JPH01238121A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH01238121A
JPH01238121A JP6614188A JP6614188A JPH01238121A JP H01238121 A JPH01238121 A JP H01238121A JP 6614188 A JP6614188 A JP 6614188A JP 6614188 A JP6614188 A JP 6614188A JP H01238121 A JPH01238121 A JP H01238121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dry etching
etching
semiconductor wafer
silicon oxide
contact hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6614188A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2603989B2 (ja
Inventor
Masayuki Kojima
雅之 児島
Atsuyoshi Koike
淳義 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63066141A priority Critical patent/JP2603989B2/ja
Publication of JPH01238121A publication Critical patent/JPH01238121A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2603989B2 publication Critical patent/JP2603989B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造技術に関し、シリコン酸化
膜のドライエツチングに適用して有効な技術に関するも
のである。
〔従来の技術〕
半導体装置の製造プロセスに用いられるドライエツチン
グ技術および装置の現状と動向については、例えば、株
式会社工業調査会、昭和60年11月lO日発行「電子
材料・1985年11月号別冊J P 11.9〜P1
24に記載がある。
半導体装・積回路の配線形成工程において、シリコン単
結晶基板上の8102膜やポリシリコン膜などのシリコ
ン酸化膜を孔開けして微細なコンタクトホールを形成す
る場合には、主としてプレーナプラズマエツチング(P
PE)やりアクティブイオンエツチング(RIE)など
のドライエツチング技術が用いられている。
上記プレーナプラズマエツチングやりアクティブイオン
エツチングを行うには、従来より半導体ウェハ(以下、
ウェハという)の対向電極に高周波を印加する平行平板
形ドライエツチング装置が用いられている。さらに、こ
れを改良したものとして、平行平板電極にもう一つの電
極を加えたトライオード方式、カソード上に磁場を設け
たマグネトロン放電方式、あるいは磁場とマイクロ波と
の相互作用を利用したECR方式のドライエツチング装
置なども用いられている。
また、上記ドライエツチング装置を用いてシリコン酸化
膜をエツチングする際の反応ガスとしては、従来より、
CHFz(+ 02)、 CHFs + C2F6など
が一般に知られており、高圧系枚葉処理装置ではCF4
 +CHF、系ガスにアルゴン(Ar)またはヘリウム
(He)を添加したA r 十CF 4+ CHF 3
 系ガスやHe+CFs +CHF3 系ガスが用いら
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
半導体集積回路の高密度化、高集積化に伴い、高精度で
、かつ、微細な加工を行うことのできるエツチング技術
が要求されており、形状制御性、均一性、選択性など、
各種エツチング特性の一層の向上が求められている。
上記のような点を考慮した場合、本発明者は、シリコン
酸化膜のエツチングにおいて、高圧(数Torr )系
枚葉処理装置でΔr+cF4+CHFz系反応ガスやH
e 十CF4 + CHF3 系反応ガスを用いた場合
には、下記のような問題があることを見い出した。
すなわち、Ar+CF* +CHF)系反応ガスは、エ
ツチングレートが高いという利点がある反面、コンタク
トホールの側壁保護効果が小さいために形状制御性が乏
しく、これにより、コンタクトホールの断面形状が樽形
や逆テーバ形になってしまう結果、コンタクトホールに
配線用のAr膜を被着した場合のステップカバレージが
低下してしまうという欠点がある。
一方、He+CFt  +CHFj 系反応ガスを使用
した場合は、カーボン系ポリマーによる側壁保護効果が
認められることから、上記A r + CF 4+CH
F3系反応ガスに比べてコンタクトホールの形状制御性
が良いという利点があるが、その反面、エツチングレー
トが低い、シリコンに対する選択比が低い、エツチング
の均一性が乏しい、などの欠点を有している。
本発明は、上記した問題点に着目してなされたものであ
り、その目的は、シリコン酸化膜のエツチング特性を向
上させることのできる技術を提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴とは、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、シリコン酸化膜の所定箇所をドライエツチン
グで加工する際、CF、  +CHF、 +Ar+He
からなる反応ガスを用いる方法である。
〔作用〕
上記した手段によれば、形状制御性、均一性、選択性な
ど、シリコン酸化膜を加工する際の各種エツチング特性
を向上させることができる。
〔実施例〕
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例である半導体
装置の製造方法を示す半導体ウェハの要部断面図、第2
図は本実施例で用いるドライエツチング装置の要部断面
図、第3図は本実施例で用いる反応ガスにおけるHei
加盪とコンタクトホールのテーバ角度との関係を示すグ
ラフ図である。
本実施例で用いるドライエツチング装置は、アノードカ
ップリング方式による平行平板形ドライエツチング装置
lであり、その要部は、第2図に示すように゛、内部が
所定の真空度に維持される処理室2と、この処理室2に
反応ガスを供給するガス供給源3a〜3Cとから構成さ
れている。
表面にフッ素樹脂をコーティングしたステンレス鋼板な
どからなる処理室2の内部中央には、ウェハステージを
兼ねた円板状のカソード電極4と、同じく円板状のアノ
ード電極5とが所定間隔を置いて平行に配設されている
カソード電極4は、外部の温調器6によって所定の温度
に保たれるようになっており、他方、アノード電極5に
は、外部の高周波′@源7が接続され、上記カソード電
極4との間に高周波電圧が印加されるようになっている
処理室2の側壁外方には、ロードロツタ室8が設置され
、ローダ9に収容された半導体ウェハ10がロボットハ
ンド(図示せず)などを介して、処理室2のカソード電
極4上に載置されるようになっている。
また、処理室2の底部には、排気管11が接続され、処
理室2内のガスが排出されるようになっている。
アノード電極5の中央には、外部のガス供給源3a〜3
Cに連結されたガス供給管12が接続され、CF4 、
CHF* 、ArおよびHeの四種のガスが混合された
反応ガスが処理室2のアノード電極5とカソード電極4
とに挟まれた処理空間に供給されるようになっている。
ガス供給源3a〜3Cは、CF、/CHF、混合ガス、
Arガス、およびHeガスをそれぞれ個別の容器に充填
したもので、各バルブ13a〜13Cの開閉操作によっ
て、その混合比および供給量が所望する値に設定される
ようになっている。
次に、上記平行平板形ドライエツチング装置1を用いた
半導体ウェハ10のドライエツチング工程を説明する。
第1図(a)に示すように、ドライエツチング工程に先
立ち、まず、所定の抵抗率を有するシリコン単結晶から
なる半導体ウェハ10を、例えば、約1000℃でスチ
ーム酸化してその表面に8102膜(シリコン酸化膜)
14を形成した後、ウェハプロセスの1常法に従い、活
性領域に所定の集積回路素子(図示せず)を形成し、次
いで、ホトレジスト/エツチングによって、5i(h膜
14の表面にレジストマスク15を形成する。
その後、上記半導体ウェハlOは、前記平行平板形ドラ
イエツチング装置lのローダ9に搬送され、ロードロツ
タ室8を経て処理室2のカソード電極4上に載置される
次に、処理室2の内部を、例えば、数Torr程度にな
るまで減圧した後、ガス供給源3a〜3Cより処理室2
に所定量のCF4 +CHF3 +A r十Heからな
る反応ガスを供給する。
次いで、アノード電極5とカソード電極4との間に高周
波電圧を印加すると、プラズマ化された反応ガスによる
ドライエツチングが開始され、5102膜14の所定箇
所に基板との導通を取るためのコンタクトホール16が
形成される(第1図〜)) 。
このとき、CF a  + CHF s  + A r
 + Heからなる反応ガスを用いることにより、コン
タクトホール16の断面形状を順テーバ形すなわち下向
きテーパ形にすることができる。
すなわち、第3図に示すように、CF、+CHF3十A
r系反応ガスにI(eを添加していくと、Heの添加量
が増加するに従って、コンタクトホール16のテーパ角
度θが小さくなり、その断面形状は、逆テーパ形すなわ
ち上向きテーパ形から順テーパ形すなわち下向きテーパ
形に変化する。
また、このときのテーバ角度θの大小は、処理室2の圧
力にも依存し、低圧になる程、テーバ角度θが小さくな
る傾向にある。
その際、本実施例で用いる反応ガス中にはArが添加さ
れているので、Heの添加量を増加した場合でも、従来
のCF4 +CHF3 +He系反応ガスの欠点であっ
たエツチングレートの低下、シリコンに対する選択比の
低下、エツチングの不均一性などは、はとんど生じない
このようにして、順テーパ形のコンタクトホール16が
形成されると、次に、例えば、マグネトロンスパッタ法
を用いて半導体ウェハ10の表面にAlまたはA42合
金からなる導電膜を被着し、この導電膜をパターニング
することにより、上記コンタクトホール16を介して基
板と導通された第−層配線17を形成する(第1図(C
))。
次に、上記第−層配線17の上に、CVD法を用いて5
102からなる層間絶縁膜18を形成した後、前記平行
平板形ドライエツチング装置1の処理室2内でドライエ
ツチングを行い、上記第−層配線17に達する層間接続
孔19を形成する。
この場合も、CF4 +CHF、 +Ar+Heからな
る反応ガスを用いることにより、層間接続孔19の断面
形状を順テーパ形にすることができる。
次に、第−層配線17を形成した場合と同様の方法で、
層間絶縁膜13の表面に導電膜を被着してこれをバター
ニングすることにより、層間接続孔19を介して第−層
配線17と導通された第二層配線20を形成する。
最後に、上記第二層配線20の表面に、例えば、減圧C
VD法を用いてシリコンナイトライド(Si3N4) 
などからなるパッシベーション膜21を被着し、その所
定箇所を孔開けして電極パッド22を形成する(第1図
(d))。
このように、本実施例によれば、次の効果を得ることが
できる。
(1)、平行平板形ドライエツチング装置1でコンタク
トホール16および層間絶縁孔20を形成する際、CF
 4 + CHF 3 +A r + Heからなる反
応ガスを用いたドライエツチングを行うことにより、エ
ツチングレート、シリコンに対する選択比、およびエツ
チングの均一性などを低下させることなく、コンタクト
ホール16および層間絶縁孔20の断面形状を順テーバ
形にすることができる。
(2)、上記(1)により、コンタクトホール16およ
び層間絶縁孔20に被着される導電膜のステップカバレ
ージが向上するので、第−層配線17および第二層配線
20の信頼性が向上する。
(3)、上記(1)により、第−層配線17および第二
層配線20の微細化が促進される。
(4)、上記(1)により、ドライエツチング工程の歩
留りが向上する。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。
例えば、実施例では、コンタクトホールや層間絶縁孔の
形成工程に適用した場合について説明したが、シリコン
酸化膜をドライエツチングで加工するすべての工程に適
用することができる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
すなわち、ウェハの表面に形成されたシリコン酸化膜を
ドライエツチングで加工するに際し、CF4 と、CH
Fff  と、Arと、Heとからなる反応ガスを用い
ることにより、形状制御性、均一性、選択性などの各種
エツチング特性を向上させるこ7とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例である半導体
装置の製造方法を示す半導体ウェハの要部断面図、第2
図は本実施例で用いるドライエツチング装置の要部断面
図、 第3図は本実施例で用いる反応ガスにおけるHe添添加
とコンタクトホールのテーバ角度との関係を示すグラフ
図である。 l・・・平行平板形ドライエツチング装置、2・・・処
理室2.3a〜3C・・・ガス供給源、4・・・カソー
ド電極、5・・・アノード電極、6・・・温調器、7・
・・高周波電源、8・・・ロードロツタ室、9・・・ロ
ーダ、10・・・半導体ウェハ、11・・・排気管、1
2・・・ガス供給管、13a−13c・・・バルブ、1
4・・・5102膜(シリコン酸化膜)、15・・・レ
ジストマスク、16・・・コンタクトホール、17・・
・第−層配線、18・・・層間絶縁膜(シリコン酸化膜
)、19・・・層間絶縁孔、20・・・第二層配!、2
1・・・パッシベーション膜、22・・・電極パッド、
θ・・・テーバ角度。 代理人 弁理士  筒 井 大 和 第1図 / (、e 第1図 / )′1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体ウェハの表面に形成されたシリコン酸化膜を
    ドライエッチングで加工するに際し、CF、と、CHF
    _3と、Arと、Heとからなる反応ガスを用いること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。 2、アノードカップリング方式の平行平板形ドライエッ
    チング装置を用いることを特徴とする請求項1記載の半
    導体装置の製造方法。
JP63066141A 1988-03-18 1988-03-18 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JP2603989B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63066141A JP2603989B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63066141A JP2603989B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01238121A true JPH01238121A (ja) 1989-09-22
JP2603989B2 JP2603989B2 (ja) 1997-04-23

Family

ID=13307284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63066141A Expired - Lifetime JP2603989B2 (ja) 1988-03-18 1988-03-18 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2603989B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04162721A (ja) * 1990-10-26 1992-06-08 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH056875A (ja) * 1990-02-16 1993-01-14 Applied Materials Inc 二酸化シリコンの改良rieエツチング方法
JPH06151388A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Sumitomo Metal Ind Ltd 半導体装置のコンタクトホール形成方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH056875A (ja) * 1990-02-16 1993-01-14 Applied Materials Inc 二酸化シリコンの改良rieエツチング方法
JPH04162721A (ja) * 1990-10-26 1992-06-08 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH06151388A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Sumitomo Metal Ind Ltd 半導体装置のコンタクトホール形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2603989B2 (ja) 1997-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100465947B1 (ko) 불화 가스 및 산소를 함유한 가스 혼합물을 사용하는텅스텐의 플라즈마 공정
CN100419972C (zh) 用于有机硅酸盐玻璃低k介质腐蚀应用的用o2和nh3的蚀刻后光刻胶剥除
US5904566A (en) Reactive ion etch method for forming vias through nitrogenated silicon oxide layers
JP4361625B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
EP0122776A2 (en) Dry etching aluminum or aluminum alloy layer
JP2913936B2 (ja) 半導体装置の製造方法
WO1992007377A1 (en) Sacrificial metal etchback system
JPH01220448A (ja) 窒化物絶縁層を選択的にドライ・エッチングする気体混合物及び方法
EP0239746A2 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
JPH06338479A (ja) エッチング方法
JPH01238121A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100560253B1 (ko) 플라즈마 에칭 방법
US5110410A (en) Zinc sulfide planarization
JPH0487332A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JPH04273442A (ja) 配線形成方法
JP4516713B2 (ja) エッチング方法
JPH1140545A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05217965A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH09321024A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS60246636A (ja) 半導体装置の製造方法
Sasserath Dry etching of niobium using CCl2F2 and CF4: A comparison
JPH06104222A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05347270A (ja) 金属プラグの形成方法及びこれに用いるウェハ処理装置
JP2535581B2 (ja) 炭素膜作製方法
JPH0964017A (ja) 半導体製造装置および半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080129

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090129

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090129

Year of fee payment: 12