣＰ）のドライエッチン
グ装置を用い、誘導コイルに印加する高周波（ＲＦ）電
力をＩＣＰ、半導体基板側に印加するＲＦ電力をＲＦで
示している。またエッチングガスについては流量（ＳＣ
ＣＭ）を示している。
に、ＢＡＲＣ膜４を塗布し、さらにレジスト膜５を塗布
し所望のコンタクトホールの形状を露光形成する。絶縁
膜３は、例えば酸化膜で形成し厚さ１．０μｍとする。
ＢＡＲＣ膜４は、例えばＤＶＶ４２Ｐ（クラリアント社
製）を用い厚さ７５ｎｍとする。次に、図３（ｂ）に示
すように、ＢＡＲＣ膜４をエッチングする。なおエッチ
ング条件の一例は（表１）に示す通りである。この例で
は誘導結合型プラズマ方式（ＩＣＰ）のドライエッチン
グ装置を用い、誘導コイルに印加する高周波（ＲＦ）電
力をＩＣＰ、半導体基板側に印加するＲＦ電力をＲＦで
示している。またエッチングガスについては流量（ＳＣ
ＣＭ）を示している。
【０００６】
【表１】
【０００７】次に図４（ｃ）に示すように、絶縁膜３を
エッチングする。なおエッチング条件は同じく（表１）
に示す通りである。このようにしてＢＡＲＣ膜４及びレ
ジスト膜５をマスクとして、コンタクトホール３ｃを形
成する。ここで、一般的にＢＡＲＣ膜４と絶縁膜３との
密着性が悪いため、エッチング中にＢＡＲＣ膜４と絶縁
膜３との間に微小隙間が生じる。その隙間に、エッチン
グ中に発生するフロロカーボン系のエッチングプロセス
ガス成分が入り込み、エッチングガス成分６が残留して
しまう。次に図４（ｄ）に示すように、酸素ガスプラズ
マによりＢＡＲＣ膜４及びレジスト膜５を除去する。こ
のＰＥＴプラズマ処理の条件の一例を（表２）に示す。
この処理を施しても、絶縁膜３に付着したエッチングガ
ス成分６は残留したままである。
エッチングする。なおエッチング条件は同じく（表１）
に示す通りである。このようにしてＢＡＲＣ膜４及びレ
ジスト膜５をマスクとして、コンタクトホール３ｃを形
成する。ここで、一般的にＢＡＲＣ膜４と絶縁膜３との
密着性が悪いため、エッチング中にＢＡＲＣ膜４と絶縁
膜３との間に微小隙間が生じる。その隙間に、エッチン
グ中に発生するフロロカーボン系のエッチングプロセス
ガス成分が入り込み、エッチングガス成分６が残留して
しまう。次に図４（ｄ）に示すように、酸素ガスプラズ
マによりＢＡＲＣ膜４及びレジスト膜５を除去する。こ
のＰＥＴプラズマ処理の条件の一例を（表２）に示す。
この処理を施しても、絶縁膜３に付着したエッチングガ
ス成分６は残留したままである。
【０００８】
【表２】
【０００９】最後に、絶縁膜表面のデポ成分及びコンタ
クトホール内部のデポ成分を除去するために、図４
（ｅ）に示すように、硫酸洗浄処理を施す。洗浄条件の
一例を（表３）に示す。
クトホール内部のデポ成分を除去するために、図４
（ｅ）に示すように、硫酸洗浄処理を施す。洗浄条件の
一例を（表３）に示す。
【００１０】
【表３】
【００１１】ところが、この処理を実際にしてみると、
絶縁膜３におけるフロロカーボン系のエッチングガス成
分６が残留していた部分のみ、絶縁膜３上面が荒れる現
象が生じた。これは、エッチングガス成分６中のＦが硫
酸中のＨイオンと反応しＨＦ（フッ酸）が生成され、そ
のＨＦが酸化膜等の絶縁膜３を局所的にエッチングし、
荒れた状態を生み出したものである。
絶縁膜３におけるフロロカーボン系のエッチングガス成
分６が残留していた部分のみ、絶縁膜３上面が荒れる現
象が生じた。これは、エッチングガス成分６中のＦが硫
酸中のＨイオンと反応しＨＦ（フッ酸）が生成され、そ
のＨＦが酸化膜等の絶縁膜３を局所的にエッチングし、
荒れた状態を生み出したものである。
【００１２】なお、上記のエッチングに用いた誘導型結
合プラズマ（ＩＣＰ）エッチング装置は、図５に示すよ
うな構造である。１１は反応室石英ドーム、１２は誘導
結合コイルに接続されているコイル電源、１３は下部電
極に接続されているバイアス電源、１４は下部電極に設
置されているウエハー、１５は誘導コイル、１６は反応
室シリコン天板である。
合プラズマ（ＩＣＰ）エッチング装置は、図５に示すよ
うな構造である。１１は反応室石英ドーム、１２は誘導
結合コイルに接続されているコイル電源、１３は下部電
極に接続されているバイアス電源、１４は下部電極に設
置されているウエハー、１５は誘導コイル、１６は反応
室シリコン天板である。
【００１３】一方、異種膜間の密着度に関して、図６に
示すようなシエア強度測定方法により、ＢＡＲＣ膜と絶
縁膜、レジスト膜と絶縁膜間の密着度を測定した。図６
において１はシリコン基板であり、その上に被測定膜２
２が形成され、被測定膜２２上にはアルミスタッドピン
２４がエポキシ接着剤２３により接合される。センサー
２５を移動させることにより、各膜間の密着度が測定さ
れる。測定の結果、ＢＡＲＣ膜と絶縁膜間の密着度はシ
エア強度２９４Ｎ／ｃｍ2であるが、レジスト膜と絶縁
膜間の密着度はシエア強度９８０６Ｎ／ｃｍ2であり、
明らかにＢＡＲＣ膜と絶縁膜の密着度は悪い。
示すようなシエア強度測定方法により、ＢＡＲＣ膜と絶
縁膜、レジスト膜と絶縁膜間の密着度を測定した。図６
において１はシリコン基板であり、その上に被測定膜２
２が形成され、被測定膜２２上にはアルミスタッドピン
２４がエポキシ接着剤２３により接合される。センサー
２５を移動させることにより、各膜間の密着度が測定さ
れる。測定の結果、ＢＡＲＣ膜と絶縁膜間の密着度はシ
エア強度２９４Ｎ／ｃｍ2であるが、レジスト膜と絶縁
膜間の密着度はシエア強度９８０６Ｎ／ｃｍ2であり、
明らかにＢＡＲＣ膜と絶縁膜の密着度は悪い。
【００１４】異方性エッチングの条件で絶縁膜３をエッ
チングすることにより、図４（ｃ）に示すように、開口
面積より深さ方向の大なる高アスペクト比のコンタクト
ホール３ｃを形成することができる。一方、ＰＥＴを行
う目的は、エッチングで発生するホール底部および側壁
の堆積物を除去することである。しかし、その際、コン
タクトホール３ｃの下地底面の基板１の露出部が高融点
金属などのシリサイド等となっている場合では、その削
れ量を低減するために、ＰＥＴを行う際のバイアス電力
を０Ｗとしている。この理由は、特にコンタクトホール
エッチングにおけるＰＥＴ初期の状態において、残留フ
ッ素化合物がチャンバー中に存在するため、バイアス電
力をかけると、下地（具体的には、主にコバルトシリサ
イドまたはチタンシリサイド等のシリコン系化合物）を
構成するコバルトまたはチタンとフッ素が反応し、下地
を削ることになるためである。これは、コンタクト抵抗
上昇等のデバイス特性上の問題を引き起こす。そのた
め、ＰＥＴを行う際のバイアス電力を０Ｗとしている。
チングすることにより、図４（ｃ）に示すように、開口
面積より深さ方向の大なる高アスペクト比のコンタクト
ホール３ｃを形成することができる。一方、ＰＥＴを行
う目的は、エッチングで発生するホール底部および側壁
の堆積物を除去することである。しかし、その際、コン
タクトホール３ｃの下地底面の基板１の露出部が高融点
金属などのシリサイド等となっている場合では、その削
れ量を低減するために、ＰＥＴを行う際のバイアス電力
を０Ｗとしている。この理由は、特にコンタクトホール
エッチングにおけるＰＥＴ初期の状態において、残留フ
ッ素化合物がチャンバー中に存在するため、バイアス電
力をかけると、下地（具体的には、主にコバルトシリサ
イドまたはチタンシリサイド等のシリコン系化合物）を
構成するコバルトまたはチタンとフッ素が反応し、下地
を削ることになるためである。これは、コンタクト抵抗
上昇等のデバイス特性上の問題を引き起こす。そのた
め、ＰＥＴを行う際のバイアス電力を０Ｗとしている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の方
法では、一般的にＢＡＲＣ膜４と絶縁膜３との密着性が
悪いため、絶縁膜３エッチング後は、エッチング中にＢ
ＡＲＣ膜４と絶縁膜３との間に微小隙間が生じ、その隙
間にエッチング中に発生するフロロカーボン系のエッチ
ングガス成分６が入り込んだ状態になっている。しかし
ながら、従来のＰＥＴプラズマ処理方法では、絶縁膜３
に付着したフロロカーボン系のエッチングガス成分６は
残留したままであり、フッ酸、硫酸洗浄処理後に、図４
（ｅ）に示すように、絶縁膜３におけるエッチングガス
成分６が残留していた部分のみ絶縁膜３上面が荒れると
いう問題が発生する。この絶縁膜荒れが顕著になると、
コンタクトホール上部寸法の拡大を招き、コンタクトホ
ール間の距離が減少し、その結果、配線間リーク等の不
良を引き起こす可能性がある。
法では、一般的にＢＡＲＣ膜４と絶縁膜３との密着性が
悪いため、絶縁膜３エッチング後は、エッチング中にＢ
ＡＲＣ膜４と絶縁膜３との間に微小隙間が生じ、その隙
間にエッチング中に発生するフロロカーボン系のエッチ
ングガス成分６が入り込んだ状態になっている。しかし
ながら、従来のＰＥＴプラズマ処理方法では、絶縁膜３
に付着したフロロカーボン系のエッチングガス成分６は
残留したままであり、フッ酸、硫酸洗浄処理後に、図４
（ｅ）に示すように、絶縁膜３におけるエッチングガス
成分６が残留していた部分のみ絶縁膜３上面が荒れると
いう問題が発生する。この絶縁膜荒れが顕著になると、
コンタクトホール上部寸法の拡大を招き、コンタクトホ
ール間の距離が減少し、その結果、配線間リーク等の不
良を引き起こす可能性がある。
【００１６】本発明は上記の従来の課題を解決するもの
であり、絶縁膜上の反射防止膜等との密着性が悪い場合
に、その隙間にエッチング中に発生するフロロカーボン
ガスが残留しても、洗浄後に絶縁膜表面に荒れが生じな
い、コンタクトホールを形成する方法を提供することを
目的とする。
であり、絶縁膜上の反射防止膜等との密着性が悪い場合
に、その隙間にエッチング中に発生するフロロカーボン
ガスが残留しても、洗浄後に絶縁膜表面に荒れが生じな
い、コンタクトホールを形成する方法を提供することを
目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明のコンタクトホールの形成方法は、基板上に
形成された導電膜上を被覆する絶縁膜にコンタクトホー
ルを形成する方法であって、以下の工程を備える。絶縁
膜の上に反射防止膜を堆積する第１の工程。反射防止膜
の上にレジストパターンを形成する第２の工程。レジス
トパターンをマスクとして反射防止膜を選択除去するこ
とによりその反射防止膜よりなる反射防止膜パターンを
形成する第３の工程。反射防止膜並びにレジストパター
ンをマスクとして絶縁膜に対してフロロカーボン系ガス
によりドライエッチングを行なってコンタクトホール開
口を形成する第４の工程。第４の工程の後に絶縁膜上に
残っている反射防止膜並びにレジストを除去するための
プラズマ処理を少なくとも酸素を含むガスを用いて施
し、さらにコンタクトホール周辺部の絶縁膜表面に残留
しているフロロカーボン系のエッチングガス成分を除去
するためのプラズマ処理を施す第５の工程。この方法に
よれば、第５の工程において、残留していたフロロカー
ボン系のエッチングガス成分が除去されるので、後の洗
浄により絶縁膜表面に荒れを生じることが防止される。
に、本発明のコンタクトホールの形成方法は、基板上に
形成された導電膜上を被覆する絶縁膜にコンタクトホー
ルを形成する方法であって、以下の工程を備える。絶縁
膜の上に反射防止膜を堆積する第１の工程。反射防止膜
の上にレジストパターンを形成する第２の工程。レジス
トパターンをマスクとして反射防止膜を選択除去するこ
とによりその反射防止膜よりなる反射防止膜パターンを
形成する第３の工程。反射防止膜並びにレジストパター
ンをマスクとして絶縁膜に対してフロロカーボン系ガス
によりドライエッチングを行なってコンタクトホール開
口を形成する第４の工程。第４の工程の後に絶縁膜上に
残っている反射防止膜並びにレジストを除去するための
プラズマ処理を少なくとも酸素を含むガスを用いて施
し、さらにコンタクトホール周辺部の絶縁膜表面に残留
しているフロロカーボン系のエッチングガス成分を除去
するためのプラズマ処理を施す第５の工程。この方法に
よれば、第５の工程において、残留していたフロロカー
ボン系のエッチングガス成分が除去されるので、後の洗
浄により絶縁膜表面に荒れを生じることが防止される。
【００１８】上記の方法において、反射防止膜は、無機
系もしくは有機系の材料を用いて形成することができ
る。
系もしくは有機系の材料を用いて形成することができ
る。
【００１９】また上記の方法において、反射防止膜は、
下地の絶縁膜に対する密着性が、その絶縁膜に対するレ
ジストの密着性よりも低いものとすることができる。
下地の絶縁膜に対する密着性が、その絶縁膜に対するレ
ジストの密着性よりも低いものとすることができる。
【００２０】さらに上記の方法において、第５の工程に
おいて、残留しているフロロカーボン系のエッチングガ
ス成分を除去するためのプラズマ処理を施す際には、基
板が設置されている電極にバイアス電圧を印加すること
が望ましい。
おいて、残留しているフロロカーボン系のエッチングガ
ス成分を除去するためのプラズマ処理を施す際には、基
板が設置されている電極にバイアス電圧を印加すること
が望ましい。
【００２１】さらに上記の方法において、少なくとも、
第４の工程と、第５の工程とを、同一反応室で連続して
行なうことが望ましい。
第４の工程と、第５の工程とを、同一反応室で連続して
行なうことが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。
説明する。
【００２３】図１及び２は、本発明の実施の形態におけ
るコンタクトホール形成方法を説明する工程断面図であ
る。図１及び２は一連の工程を示す。なお、上記の従来
例と同一の要素には同一の参照番号を付して、説明を省
略する。
るコンタクトホール形成方法を説明する工程断面図であ
る。図１及び２は一連の工程を示す。なお、上記の従来
例と同一の要素には同一の参照番号を付して、説明を省
略する。
【００２４】まず図１（ａ）に示すように、絶縁膜（酸
化膜）３上に、ＢＡＲＣ膜４を塗布し、さらにレジスト
膜５を塗布し、所望のコンタクトホールを露光形成す
る。ここで、絶縁膜３を構成する酸化膜の厚さは、例え
ば１．０μｍとする。また、ＢＡＲＣ膜４は、例えばＤ
ＶＶ４２Ｐ（クラリアント社製）を用いて厚さ７５ｎｍ
に形成する。次に、図１（ｂ）に示すように、レジスト
膜５をマスクとしてＢＡＲＣ膜４をエッチングする。な
おエッチング条件は（表１）に示した通りである。次に
図１（ｃ）に示すように、絶縁膜３をエッチングする。
なおエッチング条件は同じく（表１）に示す通りであ
る。このようにしてＢＡＲＣ膜４及びレジスト膜５をマ
スクとして、コンタクトホールを形成する。
化膜）３上に、ＢＡＲＣ膜４を塗布し、さらにレジスト
膜５を塗布し、所望のコンタクトホールを露光形成す
る。ここで、絶縁膜３を構成する酸化膜の厚さは、例え
ば１．０μｍとする。また、ＢＡＲＣ膜４は、例えばＤ
ＶＶ４２Ｐ（クラリアント社製）を用いて厚さ７５ｎｍ
に形成する。次に、図１（ｂ）に示すように、レジスト
膜５をマスクとしてＢＡＲＣ膜４をエッチングする。な
おエッチング条件は（表１）に示した通りである。次に
図１（ｃ）に示すように、絶縁膜３をエッチングする。
なおエッチング条件は同じく（表１）に示す通りであ
る。このようにしてＢＡＲＣ膜４及びレジスト膜５をマ
スクとして、コンタクトホールを形成する。
【００２５】次に図２（ｄ）に示すように、酸素ガスプ
ラズマによりＢＡＲＣ膜４及びレジスト膜５を完全に除
去する。この第一ＰＥＴプラズマ処理の条件は（表２）
に示したものと同様である。次に図２（ｄ’）に示すよ
うに、バイアス印加の酸素ガスプラズマにより、絶縁膜
３表面をイオンスパッタ性の強い条件で処理する。それ
により、残留しているフロロカーボン系のエッチングガ
ス成分６を除去する。なおこの第二ＰＥＴプラズマ処理
の条件を（表４）に示す。
ラズマによりＢＡＲＣ膜４及びレジスト膜５を完全に除
去する。この第一ＰＥＴプラズマ処理の条件は（表２）
に示したものと同様である。次に図２（ｄ’）に示すよ
うに、バイアス印加の酸素ガスプラズマにより、絶縁膜
３表面をイオンスパッタ性の強い条件で処理する。それ
により、残留しているフロロカーボン系のエッチングガ
ス成分６を除去する。なおこの第二ＰＥＴプラズマ処理
の条件を（表４）に示す。
【００２６】
【表４】
【００２７】そして最後に、絶縁膜３表面のデポ成分及
びコンタクトホール内部のデポ成分を除去するために、
硫酸洗浄処理を施すことにより、図２（ｅ）に示すよう
に、クリーンで絶縁膜３上面を荒らすことなく、良好な
コンタクトホールを形成することができる。
びコンタクトホール内部のデポ成分を除去するために、
硫酸洗浄処理を施すことにより、図２（ｅ）に示すよう
に、クリーンで絶縁膜３上面を荒らすことなく、良好な
コンタクトホールを形成することができる。
【００２８】本実施の形態のように、エッチング中に発
生するＦと、洗浄時に発生するＨイオンの両者が同時に
は存在しないような工程とすることにより、絶縁膜３の
荒れを防止することが可能となる。
生するＦと、洗浄時に発生するＨイオンの両者が同時に
は存在しないような工程とすることにより、絶縁膜３の
荒れを防止することが可能となる。
【００２９】コンタクトホール周辺部の絶縁膜が荒れた
状態の従来のサンプルと、荒れの無い本発明の処理を施
したサンプル表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の
図を、それぞれ図７及び図８に示す。
状態の従来のサンプルと、荒れの無い本発明の処理を施
したサンプル表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真の
図を、それぞれ図７及び図８に示す。
【００３０】なお、反射防止膜として塗布型有機系反射
防止膜を用いたが、ＳｉＯＮ等の無機系反射防止膜でも
同様の効果が得られるのは言うまでもない。
防止膜を用いたが、ＳｉＯＮ等の無機系反射防止膜でも
同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００３１】また、第二ＰＥＴとして酸素プラズマを用
いたが、Ａｒ，Ｎ2等のプラズマを用いても同様の効果
が得られる。
いたが、Ａｒ，Ｎ2等のプラズマを用いても同様の効果
が得られる。
【００３２】また、エッチング装置として、誘導結合型
プラズマ装置（ＩＣＰ）を用いたが、反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）、マイクロ波磁場印加プラズマ（ＥＣ
Ｒ）、表面波プラズマ（ＳＷＰ）等を用いても同様の効
果が得られるのは言うまでもない。
プラズマ装置（ＩＣＰ）を用いたが、反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）、マイクロ波磁場印加プラズマ（ＥＣ
Ｒ）、表面波プラズマ（ＳＷＰ）等を用いても同様の効
果が得られるのは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】本発明のコンタクトホール形成方法によ
れば、絶縁膜と反射防止膜との密着性が悪く、エッチン
グ中のフロロカーボンガスが反射防止膜と絶縁膜との間
に生じた隙間に入り込んだ場合でも、コンタクトホール
周辺の絶縁膜の表面荒れを防止することができる。従っ
て、本発明は、高性能微細配線デバイスにおける半導体
製造工程において、実用的な価値が極めて大である。
れば、絶縁膜と反射防止膜との密着性が悪く、エッチン
グ中のフロロカーボンガスが反射防止膜と絶縁膜との間
に生じた隙間に入り込んだ場合でも、コンタクトホール
周辺の絶縁膜の表面荒れを防止することができる。従っ
て、本発明は、高性能微細配線デバイスにおける半導体
製造工程において、実用的な価値が極めて大である。
【図１】本発明の実施の形態におけるコンタクトホール
の形成方法を説明するための工程断面図
の形成方法を説明するための工程断面図
【図２】図１の続きを示す工程断面図
【図３】従来技術におけるコンタクトホールの形成方法
を説明するための工程断面図
を説明するための工程断面図
【図４】図３の続きを示す工程断面図
【図５】誘導結合型プラズマエッチング装置の概要図
【図６】シェア強度測定による異種膜密着度測定の原理
を示す図
を示す図
【図７】従来例におけるコンタクトホール表面ＳＥＭ写
真を示す図
真を示す図
【図８】本発明の実施の形態におけるコンタクトホール
表面ＳＥＭ写真を示す図
表面ＳＥＭ写真を示す図
１ シリコン基板
２ 導電膜
３ 絶縁膜（酸化膜）
４ 塗布型有機系反射防止膜
５ レジスト膜
６ エッチングガス成分
７ 絶縁膜荒れ
１１ 石英ドーム
１２ コイル電源
１３ バイアス電源
１４ ウエハー
１５ 誘導結合コイル
１６ シリコン天板
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平10−178095（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−145111（ＪＰ，Ａ)
特開2000−40739（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−74355（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/768
H01L 21/28
H01L 21/3065
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に形成された導電膜上を被覆する
絶縁膜にコンタクトホールを形成する方法であって、 前記絶縁膜の上に反射防止膜を堆積する第１の工程と、
前記反射防止膜の上にレジストパターンを形成する第２
の工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記反
射防止膜を選択除去することにより前記反射防止膜より
なる反射防止膜パターンを形成する第３の工程と、前記
反射防止膜並びに前記レジストパターンをマスクとして
前記絶縁膜に対してフロロカーボン系ガスによりドライ
エッチングを行なってコンタクトホール開口を形成する
第４の工程と、前記第４の工程の後に前記絶縁膜上に残
っている前記反射防止膜並びに前記レジストを除去する
ためのプラズマ処理を少なくとも酸素を含むガスを用い
て施し、さらに、前記コンタクトホール周辺部の前記絶
縁膜表面に残留しているフロロカーボン系のエッチング
ガス成分を除去するためのプラズマ処理を施す第５の工
程とを備えたことを特徴とするコンタクトホール形成方
法。 - 【請求項２】 前記反射防止膜は、無機系もしくは有機
系であることを特徴とする請求項１記載のコンタクトホ
ール形成方法。 - 【請求項３】 前記反射防止膜は、下地の前記絶縁膜に
対する密着性が、前記絶縁膜に対する前記レジストの密
着性よりも低いことを特徴とする請求項１または２記載
のコンタクトホール形成方法。 - 【請求項４】 前記第５の工程において、残留している
フロロカーボン系のエッチングガス成分を除去するため
のプラズマ処理を施す際に、前記基板が設置されている
電極にバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項
１記載のコンタクトホール形成方法。 - 【請求項５】 少なくとも、前記第４の工程と、前記第
５の工程とを、同一反応室で連続して行なうことを特徴
とする請求項１記載のコンタクトホールの形成方法。
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000062501A JP3527165B2 (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | コンタクトホール形成方法 |
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| JP2001250862A JP2001250862A (ja) | 2001-09-14 |
| JP3527165B2 true JP3527165B2 (ja) | 2004-05-17 |
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-
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